Проектирование и строительство
высшего качества
Процесс определения архитектуры, компонентов, интерфейсов и других характеристик системы или её части.
Подробнее
Инжиниринг
Услуги по техническому сопровождению процесса создания объекта капитального строительства, инженерных сооружений и др.
Подробнее
Строительство
Возведение или монтаж зданий, сооружений и систем, а также их капитальный и текущий ремонт, реконструкция, реставрация и реновация.
Подробнее
Обслуживание
Перечень работ, выполняемых в промежутках между плановыми и неплановыми ремонтами оборудования, который позволяет обеспечить необходимый уровень надежности работы оборудования.
Подробнее

Тепловые насосы особенности технологии и сфера применения.

 

Тепловые насосы особенности технологии и сфера применения

Тепловые насосы успешно используются в быту и промышленности в Европе и США уже более 20 лет. Их особенность состоит в преобразовании, так называемого низкопотенциального тепла окружающей среды: земли, воды, воздуха. На российском рынке эта экологичная технология получила распространение сравнительно недавно.

Виды тепловых насосов

Различают несколько видов тепловых насосов

По источнику тепла :

Геотермальные. Тепловая энергия берется из грунта или воды.

Воздушные. Тепло извлекается из атмосферы.

Использующие вторичное тепло. В качестве источника тепла используются среды выбрасываемые при обычных условиях в окружающую среду, воздух от вен. установок, подогретая вода (не достаточно нагретая для использования ее в системе теплоснабжения) после технологического процесса, канализационные стоки.

По виду теплоносителя входного/выходного контура:

Тепловые насосы «воздух-воздух». Этот вид тепловых насосов забирает тепло у более холодного воздуха, еще больше понижая его температуру, и отдает его в отапливаемое помещение.

Тепловые насосы «вода-вода». Используется тепло грунтовых вод или скважины для воды, которое передается воде для отопления и горячего водоснабжения.

Тепловые насосы «вода-воздух». Используется тепло грунтовых вод или скважины для воды и воздушная система отопления.

Тепловые насосы «воздух-вода». Атмосферное тепло используется для водяного отопления.

Тепловые насосы «грунт-вода». Трубы прокладываются под землей (горизонтальное размещение труб) или скважина(вертикальное размещение труб), и по ним циркулирует вода, забирающая тепло из грунта.

Как показывает практика, все выше перечисленные типы тепловых насосов имеют свои плюсы и минусы, но наиболее распространены следующие типы тепловых насосов, это геотермальные «грунт-вода» и воздушные «воздух-вода». Остальные типы тепловых насосов используются не так часто т.к. используют специфический источник тепла входного контура.

В случае использование тепловых насосов геотермальные «грунт-вода» мы сталкиваемся с необходимостью проведения большого количества земляных работ, что часто может быть не возможно из-за ограниченной территории участка земли, где можно закопать входной контур, и дороговизны данного мероприятия т.к. мы должны закопать его на глубину 1,5 м(глубина промерзания грунта в СЗ регионе).

Поэтому в дальнейшем мы будем рассматривать тепловые насосы воздушные «воздух-вода», как наименее затратные для установки.

Как работают тепловые насосы воздух-вода.

Схема работы воздушного теплового насоса идентична схеме работы холодильника или кондиционера, а именно: Низкокалорийный  энергоноситель (воздух), кипятит хладагент, залитый в циклический контур, который соединяет испаритель (улавливатель тепла) с конденсатором (тепловым излучателем).В конденсаторе пары хладагента переходят в иное агрегатное состояние (жидкость) и отдают энергию отопительной системе. После этого жидкий хладагент вновь уходит к испарителю, где превращается в пар. И все начинается сначала.То есть, в работе используется все тот же обратный принцип Карно, но главной частью установки является не испаритель, аккумулирующий тепло из окружающего пространства, а конденсатор, отдающий накопленные калории потребителю.

Принцип действия теплового насоса воздух-вода.

При этом цикличность работы установки обеспечивает особый компрессор, который не только прокачивает хладагент по контуру, но и сжимает его, увеличивая тем самым теплоотдачу на конденсаторе. Впрочем, это не единственный силовой агрегат установки – тепловой насос оборудован достаточно мощным вентилятором, который обдувает  испаритель.

 

 

 

 

Ну а в качестве потребителя тепла выступает либо конвектор, разогревающий воздух внутри комнаты, либо система «теплый пол» или иные радиаторы с большой площадью.

Установка теплового насоса осуществляется следующим образом, конвектор с конденсатором монтируют в помещении, а испаритель с вентилятором – либо снаружи, на фасаде, либо во внутренней части вытяжной ветви вентиляционной системы.

В теплых регионах производительными будут тепловые насосы «воздух - вода». В регионах средних широт такое оборудование целесообразно использовать, как бивалентное, вместе с обычным источником отопления и водонагрева.

 

Достоинства и недостатки тепловых насосов.

К достоинствам относятся следующие факты:

1 - такой агрегат легко смонтировать. Ведь для первичного контура, замкнутого на испаритель, не нужны ни земляные работы, ни водоемы.

