Transcript Document
Національна академія наук України Інститут технічної теплофізики к.т.н. Недбайло Олександр Миколайович Науково-технічний центр теплонасосних технологій ІТТФ НАН України Теплові насоси “грунт-рідина” IVT Greenline 6 C та 11 С Технічні характеристики 4 Автоматизована система вимірювань 4 10 Термоелектричні перетворювачі ТСМ-208 Тепломіри Apator LQM-III-K 9 5 2 1 9 11 6 7 Вторинні цифрові прилади УКТ-38 і И-8 із інтерфейсом на комп'ютер 8 9 3 1 – тепловий насос; 2 – пластинчатий теплообмінник; 3 – система опалення типу водяна тепла підлога; 4 – система повітряного опалення (кондиціонування) на основі фанкойлів; 5 – циркуляційний насос; 6 – компенсаційна ємність; 7 – розширювальна мембранна ємність; 8 – редуктор; 9 – лічильники; 10 – розширювальна ємність ґрунтового колектора; 11 – контур ґрунтового колектора. Теплообмін у горизонтальному ґрунтовому колекторі Схема розташування основної конструкції ґрунтового колектора і резервного трубопроводу-теплообмінника: 1 – трійник; 2, 3 – підведення та відведення теплоносія в/з першої петлі ГК відповідно; 4 – відведення теплоносія з першої петлі ГК; 5, 6 – підведення та відведення теплоносія в/із резервного трубопроводу відповідно Розподіл температури при вилученні теплоти з ґрунту, оС 45 хв. 1 доба 3 доби 9 діб 18 діб 25 діб 30 діб Теплообмін у системі опалення типу водяна «тепла підлога» Розподіл температур у “теплій підлозі”, оС Розподіл температури у підлозі: 1 – при радіаторному опаленні кімнати 2 – при опаленні “теплою підлогою” Розподіл температур у системі опалення типу водяна “тепла підлога” протягом доби 21.03.2010 року Використання теплового насосу типу “повітря-рідина” в існуючій централізованій системі опалення Технічні характеристики теплового насоса IVT Optima 1700 Принципова схема підключення теплового насосу «повітря-рідина» до існуючої централізованої системи опалення: 1 – клапани балансувальні; 2 – сепаратор барботажний; 3 – насоси циркуляційні; 4 – фільтри сітчасті; 5 – баки розширювальні мембранні; 6 – повітряспускники; 7 – тепловий насос (ТН); 8 – лічильники теплоти; 9 – радіатори системи опалення; 10 – манометри; 11 – теплообмінник пластинчатий; 12 – датчики температури; 13 – електричний котел; 14 – датчики тиску; 15 – бак-акумулятор з теплообмінником; ІТП – індивідуальний тепловий пункт. Фрагмент роботи (12 годин) теплового насоса “повітря-рідина” Витрата теплоносія в контурі ТН 1,15 м3/год Витрата теплоносія в контурі опалення 1,02 м3/год Розрахунковий економічний ефект від встановлення теплового насосу потужністю 16 кВт в будівлі з максимальними тепловтратами 208 кВт Система опалення із використанням відновлювальної теплоти ґрунтової води з водозабірної свердловини Технічні характеристики теплового насоса VDE ТН-6 ТН – тепловий насос; Б – бак мембранний; ЦН1, ЦН2 – відповідно, циркуляційні насоси контурів опалення і вилучення теплоти; Т – тепломіри, ГВП – гаряче водопостачання. Система опалення із використанням відновлювальної теплоти ґрунтової води з колодязя Технічні характеристики теплового насоса Євроенергосервіс ТН – тепловий насос; Б – бак мембранний; ЦН1, ЦН2 – відповідно, циркуляційні насоси контурів опалення і вилучення теплоти; Т – тепломіри; ГВП – гаряче водопостачання. Вилучення відновлюваної теплоти ґрунту за допомогою бетонної палі із теплообмінниками Довжина палі 8,0 м Діаметр палі 325х10 мм Діаметр свердловини 440 мм Ззовні 4 U-подібні теплообмінники з труби ПЕ 25х4,2 мм В середині 2 U-подібні теплообмінники з стальної труби 25х3,2 мм Використання сонячного колектора для опалення приміщення СК – сонячний колектор Б – бак мембранний ЦН – циркуляційні насоси БА – бак-акумулятор теплоти ТН – тепловий насос із вбудованими циркуляційними насосами ґрунтового і опалювального контурів ГТО – ґрунтовий теплообмінник П – система опалення водяна тепла підлога Т1 – Т10 – датчики температури Т - тепломіри Технічні характеристики плоского сонячного колектора Roth Heliostar 252 Габаритні розміри (ДхШхВ) – 2100х1200х109 мм Загальна площа – 2,52 м2 Апертурна площа – 2,30 м2 Маса – 43 кг Оптичний ККД – 95% Тепловий ККД – 65% Об’єм рідини – 1,46 л Теплоносій – 22% водний розчин етиленгліколя Максимальний тиск – 15 бар Внесок річний колектора, більше 525 (кВт·год)/м2 Рекомендована витрата теплоносія 30…90 л/год Розрахункове середньомісячне надходження теплоти від сонячного колектора в систему опалення 250 За методикою [1, 2] 25 20 Данні [4] Надходження теплоти, кВт . год/(місяць. м2) 200 15 150 10 5 100 0 50 -5 0 Середньомісячна температура, оС За методикою [3] -10 1 2 3 4 5 6 7 8 Місяці в році 9 10 11 12 1. Chateauminois M. Calcul d’installutions solaires a eau. – Marseille, EDISUD, 1998/ Rus. edition. – 205 p. 2. Пуховой И. И. Разработка и тепловые расчеты систем солнечного отопления. К.: Политехника, 1992. – 24 с. 3. Накорчевский А.И. Расчет тепловоспринимающей способности солнечных коллекторов / Пром. телотехника, 2009. – Т. 31, № 2. – С. 70 – 75. 4. Центральна геофізична обсерваторія, м. Київ. http://www.cgo.kiev.ua/index.php?fn=fac&f=facilities&p=1 – Кліматичний кадастр України. Стандартні кліматичні норми за період 1961 – 1990 рр. Висновки В ІТТФ НАН України активно розвивається центр теплонасосних технологій, у якому розробляються, а потім проходять апробацію комбіновані системи теплопостачання і кондиціювання приміщень різного призначення. Його існуюча матеріально-технічна база складається із теплових насосів типу «ґрунт-рідина», які використовуються в системах повітряного і напольного водяного опалення лабораторного приміщення і частини виставкової зали, а також їхнього кондиціонування, теплового насоса типу «повітря-рідина», що підключений за допомогою оригінальної гідравлічної схеми в централізовану систему опалення радіаторного типу частини корпуса, горизонтального ґрунтового колектора і підземного акумулятора теплоти з різними типами ґрунтових теплообмінників, що оснащені датчиками температури ґрунту, а також сонячного колектора. Також проводяться дослідження ґрунтових теплообмінників різного типу спеціального призначення у складі систем теплопостачання окремих приміщень із використанням теплових насосів “рідина-рідина”. Системи вимірювань, реєстрації і аналізу первинних даних автоматизовані і комп'ютеризовані, що дозволяє проводити дослідження беззупинно в режимі реального часу. Дякуємо за увагу! ІТТФ НАН України м. Київ, вул. Булаховського, 2 (044) 424-25-27 [email protected]