Тепловой насос технология
В своей работе тепловой насос использует электроэнергию для работы компрессора и циркуляционных насосов. В зависимости от используемого источника тепла и типа отопительной системы теплонаносная установка производит в три-пять раз больше тепловой энергии, чем сама она потребляет электроэнергии. При производстве тепла отсутствует процесс сгорания, не образуется сажа, дым и вредные для окружающей среды газы. Не нужно ни импортировать, ни транспортировать топлива. К.п.д. производства энергии уже сегодня в случае лучших решений сравним с топливными элементами, именуемыми энергией будущего.
В тепловых насосах используются не содержащие хлора фреоны с низкой температурой кипения (Thermia AB использует R404 либо R407C, температуры кипения которых соответственно –47,0°С и –54,0°C), которые испаряются, соприкасаясь в испарителях с теплотой источника тепла при температуре от –9,0°C до +20,0°C. Количество тепла, необходимое для испарения, берётся от холодонесущии жидкости при её охлаждении. Требуемое количество тепла доставляется в испаритель с помощью холодонесущей жидкости, циркулирующей в коллекторе, проложенном в источнике тепла (в грунте, грунтовых водах, водоёме и т.п.). В качестве холодонесущей жидкости используется моноэтиленгликоль, пропиленгликоль либо этанол, а также их смеси, в которые добавлены ингибиторы коррозии для предотвращения коррозии в соединительных деталях и трубопроводах. Наиболее предпочтительными являются пропиленгликоль и холодонесущая жидкость на базе этанола, которые, при попадании в окружающую среду, не наносят ущерба природе. Холодонесущая жидкость, отдавшая в испарителе тепло для испарения фреона, с помощью циркуляционных насосов вновь направляется в источник тепла, от которого она под действием окружающей среды снова нагревается. Образовавшийся в испарителе пар фреона всасывается в компрессор и сжимается давлением до 30 бар. При таком давлении пар фреона разогревается и выделяет ранее поглощённую тепловую энергию, использованную для испарения. Тепло от разогретого фреона передаётся отопительной воде в конденсорах (в теплообменнике горячего газа, в главном конденсаторе, в переохладителе). В дроссельном вентиле происходит резкое падение давления, и сконденсировавшийся реагент начинает следующий цикл теплопередачи.
Важной деталью теплового насоса, которая определяет эффективность работы и долговечность теплового насоса, является тип используемого компрессора. В начальные годы при производстве тепловых насосов использовали поршневые компрессоры с минеральным маслом. С развитием технологии и в связи с принятием в эксплуатацию новых хлодаагентов лет десять назад в тепловых насосах начали использовать skrollкомпрессоры. В skrollкомпрессорах значительно меньше движущихся деталей, чем в поршневых компрессорах. Исходя из этого срок службы skrollкомпрессоров также больше (расчётно 100.000 рабочих часов, что примерно соответствует 25 годам работы). Срок службы поршневых компрессоров на четверть меньше. Рабочий звук от skrolкомпрессоров тише, а эффективность выше. При том же энергопотреблении тепловые насосы со skrollкомпрессором производят на 10-15% больше тепловой энергии.
Теоретический к.п.д. тепловых насосов в режиме отопления теплого водяного пола выше 6,0. Практическому достижению более высокого к.п.д. препятствуют как раз потери при создании компрессии.
Дальнейшее развитие технологии компрессора позволит увеличить к.п.д. при производстве тепла с помощью теплового насоса.
До сих пор в тепловых насосов использовали универсальные компрессоры, которые можно использовать как для производства тепла в тепловых насосах, так и для производства холода в охлаждающих установках. Thermia приступила в 2003 г. к производству серии тепловых насосов «Diplomat» с компрессорами, которые специально предусмотрены для использования в тепловых насосах для производства тепла. Для этого была изменена конфигурация спирали skrolкомпрессора и конструкция используемого теплообменника таким образом, что теперь стало возможным даже в высокотемпературных системах отопления и при производстве горячей бытовой воды достигать существенно более высоких, по сравнению с прежними, к.п.д. Принятие в эксплуатацию компрессоров серии «ZH» ещё больше уменьшит расходы на отопление при отоплении с помощью теплового насоса.
|
