project_JUNKERS

1.6.2Воздух

Источник тепла «Воздух» есть повсюду и в неограниченном количестве. Поэтому очень просто обустроить воздушно-водяной ТН. Здесь воздух подаётся вентилятором, который является составной частью ТНУ, непосредственно к испарителю ТН, охлаждается там и затем отводится наружу.

Использование тепла отработавшего воздуха помещений в сочетании с ТН тоже приобретает значимость, особенно при оснащении энергосберегающих домов.

Наружный воздух

Воздушно-водяныеТНмогутстехническойточки зрения точно так же, как геотермические ТН, эксплуатироваться круглогодично. Для этого в моновалентном режиме при проектных условиях, например, при –15 ˚C наружной температуры тепловой насос должен обеспечивать максимальную «греющую» мощность. Так как «греющая» мощность сильно уменьшается с падением температуры источника тепла, то это довольно часто обусловливает необходимость применения больших агрегатов и высоких инвестиционных затрат. Поэтому для работы воздушно-водяных ТН, как правило, начиная с некоторой определённой температуры наружного воздуха, подключают параллельно работающий дополнительный термоэлектрический нагреватель. В холодные дни он покрывает пиковую нагрузку. Однако из-за большой разницы температур в холодные дни и из-за низких коэффициентов мощности воздушно-водяного ТН, обусловленных этой разницей температур, получаются существенно меньшие значения годовых коэффициентов эффективности в сопоставлении с геотермическими ТН. Поэтому воздушно-водяные ТН пригодны особенно для регионов с относительно высокими наружными температурами в середине года или в уже построенных одно- и двухсемейных домах, для которых потребовались бы существенные затраты на инженернотехническое освоение грунтового источника тепла.

При выборе воздушно-водяного ТН в связи с высокой потребностью больших рабочих объёмов воздуха следует с особенной тщательностью подходить к определению места монтажа ТН, чтобы избежать вероятных вредных шумовых воздействий при работе ТНУ. Это касается в первую очередь местностей с густой застройкой. Кроме того, необходимо учитывать, что встроенные воздушные фильтры требуют регулярного контроля и чистки.

Отработавший воздух помещений

Использование тепла из отработавшего воздуха помещений для эксплуатации ТН возможно с помощью специального приточно-вытяжного оборудования для отработавшего воздуха. При этом главный агрегат такого оборудования следует инсталлировать по возможности на чердачном этаже здания и вытягивать воздух встроенным вентилятором из кухни, ванной комнаты и туалета. За счёт вытяжки создаётся разрежение в квартире, и наружный воздух может свободно поступать внутрь помещений сквозь специальные отверстия в наружной стене. В главном агрегате, т.е. в коллекторе для отработавшеговоздухапомещенийнаходитсятеплообменник, который отбирает тепловую энергию из отработавшего воздуха, прежде чем отвести его за пределы здания. Это тепло подводится через теплообменник в систему ТНУ и обусловливает непосредственное повышение коэффициента мощности ТН во время эксплуатации, так как теплоноситель предварительно подогревается коллектором. При остановке ТН энергия накапливается в источнике тепла и обеспечивает его регенерацию.

В таком режиме коллектор использует избыточное тепло из отработавшего воздуха помещений для поддержания контура ТН.

Применение коллектора отработавшего воздуха помещений предполагает точное планирование вентиляционной установки и особую герметичность ограждающих конструкций здания. После монтажа агрегата необходимо провести тестирование дома на герметичность (Blower-Door-Test)*.

* Blower-Door-Test – проверка жилого дома на герметичность. При закрытых окнах и наружных дверях из помещений дома с помощью вентилятора при константном давленнии (50 Паскалей) выдувается воздух. Путём измерения транспортируемого воздуходувкой объёмного потока при различных значениях перепада между внутренним и наружным давлением выясняется кратность воздухообмена n50. Определение герметичности зданий осуществляется по ISO 9972. Согласно этому стандарту кратность воздухообмена в зданиях без вентиляционных установок не должна превышать значения «3», а в зданиях с вентиляционными установками – «1,5».

