Тепловые насосы с воздухом в качестве источника тепла адаптированы для работы в условиях низких температур

Мы собираемся выяснить, чем могут быть нам полезны тепловые насосы, использующие теплоту воздуха и работающие на новейших технологиях. При рассмотрении трех устройств, последние разработки различных производителей изначально имеют различные мощностные режимы, поэтому мы не можем их рассматривать наравне. Испытательная база фактически та же, что и в предыдущем сравнении ILP. В данном испытании проводились дополнительные измерения устройств при -30 градусах (по данным импортеров устройств, они продолжают работать при этой температуре).

Также необходимо заметить, что в ходе данных испытаний цикл оттаивания был включен в значение теплового коэффициента при замерах на полной мощности (-15 ...-30 градусов), в отличие от наших прежних испытаний и сравнений. Значение теплового коэффициента, который включает в себя циклы оттаивания гораздо точнее отражает фактическую эффективность использования энергетических ресурсов и не может сравниваться с замеренными и опубликованными ранее значениями тепловых коэффициентов.

Хладагент R32

Новый хладагент R32 безвреден для окружающей среды, но какое воздействие он оказывает на эффективность использования энергетических ресурсов? Производители тепловых насосов с воздухом в качестве источника тепла переходят с хладагента R410 на R32. Причина этого кроется в нормативных актах о фторсодержащих газах, которые запрещают использование в оборудовании климат-контроля с менее 3.0 кг хладагента газов, наращивающих парниковый эффект. На практике этот нормативный акт применим также ко всем стандартным воздушным и тепловым насосам. Нынешние тепловые насосы используют смесь хладагентов R410, R32 и Ri25 в пропорции по весу 50/50. Запрет вступит в силу 1.1.2025, но ответственные производители начинают соблюдать его уже сейчас.

В каждом насосе есть что-то новое

В каждом из трех протестированных тепловых насосов, использующих теплоту воздуха, есть что-то новенькое. Все они являются примером максимальной эффективности использования энергетических ресурсов, по крайней мере, если судить по рекламной деятельности и техническим данным. Каждый из них обладает собственными особыми характеристиками.

Cooper&Hunter имеет двухфазный компрессор, созданный для повышения эффективности использования энергетических ресурсов, особенно в холодную погоду. Устройство управляется дистанционно с использованием радиочастот.

Особенность Daikin — улучшение качества воздуха в помещении, дополнительный контроль влажности свежего воздуха. Также устройство заполнено безвредным для окружающей среды хладагентом R32, который соответствует последним требованиям.

Отличительной особенностью Panasonic, кроме хладагента R32, является накопитель тепла, который спроектирован для повышения эффективности использования энергетических ресурсов и поддержания температуры в помещении во время цикла оттаивания.

Энергетическая маркировка

При определении энергетической маркировки устройств за основу брался средний европейский умеренный пояс (Страсбург), маркировка трех устройств не содержит данных о холодных температурных поясах.

Цель энергетической маркировки — помочь потребителям в выборе энергоэффективных бытовых приборов. Тепловые насосы с воздухом в качестве источника тепла также имеют свою собственную энергетическую маркировку. С точки зрения потребителя, энергетическая маркировка тепловых насосов, использующих теплоту воздуха, зачастую недостаточна, так как маркировка устройств сейчас проверяется. Они не содержат данных о холодных температурных поясах. Финны получают эксплуатационные характеристики оборудования в соответствии со среднеевропейскими погодными условиями. Хотелось бы иметь данные по тепловым насосам и для холодного климата.

Энергетическая маркировка тепловых насосов с воздухом в качестве источника питания не дает ни малейшей информации о наших фактических потребностях. В этом случае использованные для расчетов погодные параметры слишком мягки. Например, согласно формуле расчета источника тепла для холодной зоны, в качестве самой низкой температуры берется 22 градуса ниже нуля, всего на один час в году, холоднее быть не может.

Cooper&Hunter: схема холодильного контура

Тепловые насосы с воздухом в качестве источника тепла адаптированы для работы в условиях низких температур - student2.ru

1. Компрессор. 2 Отсечный золотник 3. Четырехходовой клапан. 4. Внутренний блок, который работает как конденсатор в режиме отопления. 5. Уличный блок 5. Датчик, который работает как испаритель в режиме отопления. 6. Промежуточный теплообменник. 7. Контрольный клапан (Мгновенное испарение). Направление циркуляции хладагента в режиме отопления указано красными стрелками на рисунке.

Метод измерений не в пользу Cooper&Hunter

При обсуждении с установщиком процесса установки было упомянуто, что C&H может работать при частичной нагрузке в режиме вкл/выкл. Фактически, замеры при частичной нагрузке подтвердили правоту установщика. Возможно, из-за переключений вкл/выкл результаты частичной нагрузки при теплой температуре оказались ниже ожидаемых.

