Национальный исследовательский Томский политехнический университет Энергетический институт Кафедра

Национальный исследовательский Томский политехнический университет. Энергетический институт Кафедра Электропривода и электрооборудования Институт - Энергетический Направление подготовки – Электроэнергетика и электротехника Кафедра – Электропривода и электрооборудования Тепловой насос в системе «Умный дом» Томск - 2016

Введение Принципиальная схема теплового насоса 2

Источники тепла для работы теплового насоса Тепловой насос с использованием дополнительного источника тепла 3

Источники тепла для работы теплового насоса Использование грунта Горизонтальный грунтовый коллектор 4

Источники тепла для работы теплового насоса Вертикальный грунтовый зонд 5

Источники тепла для работы теплового насоса Коллектор на дне незамерзающего водоема. 6

Источники тепла для работы теплового насоса Коллектор в канализационных стоках 7

Источники тепла для работы теплового насоса 8

Источники тепла для работы теплового насоса Система отопления с воздушным тепловым насосом 9

Источники тепла для работы теплового насоса Принцип работы системы отопления с воздушным тепловым насосом 10

Экономия с использованием теплового насоса 11

Экономия с использованием теплового насоса Чем меньше потребляемая мощность теплового насоса, тем меньше ежемесячные расходы. Например, есть насосы 17 к. Вт, которые за год потребляют всего 10000 к. Вт (расходы 500 у. е. ). Также немаловажно, что производительность теплового насоса тем больше, чем меньше разница температур между источником тепла и теплоносителем в системе отопления. Именно поэтому говорят, что выгоднее устанавливать теплый пол и фанкойлы. Хотя стандартные радиаторы отопления с высокотемпературным теплоносителем (+65…+95°С) тоже можно устанавливать, но с дополнительным аккумулятором тепла, например, бойлером косвенного нагрева. Для донагрева воды в ГВС также используется бойлер. Тепловые насосы выгодны при использовании в бивалентных системах. В дополнение к насосу можно установить солнечный коллектор, который сможет полностью обеспечивать насос электроэнергией летом, когда тот будет работать на охлаждение. Для зимней подстраховки можно добавить теплогенератор, который будет догревать воду для ГВС и высокотемпературных радиаторов. 12

Расчет теплового насоса Стоимость домокомплекта: 1 137 500 руб. проект Ex 24 DK 13

Расчет теплового насоса Разработка и обоснование функциональной схемы системы регулирования привода в насосных установках Регулируемый привод в насосных установках обеспечивает работу системы тепло- и горячего водоснабжения: v. Тепловой насос Н обеспечивает циркуляцию сетевой воды с обеспечением требуемого напора в диапазоне Н=8 м. v. Пуск и останов системы регулирования привода в насосных установках осуществляется в автоматическом режиме. v. Предусматривается пуск и останов системы насосной установки, в ручном режиме – наладочный режим. v. В общей сложности на объекте автоматизации используется 4 асинхронных электродвигателей малой мощности для задвижек и тепловой насос мощностью 3 к. Вт, а так же контрольно-измерительные приборы и датчики положения. v. До пуска в работу теплового насоса тепловая сеть заполнена водой под давлением 1, 5… 2 кгс/см 2. 14

Расчет теплового насоса Для перекачивания текучих, чистых жидкостей, не содержащих твердых частиц или волокон, выбираем сетевой насос Grundfos CR 15 -03 «инлайн» , который представляет собой вертикальный многоступенчатый насос Внешний вид электродвигателя АД 80 А 4/2 15

Расчет теплового насоса 16

Выбор датчиков и элементов измерительной системы Для контроля за температуры сетевой воды необходимо установить два датчика температуры, до нагревающего котла и на выходе. Так как температура воды может нагреваться свыше 120 градусов, выбираем датчик температуры термопреобразователи сопротивления платиновые ТСП Метран. C 206. Внешний вид датчика 17 17

Выбор датчиков и элементов измерительной системы Датчик давления должен измерять на широкий диапазон давлений при температуре -25…+125°C, поэтому выбираем датчик давления малогабаритный DMP 331 (ДМП 331) - универсальный недорогой датчик давления для различных отраслей промышленности, пропорционально преобразующий давление рабочей среды в электрический сигнал. Благодаря разнообразию диапазона измерения датчик DMP 331 применим для решения широкого круга задач. Внешний вид датчика давления 18 18

Выбор датчиков и элементов измерительной системы Для концевых выключателей КВ 1…КВ 5, КВ 7 выбираем концевой выключатель L 5 K 13 PUM 211 ( «EMAS» , Турция), кнопочный толкатель предназначен для коммутации электрических цепей управления под воздействием управляющих упоров в определённых точках пути контролируемого объекта Внешний вид концевого выключателя 19 19

Выбор датчиков и элементов измерительной системы Для двигателей М 1…М 4, мощность которых составляет 1, 1 к. Вт выбираем реверсивные контакторы в виде фидерной сборки реверсивного пуска. Номинальный ток двигателя равен - 2, 6 А. Тогда выбираем фидерную сборку 3 RA 12 20 -1 DB 24 -0 BB 4 Siemens Фидерная сборка реверсивного пуска 20 20

Выбор контроллера Siemens Logo Для корректного управления регулирования привода в насосных установках необходимо использовать базовую комплектацию контроллера Siemens LOGO! и два модуля расширения. Внешний вид контроллера LOGO!Basic Внешний вид LOGO! DM 16 Внешний вид контроллера LOGO! Power 21 21

Выбор и компоновка шкафа электроавтоматики Выбираем шкаф электроавтоматики фирмы Hyperline серии TEFL 1824 напольный 1270 х470 х1830 мм с монтажной панелью IP 55. Обозначен Расшифровка ие А 1 А 2 – А 5 Обозначение А 1 А 2 – А 5 А 6 А 7 А 8 А 9 А 10 А 11 QF 1 – QF 4 Преобразователь частоты Фидерная сборка реверсивного пуска Расшифровка Преобразователь частоты А 6 Блок питания датчика давления Фидерная сборка реверсивного пуска Блок питания датчика давления А 7 Блок питания датчика температуры Блок питания LOGO!POWER Базовый модуль LOGO!Блок питания LOGO!POWER Basic А 8 Модуль ввода-вывода LOGO А 9 Базовый модуль LOGO!Basic Модуль аналогового ввода А 10 Модуль ввода-вывода LOGO Автоматический выключатель А 11 Модуль аналогового ввода Напольный электрический шкафы серии TEFL QF 1 – QF 4 Автоматический выключатель 22 22

Разработка алгоритма функционирования системы управления 23 23

Спасибо за внимание