Источник: www.energiesparhaus.at

1.7Система теплоотдачи и распределения

1.7.1Система теплоотдачи / Отопление пола

Как уже было представлено выше, эффективность ТН очень сильно зависит от преодолеваемой разницы температур между системой теплоотдачи и источником тепла. Поэтому необходимо выбирать как можно более низкие температуры в прямом трубопроводе. Принципиально это требование может быть выполнено с помощью разнообразных систем теплоотдачи, например, низкотемпературных радиаторов отопления или отопительных поверхностей. В частности, из соображений комфортности, но также и благодаря возможности произвольного обустройства площади укладки, за последние годы системы отопления пола вошли в рыночный сектор односемейных домов как ведущие системы теплоотдачи с долей на рынке ок. 50 %.

Без дополнительных затрат можно обеспечить температуры в прямом трубопроводе на уровне 35 ºC и температуры в обратном трубопроводе на уровне 28 ºC. В домах с особенно хорошей теплоизоляцией можно даже достичь ещё меньших значений.

Другим преимуществом систем отопления пола является эффект саморегулирования. Вследствие низких температур поверхности нагрева от 23 ºC до макс. 27 ºC в самый холодный день, отдача тепла при возрастающей температуре в помещении резко сокращается, а в отдельных случаях – падает до нуля. Такое бывает в солнечную погоду в период межсезонья.

От всего дополнительного оснащения, служащего для повышения температуры в прямом трубопроводе, например, от смесителей, гидравлических стрелок,дополнительныхтеплообменников,необходимо отказаться по термодинамическим причинам. Тогда ТН достигает оптимальных эксплуатационных результатов при минимальном расходе энергии.

1.7.2Буферный бойлер

Применение буферных бойлеров имеет давнюю традицию при использовании ТН и в прошлом было необходимым чаще всего в сочетании с бивалентными отопительными установками. При этом обычным делом была привязка ТН к уже существующей системе отопления без какого-либо точного знания гидравлических особенностей самой отопительной системы.

У буферного бойлера, однако, есть недостатки, которые можно легко устранить в новых установках:

•буферные бойлеры, как правило, производятся из обычных сортов стали и вследствие этого создают чрезвычайную проблему кислородной диффузии в системах отопления пола, изготовленных из пластиковых труб. Поэтому в таких случаях конденсатор ТН должен дополнительно защищаться фильтром и/или шламоуловителем;

•повышается инертность системы;

•если буфер применяется в качестве разделительного накопителя горячей воды, то при работе ТН происходит смешивание содержимого бойлера.

Из-за этого температура в прямом трубопроводе на выходе из ТН повышается без какой-либо необходимости, что приводит к уменьшению годового коэффициента эффективности;

•буферные бойлеры увеличивают инвестиционные

иэксплуатационные расходы ТНУ, так как накопитель тепла всегда требует постоянного расхода энергии на поддержание его горячем резерве.

Поэтому в новых ТНУ с системой отопления пола следует отказываться от применения буферного бойлера. Опыт эксплуатации ТНУ с системой отопления пола без буферного бойлера показывает, что плановые отключения тока предприятиями электроэнергоснабжения 3 раза по 2 часа в течение одного дня тоже не приводят к ощутимому падению температуры в помещении. Здесь масса воды в системе отопления пола проявляется как преимущество.

Если для соблюдения специфических условий всё же требуется буферный бойлер, то, исходя из эмпирического правила, следует применять такой подход к определению его типоразмера:

на каждый кВт отопительной нагрузки – от 10 до 20 литров объёма бойлера.

Пример:

Каким должен быть объём VР буферного бойлера для одноквартирного дома с тепловой нагрузкой отопления

10 кВт?

VР = 10 кВт x 10 ... 20 л/кВт = 100 ... 200 л

1.7.3Минимальное количество оборотной воды

Только в случае соблюдения требуемого минимального оборота циркуляционной воды ТН способен обеспечить необходимую «греющую» мощность и достичь оптимального коэффициента мощности. Если оборот греющей воды оказывается ниже требуемого уровня, температура в обратном трубопроводе ТН повышается. Это может привести в экстремальном случае к отключению ТН прессостатом высокого давления.

Наиболее часто встречающимися причинами уменьшения оборота являются:

•слишком малый типоразмер циркуляционного насоса или слишком низкая выбранная ступень его мощности;

•уменьшенный расход греющей воды из-за закрытия термостатических вентилей.

Проблема устраняется с помощью гидравлическойстрелкиилирегулируемыхбайпасныхлиний(перепускных клапанов). Часто бывает также достаточным предусмотреть один или несколько открытых контуров отопления, которые будут регулироваться в сочетании с комнатным датчиком температуры непосредственно через ТН. Если надо полностью отказаться от регулирования приборов отопления в отдельных помещениях, то необходимо подать заявление в отдел строительного надзора о соответствующем освобождении от выполнения §12, Абзац 2 «Положения об энергосберегающих приборах в жилых зданиях» (EnEV).

