EN 60730-2-9 Automatic electrical controls for household and similar use – Part 2-9: Particular requirements for temperature sensing controls (IEC 60730-2-9:2000, modified) (Автоматичний електричний контроль для побутового і подібного призначення – Частина 2-9. Особливі вимоги до здійснення контролю температури)
3.1 Терміни та визначення понять
Нижче подано терміни вжиті в EN 12828 та визначення позначених ними понять:
3.1.1 коефіцієнт перетворення (КП) (coefficient of performance (COP))
коефіцієнт перетворення теплового насоса за ДСТУ 3859 відношення теплової продуктивності до ефективної потужності (для парокомпресійних теплових насосів електричної потужності), що споживається установкою, виражений у Вт/Вт
3.1.2 середній за сезон коефіцієнт перетворення (СКП) (seasonal performance factor (SPF))
відношення загальної кількості теплової енергії QHP, яка поставлена тепловим насосом у розподільчу систему для опалення приміщення та/або в інші приєднані системи (наприклад, система гарячого водопостачання), до спожитої за рік сумарної електричної енергії, включаючи спожиту за рік сумарну кількість додаткової електроенергії Примітка. Див. додаток С.
3.1.3 температура точки рівноваги (balance point temperature)
мінімальна проектна температура зовнішнього повітря, за якої вихідна потужність теплового насоса дорівнює необхідному навантаженню на будівлю (тепловому навантаженню)
Примітка. При більш низьких значеннях температури навколишнього повітря використовується додаткове джерело теплової енергії для повного або часткового покриття теплового навантаження будівлі.
3.1.4 двомодульний – альтернативний режим (bivalent-alternative mode)
робочий режим, за якого використовується додаткове джерело теплової енергії (наприклад, газовий котел), розрахововане на повне теплове навантаження системи опалення, якщо температура зовнішнього повітря стає нижче температури точки рівноваги.
3.1.5 двомодульний – паралельний режим (bivalent-parallel mode)
робочий режим, за якого використовується додаткове джерело теплової енергії (наприклад, газовий котел) розраховане на залишкове теплове навантаження системи опалення, яку не може задовольнити тепловий насос при температурі навколишнього середовища нижче температури точки рівноваги
3.1.6 одномодульний режим (monovalent mode)
робочий режим, за якого тепловий насос спроектований на покриття всього теплового навантаження системи опалення як єдине джерело.
Примітка. Вихідна потужність теплового насоса, принаймні, рівна проектному тепловому навантаженню, розрахованому згідно зі СНиП 2.04.05.
3.1.7 резервний нагрівач (backup heater)
додатковий нагрівач, який застосовується для забезпечення тепловою енергією при недостатній потужності теплового насоса
3.2 Познаки та скорочення
У цьому документі використовуються наступні познаки та одиниця вимірювання (таблиця 2) та скорочення (таблиця 3)
Таблиця 2 – Познаки і одиниці вимірювання
|
Познаки |
Опис |
Одиниця вимірювання |
|
Cih |
Питома теплоємність елементів будівлі |
Втּгод/м3ּ°К |
|
COP θset |
Коефіцієнт ефективності теплового насоса для потреби гарячого водопостачання при встановленій температурі θset у баці-акумуляторі |
- |
|
fAS |
Розрахунковий коефіцієнт для приєднаних систем |
- |
|
fDHW |
Розрахунковий коефіцієнт для системи гарячого водопостачання |
- |
|
fHL |
Розрахунковий коефіцієнт теплового навантаження |
- |
|
Pel |
Ефективна споживана електрична потужність |
кВт |
|
Q |
Теплова енергія |
кВтּгод |
|
Qdaily |
Загальна кількість теплової енергії необхідної для задоволення добової потреби у гарячій воді |
кВтּгод |
|
QS |
Теплова енергія, що зберігається в баці-акумуляторі |
кВтּгод |
|
QDP |
Теплова енергія, яка необхідна протягом заданого періоду |
кВтּгод |
|
Ql,s |
Теплові втрати в баці-акумуляторі за певний період |
кВтּгод |
|
Qs.eff |
Ефективна (корисна) кількість енергії в баці-акумуляторі |
кВтּгод |
|
ql,s |
Щоденні питомі теплові втрати в баці-акумуляторі |
кВтּгод/(добаּдм3) |
|
tDP |
Заданий період |
год |
|
tEnergv,HP |
Тривалість періоду споживання енергії тепловим насосом |
год |
|
VS |
Об'єм бака-акумулятора |
дм3 |
|
VDP60 |
Об'єм подачі протягом заданого періоду при 60 °С |
дм3 |
|
Vl,s |
Об'ємна кількість теплових втрат у баці-акумуляторі |
дм3 |
|
Wθset |
Об'єм гарячої води температурою θset, яка має таку ж ентальпію як qdp |
дм3 |
|
ФАS |
Теплова потужність приєднаних систем |
кВт |
|
ФDHW |
Теплова потужність теплового насоса, яка використовується для гарячого водопостачання (проектне навантаження на систему ГВП) |
кВт |
|
ФHL |
Теплове навантаження |
кВт |
|
Фhр,θset |
Теплова потужність теплового насоса при температурі θset |
кВт |
|
Фhp |
Теплова потужність теплового насоса |
кВт |
|
ФSU |
Теплова потужність (навантаження) системи теплопостачання |
кВт |
|
λ |
Теплопровідність |
Вт/(мּ°К) |
|
θCW |
Температура на вході (холодна вода) |
°С |
|
θDPset |
Задана температура в баці-акумуляторі |
°С |
|
θe |
Розрахункове значення температури зовнішнього повітря для системи опалення |
°С |
|
θm,e |
Середньорічне значення температури зовнішнього повітря для даної місцевості |
°С |
|
θmin |
Мінімальна температура гарячої води при подачі |
°С |
|
θset |
Задана температура |
°С |
Таблиця 3 – Скорочення
|
КП (COP) |
коефіцієнт перетворення |
|
ГВП (DHW) |
гаряче водопостачання |
|
ПГП (GWP) |
потенціал глобального потепління |
|
ПЗОШ (ODP) |
потенціал зменшення озонового шару |
|
СКП (SPF) |
середній за сезон коефіцієнт перетворення |
4 ПРОЕКТНІ ВИМОГИ ДО СИСТЕМИ
4.1 Загальні положення
4.1.1 Основні положення
Теплонасосну систему слід проектувати згідно зі СНиП 2.04.05 та цим стандартом.
