Отопление дома воздушным тепловым насосом Mitsubishi Electric

Часть четвёртая. Отчёт за январь.

Статья является продожением серии отчётов о результатах эксплуатационных испытаний воздушного теплового насоса Mitsubishi Electric MUZ-FH50VEHZ (Zubadan Inverter), работающего в режиме обогрева помещений дома. Предыдущая статья содержит краткий отчёт о работе этого устройства в первом месяце зимы.

Не характерная для января теплая погода в юго-восточном Подмосковье наблюдалась не только в ноябре и декабре, но в первый месяц нового года - в январе: температура наружного воздуха с 01 января по 12 января изменялась от минус 4 градусов Цельсия с подъёмом до плюс 2 градусов Цельсия. В этот период воздушный тепловой насос работал с хорошей эффективностью, сравнимой с показателями середины декабря. Однако, относительно тёплые дни сменились настоящей русской зимой: с ночи 12 января температура уличного воздуха понизилась до минус 6 градусов Цельсия, далее наблюдалось постепенное снижение этой температуры. С 18 января по 26 января температура наружного воздуха не поднималась выше -15 oC. В ночные и утренние часы с 21 января по 25 января, а также с 28 января по 31 января температура наружного воздуха снижалась до -20 ... - 27 градусов Цельсия. Экстремально низкие ночные температуры -26...-27 oC были зафиксированы 29 января и 30 января. Несмотря на это, даже в таких холодных условиях объект исследований - кондиционер [воздушный тепловой насос] Mitsubishi Electric MUZ-FH50VEHZ (Zubadan Inverter) "воздух-воздух" работал в режиме обогрева, но с уже меньшей эффективностью.


Снижение температуры наружного воздуха до -14 oC и стабилизация этой температуры в пределах -14...-10 oC в течение трёх последующих дней выявило неспособность кондиционера обеспечить при работе в режиме обогрева "i-save" минимальную температуру внутри помещения выше +3 градусов Цельсия. Это обстоятельство, очевидно, было связано как с возросшими теплопотерями в доме (оценочные тепловые потери всего здания около 11 кВт), так и со снижением эффективности воздушного теплового насоса.


Наружный блок воздушного теплового насоса Mitsubishi Electric Zubadan в январе
Фото 1. Наружный блок воздушного теплового насоса в январе.

С целью недопущения дальнейшего понижения температуры воздуха внутри здания ниже +3 oC на дату 17 января нами было принято решение о переходе с режима "i-save" на режим обогрева с заданной целевой температурой на пульте управления +16 градусов Цельсия. Смена режима работы кондиционера - воздушного теплового насоса одномоментно привело к увеличению потребляемой им электроэнергии с 2,0-2,5 кВт в час до 2,8-3,2 кВт в час. Это обеспечило повышение температуры внутри помещения дома до +6...+7 градусов Цельсия.

Для критических минимальных температур окружающего воздуха -25 oC ... -27 oC [по паспорту гарантированная рабочая температура для Mitsubishi Electric MUZ-FH50VEHZ (Zubadan Inverter) составляет -25 oC] было характерно повышенное энергопотребление, которое доходило до 3,2 кВт в час. При температурах уличного воздуха от -15 oC...-18 oC и ниже наблюдался повышенный шум наружного блока, вероятно, связанный с работой электрического подогревателя даже при работе вентилятора. Пуски вентилятора наружного блока после остановов, связанных с разморозкой радиатора, при температурах -20 oC и ниже сопровождались характерными кратковременными потрескиваниями в течение первых 5-10 секунд, вероятно, в результате тепловых деформаций деталей устройства.

электрический конвектор Electrolux
Фото 2. Электрический конвектор Electrolux.

С 18 января, когда температура воздуха на улице понизилась до -20 oC и ниже, все северные углы дома покрылись инеем, а температура стенок в этих углах понизилась до -3 oC; с целью поддержания температуры выше нуля градусов Цельсия в этих углах дома, были дополнительно установлены и включены два электрических конвектора Electrolux (см. Фото 2) номинальной мощностью 1,5 кВт каждый. Причём 18 января и 19 января эти электрические конвекторы были включены на полную мощность с установленной температурой термостата +5 oC.

В дальнейшем, после прогрева этого помещения, с 22 января конвекторы были переведены на половинную мощность по 750 Вт каждый и не выключались до 31 января.

Работа кондиционера (в режиме обогрева) при отрицательных температурах окружающего воздуха -20 oC ... -27 oC привела к тому, что талая вода замерзла в ранее установленном жёлобе и более по нему не стекала, перетекая из нижнего отверстия наружного блока кондиционера через стенки желоба вниз на стальные уголки кронштейна (см. Фото 3). В результате под кронштейном образовалась наледь и сосульки, размеры которых к концу января увеличились в 3-4 раза.

Наледь и сосульки ниже наружного блока ME MUZ-FH50VEHZ
Фото 3. Наледь и сосульки на кронштейне ME MUZ-FH50VEHZ при температуре наружного воздуха -20 oC.

