Термические насосы в жилых помещениях

Источник тепла
Термические, энерго и экономические свойства термических насосов тесновато взаимоувязаны с чертами источников, откуда насосы черпают тепло. Безупречный источник тепла должен давать размеренную высшую температуру в течение отопительного сезона, быть обильным, не быть коррозийным и загрязняющим, иметь подходящие теплофизические свойства, не добиваться существенных инвестиций и расходов по обслуживанию. Почти всегда имеющийся источник тепла является главным фактором, определяющим эксплуатационные свойства термического насоса. Внешний и отводимый воздух, почва и подпочвенная вода представляют источники тепла, обширно применяемые в маленьких системах на базе термических насосов, тогда как морская, озерная и речная вода, геотермические источники и грунтовые воды используются для систем большой мощности.

Внешний воздух, будучи совсем бесплатным и общедоступным, является более предпочитаемым источником тепла. Все же, термические насосы, применяющие конкретно воздух, имеют фактор сезонной нагрузки (SPF) в среднем ниже на 10-30% по сопоставлению с водяными термическими насосами. Это разъясняется последующими обстоятельствами:

  • резвым понижением мощности и производительности с падением внешней температуры;
  • относительно большой разностью температур конденсации и испарения в период малых зимних температур, что в целом понижает эффективность процесса;
  • затратами энергии на размораживание испарительной батареи и функционирование соответственных вентиляторов.

В критериях теплого и мокроватого климата на поверхности испарителя в спектре от 0 до 6C появляется изморось, что ведет к понижению мощности и производительности термического насоса. Иней уменьшает площадь свободной поверхности и препятствует прохождению воздуха. Как следствие, понижается температура испарения, что в свою очередь содействует нарастанию инея и предстоящему неуклонному понижению производительности прямо до вероятной полной остановки агрегата вследствие срабатывания контрольного датчика низкого давления, если до этого не будет устранено оледенение. Размораживание батареи осуществляется методом инверсии охлаждающего цикла либо другими, хотя и наименее действенными методами. Энергопотребление имеет тенденцию к росту, общий коэффициент производительности СОР сокращается с повышением частоты размораживания.

Применение специальной системы контроля, обеспечивающей размораживание по просьбе (другими словами когда оно практически нужно), а не периодическое, может значительно повысить общую эффективность. Очередной источник тепла в жилых и торгово-административных сооружениях — отводимый вентиляционный воздух. Термический насос регенерирует тепло из отводимого воздуха и обеспечивает изготовление жаркой воды либо теплого воздуха для отопления помещений. В данном случае, но, требуется неизменное вентилирование в течение всего отопительного сезона либо даже целого года, если предвидено кондиционирование помещений в летний период. Есть аппараты, в каких конструктивно вначале заложена возможность использования и отводимого вентиляционного воздуха, и внешнего воздуха. В неких случаях термические насосы, применяющие отводимый воздух, употребляются в композиции с рекуператорами «воздух-воздух».

Воды
Подпочвенные воды есть в почти всех местах, они имеют довольно размеренную температуру в спектре от 4 до 10 C . Для ее использования используются приемущественно открытые системы: подпочвенная вода откачивается и подается на теплообменник системного агрегата, где у воды отбирается часть содержащегося в ней тепла. Вода, охлажденная таким макаром, отводится в сливной колодец либо в поверхностные воды. Открытые системы требуют самого кропотливого проектирования в целях предотвращения заморочек с замерзанием, коррозией и скоплением отложений. Огромным недочетом термических насосов, работающих на подпочвенных водах, является высочайшая цена работ по монтажу водозабора. Не считая того, следует учесть требования, иногда очень жесткие, местных администраций в вопросах организации сточных вод. Речная и озерная вода с теоретической точки зрения представляется очень симпатичным источником тепла, но имеет один значимый недочет — очень низкую температуру в зимний период (она может опускаться до уровня чуток выше либо фактически впритирку к 0°C ). По этой причине требуется повышенное внимание при проектировании системы в целях предотвращения замораживания испарителя.

Морская вода представляется в неких случаях хорошим источником тепла и употребляется приемущественно в средних и больших системах. На глубине от 25 до 50 м морская вода имеет постоянную температуру в спектре от 5 до 8°C . И, обычно, заморочек с образованием льда не появляется, так как точка замерзания тут от -10 до -2°C . Есть возможность использовать как системы прямого расширения, так и системы с рассолом. Принципиально только использовать теплообменники и насосные агрегаты, стойкие к воздействию коррозии, и предотвращать скопление отложений органического нрава в водозаборном трубопроводе, теплообменниках, испарителях и пр. Грунтовым водам характерна относительно высочайшая и размеренная в течение года температура. Главные ограничения тут, обычно, могут составлять расстояние транспортировки и фактические ресурсы, объем которых может изменяться.

Примерами вероятных источников тепла в данной категории носителей можно считать грунтовые воды на канализационных участках (очистные и остальные водостоки), промышленные водостоки, водостоки участков остывания промышленных конденсаторов либо производства электроэнергии. Грунт Термические насосы, применяющие грунт в качестве источника тепла, употребляются для обслуживания жилых и торгово-административных сооружений. Грунт, как и подпочвенные воды, имеет одно преимущество; относительно размеренную в течение года температуру. Тепло отбирается по трубам, уложенным в землю горизонтально либо вертикально (спиралеобразно). Тут могут употребляться:

  • системы прямого расширения с охлаждающей жидкостью, испаряющейся по мере циркуляции в контуре трубопровода, заглубленного в грунт;
  • системы с рассольной жидкостью, прокачиваемой по трубопроводу, заглубленному в грунт. В целом термические насосы рассольного типа имеют более низкую производительность по сопоставлению с агрегатами первого типа в силу происходящего в их «двойного» термообмена (грунт-рассол, рассол-хладагент) и энергозатрат на обеспечение работы циркуляции рассола. Хотя справедливости ради нужно увидеть, что обслуживать такие системы значительно проще. Термическая емкость грунта варьируется в зависимости от его влажности и общих погодных критерий определенной местности. В силу производимого отбора тепла во время отопительного сезона его температура снижается. На участках с прохладным климатом большая часть энергии извлекается в форме латентного тепла, когда грунт промерзает.