4.1.2 Джерело теплової енергії
4.1.2.1 Загальні проектні положення
Для кожного типу джерел теплової енергії, беруться до уваги такі проектні аспекти:
доступність джерела теплової енергії;
температурний рівень джерела теплової енергії;
кількість можливого відбору теплової енергії;
якість джерела теплової енергії.
4.1.2.2 Повітря – джерело теплової енергії
При проектуванні системи розглядається мінімальна витрата повітря, яка визначена виробником. Ефективність та потужність теплового насоса збільшується із збільшенням температури навколишнього повітря.
Для одномодульних систем (без резервного нагрівача) необхідна потужність теплового насоса визначається з використанням мінімальної розрахункової температури зовнішнього повітря 0 у розрахунках теплового навантаження згідно зі СНиП 2.04.05 та характеристиками теплового насоса, які надаються виробником.
Для двомодульних систем відповідна температура рівноваги повинна встановлюватися залежно від вибраного робочого режиму (двомодульно-альтернативний або двомодульно-паралельний).
Параметри повітря (зовнішнього або відпрацьованого), які входять у випарник теплового насоса, повинні бути чистими і відповідати вимогам технічної документації виробника на відповідний тепловий насос та ДСП-201.
4.1.2.3 Вода - джерело теплової енергії (наприклад, ґрунтові води, морська вода, вода озера або річки)
Необхідно визначити потрібний об'єм води для теплонасосної установки, враховуючи місцеві обмеження в доступі до ґрунтових вод.
Значення середньої температури ґрунтових вод може бути отримане від місцевої адміністрації, бурінням дослідної свердловини або (у разі неможливості буріння) прийнята як середньорічне значення температури зовнішнього повітря для конкретної місцевості.
Джерело води має забезпечити безперервну проектну витрату, проте необхідну для роботи теплового насоса. Об'єм відбору залежить від місцевих чинників і може бути встановлений шляхом безперервного відбору номінальної витрати під час випробувань, які проводяться протягом достатнього часу для отримання квазістаціонарного результату.
Для більших теплонасосних систем необхідно провести гідрогеологічні дослідження (буріння випробувальних свердловин).
Вода не повинна містити домішок та агресивних речовин, щоб запобігти засміченню свердловини. Необхідно вжити заходів для недопущення потрапляння кисню в систему, особливо у випадку присутності у воді заліза та марганцю. Необхідно дотримуватись вимог виробника обладнання. Якщо такі відсутні, то використовується додаток А для визначення довідкових показників якості води.
Якщо вода не відповідає вищезгаданим вимогам (наприклад, у випадку використання морської води), застосовується вторинний контур або очищення води.
Використана вода повинна бути повернена у навколишнє середовище чистою, відповідно до чинних нормативів. Повинні бути передбачені заходи щодо повернення води.
Свердловина для відбору води повинна розташовуватись перед нагнітальною свердловиною у напрямку потоку ґрунтових вод (див. рисунок 1).
1 – вітальня; 2 – ванна кімната; 3 – цокольний поверх; 4 – теплообмінник; 5 – тепловий насос; 6 – водонагрівач із тепловим акумулятором; 7 – бак-акумулятор; 8 – нагнітальна свердловина; 9 – свердловина для відбору води; 10 – напрямок руху фунтових вод
Рисунок 1 – Схема теплонасосної системи опалення з використанням ґрунтових вод
Система відбору теплової енергії з води повинна бути спроектована та відрегульована так, щоб запобігти її замерзанню.
Вимоги до водопровідної води, які використовуються в системі ГВП, мають відповідати ГОСТ 2874, ГОСТ 2761, ДСП №383.
4.1.2.4 Ґрунт – джерело теплової енергії
Відбір теплової енергії з ґрунту може здійснюватися за допомогою як горизонтальних ґрунтових теплообмінників, розташованих нижче поверхні (горизонтальні контури), так і теплообмінників, опущених у вертикальні свердловини (вертикальні контури).
При проектуванні теплонасосних систем враховується мінімальна температура ґрунту на відповідній глибині. У додатку А наведена інформація щодо розподілу температури у глибині ґрунту.
Необхідно врахувати зниження температури ґрунту як у результаті відбору теплової енергії упродовж опалювального періоду, так і внаслідок тривалої експлуатації теплового насоса упродовж кількох років поспіль, для того щоб не піддавати ризику роботу теплового насоса, а також забезпечити економічні та безпечні для навколишнього середовища умови експлуатації.
При проектуванні теплообмінника розглядаються теплові (термальні) властивості місцевого ґрунту, температура незайманого ґрунту і конструкція системи.
