Статьи

Операционные системы тепловых насосов. Воздух и вода

смотреть статью в pdf версии смотреть статью в pdf версии    Минимальная каталожная температура наружного воздуха, при которой может работать тепловой насос типа «воздух-вода», для большинства продуктов составляет -20ºC

Минимальная каталожная температура наружного воздуха, при которой может работать тепловой насос типа «воздух-вода», для большинства продуктов составляет -20ºC. В короткие периоды работы он может работать до -24ºC. Однако это очень редкие случаи. При этих температурах КС очень низкая и колеблется от 1,5 до 2,0. Тем не менее, наружные температуры ниже -20ºC не очень часты зимой. Статистические средние температуры наружного воздуха отопительного сезона в 1991-2000 гг. Приведены в таблице. Коэффициент КПД КПД определяет экономическую эффективность использования теплового насоса. Это отношение полученной мощности нагрева к электрической мощности, подаваемой в компрессор. Для теплового насоса типа «воздух-вода» он сильно варьируется в зависимости от температуры наружного воздуха и температуры подачи (диаграмма 1).

Оптимальный выбор
Баланс тепловой энергии показывает, что его наибольшая годовая потребность, то есть затраты на отопление, падает на температуру наружного воздуха от + 3ºC до + 5ºC, что составляет около 80-90% годовой потребности в тепле. В этом отношении, даже при допущении нагрева 55 / 45ºC, коэффициент полезного действия теплового насоса типа «воздух-вода» составляет около 2,5 для отопления радиатора и 3,7 для напольного отопления с температурой подачи 35ºC.

Наиболее часто используемая, оптимальная с точки зрения инвестиционных затрат и затрат на отопление, рабочая система воздушного / водяного теплового насоса представляет собой двухвалентную систему с электрической (моноэнергетической) опорой или с котлом (двухвалентным), предполагающая двухвалентную точку опоры от -5 до -8ºC.

Количество дней в году ниже этих температур составляет около 30. С точки зрения затрат на отопление, поддержка электронагревателя теперь сопоставима с котлом на жидком или жидком газе. В моноэнергетической и двухвалентной операционной системе доля покрытия годовой потребности в тепле электрическим нагревателем или бойлером не будет превышать 3%. Это ситуация в новых зданиях, где внутренняя установка адаптирована к параметрам отопления, доступным через тепловой насос.

Очень частой ошибкой в ​​оценке тепловых насосов является принятие коэффициента COP из данных каталога. Это коэффициент мощности для конкретных параметров «нижнего источника» и «верхнего источника». Это термины, принятые для рекуперации тепла из возобновляемых источников энергии, в нашем случае - воздуха и теплового приемника, создаваемого тепловым насосом.

Однако наиболее важным фактором для затрат на отопление является энергетический коэффициент COPen, который представляет собой отношение годовой выработки тепловой энергии в кВтч к годовому количеству электроэнергии в кВтч, необходимой для привода компрессора теплового насоса, привода вентилятора и циркуляционного насоса для буфера нагрева воды. В качестве иллюстрации можно сказать, что энергия в кВт-ч - это стоимость отопления, а мощность нагрева блока, указанная в кВт, - это инвестиционные затраты. Фактором, несколько ухудшающим коэффициент полезного действия воздушного теплового насоса, является необходимость разморозки ламелей испарителя при более низких наружных температурах. Для этого нужна тепловая энергия. Эта энергия берется из водонагревателя и, следовательно, снижает его температуру. Этот факт часто скрывают дистрибьюторы тепловых насосов. Особенно часто необходимо размораживать при температуре около 0ºC, при которой воздух содержит больше влаги, чем при более низкой температуре.

