Фактические эксплуатационные расходы теплового насоса типа воздух-вода (1). Испарение и конденсация

  1. Воздушный тепловой насос - принцип действия
  2. Выбор мощности нагрева

Система с тепловым насосом очень зависит от трех циклов (нижний источник - тепловой насос - система отопления), которые можно сравнить с тремя передачами. Когда один из них останавливается, вся система перестает работать. Первая циркуляция является нижним источником, то есть аккумулятором солнечной энергии, расположенным в окружающей среде. Таким природным аккумулятором энергии может быть земля, грунтовые воды или воздух. Тепловой насос получает тепло из окружающей среды и передает его в систему отопления.

Он использует тот факт, что тепло всегда течет от «источника» к «приемнику тепла» (от теплого к холодному). Тепловой насос использует (как и холодильник) естественное направление потока от теплого к холодному в замкнутом контуре хладагента с испарителем, компрессором, конденсатором и расширительным клапаном. Тепловой насос «перекачивает» тепло из окружающей среды на более высокий уровень температуры, который можно использовать для отопления.

Мы все больше осознаем преимущества использования тепловых насосов, но все еще ощущаем недостаточную информацию о все более популярных воздушных / водяных насосах, в том числе о выборе мощности нагрева этих тепловых насосов, буферного резервуара, пикового источника нагрева, экономической эффективности и т. Д.

Наружные воздушные насосы чрезвычайно популярны в Западной Европе, включая Францию, Германию, Австрию и Чехию. Согласно последнему отчету Европейской ассоциации тепловых насосов EHPA, основным источником донных тепловых насосов является и будет оставаться воздух в ближайшем будущем.

Так почему же поляки все еще скептически относятся к этой технологии? 29% из 7300 Тепловые насосы, работающие как функция центрального отопления, проданные в Польше в 2013 году (согласно данным PORT PC), все еще составляют небольшую долю тепловых насосов, работающих на внешнем воздухе. На мой взгляд, это связано с отсутствием достаточных знаний о воздушных тепловых насосах и ошибочной верой в то, что такое устройство не способно отапливать дом в условиях польского климата.

В этой статье я попытаюсь развеять сомнения, объяснить принцип работы, показать, как выбрать эти тепловые насосы, и провести экономический анализ на основе моделирования, выполненного в компьютерной программе NIBE VP DIM, и расчетов на основе электронных таблиц.

Воздушный тепловой насос - принцип действия

Система с тепловым насосом очень зависит от трех циклов (нижний источник - тепловой насос - система отопления), которые можно сравнить с тремя передачами. Когда один из них останавливается, вся система перестает работать. Первая циркуляция является нижним источником, то есть аккумулятором солнечной энергии, расположенным в окружающей среде. Таким природным аккумулятором энергии может быть земля, грунтовые воды или воздух. Тепловой насос получает тепло из окружающей среды и передает его в систему отопления.

Он использует тот факт, что тепло всегда течет от «источника» к «приемнику тепла» (от теплого к холодному). Тепловой насос использует (как и холодильник) естественное направление потока от теплого к холодному в замкнутом контуре хладагента с испарителем, компрессором, конденсатором и расширительным клапаном. Тепловой насос «перекачивает» тепло из окружающей среды на более высокий уровень температуры, который можно использовать для отопления.

Преобразование энергии из наружного воздуха в отопление здания происходит в три контура (рисунок 1). В контуре рассола (1) свободная тепловая энергия извлекается из окружающей среды и транспортируется в тепловой насос. В контуре хладагента (2) тепловой насос повышает низкую температуру получаемого тепла до высокой температуры. В контуре теплоносителя (3) тепло распределяется по всему зданию.

Рис. 1. Принцип работы воздушного / водяного теплового насоса.

Внешний воздух (A) всасывается вентилятором в испаритель теплового насоса (B). Здесь воздух отдает тепловую энергию хладагенту, и температура воздуха падает. Холодный воздух извлекается из теплового насоса. Хладагент - газ, который циркулирует по замкнутому контуру в тепловом насосе - также протекает через испаритель. Хладагент имеет очень низкую температуру кипения. В испарителе хладагент получает тепловую энергию из воздуха и начинает кипеть (С).

