Системи за отопление на басейни

  • Публикувана в Новини

Системи за отопление на басейни

Ако желаете да се чувствате комфортно във вашия басейн не само за кратко в най-горещите летни месеци, но и да удължите времето за ползването му в периода юни-септември, ако е открит, или целогодишно ако е закрит, освен всички други мероприятия по поддържането на водата, е необходимо и нейното отопление. Системите за затопляне на водата в басейна могат да се разделят на четири основни вида: соларно отопление, електрически нагреватели, термопомпи и топлообменници.
За да определите кой вид отговаря на вашите нужди е необходимо да се съобразите с редица фактори - обема и разположението на басейна, тип на конструкцията на басейна, влажност на въздуха, наличие на вятър, слънцегреене, наличие и тип на покривало, кои месеци от годината ще се ползва басейна, желаната температура на водата и източника на топлинна енергия, който смятате да използвате.

Соларно отопление

Този вид отопление включва различни методи за ползване на безплатната слънчева енергия за отопление на водата в басейна. Такива са слънчевия колектор и слънчевия абсорбер. Съществуват и соларни покривала, обединяващи функцията на покривало и абсорбатор на слънчева енергия. Този вид отопление има следните предимства и недостатъци:
Предимства:
- тъй като ползваме слънчевото греене, то топлинната енергия е безплатна
- не изисква обслужване – ако е добре изчислена, конструирана и изпълнена, тази система не изисква честа намеса
Недостатъци:
- първоначална висока инвестиция
- по-сложен монтаж
- непостоянство на получената енергия-зависи от слънцегреенето
- изисква сравнително голяма площ

Електрически нагревател

Този метод на отопление е относително лесен за изпълнение и обслужване. За целта се използват специални проточни електрически нагреватели за басейни, които се монтират на пътя на циркулиращата в системата вода. Изпълнени са от неръждаеми материали или специализирани високотемпературни пластмаси. Имат няколко защити, най-важните от които са защита от прегряване, защита от липса на поток на водата и защита от електрически удар.
Предимства:
- първоначалната инвестиция е ниска
- лесен монтаж и обслужване
Недостатъци:
- високи разходи за енергията-това е най-скъпия начин за отопление

Отопление чрез топлообменници

Това общо наименование включва всички начини за отопление чрез изгарянето на някакъв вид гориво в специализиран котел. Произведената топлинна енергия чрез топлообменик се предава на циркулиращата вода в системата на басейна.
Отоплението с горива и топлообменници за басейн е широко използван метод, тъй като дава възможност за получаването на големи мощности, необходими при големите обществени басейни.
Предимства:
- възможност за големи мощности
- универсалност
- сравнително евтина енергия
Недостатъци:
- голяма първоначална инвестиция
- сложен монтаж и подръжка

Отопление чрез термопомпи

Термопомпите са най-ефективният начин за отопление, охлаждане и производство на топла вода в жилищни и обществени сгради, за затопляне на басейни и джакузита. С 1 kWh изразходвана електрическа. енергия термопомпите добиват от 3 до 8 kWh топлина. До 80% от тази енергия те извличат от околната среда (въздуха, водата, земята). Високата ефективност се представя чрез най-важната им характеристика: СОР (коефициент на преобразуване). Добрите термопомпени системи работят при СОР около 4-7.
В зависимост от минималната околна температура, до която могат да работят, термопомпите могат да бъдат за целогодишна или сезонна употреба. По – евтините модели са за сезонна употреба - работят до минимална температура +7°C или + 3°C. Термопомпите, които целогодишно отопляват басейн, работят до минимална температура на въздуха - минус 15 °C.
Сравнена с всички други отоплителни системи, термопомпата е най-енергийно ефективна и най-евтина система, работят по-чисто и ефективно в сравнение с отоплителните системи на дърва, въглища, пелети и др. Имат напълно автоматичен контрол и са напълно безопасни. Правилно монтирани и поддържани ще ви служат дълги години при минимални разходи.
За сравнение:
Обикновени отоплителни уреди – СОР 1.0
Газови котли – СОР около 0.85
Котли на дърва и въглища – СОР около 0.70
Термопомпа – СОР 3-7

Схема на работа на термопомпа:

Видове термопомпи

- Термопомпа въздух-вода: Най-използваната и евтина термопомпа е с топлоизточник околния външен въздух. Термопомпите с топлоизточник въздух са лесни за инсталация и с най-ниска цена спрямо другите термопомпени системи.
В зависимост от температурата на външния въздух, СОР (коефициентът на преобразуване) може да варира от 2.5 до 8.

