WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 |

Тепловые насосы в жилых помещениях

http://www.inventors.ru/index.asp?mode=5202

 

Эта статья опубликована в журнале AВОК №5/2001

Antonio Briganti

    Тепловые насосы известны давно и считаются изделием эффективным, надежным, срок службы которого никак не меньше, а иногда и больше, чем у другого вентиляционноотопительного оборудования (HVAC). Их уже всерьез рассматривают в качестве следующего шага на пути развития отопления, все более ориентирующегося на требования окружающей среды. Несмотря на то что в Европе они достаточно широко применяются, остаются еще широкие возможности для их распространения как в новом строительстве, так и в реконструируемом жилом фонде на смену традиционным отопительным котлам. В данной статье мы хотели бы рассмотреть  подробнее, что же такое тепловой насос, каковы его потребительские свойства, сферы применения и возможные перспективы роста спроса.

    До сегодняшнего дня тепловой насос представлялся главным образом как агрегат или некая система, предназначенная в первую очередь для кондиционирования воздуха, способная также обеспечить определенную отопительную мощность, в большей или меньшей степени удовлетворяющую потребности в тепле в зимний период. На самом деле характеристики этого оборудования стремительно меняются, и уже во многих странах Европы тепловой насос сменил, что называется, «ориентацию»: первым делом потребности в тепле, а охлаждение – потом. Больше того, зачастую тепловой насос уже используется только для отопления.

    Такая смена потребительской ориентации обусловлена произошедшей за последние два десятилетия трансформацией подходов западного мира:

озабоченностью качеством воздуха, необходимостью решения проблемы парникового эффекта, создаваемого отопительными системами;

поиском альтернативных экологических решений на смену традиционному отоплению посредством сжигания ископаемого топлива;

повышением эффективности и надежности тепловых насосов вследствие эволюции рефрижераторных технологий, разработки новых спиральных (англ. – scroll) компрессоров и пр.;

уменьшением вредного воздействия рефрижераторных систем на среду вследствие разработки новых хладагентов HFC.

    Первые два фактора в наибольшей степени способствовали росту внимания к использованию альтернативных источников энергии, в частности, солнечной. Однако, несмотря на многообещающие результаты, альтернативные источники энергии пока еще не вышли на уровень оптимального соответствия ожиданиям массового потребителя.

    В этом смысле большие надежды подают именно тепловые насосы, их распространение выражается уже весьма внушительными цифрами. Достаточно сказать, что в Италии по данным на 1996 год общее число установленных тепловых насосов составляло 800 000, главным образом – реверсивных сплиткондиционеров.

    Такое негласное приятие тепловых насосов, не требующее масштабных кампаний по ознакомлению с системой широкой публики, полагаем, есть наилучшее подтверждение того, что сама система вполне приемлема для потребителя и может получить дальнейшее распространение, включая такие применения, где до сих пор она вряд ли предполагалась.

Категории, виды и функции тепловых насосов     Существуют самые разные варианты классификации тепловых насосов. Здесь мы ограничимся делением систем по их оперативным функциям на четыре основных категории:

Тепловые насосы только для отопления, применяемые для обеспечения комфортной температуры в помещении и/или приготовления горячей санитарной воды.

    Существует обширное поле деятельности по замене котлов низкотемпературных отопительных систем на основе теплоизлучающих полов или стеновых панелей либо вентиляционноконвекторными, либо тепловентиляционными установками. Перспективы замены чрезвычайно интересны, поскольку существующий административножилой фонд, как правило, испытывает определенные проблемы с дымоотводами и дымоходами и проблемы безопасности в целом.

    Тепловой насос, который в принципе не имеет таких проблем, представляется в этих случаях идеальным вариантом замены.

Тепловые насосы отопительные и холодильные, применяемые для кондиционирования помещений в течение всего года.

    Наиболее распространенными являются реверсивные аппараты класса «воздухвоздух». Тепловые насосы средней и большой мощности для сооружений сферы обслуживания используют гидравлические контуры для распределения тепла и холода и при этом могут обеспечивать оба рабочих режима одновременно.

Интегрированные системы на основе тепловых насосов, обеспечивающие отопление помещений, охлаждение, приготовление горячей санитарной воды и иногда утилизацию отводимого воздуха.

    Подогрев воды может осуществляться либо отбором тепла перегрева подаваемого газа с компрессора, либо комбинацией отбора тепла перегрева и использования регенерированного тепла конденсатора.

    Использование только отбора тепла перегрева целесообразно, когда требуется только отопление помещений.

    Тепловые насосы, предназначенные исключительно для приготовления горячей санитарной воды, зачастую в качестве источника тепла используют воздух среды, но равным образом могут использовать и отводимый воздух.

    Тепловые насосы бывают как моновалентные, так и бивалентные.

    Различие между двумя видами состоит в том, что моновалентные насосы рассчитаны таким образом, чтобы полностью покрывать годичную потребность в отоплении и охлаждении.

    Напротив, бивалентные тепловые насосы рассчитаны, чтобы полностью покрыть потребность в охлаждении и только в объеме от 20 до 60% тепловую нагрузку зимнего периода и от 50 до 95% сезонной отопительной потребности.

    У бивалентных тепловых насосов пиковая нагрузка покрывается за счет дополнительных источников отопления, чаще всего газовых или жидкотопливных котлов.

    В жилом фонде в странах Южной Европы тепловые насосы зачастую относятся к классу реверсивные «воздухвоздух» (главным образом, разводные либо моноблок, при этом и те, и другие с прямой подачей воздуха).

    Справедливости ради надо сказать, что постепенно ширится предложение тепловых насосов класса реверсивные «воздухвода», чаще всего поставляемых в комплекте с расширительным баком и насосным агрегатом.