Газ, образующийся во время кипения, направляется в компрессор (D), приводится в действие электрическим током (в тепловых насосах компрессора) или тепловой энергией (в абсорбционных насосах). В результате сжатия газа давление увеличивается, и температура значительно возрастает, например, от 5 ° C до приблизительно 80 ° C. Из компрессора газ нагнетается в теплообменник (конденсатор), где он передает тепловую энергию в систему отопления (E), после чего он охлаждается и конденсируется.

Поскольку давление все еще остается высоким, хладагент проталкивается через расширительный клапан (F), где давление падает, так что хладагент возвращается к своей первоначальной температуре. Хладагент снова направляется в испаритель, и весь процесс повторяется. В течение этого времени в контуре теплоносителя тепловая энергия, генерируемая хладагентом в конденсаторе (G), принимается водой в системе отопления (теплоноситель), которая нагревается, например, до 55 ° C (температура подачи). Теплоноситель циркулирует в замкнутом контуре и передает тепловую энергию нагретой воды в резервуар для горячей воды для бытового потребления и внутрь. система отопления (например, радиаторы отопления / теплый пол) здания (H).

Выбор мощности нагрева

Тепловые насосы типа «воздух-вода» используют внешний воздух в качестве источника тепла, поэтому нет необходимости изготавливать нижний источник в виде вертикальных зондов или сборщика грунта, и производство тепла возможно даже при падении его температуры до -20 ° C, а иногда даже - 25 ° C

Однако следует помнить, что самым большим недостатком этого решения являются сезонные и погодные изменения температуры воздуха, с наихудшими условиями зимой, когда потребность в тепле является наибольшей, тепловая мощность теплового насоса и КПД КПД (отношение тепловой мощности к потреблению электроэнергии) ) уменьшается при понижении температуры воздуха (рис. 2).

2)

Рис. 2. Мощность нагрева и потребление энергии воздушно-водяным тепловым насосом при различных температурах подачи системы отопления, в зависимости от температуры наружного воздуха, на примере NIBE F2030 9 кВт.

По этой причине тепловая мощность воздушного / водяного насоса выбирается таким образом, чтобы он покрывал 100% тепловой мощности здания до определенной температуры наружного воздуха (например, -8 ° C), при которой его эффективность все еще выгодна для нас. Эта температура называется температурой или точкой бивалентности.

Если при минимальной расчетной температуре (для Польши это значения в диапазоне от -16 ° C до -24 ° C в зависимости от климатической зоны) тепловая мощность теплового насоса ниже, чем тепловая потребность здания, необходимо использовать дополнительный источник тепла ( Чаще всего это электронагреватель), который будет поддерживать работу теплового насоса в течение нескольких самых холодных дней в году.

Конечно, мы можем «увеличить» размер теплового насоса, чтобы его мощность при минимальной проектной температуре равнялась потребности в отоплении данного здания, но это экономически не оправдано, поскольку стоимость более мощного устройства будет намного выше, тогда как ежегодные затраты на эксплуатацию устройства одновалентный режим (только тепловой насос) и в двухвалентном режиме (насос поддерживается другим источником тепла) будет аналогичным или даже выше. В чем причина? Причина - низкая эффективность тепловых насосов с воздушным приводом в самые холодные дни года (Рисунок 3).

Рис. 3. Коэффициент КПД воздушного / водяного теплового насоса при температуре подачи отопительной системы 35 ° C, в зависимости от температуры наружного воздуха, на примере NIBE F2030 9 кВт.

и, как это ни парадоксально, небольшое количество дней / часов в году, в течение которых температура достигает значений ниже -15 ° C, что, с другой стороны, приводит к тому, что пиковый источник тепла должен обеспечивать небольшой процент годовой потребности в тепле здания (рисунок 4).

и, как это ни парадоксально, небольшое количество дней / часов в году, в течение которых температура достигает значений ниже -15 ° C, что, с другой стороны, приводит к тому, что пиковый источник тепла должен обеспечивать небольшой процент годовой потребности в тепле здания (рисунок 4)

Рис. 4. Распределение внешних температур для отдельных польских городов, расположенных в третьей и четвертой климатических зонах.

В следующей части я постараюсь ответить, среди прочего на вопросы о том, как определить температуру бивалентности и определить затраты на эксплуатацию.

