Исходные данные по проекту

Объект: частный дом 250 м 2, 2 этажа.

Проведена термомодернизация дома – утепление стен пенопластом толщиной 10см.

Система отопления  может быть только с использованием электричества, поскольку подключение к газовой магистрали представляется экономически нецелесообразным.

Установленная система теплораспределения:

1-й этаж – водяные «теплые полы»;

2-й этаж – разводка радиаторами.

Проектное задание

  • Подобрать экономически выгодный вариант оборудования с питанием от электросети для отопления и горячего водоснабжения дома.
  • Минимизировать затраты по электричеству за счет установки экономичного теплового насоса «воздух-вода» (ТН).
  • Выбрать оборудование с точки зрения минимальных затрат на монтаж и обслуживание.
  • Подготовить технико-экономическое обоснование реализации проекта.

Анализ исходных данных

  • Анализ архитектурного проекта на дом, оценка теплопотерь дома для выбора номинальной мощности теплового насоса.
  • Анализ прогнозируемых энергозатрат на отопление и ГВС с применением электрокотла или теплового насоса.
  • Анализ системы разводки по этажам и необходимой температуры теплоносителя в контурах радиаторов и для «теплых полов».
  • Анализ гидравлической схемы и системы управления разнотемпературными зонами системы отопления («теплые полы» и радиаторы).
  • Анализ потребностей горячего водоснабжении и подбор бака-накопителя.

Предложенное решение

  1. Как основной теплогенератор для отопления и горячего водоснабжения предлагается теплонасосная сплит-система производства MYCOND.
  2. Предусматривается подключение к отдельным контурам отопления по этажам.
  3. Предлагается моновалентный  режим работы ТН (со встроенным в ТН электронагревателем).
  4. Точка бивалентности (условие подключения резервного нагревателя) -11°С.
  5. Для достаточного запаса и полного удовлетворения потребностей в горячей воде предлагается установка бака-накопителя.
  6. Погодозависимое управление тепловым насосом.

 Устанавливаемое  оборудование 

Комплект оборудования теплового насоса серии Arctic Home basic – оптимально достаточный вариант по тепло / холодопроизводительности и автоматике управления.

Для необходимого количества горячей воды предлагается установка бака-накопителя.

Общая характеристика тепловых насосов MYCOND серии Arctic Home basic

Эти многофункциональные тепловые насосы предназначены для полноценного отопления и кондиционирования частных домов и квартир. Широкий диапазон мощностей (макс. тепловая мощность от 5 до 20 кВт) позволяет подобрать агрегат для домов площадью от 70 до 320м2. Arctic Home basic включает в себе все необходимые возможности и функции для комфортного и качественного отопления дома зимой, а так же кондиционирования дома летом.

Главным преимуществом данной серии является невысокая стоимость за достойное качество и комплекс необходимых функциональных возможностей.

Основные преимущества ТН Arctic Home Basic:

  • Работа на отопление вплоть до температуры наружного воздуха -25 °С
  • Работа на отопление, горячее водоснабжение и кондиционирование
  • Инверторный компрессор Panasonic или Mitsubishi
  • Встроенный циркуляционный насос Grundfos/Wilo
  • Теплообменник GEA /SWEP
  • Встроенный электронагреватель
  • Управление внешним (дополнительным) источником нагрева
  • Возможность работы по датчику температуры в помещении
  • Специальные антивибрационные амортизаторы на компрессоре, позволяют значительно снизить уровень шума
  • Работа при широком диапазоне вводных напряжений: от 160В до 260В
  • Функция «Авторестарт»
  • Программируемый таймер работы системы
Arctic home basic

Предлагаемая комплектация теплового насоса

Комплект теплового насоса мод.MHCS 065AHB

Расчетные характеристики ТН

ТН оптимальны для применения в хорошо утепленных домах общей площадью дом2260
Теплопроизводительность, мин.-ном.-макс. (A7/W35)кВт6,7-8,5-17,5
Xолодопроизводительность (A35/W7)кВт13,34
СОР4,05
EER2,34
Уровень шума внутреннего блокадБ(A)35
Уровень шума наружного блока дБ(A)60
ФреонтипR410A
ЭнергопотреблениеФ/В/Гц1/220/50
Встроенный электронагревателькВт6
Рабочий диапазон температур наружного воздуха (нагрев)С-25 °С ~ 40 °С
Рабочий диапазон температур наружного воздуха (охлаждение)С0 °С ~ 45 °С
Рабочий диапазон температур водыС+7 °С ~ 55 °С
Патрубки гидравлического контурадюйм1
Расход воды, мин.- ном.- макс. л/с0,47-0,76-0,91
Потеря давления кПа33
Габариты внутреннего блока (Д/Ш/В)мм835/505/285
Габариты наружного блока (Д/Ш/В)мм1070/460/1140
Масса внутреннего блокакг32
Масса наружного блокакг110

Выбранная схема гидравлического подключения ТН

схема гидро

 

 

 

 

 

 

 

 

ОСОБЕННОСТИ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОЕКТА

При реализации данной системы отопления учитывались:

  • разница температуры теплоносителя в контурах и температура воды для ГВС;
  • необходимость подключения резервного нагревателя – точка бивалентности, при температуре -8,11 °С;
  • необходимость настройки работы на ГВС и отопление;
  • выбор режимов погодозависимого управления.

Все эти задачи успешно решены в ходе подбора оборудования и проведения монтажных работ.

