اندازه آبگرمکن پمپ حرارتی تجاری: ظرفیت، بازیابی و ذخیره سازی

تغییر سریع به سمت الزامات الکتریکی سازی و کربن زدایی ساختمان، مدیران تاسیسات و مهندسان MEP را مجبور می کند که در طراحی آب گرم خانگی تجاری (DHW) تجدید نظر کنند. بکارگیری منطق اندازه گیری مقاومت گاز یا الکتریکی قدیمی به a آبگرمکن پمپ حرارتی تجاری خرابی سیستم را تضمین می کند. سیستم های سنتی بر پیکربندی های با BTU بالا و بازیابی سریع تکیه دارند. پمپ های حرارتی برای جلوگیری از شکایت آب سرد، چرخه کوتاه مدت و کارایی به خطر افتاده نیاز به یک رویکرد اساسی متفاوت دارند.

استقرار موفقیت آمیز این فناوری مستلزم تغییر از یک ذهنیت مهندسی اول بازیابی به یک ذهنیت مهندسی اول ذخیره سازی است. شما باید ظرفیت باتری حرارتی را بر سرعت گرمایش مطلق اولویت دهید. این راهنما معیارهای ارزیابی فنی را برای متعادل کردن حجم ذخیره‌سازی، ظرفیت بازیابی، تلفات توزیع و ردپای عملیاتی تجزیه می‌کند. ما چگونگی مهندسی سیستمی را بررسی خواهیم کرد که در عین به حداکثر رساندن راندمان کمپرسور و محافظت از سرمایه گذاری شما، اوج تقاضا را برآورده کند.

• روش اول ذخیره سازی: بر خلاف دیگ های گاز، اندازه آبگرمکن پمپ حرارتی تجاری به حداکثر کردن ظرفیت ذخیره سازی برای پاسخگویی به اوج تقاضا متکی است و نرخ بازیابی ذاتاً کندتر را جبران می کند.

• جابجایی بار و بهینه‌سازی COP : ذخیره‌سازی بیش از حد به تأسیسات اجازه می‌دهد آب را در ساعات کم مصرف برق گرم کنند، ضریب عملکرد ( COP ) را به حداکثر می‌رسانند و هزینه‌های عملیاتی را به حداقل می‌رسانند.

• وابستگی‌های متقابل زیرساخت: اندازه‌گیری دقیق باید تأثیرات ثانویه تأسیسات، از جمله خنک‌کننده هوای محیط (اگزوز)، محدودیت‌های وزن ساختاری برای مخازن بزرگ‌تر و ظرفیت پانل‌های الکتریکی را در نظر بگیرد.

• لایه بندی بسیار مهم است: عملکرد موثر پمپ حرارتی آب گرم تجاری به طبقه بندی دقیق دمایی در مخازن ذخیره سازی متکی است تا اطمینان حاصل شود که پمپ حرارتی سردترین دمای آب ورودی (EWT) را دریافت می کند.

• تلفات توزیع مهم است: محاسبات اندازه باید صراحتاً تلفات حرارتی مداوم از حلقه چرخش ساختمان را در نظر بگیرند، که می تواند بخش قابل توجهی از ظرفیت پایه پمپ حرارتی را مصرف کند.

تغییر پارادایم در اندازه آبگرمکن پمپ حرارتی تجاری

مهندسان برای چندین دهه به روش‌های قدیمی فصل 51 ASHRAE تکیه کرده‌اند. این اکتشافی های سنتی کاملاً برای سیستم های سوخت فسیلی کار می کنند. شما یک مخزن ذخیره نسبتا کوچک را با یک مشعل گازی عظیم جفت می کنید. هنگامی که یک پیک تقاضا می رسد، مشعل آتش می گیرد و تقریباً به همان سرعتی که ساختمان مصرف می کند، آب گرم را جایگزین می کند. این تعریف طراحی اول بازیابی است. ردپای مکانیکی کوچک باقی می ماند و سیستم به راحتی از طریق دوش صبحگاهی یا بارهای سنگین آشپزخانه نیرو می گیرد.

