Multifunkcionalne toplotne pumpe voda-voda koje ...
Transcript of Multifunkcionalne toplotne pumpe voda-voda koje ...
Belgrade, 6th Dec. 2018 – Session 6 – Refrigeration Machines and Systems
Multifunkcionalne toplotne pumpe voda-voda koje
jednovremeno ali nezavisno zadovoljavaju potrebe za
grejanjem STV i zahteve za grejanjem ili hlađenjem objekta
(bolnica 6000 m2) – primer iz prakse
Multifunctional water-water heat pumps able to simultaneously but
independently produce DHW and water for the space heating or
cooling (hospital 6000 m2) - an example from the practice
1
49th International HVAC&R Congress – Belgrade 2018
Slobodan Pejković
Nebojša Žakula
Nevena Aksić
Opšta bolnica MediGroup, nalazi se na Novom Beogradu. Zgrada
spratnosti Po+Pr+2, površine cca 6000m2, sastoji se od podzemne
garaže, prijemnog i administrativnog dela, ambulanti i lekarskih soba,
bolničkih soba i apartmana, dijagnostičkog centra, laboratorije i
prostorija sa zahtevom povišene klase vazduha kao što su operacione
sale i sobe za intenzivnu negu pacijenata.
2
POSTOJEĆA INSTALACIJA
Snabdevanje toplotnom energijom vršilo se pomoću dva elektro kotla
snage 500kW i 150kW. Kotao veće snage koristio se za pokrivanje
transmisionih i ventilacionih gubitaka toplote, dok je manji kotao u
kombinaciji sa akumulacionim rezervoarom zapremine 2500l služio za
pripremu sanitarne tople vode i pokrivanje potreba kanalskih dogrejača
vazduha. Proračun toplotnih gubitaka je rađen za spoljnu projektnu
temperaturu od -18°C.
Rashladna energija dobijala se pomoću vazduhom hlađenog čilera koji
pri nominalnim uslovima rada, što znači spoljnoj temperaturi 35°C i
temeperaturi hladne vode 12/7°C, ima rashladnu snagu od 332 kW.
Zbog smanjenja potrošnje električne energije, a samim tim i troškova,
potrebno je uraditi rekonstrukciju sistema. Umesto grejanja pomoću
električnih kotlova i hlađenja pomoću vazduhom hlađenog čilera,
potrebna energija bi se obezbedila preko dve toplotne pumpe voda-
voda, koje bi kao izvor toplote koristile podzemnu vodu. 3
NOVOPROJEKTOVANO REŠENJE
Novo rešenje snabdevanja energijom za pokrivanje toplotnih gubitaka i
dobitaka bazira se na multifunkcionalnim (polivalentnim) toplotnim
pumpama voda-voda. Kao toplotni izvor i toplotni ponor koriste se tri
bunara sa temperaturom vode od 16°C. Maksimalni potreban protok
vode je 15 l/s. Polivalentne toplotne pumpe mogu u isto vreme da
snabdevaju sistem sa toplom i hladnom vodom i samo višak energije da
predaju bunarskoj vodi.
Ovim rešenjem se postižu značajne uštede energije.
4
Računanje toplotnih gubitaka
Spoljna temperatura [°C] -12,1 -10 -5
Potrebna snaga grejanja prostora [kW] 414,7 387,5 322,9
Potrebe grejanja STV [kW] 67,0
5
49th International HVAC&R Congress – Belgrade 2018
Godišnja potreba energije za grejanje i pripremu STV [MWh] 1.711
Godišnja potreba rashladne energije [MWh] 803
6
49th International HVAC&R Congress – Belgrade 2018
Svaka toplotna pumpa ima dva nezavisna rashladna kruga, svaki krug sa
2 scroll kompresora. Ukupno 8 kompresora. Rashladno sredstvo je R410A.
Automatika toplotnih pumpi upravlja i radom pripadajućih cirkulacionih
pumpi.
Ukupan kapacitet toplotnih pumpi na grejanju je 413,6 kW. Zimi u noćnom
režimu rada obe toplotne pumpe rade na grejanju, jer je potrošnja STV
minimalna, a ukupna akumulacija je 5500 litara.
