Plumbing. Heating. Conditioning. Energy Efficiency.

Воздушные тепловые насосы Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.

(0) (14300)
Опубликовано в журнале СОК №3 | 2011

Как известно, принцип работы любой сплит-системы кондиционирования заключается в переносе теплоты за счет испарения и конденсации хладагента из помещения в окружающую среду или из окружающей среды в помещение. При этом теплообмен происходит непосредственно между хладагентом и обрабатываемым воздухом, никаких промежуточных теплоносителей не задействовано.

Фото 1. Внутренний  блок Mitsubishi Heavy Industries HMA100 V

Фото 1. Внутренний блок Mitsubishi Heavy Industries HMA100 V

Фото 2. Наружный блок MHI FDCW100VNX

Фото 2. Наружный блок MHI FDCW100VNX

Рис. 1. Принципиальная схема системы Mitsubishi Heavy Industries HM

Рис. 1. Принципиальная схема системы Mitsubishi Heavy Industries HM

Как известно, принцип работы любой сплитсистемы кондиционирования заключается в переносе теплоты за счет испарения и конденсации хладагента из помещения в окружающую среду (режим охлаждения) или из окружающей среды в помещение (режим обогрева). При этом теплообмен происходит непосредственно между хладагентом и обрабатываемым воздухом, никаких промежуточных теплоносителей не задействовано.

В какой-то мере обычную сплит-систему можно назвать воздушным тепловым насосом, поскольку при ее работе происходит «перекачивание» тепловой энергии между кондиционируемым помещением и окружающей средой. Однако, под воздушными тепловыми насосами все же обычно понимаются системы, получившие распространение в последнее время, и в которых передача теплоты происходит между окружающей средой и промежуточным теплоносителем (вода).

То есть, в процессе работы такие сплит-системы либо нагревают, либо охлаждают воду во внутреннем блоке специальной конструкции. Подготовленная вода затем может быть использована для охлаждения или нагрева воздуха в кондиционируемом помещении (посредством циркуляции холодной или горячей воды через вентиляторные доводчики — фанкойлы, систему «холодных потолков», теплых полов, конвекторов и т.п.).

Кроме того, система может подготавливать горячую воду для санитарно-гигиенических нужд. Подобные воздушные тепловые насосы (далее — ВТН) получили широкое распространение в Европе (они используются там главным образом в качестве систем отопления и горячего водоснабжения) благодаря своей универсальности, относительной простоте и дешевизне монтажа и высокой энергоэффективности.

Последнее играет большую роль, поскольку цены на энергоносители и электроэнергию в европейских странах достаточно высоки, а ВТН на один киловатт затрачиваемой электроэнергии позволяют получать до четырех киловатт тепла. Основная область применения ВТН — небольшие жилые здания типа коттеджей, что легко объяснимо, ведь крупные объекты в нашей стране чаще всего имеют централизованное теплоснабжение, а иногда и собственные котельные.

Подключение же индивидуального дома к централизованной системе, например, газоснабжения для питания газового котла — дорогостоящая и сложная процедура, затраты в этом случае не сравнимы с затратами на покупку и установку ВТН. Однако, распространение таких систем в России сдерживает ряд факторов, главный из которых — ограниченный диапазон температур наружного воздуха.

Наибольшую эффективность в качестве системы отопления ВТН показывают при температурах, близких к 0 °C, при понижении температуры их эффективность падает, поскольку требуется затрачивать все большее количество работы на перенос теплоты из окружающей среды. Кроме того, при существенно отрицательных температурах учащаются циклы оттайки наружного блока, а в режиме оттайки система тепла не производит, поэтому для поддержания температуры воды на необходимом уровне ей просто может не хватить производительности.

При работе в режиме охлаждения ВТН менее эффективны, чем традиционные сплитсистемы, в силу наличия дополнительных потерь на передачу тепла от хладагента к теплоносителю, которые в традиционных сплитсистемах отсутствуют. Поэтому ВТН наиболее применимы, в первую очередь, в странах с морским типом климата — c мягкой зимой и нежарким летом — это почти все страны Европы, а в России таким климатом обладают южные регионы (Ростовская область, Краснодарский край и т.д.).

Из-за этого многие производители не спешат поставлять такое оборудование в Россию. Однако, японская компания Mitsubishi Heavy Industries, Ltd., провела дополнительные испытания, обобщила опыт эксплуатации ВТН в различных странах Северной Европы, сделала некоторые доработки и с нынешнего года начнет поставлять усовершенствованные тепловые насосы на российский рынок.

Системы ВТН производства MHI будут поставляться под торговой маркой HM-Hydrolution. Модельный ряд состоит из трех инверторных наружных блоков (FDCW71, 100, 140VNX) номинальной теплопроизводительностью 8,9 и 16,5 кВт, соответственно, двух внутренних блоков (HMA100V, HMS140V) и трех типов баков-аккумуляторов (НТ30, MT300 и MT500), вместимостью 30, 300 и 500 л, соответственно.

Наружные блоки FDCW71 и FDCW100 комбинируются с внутренними HMA100V, при этом внутренние блоки уже имеют встроенный бак-аккумулятор объемом 270 л. Наружный блок FDCW140 комбинируется с внутренним HMS140V, который не имеет встроенного бака-аккумулятора и может быть дополнен одним из трех типов баков в зависимости от потребности в горячей воде для санитарных нужд (очевидно, что бак НТ30 следует использовать в случае, если система ВТН не будет использоваться в качестве источника горячей воды).