پمپ های حرارتی بر اساس یک اصل ترمودینامیکی کاملاً متفاوت کار می کنند. آنها از طریق احتراق گرما ایجاد نمی کنند. آنها گرمای محیط را از هوا یا آب با استفاده از چرخه تبرید به سیستم DHW منتقل می کنند. این فرآیند انتقال بسیار کارآمد اما ذاتا کندتر است. یک دیگ گاز ممکن است 1,000,000 BTU گرمایش آنی را ارائه دهد. تطبیق آن خروجی دقیق با یک پمپ حرارتی به یک کمپرسور غیرممکن بزرگ و یک ارتقاء خدمات الکتریکی عظیم نیاز دارد. اعمال قوانین اندازه‌گیری قدیمی برای پمپ حرارتی، عدم تطابق اساسی بین واقعیت‌های عملیاتی و نیازهای ساختمان ایجاد می‌کند.

برای موفقیت، باید منطق اول ذخیره سازی را اتخاذ کنید. پمپ های حرارتی به باتری های حرارتی بزرگ نیاز دارند. شما حجم عظیمی از آب گرم را ذخیره می کنید تا اوج تقاضا را مدیریت کنید. سپس کمپرسور برای شارژ مجدد باتری حرارتی به طور مداوم با آمپرهای کمتر در مدت زمان طولانی‌تری کار می‌کند. این رویکرد ذخیره‌سازی بالا و بازیابی کم، کمپرسور را در منطقه بازده بهینه‌اش نگه می‌دارد. این پروفیل بار الکتریکی را صاف می کند و از استرس مکانیکی مرتبط با چرخش سریع روشن و خاموش جلوگیری می کند.

عدم تطبیق محاسبات شما منجر به عواقب شدید در محل کار می شود. کوچک‌تر کردن حجم ذخیره‌سازی، سیستم را مجبور می‌کند به عناصر پشتیبان مقاومت الکتریکی ناکارآمد تکیه کند. هنگامی که پمپ حرارتی نمی تواند خود را حفظ کند، بخاری های مقاومتی درگیر می شوند. این بلافاصله ضریب عملکرد شما ( COP ) را از بین می برد. همچنین باعث افزایش جهش در اوج بارهای تقاضای الکتریکی می شود و هر گونه صرفه جویی پیش بینی شده در مصرف برق را از بین می برد. علاوه بر این، یک مخزن کم اندازه باعث می شود کمپرسور چرخه کوتاهی داشته باشد و به سرعت سایش مکانیکی را تسریع کند و منجر به خرابی زودرس تجهیزات شود.

ابعاد اصلی ارزیابی: ظرفیت، بازیابی و تقاضا

اندازه دقیق نیاز به درک دقیقی از چگونگی و زمان مصرف آب گرم یک ساختمان دارد. شما نمی توانید به قوانین کلی یا نمودارهای اندازه گیری قدیمی تکیه کنید. شما باید واحدهای ثابت، برنامه های عملیاتی و ویژگی های فیزیکی شبکه لوله کشی ساختمان را تجزیه و تحلیل کنید.

مشخصات اوج تقاضا

اولین گام، انجام تجزیه و تحلیل دقیق واحد ثابت است. شما باید هم پروفیل های کشش پیوسته و هم پروفیل های ترسیم اوج را محاسبه کنید. یک بلندمرتبه چند خانواری با بیدار شدن ساکنان، تقاضای متمرکز و گسترده ای بین ساعت 6 صبح تا 8 صبح افزایش می یابد. یک باشگاه تجاری تجاری ممکن است در طول شب شاهد تقاضای بالا باشد. شما باید این الزامات گالن در ساعت (GPH) را دقیقاً برای درک بار واقعی ترسیم کنید.

1. تمام وسایل آب گرم موجود در این مرکز، از جمله سر دوش، سینک دستشویی، سینک ظرفشویی، و ماشین ظرفشویی تجاری را موجودی کنید.

2. بر اساس مشخصات سازنده یا کدهای لوله کشی محلی، نرخ جریان خاصی (گالن در دقیقه) را به هر دستگاه اختصاص دهید.

3. ضریب تنوع را بر اساس نوع ساختمان برای تخمین حداکثر تعداد وسایلی که به طور همزمان کار می کنند، اعمال کنید.

4. کل تقاضای ساعت اوج مصرف را بر حسب گالن محاسبه کنید. این عدد نشان دهنده حداقل مطلق آب گرم قابل استفاده سیستم شما در بدترین حالت ممکن است.

