Монтаж и сервис оборудования по использованию возобновляемых источников энергии. Том 4. Монтаж и сервис тепловых насосов

Идеальный вариант для ТН – наличие вблизи от потребителя источника сбросного тепла промышленного или коммунального предприятия. В качестве довольно универсального источника низко потенциального тепла можно использовать теплоту грунта.

Основу эксплуатируемого сегодня в мире парка тепло-насосного оборудования составляют парокомпрессионные тепловые насосы, но применяются также и абсорбционные, электрохимические и термоэлектрические. Статистика производства тепловых насосов типа грунт-вода и воздух-вода за последние 8 лет представлена на рис.1.

По объемам производства установок лидируют США и Китай. Первые – благодаря качеству продукции, вторые – из-за низкой стоимости. Количество проданных тепловых насосов в 2015 г. по странам ЕС представлено на рис. 2. В настоящее время в развитых странах ведутся разработки новых моделей и технологий использования тепловых насосов. Так, например, японские производители создали тепловые насосы «воздух— вода», приспособленные к работе в холодном климате. Они сохраняют высокую тепловую производительность при температуре наружного воздуха до -15°C. Для обеспечения работы при минусовых температурах используются различные решения, предотвращающие обледенение. Среди них, тепло аккумуляторы, обогрев через байпасный контур, нагревательные спирали. Технология парожидкостного впрыска позволяет поддерживать поток хладагента на необходимом уровне даже при очень низкой температуре наружного воздуха.

Рис.1 Статистика производства тепловых насосов

Рис.2 Количество проданных тепловых насосов в 2015 г. по странам ЕС

Разработаны модели двойного действия – появились реверсивные тепловые насосы «воздух— вода», способные не только нагревать, но и охлаждать воду. Это решение обеспечивает максимальный комфорт как в зимнее, так и в летнее время.

Появились модели тепловых насосов «воздух— вода» могут иметь два контура и способны обслуживать сразу два помещения с различной потребностью в обогреве. Обеспечивая подачу двух потоков воды с разной температурой, они могут использоваться как для независимого обогрева, так и для охлаждения двух помещений или зон одного помещения. Объединение тепловых насосов «воздух— вода» с фотоэлектрическими панелями позволяет более эффективно использовать электроэнергию, вырабатываемую солнечными панелями, управляя энергопотреблением теплового насоса.

В районах с холодным климатом, таких как Северная Европа, где температура наружного воздуха может опускаться до – 40°С, эффективным способом получения горячей воды могут стать гибридные системы, объединяющие газовый котел и тепловой насос «воздух— вода». Уже установленный котел можно использовать для эффективного дополнительного нагрева. Ряд производителей представил на рынке интеллектуальные системы управления, позволяющие подключить тепловой насос к действующей системе отопления и горячего водоснабжения на базе газового котла. Если условия не позволяют использовать тепловой насос, включается газовый котел, обеспечивая непрерывное функционирование системы теплоснабжения.

Некоторые производители предоставляют услуги облачного сервиса для удаленного управления работой и энергопотреблением тепловых насосов «воздух— вода». Подключившись к облачному серверу, пользователь получает возможность полного контроля над устройством из любой точки планеты. Данная технология позволяет сэкономить электроэнергию, повысить уровень комфорта, добиться более гибкого управления ресурсами.

Созданы «умные» распределительные сети. Стремительный рост производства электроэнергии из возобновляемых источников привел к диспропорции между подаваемой и требуемой электрической мощностью. Для решения этой проблемы тепловые насосы «воздух – вода» с функцией управления распределением энергии обеспечивают более гибкое регулирование энергопотребления. Данная функция позволяет изменять алгоритм работы прибора по сигналу контроллера. В настоящее время созданы разнообразные внутренние блоки для тепловых насосов «воздух— вода», отличающиеся как назначением, так и функциональными возможностями. В регионах с холодным климатом требуемую тепловую мощность могут обеспечить радиаторы без вентиляторов, передающие тепло путем излучения. Комфортная температура при этом поддерживается без создания воздушных потоков, что существенно снижает энергопотребление и уровень шума. В ассортименте многих производителей имеются внутренние блоки «все-в-одном», способные охлаждать и отапливать помещение, а также подавать горячую воду. Такие устройства отличаются компактностью и простотой обслуживания.