Кольцевые теплонасосные системы

На средних и крупных объектах при применении нескольких тепловых насосов, одни из которых предназначены для отопления, а другие - для охлаждения, объединение их в кольцевую систему (рис.8) многократно увеличивает эффективность.

Основу этих систем составляют реверсивные тепловые насосы типа вода-воздух, выполняющие функции кондиционирования воздуха в помещениях. В теплообменнике фреон-вода постоянно циркулирует вода, а через теплообменник воздух-фреон воздух вентилятором нагнетается в помещение.

В каждом из помещений устанавливается тепловой насос, мощность которого подбирается в соответствии с параметрами и назначением помещения. Все они связаны с общим водяным контуром, в котором циркулирует вода, являющаяся одновременно источником и приемником теплоты для всех тепловых насосов.

Рис.8. Кольцевая теплонасосная система

Температура в контуре может изменяться в пределах от 18 до 32 °С в зависимости от баланса тепла.

В переходные периоды (весна, осень) баланс может быть близок к нулю. Тогда энергия будет требоваться только на работу насосов и компрессоров.

Зимой требуется больше тепла, поэтому к контуру подключен дополнительный нагреватель.

Летом, наоборот, возрастает избыток тепла. Для удаления теплоты наружу в водяном контуре имеется градирня.

В состав водяного контура входит также низкотемпературный бак-накопитель, который, увеличивая объем воды, способствует большему накоплению теплоты, а также стабилизирует температуру воды в начале контура.

Наличие кольцевого контура позволяет равномерно перераспределять тепло от инсоляции и сглаживать суточные колебания температуры, а также утилизовать тепло сточных вод и удаляемого воздуха и использовать сточные воды и удаляемый воздух летом для сброса тепла.

В качестве альтернативы дополнительному нагревателю и градирне в состав кольцевых теплонасосных систем могут входить реверсивные тепловые насосы, которые используют внешнюю среду (воду водоемов, грунтовые воды, грунт и пр.) в качестве источника и приемника теплоты.

Широкое распространение тепловых насосов характеризуется следующими цифрами:

В ШВЕЦИИ до 70% всего отопления обеспечивают тепловые насосы; 350 000 домов в Швеции обогреваются тепловыми насосами.

в Швейцарии эксплуатируется свыше 60 000 тепловых насосов, что экономит 150000 л жидкого топлива.

В ГЕРМАНИИ в эксплуатации находятся сотни тысяч теплонасосных установок, которые используются в водяных, а также в воздушных системах отопления и кондиционирования воздуха;

В ЯПОНИИ ежегодно производится около 3 млн. тепловых насосов;

В США ежегодно производится около 1 млн. тепловых насосов. В США около 30% административных и жилых зданий оборудованы тепловыми насосами. При строительстве новых общественных зданий используются исключительно геотермальные тепловые насосы. Эта норма была закреплена Федеральным законодательством США.

В мире, по данным Агентства по тепловым насосам в Берлине, на 1997 год было установлено 90 миллионов тепловых насосов. Общий объём продаж выпускаемых за рубежом ТН составляет 125 млрд. долларов США, что превышает мировой объём продаж вооружений в 3 раза. Продажа тепловых насосов увеличилась за последние 5 лет на 50-100%.

По прогнозам Мирового Энергетического Комитета к 2020 году доля геотермальных тепловых насосов в отоплении составит 75%.

Солнечные водонагреватели

Область применения:

- обеспечение горячим водоснабжением коттеджей, дачных домиков, теплиц, бассейнов и других автономных объектов. Отопление помещений в весенне-осенний период и экономия энергоносителей системы отопления в зимний период до 40%.

- поддерживающее отопление помещений при применении технологии «теплый пол».

Принцип работы.

Солнечный водонагреватель (вакуумный солнечный коллектор СВК) – это преобразователь тепловой энергии солнца. Солнечный водонагреватель обеспечивает сбор солнечного излучения в любую погоду, вне зависимости от внешней температуры. Коэффициент поглощения энергии солнечным водонагревателем составляет 97%. Солнечные водонагреватели устанавливают на крыше зданий с ориентацией на юг. Угол наклона относительно горизонта должен быть равен градусу широты местности. Для Северо-Запада России это значение равно 60°. При эксплуатации системы в зимний период рекомендуется угол наклона увеличить до 70°.

Солнечные водонагреватели (вакуумные солнечные коллекторы) подразделяются по способу нагрева воды на СВК прямого нагрева воды (сезонные) и косвенного (всесезонные).