Тепловой насос и пол с подогревом

1. Тепловой насос в отопительной технике
2. Циркуляционный насос
3. Группа безопасности
4. Бустерный обогреватель
5. Трехходовой переключающий клапан
6. Тепловой насос и буфер
7. Резервный предохранительный клапан

Тепловые насосы, как и котлы, являются источниками тепла, они взаимодействуют с водонагревательными установками и горячей технической водой. Однако, в отличие от традиционных источников, они характеризуются более низким диапазоном используемых температур подачи. Более низкая температура определяет большую площадь теплообмена, и, следовательно, поверхностные системы, в отличие от радиаторных, характеризуются гораздо большей инерцией.

Тепловой насос в отопительной технике

Отопительная техника является довольно развитой темой в индустрии монтажа. Большинство популярных решений на самом деле всем хорошо известны, и проверенные системы имеют тенденцию слегка исправлять меньшинства, а не существенные изменения. Однако прежние привычки не всегда легко переносятся на использование новых технологий. Одним из признаков недавнего времени является растущее использование возобновляемых источников энергии, то есть возобновляемых источников энергии. Использование возобновляемой энергии очень часто характеризуется передачей тепла, а не его производством в результате химических реакций. Это приводит к тому, что у нас есть тепло, но на более низком уровне энергии. Такое изменение влечет за собой необходимость изменить определенные привычки, которые легче всего охарактеризовать термином «лучше медленнее, но более устойчиво», чем «насильственно, но потребляет энергию».

Тепловые насосы, как и котлы, являются источниками тепла. Как и котлы, они работают с водонагревательными установками и горячей технической водой, но в отличие от традиционных источников они характеризуются более низким диапазоном используемых температур подачи. Более низкая температура определяет большую площадь теплообмена и, следовательно, поверхностные системы, которые, в отличие от радиаторов, характеризуются гораздо большей инерцией. Давайте на небольшом примере проанализируем различия между радиаторной системой, работающей с традиционным котлом, и поверхностным нагревом, типичным для теплового насоса (таблица 1).

Различия между системой радиатора, работающей с традиционным котлом, и поверхностным нагревом типичны для теплового насоса.

Совокупность нескольких параметров для одной комнаты показывает, что современные установки, несмотря на более низкую потребность в тепле, работают с гораздо большим расходом воды, так как они работают при значительно меньшей разнице температур. Средняя разница в температуре теплопередачи от радиатора в помещение при 20 ° C составляет в случае котла 40 ° C, в случае напольного отопления 12,5 ° C. Относится ли это к конструкции системы и, следовательно, что должно быть включено в правильно спроектированную отопительную установку, если источником должен быть тепловой насос?

Тепловой насос и пол с подогревом - схема

На схеме показана типичная гидравлическая схема установки с разделенным воздушно-водяным тепловым насосом со всем необходимым оборудованием.

легенда

Большинство производителей оснащают оборудование необходимыми аксессуарами. Сплит тепловой насос, состоящий из наружного блока - 1 и внутреннего блока - 2, имеет встроенную готовую систему для работы с отопительной установкой. За пластинчатым теплообменником, который является последним элементом термодинамического цикла, расположены:

• циркуляционный насос,
• группа безопасности,
• группа безопасности,
• вспомогательный нагреватель,
• трехходовой переключающий клапан,
• буфер,
• избыточный предохранительный клапан.

Циркуляционный насос

Циркуляционный насос, который обеспечивает поток теплоносителя в установке, если он встроен в тепловой насос, выбирается для мощности и потоков, которые он будет переносить, и поэтому обычно работает как единственный в не очень сложных установках. Если мы имеем дело с более сложной системой, циркуляционный насос работает в буферной или гидравлической муфте, а с другой стороны отдельные отопительные контуры питают отдельные группы насосов. Мы обычно имеем дело с этой ситуацией в случае нескольких зон нагрева с более крупными энергетическими установками.

Группа безопасности

Группа безопасности состоит из мембранного сосуда, который компенсирует изменения объема жидкости в системе, в основном связанные с расширением из-за нагрева. Вторым элементом является предохранительный клапан - 5 (см. Схему) с манометром, который защищает от чрезмерного повышения давления в системе. Установив определенное давление, после того как оно было превышено, избыток теплоносителя высвобождается.

Бустерный обогреватель

Одним из важных элементов воздушного оборудования теплового насоса является электрический нагреватель. Он выполняет несколько функций, особенно в режиме размораживания, но это также необходимо при запуске системы и при работе при самых низких температурах наружного воздуха. Попытки ограничить его работу пользователем обычно приводят к увеличению потребления электроэнергии тепловым насосом, тогда как при правильном использовании это незначительная доля сезонного потребления энергии.

Трехходовой переключающий клапан

Первый трехходовой клапан переключает между обогревом помещения и змеевиком в резервуаре для горячей воды. Оба цикла характеризуются совершенно разным характером работы. Обогрев помещения - это достаточно непрерывная работа и при низких температурах потока. Биллинг горячей воды обычно имеет более высокие температуры и короткие периоды работы. За реализацию такой логики отвечает контроллер - 6 (см. Диаграмму), который запрограммировал значения времени и температуры для обоих режимов, включая периодическое запекание бактерий легионеллы.

Второй трехходовой клапан осуществляет переключение между функциями нагрева и охлаждения. Если охлаждение помещений осуществляется фанкойлами, в установке необходимо создать независимую охлаждающую резьбу, которая не содержит нагревательных элементов, потому что мы работаем над параметрами ниже температуры конденсации влаги.

