Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

Как работи електрическият нагревател в термопомпата? Какви функции изпълнява? При каква температура се включва? Колко електроенергия използва? Може ли да се изключи нагревателя в термопомпата? Трябва ли да се страхувам от електрическите нагреватели в термопомпените инсталации?

Съдържание

  1. Защо нагревател в термопомпа?
  2. Може ли нагревателят в термопомпата да се изключи?
  3. Как работи електрическият нагревател в термопомпата?
  4. Каква мощност на нагревателя?
  5. Други нагревателни функции в термопомпата
  6. Нагревател на бойлера за гореща вода
  7. Други нагреватели в термопомпи

Повечето настоящи и бъдещи потребители на термопомпи свързват нагревателя главно с функцията на пиков източник, поддържайки термопомпата през периоди, когато температурата на външния въздух пада до много ниски стойности.

Много клиенти се страхуват от нейната работа и свързаните с това високи сметки за ток, но при правилен избор на термопомпата тези страхове ще се окажат напълно неоснователни. Някои също смятат, че въпросът с електрическия нагревател се отнася само за термопомпи въздух-вода, които са изложени на риск от работа при ниски температури. Междувременно електрическите нагреватели се използват и в термопомпи със земен източник, въпреки че те обикновено са избрани по такъв начин, че да не се нуждаят от нагревател като пиков източник. Нагревателят в термопомпата обаче може да изпълнява доста различни функции.

Защо нагревател в термопомпа?

Може ли да се избере термопомпа въздух-вода, така че да не се налага да работи с електрически нагревател като пиков източник? Може, но на практика не се използва. За да обясните това, трябва да разберете концепциите за термопомпа и режими на работа в двоен режим.

Мощността на термопомпата зависи от температурата на долния източник, т.е. външния въздух за термопомпата въздух-вода и земята - за термопомпата земя-вода. Долният източник на топлина за помпите от земен източник има доста стабилни параметри през цялата година, но при термопомпите въздух-източник температурата му варира значително през цялата година. Колкото по-ниска е температурата на въздуха, толкова по-нисък отоплителен капацитет може да постигне термопомпата.

Когато сравним това с потреблението на топлина на сградата, се оказва, че тук характеристиките са обърнати. С понижаването на външната температура се увеличава нуждата от топлина на сградата. С повишаването на температурата търсенето на топлина намалява, а в извън сезона, след изключване на отоплителната система на сградата, остава само търсенето на топлина за подготовка на битова вода.

Пресечната точка на тези характеристики (постигната мощност на термопомпата и топлинната мощност, необходима за сградата) се нарича бивалентна точка.Над точката на двоен режим капацитетът на термопомпата е по-голям от потреблението на топлина на сградата, точно в тази точка стойностите на капацитета на термопомпата и потреблението на топлина на сградата са равни, а под точката на двоен режим капацитетът на термопомпата е по-нисък от необходимия за сградата. Именно тази липса на мощност се компенсира от електрическия нагревател.

Този режим на работа с термопомпа, при който термопомпата под точката на двоен режим осигурява част от необходимата отоплителна мощност, а останалата част се допълва от нагревателя, се нарича паралелен моноенергиен режим.

Нагревателят, поддържащ работата на термопомпата за отопление на помещения, обикновено е вграден в устройството. Може да се монтира във външно тяло - при моноблок термопомпа или във вътрешно тяло - при сплит термопомпи или моноблокове с вътрешни хидравлични модули. Този нагревател може да се монтира и в буферния съд.

Може ли нагревателят в термопомпата да се изключи?

Не е ли по-добре да изберете термопомпа с по-голяма мощност и да се откажете от работата на нагревателя? Теоретично можете. Тогава ще имаме работа с моновалентен режим на работа, при който термопомпата не изисква пиков източник и нейната мощност е по-висока от търсенето на сградата дори при най-ниските температури на външния въздух.

На практика обаче това не се препоръчва за термопомпи въздух-вода. Защо? Защото дните с изключително ниски температури са малко. Избраната по този начин мощност на термопомпата може да се окаже твърде голяма, което ще доведе до по-малко модулиране на мощността до ниско ниво и по-висока минимална мощност на термопомпата, използвана в преходните периоди. Междувременно има много повече дни с температури от 5, 10ºC годишно, отколкото тези с температура от -20ºC.

Вследствие на това изборът на по-мощна термопомпа ще доведе до по-високи капиталови разходи, но може да не донесе ползите от по-ниските текущи разходи.Твърде високото ниво на мощност през периоди на по-мека зима може да доведе до прекалено често включване на термопомпата. Тази ситуация може да се облекчи чрез инсталиране на буферен съд с голям капацитет в инсталацията.

Моновалентният режим се използва като стандарт за термопомпи земя-вода, чиято мощност е по-стабилна през отоплителния сезон (температурата на земята варира много по-малко от температурата на въздуха).

Как работи електрическият нагревател в термопомпата?

