Просматривая в Интернете и специальной литературе темы отопительного оборудования, сегодня редко кто не сталкивается с информацией о теплонасосах. Возможности последних заставляют задуматься об их рентабельности, ведь что может быть более привлекательным, чем получать тепло из холода, затрачивая при этом минимум энергии. Но несмотря на всю заманчивость идеи, теплонасосы пока что не получили в нашей стране массового распространения. Причин тому две. Во-первых, у прежних теплонасосов довольно долгих срок окупаемости. Во-вторых, в наших суровых климатических реалиях они могут потребовать вспомогательного отопительного оборудования, а это означает и дополнительные затраты.
Однако с появлением технологии Zubadan, разработанной японской компанией Mitsubishi Electric, тепловые насосы перешли рубеж -25°С. Теперь доступно оборудование, которое способно отобрать тепло даже у такого мороза, при этом энергопотребление, затрачиваемое на транспортировку тепла, увеличивается только на 20%, и то только после -15°С. Теплонасосы, произведенные по технологии Zubadan, способны работать и при более низких температурах. Правда, с каждым градусом в сторону минуса будет увеличиваться энергопотребление. Но, несмотря на это, даже 25-градусный порог со знаком минус можно считать революцией в теплонасосном оборудовании.
Общие принципы работы теплонасоса
Прежде, чем перейти к разбору преимуществ технологии Zubadan, давайте вспомним, как работают теплонасосы. Данный раздел могут пропустить те, кому хорошо знакомы принципы холодильного оборудования, поскольку ниже информация будет приведена в форме ликбеза.
Итак, всем мы когда-то качали ручным насосом велосипедную камеру. Впрочем, если кто не качал, то пусть поверит на слово – насос сильно греется внизу, т.к. там происходит сжатие воздуха и, соответственно, образуется тепло. Принцип нагревания газа сжиманием используется компрессорами, которые имеются в любом холодильном оборудовании, – к ним (компрессорам) мы вернемся чуть позже.
Но причем здесь холодильник? – спросят многие. Да собственно притом, что теплонасос – это, по сути, тот же холодильник, только наоборот. Если обычный холодильник «отнимает» тепло у продуктов, которые мы в него кладем, и выводит его наружу, то теплонасос забирает это тепло у наружного воздуха, земли, воды и других бесплатных низкопотенциальных источников.
Иными словами теплонасосы при помощи циркуляции в системе хладагента, изменяющего свое агрегатное состояние с жидкости на газообразное, отбирают тепло у более теплой, нежели он сам, среды. Передача тепла от более теплых тел к более холодным закреплена вторым началом термодинамики – это закон.
Если второй закон термодинамики описывает естественный процесс передачи тепла от теплых тел к холодным, то заставить двигаться тепло в обратном направлении оказывается тоже можно. Но для этого понадобится проделать некоторую работу и затратить определенную энергию. При этом энергозатраты требуются меньшие, чем производится тепла, т.к. часть его «выработана» окружающей средой.
Теперь возвращаемся к нашему «велосипедному насосу». Чтобы получить из достаточно холодного газообразного хладагента теплый, его сжимают компрессором (закон Менделеева-Клапейрона). Таким образом, мы получаем горячий теплоноситель, который используется для полезного теплообмена. Этот теплообмен происходит в так называемом конденсаторе, где, охлаждаясь, газообразный хладагент начинает переходить в жидкое состояние.
Любая парокомпрессорная установка, разновидностью которой является и теплонасос, состоит из четырех основных элементов: испаритель, компрессор, конденсатор и расширительный вентиль. Из изложенного выше мы уже знаем, что в испарителе хладагент переходит из жидкого состояния в газообразное, а поскольку процесс испарения всегда происходит с поглощением тепла, то часть такового переходит хладагенту от окружающей среды. Далее, сжатый компрессором хладагент повышает свою температуру и, в конденсаторе переходит в жидкое состояние, естественно, отдавая тепло. Однако жидкость еще находится под избыточным давлением, которое понижается после прохождения расширительного вентиля. Попадая в испаритель, хладогент вскипает за счет резкого сброса давления, и снова повторяет весь цикл. И так по кругу.
Тепловые насосы ZUBADAN
Появление на рынке кондиционеров с функцией обогрева по технологии Zubadan, выпущенных японской компанией Mitsubishi Electric, заставило многих задуматься над очевидными выгодами предлагаемого оборудования. Данное ноу-хау снимает обе проблемы, которые раньше мешали делать выбор в пользу теплонасосов. К слову, само название технологии переводится с японского не иначе как «суперобогрев», правда написано оно по понятным причинам не иероглифами, а латиницей.
