Анализ особенностей хладагентов
Анализ особенностей хладагентов

Выбор хладагента влияет на производительность и поведение любой теплонасосной системы. Наиболее интересными хладагентами для использования в тепловых насосах в настоящий момент являются R-410A и R-407C.

При сравнении компрессоров для R-410A и R-407C и их холодильного коэффициента на первый взгляд может показаться, что R-410A не является оптимальным решением.

Однако при расширении области анализа и рассмотрении всей теплонасосной системы в комплексе сразу становятся очевидны определенные преимущества.

Сначала обратим внимание на конденсатор для подогрева воды; по диаграмме с температурной кривой видно: вследствие того, что у R-410A нет наклонной, температура точки росы в среднем на 2 К ниже, чем у R-407C, что означает более высокую эффективность системы.

Более низкая температура конденсации для данной температуры воды является более выгодной. Из-за отсутствия наклонной у кривой хладагента R-410A упрощается достижение более низкой температуры конденсации. И наоборот, для хладагента R-407C вследствие наличия наклонной практически невозможно обойтись без ресивера для жидкости с целью поддержания самой низкой температуры конденсации. В данном случае важную роль играет эффект переохлаждения. R-410A с плато может обеспечить постоянное переохлаждение со значением 3,5 K без ресивера для жидкости. Для устойчивого переохлаждения с температурой 1,5 К в системах R-407C требуется наличие ресивера для жидкого хладагента.

В воздушном змеевике для R-410A и R-407C используется одинаковая температура кипения. Дополнительный эффект отсутствия наклонной на кривой состоит в том, что системе потребуется меньше циклов оттайки, но этот эффект не был принят во внимание, так как он во многом зависит от формы ребер охлаждения и распределения воздушного потока.

На следующих этапах анализа различных хладагентов во всей теплонасосной системе использовалось пять разных компрессоров для моделирования теплонасосной системы, а также разные коэффициенты производительности и различные условия. 

  • ZP42KSE — кондиционирование воздуха, R-410A
  • ZH12K1P — новое отопление, оптимизированное для R-410A
  • ZHI11K1P — новое отопление, оптимизированное для R-410A, с улучшенной системой впрыска пара
  • ZH38K4E — отопление, оптимизированное для R-407C
  • ZH13KVE — отопление, оптимизированное для R-407C, с улучшенной системой впрыска пара

Следует отметить, что только модели с улучшенной системой впрыска пара благодаря более широкому диапазону рабочих характеристик позволяют получить температуру воды +55 °C при температуре воздуха -7 °C . Модель ZP42 (стандартный компрессор для кондиционирования воздуха), конечно же, не подходит для систем с высокой температурой, однако этот компрессор был выбран в качестве эталонной модели для данного анализа и может применяться для воды с более низкой температурой.

В качестве базы для расчета коэффициента сезонной эффективности и демонстрации ежегодных эксплуатационных затрат использовался стандарт EN14825. В данном стандарте территория Европы разделена на три климатических зоны: теплую, умеренную и холодную.

В анализе учитывается производство бытовой горячей воды в размере 20 % от общей ежегодной потребности в отоплении.

На основании данной оценки можно назвать следующие преимущества R-410A:

  • более высокая эффективность системы во всех климатических условиях,
  • более низкие затраты на систему,
  • значительная экономия затрат на оплату счетов за электричество у конечного пользователя.

В любом случае (ZH) отопительные спиральные компрессоры Copeland Scroll™ R-407C и R-410A R-410A обеспечивают серьезное улучшение работы системы в холодном и умеренном климате при использовании теплых полов и радиаторов отопления, а также для производства бытовой горячей воды. Улучшенный впрыск пара означает дополнительное повышение эффективности и улучшение рабочего диапазона, что особенно важно для холодных климатических условий и теплонасосных систем с высокой температурой воды.

Стандартные компрессоры для систем кондиционирования воздуха могут представлять интерес в случае более теплого климата и низкой температуры воды, однако усложнение эксплуатационных условий может привести к чрезмерному использованию электрических отопительных приборов.

Для перехода к полному тексту исследования щелкните здесь.

 
 
 
 
 
Share