Промышленная резка бетона: rezkabetona.su
На главную  Энергоучет 

Тепловые насосы в жилых помещениях Теплоснабжение

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 так же широкие возможности для их распространения как в новом строительстве, так и в реконструируемом жилом фонде на смену традиционным отопительным котлам. В данной аналитической статье мы хотели бы рассмотреть  подробнее, что же такое тепловой насос, каковы его потребительские свойства, сферы применения и возможные перспективы роста спроса.

 

До на данный моментшнего 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 множественных 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 эфф. 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 так же 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.

 

есть 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, 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 м. двумя видами состоит в том, что моновалентные насосы рассчитаны 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 фактически повсеместно заменяется на R 407C.

 

(*) Утверждены Американским Национальным Институтом Стандартов 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 демонстрирует, 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, в замкнутый гидравлический контур  двумя трубопроводами – прямым и обратным.
В состав системы входят также градирня и теплогенератор (котел) ( А).

 

В замкнутом контуре циркулирует горячая вода, ее температура в течение всего года поддерживается на уровне от 18 до 32°С. Вода питает кондиционеры. Замкнутый водяной контур работает и как ист. тепла, из которого потребляют энергию системные агрегаты, находящиеся в режиме теплового насоса, и как ист. 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 21°С, включается котел дополнительного обогрева, и, наоборот, летом, когда температура превышает 29°С, 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 принцип. 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.

 

Тепловые насосы в Европе – сколько и какие?
По данным на 1997 год из 90 миллионов тепловых насосов, установленных в мире, примерно только 5%, или 4,28 миллиона аппаратов, смонтировано в Европе. Совсем немного по сравнению с 57 миллионами систем, имеющихся в Японии, где такое оборудование является основным в обеспечении отопления жилого фонда.

 

В Соединенных Штатах насчитывается 13,5 миллионов установленных агрегатов, а так же только развивающийся китайский рынок достиг уровня 10 миллионов систем.

 

Подобное нерасположение Европы к тепловым насосам имеет свои первопричины, однако, в последнее время отношение начинает меняться. Примерная оценка числа тепловых насосов, установленных в главных странах Сообщества в жилом фонде, торговоадминистративных и промышленных сооружениях, приводится в табл. А. Львиную долю составляют страны Южной Европы: Испания, Италия и Греция.

 

В жилом фонде имеется три миллиона установленных тепловых насосов. но по степени охвата показатель довольно скромный – чтото около 1%. Хотя очевидно, что установленные в торговоадминистративном фонде 1,2 миллиона агрегатов, составляя абсолютное наименьшее значение, будут иметь несколько больший охват.

 

Виды установленных систем
Примерно 77% установленных в Европе тепловых насосов используют наружный воздух в качестве источника тепла, хотя в Швеции, Швейцарии и Австрии преобладают тепловые насосы, забирающие тепло из грунта по заглубленному змеевиковому теплообменнику: данные по этим странам составляют соответственно 28, 40 и 82%. В Северной Европе зачастую тепловые насосы применяются только для отопления и приготовления горячей санитарной воды.

 

В большинстве случаев в качестве жидкого теплоносителя используется низкотемпературная вода, питающая радиаторы и теплые (излучающие) полы.

 

По данным недавнего опроса, проведенного одним из крупнейших мировых производителей холодильных компрессоров, общий объем производства тепловых насосов класса «воздухвода», предназначенных только для отопления взамен отопительных газовых и жидкотопливных котлов, составит в Европе 13 000 в 2001 году, 25 000 в 2002 году и 35 000 в 2003 году.

 

Системы класса «воздухвоздух», главным образом раздельные (англ. – split) реверсивные, преобладают в Южной Европе: Италии, Испании и Греции. В этих странах, однако, выбор системы на основе теплового насоса зачастую обусловлен необходимостью кондиционирования воздуха в летний период. Впрочем, в регионах, лежащих так же южнее, и на островах такие системы часто полностью обеспечивают отопительные потребности в зимний период.

 



Озонирование в системах водоподготовки Водоснабжение. Киотский протокол так же один шаг вперед Энергосбережение. Бактерии легионеллы в системах водоснабжения медные поверхности значительно снижают риск размножения Водоснабжение. Семинар «Современные технологии в отоплении, вентиляции и кондиционировании воздуха, требования к подготовке специалистов» Прочее.

На главную  Энергоучет 





0.0148
 
Яндекс.Метрика