При избора на термопомпа за конкретна сграда/конкретна инсталация могат да се използват различни режими на работа на термопомпата, но трябва да се помни, че всяко решение има своя специфика. Повечето инсталатори/дизайнери избират термопомпи въздух-вода да работят в паралелен моноенергиен режим, като приемат бивалентна точка от -8ºC до -13ºC, в зависимост от очакванията на инвеститора и климатичната зона.

Струва си да запомните, че алгоритъмът за управление на термопомпата няма да стартира допълнителния нагревател веднага щом сензорът за външна температура отчете температура, равна на двувалентната точка, приета при избора на термопомпата. Важното тук е натрупването на топлина в сградата и инертността на отоплителната система, която може да ви позволи да "оцелеете" например няколко нощни часа със силен студ, без да включвате нагревателя, въпреки относително ниската външна температура .

Температурата на външния въздух обикновено е само едно от условията за активиране на допълнителния нагревател. По същия начин често трябва да се спазват и други условия, например минималното време на работа на компресора за отопление или температурната разлика, постигната спрямо зададената температура за термопомпата. Например, тези настройки могат да бъдат:

  • външна температура под -10ºC;
  • работа на термопомпа с компресор минимум 3 часа;
  • разлика от зададената температура, по-голяма от 5ºC (например, термопомпата трябва да захранва подово отопление с вода при 35ºC, но е в състояние да затопли водата в системата само до 29ºC; разликата от зададената стойност е поне 6º ).

Това е само един пример за възможни настройки за управление на нагревателя. Производителите на термопомпи използват различни алгоритми за включване на нагревателя, но обикновено външната температура не е единственият параметър. Важно е правилно да конфигурирате настройките от инсталатора по време на инсталирането на устройството, съобразени с конкретната сграда и очакванията на потребителя.

Каква мощност на нагревателя?

Термопомпите обикновено използват нагреватели от 3 до 9 kW. Те могат да бъдат едностепенни - тези с по-малка мощност, например 3 kW, или многостепенни, като тристепенен нагревател с мощност 9 kW, който в зависимост от нуждите включва един, два или три степени - съответно 3, 6 или 9 kW.И така, каква трябва да бъде мощността на нагревателя? Зависи от избора на термопомпа. В показания пример мощността на допълнителния нагревател не трябва да бъде по-малка от 4 kW. Получава се от разликата между максималната необходима топлина (10 kW) и максималната мощност на термопомпата при най-ниските предполагаеми температури (6 kW).

Какво се случва, когато допълнителният нагревател е с недостатъчна мощност или настройките ефективно ограничават активирането му? Тази ситуация може да доведе до по-нисък топлинен комфорт в сградата при ниски външни температури.

Други нагревателни функции в термопомпата

  1. Първо пускане на термопомпената инсталация. При първото пускане на инсталацията в нови сгради, когато се затоплят замазките, температурата на водата в контурите на подовото отопление, пълни с топлофикационна вода, може да бъде например 10ºC, а през зимата в напълно студена неотопляема сграда , тази температура може да е дори по-ниска.При такива условия, преди да започне да работи компресора в термопомпата, нагревателят трябва предварително да загрее водата в системата до достигане на минималната температура, необходима за работа на термопомпата. Поради това нагревателят се използва и в земни термопомпи. Минималната начална температура на компресора зависи от конкретния модел на устройството, но обикновено е между 12-20ºC.
  2. Размразяване в случай на твърде ниска температура в резервоара/системата за съхранение. Термопомпата въздух-вода, когато работи при температура на въздуха от приблизително 0ºC и по-ниска, трябва от време на време да размразява изпарителя. Размразяването е необходимо, тъй като въздухът, нагнетен през изпарителя на термопомпата, в резултат на охлаждане кондензира влага, която се утаява върху изпарителя и замръзва на повърхността му при минусови температури. Ледът/скрежът намалява работоспособността на изпарителя и намалява ефективността на отвеждане на топлината от въздуха, така че трябва да се премахне. Термопомпата прави това, като изпълнява програма за размразяване.В повечето термопомпи, налични на пазара, размразяването се извършва с помощта на четирипътен вентил, който позволява на хладилния агент да рециркулира. Стандартно в режим отопление термопомпата "охлажда" външния въздух на "студения" изпарител и загрява буфера/отоплителната система. В режим на размразяване се случва обратното - термопомпата изтегля топлина от буфера / отоплителната система и загрява изпарителя на термопомпата с скреж върху него. По този начин изпарителят за кратко време се превръща в кондензатор в хладилната верига на термопомпата. В режим на размразяване термопомпеният модул е като че ли се използва за охлаждане на сградата. Може да изглежда странно, че термопомпата охлажда резервоара през зимата, когато трябва да го затопли. Режимът на размразяване обаче е много кратък - около 2-3 минути - и след това уредът отново е готов за отопление, за още два часа, например. Количеството отнета топлина от буфера/инсталацията е малко, но е от голямо значение за работата на термопомпите въздух-вода, тъй като им позволява да работят при зимни условия.Трябва да има достатъчно топлина в резервоара/инсталацията за съхранение, за да успее процесът на размразяване. Минималната температура на нагревателната среда в буфера/системата, необходима за режима на размразяване, се определя от производителя на термопомпата. Може да бъде например 20ºC. В този случай нагревателят ще защити процедурата по размразяване и ще започне, ако температурата в буфера/инсталацията е твърде ниска, за да я извърши правилно. Това обикновено се случва при стартиране на отоплението или след дълъг период на бездействие.
  3. Режим против замръзване. Този проблем се отнася за моноблокови термопомпи въздух-вода, които изискват защита от замръзване, когато се пълнят с вода. Един от начините за защита е използването на подходящ алгоритъм, чиято задача е да "подсигури" температурата във външните елементи на термопомпата, в които може да има вода, да не падне под застрашаващата от замръзване стойност. При наближаване на такъв момент автоматично се включва циркулационна помпа, компресор или нагревател - в зависимост от условията и ситуацията.
  4. Спешен източник. Термопомпа, оборудвана с електрически нагревател, всъщност има авариен източник. При възникнали технически проблеми или необходимост от сервизна намеса, нагревателят е в състояние да осигури аварийно отопление. Мощността му може да не е достатъчна, за да покрие общото търсене при много ниски външни температури, но ще може да достави поне част от енергията, благодарение на което сградата няма да бъде лишена от отопление. Спирането на термопомпа поради технически проблеми не е често срещано явление, но някои инвеститори искат да имат втори източник на топлина в случай на авария, въпреки че това може да не се случи по време на живота на термопомпата. При очаквания на инвеститора е възможно използването на резервен електрически нагревател в буфера с по-голяма мощност. След това може да бъде напълно независим източник на топлина.

