Технологія Zubadan принцип роботи та переваги

01.05.2021

Як відомо, теплова потужність повітряних теплових насосів, які використовують тепло зовнішнього повітря, різко падає при зниженні температури на вулиці. Тому повітряні теплові насоси не розглядали в країнах з холодними зимами як повноцінну систему опалення. Дану парадигму змінила корпорація Mitsubishi Electric, випустивши перше покоління теплових насосів Zubadan в 2005 році. Технологія Zubadan принцип роботи та переваги.

Як працює Zubadan?

Щоб збільшити теплопродуктивність при низьких температурах Mitsubishi Electric розробила спеціальну технологію 2-х фазного уприскування холодоагенту в компресор і розробила спеціальний компресор, так як корпорація Mitsubishi Electric сама є виробником всіх комплектуючих, в тому числі і компресорів.

Розглянемо докладніше холодильний цикл технології Zubadan

Дроселювання рідкого холодоагенту в контурі системи відбувається поступово за допомогою двох електронних розширювальних вентилів LEV A і LEV B, якими управляє електроніка теплового насоса. Між розширювальними вентилями утворюється точка середнього тиску холодоагенту. Рідкий холодоагент йде з цієї точки і частково випаровується в спеціально Розроблено командою кожухотрубні теплообмінників HIC. Паро-рідинна суміш, співвідношення пара і рідини в якій визначається роботою електронного розширювального вентиля LEV C, надходить на спеціальний штуцер інжекції компресора. Далі всередині компресора суміш інжектується в замкнуту область між спіралями компресора на проміжному етапі стиснення. Фактично, спіральний одноступінчатий компресор перетворюється в двоступеневий. А для чого потрібна ланцюг інжекції холодагента в компресор? Справа в тому, що продуктивність зовнішнього теплообмінника (випарника) знижується при зменшенні температури зовнішнього повітря. Випарник виробляє мало пара, який після стиснення в компресорі надходить в теплообмінник внутрішнього блоку – конденсатор. Недостатня кількість пара пояснює малу кількість теплоти, що виділяється в процесі конденсації, а значить і знижену теплопродуктивність системи. Для вирішення проблеми потрібно подати на вхід компресора додаткову кількість пара. Це головне завдання ланцюга інжекції. Фактично, компресор має два входи: лінію всмоктування низького тиску і лінію інжекції проміжного тиску. Якщо на вулиці ще не дуже холодно, то випарник виробляє достатню кількість пара. Пара поступає в компресор, головним чином, через лінію низького тиску, а лінія інжекції майже не задіяна. В цьому режимі тепловий насос працює з максимальною ефективністю, поглинаючи теплоту зовнішнього повітря і переносячи її в приміщення. У міру зниження температури зовнішнього повітря кількість пара в цій лінії зменшується, і система управління збільшує витрату холодоагенту в ланцюзі інжекції, відновлюючи необхідну витрату газу через компресор. Однак слід розуміти, що ланцюг інжекції не переносить теплоту від зовнішнього повітря, а енергетичний ефект в конденсаторі від додаткової кількості стисненого газу повністю забезпечений за рахунок підвищення споживаної потужності компресора.

Крім основного призначення ланцюг інжекції виконує ще кілька другорядних завдань. По-перше, зниження температури стисненого газу на виході з компресора. Для цього рідкий холодоагент в повному обсязі випаровується в кожухотрубних теплообміннику HIC, і дозована кількість рідини надходить в компресор. Рідина випаровується в замкнутій області між спіралями і охолоджує стиснений газ, запобігаючи перегрів компресора. Друге завдання це збільшення продуктивності системи під час режиму відтавання зовнішнього теплообмінника. Як відомо, процес відтавання відбувається за рахунок звернення холодильного циклу і перериває режим нагрівання повітря, тому бажано провести цей процес швидко нехай навіть ціною підвищеного електроспоживання. Система управління перерозподіляє потік рідкого холодоагенту, зменшуючи його витрата через теплообмінник внутрішнього блоку (зменшується ступінь відкриття електронного розширювального вентиля LEV B) і збільшуючи витрату через ланцюг інжекції (LEV C). В результаті, під час відтавання з внутрішнього блоку не йде холодне повітря, процес відбувається швидко і непомітно для користувача.

Стабільна продуктивність теплових насосів Zubadan при низьких температурах

Теплопродуктивність теплових насосів Mitsubishi Electric серії ZUBADAN залишається стабільною навіть при температурі зовнішнього повітря -15 ° С. При подальшому зниженні температури теплопродуктивність починає зменшуватися, але не більше ніж на 20%, відповідно при температурі -28 ° С продуктивність теплового насоса Zubadan буде дорівнює 80% від номінальної потужності. При цьому Mitsubishi Electric гарантують роботу обладнання при температурах до -28 ° С.

Вдосконалений алгоритм управління режимом відтаювання. Технологія Zubadan принцип роботи та переваги

Теплові насоси змушені переходити в режим відтавання, щоб іній (лід), що утворився на зовнішньому теплообміннику розтанув. У режимі відтавання вся продуктивність теплового насоса йде на відтавання, а не на опалення приміщення. Тому, чим менше часу буде відбуватися режим відтавання і чим більше буде інтервал між відтавання – тим краще для користувача. Mitsubishi Electric розробила ефективний алгоритм управління режимом відтавання, в результаті чого інтервал між відтавання був збільшений до 150 хвилин, а сам процес розмерзання скорочений до 3 хвилин. Завдяки чому процес розмерзання відбувається швидко і не помітно для користувача, при цьому теплообмінник зовнішнього блоку завжди залишається чистим і сухим при будь-якій погоді, що гарантує найвищу ступінь енергоефективності. Для ефективного процесу відтавання обов’язковою умовою є певний обсяг води в системі опалення – буферна ємність від 50 до 300 літрів, що залежить від потужності теплового насоса.

Компанія Mitsubishi Electric розглядає технологію ZUBADAN як стратегічний напрям розвитку. У 2017 році випущена нова модель Zubadan – багатозональної тепловий насос для побутового використання “повітря-повітря”.

Закордонний досвід Zubadan

В Україні існує свого роду інформаційний вакуум по темі теплових насосів, тому виникає величезне поле для маніпуляцій. Часто менеджери компаній, які займаються дешевими китайськими тепловими насосами, кажуть що їх теплові насоси працюють також як Zubadan – це неправда. Інші менеджери категорично пропонують тільки геотермальні теплові насоси, кажучи що при великих морозах Zubadan працює як електротен – це неправда. На сьогоднішній момент теплові насоси Zubadan мають величезну популярність в країнах Скандинавії, Євросоюзу, в Канаді, США, Японії та ін. Як прикладі можете відвідати сайти Mitsubishi Electric в даних регіонах: