Тепловой насос с собственным источником питания ...

1. Отопление и горячая вода
2. Только горячая вода

В связи с тем, что программа финансовой поддержки Prosument позволяет получить субсидию для системы с тепловым насосом с солнечной установкой, мы все чаще сталкиваемся с запросами инвесторов и отрасли относительно технической осуществимости такого решения.

Хотя сам факт создания гибрида - теплового насоса с солнечной установкой - не создает серьезных проблем в теории, сотрудничество, оптимизация и эффективное использование обеих технологий требуют знания как солнечных, так и тепловых насосов и разработки соответствующего алгоритма сотрудничества. Алгоритм должен максимально использовать бесплатную фотоэлектрическую энергию в любых условиях эксплуатации, обеспечивая при этом бесперебойную и автоматическую работу теплового насоса.

Поскольку индивидуально разработанные решения можно умножать до бесконечности, в сегодняшней статье я попытаюсь представить два. Я расскажу о соединении фотоэлектрической установки с тепловым насосом отопления (отопление здания + горячая вода), которое является наиболее популярным решением, и использовании теплового насоса для горячей воды, питаемой от солнечной энергии.

Рис. 2. Схема подключения отопительного теплового насоса с солнечной установкой.

Отопление и горячая вода

Фотоэлектрическая установка, чтобы иметь возможность работать с тепловым насосом, должна, конечно, состоять из фотоэлектрических панелей и инвертора (инвертора), который «преобразует» постоянный ток в переменную, которую можно использовать для питания теплового насоса. Чтобы система работала с максимально возможной эффективностью, компрессор теплового насоса должен работать с использованием солнечной энергии, когда она доступна, а когда ее нет - тепловой насос использует питание от сети.

Альтернативное решение состоит в том, чтобы использовать только нагреватели, но тогда эффективность такого гибрида равна 1, при использовании компрессора эффективность использования энергии, вырабатываемой солнечной электростанцией, намного выше, аналогично эффективности самого теплового насоса. Например, тепловой насос мощностью 10 кВт и COP = 5 будет потреблять 2 кВт-ч электроэнергии в течение 1 часа и вырабатывать 10 кВт-ч тепла, тогда как электрический нагреватель мощностью 2 кВт-ч будет потреблять 2 кВт-ч электроэнергии в час и обеспечивать отопительная система 2 кВтч тепловой энергии.

Разница поэтому огромна и в нашем случае составляет 8 кВтч. Поскольку у клиента есть тепловой насос, всегда лучше использовать его в полной мере, чем использовать ярлыки и использовать электрические нагреватели.

При проектировании гибридов, о которых мы говорим, учтите, сколько энергии тепловой насос будет устанавливать в здании. Нас интересует электроэнергия компрессора (или компрессоров). В зависимости от этого параметра мы должны оценить минимальный размер фотоэлектрической установки, которая при оптимальных солнечных условиях сможет питать сам тепловой насос. Конечно, оптимальные солнечные условия в нашей стране случаются в летние месяцы, и в них нам обычно не требуется отопление (разве что бассейн или горячая хозяйственная вода).

Следовательно, важным элементом является связь между инвертором и тепловым насосом. Он должен иметь возможность передавать информацию на тепловой насос в тот момент, когда солнечная установка достигает мгновенной мощности, необходимой для питания теплового насоса. Если компрессор в тепловом насосе использует, например, 2 кВт мощности в системе, инвертор должен «сообщить» тепловому насосу, когда эта мощность будет достигнута. Затем тепловой насос должен среагировать и переключиться в режим солнечной энергии. Какое изменение в режиме?

Речь идет о максимальном текущем использовании солнечной энергии в текущих потребностях данного объекта, а также в ситуации, когда приемники нагреваются - сохраняя эту энергию. Это может быть достигнуто, например, путем нагревания горячей воды для бытового потребления до гораздо более высоких температур, чем обычно устанавливается при нормальной работе. Емкости для хранения горячей воды в тепловых насосах обычно имеют большую емкость, например, 300 или 500 л, что дает значительную емкость при повышении температуры на 10 К, конечно. температура или хранить в буферных резервуарах.

Только горячая вода

При использовании водяного насоса горячей воды он не используется для обогрева здания, для этого используется основной источник тепла, например печь на твердом топливе. Эти устройства чаще всего оснащены дополнительным теплообменником (змеевиками), с помощью которого бытовая горячая вода нагревается при экстремально низких наружных температурах.

Однако после окончания отопительного сезона горячая вода подается только тепловым насосом, и благодаря сотрудничеству с солнечной установкой ее можно нагревать бесплатно. Работа такого решения была описана выше, но она основывается на регулировании мощности фотоэлектрической установки в соответствии с электрической мощностью компрессора в насосе горячей воды для бытового потребления, которая обычно относительно мала в устройствах этого типа и обычно составляет от 500 Вт до 1000 Вт.

Если требуемая мощность доступна, инвертор отправляет информацию в тепловой насос, который изменяет заданную температуру с оптимальной на максимальную и нагревает накопительный бак до тех пор, пока температура не будет достигнута или пока доступная мощность от фотоэлектрической установки не упадет ниже требуемой величины. Весь процесс должен выполняться полностью автоматизированным способом, потому что пользователь просто не сможет непрерывно контролировать работу такой системы. Также необходимо защитить минимальное рабочее время компрессора и его остановку таким образом, чтобы защитить его от частого включения, когда условия инсоляции нестабильны.

Пшемыслав Радзикевич

Рис. 1. Схема подключения теплового насоса ГВС к солнечной установке. (арх. димплекс).

Похожие