Материалы для изучения

Метки

Тепловой насос – эффективность уюта

 
Тепловой насос – это источник тепла, в основе работы которого заложен принцип получения тепловой энергии из воздуха, жидкости или земли и передачи её к потребителю тепла при помощи испарения-конденсации специализированного теплоносителя (фриона). Основными особенностями системы с применением теплового насоса является низкотемпературный нагрев (Dt=60-40грд С); производство как тепла, так и холода; использование электроэнергии не на непосредственный нагрев, а только для осуществления циркуляции и сжатия теплоносителя.
В связи с этим существует несколько следствий, отражающихся на стоимости первоначальных финансовых вложений и эксплуатационных расходах системы с тепловым насосом:
- первоначальные вложения в такую систему в разы превышают  стоимость традиционной системы отопления (с применением "обычного" котельного оборудования). Мало того, что стоимость теплового насоса в несколько раз дороже, чем любого традиционного котла соответствующей мощности, так еще и вследствие низкотемпературного нагрева – стоимость всей системы также гораздо выше (для увеличения поверхностей теплосъёма необходимы трубопроводы больших диаметров и радиаторы увеличенной мощности, а то и вообще "тёплые полы" во всех помещениях!) – однако, в связи с тем, что при правильном проектировании система с тепловым насосом работает не только на отопление, но и на охлаждение, то тратить средства на установку кондиционеров не придётся. – кроме того, экономия на эксплуатационных расходах (1 кВт электроэнергии  = 2-5кВт тепла или хорлода) поможет достаточно быстро (от 3х до 7ми лет) окупить первоначальные вложения.
- однако, в связи с тем, что при правильном проектировании система с тепловым насосом работает не только на отопление, но и на охлаждение, то тратить средства на уcтановку кондиционеров не придётся.
- кроме того, экономия на эксплуатационных расходах (1 кВт электроэнергии  = 2-5кВт тепла или хорлода) поможет достаточно быстро (от 3х до 7ми лет) окупить первоначальные вложения.
Тепловые насосы бывают:
- "воздух-воздух" (энергия получается из воздуха и отопление (охлаждение) производится при помощи "фэнкойлов" напрямую запитанных фрионом (теплоносителем основного контура);
- "воздух-вода"    (теплоноситель первого контура (фрион) через систему теплообменников нагревает (охлаждает) теплоноситель вторичного контура (воду);
- "земля-воздух" (энергия берётся из земли);
- "земля-вода";
- "вода-воздух" (энергия морской воды, геотермальных источников, канализационных стоков и т.п.)
- "вода-вода"…
На сегодняшний день, для климатических зон, температура воздуха в которых, как правило, не опускается ниже -20 C, максимально эффективным видом тепловых насосов (по первоначальным вложениям и эксплуатационным расходам, а также по простоте применения и монтажу) являются тепловые насосы "воздух-воздух". Такое оборудование представлено в  ГК Дельта Т торговой маркой  "DAIKIN" (Япония, Бельгия).

Тепловые насосы и их классификация.

Преимущество тепловых насосов в том, что они используют бесплатные, возобновляемые источники энергии, такие как : низкопотенциальное тепло воздуха, грунта, подземных, сточных и сбросовых вод технологических процессов, открытых водоемов.

Это высокотехнологичное устройство, работающее в полностью автоматическом режиме. Функционирование теплового насоса возможно при наличии компрессора и циркуляционных насосов. Однако, электрическая энергия, затраченная для обеспечения работы этих устройств, составляет лишь 25% от объема полученной тепловой энергии. Здесь нет нарушения закона сохранения энергии. Оставшиеся 75% – это низкопотенциальная энергия (воздух, грунт, подземные, сточные воды и т.д.). Соотношение затрат на электроэнергию к полученному теплу составляет 1:4, для систем отопления с использованием теплых полов этот коэффициент составляет 1:7, а для подогрева воды в бассейне до температуры + 28°С коэффициент – 1:12.

Необходимо отметить, что наличие круглогодичного источника постоянной (и относительно низкой) температуры, позволяет использовать тепловые насосы в качестве кондиционеров воздуха. Для этого вместо отопительных радиаторов используются фанкойлы.