    По отдельному заказу поставляется накопительный резервуар. Такие насосы можно врезать непосредственно в существующие водопроводные системы, обеспечивающие отопление посредством теплых полов или стеновых панелей, взамен отопительных котлов.

    В новостройках тепловые насосы класса «воздухвоздух» отлично сочетаются с вентиляционноконвекторными системами при работе и в летний, и в зимний периоды.

    В Германии и других странах Северной Европы только для отопления распространены тепловые насосы, которые используют тепло, содержащееся в грунте. Диапазон тепловой мощности разработанных моделей самый широкий – от 5 до 70 кВт. В торговоадминистративных зданиях системы на основе тепловых насосов могут быть с централизованным распределением воздуха либо с приготовлением горячей/холодной воды, распределяемой по одному или нескольким водопроводным контурам.

    При наличии нескольких отдельных зон обслуживания для обеспечения индивидуальной «участковой» климатизации в здании устанавливается соответствующее число тепловых насосов.

    В зданиях средних и больших размеров эффективной будет закрытая водяная кольцевая система, включающая столько реверсивных тепловых насосов, сколько имеется участков или помещений для обслуживания.

    У тепловых насосов нового поколения охлаждающая жидкость уже почти повсеместно заменяется на R 407C.

Стандарты ASHRAE по тепловым насосам (ASHRAE – Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха) Код стандарта Название Год публикации Стандарт 37* Методы тестирования унитарного кондиционирования воздуха и теплонасосное оборудование Стандарт 58 (RA 90)* Метод тестирования комнатного кондиционирования воздуха и отопительная мощность терминала системы кондиционирования воздуха Стандарт 116* Методы тестирования сезонной производительности унитарных кондиционеров воздуха и тепловых насосов Стандарт 137* Методы тестирования производительности устройств кондиционирования помещений и водонагревателей, в том числе с отбором тепла перегрева 1995  (*) Утверждены Американским Национальным Институтом Стандартов   Продолжение в следующем номере.

Перепечатано с сокращениями из журнала RCI.

Перевод с итальянского С. Н. Булекова.

  Преимущества и ограничения замкнутых водяных систем     Данные системы применяются главным образом в зданиях, где имеется множество помещений: административные здания, жилые дома, гостиницы, мотели, торговые центры и пр. В торговых центрах их стали применять не так давно. На самом деле кольцевые водяные системы известны с 1960 года. Накопленный с тех пор опыт эксплуатации показывает, что по своей надежности они вполне могут соперничать с традиционными системами.

    В Соединенных Штатах их доля на рынке охватывает 4%, что составляет более миллиона установленных агрегатов. На 60% их использование идет в новом строительстве, остальные 40% – в реконструируемом. В Европе такие системы только появились.

Принцип действия     Кольцевая водяная система состоит из некоторого количества автономных реверсивных кондиционирующих теплонасосных установок типа «водавоздух», соединенных, как правило, в замкнутый гидравлический контур  двумя трубопроводами – прямым и обратным.

В состав системы входят также градирня и теплогенератор (котел) (см. рис. А).

    В замкнутом контуре циркулирует горячая вода, ее температура в течение всего года поддерживается на уровне от 18 до 320С. Вода питает кондиционеры. Замкнутый водяной контур работает и как источник тепла, из которого потребляют энергию системные агрегаты, находящиеся в режиме теплового насоса, и как источник холода, куда агрегаты в режиме охлаждения «сбрасывают» тепло. Если число агрегатов, находящихся в режиме отопления, равно числу агрегатов, работающих на охлаждение, то система самоуравновешивается, для нее не требуется тепловая энергия извне и отпадает необходимость перерабатывать тепло. Во всех остальных случаях системе может требоваться либо дополнительное тепло, либо отвод излишнего тепла наружу. На практике в зимний период, когда температура воды стремится опуститься ниже уровня 210С, включается котел дополнительного обогрева, и, наоборот, летом, когда температура превышает 290С, включается охлаждающая башня.

Преимущества     Основные преимущества замкнутых теплонасосных систем:

непрерывность работы системы: даже если выйдут из строя один или несколько агрегатов, их изолируют и будут восстанавливать, что никак не повлияет на работу остальных;

одновременная возможность обеспечения охлаждения и отопления: тепловые насосы класса «водавоздух», подключенные к водопроводному контуру, в зависимости от потребностей пользователей обеспечивают тепло или охлаждение;

КПД тепловых насосов класса «водавоздух» процентов на 20–30 выше, чем КПД конденсирующих воздушных агрегатов, соответственно, ниже энергопотребление.

Недостатки     Основными недостатками такого рода систем являются:

шум, генерируемый автономными агрегатами, установленными в помещении;

пространство, забираемое в помещении под установку агрегата;

в случае необходимости проведения работ по техническому обслуживанию агрегата такие работы проводятся непосредственно в обслуживаемом помещении.

Нормативы UNI по тепловым насосам Индекс Заголовок Дата публикации UNI EN Рефрижераторные установки и тепловые насосы. Требования по технической и экологической безопасности. Основные требования.

30.11.1996 г.

UNI EN Кондиционеры и тепловые насосы с электрическим компрессором. Охлаждение – термины, определения и назначение.

28.02.1999 г.

UNI EN Кондиционеры и тепловые насосы с электрическим компрессором. Охлаждение – испытания и требования к маркировке.

28.02.1999 г.

UNI EN Кондиционеры и тепловые насосы с электрическим компрессором. Охлаждение – требования.

28.02.1999 г.  UNI ENV Кондиционеры, тепловые насосы и влагопоглотители с компрессорами с электрическим приводом – измерение воздушного шума. Определение уровня звуковой мощности.

28.02.1999 г.

Pages:     || 2 |




© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.