Опростената схема е следната:

 

- Термопомпа вода-вода: Друг източник на топлинна енергия за термопомпите е водата (реки, сондажи за вода, кладенци и др.), която почти винаги е с по-висока температура от околната среда през зимата. Термопомпите с топлоизточник вода, обикновено имат по-висок коефициент СОР от термопомпите с топлоизточник въздух. Това идва от факта, че земята и подземните води, от които се осигурява топлината са с относително постоянна температура през цялата година.
- Термопомпа земя-вода: Температурата под земята са много по-постоянни – средно годишните разлики са 2-3 градуса. Тази относително постоянна температура води до високия коефициент на ефективност на термопомпените системи земя-вода. Правилно монтираните и настроени термопомпи имат COP от 4 до 8. Стойностите на СОР варират минимално през целия отоплителен сезон. Тези термопомпи са доста по-скъпи и сложни за за инсталация. Тази по-висока цена е продиктувана от необходимостта от сондажи или за изкопаването на терен с голяма площ, за хоризонтално монтиране на тръбна серпентина, в която циркулира работният флуид.
Най-често използваните термопомпи при отопление на басейни в нашите условия са тип въздух-вода. Те извличат енергия от околния въздух и я използват за загряване на водата, минаваща през топлообменника. Тези термопомпи са с по-ниски първоначални разходи, а монтаж им е бърз и лесен. През последните години се предлагат термопомпи въздух-вода, които работят до -20°С околна температура, а този факт разшири приложението им и ги направи още по-изгодна инвестиция. Някои модели имат вграден нагревател, който гарантира, че и при ниски външни температури, помпата ще работи безпроблемно. Но повечето модели имат подобрения в системата за управление, които правят този нагревател излишен. През лятото при температури над 25°С коефициента на енергийна ефективност СОР достига много високи стойности, до 8. Наистина през зимните месеци при температури под -15°С коефициента СОР намалява (3 и по-нисък), но при нашите климатични условия броя на дните с такива температури е малък. Според модела и производителя, термопомпите въздух-вода работят добре при температури на въздуха от -10 до -20°С, но най-ефективни са при температури около нулата. Друго предимство е, че термопомпата е компактна и може да се монтира на практика навсякъде, като се съобразят само съответните растояния. Термопомпите могат да бъдат инверторен и конвенционален тип. Инверторните са по-икономични.
Термопомпите въздух-вода се разделят на два основни типа:
- С разделени външно и вътрешно тяло
- Моноблок - всичко е в един корпус - на външното тяло
При отоплението на басейни, най,-често се използват термопомпи моноблок и това прави инсталирането им сравнително бърз и несложен процес. Може за се извърши за 2-3 дни по всяко време на годината.

 

Обикновено, басейните са оборудвани със системи за филтриране и солна електролиза и в такъв случай термопомпата се монтира след филтъра и преди системите за дезинфекция, по посока на потока вода. Както е на схемата:

 

