Тепловой насос и температура системы отопления

  1. Тепловой насос и его основной параметр
  2. Тепловой насос и эксплуатационные расходы
  3. Тепловой насос в смешанных системах
  4. Более высокая температура подачи
  5. Тепловой насос в системах с охлаждением
  6. Тепловой насос в динамических системах охлаждения
  7. гидравлика

Рассматривая систему распределения, мы должны рассмотреть два аспекта: технические требования, которым она должна соответствовать, и экономичность теплового насоса. В этой статье я попытаюсь представить требования, которым должна соответствовать система, чтобы тепловой насос в установке работал правильно и экономично.

Тепловой насос и его основной параметр

Температура подачи тепла или системы отопления и охлаждения будет ключевым в наших соображениях. Тепловой насос может работать в очень широком диапазоне температур подачи. Рабочий диапазон реверсивных тепловых насосов в режиме охлаждения обычно составляет +7 ÷ 20 ° C, а в режиме нагрева низкотемпературные приборы могут обеспечивать нагрев воды в диапазоне +20 ÷ 62 ° C. Существует также группа высокотемпературных устройств, которые достигают более высоких температур подачи 70 ° C и более. Таким образом, мы видим, что с точки зрения технических возможностей нет противопоказаний для использования тепловых насосов в большинстве используемых в настоящее время установок. Они хорошо работают в низкотемпературных системах в новых зданиях или при более высоких параметрах в случае термомодернизации.

Тепловой насос и эксплуатационные расходы

Тем не менее, эксплуатационные расходы прямо пропорциональны температуре подачи. Чем выше, тем лучше эффективность устройства уменьшается. Это явление показано на диаграмме 1 для теплового насоса типа воздух-вода LA 12STU и на диаграмме 2 для теплового насоса типа рассола-воды SI 11TU. Каждый из этих графиков показывает значения потребления электроэнергии [кВт] и коэффициент COP для трех значений температур подачи 35 ° C, 45 ° C, 55 ° C.

Каждый из этих графиков показывает значения потребления электроэнергии [кВт] и коэффициент COP для трех значений температур подачи 35 ° C, 45 ° C, 55 ° C

График - работа теплового насоса

В случае воздушного теплового насоса A0 COP он отличается примерно на 1,5 для низко- (35) и высокотемпературной (55) систем, а для рассольного насоса разница в B0 составляет даже 2! Это много Увеличение температуры подачи только на 1 ° C означает снижение КПД теплового насоса примерно на 2,5%. Поэтому мы всегда должны проектировать систему распределения тепла для работы с минимально возможной температурой подачи. Здесь отлично работает система поверхностного отопления, то есть популярный пол с подогревом, настенный обогрев или также фанкойлы.

Температура системы отопления с тепловым насосом

Тепловой насос в смешанных системах

При использовании смешанных систем, например, подогрева пола на первом этаже и традиционных радиаторов на первом этаже, с различными уровнями температуры подачи, например, водонагреватель пола 35 ° C и нагреватели 50 ° C на источнике питания, эта система имеет серьезные недостатки из-за Экономика теплового насоса. Тепловой насос всегда будет работать при более высоких параметрах мощности, чтобы гарантировать требуемую температуру для системы радиатора. Температура подогрева пола будет регулироваться смесительным клапаном до более низких значений. Эффективность системы будет зависеть не от обоих приемников, а от приемника с самой высокой требуемой температурой подачи, то есть установки радиатора. Поэтому, когда бы ни возникали возможности, мы всегда должны стремиться исключить стандартную установку радиатора для поверхностного отопления или фанкойлов. Обсуждаемая ситуация представлена ​​на диаграмме 1.

Обсуждаемая ситуация представлена ​​на диаграмме 1

Схема установки теплового насоса

То же самое относится к высокотемпературным насосам с температурой подачи + 70 ° C и выше, где при низкой температуре тепловой насос достигает параметров, аналогичных чисто низкотемпературным насосам, тогда как когда мы увеличиваем температуру подачи, эффективность системы снижается, а потребление электрической энергии увеличивается.

