Просмотры:1 Автор:Pедактор сайта Время публикации: 2016-09-26 Происхождение:Работает
Водяные тепловые насосы оказываются более энергоэффективными, чем альтернативные системы для коммерческих зданий.Навин Халбхави, PE, ClimateMaster Inc., Оклахома-Сити
Цели обучения:
Проанализируйте водные тепловые насосы и сравните их с альтернативными системами.
Узнайте, как водяные тепловые насосы могут снизить энергопотребление здания.
Внедрите систему теплового насоса с водяным источником тепла для одновременного удовлетворения потребностей в отоплении и охлаждении.
Первый коммерческий энергетический кодекс был обнародован в 1975 году.АШРАЭ Стандарт 90-1975: Энергосбережение при проектировании новых зданий.С тех пор последующие усилия привели к ужесточению стандартов энергоэффективности, как показано на рисунке 1.
Полное и единообразное принятие этих энергетических кодексов привело бы к сокращению нормализованного энергопотребления примерно на 50% в период с 1975 по 2012 год. В действительности общее потребление энергии на квадратный фут в коммерческих зданиях снизилось со 114 кБТЕ/кв. фут в 1979 году до 79,9 кБТЕ/кв. фут в 2012 году — снижение на 30%.
Хотя это значительное достижение, принятие и соблюдение стандартов в разных штатах не было единообразным, и на здания по-прежнему приходится большой процент энергопотребления в США. Управление энергетической информации СШАкоммерческие здания потребляли 7 квадриллионов БТЕ энергии.Кроме того, на долю систем отопления, вентиляции и кондиционирования приходится 44% энергопотребления коммерческих зданий, как показано на рисунке 2. Сюда входят отопление, вентиляция и охлаждение помещений, но не включает охлаждение.
Коммерческие тепловые насосы
Тепловой насос — это холодильный контур, который может охлаждать помещения в теплую погоду и обогревать помещения в прохладную погоду.С помощью теплового насоса вы можете охладить или обогреть помещение, используя только электричество.Отсутствие сжигания топлива для отопления, как в традиционной центральной печи, исключает риск возгорания.
Коммерчески доступные тепловые насосы можно разделить на два больших типа:
Тепловой насос с воздушным или воздушным охлаждением
Водяной тепловой насос (WSHP).
Тепловой насос с воздушным или воздушным охлаждением — это тип теплового насоса, который работает, отводя тепло наружному воздуху летом или поглощая тепло из наружного воздуха зимой.WSHP — это тип теплового насоса, который работает за счет отвода тепла в систему водопровода (или водяного контура) летом или за счет поглощения тепла из того же водяного контура зимой.Если установлено несколько установок WSHP, все они могут обслуживаться общей системой водяного контура (или коллектором).
Преимущества водяных тепловых насосов
Для WSHP, поскольку тепло передается через теплообменник в трубу, по которой подается вода, работа становится тише, а занимаемая площадь системы меньше, поскольку вода более эффективно отводит тепло, чем воздух.В системе с источником воздуха предельный коэффициент теплопередачи находится на стороне воздуха, а типичные коэффициенты теплопередачи на стороне воздуха при принудительной конвекции находятся в диапазоне от 25 до 250 Вт/м.2 K. Напротив, коэффициент теплопередачи принудительной конвекции со стороны воды составляет от 50 до 20 000 Вт/м.2 K. Это делает оборудование WSHP более эффективным и меньшим по размеру, чем воздушные тепловые насосы.
Традиционные агрегаты с источником воздуха могут требовать, чтобы каждый блок обработки воздуха имел отдельный конденсаторный блок.Для большой многоблочной системы, которая обычно встречается в коммерческих зданиях, потребуются несколько конденсаторных блоков, которые не только шумят, но и представляют собой проблему при установке, поскольку требуют много свободного места.При многоблочной установке WSHP теплообмен может осуществляться с помощью одной центральной испарительной градирни или сухого охладителя, расположенного на земле или на крыше.Установки WSHP можно размещать под подвесными потолками или спрятать вдали от занятых помещений в технических помещениях или подсобных помещениях.Размещение агрегатов на потолках рядом с местом использования также приводит к уменьшению количества воздуховодов и меньшему потреблению энергии вентиляторами.Потребление энергии вентилятором может быть одним из крупнейших энергетических компонентов системы HVAC, и хорошая общая конструкция системы попытается свести его к минимуму.
WSHP также предлагают одни из самых высоких показателей эффективности в отрасли HVAC. АШРАЭ устанавливает минимальные требования к эффективности для WSHP, которые выше, чем у традиционных тепловых насосов с воздушным охлаждением и систем VRF.В таблицах 1 и 2 показаны значения эффективности для наиболее непосредственно сопоставимых агрегатов, которые получены на основе ASHRAE 90.1-2013: Энергетический стандарт для зданий, за исключением малоэтажных жилых зданий..Это сравнение показывает, что WSHP соответствуют самым высоким требованиям к минимальному коэффициенту энергоэффективности (EER) и коэффициенту полезного действия (COP).
WSHP также более эффективны при обогреве по сравнению с блочными печными кондиционерами.В печном агрегате максимальный КПД отопления за счет сжигания природного газа составляет около 95 % (при КПД 0,95);электронагрев составляет 100% (COP = 1,0).Когда водяной тепловой насос работает в режиме нагрева, не только извлекается и используется тепловая энергия из водяного контура, но также тепло сжатия в контуре хладагента улавливается и используется в качестве источника тепла.Благодаря этой способности извлекать тепло из источника тепла (например, водяного контура) и использовать теплоту сжатия, WSHP может легко обеспечить от 4 до 6 единиц отопления на каждую единицу потребляемой энергии.Очевидно, что это более эффективная система.
