Воздушные тепловые насосы - прекрасный компромисс высокого коэффициента преобразования в основной температурной зоне нашего региона и более демократичной стоимостью. До последнего времени, мы не использовали воздушные тепловые насосы, т.к. существующие модели не могли рассматриваться в нашем климате как полноценный отопительный прибор. Дело в том что паспортная теплопроизводительность падала на 40% при изменении температуры наружного воздуха с +7 С° до - 20 С°.
Кардинально ситуация изменилась с выходом на рынок воздушных тепловых насосов серии ZUBADAN компании MITSUBISHI ELECTRIC. Наша компания применила эту технологию что называется на практике и успешно реализовала систему воздушного отопления и кондиционирования офиса продаж "Комфорт ПАРК"
с применением VRF системы City Multi G5.
Системы отопления с использованием тепловых насосов, характеризуются высокой экономичностью. При подводе к тепловому насосу, например 1 кВт электроэнергии в зависимости от режима работы и условий эксплуатации он обеспечивает 3 - 5 кВт тепловой энергии. К достоинствам теплового насоса относятся снижение капитальных затрат за счет отсутствия газовых коммуникаций, возможности отказа от дымоходов и топочной с её жесткими требованиями, безопасность эксплуатации благодаря отсутствию взрывоопасного газа, возможность одновременного получения от одной установки отопления, горячего водоснабжения и кондиционирования. Система отличается экологической чистотой, т.к. работает без сжигания топлива и не производит выбросов в атмосферу. Очень важен факт максимальной независимости и автономности - необходимо только электричество (современные системы отопления на любом виде
топлива, без электричества не работоспособны).
По принципу построения системы отопления на тепловых насосах могут быть моновалентные и бивалентные. Моновалентные системы отопления имеют один источник тепла - тепловой насос , который полностью покрывает годичную потребность в отоплении, во всем диапазоне температур. Бивалентные системы отопления имеют два источника тепла. Основной - воздушный тепловой насос, который работает до температуры наружного воздуха -25 С°, а при дальнейшем понижении температуры, в дополнении к нему подключается электрический или газовый котел, для компенсации снижения производительности теплового насоса. Бивалентные системы, как правило, используются в холодном климате.
Воздушный тепловой насос , также как и геотермальный тепловой насос не могут эффективно работать при температурах подачи в систему отопления выше +55 С°. Поэтому тепловой насос проектируется только с низкотемпературными системами отопления (теплый пол, фанкойлы и радиаторы пересчитанные на такую температуру подачи)наружного воздуха.
В системах ZUBADAN применяется метод парожидкостной инжекции. В режиме обогрева давление жидкого хладагента, выходящего из конденсатора, роль которого выполняет теплообменник внутреннего блока, немного уменьшается с помощью расширительного вентиля LEV B. Парожидкостная смесь поступает в ресивер Power Receiver. Внутри ресивера, проходит линия всасывания, и осуществляется обмен теплотой с газообразным хладагентом низкого давления. За счет этого температура смеси снова понижается, и жидкость поступает на выход ресивера. Далее некоторое количество жидкого хладагента ответвляется через расширительный вентиль LEV C в цепь инжекции - теплообменник HIC. Часть жидкости испаряется, а температура образующейся смеси понижается. За счет этого охлаждается основной поток жидкого хладагента, проходящий через теплообменник HIC. После дросселирования с помощью расширительного вентиля LEV A смесь жидкого хладагента и образовавшегося в процессе понижения давления пара поступает в испаритель, то есть теплообменник наружного блока. За счет низкой температуры испарения тепло передается от наружного воздуха к хладагенту, и жидкая фаза в смеси полностью испаряется. В результате прохода через трубу низкого давления в ресивере Power Receiver перегрев газообразного хладагента увеличивается, и фреон поступает в компрессор. Кроме того ресивер сглаживает колебания промежуточного давления при флуктуациях внешней тепловой нагрузки, а также гарантирует подачу на расширительный вентиль цепи инжекции только жидкого хладагента, что стабилизирует работу этой цепи.
Часть жидкого хладагента, ответвленная от основного потока в цепь инжекции, превращается в парожидкостную смесь среднего давления. При этом температура смеси понижается, и она подается через специальный штуцер инжекции в компрессор, осуществляя полное промежуточное охлаждение хладагента в процессе сжатия и обеспечивая тем самым расчетную долговечность компрессора.