  • Установлены внешний и внутренний блоки теплового насоса.
  • В котельной была смонтирована стандартная система обвязки теплового насоса, подсоединены бак для ГВС и бак системы отопления.
  • ТН управляет приготовлением ГВС – переключением 3-х ходового клапана.
  • Настроено погодозависимое управление работой ТН с помощью программируемого термостата. Настроена защита Антилегионелла.
  • В перспективе для еще большего комфорта и экономии возможна настройка автоматики для управления тепловым насосом в зависимости от температуры воздуха в комнатах.
  • Оформление специального тарифа  у местного поставщика электроэнергии позволит получить еще большую экономию. В этом случае тариф на электроотопление в зимние период принимается 0,71 грн. /кВт за объем, употребленный до 3600 кВт·час электроэнергии в месяц.

Работы проведены в короткие сроки. Тепловой насос Arctic Home Basic очень простой в запуске и настройке.  Поэтому пусконаладка и запуск работы всей системы прошли оперативно. Заказчику все просто и понятно по эксплуатации теплового насоса. Система работает эффективно.

Установленное оборудование

установленное оборудование

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Прогнозируемые технико-экономические расчеты и характеристики оборудования.  

Параметры установки

Назначение оборудованияНагрев, Охлаждение, Бак ГВС
Тип оборудованияСплит-система
Тип системыМоноэнергетический
Параметры электросети
Разбивка на зоны системы отопленияЗона 1: Теплые полы, Зона 2: Радиаторы
Способ монтажа бака ГВСВнешний бак

 Расчетные температурные параметры

Расчетная наружная температура-22 ºC
Наружная температура (без нагрузки)12 ºC
Максимальная температура теплоносителя45 ºC
Минимальная температура теплоносителя30 ºC
Минимальная производительность, покрываемая тепловым насосом60 %
«Точка бивалентности»-8.11 ºC
Теплопотери15 кВт

график

 

 

 

 

 

 

Исходные данные для расчета системы ГВС

Размер потребления горячей воды (недельный шаблон)Семья (Шаблон L)
Максимальная температура подачи горячей воды53 ºC
Температура воды на входе10 ºC

Моделирование: зависимость теплопродуктивности ТН в зависимости от наружных температуртеплопродуктивность

 

 

 

 

 

 

Требуемая производительность ТН (кВт): требуемая теплопроизводительность теплового насоса для полного покрытия тепловых потерь при заданной расчетной температуре.

Расчетная температура (ºC): принимаемая минимальная расчетная температура (tн °C) наружного воздуха. Если она не известна, принимается по статистическим усредненным климатическим данным в месте установки ТН.

Температура без нагрузки (ºC): ТН не будет работать на нагрев при условиях температурных показателей превышающих данные

Дополнительная теплопроизводительность (кВт): теплопроизводительность дополнительного источника тепла, которая покрывает дополнительную тепло потребность здания и отсчитывается от расчетной точки бивалентности (Трасч.)

Точка бивалентности (ºC): расчетная минимальная температура наружного воздуха, при которой ТН полностью покрывает потребность здания в тепле на 100%.

Результаты моделирования режимов работы ТН

ПунктОбозначениеЗначение
Требуемая теплопродуктивность для данного объекта, кВтРрасч.15
Расчетная температура, °Ct расч.-22
Температура без нагрузки, °Ct б/н12
Годовая нагрузка, кВткВт33899,14
Точка бивалентности, °Ct бив.-8.11
Потребность в дополнительном электронагревателе, кВткВт1701,53
ИтогоОбозначениеЗначение
Суммарная теплопроизводительность ТН, кВтCAP32197,61
Суммарная потребляемая мощность ТН, кВтPпотр.13606

Исходные климатические данные

Местоположение объекта

СтранаОбластьГородT макс., °С максимальная среднегодовая температураT мин., °С минимальная среднегодовая температура
УкраинаКиевская областьКиев24,5 °С-7,45 °С

Рисунок 1. График колебаний региональных среднемесячных температур уличного воздуха (Киев)рис.1

 

 

 

 

 

 

Данные по энергопотреблению и затратам

Сравнение стоимости производимой тепловой энергии

Рисунок 2. Сравнение годовых затрат на отопление и ГВС в зависимости от выбранного типа теплоресурса, грнрис.2

 

 

 

 

 

 

 

Основные расчетные показатели системы отопления на базе теплового насоса

ПараметрЗначениеВеличина
Суммарная теплопроизводительность ТН, кВтCAP32197,61
Суммарная потребляемая мощность ТН, кВтPпотр.13606,00

Основные расчетные показатели системы ГВС

ПараметрЗначениеВеличина
Суммарное произведенное ТН количество тепла для ГВС, кВтPпр.гвс4255,9
Суммарная потребляемая ТН мощность для ГВС, кВтPпотр.(ПЭЭ)1875,77

Коэффициент эффективности COP теплонасосной системы ГВС определяется при стандартных значениях температуры +53°С, без учета затрат на электронагрев и при фиксированной температуре на входе в систему ГВС, равной 10°C.

Рисунок 3. Потребность здания в тепловой энергии на протяжении года, кВтрис.3

 

 

 

 

 

 

Рисунок 4. Потребление ТН электроэнергии на протяжении года, кВтрис.4

 

 

 

 

 

 

Эксплуатационные затраты

Отопление7730,88 грн
Электрокалорифер991,59 грн
ГВС1085,12 грн
Общая стоимость за год9807,59 грн

Рисунок 5. Эксплуатационные расходы на работу ТН, грнрис.5