В летний период, но, под действием солнца температура грунта вновь подымается прямо до сотворения способности стопроцентно возвратиться к начальным условиям. Действующие по такому принципу термические насосы обычно именуют; геотермическими, что на самом деле собственной ошибочно, так как тут не задействовано радиогенное тепло земли, находящееся в глубинных скальных породах. Геотермическими источниками (скальными) можно воспользоваться в регионах, где подпочвенных вод не достаточно либо нет совершенно. Тогда необходимо пробурить колодцы глубиной от 100 до 200 м. В этом случае, если требуется обеспечить высшую термическую мощность, колодцы бурятся под определенным наклоном таким макаром, чтоб добраться и упереться в большой скальный массив. Для таких термических насосов также применяется рассольная жидкость и пластмассовый сварной трубопровод, извлекающий тепло из горы. В неких системах скальная порода употребляется для аккумулирования тепла либо охлаждающей энергии. В силу высочайшей цены буровых работ скальные породы для обслуживания жилого сектора используются достаточно изредка.

Многофункциональные температуры

Так как термические насосы имеют тем огромную производительность, чем меньше разность температур источника тепла и распределяемой жидкости-теплоносителя, температура подачи такового теплоносителя во время отопительного сезона должна быть как можно ниже. Существует величавое огромное количество разных моделей и конструктивных модификаций термических насосов в широком спектре мощности, которые могут удовлетворить потребности фактически хоть какого юзера. Они полностью могут удачно поменять классические газовые котлы низкотемпературных отопительных систем как в жилом, так и в торгово-административном секторе. В наиблежайшие годы следует предугадать значимый рост числа таких агрегатов, которые равномерно начнут занимать и те отопительные участки, где еще пока доминируют газовые котлы.

Среда и термические насосы

Эффективность термических насосов в последние годы существенно возросла в силу конфигураций, внесенных в конструкцию компрессоров, теплообменников и систем управления на базе процессоров. В итоге их воздействие на среду значительно снизилось, прямо до того, что сейчас они числятся более «чистыми» в экологическом плане, ежели самые современные высокоэффективные газовые котлы. Для оценки реальной эффективности термического насоса в реальных эксплуатационных критериях коэффициент сезонной производительности SEER является более принципиальным, чем КПД. Это показатель соотношения меж общей термический энергией в Вт, выдаваемой за сезон, и общей электроэнергией, потребляемой для обеспечения работы термического насоса в течение отопительного сезона в определенных эксплуатационных критериях. Современные термические насосы класса «воздух-воздух» обеспечивают рабочий показатель SEER на уровне 3. Для сопоставления: насосы классов «вода-вода» и «грунт-вода» работают более отлично и показатель SEER у их может подниматься до 4. На базе показателя SEER можно провести сравнительный анализ воздействия на среду термических насосов и газовых котлов по годичным эксплуатационным показателям сгорания, объемам выбросов в атмосферу СО2.

Надежность и долговечность термических насосов

Кроме очень высочайшей эффективности термические насосы достигнули в текущее время такового уровня конструктивной прочности, который обеспечивает чрезвычайную долговечность и поболее чем импозантную надежность. По результатам исследования, проведенного ASHRAE (Южноамериканским обществом инженеров по отоплению, остыванию и кондиционированию воздуха), отмечены последующие данные:

  • бытовые термические насосы класса «воздух-воздух» — 15 лет;
  • термические насосы сферы обслуживания класса «воздух-воздух» — 15 лет;
  • термические насосы сферы обслуживания класса «вода-воздух» — 19 лет.

Числа очень впечатляющие и еще раз подтверждают высочайшее качество этих агрегатов. В их пользу гласит и таковой факт: исследование проводилось на машинах, снаряженных большей частью переменными герметичными компрессорами. Если б проверка проводилась в наши деньки, результаты могли бы быть еще больше впечатляющими, так как сейчас практически везде используются спиральные (англ. — scroll) компрессоры. Результаты, приобретенные профессионалами ASHRAE, отыскали доказательство в данных других исследовательских работ: институт EPRI еще в 1990 году провел опрос служащих 3-х энергетических компаний об установленных у обслуживаемых ими юзеров термических насосах полным количеством 4 557 единиц в разных регионах Соединенных Штатов. По результатам этих исследовательских работ спустя 15 лет после ввода в эксплуатацию термических насосов более половины из их продолжали удачно работать.

В этом исследовании большей частью фигурировали агрегаты с герметичными компрессорами переменного типа, приблизительно в половине случаев с момента установки они не изменялись. Следует выделить, что это были реверсивные термические насосы, имеющие два рабочих режима; отопления и остывания, другими словами агрегаты, которые работали на износ фактически круглый год. Подмены, произведенные на 2-ой половине аппаратов, были обоснованы их моральным старением, а не поломкой (другими словами потребитель предпочел установить более современные модели). Развитие и улучшение технологии производства термических насосов последних лет еще больше говорят в преимуществе этих систем перед газовыми котлами.
Каталог оборудования: Электронные термические завесы Водяные термические завесы Воздушное отопление Термические пушки Теплогенераторы Инфракрасные обогреватели Термические насосы Котлы отопительные Железные универсальные котлы Напольные чугунные котлы

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить комментарий

recuperatio.ru