Нагревател на бойлера за гореща вода

Вторият нагревател, който е инсталиран в термопомпената система, е нагревателят за бойлера за битова гореща вода. Той има малко по-различна функция - използва се само за поддържане на отоплението на битовата вода.

  • Внедряване на режим против легионела. Това е режимът на антибактериално прегряване на резервоара за битова вода. В този режим водата в резервоара се нагрява до висока температура, понякога достигаща 70ºC, за да се премахнат бактериите, които потенциално могат да се развият в нея. Термопомпата обикновено не може да изпълни тази задача сама, тъй като такава висока температура на резервоара е извън нейния постижим работен диапазон.
  • Бързо загряване на чешмяна вода. За изпълнение на тази функция се използва нагревателят на резервоара. Този режим се използва, когато има повишена нужда от топла вода или когато трябва внезапно да я загреете.
  • Ограничена температурна способност на термопомпата. Термопомпата има определена работна зона. Той също така влияе върху постижимата температура на чешмяната вода, загрята индиректно от бобината. Когато външната температура е много ниска, работната зона на термопомпата може например да загрява вода за битови нужди до максимална температура от 45ºC.Това е твърде ниска стойност за потребител, който е задал температурата на водата в резервоара на 50ºC и очаква да може да използва вода при тази температура. В такава ситуация нагревателят на резервоара може да се включи и да загрее битовата вода до необходимата температура.
  • Авариен източник за отопление на битова вода. При необходимост от сервизна намеса нагревателят в бойлера за битова гореща вода остава наличен като втори, авариен източник на топлина. При инсталации с термопомпи нагревателят на бойлера за битова гореща вода не е необходимо. Въпреки това ви позволява да получите няколко допълнителни функции, а цената на закупуването му е ниска. Обикновено мощността на нагревателя на резервоара е 1,5-3 kW.

Други нагреватели в термопомпи

  • Нагревател за тиган. Използва се за осигуряване на правилно отвеждане на конденза, който в големи количества изтича от термопомпата след размразяване на изпарителя. Ако този нагревател не е налице, дренажният съд може да замръзне, което ще затрудни оттичането на конденза.Замръзващата вода може да причини щети. Някои производители на термопомпи заменят нагревателя на тенджерата с тръба за горещ хладилен агент. Той предпазва дренажа на кондензата на термопомпата от замръзване, но не изисква допълнителна енергия.
  • Нагревател за дренажна тръба. Ако кондензатът не се отвежда директно под термопомпата, например в чакълесто легло, а се насочва някъде по-нататък, е необходимо да се използва нагревателен елемент в тръбата за изпускане на конденза на термопомпата. Отказът от този нагревателен елемент може да доведе до замръзване на конденза в споменатата тръба, да доведе до нейното запушване и повреда.

Прочетете също:

  • Въздушна термопомпа - факти и митове за това как работи
  • Забрана на ф-газ в ЕС! Как ще се отрази на пазара на термопомпи?
  • Съфинансиране на термопомпи. Как да намалим разходите за закупуване и инсталиране на термопомпа?

Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

Категория:

Реконструкция