Проектирование теплоснабжения воздушными тепловыми насосами в условиях холодного климата
Сегодня тема тепловых насосов становится всё более популярной не только в профессиональной среде, но и в обществе в целом. Степень общественного интереса свидетельствует о том, что очертания надвигающихся энергетических проблем становятся осязаемыми уже на индивидуально-личностном уровне. Однако отсутствие практики квалифицированного анализа и опыта осознанного применения далеко не всегда позволяет опробовать интересующую новацию даже при возникновении необходимой готовности к эксперименту. Между тем суть предмета, как это часто бывает, лежит гораздо ближе, чем принято полагать.
Например, сплит-система, способная работать на обогрев, в такой же степени является полноценным тепловым насосом, в какой ее принято воспринимать в качестве кондиционера или холодильной машины. У нас же предпочитают использовать туманный термин «реверсивная» или на худой конец – «с функцией теплового насоса» (лишь частично признавая за агрегатом его «природное» свойство). Заметим, что сам по себе термин «реверсивная» мало что определяет, поскольку обязательно требует дополнительных пояснений. А «с функцией теплового насоса» говорят не тогда, когда хотят охарактеризовать объект через эту самую, присущую ему функцию, а когда подобной идентификации хотят избежать.
Сплит-система, способная работать на обогрев, в такой же степени является полноценным тепловым насосом, в какой ее принято воспринимать в качестве кондиционера или холодильной машины.
Поскольку продавцы сплит-систем рекомендуют использовать свойства теплового насоса разве что в период межсезонья, данные о работоспособности на обогрев вплоть до –20…–25 °C придают этой рекомендации оттенок непоследовательности. А явно неподдельный интерес к многообещающим преимуществам тепловых насосов на фоне безразличия к возможностям, реально имеющимся в нашем распоряжении, и вовсе создает ощущение какой-то двойственности.
Вот и оказывается, что основным объективным препятствием к тому, чтобы оборудование, созданное как будто специально под наши климатические условия, использовать непосредственно по прямому назначению, является дефицит достоверной информации. А между тем, современная сплит-система – это не только наиболее приспособленный для практического использования тепловой насос, но и самый продвинутый его вариант по совершенству потребительских качеств.
Современные сплит-системы великолепно подходят для теплоснабжения в условиях холодного климата.
Журнал Шведского общества потребителей Råd&Rön регулярно публикует результаты тестирования сплит-систем наиболее популярных в Скандинавии производителей, используемых для теплоснабжения. С данными за 2006 г. можно ознакомиться в табл. 3.
Таблица 3. Результаты тестирования сплит-систем наиболее популярных в Скандинавии производителей
Здесь надо заметить, что все выбранные для испытаний модели тестированы для работы на обогрев до температуры не менее –20 °C; работают на хладагенте R410A; оборудованы инверторами и имеют тепловую производительность, подходящую для теплоснабжения односемейных домов. Перспектива подобного применения не вызывает вопросов, поскольку, например, при –18 °С в воздухе остается еще около 85 % тепла, которое присутствует в нем при +21 °С. Из таблицы мы видим, что у большинства сплит-систем даже при температуре наружного воздуха –15 °C коэффициент трансформации не менее 2. Последнее обстоятельство свидетельствует о том, что современные сплит-системы великолепно подходят для теплоснабжения в условиях холодного климата – и даже при такой низкой температуре они не менее чем в 2 раза экономичнее электрических систем отопления. По данным таблицы можно легко выяснить ожидаемый среднесезонный COP, присущий той или иной модели в том или ином климатическом регионе. Для качественного анализа этой перспективы приведены средние по выбранной группе оборудования показатели COP.
Поскольку COP зависит от температуры наружного воздуха, в течение отопительного периода он меняется в диапазоне от 2 до 5 (рис. 12). Естественно, на объектах сезонного проживания (на даче), преимущественно в период теплого полугодия, справедливо рассчитывать на экономию, близкую к 5.
Рис. 12. Зависимость COP сплит-систем от температуры наружного воздуха
Для тех, кто интересуется темой предметно, важно осознавать, что даже при температуре менее нижних пределов эксплуатации, документально обозначенных производителями низкотемпературных сплит-систем, данный способ получения тепла все равно будет более продуктивным, чем путем непосредственного преобразования электроэнергии.
В качестве номинального COP теплового насоса обычно подразумевают значение этого показателя при 7 °C, поэтому значения COP при более низких температурах можно выразить в процентах от номинального. Среднесезонным значением COP будет коэффициент энергоэффективности сплит-системы при средней за отопительный период температуре наружного воздуха. Эта температура и соответствующие среднесезонные значения COP сплит-систем для 11 российских городов-миллионников приведены в табл. 4.
Конец ознакомительного фрагмента.