2 - воздух ест везде, а вот земля, в личной собственности, только за городом, ну а с искусственными или естественными водоемами проблем еще больше. Поэтому  воздушные тепловые насосы для отопления можно монтировать даже в городских условиях, не спрашивая разрешение контролирующих инстанций.

3 -  воздушный насос можно объединить с системой вентиляции, используя мощности агрегата для повышения эффективности воздухообмена в помещении.

4 - насос работает почти бесшумно и легко программируется.

К недостаткам относятся следующие факты:

1 - Эффективность агрегата зависит от температуры окружающего воздуха. Поэтому КПД устройства летом выше, чем в зимнее время.

2 - Воздушный насос можно включать лишь при относительно слабых морозах при -7 градусов Цельсия  для бытовых воздушных насосов , а для промышленных агрегатов таких как «Хитачи» работа возможна и при -25 градусах Цельсия.

3 - Кроме того, воздушный насос – это не совсем автономная энергетическая установка. Агрегат потребляет электроэнергию, трансформируя 1 кВт/час в 3-4 кВт тепловой энергии.

Таблица сравнения себестоимости выработки тепловой энергии от разных источников.

Из таблицы видно, что использование теплового насоса в качестве источника теплоснабжения стоит на втором месте после газа (не считая дров и угля т.к. для них необходим большое помещение для хранения запаса топлива).

Перспективы применения тепловых насосов для нужд отопления.

Тепловые насосы востребованы прежде всего в случаях, когда другие способы организации системы отопления обходятся значительно дороже.

Как видно из таблицы применение тепловых насосов оправдано в случае:

- отсутствия природного газа,

- при работе тепловых насосов работающих в 2х режимах, охлаждение и нагрев, применяемых в случае использование его вместо охладительного оборудования в летний период.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Таблица сравнения себестоимости выработки тепловой энергии от разных источников.

Топливо (знергия)

Средняя теплотворная способность

Тепловая мощность  полученная при сжигании 1кг.

Средняя стоимость 1 кг. топлива (руб.)

Примерная стоимость
1 кВт. тепла в рублях

В % к электрической энергии

Электроэнергия

 

1кВт*час=

3600кДж

3,0 за

1кВт*час

3,0

100

Природный газ (метан)

55250кДж/кг.
40000кДж/м^3

11кВт

5,0 за 1м^3

0,46

15,3

Сжиженный газ (пропан-бутан)

50350кДж/кг.

13,99кВт

16

1,14

38

Каменный уголь

30000кДж/кг

8,33кВт

4

0,48

16

Дрова

15000кДж/кг

4,17кВт

2,5-8

0,59-1,92

19,7-64

Пеллеты

18800кДж/кг

5,2кВт

6

1,54

51,3

Дизельное топливо

40000кДж/кг

11,1кВт

32

2,91

97

Тепловой насос

 

3 кВт на 1кВт*час

3,0 за

1кВт*час

1,0

33

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРИМЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ

Рис1. Системы отопления частного жилого дома. Тепловой насос Хитачи Youtaki М  RASM-6VNE

Зимой тепловой насос перекачивает тепло, содержащееся в наружном воздухе, во внутренние помещения

Рис2. Система кондиционирования офисных помещений.

Оборудование - Тепловой насос Хитачи: VRF системы, нар.бл VRF - RAS-10FS3Q x17шт. (476 квт) ,  вн.бл VRF – RCI/RPI/RPK

Возможно применение тепловых насосов в каскаде, суммарной тепловой мощностью до 3,5 МВт.

Примеры схем установки тепловых насосов в системе теплоснабжения.

Схема теплового насоса + пиковый котел.

Схема теплового насоса + ТС общественное или промышленное здание

 

Название

1

Компрессор

2

Воздушный теплообменник (x4)

3

Теплообменник с пластинами водяного охлаждения

4

Фильтр-осушитель

5

Электронный расширительный клапан (х2)

6

Обратный клапан

7

Запорный вентиль (с отбором давления)

8

Реле повышенного давления

9

Датчик давления (низкого)

10

Датчик давления (высокого)

11

Клапан для сброса давления

12

Двойной клапан безопасности (опция)

13

Смотровое стекло для проверки уровня

14

Запорный вентиль (клапан D как опция)

15

Обратный клапан (линии жидкости)

Название

16

Запорный вентиль (x3)

17

Антивибрационная труба (для линии нагнетания)

18

Антивибрационная труба (для линии жидкости)

19

Реле давления

20

Термистор (всасывание, THM ) s

21

Термистор (нагнетание, THM ) d

22

Термистор (выпаривание, THM ) r2

23

Термистор (вход охлажденной воды, THM  ) WI

24

Термистор (выход охлажденной воды, THM    ) WO2

25

Термистор (выход охлажденной воды, THM   ) WO

26

Термистор (жидкость, THM ) I

27

Термистор (окружающая среда, THM ) a

28

Аккумулятор

29

Резервуар для жидкости

 

Форма отправки
Отправить