Технология Zubadan предлагает нам с вами обогреваться теплым воздухом или жидкими теплоносителями, используя в качестве отопительного оборудования инверторные кондиционеры воздух-воздух или воздух-вода. В то же время система может работать и как обычный кондиционер в режиме охлаждения. Таким образом, оборудуя свой коттедж кондиционером Zubadan, потребитель получает полноценную круглогодичную климатическую установку.
В бытовой серии М сплит-систем Zubadan имеются три модели нужных блоков: MUZ-FD25VABH, MUZ-FD35VABH, MUZ-FD50VABH и соответственно три внутренних MSZ-FD25VA, MSZ-FD35VA, MSZ-FD50VA.
Для нагрева воды (ГВС) или теплоносителя предусмотрено два вида оборудования. В первом случае – это стандартный наружный блок Zubadan PUHZ-HRP, к которому подключается теплообменник хладагент-вода. Во втором случае используется моноблок PUHZ-HW, который имеет вход и выход для непосредственного подключения водяных труб. Максимальная температура нагрева 65°С, чего вполне хватает как для отопления, так и для горячего водоснабжения. Теплонасосы ZUBADAN целесообразно использовать как отопительное оборудование для контуров «теплый пол» и «теплая стена». Возможность нагрева жидкого теплоносителя также позволяет использовать ZUBADAN для эффективного подогрева воды в бассейнах.
Главным достоинством технологии ZUBADAN является возможность использовать оборудование в режиме отопления даже, когда на улице -25°С. Это стало возможным благодаря двухфазному впрыску фреона и использования специального спирального компрессора, а также благодаря абсолютной синхронизации всех основных процессов цикла. При этом снижение КПД теплонасоса не наблюдается до -15°С наружной температуры.
Теплонасосами «воздух-воздух» бытовых серий можно эффективно обогреть жилые и офисные помещения в течение всего отопительного сезона. К одному внешнему блоку можно подсоединить два внутренних. При этом в диапазоне наружных температур +15…-25°С экономия достигает 50% даже в сравнении с газовыми котлами, что делает теплонасосы ZUBADAN серьезной альтернативой всем остальным типам отопительного оборудования.
Так, например, система Mitsubishi Electric MSZ-FD25VA / MUZ-FD25VABH в режиме обогрева при потреблении 490 Вт обеспечивает теплопроизводительность 3,2 кВт. Стоимость данного оборудования около 65 тыс. рублей.
Более мощная сплит-система, состоящая из наружного блока MUZ-FD35VABH и внутреннего блока MSZ-FD35VA в режиме обогрева производит 4 кВт при потреблении 840 Вт электроэнергии. Стоимость системы около 80 тыс. рублей.
Аналогичные параметры для комплекта Mitsubishi Electric MSZ-FD50VA / MUZ-FD50VABH – 6 кВт при энергопотреблении 1,51 кВт. Стоимость – 113 800 рублей.
Очевидно, что даже самая мощная модель из упомянутых расходует значительно меньше электроэнергии, чем масляный радиатор на 2 кВт, при этом производя в три раза больше тепла. Производитель заявляет, что на практике его оборудование обладает коэффициентом производительности 5,0.
Особенности теплонасосов ZUBADAN
Внутренние блоки сплит-систем ZUBADAN Inverter оснащены инфракрасными датчиками I SEE, охватывающими угол 150°. Эти датчики сканируют пол, измеряя его фактическую температуру, а на основании этих данных строят климатическую программу. В обычных кондиционерах температура измеряется по входящему в блок воздуху. А поскольку блок находится под потолком, где гораздо теплее, вероятность ошибки достаточно высока.
Модели серии FD оснащены системой биологической очистки и дезодорирования воздуха, использующей воздействие озоном. Таким образом, споры плесени, вирусы и бактерии погибают, проходя через своеобразный «озоновый душ».
Наружный блок подогревается при отрицательных температурах нагревательным кабелем, потребляющим порядка 130 Вт.
Во избежание поломки наружного блока из-за замерзания компрессора во время простоя, на статорные обмотки инвертор может подавать небольшое напряжение. Режим предварительного подогрева потребляет 50 Вт.
Сфера применения теплонасосов ZUBADAN
Компания Mitsubishi Electric предлагает как бытовое, так и промышленное оборудование, изготовленное по технологии ZUBADAN. Из ассортимента можно выбрать тепловые насосы для отопления коттеджей, квартир, служебных помещений, офисов, образовательных и медицинских учреждений. Отопление может быть организовано как воздушного типа (теплых воздух, поступающий из внутреннего блока), так и водяного (традиционные и встроенные радиаторы, теплый пол).
В Европе, в т.ч. и в России уже реализовано множество проектов, где в качестве отопительного оборудования использованы теплонасосы с технологией ZUBADAN. Если говорить о России, то ZUBADAN в первую очередь заинтересует регионы, где наружная температура не опускается ниже -30°С.
Автор текста: М. Тамилин
