Використання тепла кондиціонерів та холодильних установок

ПОБУТОВІ КОНДИЦІОНЕРИ >>>

Обстеження систем холодопостачання на базі фреонових холодильних установок в Києві виявило, що системи вентиляції, опалення і гарячого водопостачання використовують лише теплову енергію з теплових мереж і опалювальних котлів без врахування існуючих теплових викидів холодильників. На етапі проектування систем вентиляції, теплопостачання та холодопостачання слід передбачити раціональне використання цього тепла в будівлях. Наведено схеми утилізації тепла конденсації, що скидається холодильними машинами й тепловими помпами: зі спеціальними модифікаціями конденсаторів холодильних установок - з двома рядами труб або здвоєних конденсаторів (рис. 1), із застосуванням накопичувальних баків, каскадних систем теплових помп та кільцевих теплопомпових систем.

Використання холодильних установок такого типу дає змогу отримувати гарячу воду з температурою від 40 до 55С. Якщо ці машини доповнити баками-акумуляторами, то це дасть можливість накопичувати теплову енергію в період, коли існує холодильне навантаження. Коли баки-акумулятори живляться з водопроводу, то ця підігріта вода може бути використана в системі гарячого водопостачання - з догріванням від газового котла або без нього. У разі замкненого контуру є можливість пропускати накопичене тепло на випарник і підвищувати його параметри за допомогою холодильника, використовуючи погтм на потреби теплопостачання у час, коли холодильного навантаження немає.

За допомогою каскадного підключення двох холодильних установок або кондиціонерів можна генерувати гарячу воду з температурою 55-60°С і навіть вище, залежно від параметрів холодильного навантаження. Одна з установок або кондиціонерів працює, виробляючи тільки холод, інша- виробляючи лише тепло.

Схема конденсации тепла кондиционера или холодоустановки

Рис. 1. Схема холодильної машини з
конденсатором-утилізатором (два ряди труб, здвоєний конденсатор)
1 - компресор;
2 - газоподібний холодоагент;
3 -випарник;
4 -дросель;
5 - сконденсований холодоагент;
6 -частина конденсатора, приєднана до охолоджувача;
7 -частина конденсатора, що утилізує корисне тепло

Заслуговує на особливу увагу так звана кільцева теплопомпова система, в якій встановлено велику кількість теплових помп "вода-повітря", "вода-вода",які використовуються для виробництва, як тепла, так і холоду. Як правило, подібна система складається з водяної помпи і низькотемпературного бака-накопичувача, за рахунок якого відбувається акумулювання тепла і стабілізується температура води в контурі. Всі ТН об'єднані в одне кільце із ТН в інших частинах будинку з їхніми потребами в теплі та його надлишками (наприклад, технічні й функціональні приміщення, кафе, ресторан, зимовий сад, холодильні камери). Між ними відбувається теплообмін, що й дає можливість досягти високої ефективності використання енергії. Тепло конденсації викидається за допомогою охолоджувача тільки тоді, коли його не можна використати в інших частинах будівлі. У перехідний період опалювального сезону такі системи можуть взагалі не потребувати зовнішнього традиційного джерела тепла.


Залежно від функціонального призначення будівлі, коливання потужності на потреби тепло- й кондиціонування мають характерні особливості. Для готелів отримано дані, що коливання витрат на потреби гарячого водопостачання бувають піковими з 07:00 до 09:00 ранку та близько 17:00-18:00 годин

В теж самий час відомо, що максимальне навантаження на систему кондиціонування, як правило, спостерігається між 14:00-17:00 годинами. Звідси виникає потреба акумулювати енергію конденсації від кондиціонерів в накопичувальних баках для того, щоб мати можливість її використовувати, наприклад в системі гарячого водопостачання. Тепла вода із конденсатора системи кондиціонування, перш ніж бути охолодженою в зовнішньому охолоджувачі, протікає крізь водо-водяний теплообмінник, підігріваючи холодну воду із системи водопостачання до 30-37С. Вода акумулюється в баках накопичувачах першої ступені. Потім ця підігріта вода поттрапляє в другу групу баків (друга ступінь) і там за допомогою основного джерела тепла доводиться до необхідних санітарних параметрів.

Слід зауважити, що, використання накопичувальних баків для ГВП дає змогу зменшити необхідну теплову потужність джерела теплової енергії (замість максимальної потужності використовується середньогодинна потужність). Крім того, застосування водяного охолодження для конденсатора з температурою близько 15°С (температура води з водопроводу влітку) поліпшує енергетичні показники кондиціонерів завдяки збільшенню холодильного коефіцієнта.

Описану систему використано, у проектах обігріву й холодопостачання в Росії та Україні, а саме в готелях "Хілтон" (Ульянівськ), "Софітель" (Київ), "Редіссон (Алушта), в готелі вітчизняного оператора по вул. Андріївський узвіз в Києві.

По матеріалам статті в журналі "Екоінформ" №3 (263)2011

 

Автор: Ivan Fedchenko