CC BY
32
БЕНЧМАРКИНГ ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ
Ю.Е. Острякова, канд. экон. наук, доцент Н.В. Гамзина, магистрант
Ивановский государственный политехнический университет (Россия, г. Иваново)
Аннотация. Применение низкопотенциальных источников энергии - перспективное направление в области ресурсо и энергосбережения. Для рационального использования энергии в системах отопления и холодоснабжения эффективно применение теплового насоса. Такие насосы хорошо себя зарекомендовали для круглогодичного использования. В статье рассмотрен анализ тепловых насосов Российского производства с целью поиска образца с наилучшими техническими характеристиками.
Ключевые слова: возобновляемый источник энергии, тепловой насос.
Все более актуальным становится вопрос об использовании в теплоснабжении возобновляемых источников энергии, с целью ресурсосбережения и энергоэффективности (Указ Президента РФ от 7 июля 2011 г. №899). Для рационального использования энергии в системах отопления целесообразно применение теплового насоса. Концепция тепловых насосов была разработана ещё в 1852 году выдающимся британским физиком и инженером Уильямом Томсоном (Лордом Кельвином) и в дальнейшем усовершенствована и детализирована австрийским инженером Петером Риттер фон Риттингером (Peter Ritter von Rittinger). Петера Риттера фон Риттингера считают изобретателем теплового насоса, ведь именно он спроектировал и установил первый известный тепловой насос в 1855 году. Но практическое применение тепловой насос приобрел значительно позже, а точнее в 40-х годах ХХ столетия, когда изобретатель-энтузиаст Роберт Ве-бер (Robert C. Webber) экспериментировал с морозильной камерой.
Совсем недавно тепловой насос представлялся как агрегат или система для охлаждения воздуха. Значение этого оборудования меняется. В современном мире тепловой насос в первую очередь используется для отопления, уже потом для охлаждения. Эта машина позволяет осуществить передачу теплоты от менее нагретого тела (окружающей среды - воздуха, грунтовых вод, грунта, вентиляционных выбросов, сбросной теплоты установок и
т.д.) к более нагретому телу, повышая его температуру и затрачивая при этом некоторое количество механической энергии. Процессы, происходящие в тепловом насосе, противоположны процессам, осуществляемым рабочим телом в холодильной машине. Предельный теоретический цикл насоса - обратный цикл Карно. В зависимости от источника теплоты и используемого теплоносителя отопительные тепло-насосные установки классифицируют следующим образом: воздух - воздух, воздух - вода, вода - воздух, вода - вода, грунт -воздух, грунт - вода. Для обеспечения эффективной работы тепловых насосов требуется рабочая жидкость. Эти жидкости называют: хладонами, фреонами, хладагентами. Эти рабочие жидкости обеспечивают стабильную работу и высокую эффективность насосов.
Производство тепловых насосов в России освоили многие, технические характеристики некоторых установок одинаковой ценовой категории представлены ниже в таблице. Для сравнения конкурентных продуктов применяю бенчмаркинг. Этот метод используется для выявления высокоэффективного продукта с наиболее подходящими техническими характеристиками для отопления помещения площадью 400м . Внутренняя температура помещения 22°С, максимальная температура теплоносителя 35°С. Технические характеристики тепловых насосов необходимые для проведения сравнения представлены в таблице
Таблица 1. Технические характеристики тепловых насосов
Производитель
Stiebel Eltron NIBE Waterkotte Корса
Характеристика^.
1 2 3 4 5
Eco Touch
Марка WPL 13S Split package 2 Ai1 Air 5004.5 Power Inverter Корса 15
Страна производитель Германия Швеция Германия Россия
Потребляемая мощность, кВт 2,4 3,5 1,4 3,7
Макс. тепловая мощность, кВт 6,8 12 4,1 15,8
Коэффициент преобразования (СОР) 3,4 3,8 2,93 4,3
Хладагент R407C R410A R410A R407C
Цена, руб. 368000 463617 636525 347760
Потребляемая мощность, кВт
-----ЭмеЬе ЕИгоп
- 1\1Ье
-№11егкс*1е
- Корса 14
- Идеальное изделие
Рис. 1. Графическое представление площадной диаграммы
С целью выявления лучшей установки по данным таблицы строится площадная диаграмма (рис. 1).
После вычисления площадей многоугольников и значений ТУИ (значение
технического уровня изделия) строится столбчатая диаграмма рангов анализируемых изделий по техническому рисунку. Диаграмма представлена на рисунке 2.
Рис. 2. Столбчатая диаграмма рангов анализируемых изделий по техническому уровню
сжатии в компрессорах, и химически нейтрален к большинству конструкционных материалов.
Таким образом, для отопления помещения площадью 400 м с внутренней температурой помещения 22°С и максимальной температура теплоносителя 35°С с помощью бенчмаркетинга выбрали тепловой насос с наиболее подходящими техническими характеристиками - Корса 15.
По результатам диаграммы следует вывод, что тепловой насос марки Корса 15 наиболее близок к ТУ «идеального» изделия. Эта модель эта модель справляется с отоплением помещения площадью 400 м . Хладагент (R407C), который используется в тепловом насосе, имеет ряд преимуществ: нетоксичен, невзрывоопасен, обладает хорошими теплофизическими и термодинамическими характеристиками, имеет низкую температуру нагнетания при
Библиографический список
1. В.Н. Богословский, И.А. Шепелев, В.М. Эльтерман и др. Под редакцией Старовертова И.Г. Справочник проектировщика. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Изд. 3-е. Ч. 2. М., Стройиздат, 1978. - 509 с.
2. Клименко А.В. и проф. Зорина В.М. Теплоэнергетика и теплотехника: справочная серия в 4 кн. - 4-е изд., стереот. - М.: Издательский дом МЭИ, 2007. 632с
3. Воронов В.А., Емелин В.А., Федосеев В.Н., Зайцева И.А. Климатические условия и факторы, влияющие на производительность воздушного теплового насоса. Теория и практика технических, организационно-технологических и экономических решений: сб. науч. тр. - Иваново: ИВГПУ, 2016. - 260 с.
4. Зайцева И.А. Совершенствование методических подходов выбора перспективных направлений развития региональной инфраструктуры дис. на соиск. уч. степ. канд. эконом. наук / Ивановский государственный университет. Иваново, 2005.
5. Гамзина Н.В., Острякова Ю.Е. Анализ применения воздушного отопления в Ивановской области / Теория и практика технических, организационно-технологических и экономических решений: сб. науч. тр. - Иваново: ИВГПУ, 2015. - С. 219-225.
6. https://ru.wikipedia. org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D0%B2 %D0%BE%D0%B9 %D0%BD%D0%B0%D1 %81%D0%BE%D1%81
- TexHuuecKue HayKU -
BENCHMARKING OF HEAT PUMPS OF RUSSIAN PRODUCTION
Yu.E. Ostryakova, candidate of economic sciences, associate professor N.V. Gamzina, graduate student Ivanovo state polytechnical university (Russia, Ivanovo)
Abstract. The use of low-grade energy sources is a promising direction in the field of resource saving and energy saving. For rational use of energy in heating and cooling systems efficient use of the heat pump. These pumps are proven for year round use. In the article the analysis of heat pumps of Russian production with the purpose of finding the sample with the best characteristics.
Keywords: renewable energy, heat pump.