Для жилых зданий с хорошей теплоизоляцией, требующих тепловой мощности около 15 кВт, рекомендуется устанавливать тепловой насос с теплопроизводительностью около 10 кВт при температуре наружного воздуха -6 ° C. Чаще всего в технических данных воздушных тепловых насосов приводятся значения теплопроизводительности при температуре наружного воздуха -7ºC и температуре греющей воды 35ºC. Если мы назовем это номинальной мощностью нагрева, то оптимальная мощность нагрева насоса для такого здания должна составлять 12,0 кВт. Потребность в этой температуре составляет приблизительно 9,5 кВт. Это означает, что с повышением температуры наружного воздуха у нас появляется избыток мощности нагрева, который мы можем использовать для нагрева горячей воды без необходимости выключать отопление, как это обычно происходит при регулировании небольших котельных. При очень низких температурах возникает необходимость в разогреве. По статистике, 10 дней в году будет необходимо включать дополнительное отопление, например, электрические нагреватели в баке для нагрева воды, электрические нагреватели, воздушные нагреватели или отопление камина. Использование типа подогрева зависит от требований

пользователь относительно теплового комфорта или комфорта работы системы отопления.

Повышение коэффициента
Существует ряд экологических возможностей для повышения индекса эффективности теплового насоса путем повышения температуры воздуха на входе при низких температурах наружного воздуха. Вот некоторые из них:

* подача воздуха к насосу-испарителю через гравийно-гравийный теплообменник,
* смешивание входящего воздуха в насос с воздухом, удаленным из механической вентиляции,
* подогрев воздуха теплом, полученным от солнечного коллектора,
* подогрев воздуха теплом, получаемым от истечения воды из раковин, ванн и душей,
* подогрев воздуха теплом, извлекаемым из кухонных вытяжек.

Это позволяет тепловому насосу работать при очень низких наружных температурах из-за более высокой температуры воздуха на входе в испаритель насоса. Эти решения не являются дешевыми решениями, и их экономический эффект невелик. Особые проблемы возникают при правильной настройке автоматической регулировки. Вот почему они редко предлагаются монтажными компаниями. Они могут быть использованы в качестве собственных улучшений пользователя в технических консультациях компетентного профессионала.

место
Тепловой насос может быть установлен снаружи или внутри здания. Оба местоположения имеют свои преимущества и недостатки.

* Расположение за пределами

Такое расположение является более популярным решением из-за его расположения вне здания, поэтому для отопительного центра в здании требуется меньше места. Рекомендуется в зданиях с редкими застройками из-за уровня шума насоса. Хотя он небольшой, он может достигать уровня, который может вызвать конфликты с «чувствительными» соседями ночью. Необходимо обратить внимание на расположение выхлопа вне тротуаров и лестниц из-за возможности образования льда. Важным условием является возможность свободного отвода конденсата от размораживания пластин испарителя.

Также возможно разместить его на крыше, но это требует проверки прочности его конструкции. В существующих зданиях это очень редкое решение.

* Расположение внутри

Это местоположение является несколько более дорогим инвестиционным решением из-за необходимости установки воздухозаборных и выпускных воздуховодов диаметром не менее 30 см, а также приточных и вытяжных решеток, тепловых насосов, буферного хранилища и накопителя горячей воды. Есть также полностью укомплектованные блоки центрального отопления со встроенным буфером и хранилищем горячей воды.

* Автоматическая система регулировки

Система автоматического регулирования работы теплового насоса представляет собой систему, аналогичную системе управления нефтегазовой котельной, в то время как во внутренних тепловых насосах контроллер встроен в корпус теплового насоса. При внешней настройке контроллер представляет собой отдельный элемент, расположенный в центральном офисе внутри здания, и требует внешнего соединения с тепловым насосом с помощью кабеля питания и управления.

Насосная и котельная
Ниже я представляю преимущества использования теплового насоса типа «воздух-вода» по сравнению с котельной:

* снижение затрат на производство тепловой энергии - более 50%,
* нет выбросов вредных для окружающей среды продуктов сгорания в окрестности здания,
* нет необходимости договариваться с природоохранными службами,
* нет необходимости строить дымоход,
* нет необходимости проветривать помещение теплового центра,
* нет необходимости устанавливать масляную систему и масляный бак,
* снижение риска возникновения пожара.

Недостатком использования оптимально подобранного воздушного теплового насоса по сравнению с котельной является необходимость подогрева при очень низких наружных температурах. Использование теплового насоса с воздушным источником возможно в существующих котельных в случае удовлетворительной работы котельной и ее хорошего технического состояния. Тепловой насос может работать с существующим котлом в двухвалентной, двухвалентной или альтернативной системе. Прием системы и определение двухвалентной или альтернативной рабочей точки зависит от желаемой температуры отопительной установки.