حسابداری زیان های توزیع و گردش مجدد

بسیاری از مهندسان تجهیزات را برای لامپ ها اندازه می گیرند اما لوله ها را فراموش می کنند. محاسبات اندازه باید به صراحت در افت مداوم BTU حلقه چرخش آب گرم ساختمان فاکتور بگیرد. این حلقه تضمین می کند که آب گرم فوراً در شیر آب در دسترس است، اما به عنوان یک رادیاتور غول پیکر در داخل دیوارهای ساختمان عمل می کند. یک خط مسی دو اینچی با عایق ضعیف که از یک گاراژ پارکینگ بدون قید و شرط عبور می‌کند، انرژی گرمایی عظیمی را تخلیه می‌کند.

شما باید این بار انگلی را محاسبه کنید. طول کل شبکه لوله کشی، ضخامت عایق و دمای محیطی لوله کشی را تعیین کنید. نرخ بازیابی پایه پمپ حرارتی باید به راحتی از این تلفات حرارتی در طول دوره‌های کشش صفر پیشی بگیرد. اگر تلفات گردش مجدد از خروجی کمپرسور بیشتر شود، مخازن ذخیره به آرامی در طول شب دما را از دست خواهند داد. ساختمان با دوش های سرد از خواب بیدار می شود، حتی اگر کسی از یک قطره آب استفاده نکرده باشد.

تعیین ظرفیت ذخیره سازی

حجم کل مخزن برابر با آب گرم قابل استفاده نیست. شما باید راندمان کشش مخازن ذخیره سازی خود را محاسبه کنید. اکثر مخازن استاندارد تنها 70 تا 80 درصد حجم نامی خود را قبل از اینکه دمای خروجی به دلیل اختلاط داخلی به زیر سطح قابل قبول برسد، تحویل می دهند. اگر محاسبه پیک تقاضای شما به 1000 گالن آب گرم نیاز دارد، یک مخزن 1000 گالنی از کار می افتد. شما احتمالاً به 1300 تا 1400 گالن ذخیره فیزیکی واقعی نیاز دارید تا بار را برآورده کنید.

استفاده از ذخیره سازی اولیه در مقابل مخازن نوسان ثانویه را ارزیابی کنید. ذخیره سازی اولیه مستقیماً به پمپ حرارتی متصل می شود. مخازن نوسان ثانویه به حفظ دما در حلقه توزیع بدون ایجاد اختلال در طبقه بندی آب سرد مورد نیاز حلقه پمپ حرارتی اولیه کمک می کنند. جداسازی این توابع اغلب بازده کلی سیستم را بهبود می بخشد و دمای تحویل را تثبیت می کند.

محاسبه ظرفیت بازیابی

هنگامی که پیک تقاضا و حجم ذخیره سازی را تعیین کردید، نرخ بازیابی مورد نیاز را محاسبه می کنید. حجم ذخیره شده قابل استفاده را از کل بار روزانه کم کنید. پمپ حرارتی باید این حجم باقیمانده را در طول روز جایگزین کند. باید راندمان بازیابی پمپ حرارتی را در دمای هوای خاص محیط و آب ورودی در نظر بگیرید.

واحدی که برای 100000 BTU/hr در هوای محیط 70 درجه فارنهایت رتبه بندی شده است فقط 60000 BTU در ساعت در 40 درجه فارنهایت هوای محیط ارائه می دهد. همیشه ظرفیت بازیابی را بر اساس بدترین شرایط زمستانی که مرکز شما تجربه می کند محاسبه کنید. اگر کمپرسور را بر اساس داده های عملکرد تابستانی اندازه کنید، سیستم به ناچار در اولین ضربه سرد از کار می افتد.

مهندسی نسبت ذخیره به بازیابی

طراحی یک سیستم موفق مستلزم ایجاد تعادل بین اندازه مخزن و اندازه کمپرسور است. باید نقطه محوری دقیقی را پیدا کنید که در آن افزودن فضای ذخیره‌سازی بیشتر نسبت به افزایش ظرفیت گرمایش مقرون‌به‌صرفه‌تر می‌شود. این نسبت ردپای فیزیکی و زیرساخت های الکتریکی مورد نیاز برای کل اتاق مکانیکی را دیکته می کند.