В ходе выяснения причин импортер и производитель сказали нам, что логика устройства работает так, что он поочередно сильно нагревается и отключается. Результаты частично обусловлены окружающими условиями измерения, которые не соответствуют логике C & H. Устройство оптимально работает в хорошо изолированных структурах, где объем воздуха собирает и аккумулирует тепло. Утечки тепла в точках замеров и ограничения по объему воздуха оказывают отрицательное влияние на работу устройства при частичной нагрузке.

Мы убеждены, что устройство будет работать как следует в нормальных зданиях в нормальных эксплуатационных условиях. По данным производителя, метод замеров не полностью отражает характеристики устройства при частичной нагрузке из-за относительно малых лабораторных размеров и низкой теплоаккумулирующей способности структур. Наоборот, при низких температурах C & H отлично работает в тестовых условиях, создается впечатление, что двойной компрессор на самом деле повышает эффективность использования энергетических ресурсов в холодную погоду.

Трудно измерить тихий шум

Во время замеров шума на низком режиме, шум от устройств внутри помещений настолько тих, что его невозможно измерить в обычной квартире. Фоновый шум среды и зданий превышает самый тихий шум устройств внутри помещений. Замеры необходимо проводить в специальном звуконепроницаемом помещении. Поэтому замеры шума производились при максимальном уровне работы устройства внутри помещения, что соответствует уровню шума, заявленному производителями в приложенной энергетической маркировке.

Cooper & Hunter

Viplnverter CH-B-S12FTXHV

Daikin UruruSarara

R32FTXZ35NV1B / RXZ35NV1B

VZ9SKE CS / CU-VZ9SKE

Накопитель тепла Panasonic расположен внутри уличной установки, в изолированном корпусе компрессора. Сбросная теплота компрессора аккумулируется в термически изолированном алюминиевом кожухе батареи. Во время цикла оттаивания хладагент проходит через трубопровод аккумулятора, и накопленнаятеплоэнергия используется для согрева внешней части установки.

Тепловые насосы, использующие теплоту воздуха, были впервые протестированы при -30 градусах. Все три насоса работали нормально при низких температурах, они могут использоваться в этих условиях.

--------------------

Увлажняющий узел теплового насоса с воздухом в качестве источника питания UruruSararaDaikin повышает качество воздуха внутри помещения. Узел расположен в верхней части уличной установки. Воздух проходит через увлажняющий узел, движется далее к внутреннему блоку, где входит в круг циркуляции воздуха в помещении.

Обзор

Разработки в области тепловых насосов занимают время, а адаптация их характеристик, в частности, к условиям низких температур, может быть затратной и повлияет на продажную стоимость оборудования. В соответствии с результатами измерения, новейшие тепловые насосы с воздухом в качестве источника тепла не уступают многим победителям испытаний и оборудованию, соответствующему стандартам. Однако необходимо отметить, что результаты замеров при полной мощности нельзя напрямую сравнивать с предыдущими результатами наших испытаний, поскольку теперь включение цикла оттаивания немного снижает значение теплового коэффициента и уменьшает возможный средний тепловой КПД в зависимости от ситуации.

Мы приближаемся к моменту, когда экологические требования к новым хладагентам снижают эффективность использования энергетических ресурсов у теплонасосов, по крайней мере до тех пор, пока технология не сработается с новым хладагентом.

Время использовать и покупать, пока они есть в продаже, последние тепловые насосы, использующие теплоту воздуха, которые работают на хладагенте R4io? Они энергоэффективны, соответствуют последнему слову техники, относительно недороги, и возможно, эта инвестиция полностью окупится.

В лопастном компрессоре, оборудованном нормальными пластинками, каждый поршень двигается в круговом цилиндре, а пружинная мембрана разделяет выпуски насоса друг от друга. В компрессоре есть несколько пластинок. Иллюстрация описывает два различных действия, выполняемые одним и тем же компрессором.

Компрессор с плавающим ротором, разработанный Daikin, является вариантом ротативного компрессора, работающего на пластинах. Пластины удерживают штифт в поршневом штоке. Иллюстрация описывает два различных действия, выполняемые одним и тем же компрессором.

Двухфазный компрессор имеет две насосные установки, подключенные последовательно, последняя обычно меньшего объема. На практике компрессоры часто устанавливаются в ряд и работают на одной оси, но для ясности на иллюстрации они изображены параллельно.

