Компания Mitsubishi Electric представляет системы серии ZUBADAN INVERTER. На японском языке это обозначает «супер обогрев». Известно, что производительность тепловых насосов, использующих для обогрева помещений низкопотенциальное тепло наружного воздуха, уменьшается при снижении температуры наружного воздуха. И это снижение весьма значительное: при температуре -20°С теплопроизводительность 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. Отношение к ним может коренным образом измениться благодаря кондиционерам серии ZUBADAN INVERTER.

Стабильная теплопроизводительность

Теплопроизводительность полупромышленных систем Mitsubishi Electric серии ZUBADAN Inverter сохраняет номинальное значение вплоть до температуры наружного воздуха -15°С. При дальнейшем понижении температуры (завод-изготовитель гарантирует работоспособность системы до температуры -25°С) теплопроизводительность начинает уменьшаться. Но при этом сохраняется преимущество как перед обычными системами, так и перед энергоэффективными системами серии POWER Inverter.

Гарантированная производителем минимальная температура наружного воздуха составляет -25ºС.

Температура наружного воздуха по влажному термометру

Комфортный нагрев помещения

Алгоритм управления цепью инжекции может быть оптимизирован с целью достижения максимальной теплопроизводительности, например, при пуске системы в холодном помещении. Другой режим, в котором важна максимальная производительность – это режим оттаивания наружного теплообменника (испарителя). Режим оттаивания, избежать которого в тепловых насосах с воздушным охлаждением невозможно, происходит быстро и совершенно незаметно для пользователя.

Максимальная теплопроизводительность при пуске

Температура наружного воздуха +2°C

Температура наружного воздуха -20°C

Цепь двухфазного впрыска

Уникальная технология двухфазного впрыска хладагента в компрессор обеспечивает стабильную теплопроизводительность при понижении температуры наружного воздуха.

Теплообменник HIC в разрезе

	Хладагент, проходящий расширительный вентиль LEV C, который понижает давление.
	Хладагент, не проходящий расширительный вентиль LEV C.
	Назначение:	Жидкий хладагент частично испаряется, и двухфазная смесь жидкость-газ подается на вход инжекции компрессора.
	Эффект:	Увеличение энергоэффективности системы при работе цепи инжекции хладагента.

Инжекция жидкого хладагента создает существенную нагрузку на компрессор, снижая его энергетическую эффективность. Для уменьшения этой нагрузки введен теплообменник HIC. Передача теплоты между потоками хладагента с разными давлениями приводит к тому, что часть жидкости испаряется. Образовавшаяся парожидкостная смесь при инжекции в компрессор создает меньшую дополнительную нагрузку.

Парожидкостная смесь, прошедшая теплообменник HIC, поступает через штуцер инжекции в компрессор. Таким образом, компрессор имеет два входа: штуцер всасывания и штуцер инжекции. Управляя расходом хладагента в цепи инжекции, удается увеличить циркуляцию хладагента через компрессор при низкой температуре наружного воздуха, тем самым повышая теплопроизводительность системы. В верхней неподвижной спирали компрессора предусмотрены отверстия для впрыска хладагента на промежуточном этапе сжатия.

Посмотреть как работает тепловой насос Mitsubishi Electric PUHZ-HRP

Применение тепловых насосов

Традиционно различные инженерные системы жилища предназначались для выполнения одной функции. И только с появлением тепловых насосов Mitsubishi Electric класса “Air to Water” ("воздух-вода") появилась возможность от одной установки получить отопление помещений, горячее водоснабжение и кондиционирование воздуха. Достоинства для жилища при такой централизации следующие: полная автономность, высокая комфортность, минимальные капитальные затраты на оборудование, высокая живучесть установки, минимальное энергопотребление, максимальная гибкость в работе, а также минимальное воздействие на окружающую среду. Независимость теплового насоса от линий газоснабжения не просто обеспечивает автономность жилища, а резко увеличивает его безопасность в связи с отсутствием в доме взрывоопасных веществ.

Отдельно следует отметить уникальную возможность интеграции тепловых насосов Mitsubishi Electric в систему «умный дом». Снижение стоимости компьютерного оборудования и упрощение пользовательского интерфейса дают возможность каждому владельцу жилища создать систему жизнеобеспечения на базе тепловых насосов Mitsubishi Electric, которая наилучшим образом учитывает особенности жизни хозяина и при этом потребляет минимальное количество энергии.

