Використання теплових насосів. Роль правильного проектування системи.
З огляду на неминуче підвищення цін на паливо, все більше людей переходять на використання поновлюваних джерел, які живляться від тепла навколишнього середовища. Одне з таких пристроїв – тепловий насос. Цей прилад одночасно служить для опалення та постачання гарячої води, а також здатний працювати в режимі кондиціонування.
Завдяки своїй конструкції і принципу дії насос витягує тепло з навколишнього середовища: повітря, землі, ґрунтових і поверхневих вод. Прилад можна використовувати для обігріву наступних об’єктів:
- Дачі, котеджі, будинки;
- Басейни, аквапарки;
- Школи, ВНЗ та інші навчальні заклади;
- Виробничі і комерційні приміщення (офіси, цехи, склади);
- Ресторани, готелі, котеджні містечка.
Втім, в світлі підвищення цін на енергоресурси теплові насоси можна використовувати практично скрізь. Природно, щоб пристрій працював з максимальною ефективністю і швидко окупилося, потрібно правильно спроектувати і облаштувати систему теплорозподілення.
При проектуванні опалювальної системи, що працює на заповнюваних енергозберігаючих джерелах, в тому числі і теплових насосах, дуже важливо розглядати об’єкт як єдине ціле. Тобто всі технологічні рішення, що стосуються конструкції самого пристрою і всіх використовуваних інженерних систем, потрібно узгодити. Це необхідно, щоб підібрати найбільш вдалу модель теплового насоса і домогтися швидкої окупності приладу.
Для кожного окремо взятого об’єкта опалювальна система проектується індивідуально. Її деталі залежать від кліматичних і грунтових особливостей регіону, а також енергетичних навантажень. При цьому необхідно вивчити геологічну інформацію про ділянку. А якщо мова йде про великому об’єкті, можливо, буде потрібно провести так зване розвідувальне буріння.
Що таке техніко-економічне обґрунтування при проектуванні системи опалення з тепловими насосами?
Техніко-економічне обґрунтування, або ТЕО є дуже важливим етапом проектування. На цій стадії узгоджуються інженерні системи, як між собою, так і з усією опалювальної конструкцією. Крім того, розглядаються і визначаються необхідні енергозберігаючі заходи (наприклад, застосування автоматизованих вузлів обліку енергії та управління нею, використання економічних світильників та інших приладів).
Крім цього в ході ТЕО потрібно вирішити наступні завдання:
- Визначити найбільш важливі архітектурні рішення;
- Розрахувати електричні та теплові навантаження на систему;
- Визначити структуру і графік того, як буде споживатися енергія;
- Скласти детальний бюджет всієї системи, включаючи як первинні витрати, пов’язані з придбанням та монтажем приладу, так і витрати на експлуатацію.
- Розрахувати енергетичний потенціал джерел, доступних для використання, і необхідну теплову потужність;
- Обчислити термін окупності системи.
Після цього, якщо використання теплонасосної системи є вигідним, можна переходити до наступних стадій проектування.
Основні етапи проектування опалювальної системи
Послідовність проектування опалювальної системи включає в себе наступні етапи:
- Визначення потреби в теплі. Розрахунок навантаження проводиться відповідно до температури вуличного повітря. При цьому визначається потужність, необхідна для досягнення нормативних умов всередині приміщення при найбільш низьких температурах вуличного повітря.
- Вибір самого насоса. Цей пункт буде більш докладно розглянуто нижче.
- Встановлення температури обігрівальних поверхонь. При новій споруді вона не повинна перевищувати 35 градусів. У старих будинках допустима температура до 55 градусів.
- Вибір джерела тепла. У цій ролі можуть виступати повітря, земля, поверхневі або грунтові води.
- Вибір гідравлічної системи. Це потрібно, щоб користуватися пристроєм було максимально ефективним. Гідравлічні розрахунки проводяться для всіх трубопроводів і ділянок конструкції.
Окремо варто звернути увагу на вибір самого насоса. Пристрій підбирається за потужністю, яка залежить від величини базових навантажень. Це забезпечує стабільну і ефективну експлуатацію теплових насосів. При цьому важливо враховувати режим роботи пристрою. Він може бути трьох типів:
- Моновалентні. Насос є єдиним джерелом енергії. Звідси випливає, що він повинен бути розроблений таким чином, щоб стабільно працювати протягом усього року.
- Моноенергетичний. Використання насоса поєднується з додатковим електронагрівачем, щоб покривати потребу в теплі в періоди його максимального споживання.
- Бівалентний режим має на увазі використання ще одного теплогенератора, що працює на іншому джерелі (наприклад, на газі).
Крім потужності при виборі насоса потрібно враховувати наступні параметри:
- Точка бівалентності найбільш економічної роботи пристрою. З огляду на, що її вибір впливає на ККД насоса, для цього можна використовувати спеціальне програмне забезпечення.
- Досягнення необхідної температури потоку.
Правильне проектування опалювальної системи дуже важливо. Від нього залежить потужність і збалансованість її роботи, а значить, і ефективне забезпечення приміщення необхідним теплом.
Джерело: akvilonpro.ua/ua