В альтернативной системе для параметров установки, например, 80 / 60ºC, тепловой насос работает, например, до 0ºC, а при более низких температурах работает котел. Эта система позволяет использовать меньший и более дешевый тепловой насос с номинальной мощностью около 10 кВт, что покрывает около 60% годовой потребности в тепле. Система автоматического регулирования взаимодействия с котлом очень проста, потому что изменение работы требует только регулировки в зависимости от температуры наружного воздуха.

В альтернативно-параллельной системе тепловой насос работает, например, до + 2ºC независимо, а в диапазоне внешних температур, обычно от + 2ºC до -8ºC, насос работает с котлом. Это позволяет установить меньший и более дешевый тепловой насос с номинальной мощностью около 9 кВт, покрывающий примерно 80% годовой потребности в тепловой энергии. Оставшиеся 20% будут покрыты котлом. Однако система автоматического управления работой теплового насоса с котлом является более сложной системой, которая увеличивает инвестиционные затраты.

Альтернативно двухвалентная система работы котла с тепловым насосом также позволяет работать с отопительной установкой с параметрами воды 90 / 70ºC, чем ниже параметры нагреваемой воды, тем выше работа теплового насоса и, следовательно, увеличивается экономия затрат на отопление.

В существующих зданиях это особенно важно, поскольку использование насоса не требует адаптации установки к более низким параметрам теплоносителя. После преодоления барьера недоверия к воздушным тепловым насосам, я ожидаю большой интерес к этому решению.

Мирослав Козлов

Диаграмма 1. Коэффициент эффективности COP имеет решающее значение для экономической эффективности использования теплового насоса.
Диаграмма 2. Пример кривой отопления для здания с потребностью в тепле 15 кВт и двухвалентной работой со вторым источником тепла.

Новости

Где купить держатель для смартфона в авто

Смартфонами пользуются практически все водители. Часто они используют iPhone, и водителям необходимо крепить свои смартфоны, используя таких.

Где купить рассеиватель для штатной вспышки

Рассеиватель для вспышки - незаменимая вещь для любого фотографа - как для профессионала, так и для любителя. Любое помещение, где есть проблема с освещением, при съемке со вспышкой получается мрачным,

Тюнинг выхлопной системы уаз
Схематически система выхлопов двигателей внутреннего сгорания предполагает некоторую потерю мощности, что справедливо не радует многих владельцев авто. Не нравится такое положение дел и тем, кто эксплуатирует

Двигатель 406 - описание
Двигатель внутреннего сгорания марки ЗМЗ 406 производится на Заволжском моторном заводе, который является основным поставщиком комплектующих для Горьковского автозавода (ГАЗ). Также предприятие ЗМЗ занимается

Чистка ковров и замена счетчиков воды
Структура ковра такова, что он будет собирать в себе пыль, пылевых клещей и прочий мусор, который будет приводить к образованию вредным микроскопических существ и микроорганизмов. Поэтому халатность

На коробку передач ваз
Количество заявок на ремонт в автосервисах, которое растет с каждым годом, наглядно демонстрирует, что далеко не каждый водитель понимает, как правильно переключать коробку передач. Такому результату

ПРЕДОХРАНИТЕЛИ ВАЗ-21099 (НАЗНАЧЕНИЕ, НОМИНАЛ). ВНЕШНИЕ СВЕТОВЫЕ ПРИБОРЫ (СХЕМА)
На схеме световой сигнализации и освещения детально показано расположение в цепи как самих световых приборов, так и подробное положение контактов на реле и переключателях управления приборами. По схеме

Где заказать чип-тюнинг
Решили воспользоваться чип-тюнингом? Решили воспользоваться возможностью чип-тюнинга? У компании, которая имеет собственный ресурс в интернете по адресу - http://chip-kzn.ru/ вы сможете заказать данную

Зимняя резина в интернет магазине
Сеть трубопровода, которая транспортирует воду под определенным давлением, состоит из соединений отдельных участков металлических труб. Водопровод на всем своем протяжении, особенно в местах соединения

Оценка бизнеса предприятия
После того как руководство сопоставит внешние угрозы и возможности с внутренними силами и слабостями, оно может определить стратегию, которой и будет следовать. На этом этапе руководство уже ответило