ГОСТ Р 54865-2011 Теплоснабжение зданий. Методика расчета энергопотребности и эффективности системы теплогенерации с тепловыми насосами

     4.7 Комбинированная выработка тепловой энергии для отопления и горячего водоснабжения

Комбинированная выработка тепловой энергии для отопления и горячего водоснабжения может проводиться в двух режимах: последовательном и параллельном.

При эксплуатации ТСТ в последовательном режиме теплогенерирующее оборудование переключают с системы отопления помещений на систему горячего водоснабжения, например, систему в конфигурации, представленной на рисунке 1, с параллельным подключением резервуара-хранилища бытовой горячей воды. Приготовление горячей воды обычно пользуется приоритетом, т.е. отопление помещений прерывается в случае возникновения потребности подогрева горячей воды.

Последние тенденции в совершенствовании конструкций тепловых насосов (ТН) нацелены на реализацию как новых конструкций оборудования, так и на повышение эффективности реализуемых термодинамических циклов с помощью:

- понижения температуры перегретого пара и (или) переохлаждения конденсата;

- каскадных циклов с внутренними теплообменниками.

Эти новые решения предполагают параллельное обеспечение тепловой энергией системы отопления и системы горячего водоснабжения. В этом случае тепловые нагрузки отопления и ГВС покрываются одновременно.

Пример гидравлической схемы ТСТ, работающей в параллельном режиме выработки тепловой энергии для отопления и ГВС и использующей каскадный цикл с переохлаждением конденсата, приведен на рисунке 3.

1 - подача горячей воды в систему ГВС; 2 - конденсатор верхней ступени в баке-аккумуляторе ГВС; 3 - ввод сетевой холодной воды для системы ГВС; 4 - переохладитель конденсата первой ступени - испаритель верхней ступени; 5 - компрессор верхней ступени; 6 - конденсатор нижней ступени; 7 - подсистема отопления; 8 - компрессор нижней ступени; 9 - испаритель нижней ступени; 10 - испаритель верхней ступени (теплообмен с источником низкопотенциальной теплоты грунта); 11 - термоскважина (вертикальный грунтовый теплообменник); 12 - циркуляционный насос в системе распределения теплоты для отопления помещений; 13 - насос источника низкопотенциальной теплоты; 14 - расширительный вентиль; 15 - обратный клапан

Рисунок 3 - ТСТ с каскадным циклом, использующая переохлаждение конденсата для производства бытовой горячей воды

ТСТ, представленная на рисунке 3, предусматривает следующие рабочие режимы:

1) режим отопления помещений - работает только система отопления и тепловой насос нижней ступени (холодный период года - резервуар хранения горячей воды полностью заполнен);

2) режим бытового горячего водоснабжения - работает только система бытового горячего водоснабжения и тепловой насос верхней ступени, теплота извлекается из грунтового источника (теплый период года - отопление не требуется);

3) параллельный режим - осуществляется отопление и горячее водоснабжение. Работают обе ступени теплового насоса. Источник низкопотенциальной теплоты для нижней ступени ТСТ - грунт поверхностных слоев земли, а для верхней ступени - переохлажденный конденсат теплонасосного оборудования нижней ступени (холодный период года - резервуар хранения горячей воды частично заполнен).

При проведении вычислений по настоящему стандарту предполагается, что параметры последовательного и параллельного режимов эксплуатации ТСТ определяются испытаниями, поэтому в распоряжении разработчика имеются все необходимые характеристики оборудования, включая теплопроизводительность и КПД для всех трех рабочих режимов.