Если контуры отопления пола используются для охлаждения помещений, опасность конденсации отсутствует, поскольку рабочие параметры находятся выше точки росы, и тогда этого трехходового клапана не может быть.
Все вышеперечисленные элементы очень часто являются стандартным оборудованием для тепловых насосов и устанавливаются на производственной линии производителями. Если это не так, они должны быть на стороне установки в качестве необходимого аксессуара для правильной работы. Чаще всего это происходит в макетах, предназначенных для нужд здания. Затем для наружного блока - 1 (см. Схему) мы собираем всю внутреннюю систему из перечисленных компонентов вместо внутреннего блока - 2 (см. Схему), но мы уже выбираем параметры для нужд установки, например, большой резервуар для горячей воды или циркуляционный насос с увеличенной высотой подъема и т. Д. ,

В дополнение к стандартному оборудованию в установке, очень часто нужно найти буфер - 3 (см. Схему) и, возможно, клапан или - как на схеме - предохранительные клапаны - 4 (см. Схему).

Тепловой насос и буфер

Буфер-3 (схема) выполняет несколько важных функций, и, хотя установка с большой емкостью воды может вообще не требовать этого, поскольку она имеет свои собственные свойства, ее использование очень часто способствует более стабильной работе теплового насоса. На схеме показано последовательное подключение возвратного буфера, который хорошо работает в системах с воздушным тепловым насосом. Такой буфер в системах малой мощности обычно имеет небольшую емкость, до 100-200 л, и обеспечивает необходимый запас энергии для использования в циклах размораживания.

Последовательное соединение означает, что его можно рассматривать как часть установки, поскольку оно не требует дополнительных насосных систем, как в случае параллельного соединения, в то же время оно выполняет свои буферные функции, например, в режиме охлаждения с фанкойлами. Мы помним, что во время охлаждения фанкойлы не работают при установке других нагревательных элементов, поэтому расход воды очень мал. Даже тогда объем коллапса может быть недостаточным для обеспечения надлежащих условий труда.

Если мы еще учтем, что в результате регулирования потоков потока на клапанах фанкойлов или в режиме обогрева будет работать перепускной клапан, несмотря на модуляцию теплового насоса, объем жидкости в установке будет достаточно мал, чтобы вызвать ошибки, вызывающие прерывание работы тепловые насосы Тогда такой последовательно соединенный буфер идеально выполняет свою роль, обеспечивая непрерывность работы системы, но он также должен быть предусмотрен для работы в режиме охлаждения, то есть с соответствующей изоляцией для этой цели. Конечно, объем вытеснения - это не только радиаторы / фанкойлы или петли пола, но и трубопроводы, из которых состоит установка. Примеры емкостей в зависимости от диаметра и материала можно найти в таблице 2.

Емкость образца в зависимости от диаметра и материала.

Пропускная способность трубопроводов, как и мощность теплового насоса, важна при определении размера буфера.

Резервный предохранительный клапан

Предохранительный и предохранительный клапан - 4 (см. Схему) фактически является последним элементом правильной работы на схеме, как указано выше. Это может не потребоваться, если система отопления / охлаждения построена таким образом, что все напольные петли / радиаторы / фанкойлы никогда не будут отрезаны. Однако, если каждый контур в системе оборудован регулирующими клапанами, которые в какой-то момент могут перекрывать поток, тогда необходим перепускной и перепускной клапан, поскольку установка на соответствующее давление будет действовать как перепуск для временно не работающего, обеспечивая очень важную непрерывность потока на стороне тепловые насосы

Такая система (как указано выше) является самой простой и в то же время универсально применимой для большинства систем на основе теплового насоса, особенно его воздушного варианта. Самое простое, потому что над стандартным оборудованием есть только два необходимых элемента: буфер и клапан избыточного выпуска; универсальный, потому что он позволяет осуществлять отопление, охлаждение и горячее водоснабжение, то есть все функции, ожидаемые от теплового насоса. Элемент, который отсутствует на диаграмме и который должен быть включен в установку, является группой безопасности на стороне горячей воды. Чаще всего он имеет правильно сделанное подключение к воде.

В случае моноблочного теплового насоса схема или система практически одинаковы. Разумеется, пластинчатый теплообменник находится во внешнем блоке, и вода обычно поступает в здание вместо раствора хладагента или гликоля, хотя это менее распространенное решение, поскольку оно ухудшает свойства теплоносителя.
Система на основе наземного теплового насоса на верхней стороне источника также будет выглядеть так же. В зависимости от типа компрессора вкл / выкл или инвертора - емкость буфера может незначительно отличаться, потому что в случае операции вкл / выкл необходимо получать полную мощность устройства в течение относительно длительных рабочих циклов.

Воздушные тепловые насосы стали популярными в последние годы. Это обусловлено влиянием многих факторов - от экологических до чисто экономических. Можно сделать вывод, что началось изменение, которое приведет к постепенному переносу бремени с традиционных источников, основанных на сжигании, на возобновляемые и энергосберегающие источники, где тепловые насосы и их совместные решения лидируют. Поэтому в ближайшее время все чаще мы будем тянуться к тепловым насосам. Нет существенных различий в использовании по отношению к существующим традиционным источникам тепла. Самое важное при работе с тепловыми насосами - это обеспечить конкретную смесь при установке и непрерывный поток, остальное - это просто вопрос правильного выбора других элементов.
Эрвин Щурек

Рис. из арх. NIBE.

Похожие

Комментарии