Независимо от вида, енергийната ефективност на термопомпите се измерва чрез коефициента на преобразуване COP. Колкото по-голям е COP, толкова по-ефективна е термопомпата. Въпреки това, няма стандартен тест за измерване на COP. Не може да се сравняват COP на различните модели, освен ако производителите не са използвали един и същ тест. Една термопомпа ще работи с по-висок COP, когато температурата на външния въздух е по-висока.
Обикновено производителите измерват COP при външна температура 26ºС и температура на басейна 26ºС. COP варира от 3.0 до 7.0, което означава, че за всяка единица електроенергия, необходима за работа на компресора, получавате 3–7 единици топлина от термопомпата.
Основните елементи на една термопомпа са:
-Електронно управление
-Компресор
-Топлообменик
-Изпарител
-Клапан
-Хладилен агент
Ефективността на една термопомпа в най-голяма степен зависи от електронното управление, компресора и вида на хладилния агент.
Относно хладилния агент има въведени строги изисквания от Европейския съюз с цел да се осигури по-високо ниво на защита на околната среда чрез намаляване флуорирани емисии на парникови газове и забрана на HFC хладилни агенти. Всичко това обуславя използването на разрешени и регламентирани хладилни агенти като: R-744 (CO2 ), R-600a (изобутан), R-290 (пропан), R-1270 (пропилен), R-717 (NH3 ), R32, R410A и др.
Друг основен елемент е компресора.Той всмуква газооразния хладилния агент, нагнетява го и по този начин увеличава неговата температурата. След това той преминава в топлообменника където нагретия и преминал в течно състояние хладилен агент в резултат на свиването си, отдава своята топлина в отоплителния контур. По-нататък процесът се повтаря циклично. Електронното управление следи процеса и когато се достигне нужната температура, терморегулаторът прекъсва електрическата верига и спира компресора. Когато температурата в отоплителния кръг спадне терморегулаторът отново включва електрическата верига и се включва компресора.
Термопомпите се разделят на два основни вида (в зависимост от електронното управление и компресора): конвенционални и инверторни.
Конвенционалните термопомпи работят в старт-стопен режим (ON-OFF) на компресора. Електронното управление, в зависимост от зададената температура, включва или изключва компресора. Той не може да работи с променлива скорост. Когато е включен, работи само на една скорост, т.е. на 100%. Това прави този тип управление недостатъчно гъвкаво към нашите индивидуални изисквания. Тези многократни комутации и пикови натоварвания на пълна мощност водят до по-бърза амортизация на почти всички важни електрически и механични компоненти на термопомпата и най-вече на компресора и моментно увеличават консумацията на енергия многократно. Този тип термопомпи обикновено не се използват при минусови температури на въздуха. Може да се каже, че са и по-шумни.
Съществуват и термопомпи от междинен клас (между конвенционалните и инверторните). Характерното за тях е, че са с ръчна настройка на режима на работа. Те са подобни на конвенционалните ON-OFF термопомпи, с тази разлика, че притежават три режима на работа ( икономичен 25%, стандартен 75% и максимален 100%). Като разход на ел.енергия са почти идентични с конвенционалните термопомпи.
От около 20 години се появи инверторната технология.Тя е свързана с електронното управление и компресора на термопомпата (отнася се също и за хладилници, климатици и др.).
Какво е инверторна технология? Това е вид електронно управление на компресора, при което входното захранващо напрежение 230V/50Hz се преобразува в постоянно напрежение DC, след което това DC се преобразува отново в променливо, но с възможност електронния блок да променя честотата на променливия ток. По този начин, чрез промяна на честотата се осигурява и промяна на скоростта на компресора. Скоростта на компресора се променя, за да се осигури оптимална ефективност в зависимост от натоварването на термопомпата, като по този начин се спести до 30% енергия в сравнение с конвенционален компресор. Инверторният компресор може да работи с различни скорости и може да се адаптира според натоварването. След стартиране и достигане на желаната температура, той не спира и работи с минимална скорост, необходима за поддържане на тази температура. За разлика от обикновения компресор, инверторният компресор работи ефективно при ниски скорости и не консумира електричество при включване на компресора всеки път след като температурата се понижи. През дните, когато не ползвате басейна или през нощта, когато има малка или нулева активност, компресорът работи с ниска мощност за да поддържа оптималната температура на водата. Всичко това ще спести до 30% от месечната ви сметка за ток. Освен пестенето на енергия, инверторната технология ви предоставя и още много предимства:

 

- По-прецизно контролиране температурата на водата. Скоростта на компресора се променя автоматично в зависимост от интензивността на ползване на басейна, външна температура, настройки, като по този начин се намалява и консумацията на енергия. Температурата на водата ще е възможно най-близко до зададената без почти никакви флуктоации. Това може да се види и от графиката по-долу.

- По-ниски нива на шум и вибрации. Конвенционалните термопомпи издават по-силен шум, вибрират при стартиране на компресора. Термопомпа с инверторна технология стартира при ниска скорост и постепенно я увеличава, работи без вибрации и шум.
- По-дълъг живот на термопомпата. Инверторните термопомпи имат много по-дълъг живот, тъй като компресорът работи с ниска скорост, която постепенно се увеличава или намалява. Липсват пикови натоварвания при спиране и стартиране с пълна скорост както е при конвенционалните компресори. Това намалява износването му. Тази технология позволява компресора да не работи с пълния си капацитет през цялото време а намалява мощността си при приближавани на желаната температура.
Обобщено може да се каже, че предимствата на инверторните термопомпи в сравнение с конвенционалните са безспорни:
- По-икономични и безшумни от конвенционалните
- По-дълъг живот на компресора и електронното управление благодарение на мекия старт и работата на по-ниски обороти
- Работа при минусови температури
Всичко това многократно компенсира малко по-високата ивестиция при инверторните термопомпи в сравнение с конвенционалните, но тя се възвръща при експлоатацията.

 

 

 

 

 

 

Продължава...