Процесс замеров

Условия проведения замеров

Замеры проводились в морозильном складе центра природных ресурсов города Вихти, где температура регулируется в пределах -40... + 55 ° C. Аналогично регулируется влажность на складе. Высота морозильного склада 14,2 метра, ширина 5,5 метра, высота 5,1 метра. Он используется для тестирования функций оборудования при высоких и низких температурах, испытаний холодного старта, испытаний установок отопления и охлаждения, а также изоляции пищевых рефрижераторов и замеров холодопроизводительности. Метод замеров теплонасосов преимущественно повторяет предыдущие замеры, опубликованные в журнале TM Rakennusmaailma. Замеры были проведены при стандартной частичной нагрузке: уличная температура 7 ° C, тепловая мощность теплонасоса была отрегулирована на уровне 2 000 ВтДжА -7 ° C для 3 500 Вт. Поэтому условия испытаний соответствуют потребностям при более высоких уличных температурах.При уличной температуре -15, -25 и -30 °C градусов тепловые насосы работали на полную мощность.

Цель замеров

Замеры были использованы для изучения тепловой мощности и энергопотребления использующих теплоту воздуха теплонасосов при различных уличных температурах для нагрева воздуха помещения до +20 градусов. Замеры были проведены с использованием теплового баланса процесса, когда охладители, регулируемые нагреватели и измеряемый тепловой насос образуют равновесное состояние для замеров, в котором входит и выходит равное количество тепла.

Для замеров был оборудован изолированный измерительный фургон, внутренняя длина 5 м, ширина 2,3 м, высота 2 м. Вагон был оборудован двумя охладителями равной постоянной мощности, которые охлаждали воздух внутри трейлера. Охлаждение было необходимо, так как утечек тепла сквозь стены недостаточно для существенного удаления тепла, образуемого тепловыми насосами. В фургоне были установлены два регулируемых электрообогревателя.

Для обеспечения смешивания воздуха в помещении в фургоне было установлено несколько вентиляторов. Тепловые насосы были установлены по длинной стороне измерительного трейлера, уличные блоки находились за пределами фургона, а внутренние — внутри его.

В трейлере было установлено три насоса. Их положение и режим работы были как следует отрегулированы. Работы по установке проводились установщиками, нанятыми импортерами.

Перед проведением замеров насосы были протестированы на предмет стабильной работы и отсутствия дефектов.

Измерения физических величин

Импортер: CostellaLtd

Цена: ? 1543 включая НДС 24%

Гарантия: 3 года

■ Cooper&HunterVipInverter — это пионер , представляющий компрессорную технологию тепловых насосов с воздухом в качестве источника тепла. Устройство 12 серии имеет номинальную тепловую мощность 3,4 кВт. Производительность устройства, оборудованного двухфазным компрессором, во время испытаний была тем лучше, чем ниже падала уличная температура. Устройство работало последовательно и безупречно при очень низких температурах. Во время испытаний при частичной мощности при более умеренных температурах по вышеуказанным причинам тепловой коэффициент не соответствовал ожиданиям в режиме вкл/выкл.

Отличительной особенностью C & H является наличие удаленного радиоуправления. Вследствие того, что устройство может контролировать работу традиционного инфракрасного привода в течение продолжительного времени, контакт с внутренним блоком или нахождение в том же состоянии не являются обязательным условием.

При +7оС градусах C & H работал в режиме вкл/выкл, пытаясь аккумулировать тепло в структурах и дать компрессору передышку.

При -7оС градусах активировались стандартные циклы оттаивания: 65 минут работы и 6 минут оттаивания. Во время циклов оттаивания было отмечено значительное охлаждение тестового контейнера.

При -15оС градусах устройство работало стабильно: 51 минута работы и 7 минут оттаивания.

При -25оС работа устройства была необычно стабильной, ни одного цикла оттаивания в течение 2.5 часов тестовой работы.

При -30оС цикл оттаивания сработал только через 3 часа работы. Оттаивание длилось 10 минут. Работа устройства при этой температуре была стабильной.

Устройство Cooper&Hunter с двухфазным компрессором лучше всего работает в холодную погоду. Его можно рекомендовать для самых холодных условий. Согласно данным импортера и производителя устройства, необходима более качественно изолированная среда для измерений и более просторная среда для работы. Тогда его характеристики при частичной нагрузке в более мягких условиях испытания будут лучше. Согласно инструкции, во время отопления минимальная уличная температура может составлять -30оС.

ПРЕИМУЩЕСТВА

• Отопление при экстремально низких температурах

•Энергоэффективность при экстремально низких температурах

НЕДОСТАТКИ

• Режим вкл/выкл при умеренных температурах (логика и резерв среды испытаний)

DAIKIN

Импортер: AlhsellLtd

Цена: ? 2990 включая НДС 24%

Тепловые насосы с воздухом в качестве источника тепла адаптированы для работы в условиях низких температур

Хладагент R32