67
Монтаж и обвязку тепловых насосов следует выполнятся в
соответствии с инструкциями и рекомендациями, согласно действующих
норм и правил СНиП. [16]
Требования к установке теплового насоса:
минимальное расстояние от теплового насоса до стен должно быть
не создавать проблем монтажа и сервиса теплового насоса;
основание корпуса должно стоять на цельной выровненной
площадке.
Подключение к системе:
подключаемые системы должны быть технически чистыми и без
воздуха;
обращать внимание на обозначения входа и выхода.
Управление тепловыми насосами, и всеми подключенными элементами
осуществляется при помощи пультов управления на основании инструкции
по эксплуатации теплового насоса. Установка теплового насоса показана на
рисунке 22.
Рисунок 22 – Установка теплового насоса, обозначены ТН1 и ТН2
68
Система разбита на зоны с разными температурными графиками – в
зависимости от удельной мощности.
Приготовление теплоносителя с разными параметрами осуществляется
насосносмесительными узлами в ИТП.
Подвод теплоносителя от ИТП к коллекторам осуществляется
магистралями из стальных водогазопроводных труб по ГОСТ 3262-75 (но
лучше – полимерными трубами).
Для греющих контуров применены трубы из сшитого 5-ти слойного
полиэтилена Uponor Comfort Pipe Plus 20x2.0. Контуры укладываются
непосредственно в бетонные плиты пола, перекрытия и покрытия. В плиту
пола 1 этажа и покрытие – на нижний арматурный каркас. В перекрытии
трубы монтируются на дополнительную арматурную сетку и поднимаются
вместе с сеткой в середину плиты с помощью крюков из проволоки. Шаг
укладки трубопроводов в плите пола 1 этажа составляет 200 мм, в
перекрытии и покрытии – 150 мм. [16]
Греющие контуры объединяются в коллекторы. Для пола 1 этажа
применены промышленные модульные пластиковые коллекторы Uponor
Magna 1 ½” и стальные коллекторы Uponor Smart S 1”. Для перекрытия и
покрытия применены стальные коллекторы Uponor Smart S 1”. Все
коллекторы теплоизолируются полосами вспененного каучука. [19]
Балансировка контуров системы осуществляется на подающих
сегментах коллекторов Magna и обратных сегментах коллекторов Smart S.
Гидравлическая увязка коллекторов между собой осуществляется с помощью
балансировочных клапанов Danfoss MSV-BD, рисунок 23. Коллекторы Magna
снабжены резьбовыми заглушками для опорожнения системы и клапанами
для выпуска воздуха, коллекторы Smart S снабжены универсальными
клапанами для опорожнения и выпуска воздуха. Коллекторы
устанавливаются во встраиваемые или накладные стальные шкафы. [22]
69
Рисунок 23 – Внешний вид балансировочного клапана Danfoss MSV-BD
Для крепления труб системы термоактивных конструкций рекомендуем
применять арматурную сетку с прутками толщиной от 4 – 5 мм.
Чтобы обеспечить необходимую высоту расположения труб в
европейском ассортименте Uponor присутствуют специальные крючки-
подвесы для подъема арматурной сетки с трубами. На объектах в России
применялось принципиально другое решение – подставки для арматурной
сетки с трубами, изготавливаемые на стройплощадке из арматуры. Такие
подставки целесообразно снабжать полимерными колпачками для
исключения следов коррозии на нижней поверхности перекрытия. [31]
Современное высококлассное здание, независимо от его
архитектурного облика, обязательно характеризуется высочайшей
насыщенностью инженерными системами, что повышает требования к
обеспечению его электроэнергией, теплом и холодом. Высокая стоимость
подключения электроэнергии, неэффективное использование природных
ресурсов, диктуют требования к применению инновационных и
энергоэффективных технологий.
70
Говоря об общей энергоэффективности здания, нужно понимать
комплекс мероприятий, направленный на снижение энергонагрузок.
Рекомендуемые в работе варианты тепло- холодо-снабжения позволяют
сэкономить электрическую мощность и лежат в векторе эффективного
использования природных ресурсов.