Електродвигатели - клас на енергийна ефективност

  • Публикувана в Новини

Енергийни класове на електродвигателите според нормативните документи 

С цел намаляване на консумацията на електрическа енергия от електродвигатели се приемат
нормативни документи, които въвеждат задължителни изисквания за минимални нива на ефективност за електродвигателите, сключват се доброволни споразумения за намаляване използването на двигатели от нисък енергиен клас.
От октомври 2008 е въведен стандартът IEC 60034-30:2008, който определя нов енергиен клас IE (International Efficiency) с три нива на ефективност за едноскоростните трифазни асинхронни двигатели с накъсосъединен ротор:
- IE1 - нормален к.п.д. (к.п.д. приблизително отговаря на к.п.д. от клас EFF2 според европейската класификация от 1999г.);
- IE2 - висок к.п.д. (равен на EFF1, EPAct);
- IE3 - премиум к.п.д. (15H20% по-ниски загуби от загубите за двигатели клас IE2, NEMA premium).
За определяне на нивата на ефективност в IEC 60034-30 се използват методите с ниска неопределеност за определяне на к.п.д., съгласно стандарт IEC 60034-2-1: 2007. Обхватът на стандарт IEC 60034-30 е разширен и се отнася за 2-, 4- и 6 полюсни двигатели с мощност 0,75 до 375kW.
На 22 юли 2009г. Европейската Комисия приема Регламент (ЕО) № 640/2009 [1] за прилагане на Директива 2005/32/ЕО на Европейския парламент и на Съвета на Европа, който определя изискванията за екопроектиране, за предлагане на пазара и пускане в експлоатация на едноскоростните, трифазни асинхронните двигатели с накъсо съединен (кафезен) ротор, 50 или 50/60-херцови, които имат от 2 до 6 полюса; с номинално напрежение до 1000 V; с номинална мощност на вала между 0,75 kW и 375 kW. В приложението на регламента са посочени минималните стойности за к.п.д. за ниво на ефективност IE2 и IE3, съгласно стандарта IEC 60034- 30: 2008.
Европейската Комисия определя следния график за въвеждане на изискванията на регламента:
- от 16 юни 2011г. електродвигателите не трябва да са с к.п.д., по-нисък от ниво на ефективност IE2;
- от 1 януари 2015г. двигателите с номинална мощност на вала между 7,5 и 375kW не трябва да са с к.п.д., по-нисък от този за ниво на ефективност IE3 или трябва да отговарят на ниво на ефективност IE2 и да бъдат оборудвани с регулатор на честотата на въртене;
- считано от 1 януари 2017г. всички двигатели с номинална мощност на вала между 0,75 и 375kW не трябва да са с к.п.д., по-нисък от този за ниво на ефективност IE3 или трябва да отговарят на ниво на ефективност IE2 и да бъдат оборудвани с регулатор на честотата на въртене.

 

Фиг. 2. Минимални номинални стойности на к.п.д. за различни класове и нива на енергийна ефективност за четириполюсни трифазни асинхронни двигатели с различна номинална мощност
Въвеждането в експлоатация на електродвигатели от високите енергийни класове IE2 и IE3 ще доведе до значителна икономия на електрическа енергия в Европейския съюз респективно и в България.
В табл. 2. са дадени стандартите, законите и споразуменията, отнасящи се до класовете на енергийна ефективност на АД.
На фиг. 2. са показани получените криви на минималните номинални стойности на к.п.д. за различните енергийни класове в зависимост от номиналната мощност на АД за четириполюсни двигатели. Те са построени като са използвани данни от:
- MG - 1 - 2006 за двигателите NEMA Energy efficiency и NEMA Premium efficiency стандарт;
- стандарт 60034-30 за енергийния клас IE;
- доброволно споразумение между ЕК И СЕМЕР [1].
Според доброволното споразумение между ЕК и СЕМЕР, двигателите, които имат к.п.д., по-нисък от стойностите дадени с кривата EFF3 и EFF2 50Hz на фиг. 2., са с енергиен клас EFF3. Двигателите с к.п.д. равен или по-висок от посочената крива са с енергиен клас EFF2.


Устройство и конструкция на енергоспестяващите електродвигатели


Проектирането и производството на енергийно ефективни електродвигатели изисква специални познания, опит и изпитателни лаборатории с прецизни уреди.
Целта е да се повиши ефективноста, чрез намаляване и балансиране на загубите в статорните намотки, статорните ламели (магнитопровод) и загубите от хлъзгането на ротора. В сравнение със стандартните електродвигатели IE1, производството на "енергоспестяващи" електродвигатели IE2 изисква повече мед, стомана и други материали. Характерни черти на двигателите IE2:
 - По-голямо сечение на използваните проводници
 - Статорните канали са по-високи
 - Ламелите на статора са по-тънки и с подобрени качества
 - Въздушната междина е по-малка
 - Охлаждането на електродвигателя е подобрено
 - Лагерите на електродвигателя са по-добри
 - Използване на късо съединени медни ротори


В заключение:


Новият стандарт ще помогне на крайните потребители да прогнозират по-точно и периодите за възвръщаемост. Верифицираните криви на ефективността в новата класификация позволяват по-реалистично изчисляване на срока за възвръщаемост на инвестициите в двигатели и задвижвания. По предварителни изчисления до 2020 г. над 9 млрд. евро и около 5% от общата консумация на електроенергия в Европа ще бъдат спестени благодарение на новата директива.

 

Продължава...

Log in

create an account

fb iconLog in with Facebook