متعادل کردن معادله

اگر ذخیره سازی را به حداکثر برسانید، می توانید از پمپ حرارتی کوچکتر و ارزان تر استفاده کنید. این امر ارتقاء تابلوهای برق را کاهش می‌دهد و هزینه‌های اوج تقاضا را کاهش می‌دهد. با این حال، مخازن عظیم نیاز به فضای کف قابل توجه و پشتیبانی ساختاری دارند. برعکس، اگر فضا کم است، باید ظرفیت پمپ حرارتی را افزایش دهید تا آب را سریعتر بازیابی کنید. یافتن تعادل بهینه مستلزم اجرای چندین شبیه‌سازی بار در برابر ردپای اتاق مکانیکی موجود شماست. شما باید مشخصات کشش ساعتی ساختمان را در مقابل خروجی ساعتی کمپرسور مدل کنید.

پرداختن به بازیابی-اولین ضد استدلال

در حالی که ذخیره سازی اول قاعده است، استثناهایی در این زمینه وجود دارد. شما باید موارد لبه ای را شناسایی کنید که نرخ بازیابی به گلوگاه اصلی تبدیل می شود. بارهای فرآیند پیوسته، خشکشویی های تجاری و تاسیسات صنعتی 24/7 ساعت غیر اوج بار مشخصی ندارند. مدام حجم های سنگین می کشند. یک باتری حرارتی نمی تواند دوباره شارژ شود اگر ساختمان هرگز تخلیه آن را متوقف نکند.

در این برنامه های کاربردی با تقاضای مداوم، شما باید سیستم های هیبریدی را طراحی کنید. برای به حداکثر رساندن راندمان، از پمپ حرارتی به عنوان نیروی اصلی بار پایه استفاده می کنید. سپس یک تقویت کننده گاز یا برق را برای کنترل بارهای اوج بی امان ادغام می کنید. این رویکرد ترکیبی عملکرد مداوم را بدون نیاز به آرایه‌های ذخیره‌سازی غیرممکن بزرگی که کل ردپای تأسیسات را مصرف می‌کنند، تضمین می‌کند.

معماری متمرکز در مقابل معماری غیرمتمرکز

شما باید تفاوت های اندازه بین یک مرکز عظیم را ارزیابی کنید کارخانه سیستم گرمایش آب پمپ حرارتی تجاری و چندین واحد کوچکتر توزیع شده. نیروگاه های متمرکز نگهداری آسان تر و تغذیه الکتریکی یکپارچه را ارائه می دهند. با این حال، آنها به حلقه‌های چرخشی گسترده نیاز دارند تا آب را به انتهای ساختمان هدایت کنند، که به شدت تلفات حرارتی انگلی را افزایش می‌دهد.

تمرکززدایی، پمپ های حرارتی کوچکتر را به نقطه استفاده نزدیک می کند. این امر تلفات لوله های چرخشی را به شدت کاهش می دهد. با حذف آن بار انگلی، اغلب می توانید کل حجم ذخیره سازی مورد نیاز را در کل تاسیسات کاهش دهید. معماری‌های غیرمتمرکز در محیط‌های پردیس پردیس، مجتمع‌های چندخانواری کم‌مرتبط، یا هتل‌های بزرگ با بال‌های متمایز بسیار خوب کار می‌کنند.

تاثیر دمای آب ورودی (EWT)

تغییرات فصلی در دمای تامین آب شهری به شدت افزایش دمای مورد نیاز شما را دیکته می کند (Delta-T). در آب و هوای شمالی، آب شهری زمستانی می تواند تا 40 درجه فارنهایت کاهش یابد. در آب و هوای جنوبی، ممکن است در تمام طول سال بالای 65 درجه فارنهایت بماند. گرم کردن آب از 40 درجه فارنهایت تا 140 درجه فارنهایت به میزان قابل توجهی خروجی BTU نسبت به گرم کردن آن از 65 درجه فارنهایت نیاز دارد.

این Delta-T به طور مستقیم زمان بازیابی واقعی را تغییر می دهد. سیستمی که اندازه مناسبی برای EWT تابستانی داشته باشد، در ماه فوریه به شدت از کار خواهد افتاد. باید داده‌های دمای آب شهری تاریخی را برای کد پستی خاص خود بگیرید و ظرفیت بازیابی را برای سردترین ماه ثبت شده اندازه بگیرید. هرگز دمای آب استاندارد 50 درجه فارنهایت را در تمام نقاط جغرافیایی فرض نکنید.

