|
Тепловые насосы MITSUBISHI ELECTRIC для теплоснабжения коттеджа15.09.2012 // О кондиционировании Предварительный технико-экономический анализ возможного их применения показал, что такие объекты будут пользоваться наибольшим спросом к югу от 50-й параллели. Существующие ранее тепловые насосы не получили широкого распространения, поскольку имели ряд недостатков:
Ситуация изменилась, когда на рынке появилось оборудование, выполненное по технологии Zubadan. Компрессорно-конденсаторные блоки моделей PUHZ-HRP71, PUHZHRP100, PUHZ-HRP125 имеют следующие инновационные качества:
Серия оборудования Zubadan спроектирована так, что может работать на тепло до –25 °С (на испытательном полигоне Zubadan на о. Хоккайдо работал при температуре –28 °С), причем верхняя граница диапазона составляет +30 °С для систем ATW. Поэтому в европейском климате, характеризующимся основным фоном температур в зимнее время –5…+5 °С, и вместе с тем кратковременными (не более 5 ч) понижениями температур до –25 °С, такой теплогенератор является близким к оптимальному. В районе Киева минимальная температура за 10 лет зафиксирована в 2006 г., она составляла –28 °С и продержалась в течение 3 ч. Именно поэтому этот район выбран для примерного расчета. И если проектирование систем воздушного отопления на базе воздушных тепловых насосов является освоенным этапом, то создание высококомфортных систем класса ATW (водяное отопление и горячее водоснабжение от воздушных тепловых насосов) являются делом новым, и опыта проектирования таких установок нет. Данная статья является фактически отчетом о выполненных проектных работах установки теплоснабжения коттеджа круглогодичного проживания. Исходные данные для проектирования:
Основа расчета — табличные данные о зависимости теплопотерь коттеджа от наружной температуры и данные о реальной продолжительности температурных интервалов в месте расположения коттеджа (данные получены с сервера www.gismeteo.ru). Поскольку используемые тепловые насосы — с воздушным теплообменником, то в таблицу заносим данные рабочей производительности и потребляемой мощности конкретных моделей (теплопроизводительность изменяется в зависимости от наружной температуры).
Расчет потребления энергии и энергоэффективность воздушных тепловых насосов, табл. 1
Возможность получения нужной теплопроизводительности теплового насоса путем внешнего управления (от системы «умный дом») позволяет оптимизировать энергопотребление и выровнять моторесурс оборудования. Алгоритмы управления предполагают следующие постулаты: при температурах ниже –20 °С блок Power Inverter не работает, блок Zubadan работает на полную производительность, недостающую теплопроизводительность покрывает электрический котел. Поскольку время работы на таком режиме невелико, то и существенного влияния на общую энергоэффективность установки он не оказывает. При повышении наружных температур вклад Power Inverter в общую теплопроизводительность установки увеличивается, а вклад Zubadan, соответственно, уменьшается. Основное время работы установки приходится на температуры –5…+5 °С. Поскольку здесь энергоэффективность блока серии Power Inverter максимальна, основная нагрузка по выработке тепла падает на него, а блок Zubadan является резервным. Электрокотел на этом режиме не используется и является резервным теплогенератором.
Рис. 1. Принципиальная схема комбинированной установки отопления, ГВС, кондиционирования коттеджа площадью 250 м2
В каждом диапазоне температур распределяем тепловую нагрузку, приходящуюся на каждый теплогенератор. Исходя из максимальной рабочей производительности и запроса на выработку тепла на каждом рабочем режиме, вычисляем степень загрузки теплового насоса, которую можно определить как процент производительности. Предполагая, что зависимость потребления энергии тепловым насосом пропорциональна производительности, определяем фактическую потребляемую мощность. Далее, умножая фактически потребляемую мощность на количество рабочих часов, находим потребление энергии на каждом режиме. Теперь возможно определить общее потребление энергии установкой за отопительный период и вычислить СОP (коэффициент преобразования энергии), средний за отопительный период (табл. 1). Аналогичным образом производим расчет для режима холодоснабжения. При этом надо учитывать, что если тепловые насосы работают на выработку охлажденной воды, то тепло для контура ГВС может быть получено:
Выводы
Михаил КОРДЮКОВ, член-корреспондент МАХ, руководитель учебного центра Mitsubishi Electric в г. Киев
|