Тепловые насосы Mitsubishi Electric Zubadan обзор по теме.

На сегодняшний день, во всем мире, отопление с помощью тепловых насосов набирает огромную популярность, это не удивительно, поскольку, исключая отопление газом это самый экономичный способ согреться в холодный зимний период. И даже перед газом тепловой насос обладает рядом преимуществ, например экологичность использования и способность работать не только на обогрев, но и на охлаждение. Тем ни менее на Российском рынке тепловые нас осы появились относительно недавно, и ареол их применения сосредоточен в южных регионах. Но нельзя недооценивать потенциал этой инновационной технологии, некоторые системы уже сейчас с успехом способны заменить традиционные источники отопления, без ущерба дл вырабатываемого тепла и со значительной экономией затрат. Речь идет о тепловом насосе от компании  Mitsubishi Electric серии ZUBADAN. 

Прежде чем представить  мировому сообществу свою новинку, специалисты компании Mitsubishi Electric успешно завершили полевые испытания своей новой системы серии ZUBADAN, что в переводе с японского означает «супер обогрев». Известно, что производительность тепловых насосов, использующих для обогрева помещений низкопотенциальное тепло наружного воздуха, уменьшается при снижении температуры наружного воздуха. И это снижение обычно весьма значительное: при температуре -20°С тепло-производительность на 40 % меньше номинального значения, указанного в спецификациях приборов и измеренного при температуре +7°С. Именно по этой причине воздушные тепловые насосы не рассматривают в нашей стране как полноценный нагревательный прибор в северных широтах. Однако серия ZUBADAN способна  коренным образом измениться такое отношение. 

Графики иллюстрируют изменение теплопроизводительности системы в зависимости от температуры наружного воздуха. Для серии ZUBADAN производительность системы практически не уменьшается до температуры -15°С, сохраняя номинальное значение. И только при более низкой температуре теплопроизводительность начинает уменьшаться, но даже при этом сохраняется явное преимущество над моделями передовой инверторной серии Mr. SLIM POWER INVERTER. На графике хорошо видно, что при температуре наружного воздуха -20°С кондиционер серии ZUBADAN типоразмера 4НР (номинальная теплопроизводительность около 11 кВт) выделяет на 1 кВт больше тепла в помещение, чем кондиционер серии POWER INVERTER типоразмера 5НР (номинальная теплопроизводительность около 14 кВт). Еще более показательно сравнение моделей одинаковой номинальной производительности (синяя прямая на графике).

Благодаря использованию спирального компрессора специальной модификации и технологии двухфазного впрыска хладагента, были достигнуты столь выдающиеся результаты. Гидравлический контур имеет сложную структуру: он оснащен тремя расширительными вентилями с электрическим приводом, которые обеспечивают двухступенчатое дросселирование хладагента и оптимизацию процесса впрыска хладагента в компрессор. Управляющая программа наружного блока регулирует частоту вращения инверторного компрессора, вентилятора наружного теплообменника и степень открытия расширительных вентилей с помощью приводных шаговых электродвигателей. Таким образом, прибор имеет множество степеней свободы и может точно подстроиться под специальные условия эксплуатации. Завод-изготовитель подтверждает работоспособность системы в режиме обогрева при температурах наружного воздуха до -25°С. Но заложенные в основу работы системы методы позволяют функционировать при существенно более низких температурах. Поэтому вполне вероятно, что указанное значение не является строгим ограничением. При тестировании теплового насоса в экстремальных условиях скандинавского климата, прибор сохранял свою исправную работоспособность до -36°С. 

Приведен фрагмент записи результатов тестирования полупромышленного кондиционера Mr. SLIM серии ZUBADAN на северном японском острове Хоккайдо. В момент начала записи (16:00) температура наружного воздуха составляла -10°С, при этом температура воздуха на выходе внутреннего блока была около +50°С. Ночью похолодало, температура наружного воздуха понизилась ниже -20°С, при этом температура воздуха, выходящего из внутреннего блока, уменьшилась до +45°С. Важно отметить, что режим оттаивания наружного теплообменника (неизбежный для тепловых насосов) включается 1 раз в 2,5 часа, и его продолжительность составляет всего 3 минуты. В режиме оттаивания температура воздуха на выходе внутреннего блока соответствует комнатной температуре. В обычных системах средняя теплопроизводительность оказывается на 5 – 10% меньше номинального значения, которое дается без учета режима оттаивания. В системах серии ZUBADAN оттаивание несущественно уменьшает среднюю теплопроизводительность. На графике видно, что даже ночью при минимальной температуре снаружи – кондиционер поддерживает в помещении температуру 22 – 23°С.

Другим важным параметром теплового насоса является время выхода на номинальную производительность после первого включения или после окончания очередного режима оттаивания. Чем меньше инерционность и короче переходный процесс, тем выше средняя теплопроизводительность системы и меньше отклонение температуры в помещении от целевого значения. На рисунке 3 показано сравнение системы ZUBADAN с обычной инверторной системой. Температура воздуха, выходящего из внутреннего блока системы ZUBADAN, достигает значения +45°С вдвое быстрее (10 минут), чем инверторная система (19 минут). А после выхода на стабильный режим температура воздуха на выходе системы ZUBADAN достигнет значения +50°С (при температуре наружного воздуха +2°С).

Помимо тестирования в жестких условиях низких отрицательных температур, и прочих испытаний проводимых  компанией Mitsubishi Electric, уже успел накопиться практический опыт применения этой технологии в условиях суровой российской зимы.

Одним из таких примеров может послужить Школа в селе Чернушка Фроловского района, которая до установки тепловых насосов отапливалась с помощью электрической котельной. Основная проблема данной школы состояла в том, что ближайшая газовая труба находилась в 40 км от поселка, и как следствие проводить газ было весьма затратно, поэтому изначально решили использовать отопление с помощью электричества. Но и отопление электричеством нельзя назвать экономичным, и лимиты затрат, выделяемые школе, как и другим социальным объектам, не позволяли расходовать электричество в требуемых объемах, а постоянная экономия означала температуру не выше +12 градусов, да и то лишь в классах — коридоры не отапливались вовсе. Пришлось искать альтернативные варианты.

Таким вариантом как раз и стал тепловой насос Mitsubishi Electric Zubadan системы «воздух-воздух». Отапливаясь с помощью электрокотельной школа потребляла порядка 124 000 кВт/ч электроэнергии за весь отопительный период. Сейчас эта цифра составляет не более 85 000 кВт/ч. При этом нет никаких проблем с обслуживанием отопительной системы, тогда как электрокотельная часто требовала квалифицированного вмешательства. Исчезла необходимость содержать эксплуатационный персонал на постоянной основе, все необходимое обслуживание производится раз в полгода специалистами сторонней компании. Стоимость обслуживания всех восьми агрегатов в школе — 30 000 рублей в год, а это две месячные зарплаты кочегара.

Еще один важный аспект. Котельная используется только для отопления, в то время как тепловой насос может быть полезным и в период холодов, и в теплое время года, когда жара очень часто становится невыносимой. Школы летом чаще всего закрыты, но вот в больницах кондиционирование необходимо. Учитывая, что тепловые насосы Zubadan «по совместительству» также являются отличными кондиционерами, приходится признать — это не только самый эффективный и безопасный вариант, но еще и наиболее универсальный.

Можно сделать вывод о том, что мнение о тепловых насосах, как о дорогой и относительно бесполезной игрушке, устарело вместе с котлами советского производства и копеечными тарифами на газ. А уж при отсутствии газопровода,  тепловые насосы это и вовсе единственная разумная альтернатива.

Смотрите так же последние новости