Промислові теплові насоси MHI

У 2012 році корпорація Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. виводить на ринок СНД промислові теплові насоси серії ETW. На внутрішньому ринку Японії це вкрай затребуване обладнання, його по достоїнству оцінили і європейські замовники. Тепер самі останні технології Країни Висхідного Сонця, де енергоефективність зведена в ранг філософії, доступні і у нас.

Екологічність та енергозбереження - основа філософії багатьох японських компаній, що цілком зрозуміло: країна практично не має своїх енергоресурсів, невелика територія обмежує життєвий простір людей, і вони в що б те не стало намагаються його зберегти. Якщо машинобудівна компанія дбає про екологічність та енергоефективності своєї продукції - це автоматично додає їй очок в очах японського споживача.

Корпорація Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. - Не виключення, проте, тут максимальна екологічність і ефективність продукції - не тільки частина філософії, але і визначальний фактор, часто ставлять за навіть правіше цінової конкурентоспроможності товару. Слідуючи в цьому напрямку, MHI виробляє ряд цікавих продуктів, призначених спеціально для підвищення енергоефективності житла, виробничих процесів і т.д. Один з таких продуктів - теплові насоси різного типу, конфігурації і призначення.

Теплові насоси - досить очевидний і популярний останнім часом спосіб організації опалення, гарячого водопостачання і т.п. На один кіловат затрачуваної електроенергії можна отримувати до трьох-чотирьох кіловат теплової енергії! Однак, побутові серії, призначені в першу чергу для обслуговування індивідуального житла (наприклад, котеджів), в нашій країні поки не користуються великою популярністю. Тому є кілька причин, основні - не зовсім підходящі кліматичні умови на більшій частині території країни і відносна дешевизна і доступність традиційних енергоносіїв, наприклад, газу.

Інша справа - теплові насоси промислового призначення, які в недалекій перспективі мають всі шанси отримати в нашій країні широкого поширення, оскільки менш залежать від зовнішніх умов і дають істотний реальний економічний ефект. Один з найбільш затребуваних продуктів корпорація MHI в промисловому сегменті - водоводяні теплові насоси серії ETW. Спочатку тепловий насос серії ETW був розроблений MHI за замовленням корпорації Sony для заводу з виробництва напівпровідникових мікросхем. Підприємству потрібна гаряча вода з температурою 80 ° C для технологічного процесу очищення готових мікросхем. У той же час, від іншого технологічного процесу залишалася оборотна вода з температурою 30 ° C. З метою підвищення енергоефективності виробництва виникла ідея утилізувати тепло оборотної води (раніше воно просто скидалося в навколишнє середовище) для нагріву води для процесу очищення. За таким технічним завданням корпорацією Mitsubishi Heavy Industries, Ltd., Був створений водоводяні тепловий насос серії ETWH. За своєю суттю це не що інше, як реверсивний чиллер (працюючий по зворотному циклу Карно) зі спеціально оптимізованим холодильним контуром на основі відцентрового компресора. Холодильний контур розроблений з прицілом на те, щоб отримувати максимально високу температуру води, що нагрівається ціною невеликого зниження енергоефективності. Згодом інженери MHI розробили тепловий насос серії ETWL. Це аналогічна машина з більш широким діапазоном робочих температур гріючої і нагрівається води, призначена вже для широкого кола споживачів.

Рис. 1. Теплопродуктивність теплових насосів MHI ETW

З графіка (рис. 1) можна зрозуміти, в якому діапазоні умов може працювати ETW. Очевидно, що при достатньо низькій температурі гріючої води одночасно з гарячою можна отримувати і холодну воду.

Таблиця 1. Основні технічні характеристики теплових насосів MHI

Температура нагрівається води	98 ° С	80 ° С	70 ° С
Теплопродуктивність по воді, кВт	547	404	340
Витрата гарячої води, м3/год	48,3	35,6	29,8
Температура гріючої води	вхід 50 ° С, вихід 45 ° С	вхід 20 ° С, вихід 15 ° С	вхід 10 ° С, вихід 5 ° С
Витрата гріючої води, м3/год	48,3	35,6	29,8
Холодопродуктивність, кВт	419	282	237
Споживана потужність, кВт	147,5	146,8	123,9
Габарити Д х Ш х В, мм	1600 х 1200 х 2000
Хладагент	R134a
Електроживлення	3 фази, 380-415 В, 50 Гц
Транспортний вага, кг	2400
Робочий вага, кг	2700

 

У таблиці 1 наведені характеристики теплового насоса серії ETWL. Видно, що в залежності від поєднання температур гріючої і нагрівається води машина може мати різну продуктивність: від 340 до 600 кВт. Коефіцієнт енергоефективності при номінальних параметрах (гріюча вода 20 ° C, що нагрівається 80 ° C) становить 3,71, тобто на один кіловат затрачуваної електроенергії можна отримувати до 3,7 кВт тепла.

Рис.2. Можливі індустріальні сценарії використання теплового насоса MHI ETW

На рис. 2 і 3 можна бачити можливі сценарії використання теплового насоса серії ETW. В обох випадках теплові насоси використовуються для заміни бойлерів. Використовуючи тепло наявної на об'єктах оборотної води, теплові насоси нагрівають воду до потрібної температури з високою енергоефективністю. Крім підвищення енергоефективності, відмова від бойлерів на газі або рідкому паливі дозволяє істотно знизити викиди вуглекислого газу в атмосферу, що для промислового підприємства означає суттєву економію на податках. Оцінка річного економічного ефекту від впровадження теплового насосу у виробничий процес також видно на рис. 2 і 3. Розрахунок ефекту проведений для прикладу, виходячи з японських цін на електрику та енергоносії.

Рис. 3. Можливі побутові сценарії використання теплового насоса MHI ETW