Доктор Инь. Малгожата Смучиньска

Похожие

Что такое усилитель мощности?
Усилители мощности являются одним из компонентов каждого усилителя или встроенного усилителя. Этот раздел отвечает за усиление сигнала, передаваемого от источника в форму, которая сможет продвигать преобразователи в динамиках, чтобы они звучали. В настоящее время наиболее популярными являются усилители или встроенные усилители, и это несколько понятно - это один «блок» на полке вместо двух или трех отдельных. Один также имеет разъем питания. Почему же тогда мы должны делить его на отдельный
Тепловой насос - альтернатива в отоплении
... действиях часто лежит на обеих сторонах: подрядчике и инвесторе. Со стороны подрядчика, ошибкой является слишком тривиальный анализ возможности использования системы с тепловыми насосами, неоптимального выбора нижнего источника тепла и недооценки важности системы отопления здания для взаимодействия с тепловым насосом. Самый важный элемент ... Казалось бы, самый важный элемент всей системы - это тепловой насос. Ничто не может быть более неправильным. А почему? Конечным
Лампы - Освещение - магазин "iatwiat Lamp"
Внимание! Акции могут быть объединены! Добро пожаловать в мир ламп . Мы продаем осветительное оборудование. В нашем предложении вы найдете внутреннее освещение и наружные светильники: люстры, бра, плафоны, встраиваемые светильники, галогенные светильники, освещение кухни и ванной комнаты, настольное освещение, прикроватные лампы, садовые светильники, фонари, направленные прожекторы, осветительные стойки, наземные светильники и многое другое. другие.
Установка КПГ или СНГ. Преимущества и недостатки. Стоимость топлива и эксплуатации.
Два типа газов - КПГ и СНГ - чаще всего используются для питания автомобилей. Это топливо отличается по составу, цене и подается в двигатели установками с большими конструктивными различиями. Сжиженный нефтяной газ в Польше доминирует. Это смесь пропана и бутана в жидком состоянии, также используемая для наполнения зажигалок, а также в баллонах для грилей или переносных плит. На реке Висла зарегистрировано 2,91 миллиона автомобилей с установками для сжиженного нефтяного газа. Они популярны
Полонез Caro Plus: дешевый и большой автомобиль или выбор для отчаявшихся? Торговый гид (ВИДЕО)
Разработанный при участии итальянских стилистов в 1970-х годах, он увидел свет в мае 1978 года. Полонез на протяжении многих лет был объектом похоти для польских водителей. Было сказано, что это выглядит привлекательно, функционально и современно. Действительно - глядя на Fiat 125p, у него могут быть такие ассоциации. Фактически, уже во время своего дебюта
И был свет. Garmin Varia UT800
Октябрьский вечер в одной из деревень под Вроцлавом. Женщина, едущая на велосипеде, понимая, что он начинает находиться в зоне действия яркого пучка света, рефлексивно пытается приблизиться к краю дороги как можно ближе. Когда он туда добирается, он возвращается. Затем - вероятно, не веря своим глазам - он снова отворачивается. Что он видит? Нет, не гоночная машина. Он видит меня.

Комментарии

Почему стоит использовать тепловой насос, оснащенный компрессором с инвертором?
Почему стоит использовать тепловой насос, оснащенный компрессором с инвертором?
Как это сделать, чтобы встроить хороший усилитель в мощный усилитель мощности в сравнительно небольшом корпусе?
Как это сделать, чтобы встроить хороший усилитель в мощный усилитель мощности в сравнительно небольшом корпусе? К сожалению, концевая часть часто проигрывает на этом, и вместо усилителей мощностью 100-200 Вт производители часто предлагают продукты мощностью 40-60 Вт, вставляя меньшие трансформаторы или менее емкостные конденсаторы. Я не говорю, что вышеупомянутых 60 Вт недостаточно, но факт заключается в том, что большая мощность может лучше управлять динамиками, обеспечивая тем самым большую сцену,

Так почему же поляки все еще скептически относятся к этой технологии?
В чем причина?
А почему?
Что он видит?
Почему стоит использовать тепловой насос, оснащенный компрессором с инвертором?
Как это сделать, чтобы встроить хороший усилитель в мощный усилитель мощности в сравнительно небольшом корпусе?
Как это сделать, чтобы встроить хороший усилитель в мощный усилитель мощности в сравнительно небольшом корпусе?