1.8Экономия энергии с помощью тепловых насосов

Энергетическая оценка приборов и оборудования на основе DIN V 4701-10 позволяет объективно представить экономию энергии, получаемую с помощью ТН. Ниже на конкретном примере выполнено сопоставление рассчитанных для идентичных типовых условий – по табличной методике DIN V 470110 – различных отопительных систем, а именно: низкотемпературной жидкотопливной отопительной установки, установки с газовым конденсационным котлом отопления и отопительной установки с геотермическим ТН.

Типовые условия:

•жилой дом с полезной площадью AN = 150 м2;

•годовая потребность в тепле на отопление qh = 80 кВт-час /(м2 a);

•размещение теплогенератора внутри термической оболочки;

•общее распределение внутри термической оболочки с регулируемым рециркуляционным насосом;

•система отопления пола с электронным прибором регулирования, рассчитанная на 35/28 ºC;

•отсутствие буферного бойлера;

•с приготовлением горячей расходной воды, но без циркуляционной линии;

•только оконная вентиляция (без специальной вентиляционной установки).

Расчёт расходных показателей в соответствии с DIN V 4701-10:

При условиях:

QP: потребность здания в первичной энергии [кВт-час /a] Qh: потребность в тепле на отопление [кВт-час /a] Qtw: потребность в тепле для приготовления горячей

расходной воды [кВт-час /a]

QH, P: потребность отопительной ветки в первичной энергии [кВт-час /a]

QL, P: потребность вентиляционной ветки в первичной энергии [кВт-час /a], (по типовым условиям = 0)

QTW, P: потребность ветки ГВС в первичной энергии [кВт-час /a]

рассчитывается потребность здания в первичной энергии:

QP = QH, P +QL, P +QTW, P

Коэффициент затратности отопительной установки eP вычисляется по такой формуле:

При указанных выше типовых условиях потребность в тепле на отопление составит:

в) для рассольно-водяных геотермических ТН (индекс в обозначении котлов: NT):

QP, WP = QH, P, WP + QL, P, WP + QTW, P, WP

=(qH, WE, P, NT + qH, HE, P, NT) • AN

+QL, P, WP

+(qTW, WE, P, WP + qTW, HE, P, WP) • AN

eP, WP = 0,97

Сопоставление коэффициентов затратности отопительных установок наглядно показывает возможности экономии энергии с помощью теплонасосной техники:

Коэффициент Теплогенератор затратности установки

eP

В этом примере экономия первичной энергии тепловым насосом по отношению к низкотемпературному жидкотопливному отоплению составляет 37,4 %, относительно газового конденсационного котла – 32,2 %.

Табл. 7

Требуемые для производства электрического тока затраты первичной энергии более чем компенсированы за счёт использования регенеративной энергии. Возможны также аналогичные потенциалы для уменьшения эмиссиии CO2.

2.2Геотермические тепловые насосы

JUNKERS

На выбор предлагаются две серии ТН: модульная серия с бойлером-накопителем горячей воды, выполненным из специальной стали и встроенным в ТН, а также компактная серия с отдельным бойлером, т.е. ёмкостным водонагревателем.

Спокойно надёжные

•Геотермические тепловые насосы Junkers соответствуют требованиям Bosch к качеству продукции по параметрам функциональной надёжности и долговечности.

•Все аппараты проверяются и тестируются в заводских условиях.

•Круглосуточно по всем вопросам можно консультироваться по «горячей» телефонной линии.

•Надёжность крупной торговой марки: обеспечение запасными частями и сервисом на ближайшие 15 лет.

В высшей степени экологичные

•При эксплуатации ТН регенерируется ок. 75 % отопительной энергии, а при использовании «зелёного тока» (энергии ветра, воды или солнца) – регенеративность энергии достигает 100 %.

•Никаких вредных выбросов при эксплуатации.

•Очень высокая оценка согласно «Положению об энергосберегающих приборах в жилых зданиях»

(EnEV).

Полностью независимые и перспективные

•Не зависят от жидкого топлива и газа.

•Не привязаны к росту цен на нефть и газ.

•Не подвержены влияниям факторов окружающей среды: тепло земли не зависит от солнца или ветра, но 365 дней в году надёжно предоставлено в распоряжение.

