CD-приложение: Применение тепловых насосов в кольцевом контуре

Ввод

Тепловые насосы в основном ассоциируются в России с геотермальным теплом. Многие еще не знают, что на западе уже два десятка лет тепловые насосы активно применяются в так называемом кольцевом контуре. Такая система отлично зарекомендовала себя, как эффективное конкурентоспособное решение для зданий от средней и большой площади. Среди наиболее выгодного применения систем кольцевого контура: больницы, гостиницы, торговые площади и офисные здания. Кроме того, кольцевая система часто применяется в жилых многоэтажных зданиях.

Применение тепловых насосов в кольцевом контуре
Применение тепловых насосов в кольцевом контуре

Принцип работы

В кольцевую систему тепловых насосов входят сами насосы, количество которых не ограничено и определяется только оптимизацией зон климатического регулирования. Кроме того, в систему входит источник низкопотенциального тепла, которым может служить газовый или електро котел или теплоцентраль. Также входит градирня для сброса излишков тепла в атмосферу. Теплоносителем является вода температурой 25С. Все тепловые насосы объединены в одну систему (контур). Через все тепловые насосы циркулирует вода за счет работы циркуляционного насоса.

При работе теплового насоса в режиме охлаждения, избыточное тепло из зоны передается в водяной контур, а в режиме отопления тепло забирается из контура для обогрева помещения.

Все тепловые насосы работают как на тепло, так и на холод в любое время года, обеспечивая оптимальный комфорт климатических зон.

Принцип утилизации тепла

Кольцевая система наиболее эффективна в многофункциональных зданиях типа гостиниц и торговых центров. Избыточное тепло из кухонь прачечных и торговых центров не выбрасывается в атмосферу, а утилизируется в других помещения требующих обогрева. В переходные периоды (весна, осень) во всех зданиях тепло перекачивается с охлаждаемого фасада к фасаду обогреваемому. В таких случаях энергия тратится только на перекачку тепла из расчета 4-5кВт тепла на 1кВт эектроэнергии. Утилизируется все: тепло компьютеров, холодильных машин, тепло, выдаваемое освещением и радируемое людьми. Тепло может быть передано даже во времени. То есть тепло, удаленное из здания днем может быть использовано ночью для его обогрева.

Виды тепловых насосов

Тепловые насосы мало, чем отличаются внешне от обычных фанкойлов. Среди них есть как вертикальные, так и горизонтальные модели для монтажа в межпотолочном пространстве. Есть также консольные модели для монтажа в подоконном пространстве.

Модельный ряд ClimateMaster
Мощные ТНУ вода-воздухКонсольные ТНУ вода-воздухКрышные ТНУ вода-воздух
Мощные ТНУ вода-воздухКонсольные ТНУ вода-воздухКрышные ТНУ вода-воздух
Вертикальные внутри-стенные ТНУ вода-воздухТНУ вода-воздухМощные чиллеры вода-вода
Вертикальные внутри-стенные ТНУ вода-воздухТНУ вода-воздухМощные чиллеры вода-вода

В некоторых случаях имеет смысл использовать крышные агрегаты (rooftop) при отсутствии достаточного места в самом здании.


Крышные агрегаты (rooftop)

АНАЛИЗ АЛЬТЕРНАТИВ

Двухтрубная система Чиллер . фанкойл совместно в полномасштабной системой радиаторного отопления.

Преимущества:

  • При наличии хорошей системы управления можно получить более точное регулирование температуры.

Недостатки:

  • Требуются большой машинный зал для установки чиллеров и обслуживающего их оборудования.
  • Требуется градирня существенно больших размеров, которая займет существенно большие площади на крыше.
  • . Существенно более высокая стоимость системы в целом . Учитывая характер здания, требуется два чиллера
  • основной и резервный.
  • Низкая энергетическая эффективность из высокой вероятности одновременной работы системы отопления и кондиционирования в помещении.
  • Трубы должны быть хорошо изолированы.
  • Меньшая степень комфорта, поскольку радиаторное отопление поддается управлению существенно хуже (из-за инерционности), чем воздушная система. Велика вероятность образования сквозняков.
  • Сложность оборудования требует специалистов высокого класса для сервисного обслуживания.
  • В случае выхода из строя чиллера вся система перестает функционировать.

Мультизональная сплит система VRV

Преимущества:

  • Отсутствие ре-циркуляционных воздуховодов. . Относительная простота по офисного регулирования температуры

Недостатки:

  • Возможная протечка в здание вредных для здоровья хладагентов
  • Сложность обслуживания. При возникновении протечки хладагента, чрезвычайно трудно локализовать источник протечки.
  • На крыше устанавливаются десятки конденсорных блоков, которые в условиях зимы требуют трудоемкого сезонного обслуживания.
  • Система практически не поддается внешней автоматизации. Это обстоятельство практически исключает взаимодействие системы кондиционирования с радиаторной системой отопления, что приводит к одновременной работе систем отопления и охлаждения, и, соответственно, к неоправданным затратам энергии.
  • Невозможность согласованной работы системы с системой вентиляции здания, может привести к излишним расходам энергии и созданию зон дискомфорта.
  • Практически не поддается полной диспетчеризации.

ПРЕИМУЩЕСТВА КЛИМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ, ОСНОВАННОЙ НА КОЛЬЦЕВОЙ СХЕМЕ ВОДОВОЗДУШНЫХ ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ.