Таким образом, получается, что модельный ряд ВТН производства Mitsubishi Heavy Industries, Ltd., состоит из пяти моделей, при этом систему можно достаточно гибко конфигурировать в зависимости от конкретных потребностей заказчика. Общий вид внутреннего и наружного блока показан на фото 1 и 2, а принципиальная схема системы приведена на рис. 1, Технически наружные блоки системы практически ничем не отличаются от наружных блоков обычных полупромышленных инверторных сплит-систем, однако имеют больше режимов работы и ряд дополнительных термодатчиков.

Внутренние блоки включают в себя теплообменник «фреон–вода», а также все необходимые для работы клапаны с приводами и автоматикой. Система работает на фреоне R410a и может вырабатывать холодную воду с температурой 7–23 °C, горячую воду для санитарно-гигиенических потребностей с температурой 43–65 °C, а также непрерывно нагревать воду для применения в целях отопления помещения. Для передачи тепла от воды к воздуху могут использоваться радиаторы, системы «теплый пол», а также вентиляторные доводчики (фанкойлы).

Холодная вода может использоваться для охлаждения воздуха в помещении в теплый период года посредством вентиляторных доводчиков или системы «холодных потолков». Система производства MHI в целом может работать в трех режимах:

  • режим охлаждения — работа по прямому холодильному циклу, теплообменник «фреон–вода» внутреннего блока работает как испаритель, при этом вода, циркулирующая по контуру, охлаждается в нем, а затем может быть направлена в вентиляторные доводчики и т.п., причем циркуляционный насос работает непрерывно;
  • режим обогрева — работа по обратному холодильному циклу, теплообменник «фреон– вода» внутреннего блока работает как конденсатор, при этом вода, циркулирующая по контуру, нагревается в нем, а затем может быть направлена в вентиляторные доводчики, радиаторы, теплые полы и т.п., причем циркуляционный насос работает непрерывно;
  • режим накопления горячей воды — работа по обратному циклу, теплообменник «фреон–вода» внутреннего блока работает как конденсатор, при этом вода, циркулирующая по контуру, нагревается в нем, а затем направляется в бак-аккумулятор, причем циркуляционный насос работает при необходимости.

Алгоритм работы системы задается пользователем на панели управления, которая расположена на внутреннем блоке. Доступны следующие алгоритмы:

  1. AUTO — система сама выбирает режим работы в зависимости от температуры наружного воздуха. Выбор осуществляется из режимов обогрева или накопления горячей воды. Приоритетным является режим накопления горячей воды, который включается принудительно при падении температуры воды в баке-аккумуляторе ниже установленной (температура задается на панели управления и составляет по умолчанию +43 °C). В остальное время система работает в режиме обогрева, если это необходимо. Интенсивность нагрева циркулирующей воды вычисляется автоматически исходя из температуры наружного воздуха, а также, показаний термодатчика и настройки термостата MH-RG10 (дополнительного аксессуара, используемого по необходимости). Интенсивность нагрева воды меняется за счет изменения частоты компрессора и вентилятора наружного блока, частоты вращения циркуляционного насоса, открытия и закрытия байпасных клапанов. Если производительности наружного блока недостаточно для нагрева воды до необходимой температуры, автоматически задействуется электронагреватель, встроенный в бакаккумулятор.
  2. AUTO C — система сама выбирает режим работы в зависимости от температуры наружного воздуха. Выбор осуществляется из режимов охлаждения, обогрева или накопления горячей воды. Приоритетным является режим накопления горячей воды, который включается принудительно при падении температуры воды в баке-аккумуляторе ниже установленной (температура задается на панели управления и составляет по умолчанию +43 °C) вне зависимости от того, какой режим был включен ранее. В остальное время система работает в режиме обогрева или охлаждения. Выбор режима осуществляется автоматически исходя из температуры наружного воздуха, а также показаний термодатчика и настройки выносного термостата MH-RG10 (дополнительный аксессуар). Интенсивность охлаждения меняется за счет частоты вращения циркуляционного насоса и трехходовых клапанов вентиляторных доводчиков (если есть). Интенсивность нагрева воды меняется за счет изменения частоты компрессора и вентилятора наружного блока, частоты вращения циркуляционного насоса, открытия и закрытия байпасных клапанов. Если производительности наружного блока недостаточно для нагрева воды до необходимой температуры, автоматически задействуется электронагреватель, встроенный в бак-аккумулятор.
  3. HEATING — система постоянно работает в режиме обогрева независимо от температуры наружного воздуха, при необходимости переключаясь в режим накопления горячей воды. При необходимости задействуется электронагреватель бака-аккумулятора.
  4. COOLING — система постоянно работает в режиме охлаждения независимо от температуры наружного воздуха. Для подготовки горячей воды используется только электронагреватель бака-аккумулятора (нагрев воды по умолчанию запрещен).
  5. HOT WATER — система работает только в режиме накопления горячей воды, а циркуляция ее по внешнему контуру отсутствует.
  6. ADD. HEAT ONLY — система работает только в режиме накопления горячей воды, нагрев воды осуществляется только за счет внешних источников (электронагреватель, змеевик и т.п.). По умолчанию режим запрещен.

Многообразие режимов работы позволяет выбрать наиболее подходящий для различных условий эксплуатации. Например, работая в режиме AUTO C, в летний период система может обеспечивать кондиционирование при помощи вентиляторных доводчиков, параллельно подготавливая горячую воду для санитарно-гигиенических нужд. При этом следует понимать, что активное использование потребителем горячей воды будет идти в ущерб кондиционированию (одновременно охлаждать и нагревать воду система не может).

Зимой и в межсезонье система может обеспечивать горячее водоснабжение и, при необходимости, отопление, которое может быть реализовано посредством установки теплых полов, конвекторов, вентиляторных доводчиков и т.п. Поставки систем HM уже начались, системы доступны для заказа у официальных дилеров MHI.

(0) (14300)
Comments
  • В этой теме еще нет комментариев
Add a comment

Your name *

Your e-mail *

Your message