Обобщённые результаты эксплуатационных испытаний за январь

  • среднемесячная температура наружного воздуха минус 10,2 oC;

  • минимальная температура наружного воздуха минус 26-27 oC (29 - 30 января);

  • максимальная температура наружного воздуха около +2 oC (5 января и 10 января);

  • температура воздуха внутри помещения дома (там размещён внутренний блок MSZ-FH50VE) изменялась от +2 до +8 oC;

  • температура пола в помещении, где установлен внутренний блок MSZ-FH50VE, не опускалась ниже +1 oC;

  • минимальная температура воздуха внутри помещения дома (замер по всем углам дома) в самые сильные морозы опустилась до -2 oC (после установки в включения электрических конвекторов в этих углах здания, температура воздуха не опускалась ниже +2 oC);

  • работа в режиме обогрева "i-save" - с 01 января по 17 января;

  • работа в режиме обогрева с целевой температурой +16 oC - с 17 января по 31 января;

  • периодическая работа кондиционера на обогрев с мгновенным потреблением электроэнергии в час до 3,2 кВт;

  • общее количество потреблённой электрической энергии за месяц 1564 кВт (из них воздушным тепловым насосом - 1004 кВт за весь январь, двумя электрическими конвекторами - 560 кВт с 18 января по 31 января );

  • оценочное среднее потребление электрической энергии воздушным тепловым насосом за сутки 32,4 кВт;

  • количество конденсата (дистиллированной воды) - не собиралась с декабря.

Диаграмма потребления электроэнергии кондиционера - воздушного теплового насоса Mitsubishi Electric в режиме обогрева в январе
Рис. 1. Диаграмма потребления электроэнергии [кВт] - профили мощности за период c 01 января по 31 января.

Выводы

Проведены независимые эксплуатационные испытания воздушного теплового насоса Mitsubishi Electric MUZ-FH50VEHZ/MSZ-FH50VE (Zubadan Inverter), который эксплуатировался с 01 января по 17 января в режиме обогрева (функция "i save") с целевой температурой воздуха внутри помещения дома около +10 градусов Цельсия.

В результате падения температуры воздуха внутри помещений осуществлён переход на режим обогрева с целевой температурой воздуха (там где установлен внутренний блок кондиционера) около +16 градусов Цельсия. На основе полученных эмпирических данных в январе и анализа результатов проведенных эксплуатационных испытаний были сделаны следующие выводы:

  • При температуре наружного воздуха минус 14 градусов Цельсия и ниже в течение 3-х дней и более воздушный тепловой насос, работающий в режиме "i-save", не способен обеспечить температуру выше плюс 3 oC внутри помещения дома (оценочные тепловые потери всего здания около 11 кВт), поэтому при стабильных температурах наружного воздуха минус 10 градусов Цельсия и ниже целесообразно переходить на режим обогрева с целевой температурой +16 oC, что ведёт к увеличению потребляемой устройством электроэнергии максимально до 3,2 кВт за час.

  • В связи с тем, что тепловые потери здания больше в несколько раз, чем поступление тепловой энергии от внутреннего блока устройства, нет экономической целесообразности установки целевой температуры обогрева выше +16 oC - это практически никак не отражается на повышении температуры воздуха, выдувыемого из внутреннего блока теплового насоса, потребление электроэнергии максимально.

  • Переход с режима обогрева "i-save" на режим обогрева с целевой температурой +16 oC за счёт более высокой степени сжатия компрессора обеспечивает увеличение переносимой внутрь дома тепловой энергии и повышение температуры воздуха внутри здания с +2...+3 oC до +5...+6 oC.

  • Устройство работает в режиме отопления дома даже при температуре воздуха на улице минус 27 градусов Цельсия (гарантированная заводом-изготовителем минимальная температура наружного воздуха минус 25 градусов Цельсия - подтверждена нашими испытаниями).

  • Общее потребление электроэнергии за январь составило 1564 кВт (из них воздушным тепловым насосом - 1004 кВт за весь январь, двумя электрическими конвекторами - 560 кВт всего за 13 дней января).

  • Количество потреблённой электроэнергии за январь больше, чем за декабрь на ~50 кВт, при разнице в среднемесячной температуре наружного воздуха между январём и декабрём около 8,2 oC. Наружный блок воздушного теплового насоса MUZ-FH50VEHZ (в режиме обогрева) периодически отключается, после чего включается режим разморозки для удаления инея с радиатора и отвода талой воды по установленному нами желобу, который не выполняет свою функцию при температурах ниже -20 oC.

  • Воздушный тепловой насос имеет достаточно высокую эффективность и его целесообразно применять в качестве вспомогательного устройства для отопления дома при температурах наружного воздуха до -10....-12 градусов Цельсия. При более низких температурах наблюдается как увеличение тепловых потерь здания, так и снижение тепловой эффективности работы объекта исследования, несмотря на это тепловая эффективность воздушного теплового насоса даже при температуре наружного воздуха -27 oC выше по сравнению с тепловой эффективностью электрического конвектора.



Вернуться назад