  1. Надежность. Достигается за счёт распределения функций кондиционирования по многим расположенным по месту использования агрегатам. Выход из строя одного теплового насоса не затрагивает работу системы в целом. Срок службы тепловых насосов . 20 . 25 лет.
  2. Комфорт. Индивидуально заданные параметры микроклимата обеспечиваются в каждой зоне (комнате/офисе) в течение всего года, включая весну и осень, когда теплосеть на отопление не работает. Единый источник воздуха оптимальной температуры предотвращает образование сквозняков.
  3. Энергетическая эффективность. Кольцевой водяной контур значительную часть времени перекачивает тепло из зон с его избытком в зоны с его недостатком. При этом оптимально используются внутренние тепловыделения (например, от компьютеров, кухонь, людей), а также солнечная радиация. Использование радиаторного отопления в дежурно-резервном режиме ночью и в не рабочие дни позволяет отключать все или часть (если часть помещений используется) тепловых насосов и поддерживать безопасный режим эксплуатации здания при сниженной температуре воздуха.
  4. Простота обслуживания. Тепловые насосы . полностью законченные изделия. Их обслуживание сводится только к периодической смене воздушных фильтров (на практике раз в год). За малыми исключениями в здании используются однотипные тепловые насосы.
  5. Автоматизация и диспетчеризация. Современная система автоматизации может обеспечить единообразное управление всеми тепловыми насосами, приточными и вытяжными установками, ИТП и т.д. При этом обеспечивается планирование работы каждого насоса, а также энергоэффективное управление водяным контуром. Система управления также может строиться по распределённому принципу, что определяет её высокую надёжность Система автоматизации не обязательна, но еще больше повышает надежность и энергоэффективность системы.
  6. Экономия площадей. Не требуется большой машинный зал для расположения чиллеров и сопутствующего им оборудования. Меньший размер градирни, т.к. значительное количество тепла здания утилизируется в других зонах или сбрасывается в систему горячего водоснабжения. Стоимость системы Хотя относительная стоимость киловатта у тепловых насосов может быть и выше чем у чиллера, цена всей системы скорее всего будет ниже чем системы чиллер фанкойл или VRV за счет простоты и не дороговизны монтажа.
Относительная стоимость установки

Рынок систем кольцевого контура в России.

В Западной Европе и США системы кольцевого контура тепловых насосов завоевали основные позиции на рынке климатизации. В странах восточной Европы такое решение начало распространятся в конце 90х годов и сейчас также является основным выбором инвесторов и проектировщиков.

В России только сейчас в период экономического роста, бума на строительном рынке и при постоянном увеличении тарифов на энергоресурсы проявляется большой интерес к энергосберегающей технологии кольцевого контура тепловых насосов.

В 1990м году в Москве французской фирмой была построена гостиница высокого класса на 350 номеров. В этой гостинице была применена схема кольцевого контура. В системе более четырехсот тепловых насосов, которые работают по сей день. Простота обслуживания и эффективность работы системы получает наилучшие отклики от владельцев и эксплуатирующего персонала гостиницы. Не смотря, на успех эксплуатации кольцевой схемы в России до 2005 года не было введено встрой не одной подобной системы.

Компания Аэроклимат совместно с фирмой производителем тепловых насосов ClimateMaster США удалось продвинуть систему на рынки ряда регионов. За пол года было закончено 3 объекта в Краснодарском крае разного назначения и площади. Ведется работа над 5ти объектами в других регионах. В проектировочной стадии имеется еще ряд объектов.

В этом году объем Российского рынка тепловых насосов для систем кольцевого контура должен достичь десяти миллионов долларов США.

Объекты в России

Гостиница Ирис-Конгресс

Гостиница Ирис-Конгресс сдана в эксплуатацию в 1990 году.

  • 20000 кв. м.
  • Отопление
  • Охлаждение
  • Более 450 тепловых насосов фирмы ClimateMaster.
Офисный и гостиничный центр в г. Краснодар

Офисный и гостиничный центр в г. Краснодар

  • 10000 кв. м.
  • Отопление
  • Охлаждение
  • 26 мощныхустановок
  • Общая мощность на 1000 кВт
Средняя школа г. Усть-Лабинск Краснодарский Край

Средняя школа №2 г. Усть-Лабинск Краснодарский Край

  • 3000 кв. м.
  • Отопление
  • Охлаждение
  • Теплоцентраль 60С

Каждый класс является индивидуальной зоной. Работает от теплоцентрали температира которой нe прешышает 60С

Офисное зданиекласса А г. Краснодар

Офисное здание класса А г. Краснодар

  • Отопление
  • Охлаждение
  • Мощность1372кВт

Палас Культуры

Палас Культуры (первая часть проекта)

  • Отопление
  • Охлаждение
  • Мощность 1372 кВт

Проблемы продвижения кольцевых систем тепловых насосов в России.

Существуют трудности связанные с отсутствием проектных организаций имеющих опыт проектировки подобных систем. На сегодняшний день все они перегружены работой. Такая ситуация сильно тормозит распространение этого энергоэффективного решения. Ситуация в скором будущем должна измениться под действием законов рынка, и проектировщики сами будут закладывать тепловые насосы в проекты. За несколько лет Россия должна догнать другие страны Европы в применении энергоэффективной технологии кольцевого контура.


О компании ClimateMasterR Manufacturing

Компания ClimateMasterR Manufacturing
  • Производит водяные и геотермальные тепловые насосы.
  • Производство в штате Оклахома (США) последние 50 лет.
  • Высокое качество, при высоких технологиях.
  • http://www.climatemaster.com

Владимир Райх
Генеральный директор компании Аэроклимат генерального дистрибьютора ClimateMaster (США)

Владимир Райх
Генеральный директор ООО "Аэроклимат"
Тел: +7 (495) 680-2211
sales@aeroclimate.ru

наши проекты
  • АПИК
  • Университет климата
  • Выставка «Мир климата»
  • АПИК-тест