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


Godišnja potreba energije za grejanje i pripremu STV [MWh] 1.711

Godišnja potreba rashladne energije [MWh] 803

6


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


8


9


Temperatura bunarske vode 16,1°C

10


PRINCIPIJELNA ŠEMA MULTIFUNKCIONALNE TOPLOTNE PUMPE

11


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


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

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


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


TER 6,5

Main data in heating (Select 1)

Capacity (gross) [kW] 206,8


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.

Hvala na pažnji

Pitanja?

Dipl.-Ing. Slobodan Pejković

E-mail: [email protected]

18

multifunkcionalne toplotne pumpe voda-voda koje

Documents