RashladnaSnaga[kW]
STV – SnagaGrejanja [kW](Rekuperator)
Snaga [kW]
grejanja(Prostor)
Apsorb.Snaga[kW]
EER COP
Tem
per
atu
raV
od
e[°
C]
isparivačulaz 12
182,6 34,4 5,23izlaz 7
kondenzatorulaz 25izlaz 32
isparivačulaz 14
198,7 53,2izlaz 11
rekuperatorulaz 49izlaz 53
isparivačulaz 14
206,8 54,3 3,76izlaz 11
kondenzatorulaz 50izlaz 54
Model TXHEBY 4180
Za pokrivanje potreba za grejanjem i hlađenjem predviđene su dve multifunkcion-
alne toplotne pumpe, proizvod RHOSS-Italija
7
49th International HVAC&R Congress – Belgrade 2018
8
49th International HVAC&R Congress – Belgrade 2018
9
49th International HVAC&R Congress – Belgrade 2018
Temperatura bunarske vode 16,1°C
10
49th International HVAC&R Congress – Belgrade 2018
PRINCIPIJELNA ŠEMA MULTIFUNKCIONALNE TOPLOTNE PUMPE
11
49th International HVAC&R Congress – Belgrade 2018
Recovery (Rec.) – sanitarna topla voda
Radi krug 1 / rade oba kompresora
Prim. – primar – grejanje prostora
Radi krug 2 / jedan kompresor - grejanje
Radi krug 1 / jedan kompresor - STV
Disp. – izlaz vode iz isparivača
PREVENT – upozorenje visoki pritisak
Temperatura vode iz bunara 16,1°C
Temperatura spoljašnjeg vazduha 10,3°C
12
49th International HVAC&R Congress – Belgrade 2018
Visoki pritisak - upozorenje preko
pretvarača pritiska - na 38 bar.
Isključuje kompresor na 39 bar.
Sigurnosni ventil otvara na 41,7 bar.
Presostat visokog pritiska fabrički
podešen na 42 ± 1 bar.
Sa ovim podešavanjem teško može
da se dostigne stabilna temperatura
vode od 55°C.
Sigurnosni ventil
Presostat visokog pritiska
13
BITZER Software v6.9.1 rev2074
(c) 2018, BITZER, Germany. All data subject to change.
***********************************************
Compressor Selection: Scroll-Compressor
------------------------------------------------------------------
Input Values:
Compressor type
Refrigerant
Liq. subc. (in condenser)
Suct. gas superheat
Scroll , hermetic
R410A
2,00 K
6,50 K------------------------------------------------------------------
Result:
Evaporating SST
Condensing SDT
5,6 °C
60 °C
Compressor Total GSD60182VA GSD60182VA
Capacity steps 100% 100%
Cooling capacity 70,2 kW 35,1 kW 35,1 kW
Ratio 50 % 50 %
Power input 29,6 kW 14,78 kW 14,78 kW
Current (400V) 48,2 A 24,1 A 24,1 A
Condenser Capacity 99,7 kW 49,9 kW 49,9 kW
EER 2,37 2,37 2,37
COP 3,37 3,37 3,37
Mass flow 1984 kg/h 992 kg/h 992 kg/h
Discharge gas temp. 98,3 °C 98,3 °C 98,3 °C
Prikazani podaci su za
jedan rashladni krug sa
dva kompresora
15
49th International HVAC&R Congress – Belgrade 2018
TECHNICAL DATA - TXHEBY 4180
Design parameters Cooling Heat recovery Heating
Evaporator Inlet fluid temperature [°C] 12 14
Evaporator Outlet fluid temperature [°C] 7 11
Condenser Inlet fluid temperature [°C] 25 50
Condenser Outlet fluid temperature [°C] 32 54
Heat Recovery Inlet temperature [°C] 49
Heat Recovery Outlet temperature [°C] 53
Main exchanger fluid Water Water
Fouling factor [m²°C/kW] 0,035 0,035
Disposal unit side exchanger fluid Water Water
Fouling factor [m²°C/kW] 0,035 0,035
Secondary exchanger/heat recovery fluid Water
Fouling factor [m²°C/kW] 0,035
Performances Cooling Heat recovery Heating
Cooling capacity (Automatic 1)
Capacity (gross) [kW] 182,6
Absorbed power (gross) [kW] 34,4
EER (UNI EN 14511/2013) 5,23
Capacity in heat recovery (Automatic 2)
Capacity (gross) [kW] 147,1 198,7
Absorbed power (gross) [kW] 53,2
TER 6,5
Main data in heating (Select 1)
Capacity (gross) [kW] 206,8
Absorbed power (gross) [kW] 54,3
COP (UNI EN 14511/2013) 3,76
Prikazani podaci su za oba rashladna kruga sa sva četiri kompresora
❑ Toplotne pumpe voda-voda koje kao izvor toplote koriste plitke
podzemne vode temperature od 13 do 16ºC su energetski
efikasne, ekonomične i dugovečne zbog povoljnih režima rada,
❑ Kompletna proizvodnja rashladne i toplotne energije je iz
obnovljivih izvora energije,
❑ Zbog smanjenja potrošnje električne energije smanjuje se i
emisija CO2,
❑ Nameće se zaključak da će R410A zbog visokih pritisaka
kondenzacije i ograničenih temperatura tople vode vrlo brzo
zameniti amonijak ili propan kao rashladno sredstvo u
toplotnim pumpama.
16
Zaključak
17Toplotna pumpa TPVP – „Frigostroj” u objektima Centra za rehabilitaciju
“Reumal” u Fojnici – Bosna i Hercegovina u radu od 1986.
Toplotna snaga 296 kWPm = 79 kW
Tvc = 48 / 54ºCCOP = 3,75
Rashladna snaga 218 kW Tve = 21 / 14ºC
Rashladni
fluid
R12Snimljeno 23.11. 2018. god.