Выбор теплового насоса (1). Номинальная вместимость

смотреть статью в pdf версии

В нашей стране чаще всего выбирают тепловые насосы для отопления - устройства типа земля / вода, или иначе называемые рассолом / водой. Процентная доля этого типа тепловых насосов в настоящее время оценивается в 68% от всех тепловых насосов, проданных в Польше в 2012 году. Поэтому я думаю, что стоит склоняться над темой, которая, как представляется, очень хорошо известна и популярна в наших реалиях, чтобы сигнализировать об элементах, которые имеют Основное влияние на правильное и экономичное функционирование тепловых насосов, в частности его выбор.

Пять зон
В нашей стране мы выделяем пять температурных зон, в которых нормативные температуры колеблются от -16 ° C (например, Щецин) до -24 ° C (например, Сувалки). Выбор мощности источника тепла должен быть выбран таким образом, чтобы покрывать 100% потребности в тепле при данной расчетной температуре. Отсюда следует, что теоретически при идентичной структуре здания для дома в Сувалках потребуется тепловой насос с тепловой мощностью на 18% больше, чем в том же доме, построенном в Щецине, для внутренней температуры в здании + 20 ° C.
Если пользователь предпочитает более высокие температуры в помещении, требуемая мощность нагрева должна быть выше. Важно рассчитать фактическую потребность в тепле, чтобы максимально точно согласовать тепловой насос с потребностью. При выборе теплового насоса мы имеем дело не только с выбором самого устройства, но и в нашем случае потребность в тепле, профиль нагрева и время работы теплового насоса также выбираются с наименьшими затратами по сравнению со стоимостью самого теплового насоса. , это может быть около 70% для вертикального коллектора. Неточная оценка требуемой мощности нагрева может привести к перегреву здания и многочисленным проблемам в работе системы.

Оценка мощности
Итак, как вы оцениваете мощность теплового насоса? Тепловая мощность теплового насоса должна быть суммой потребности в тепле всех потребителей тепла в здании, то есть нам нужно знать потребность в тепле от системы центрального отопления, подготовки воды, технологического тепла, отопления бассейна и всего остального, что требует отопления. В случае жилья на одну семью мы обычно предлагаем конструкцию, технологию, расположение при расчете необходимой теплопроизводительности, количество людей, нуждающихся в горячей воде.В стандартном доме на одну семью мы можем использовать тепловой насос мощностью 200 Вт для приготовления горячей воды на человека.
Это дает нам вместимость 100 л при 45 ° C в контейнере. Итак, давайте вспомним о том, что ситуация выглядит совершенно иначе, чем в случае отопительных котлов, где чаще всего мы имеем значительный запас мощности из-за необходимости быстрой подготовки годной к употреблению воды. У теплового насоса у нас такого комфорта нет. Следовательно, необходимо обеспечить нагреватель горячей воды соответствующей мощности, который также будет работать в качестве буфера горячей воды. Примеры нагревателей для домов на одну семью, например, 200-400 л. В случае более высокого потребления, пожалуйста, подойдите к предмету индивидуально и пересчитайте потребность в соответствии с требованиями пользователя и выберите соответствующие нагреватели горячей воды соответственно При установке, когда бассейн с подогревом является круглогодичным бассейном, к максимальной нагрузке на центральное отопление и горячую воду необходимо добавить необходимую мощность нагрева бассейна. Однако, если бассейн используется вне отопительного сезона (в летний сезон, например, у открытого бассейна), и мощность, необходимая для его нагрева, не превышает мощность центрального отопления теплового насоса, нет необходимости увеличивать мощность нагрева теплового насоса.