Более высокая температура подачи

В системах, где необходимо подавать фактор с более высокой температурой подачи в выбранные контуры отопления, например, вентиляционные установки, бассейн, нагреватели и т. Д., Может быть целесообразно использовать два отдельных тепловых насоса. Одно устройство работает только на отдельных низкотемпературных приемниках, а второе предназначено для высокотемпературных приемников. Это решение имеет неоспоримые преимущества, когда речь идет о диверсификации системы и максимизации эффективности.

Тепловой насос в системах с охлаждением

При использовании тепловых насосов в холодильных системах следует соблюдать диапазон требуемых рабочих температур и характеристик системы. Мониторинг точки охлаждения необходим для распределения охлаждения по поверхностным системам. Температура и влажность должны измеряться в контрольных точках объекта, а точка росы рассчитывается на основе их. Его значение необходимо для защиты системы от образования конденсата на поверхностях системы охлаждения (пол или стена). Для рассчитанной точки росы мы должны добавить запас прочности в 2-3 ° C, чтобы избежать конденсации воды в чувствительных областях, например, на распределителях. В соответствии с этой температурой смесительный клапан на выходе из системы теплового насоса регулируется, поэтому необходимо дополнительное измерение температуры за смесителем.

В качестве дополнительной защиты точки росы можно использовать датчики в полу и на распределителях, которые в момент, когда происходит конденсация воды, полностью отключают или отключают данную секцию, например, подогрев пола. Если в системе также используется радиатор отопления, она не может работать в режиме охлаждения. Он должен автоматически отключаться от работы на время работы системы в режиме охлаждения. Автоматизация управления в системах отопления и охлаждения, как правило, более продвинута и должна автоматически переключать систему между отдельными режимами в зависимости от температуры наружного воздуха или предпочтений пользователя.

Тепловой насос в динамических системах охлаждения

В системах охлаждения Динамически распределять его можно с помощью вентиляционных или фанкойлов. Необходимо помнить, что они должны быть оснащены сливом конденсата, потому что вода, так называемая лед будет иметь температуру значительно ниже точки росы. Существует много заблуждений при использовании реверсивных тепловых насосов в динамических системах охлаждения из-за того, что они контролируются не температурой потока, а обратным потоком. Большинство тепловых насосов для запуска компрессора учитывают только температуру, возвращаемую из установки, а не как в случае силовых чиллеров.

Имея систему, рассчитанную на такие параметры, как 7 ° C / 12 ° C, помните, что тепловой насос будет пытаться достичь только 12 ° C при возврате из установки, и температура потока будет зависеть от текущего теплового насоса и пропускной способности. В ситуации, когда у нас есть устройство с двумя компрессорами, работающее на полной мощности с дельтой 5 ° C и перепадом переключения 2 ° K, тепловой насос запустится при 12 ° C + 2 = 14 ° C на выходе и охладит систему до 10 ° C на выходе, когда на полной мощности температура источника питания достигает 5 ° C, которая может уже находиться за пределами диапазона устройства. Поэтому необходимо переключиться, если этого требует система управления тепловым насосом, с логики управления температурой подачи на управление температурой возврата.

Реверсивные тепловые насосы в качестве отдельных устройств позволяют нагревать и охлаждать, а некоторые также могут параллельно использовать отработанное тепло в режиме охлаждения в одном устройстве. Использование системы распределения тепла в функции охлаждения дополнительно снижает инвестиционные затраты и положительно влияет на бесперебойную работу и простоту работы системы.

гидравлика

В дополнение к температурным требованиям, о которых я уже много писал, существует также гидравлический аспект используемых систем отопления или отопления / охлаждения. Гидравлически правильно спроектированная и изготовленная система должна обеспечивать требуемый минимальный расход греющей воды через тепловой насос во всех условиях работы предохранительных устройств (схема 1). Независимо от состояния работы отдельных приемников или поверхностей, тепловой насос должен иметь возможность плавного размораживания или работы в режиме обогрева или охлаждения. При отсутствии необходимого прошлого потока устройство может работать неэффективно, может возникнуть неисправность или блокировка, а в крайних случаях (оттаивание или охлаждение) даже до тех пор, пока оно не будет повреждено.

Пшемыслав Радзикевич

Я также рекомендую статью о частых ошибки в установках с тепловыми насосами и как их избежать?