3.3 Технико-экономическое обоснование принятых решений
В системе управления климатом АБК предусмотрен контроллер фирмы
Uponor (Финляндия) Smatrix Move PRO –универсальный контроллер
температуры подачи на несколько зон. Может применяться в различных
схемах для поверхностного отопления, охлаждения или одновременно,
рисунок 24. [31]
Рисунок 24 – Внешний вид контроллера и узлов управления Smatrix Move
PRO
Одно главное устройство Smatrix Move PRO собирает данные от всех
остальных устройств в здании, контролирует их работу и настраивает всю
систему для достижения наивысшей эффективности и надежности. Основные
достоинства Smatrix Move PRO: [31]
возможность индивидуального (независимого) контроля отопления и
охлаждения нескольких различных зон и помещений;
71
интеграция автоматики Uponor в систему управления зданием по
шине KNX;
управление температурой подачи смесительных узлов
осуществляется в погодозависимом режиме с использованием прогноза
погоды;
управление отоплением и охлаждением различных зон здания с
помощью единой системы;
экономия энергии за счет автобалансировки и коррекции
температуры подачи теплоносителя;
интуитивная настройка, не требует программирования;
требуемые изменения температуры подачи происходят заранее.
В связи с установкой тепловых насосов, в проекте ИТП для
поддержания нормального режима функционирования тепловых насосов в
промежуточный контур системы контура источника холода установлен 1
буферный накопитель суммарной емкостью 1000 л для аккумуляции холода
для обеспечения фанкойла охлаждения серверной АБК. [27]
Также предусмотрена возможность пассивного охлаждения
логистического цента за счет переключения трехходовых клапанов, с подачей
холодоснабжения в систему термоактвных конструкций ТАБС, с
обеспечением контроля точки россы в плитах перекрытия. [27]
Системой предусмотрено охлаждение приточной вентиляции офиса
логистического центра летом мощностью 300 кВт, и охлаждение
предподогревателя приточной вентиляции офиса АБК от возобновляемого
контура источника энергии - геотермальной энергии, взамен использования
чиллера. При этом годовая экономия будет достигать до 64000 кВт
электрической энергии. [27]
Также системой предусмотрен сухой уличный охладитель - как
пиковый догреватель для обеспечения беспрерывной и правильной работы
72
тепловых насосов. Подключение контроллера управления показано на
рисунке 25. [27]
Рисунок 25 – Подключение контроллера управления Smatrix Move PRO
Основные характеристики Smatrix Move PRO: [22]
встроенный дисплей с системой меню;
контроль температуры подачи до четырех зон, до четырех
отопительных систем, до двух зон снеготаяния и одной зоны горячей воды;
кривая нагрева только для систем Stand Alone Control и только для
зон Smatrix Base PRO;
подключение максимум четырех приводов, по одной на зону;
73
подключение максимум четырех циркуляционных насосов, по одной
на зону;
нижняя температура подачи с использованием настраиваемых
графиков, режим ECO;
первоначальная настройка выполняется с помощью мастера запуска;
наличие интерфейсов Modbus и KNX;
интеграция с системой Uponor Smatrix Base PRO через системную
шину.
Кривая нагрева для контроллера Uponor Smatrix Move PRO показана на
диаграмме, рисунок 26. На диаграмме показана рассчитанная температура
подачи для каждой кривой при различных наружных температурах.
Контроллер использует выбранную кривую для работы смесительного
клапана, который, в свою очередь, регулирует температуру подачи в систему.