В новом строительстве ...
В новой конструкции, если есть такая возможность, мы всегда должны выбирать тепловой насос для покрытия 100% потребности в тепле (так называемая одновалентная система), то есть, когда возникает стандартная расчетная температура, тепловой насос будет работать 24 часа в сутки и полностью покрывать общую потребность в тепле. отопление и, например, горячее водоснабжение в данном здании. В этом случае можно предположить, что время работы теплового насоса в стандартных условиях односемейного дома (центральное отопление + горячая вода) должно колебаться между 1700-2000 ч в год. Нет смысла выбирать тепловой насос для частичного использования.
Выбор теплового насоса для 100% потребности обеспечивает нам «оптимально минимальное» время работы компрессора теплового насоса на ежегодной основе, что также позволяет использовать его в течение многих лет. В новой конструкции в большинстве случаев почти нецелесообразно выбирать рассольный тепловой насос только для части потребности, например, 60-80% (в качестве источника электроэнергии следует использовать электрические нагреватели). Это связано с тем, что в наших реалиях цена на электроэнергию относительно высока. В то время как тепловой насос нуждается в относительно небольшом количестве для его работы, например, 20-25%, используемый электрический нагреватель уже будет использовать 100%. Кроме того, дополнительным элементом, который является чрезвычайно чувствительным в установках этого типа, является нижний источник теплового насоса. В случае несоответствия нижнего источника в отношении потребности в тепле в здании, например, возникает проблема его чрезмерного охлаждения и, следовательно, более низких среднегодовых рабочих температур и снижения среднегодовой эффективности системы, а также проблем с регенерацией почвы. Тогда возникает вопрос, не используют ли в тепловых насосах системы слива воды в новом жилищном строительстве электрические нагреватели? Как ни парадоксально, ответ таков: подайте заявку! Почему?

Простой ответ
Ответ прост, но он не связан с размерами теплового насоса:

* в случае первого обогрева здания у нас есть дополнительный источник тепла, благодаря которому процесс сушки короче и не перегружает нижний источник,

* когда наружная температура падает ниже нормативной температуры, у нас есть запас хода,

* в случае отказа теплового насоса у нас есть альтернативный источник тепла.

Случай немного отличается в случае термомодернизации или в новых установках, где по разным причинам (недостаток места, финансов) единственным возможным способом интеграции теплового насоса является двухвалентная система, то есть тепловой насос + котел. В этом случае следует определить метод и цель сотрудничества между насосом или тепловыми насосами и котлами.

Две конфигурации
Наиболее распространенными являются два решения в разных конфигурациях:

* Котел используется в качестве пикового источника для дополнения мощности нагрева при низких наружных температурах, например, ниже -10 ° C. двухвалентная температура. В этом случае и ПК, и котел, например, конденсат, работают при одинаковом уровне температуры. Только тепловой насос работает на двухвалентную температуру, и ниже находится котел, который работает вместе с тепловым насосом.

* Котел используется в качестве альтернативного источника тепла из-за требуемой высокой температуры подачи, например, для тепловой модернизации низкотемпературный тепловой насос установлен в установке, где масляный котел использовался до 80/60. Некоторые из радиаторов были заменены с низкими параметрами, но некоторые были сохранены и все еще требуют высокого параметра. Затем тепловой насос работает до определенной двухвалентной температуры, а ниже ее отключается. Весь нагрев берет на себя котел, который одновременно обеспечивает высокий параметр подачи.

* Смешанная система, то есть когда тепловой насос работает при первой двухвалентной температуре Tb1, ниже он работает вместе с котлом до второй двухвалентной температуры TB2, ниже которой работает только котел с высоким параметром электропитания.

Бивалентная параллель
Особое внимание следует уделить параллельной бивалентной системе. В этих установках тепловой насос обычно настроен на 60-80% от потребности. При такой конфигурации его ежегодное рабочее время намного больше, чем в одновалентных системах, и обычно составляет около 2400-3500 часов в год. Это увеличение рабочего времени должно учитываться при определении размеров нижнего источника, оно должно быть увеличено по отношению к стандартным условиям, часто почти вдвое. В установках, где тепловой насос нагревает бассейны, ситуация аналогична. Как для круглогодичного пула, так и для периодически используемого нижнего источника, он должен быть больше, чем в стандартных условиях. Круглогодичный бассейн будет нагреваться в течение 365 дней в году, а открытый бассейн, который подогревается сезонно, также предотвратит полную регенерацию дна и, следовательно, снижение среднегодовой эффективности, если это не будет учитываться при выборе наземного коллектора. В дополнение к нижнему источнику, следует помнить, что каждый компрессор в тепловом насосе имеет определенное рабочее время, производители дают приблизительные значения при 40000 часов работы. В этом случае, когда тепловой насос работает в одновалентной системе 1800 ч в год, его расчетный срок службы составит 22 года, а при двухвалентной системе и годовой работе 3500 ч срок службы уменьшится до 11 лет.

Пшемыслав Радзикевич

Рисунок 1. Схема гидравлической системы, подключение теплового насоса к котлу через смесительный клапан.
Рисунок 2. Пример термомодернизации - замена газового котла и установка соляного теплового насоса с колодцами.
Рис. Компактный рассольный тепловой насос с горизонтальным коллектором для отопления и приготовления горячей воды (фото: arch. Glen Dimplex Polska).