Буферные накопители

Відповідь: Буферные накопители

Як підібрати величину об’єму ТА для теплового насосу.

Розглянемо найпростіший (і реально можливий для реалізації) варіант опалення тепловим насосом (ТН) – насос нагріває теплоносій з 35С до 45С , а наша система опалення працює саме в такому режимі - 35-45С (теплі підлоги, радіаторне опалення).

Нехай добові витрати тепла будинку рівні кількості тепла, яке може подати ТН протягом доби. Для зручності обрахунку оберемо їх величину на рівні 240 кВт*доба.
Це усереднене значення тепловтрат мого будинку при -20С на вулиці.
Достатня продуктивність ТН для покриття таких витрат становить Wтн = 10 кВт*год.

Звичайно, що протягом доби щогодинні тепловтрати будинку змінюються.
Є період, коли вони менші від потужності ТН, назвемо цю частину доби умовно «теплою», і є період, коли вони більші від потужності ТН, назвемо цю частину доби «холодною».
Оскільки у нас генерована ТН за добу енергія рівна тепловтратам приміщення, то вибір тривалості теплої і холодної частин доби не має принципового значення, баланс по енергії зберігається. Для наочності обрахунку приймемо тривалість теплої частини tт = 8 годин з усередненими тепловтратами Wт =7 кВт*год. Тоді тривалість холодної частини буде tх = 16 годин з усередненими тепловтратами Wх~11,5 кВт*год.
ТН за теплу частину доби згенерує надлишок теплової енергії, яку нам необхідно зберегти і використати у холодну частину доби, коли енергії ТН є замало для покриття витрати будинку.
Надлишок енергії становитиме Wнадл = (Wтн -Wт)= (10-7)*8= 24 кВт*год
Для накопичення і використання цієї енергії у нашій системі з робочими параметрами температури T=T2-T1=45С-35С= 10С нам необхідно
V= 860 *Wнадл / T ~2064 літри води – така кількість води накопичує 24 кВт*год при її нагріванні на 10 градусів.

(860 - це кількість води в літрах, яка накопичить 10 кВт*год енергії при її нагріванні на 10 градусів)
Ми розглянули випадок, коли ТН насос продукує за добу стільки енергії, скільки необхідно будинку на добу.

Ще можливі два інші випадки робот ТН за критерієм продуктивності:
1) коли його добова продуктивність більша від витрат будинку;
2) коли вона менша від витрат будинку.

У першому випадку в підборі величини ТА слід керуватись достатньою додатковою кількістю тепла, яка необхідна будинку у холодну частину доби. При її накопиченні у теплу частину доби може скластися ситуація, коли ТН постачає забагато енергії: будинок витрачає не багато, акумулятор заповнений повністю. В такому випадку приходиться вимикати ТН і переходити на теплопостачання з ТА. Важливо не «розрядити» ТА повністю, а лиш на 1/10-1/8 і після цього знову перейти на опалення від ТН. Це дасть змогу трохи зекономити на електроживленні ТН.

У другому випадку, коли добова продуктивність ТН менша від добових витрат будинку, необхідно керуватись кількістю надлишкового тепла, яке будинок не споживає від ТН у теплу частину доби. Звичайно, цього накопичення буде недостатньо для покриття тепловтрат у холодну частину доби, їх потрібно покривати додатковим джерелом тепла.