<<< На главную <<<

Выбор и расчет параметров тепловых насосов

Расчет параметров существующих отопительных систем с тепловыми насосами для модернизации теплоснабжения

1.1.1. Отопительная нагрузка отапливаемого здания

Для уже использующихся отопительных систем необходимо заново определять отопительную нагрузку отапливаемого здания, так как данные теплопроизводительности имеющегося отопительного котла не могут служить показателем теплопотребления здания.
Отопительные котлы имеют, как правило, избыточный запас мощности, следовательно, потребуется установка тепловых насосов слишком большой мощности. Точный расчет отопительной нагрузки осуществляется со стандартами страны (например, EN 12831).
Примерный расчет можно сделать на основании данных прежнего расхода энергии, обогреваемой жилой площади и удельной отопительной нагрузки.



Удельная отопительная нагрузка в домах для одной или двух семей, построенных в период между 1980 и 1994 годами, составляет примерно 80 Вт/м2. Удельная отопительная нагрузка домов, построенных до 1990 года и не имеющих дополнительной теплоизоляции, варьируется в пределах от 100 Вт/м2 до 120 Вт/м2. При расчете параметров для уже имеющихся установок необходимо учитывать текущее состояние установки.

При расчете параметров для установки с нетипичным теплопотреблением при ориентировочном расчете могут возникнуть значительные несоответствия с расчетами, произведенными согласно нормам.

1.1.2. Определение требуемой температуры подающего контура

Для термостатов большинства котлов, работающих на жидком топливе и газе, установлена температура от 70oС до 75oС. Такие высокие температурные значения необходимы, как правило, только для горячего водоснабжения. Подключенные системы регулирования отопительной установки, такие как смесительные и термостатные клапаны, препятствуют перегреву здания. В случае дооснащения отопительной системы тепловым насосом обязательно следует определить фактически требуемые температуры подающего контура и рециркулирующего потока для определения надлежащих мер по модернизации системы.

Существует два варианта подобного расчета.
а) Расчет тепловой нагрузки и требуемое количество тепла каждого помещения известны.
В таблицах расчетных параметров для нагревательных приборов теплопроизводительность указана в зависимости от температуры подающего контура и контура рециркулирующего потока (см. Табл. 1.1 )

Таблица 1.1 Теплопроизводительность звеньев радиатора (при температуре в помещении ti=20oC, согласно DIN 4703)

Чугунные радиаторы

Габаритная высотамм 980580430280
Габаритная ширинамм 70160220110160220160220250
Теплопроизводительность по звеньям в Вт, при средней температуре воды Тm 50oC 4583106375166385037
60oC 67120153547497557155
70oC 901622067499129759674
80oC 111204260921261629312292

Стальные радиаторы

Габаритная высотамм 1000600450300
Габаритная ширинамм 110160220110160220160220250
Теплопроизводительность по звеньям в Вт, при средней температуре воды Тm 50oC 506484304152304132
60oC 7195120425875445845
70oC 961271625677102597761
80oC 1221572047399128749977

Помещение, для отопления которого требуется наивысшая температура, является в системе регулировки отопительной системой ориентиром для выбора максимальной температуры подающего контура. Теплопроизводительность звеньев радиатора (при температуре в помещении ti=20oC, согласно DIN 4703)

б) Экспериментальный расчет в течение отопительного периода (см. рис. 1.1). Во время отопительного периода при полностью открытых клапанах термостата температура подающего и обратного контуров понижается до тех пор, пока в помещении не установится температура примерно 20-22oС.
При достижении желаемой температуры в помещении текущая температура подающего и обратного контуров фиксируется и вносится в приведенную ниже диаграмму. При помощи диаграммы, на основании внесенного показателя, можно вычислить требуемый фактический температурный уровень (низкую, среднюю и высокую температуру).


1.1.3. Какие меры по модернизации должны быть приняты для работы теплового насоса в энергосберегающем режиме?
Низкая температура
Температура подающего контура для всех помещений макс. 55oС

Если требуемая температура подающего контура ниже 55oС, то нет необходимости в принятии дополнительных мер. В систему с температурой подающего контура до 55oС может быть установлен любой низкотемпературный тепловой насос.

Средняя температура
Температура подающего контура в некоторых помещениях превышает 55oС

Если требуемая температура подающего контура выше 55oС лишь в некоторых помещениях, необходимо принять меры для ее понижения. Для этого следует заменить радиаторы только в данных помещениях, чтобы обеспечить возможность использования низкотемпературного теплового насоса.

Средняя температура
Температурный диапазон подающего контура почти во всех помещениях колеблется между 55oС и 65oС

Если во всех помещениях требуется достичь температурного диапазона от 55 до 65oС, необходимо заменить радиаторы почти во всех помещениях или установить среднетемпературный тепловой насос.

Высокая температура
Температурный диапазон подающего контура почти во всех помещениях колеблется между 65oС и 75oС


Если необходимо достичь температурного диапазона подающего контура от 65oС и 75oС, то всю отопительную систему необходимо переналадить и приспособить к имеющимся условиям. Если переналадка невозможна или нежелательна, необходимо установить высокотемпературный тепловой насос.

Снижение отопительной нагрузки путем
- замены окон
- сокращения вентиляционных потерь
- изоляция междуэтажных перекрытий, стропил или фасадов
Способствует, при оснащении здания тепловыми насосами, экономии четырьмя различными способами.
a) Благодаря снижению отопительной нагрузки можно установить меньший по размеру и, соответственно, более доступный в финансовом отношении тепловой насос.
b) Небольшая отопительная нагрузка способствует сокращению годовой потребности в тепловой энергии, удовлетворяемой посредством теплового насоса.
c) Небольшую потребность в тепле можно удовлетворить и при низкой температуре подающего контура и таким образом, улучшить годовой рабочий коэффициент.
d) Качественная теплоизоляция способствует повышению средней поверхностной температуры примыкающих к помещению территорий. Таким образом, желаемый комфорт достигается при более низких температурах в помещении.

1.1.4. Выбор источника тепла (модернизация)

При модернизации теплоснабжения в уже построенных домах, а также при наличии разбитых садов, установка грунтового коллектора, грунтового зонда или вертикального водозабора грунтовых вод возможна лишь в редких случаях. Чаще всего единственным доступным источником тепла является наружный воздух.
Воздух для использования в качестве источника тепла присутствует повсеместно и может использоваться без специального разрешения. Ожидаемые годовые рабочие коэффициенты ниже, чем при использовании гидротехнических и грунтовых установок, и следовательно, сокращая затраты на подключение системы источников тепла.

Тепловые насосы для впервые устанавливаемых установок

1.2.1 Определение отопительной нагрузки здания

Точный расчет максимальной почасовой отопительной нагрузки Qh осуществляется в соответствии с нормами соответствующей страны. Примерное определение отопительной нагрузки возможно на основании данных для отапливаемой жилой площади А (м2):

Яндекс.Метрика