четверг, 25 апреля 2013 г.

Измеренная эффективность ТН против ТЭН на ГВС (горячее водоснабжение)

24.04.2013г.

В пластиковую бочку на 50л, наполнил водой температура +11.7.
ТН подключен к скважине температура воды около +10.
Запустил.
Кипение +3,+4 пока температура нагрева ниже +35 была.
Когда температура приблизилась к +40, кипение стало +5.
Нагрев бочки с водой от +11,7 до +55 градусов ушло 18-19 минут.
Расчетная средняя полезная мощность нагрева 7,88 кВт
Теплопотеря (остывание) бочки с водой от +54 до +53 ушло 3 мин 15 секунд. Это примерно 1.07 кВт.

Теоретическая мощность ТН 7.88 + 1.07= 8.96 кВт, с поправкой где-то 7,88 + 1,07 /2 = 8.42 кВт.


25.04.2013г. измерил ТН (теплового насоса) на ГВС (горячее водоснабжение) по сравнению с Электрокотлом.

ЭК мощность 9 кВт нагрел бочку воды 50 кг с +20 до +55 за 16 мин 10 сек. 2.16 градуса в мин.

ТН греет воду с +14 до +51 за 18 мин 19 сек. 2.02 градуса в мин.
в предыдущий день почему-то грелось быстрее с +44 до +55 за 5 мин 12 сек 2,11 градуса в мин.

Клещами померили потребляемый ток.
Насос в скважине 7,5А при потоке около 2.8 м3 в час
ЭК 14-15А в каждой фазе. *3

ТН (тепловой насос)
при температуре нагретой воды +25 ток 8,7А
вода +36 ток 10,4А
вода +51 ток 13.4А

Итого если не учитывать косинус получим 13,4*220=2948 Вт. Если принять мощность ТН равной 8кВт. Получим теоретический КОП (Коэффициент эффективности) 8000/2948=2,71. Это при температуре кипения фреона +4 градуса и темп конденсации около 56 град.



Если учесть цирк насосы и скважный то получим
Полезный КОП (коэффициент эффективности) 8000/(2948+7,5*220+60Вт)=1,75

Кстати электросчетчик при работе скважного насоса и цирк насоса (60-90Вт) показывает 20 имп за 42 сек (800 имп 1 кВт час) или 2.14 кВт мощности. Как-то многовато счетчик показывает, для насосов.

Поправки.
9 кВт котел при нагреве воды в бочке 2,16*50*4,18/60=7,52 кВт (полезного тепла), а тратит 9 кВт ЭЭ, значит около 1.5 кВт рассеивается в виде потерь в комнату.
Тогда ориентировочная полная тепловая мощность ТН не 8кВт, а где-то также около 9 кВт.

Значит КОП ТН 9000/2948=3,05, а полный КОП системы ГВС 9000/4658=1,93
Тогда КПД электрокотла 7,5/9=0,83

Преимущество ТН перед Электрокотлом 1,75/0,83=2,1 раза.

Следующий эксперимент:

к ТН вода-вода на холодный контур поставил радиатор от а/м ОКА, горячую сторону на ГВС в бак 50л.
За 5 мин работы температура бака с 14 поднялась примерно до 22. Температура воздуха была +15, опустилась до +10. Кипение фреона было -5 дошло до -12. Дальше испытывать не стал во первых стало неприятно холодно , а во вторых побоялся что незамерзайка замерзнет в испарителе.

Короче вывод радиатор от ОКА не в состоянии обеспечить теплоприток. Тут надо бы что-то мощнее.
На днях заказал воздухоохладитель на 11 кВт с вентилятором.

Будем смотреть потянет ли? Задача сделать летний ГВС без геоконтура из ТН вода-вода.

11.07.2013г.
С воздухоохладителем 11 кВт (60*35) и вентилятором на 1900 куб.м. воздуха в час (0.37 кВт) при температуре на улице +30...+35. Кипение становится +4...+8. При температуре конденсации +62 (ГВС +54) ток по клещам около 15-17А. Циркуляционные насосы 2шт по 100-120 Вт.
17А*220В=3740 (В*А) мощность компрессора если cos phi=0.75 тогда 3740*0,75=2805 Вт.
0,37кВт+0,24кВт=0,61кВт дополнительных потерь
Итого 2805+610=3415 Вт. общее потребление (расчетное). На днях установим счетчик.

Сейчас ТН заменяет 9кВт электрокотел на ГВС - персонал замену не заметил - "Какая была вода такая и осталась".

КОП=COP=9/3,415=2.63 (по теплу)

27.09.2013г. После испытания ТН на нагреве воды в Кафе" Затерянный рай", статистически вышла средняя экономия по электропотреблению примерно в 3 раза. Если учесть что работа ТН не была оптимальной с точки зрения нагрузки на него, очень даже неплохо. Нагрузка на ТН в кафе меньше номинальной мощности ТН, поэтому режим работы ТН старт-стоп. Кроме этого система теплообмена воды в бойлерном баке (2*300л) работает не эффективно, из-за этого ТН включается на 5 мин и отключается на 8 мин, а вода в баке расслоилась верх +50 градусов низ +15 градусов. Чтобы расслоение воды не происходило нужно всю теплообменную "спираль" расположить внизу бойлерного бака, а сейчас "спираль" стоит по всей высоте бака, кроме этого желательно увеличить длину "спирали".

3 комментария:

  1. Этот комментарий был удален автором.

    ОтветитьУдалить
  2. Очень интересная тема! Можете подсказать, если греть Воду в Баке насосом тепловой мощности на 15 кВт ,какие будут диаметр и длинна змеевика?

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Почитайте http://ruslan-g.blogspot.ru/2013/07/blog-post.html уточните что будет в змеевике? Фреон или промежуточный теплоноситель (вода) как в баке косвенного нагрева. Навскидку на 4кВт тепла (если в трубке фреон - прямая конденсация) нужно 15м трубы диаметром 9.52мм. Значит прикидочно на 15 кВт понадобиться в 4 раза длиннее. Но длина 60м многовато (сопротивление будет портить КОП) поэтому целесообразней взять 30м, но диаметр взять больше (к примеру что-то около 3/4"). Можно попробовать вариант взять два параллельных контура по 30м диаметром 9.5мм (лучше 1/2"). Выбор за Вами. Незабываем что DT около 10 градусов в стоячей воде, если обеспечить перемешивание в баке, DT уменьшиться и качество теплообмена улучшится.

      Удалить