Чрезвычайно экономичные

•Эксплуатационные расходы почти на 50 % ниже в сопоставлении с жидким топливом и газом.

•Долговечная и не требующая технического ухода техника с закрытыми контурами.

•Никаких текущих расходов (например, на техническое обслуживание горелки, замену фильтров или чистку дымоходов).

•Не требуются инвестиции в обустройство котельного помещения и дымохода.

Функциональная схема (Рис. 10)

• Рассольный контур (контур хладоносителя) (SA/SE)

Рассол транспортируется рассольным насосом (P3) в ТН. Здесь рассол отдаёт тепло через испаритель (23) в контур хладагента и возвращается в источник тепла.

• Отопительный контур (HV/HR)

Рециркуляционный насос системы отопления (P2) транспортирует отопительную, т.е. греющую, или сетевую воду в конденсатор (88). Здесь сетевая вода принимает тепло от контура хладагента. В подключенном дополнительном электронагревателе (ZH) температура – при необходимости – повышается. Трёхходовой клапан (VXV) направляет греющую воду в отопительную систему или в бойлер для приготовления горячей расходной воды (в аппаратах TM ...-1 – встроенный бойлер (WS), а в аппаратах TE ...-1 – отдельный бойлер).

•Охладительный контур (контур хладагента)

Вохладительном контуре жидкий хладагент устремляется в испаритель (23). Там он принимает тепло от рассольного контура и при этом полностью испаряется. Газообразный хладагент сжимается в компрессоре (111) до высокого давления и при этом нагревается. В конденсаторе (88) он отдаёт тепло контуру отопления, в результате чего снова переходит в жидкое состояние. Из конденсатора хладагент проходит через фильтр-вла- гоотделитель (86) и смотровой глазок (84) в расширительный клапан (83), в котором происходит декомпрессия хладагента до более низкого давления.

2.2.1Регулятор

Рис. 11 Жидкокристаллический дисплей с текстовым меню.

Оснащение

•Микропроцессорный регулятор с текстовым меню и ручкой управления меню.

•2 уровня обслуживания для пользователей.

•1 «Уровень обслуживания для специалистов и техников сервиса», с защитным паролем для доступа

Системные возможности

С помощью специального программного обеспечения в ТН интегрированы многообразные функции регулирования. К регулятору могут подключаться и регулироваться различные компоненты отопительной установки:

•система отопления с одним контуром отопления;

•система отопления с одним контуром отопления и приготовлением горячей расходной воды;

•система отопления с одним смешанным и одним несмешанным контуром отопления (с трёхходовым смесителем SV1, внешним циркуляционным насосом системы отопления P1 и датчиком температуры GT4 для прямого трубопровода отопления смешанного отопительного контура);

•система отопления с одним смешанным и одним несмешанным контуром отопления и с приготовлением горячей расходной воды (с трёхходовым смесителем SV1, внешним циркуляционным насосом системы отопления P1 и датчиком температуры GT4 для прямого трубопровода отопления смешанного отопительного контура).

Внешние датчики температуры

Могут подключаться такие температурные датчики:

•GT1: термодатчик обратного трубопровода отопления

•GT2: термодатчик наружной температуры воздуха

•GT3X: термодатчик горячей расходной воды

•GT4: термодатчик прямого трубопровода смешанного контура отопления

•GT5: термодатчик помещения

Применение датчиков температуры в геотермических тепловых насосах показано в Таблице 8.

Табл. 8

1)Внутренний тепловой датчик GT3 смонтирован заводом-из- готовителем

x Применение необходимо

– Применение невозможно

oПрименение возможно

Внешний циркуляционный насос системы отопления

Циркуляционный насос системы отопления (P1), монтируемый для заказчика дополнительно, может быть использован как насос второго – смешанного

– отопительного контура (см., например, Рис. 82 на стр. 64).

Если внешний циркуляционный насос P1 отопительной системы обеспечивает работу контура отопления пола, он должен быть оснащён механическим ограничителем температуры для отключения насоса при достижении максимальной температуры.

Смеситель для смешанного контура отопления

Для работы смешанного отопительного контура можно подключить смеситель SV1 с серводвигателем (см., например, Рис. 82 на стр. 64).

Чтобы достичь оптимального регулирования смешанного контура отопления, смеситель, устанавливаемый для заказчика на месте монтажа ТНУ, должен иметь продолжительность

работы ≥ 5 минут.