Жилые дома с автономным солнечным теплохладо - снабжением
ТЕПЛОВОЙ НАСОС В ГЕЛИОСИСТЕМАХ
Кондиционер воздуха с тепловым насосом, включенный в схему отопления, выполняет функции устройства, которое, используя электроэнергию, отбирает тепло от наружного воздуха с низкой температурой и нагнетает в помещение тепло более высокой температуры. При этом расход энергии на 1/2 или 1/3 меньше, чем в отопительной системе с электрическим нагрева-
|
РИа 4.17. СХЕМА СИСТЕМЫ НАПОЛЬНО - ГООТОПЛЕНИЯ С ВОЗДУШНЫМ ТЕПЛО - НОСИТЕЛЕМ И АККУМУЛЯТОРОМ ТЕПЛА |
РИС. 4.18. НАПОЛЬНАЯ ОБОГРЕВАЮЩАЯ ПАНЕЛЬ С ВОДЯНЫМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕМ 1 - циновка; 2 - алюминиевая пдита 0,5 мм; 3— медная труба; 4 — пенополистирол; 5 — балка; 6 — настил; 7 — фундамент
Телем такой же мощности. В таком кондиционере тепловой коэффициент, или коэффициент трансформации тепла (КТТ), достигает 2-4. В циркуляционном насосе в зависимости от мощности, требующейся для перекачивания воды, изменяются затраты электроэнергии, что приводит к изменению коэффициента трансформации. В тепловом насосе КТТ зависит от значения разности температур низко - и высокотемпературного источников тепла. При этом чем разность меньше, тем эффективнее работает насос. Следовательно, чем выше температура низкотемпературного источника тепла, тем больше значение КТТ. В зимний период, когда температура воздуха ниже 0°С, целесообразно в тепловом насосе использовать подземные воды, имеющие температуру более 15°С, что обеспечивает высокий КТТ. Таким образом, при использовании подземных вод расход энергии составляет 1/4-1/6 затрат энергии на работу системы отопления. Однако подходящие для такой цели подземные воды можно обнаружить не везде, поэтому в качестве низкотемпературного источника тепла можно использовать солнечное излучение (рис. 4.20).
Солнечное тепло в системах с тепловыми насосами используют, когда необходимо отопление, а источник электроэнергии
РИС. 4.19. УСТРОЙСТВО НАПОЛЬНОГО ОТОПЛЕНИЯ С ВОДЯНЫМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕМ
1 - ковровое покрытие; 2 — войлочная прокладка; 3 — алюминиевая фольга; 4 — медная труба; 5 — жесткий полиуретан; 6 — поверхность пола
|
РИС. 4.20. СХЕМА СИСТЕМЫ СОЛНЕЧНОГО ОТОПЛЕНИЯ (ОХЛАЖДЕНИЯ) И ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ С ТЕПЛОВЫМ НАСОСОМ Коллектор; 2 - подача воды; 3 — охладительная башня (используется летом, тгда необходимо охлаждение); 4 — коллекторный насос; 5-е зимний период бак - мкумулятор с водой низкой температуры; в летний период накопительный бак - счкумулятор с водой высокой температуры; 6 — тепловой насос вода—вода; 7 — той — высокотемпературный аккумуляторный бак, летом — бак с охлаждающей юдой; 8 — дополнительный бойлер (двухконтурный); 9 — подача горячей воды; !/>- насос для системы отопления (охлаждения); 11 — змеевики вентиляторов |
Включают в период работы систем охлаждения. В системе солнечного отопления на основе теплового насоса, как правило, используют воздух, нагретый Солнцем до температуры 10-20°С, что обеспечивает высокий коэффициент полезного использования солнечного излучения. Это способствует тому, что строится много солнечных домов с гелиосистемами на основе тепловых насосов. Однако для этих систем, хотя и в небольших количествах, но все же необходима электроэнергия, что не позволяет их считать экономичными.
За последнее время в результате широкого применения для жилых домов кондиционеров воздуха на основе тепловых насо - Мв и контроля за работой используемых установок появились подробные данные об их эффективности. Выяснилось, что, за исключением особенно холодных районов к северу от Тохоку, -Очти нет ограничений для использования систем отопления (охлаждения) на основе тепловых насосов. Более того, недавно п°явились в продаже установки для горячего водоснабжения на °снове тепловых насосов, которые используют тепло даже холодно воздуха. Сейчас такие системы конкурируют с гелиосистемами горячего водоснабжения (рис. 4.21).
Гелиоустановка горячего водоснабжения с тепловым насосом ||аиболее эффективна с точки зрения экономии энергии в лет- рй период. Систему горячего водоснабжения с использованием еПлового насоса с отбором тепла лучше использовать, когда Обходимо не отопление, а охлаждение дома. В такие периоды tHa обходится практически бесплатно. Пока оборудование аких гелиосистем еще дорого. Однако по мере того, как гелио - ^стемы горячего водоснабжения постепенно исчерпывают свои °3Можности, они будут заменяться новыми видами систем. В
F
|
. а |
55- A |
85 °С -J |
|
|
2 Av. |
\i |
5 |
55ccJ |
|
J =s=v, 1 fo-^cU |
3 |
||
|
О'ІА |
------ И |
|
|
Й/ £
"Йг
РИС. 4.21. ТИПЫ СИСТЕМ С ТЕПЛОВЫМИ НАСОСАМИ
|
МСЭн |
||
|
□ |
||
|
10 |
|
85 С |
|
55 С |
|
W> 8 |
А — система горячего водоснабжения с тепловым насосом: 1 — наружный воздух 2 — электричество (ночного тарифа); 3 — хладагент; 4 — часть системы, находяш ся вне помещения; 5 — нагреватель; 6 — накопительный бак; 7 - подача вод" потребителю; 8 - ванна; 9 — туалет; 10 — кухня; б — простая установка горячего водоснабжения для кухни с тепловым насосом: 1 - часть системы вне помещени* 2 — наружный воздух (зимний период); 3 — холодный воздух (летний период); кухня; 5 — подача воды; в - система теплохладоснабжения и горячего водоснаб#е ния на основе теплового насоса с отбором тепла от холодного наружного воздух* 1 — клапан четырехстороннего переключения; 2 - наружный теплообменник; наружный воздух; 4 - компрессор; 5 — нагреватель; 6 — накопительный бак 55™ 7 — теплообменик внутренний; 8 — туалет; 9 — ванна результате тепловые насосы начнут все шире применяться в гелиосистемах (за исключением специальных областей использования).
