Теплообменники THERMAKS, SWEP, OPEKS в комбинированных теплонасосных установках

Сегодня энергетическое сообщество наблюдает тенденцию явного увеличения интереса к альтернативным источникам энергии и установкам, которые работают в этих системах. В развитых  странах, таких как США, Япония, Дания, Германия и др. уже никого не удивишь наличием в домах солнечного коллектора или теплового насоса (ТН). Такая огромная популярность подобного оборудования помимо своей экономической выгоды вызвана высокой социальной осведомленностью в сфере энергетики, а так же финансовой обеспеченностью населения. К сожалению украинский потребитель только сейчас начинает знакомиться с преимуществами альтернативных источников энергии. На данный момент главной проблемой на пути к внедрению подобных систем на территории Украины является их относительно большая стоимость на единицу отпущенного тепла.

Эта статья создана специалистами ООО НПП ОПЭКС Энергосистемы для компаний-дистрибьюторов, производителей тепловых насосов или организаций, которых интересует эта тематика. В конечном итоге, предоставленная информация должна повысить техническую осведомленность людей в сфере эксплуатации и применения тепловых насосов. Давайте рассмотрим различные конфигурации ТН и возможности эффективного применения нашего теплообменного оборудования (THERMAKS, SWEP, OPEKS) в этих системах.

Как известно, тепловой насос принципиально состоит из испарителя, компрессора, конденсатора и дросселя. В качестве теплообменников, в которых протекают процессы с фазовым переходом, мы всегда рекомендуем использовать паяные теплообменные аппараты шведской компании SWEP, официальным дистрибьютором которой ОПЭКС Энергосистемы является с 1999 года. Компанией SWEP даже были специально разработаны модели для применения в тепловых насосах (Heat Pump) с паяными - универсальными подключениями, которые в процессе теплообмена обеспечивают минимальные гидравлические сопротивления. Поскольку в ТН зачастую нижний источник является низко потенциальным (низкой температуры), то очень важно максимально эффективно отобрать от него теплоту и передать рабочему телу - фреону. Имея низкую температуру фазового перехода ~4..5 ⁰С при атмосферном давлении, фреон начинает испаряться. После чего с целью повышения энергетического потенциала пар подается в компрессор, где происходит процесс повышения давления и температуры путем его сжатия. Горячий пар поступает в следующий теплообменник, где конденсируясь, передает свою энергию теплоносителю, циркулирующему в системе отопления. Мало кто знает, но сточки зрения термодинамической эффективности лучше использовать тепловой насос с низкоэксергетическими отопительными приборами (теплый пол).

Огромное количество внимания сейчас уделяется повышению эффективности работы предприятий путем утилизации промышленных отходов, сточных вод и вентиляционных выбросов. Эти потоки можно использовать в качестве нижнего источника тепла для теплонасосной установки (ТНУ). Если на предприятии или в доме есть относительно чистые сточные воды, которые попросту выбрасываются в окружающую среду, то с помощью пластинчатого теплообменного аппарата THERMAKS моделей РТА, мы можем отобрать энергию и передать промежуточному теплоносителю (раствор пропилен, этиленгликоля, вода), который потом поступит в испаритель. Другой пример основан на наличии выбросов теплого воздуха, на предприятии с большими нагрузками на систему вентиляции. Можно отбирать значительное количество энергии воздуха с помощью использования калорифера OPEKS-3, внутри трубок которого может двигаться вторичный теплоноситель.  Принципиальная схема работы ТНУ с тепловыми потоками предоставлена на Рисунке 1.1. Для упрощения схемы тепловыми потерями в окружающую среду можно пренебречь.

Как видно с Рисунка 1.1. для подбора теплообменного оборудования (THERMAKS, SWEP, OPEKS)  которое работает в теплонасосных установках ТНУ нужно оперировать следующими параметрами:

• Температура нижнего источника Т_Х ;
• Количество теплоты, которое отбирается от нижнего источника и передается промежуточному теплоносителю, нагревая его до температуры Т_ТХ;
• Температура испарения фреона Т_В  и количество теплоты Q_Х, которое подводится к нему от промежуточного теплоносителя;
• Температура конденсации фреона Т_К ;
• Нагрузка на систему отопления Q_Г ;

Предоставленная информация несет ознакомительный характер с целью популяризации альтернативных источников энергии для промышленного и бытового применения. А также обзор различных решений в области теплообмена, которые компания ОПЭКС Энергосистемы готова разработать в короткий срок. Направляйте задачи специалистам компании ОПЭКС Энергосистемы!