Применение теплонасосных установок для отопления и горячего водоснабжения. Область применения и принципиальные схемы

1  Применение теплонасосных установок для отопления и горячего водоснабжения.

1.1  Область применения и принципиальные схемы

1.1. Теплонасосные установки (ТНУ) предназначены для снабжения теплом потребителей от источников низкотемпературного тепла путём его трансформации на более высокий температурный уровень.

1.2. В школьных зданиях тепловые насосы целесообразно применять для горячего водоснабжения, а также для панельно-лучистого или воздушного отопления отдельных помещений с греющим теплоносителем 60°С. При устойчивом дефиците тепла во внешнем источнике тепла ТНУ могут применяться как дополнительный теплогенератор в существующих системах отопления с использованием тепла обратной воды.

1.3. В состав теплонасосных установок входят тепловые насосы; системы циркулирующих теплопроводов, связывающих тепловые насосы с источником и потребителем тепла; дополнительный теплогенератор.

1.4. В качестве источника низкопотенциального тепла для ТНУ следует использовать условно-чистые сточные воды (от систем ГВС, плавательных бассейнов), грунта солнечных установок с абсорбером.

1.5. Отбор тепла от грунта, может осуществляться с помощью горизонтального коллектора из пластмассовых труб уложенных на глубине 1,5-2 м, а также вертикальных скважных теплообменников. Принципиальные схемы представлены на следующих рисунках.

Рисунок 1‑1

Рисунок 1‑2

1.6. В системах утилизации тепла мощностью до 500 кВт рекомендуются парокомпрессионные поршневые тепловые насосы на озонобезопасных хладонах R134-А, R142В и R22 (до 2030 г.).

1.7. Лучшие объемные и энергетические показатели у хладона R22, однако, его применение ограничено высоким давлением конденсации при температурах свыше 40^оС. Хладон R142В относится к взрывоопасным, а R134-А – самый дорогой (около 20 долл. США за 1 кг).

1.2  Подбор оборудования

1.8. Подбор компрессора можно осуществить, имея зависимости объемной действительной производительности q_vд и действительного коэффициента преобразования m_д от температур кипения t_о и конденсации t_к. Графики этих зависимостей для отечественных поршневых компрессоров представлены на Рисунок 1‑3

Из уравнений характеристик испарителя и конденсатора определяют температуры t_о и t_к , затем находят q_vд и m_д .

По теплопроизводительности Q_тн вычисляют эффективную мощность: , кВт,

Холодопроизводительность:

Q_o = Q_тн –N_e , кВт, и объем, описываемый поршнями компрессора:

, м³/с.  

По этому значению подбирают необходимый компрессор или агрегатированный тепловой насос.

Рисунок 1‑3