• Тепловые насосы Mitsubishi Electric PUHZ-HRP ZUBADAN могут быть подключены к внешнему теплообменнику “фреон−вода“.
• Такая компоновка системы нагрева воды предпочтительна для регионов с низкой температурой наружного воздуха.
• Системы характеризуются высокой энергоэффективностью, так как нет необходимости использовать антифриз, а также промежуточные теплообменники “гликоль−вода“.
• Компоненты гидравлического контура теплоносителя приобретаются у других производителей.
• Обязательным компонентом системы является контроллеры PAC-IF041B-E или PAC-IF051B-E (PAC-IF052B-E).

Теплообменник.

Расчетное рабочее давление в системе 4,15 МПа. Теплообменник должен выдерживать давление, в 3 раза превышающее рабочее — 12,45 МПа.

Выбор теплообменника проводите, исходя из следующих данных:

• температура испарения более 4˚С при максимальной частоте вращения компрессора (температура снаружи 35˚С DB/24˚С WB);
• температура конденсации менее 58˚С при максимальной частоте вращения компрессора (температура снаружи 7˚С DB/6˚С WB).

Примечания:

• Следует установить фильтр в водяном контуре на входе теплообменника.
• Температура воды на входе теплообменника должна быть в диапазоне от 5°С до 55°С.
• Вода должна быть чистой, а водородный показатель pH — иметь значение в диапазоне 6,5~8,0.
• Допускаются следующие максимальные концентрации веществ: кальций —100 мг/л, хлор — 100 мг/л, железо/марганец — 0,5 мг/л.
• Трубопроводы хладагента от наружного блока до пластинчатого теплообменника должны соответствовать диаметру штуцеров наружного блока (см. раздел соответствующих наружных блоков).
• Предпримите необходимые меры для защиты теплоносителя от замерзания: теплоизоляция трубопроводов, обеспечение бесперебойной работы циркуляционного насоса, использование раствора этиленгликоля соответствующей концентрации вместо чистой воды.
• Вода, прошедшая теплообменник, не может быть использована для питья. Следует использовать дополнительный промежуточный теплообменник.

Пример реализации

Отопление частного коттеджа
(материал подготовлен Московским представительством компании "Mitsubishi Electric").

Аэротермальные тепловые насосы предпочтительнее геотермальных, так как требуют меньших начальных капитальных вложений. Нет необходимости в полях теплосъема и в скважинах, а значит, не нужны дорогостоящие земляные работы и бурение скважин. Не нужны и многометровые трубы грунтовых теплообменников. Вся наружная часть — это только наружный блок теплового насоса.

В сентябре 2008 года была произведена установка систему ZUBADAN Inverter в Ленинградской области Московии. Система применена для отопления небольшого частного коттеджа общей площадью отапливаемых помещений 72 м2. Материал стен — пенобетон 200мм, стены утеплены изнутри пеноплексом 35 мм и вагонкой. Пол утеплен пеноплексом толщиной 50 мм. Крыша утеплена ватой URSA 100 мм. Окна металлопластиковые с двухкамерными стеклопакетами. Двери с герметичными уплотнителями (металлическая + деревянная).

В качестве источника тепла применён наружный блок PUHZ-HRP71VHA (мощность 8,0 – 11,2 кВт). Система отопления — радиаторные батареи. Теплоноситель - пропиленгликоль. Наружный блок подает тепло на пластинчатый теплообменник. С пластинчатого теплообменника циркуляционным насосом тепло передается в радиаторные батареи, которые нагревают воздух помещений.

Эксплуатация

За время осенней и зимней эксплуатации система отопления на базе теплового насоса ZUBADAN Inverter не имела аварийных остановок по причине неисправности оборудования. Система успешно выдержала морозы до –25°С в конце января 2009 года — в помещениях коттеджа поддерживалась целевая температура + 21°С.

Проверялся автоматический запуск системы после аварийного отключения и подачи электропитания. После подачи питания система осуществляет самодиагностику и включается на заданный режим.

Экономическая эффективность

По требованию заказчика электропотребление системы замерялось отдельным счетчиком. В доме поддерживалась целевая температура +21°С. Результаты измерений следующие:

• в октябре средняя потребляемая мощность составляла 0,62 кВт при средней температуре воздуха 0 ~ +5°С;
• в ноябре — 1,50 кВт при средней температуре воздуха -3 ~ 0°С;
• в декабре —1,89 кВт при температуре -3 ~ -8°С.

Результаты наблюдений позволяют сделать вывод, что для отопления дома площадью 72 м2 при температуре наружного воздуха -3 ~ -8°С система ZUBADAN Inverter потребляет электроэнергии меньше, чем один масляный радиатор.

Структурная схема