Схемы и анализ европейской классической системы отопления с воздушным тепловым насосом

Происхождение Тепловые насосы История тепловых насосов берет свое начало в XIX веке. После длительного периода практического развития как типы тепловых насосов (такие как водяные, геотермальные, воздушные и т.д.), так и области их применения (крупные коммерческие, небольшие бытовые, горячее водоснабжение, отопление и охлаждение и т.д.) достигли высокого уровня развития за рубежом. Особенно в Европе, на родине тепловых насосов, их развитие находится на относительно высоком уровне. Давайте рассмотрим классические схемы систем отопления с использованием тепловых насосов в Германии и Швеции и рассмотрим, как работают эти системы.

Чертеж проекта отопления с тепловым насосом в Германии

Координация нескольких источников солнечной энергии, тепловых насосов и т. д. с раздельным водоснабжением для купания и водоснабжением для тепловых насосов

Основные моменты:

1.Конфигурация с несколькими источниками: имеются как солнечные батареи, так и тепловые насосы, и даже резервная электрическая помощь.

2. Вода для солнечной энергии и вода для отопления обмениваются посредством теплообмена вода-вода, при этом вода строго не смешивается.

3. Вода для купания и вода теплоносителя также обмениваются посредством теплообмена вода-вода, при этом вода строго не смешивается.

4. Теплоноситель в каждой локации ежедневно циркулирует с помощью небольшого насоса, а не заменяется большим насосом.

5. Рециркуляция горячей воды для купания имеет важное значение для предотвращения потерь воды.

На инженерной схеме видно множество клапанов, датчиков, расширительных баков и т.д. Стоит отметить, что это обычная система отопления для дома. Многие потребители, дилеры и даже производители тепловых насосов считают её просто лишней. Требования к отоплению с помощью тепловых насосов в нашей стране делают акцент на качестве и низкой цене, и экономия везде, где это возможно. Это действительно отражает требовательность немцев.

Из вышеприведённой схемы проектирования системы отопления с тепловым насосом следует, что, по сути, каждая немецкая семья построена по стандарту тепловой электростанции. Это может быть и будущим видением развития домашних систем: домашняя энергетическая станция, в сочетании с большими данными по дому, анализирует, где требуется охлаждение (например, холодильники, диспенсеры для воды, кондиционеры и системы очистки свежего воздуха), и направляет его туда; где требуется отопление (например, отопление, сушка, стирка и купание), и направляет его туда, одновременно рекуперируя охлаждающее тепло для использования в режиме ожидания! Но это очень амбициозная концепция, требующая многого.

Чертеж проекта отопления с использованием теплового насоса в Швеции

Система переключения насосов и трехходовых клапанов, раздельные вода для купания и отопления

Основные моменты:

1. Тепловой насос является основным источником тепла и оснащен электроприводом.

2. Буферный резервуар для воды является стандартным, и существует очень четкая формула расчета размера и емкости.

3.Трехходовой клапан используется для переключения потребности в тепле для купания и отопления.

4. Вода для купания и вода теплоносителя меняются посредством теплообмена «вода-вода», при этом вода строго не смешивается, как в немецкой системе.

5. Данное решение использует один водяной насос.

Система с двумя насосами, раздельные вода для купания и вода для нагрева

Основные моменты:

1.Конфигурация с несколькими источниками: имеются как солнечные батареи, так и тепловые насосы, и даже резервная электрическая помощь.

2. Вода для солнечной энергии и вода для отопления обмениваются посредством теплообмена вода-вода, при этом вода строго не смешивается.

3. Вода для купания и вода теплоносителя также обмениваются посредством теплообмена вода-вода, при этом вода строго не смешивается.

4. Теплоноситель в каждой локации ежедневно циркулирует с помощью небольшого насоса, а не заменяется большим насосом.

5. Данное решение использует два насоса для удовлетворения потребностей в горячей воде и отоплении соответственно.

Тепловой насос в сочетании с настенным газовым котлом для системы радиаторного отопления

Основные моменты:

1. Тепловой насос является основным источником тепла и также оснащается настенным газовым котлом или электрическим вспомогательным отоплением.

2.Трехходовой клапан используется для переключения потребности в тепле для купания и отопления.

3.Вода для купания и вода теплоносителя меняются посредством теплообмена «вода-вода», при этом вода строго не смешивается, как в немецкой системе.

4. Данное решение использует один водяной насос.

5.Все радиаторы установлены параллельно, чтобы уменьшить сопротивление воды.

Из приведенных выше схем отопления с использованием теплового насоса можно сделать два вывода:

1. Отопление с помощью воздушного теплового насоса очень развито в Европе. Отопление с помощью тепловых насосов и радиаторов также широко распространено за рубежом.

2. Независимо от того, используется ли в Германии или Швеции решение для отопления с помощью теплового насоса, поставки осуществляются из нескольких источников, а бытовая вода и вода для отопления обрабатываются отдельно, без смешивания вод.

Многие китайцы считают, что горячая вода для купания должна быть горячее, предпочтительно 50–60 °C. Как теплообмен между водой и водой позволяет достичь такой высокой температуры? На самом деле, когда европейцы используют теплообмен между водой и водой, во-первых, необходимо обеспечить надёжность системы; во-вторых, необходимо строго соблюдать требования к воде, контактирующей с телом; и, в-третьих, при условии хорошей изоляции трубопровода и идеальной циркуляции горячей воды, достаточно воды для купания выше 45 °C.

Кроме того, мощность тепловой нагрузки, потребляемая тепловыми насосами за рубежом, составляет, как правило, 40–60 Вт/м², что в Китае просто нереально. Основная причина заключается в низком качестве теплоизоляции зданий во многих регионах Китая. Несмотря на повышение стандартов энергосбережения в зданиях в последние годы, ситуация с теплоизоляцией домов в сельской местности, на окраинах городов и в старых городских районах не изменилась. Особенно для потребителей тепла на юге, по мнению немцев, это равносильно отсутствию теплоизоляции!