Расширительный вентиль LEV B задает величину переохлаждения хладагента в конденсаторе. Вентиль LEV A определяет перегрев в испарителе, а LEV C поддерживает температуру перегретого пара на выходе компрессора около 90 С°. Это происходит за счет того, что, попадая через цепи инжекции в замкнутую область между спиралями компрессора, двухфазная смесь перемешивается с газообразным горячим хладагентом, и жидкость из смеси полностью испаряется. Температура газа понижается. Регулируя состав парожидкостной смеси, можно контролировать температуру нагнетания компрессора. Это позволяет не только избежать перегрева компрессора, но и оптимизировать теплопроизводительность конденсатора.
Производительность наружного теплообменника (испарителя) понижается при уменьшении температуры наружного воздуха. Испаритель производит мало пара, который после сжатия в компрессоре поступает в теплообменник внутреннего блока - конденсатор. Недостаточное количество пара объясняет малое количество теплоты, выделяемое в процессе конденсации, а значит и пониженную теплопроизводительность системы. Для решения этой проблемы нужно подать на вход в компрессор дополнительное количество пара. Это главная задача цепи инжекции. Фактически компрессор имеет два входа: линию всасывания низкого давления и линию инжекции промежуточного давления. Если на улице еще не очень холодно, то испаритель производит достаточное количество пара. Он поступает в компрессор главным образом через линию низкого давления, а линия инжекции почти не задействована. В этом режиме тепловой насос работает с максимальной эффективностью, поглощая теплоту наружного воздуха и перенося его в помещение. По мере снижения температуры наружного воздуха количество пара в этой линии уменьшается, и система управления увеличивает расход хладагента в цепи инжекции, поддерживая требуемый расход газа через компрессор. Однако следует понимать, что цепь инжекции не переносит теплоту от наружного воздуха, а энергетический эффект в конденсаторе от дополнительного количества сжатого газа полностью обеспечен за счет потребляемой мощности компрессора.
С появлением тепловых насосов Mitsubishi Electric класса воздух - вода (серия Mr.SLIM) появилась возможность от одной установки получить отопление помещений, горячее водоснабжение и кондиционирование воздуха. Такая централизация обеспечивает следующие преимущества: полная автономность, высокая комфортность, минимальные капитальные затраты на оборудование, высокая живучесть установки, минимальное энергопотребление, максимальная гибкость в работе, взрыво и пожаробезопасность, отсутствие воздействия на окружающую среду. Также следует отметить простоту интеграции тепловых насосов в систему "умный дом" предоставляя владельцу возможность создать систему жизнеобеспечения на базе тепловых насосов Mitsubishi Electric , которая наилучшим образом учитывает особенности жизни хозяина и при этом потребляет минимальное количество энергии.
Производительность полупромышленных систем Mitsubishi Electric серии ZUBADAN сохраняет номинальное значение вплоть до температуры наружного воздуха -15С°. При дальнейшем понижении температуры (гарантируется работоспособность системы до температуры -25 С°) теплопроизводительность начинает уменьшаться.
Наружные блоки серии ZUBADAN Inverter подключаются к внешнему теплообменнику "фреон - вода" установленному в доме. Такая компоновка системы отопления предпочтительна для нашего региона, т .к. она применяется для регионов с низкой температурой наружного воздуха. Системы характеризуются высокой энергоэффективностью, т.к. нет необходимости использовать антифриз, а также промежуточные теплообменники "гликоль - вода".
Алгоритм управления прибором оптимизирован на быстрый выход в рабочий режим, с целью достижения максимальной теплопроизводительности, например, при пуске системы в холодном помещении или при низкой температуре наружного воздуха.
Алгоритм управления прибором предусматривает эффективный режим оттаивания теплообменника наружного блока. Процесс оттаивания происходит быстро и незаметно для пользователя. Благодаря этому теплообменник при любой погоде сухой и чистый, что гарантирует наивысшую энергоэффективность отопления.
Обязательным компонентом задающий алгоритм работы и управления системой является контроллер PAC-IF031B-E с пультом управления PAR-W21MAA. Пульт русифицирован и позволяет управлять различными функциями отопления, нагрева воды, кондиционирования. С его помощью осуществляется начальное программирование параметров рабочих режимов. Встроенный недельный таймер позволяет настроить автоматическую работу.
Анализ работы установленных нами систем отопления на воздушных тепловых насосах ZUBADAN серии Mr.SLIM и City Multi G5 (включая каскад из двух тепловых насосах), в условиях зимы 2011 – 2012 года, при минимальных температурах до – 32 С, показал надежную работу систем и соответствие технических характеристик, заявленным параметрам.
Нет комментариев
Добавить комментарий