Рисунок 26 - Кривая нагрева контроллера Uponor Smatrix Move PRO
74
Система может быть интегрирована с системой Uponor Smatrix Base
PRO, чтобы обеспечить возможность индивидуального управления
помещениями в зоне. Датчик наружной температуры подключен к системе
Base PRO, а дополнительный датчик наружной температуры, подключенный
к контроллеру Move PRO, не требуется. Данные датчиков температуры
наружного воздуха также будут использоваться другими зонами. Интеграция
активируется, когда зона настроена как Smatrix Base PRO,0 требуется, чтобы
проводка была выполнена и контроллер теплоносителя был активирован в
меню интеграции в интерфейсе Base PRO, в мастере запуска на контроллере
Move PRO. [22]
Включение контроллера осуществляется подачей напряжения питания
на соответствующие клеммы. После загрузки контроллера на дисплее
отображается мнемосхема. Доступ пользователя к данным и состоянию
оборудования, процессам, протекающим в контуре, организуется
посредством меню.
Навигация по меню осуществляется при помощи стрелок ▲▼,
расположенных на клавиатуре контроллера. Вход в выбранный экран меню
производится нажатием клавиши «ENTER». Для возврата в предыдущее
меню – «ESCAPE».
Для изменения значения какого-либо параметра необходимо найти его
в списке при помощи стрелок ▲▼, выбрать его нажатием клавиши
«ENTER», и при помощи клавиш, на которых изображены цифры, ввести
значение. По окончании ввода необходимо произвести запись значения в
контроллер путём нажатия клавиши «ENTER». В случае, если необходимо
ввести дробное значение, для ввода десятичной запятой используется
клавиша под названием «POINT», она же имеет значение стрелка ►.
Включение автоматического режима работы, а вместе с ним и запуск
алгоритма управления, производится путём нажатия клавиши «F2», она
подписана «START», если по каким-либо причинам работу системы
75
необходимо остановить, то нужно нажать клавишу «STOP». Включение
автоматического режима работы сигнализируется свечением одного из
светодиодов, расположенных на передней панели контроллера, а также
соответствующей надписью в меню «Состояния».
3.4 Выводы по третьей главе
В третьей главе проведен выбор теплового насоса и вспомогательных
систем. Решено применить два тепловых насоса марки Termini 1345-55
суммарной тепловой мощностью 50 кВт, при потреблении электрической
мощности 10 кВт. Это позволит только при возникновении экстремальных
наружных температур ниже +0ºС переходить на совместную работу от
теплового насоса и газовой котельной.
Для обеспечения требуемой производительности в проект заложены
скважины общей глубиной 5287 м, сведенных трубопроводами Ду32 в
рассольный коллектор, смонтированный в колодце, а также, магистральный
трубопровод для ввода в здание Ду229 согласно рекомендациям
производителя тепловых насосов.
Для управления системой обеспечения климата выбран контроллер
фирмы Uponor (Финляндия) Smatrix Move PRO – универсальный контроллер
на несколько зон. Может применяться в различных схемах для отопления,
охлаждения или одновременно.
76
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе работы был разработан проект системы теплоснабжения на базе
теплового насоса производственного корпуса с административно-бытовым
пристроем ООО «Кимберли Кларк». Разработанная система позволит
сократить расходы на отопление складских и административно-бытовых
помещений за счет использования тепла низкопотенциального источника –
грунтовых вод. При пиковых тепловых нагрузках, будет применяться газовая
котельная.
Достижение цели работы позволило показать возможность применения
современных технологий и новейших тепловых насосов для условий
Российской федерации.
В первой главе было показано, что применение геотермальной энергии
для отопления и кондиционирования помещений чрезвычайно эффективно.
Геотермальная энергии возникает от ядра земли, которое обеспечивает
стабильную температуру грунта независимо от времени года. Современные
материалы и технологии позволяют как извлекать тепловую энергию из
земли зимой, так и утилизировать излишки летом.
Современные технологии позволяют осуществлять теплообмен с
помещением путем монтажа труб в бетонные перекрытия, такое решение
является долговечным и обеспечивает хорошие параметры теплообмена. Для
подобного решения не требуется большой разницы температур между
теплоносителем и помещением, что оптимально подходит для работы с
тепловыми насосами.
В зависимости от задач и требуемой тепловой энергии, применяют
горизонтальные или вертикальные геотермальные системы, преимуществом
вертикальных систем является меньшая занимаемая площадь и высокая
эффективность, а недостатком – необходимость применения бурового
оборудования.