Каскадное подключение тепловых насосов

Каскадная установка нескольких тепловых насосов – это инженерное решение, при котором два или более тепловых насоса соединяются между собой и работают как единая система для удовлетворения потребностей одного объекта.

Представьте себе не один мощный тепловой насос, а несколько менее мощных, соединенных “каскадом” (цепочкой). Они управляются единой системой автоматики, которая включает и отключает машины по мере необходимости.

Как работает каскадная установка тепловых насосов?

1. Всей системой управляет один контроллер. Он постоянно отслеживает температуру теплоносителя в основном контуре (например, в системе водяных теплых полов или радиаторов) и температуру воздуха.
2. Когда на улице немного прохладно и потребность в тепле невелика, контроллер включает только один тепловой насос. Он работает на своей оптимальной мощности, обеспечивая высокий КПД (коэффициент производительности, COP).
3. Если температура на улице резко падает (например, наступают сильные морозы) или нужно быстро нагреть помещение, потребность в тепле возрастает.
4. Главный контроллер видит, что мощности одного насоса недостаточно, и последовательно включает второй, третий и так далее тепловые насосы. Они начинают работать вместе, суммируя свою мощность.
5. Когда потребность в тепле снижается (дом прогрелся или на улице потеплело), контроллер так же поэтапно отключает тепловые насосы, начиная с последнего включенного.

Две основные схемы соединения каскада

1. Наиболее распространенный – параллельный каскад.

• Каждый тепловой насос работает со своим первичным (внешним) контуром и подключается к общему вторичному контуру (системе отопления/охлаждения здания).
• На выходе из каждого насоса устанавливаются обратные клапаны, чтобы предотвратить «паразитную» циркуляцию через выключенные агрегаты.

2. Последовательный каскад.

• Тепловые насосы соединяются последовательно. Теплоноситель из системы отопления сначала проходит через первый насос, где нагревается, например, до 35°C, а затем через второй, который догревает его до требуемой температуры.
• Эта система используется, когда нужно достичь очень высокой температуры теплоносителя, которую не может обеспечить один агрегат.

Преимущества каскадной системы тепловых насосов

Высокая энергоэффективность.

Система почти всегда работает в оптимальном для себя режиме. Вместо того чтобы один мощный насос постоянно включался/выключался (что снижает КПД), работают только те агрегаты, мощность которых точно соответствует текущей потребности. Это экономит до 20-30% электроэнергии.

Резервирование и надежность.

Если один из тепловых насосов потребует технического обслуживания, остальные продолжат работу. Объект не останется полностью без отопления, хотя мощность системы и снизится. Это критически важно для коммерческих и промышленных объектов.

Масштабируемость.

Мощность системы можно легко увеличить, добавив в каскад дополнительные модули. Это удобно, если изначально потребности были меньше (например, пристраивается новое помещение).

Увеличение срока службы.

Равномерное распределение нагрузки между несколькими тепловыми насосами уменьшает количество пусков/остановок каждого из них, что снижает износ компрессоров и продлевает жизнь оборудования.

Широкий диапазон мощностей.

Каскадные системы могут плавно регулировать свою мощность от 10-15% до 100%, что позволяет точно подстраиваться под любые изменения погоды.

Особенности системы

1. Высокая начальная стоимость.

Покупка нескольких единиц оборудования может быть дороже, чем одного мощного теплового насоса. Но в нашем ассортименте есть топовая модель Sunglow 9 кВт, которая за счет своей невысокой цены прекрасно подходит для различных вариантов комбинированных систем.

2. Высокая ответственность проектирования и монтажа.

Требуется грамотный инженерный расчет, квалифицированные монтажники и более сложная обвязка (трубопроводы, арматура, автоматика).

3. Требуется больше места.

Несколько наружных (и внутренних блоков, если это сплит система) занимают больше площади.

Где применяется?

1. Крупные жилые дома и коттеджи большой площади.
2. Коммерческие объекты: офисные центры, гостиницы, торговые помещения.
3. Промышленные здания и склады.
4. Объекты с повышенными требованиями к надежности: больницы, лаборатории, серверные.

Итог

Каскадная установка тепловых насосов – это профессиональное решение для создания высокоэффективной, надежной и гибкой системы климат-контроля. Оно требует больших первоначальных вложений и грамотного исполнения, но в долгосрочной перспективе окупается за счет значительной экономии энергии, бесперебойной работы и возможности адаптации под индивидуальные условия.