 Фанкойл (fancoil, фэнкойл, вентиляторный доводчик) – это блок, сходный по своему устройству, дизайну и назначению с внутренним блоком кондиционера (сплит-системы). Фанкойлы охлаждают или обогревают воздух в помещении, производят очистку воздуха.
           В зимний период фанкойлы способны полностью заменить систему водяного отопления. Для этого в них подается горячая вода по второму контуру (четырехтрубные фанкойлы) или производится переключение системы фанкойлов (двухтрубные) с чиллера на локальную котельную или бойлерную.

Система чиллер-фанкойл — централизованная, многозональная система кондиционирования воздуха, в которой теплоносителем между центральной холодильной машиной (чиллером) и локальными теплообменниками (узлами охлаждения воздуха, фанкойлами) служит охлаждённая жидкость, циркулирующая под относительно низким давлением — обыкновенная вода (в тропическом климате) или водный раствор этиленгликоля (в умеренном и холодном климате). Кроме чиллера (чиллеров) и фанкойлов, в состав системы входит трубная разводка между ними, насосная станция (гидромодуль) и подсистема автоматического регулирования

 

Классификация тепловых насосов

Источник

первичного тепла

Типы коллекторов

Ограничения

Примечание

Наружный воздух

Теплообменник воздух-фреон

До -20 ºС

 

При t нар. воздуха ниже -20ºС, необходим дублирующий источник тепла (теплосеть или водонагревательные котлы любого типа)

Грунт

Вертикальные скважинные зонды

Глубина закладки коллектора 45 – 60м

 

Горизонтальны коллекторы

Глубина закладки коллектора от 1,5м

Грунтовые воды

Скважины (подающие инжекционные)

Наличие водоносных горизонтов с достаточным дебетом

Количество скважин определяется дебетом скважин

Водоемы

Горизонтальные коллекторы замкнутого типа

Глубина водоема не менее 4м, расстояние до 100м. Достаточный объем водоема

 

Неочищенные сточные воды

Кожухотрубные теплообменники на основе напорной канализации

Без ограничений

 

       

         Каждый тепловой насос имеет свою индивидуальную управляющую электронику с которой взаимодействует многофункциональный контроллер EcoLogic, обладающий возможностью также управления всей системой отопления, а также каскадом из 3-х тепловых насосов. SMS-модуль (опция) позволяет Вам управлять тепловым насосом при помощи Вашего мобильного телефона.

 

Тепловые насосы «воздух-вода»

Отопление/охлаждение помещений при температуре наружного

воздуха от – 20.С до + 45.С. Отдельные модели позволяют                  

нагревать теплоноситель в контуре отопления до 64.С. Тепловые

насосы с титановым теплообменником используются для

подогрева воды в бассейнах.

Тепловые мощности от 5,5 кВт до 115 кВт.

Коэффициент преобразования – до 4,5.

 

                                 Тепловые насосы «земля-вода»

Отопление/охлаждение помещений при любой температуре наружного воздуха. В качестве источника низкопотенциального тепла используется тепло земли. Данная система является самой экономичной из теплонасосных систем.

 

 

Геотермальные тепловые насосы с использованием грунтовых

          зондов или земляных контуров:

· тепловые мощности от 7,5 кВт до 490 кВт;

· коэффициент преобразования – до 4,4.

Геотермальные тепловые насосы с использованием

 непосредственного испарения хладогента:

· тепловые мощности от 6,5 кВт до 37 кВт;

· коэффициент преобразования – до 5,7.

 

Тепловые насосы «вода-вода»

Отопление/охлаждение помещений при любой температуре

наружного воздуха. В качестве источника низкопотенциального       

тепла используется тепло скважинной воды. Данная система

предполагает наличие двух водяных скважин – подающей и

инжекционной.

Тепловые мощности от 7,5 кВт до 665 кВт.

Коэффициент преобразования – до 5,7.

 

 

 

                                                   Тепловые насосы для приготовления горячей воды (ГВС)

Используются для подогрева воды из тепла вытяжного воздуха.

Удовлетворяет потребности в горячей воде от 300 до 2000 л

в сутки. Наилучшее применение – для ресторанов, кафе,

                                                   санаториев, домов отдыха, лечебных учреждений и объектов           

социально-бытового сектора. Имеют дополнительные функции

охлаждения, осушения и вентиляции.

                    Тепловые мощности от 2,2 кВт до 5,1 кВт.           

Коэффициент преобразования – до 4,4.