Теплообмінники THERMAKS, SWEP, OPEKS в комбінованих теплонасосних установках

Сьогодні енергетичне співтовариство спостерігає тенденцію явного збільшення інтересу до альтернативних джерел енергії та пристроїв, які працюють в цих системах. У розвинених країнах, таких як США, Японія, Данія, Німеччина та ін. вже нікого не здивуєш наявністю в будинках сонячного колектора або теплового насоса (ТН). Така величезна популярність подібного обладнання крім своєї економічної вигоди викликана високою соціальною обізнаністю у сфері енергетики, а так само фінансовою забезпеченістю населення. На жаль, український споживач тільки зараз починає знайомитися з перевагами альтернативних джерел енергії. На даний момент головною проблемою на шляху до впровадження подібних систем на території України є їх відносно велика вартість на одиницю відпущеного тепла.

Ця стаття створена фахівцями ТОВ НВП ОПЕКС Енергосистеми для компаній-дистриб'юторів, виробників теплових насосів або організацій, яких цікавить ця тематика. У підсумку, надана інформація повинна підвищити технічну обізнаність людей в сфері експлуатації та застосування теплових насосів. Давайте розглянемо різні конфігурації ТН і можливості ефективного застосування нашого теплообмінного обладнання (THERMAKS, SWEP, OPEKS) в цих системах.

Як відомо, тепловий насос принципово складається з випарника, компресора, конденсатора і дроселя. В якості теплообмінників, в яких протікають процеси з фазовим переходом, ми завжди рекомендуємо використовувати паяні теплообмінні апарати шведської компанії SWEP, офіційним дистриб'ютором якої ОПЕКС Енергосистеми є з 1999 року. Компанією SWEP навіть були спеціально розроблені моделі для застосування в теплових насосах (Heat Pump) з паяними - універсальними підключеннями, які в процесі теплообміну забезпечують мінімальний гідравлічний опір. Оскільки в ТН часто нижнє джерело є низько потенційним (низької температури), то дуже важливо максимально ефективно відібрати від нього теплоту і передати робочому тілу - фреону. Маючи низьку температуру фазового переходу ~ 4..5 ⁰ С при атмосферному тиску, фреон починає випаровуватися. Після чого, з метою підвищення енергетичного потенціалу, пара подається в компресор, де відбувається процес підвищення тиску і температури шляхом його стиснення. Гаряча пара надходить в наступний теплообмінник, де конденсуючись, передає свою енергію теплоносію, циркулюючому в системі опалення. Мало хто знає, але з точки зору термодинамічної ефективності, краще використовувати тепловий насос з нізкоексергетичними опалювальними приладами (тепла підлога).

Величезна увага зараз приділяється підвищенню ефективності роботи підприємств шляхом утилізації промислових відходів, стічних вод і вентиляційних викидів. Ці потоки можна використовувати в якості нижнього джерела тепла для теплонасосної установки (ТНУ). Якщо на підприємстві або в будинку є відносно чисті стічні води, які просто викидаються в навколишнє середовище, то за допомогою пластинчастого теплообмінного апарату THERMAKS моделей РОТА, ми можемо відібрати енергію і передати проміжному теплоносію (розчин пропілен, етиленгліколю, вода), який потім надійде в випарник. Інший приклад заснований на наявності викидів теплого повітря, на підприємстві з великими навантаженнями на систему вентиляції. Можна відбирати значну кількість енергії повітря за допомогою використання калорифера OPEKS-3, всередині трубок якого може рухатися вторинний теплоносій. Принципова схема роботи ТНУ з тепловими потоками надана на рисунку 1.1. Для спрощення схеми тепловими втратами в навколишнє середовище можна знехтувати.

Як видно з рисунка 1.1. для підбору теплообмінного обладнання (THERMAKS, SWEP, OPEKS) яке працює в теплонасосних установках ТНУ потрібно оперувати наступними параметрами:

• Температура нижнього джерела Т _Х;
• Кількість теплоти, яка відбирається від нижнього джерела і передається проміжному теплоносію, нагріваючи його до температури Т _ТХ;
• Температура випаровування фреону Т _У і кількість теплоти Q _Х, яке підводиться до нього від проміжного теплоносія;
• Температура конденсації фреону Т _К;
• Навантаження на систему опалення Q _Г;

Надана інформація несе ознайомлювальний характер з метою популяризації альтернативних джерел енергії для промислового і побутового застосування. А також огляд різних рішень в області теплообміну, які компанія ОПЕКС Енергосистеми готова розробити в короткий термін. Надсилайте завдання фахівцям компанії ОПЕКС Енергосистеми!