طبقه بندی حرارتی و سیستم های تک گذر در مقابل چند گذر

ارزیابی چگونگی چرخش آب در تجهیزات بسیار مهم است. پمپ های حرارتی هنگام گرم کردن آب بسیار سرد به بالاترین میزان COP خود می رسند. شما باید طبقه بندی حرارتی دقیق را در مخازن ذخیره سازی حفظ کنید. آب گرم باید بدون مزاحمت در بالا قرار گیرد، در حالی که آب سرد در پایین است.

حفظ منطقه آب سرد در پایین مخزن غیر قابل مذاکره است. سیستم‌های تک گذر آب سرد را از پایین می‌گیرند، آن را تا نقطه تنظیم نهایی در یک چرخه گرم می‌کنند و در بالا می‌گذارند. سیستم های چند گذر آب را به طور مداوم به گردش در می آورند و به تدریج دمای کل مخزن را بالا می برند. معماری‌های تک گذر عموماً لایه‌بندی را بهتر حفظ می‌کنند و تضمین می‌کنند که کمپرسور همیشه سردترین EWT ممکن را دریافت می‌کند و در اوج راندمان کار می‌کند.

اندازه برای افزونگی و تعمیر و نگهداری

تأسیسات تجاری نمی توانند از عهده خرابی کامل DHW برآیند. شما باید آرایه های پمپ حرارتی چند مخزن و مدولار را برای ایجاد افزونگی N+1 ساختار دهید. به جای تعیین یک واحد عظیم 500000 BTU، سه واحد 250000 BTU را مشخص کنید. اگر یکی از کمپرسورها خراب شود یا نیاز به تعمیر و نگهداری معمول داشته باشد، واحدهای باقیمانده می توانند عملیات ساختمان پایه را حفظ کنند. اندازه مدولار از تاسیسات شما در برابر خرابی فاجعه‌بار محافظت می‌کند و امکان استقرار آسان‌تر در دوره‌های کم تقاضا را فراهم می‌کند.

واقعیت های پیاده سازی و محدودیت های تسهیلات

اگر تجهیزات نتوانند از نظر فیزیکی در ساختمان ادغام شوند، محاسبات اندازه تئوری معنایی ندارد. شما باید به واقعیت های فیزیکی خشن استقرار معماری اول ذخیره سازی در فضاهای تجاری بپردازید. اتاق های مکانیکی به ندرت با در نظر گرفتن فضای اضافی طراحی می شوند.

رد پا و بار سازه ای

باتری های حرارتی بزرگتر به فضای قابل توجهی نیاز دارند. شما باید فضای مورد نیاز فضای کف را برای آرایه های ذخیره سازی با حجم بالا در اوایل مرحله طراحی محاسبه کنید. بازسازی یک سیستم گاز اغلب به معنای تلاش برای جا دادن 1500 گالن ذخیره سازی در یک اتاق مکانیکی است که در ابتدا برای یک مخزن 200 گالن طراحی شده بود. شما باید فاصله های نگهداری، منیفولدهای لوله کشی و مخازن انبساط را در نظر بگیرید.

علاوه بر این، شما باید محدودیت وزن مرطوب را محاسبه کنید. وزن آب 8.34 پوند در هر گالن است. یک آرایه مخزن 1000 گالن بیش از چهار تن بار مرده به ساختار کف اضافه می کند، بدون احتساب وزن خود کشتی های فولادی. اگر این را قرار می دهید سیستم پمپ حرارتی آب گرم تجاری بر روی سقف یا نیم طبقه مکانیکی معلق، باید با یک مهندس سازه برای بررسی ظرفیت های باربری و طراحی کانال مناسب مشورت کنید.

جریان هوا، دمای محیط و ادغام HVAC

پمپ های حرارتی منبع هوا گرما را از هوای اطراف استخراج می کنند و هوای سرد را خارج می کنند. شما باید این اثر خنک کننده انگلی را کاهش دهید. اگر یک واحد بزرگ را در یک اتاق مکانیکی بسته قرار دهید، به سرعت اتاق را به یخچال تبدیل می کند. هنگامی که هوای محیط به زیر آستانه عملکرد کمپرسور می رسد، سیستم به طور کامل خاموش می شود.

اندازه باید حجم عظیم هوای محیط مورد نیاز را محاسبه کند. شما باید دقیق فوت مکعب در دقیقه (CFM) جریان هوای مورد نیاز برای ادامه کار را محاسبه کنید. شما همچنین باید مسیریابی مناسب اگزوز را طراحی کنید. ریختن هوای سرد خروجی به داخل ساختمان، بار گرمایش اولیه HVAC را افزایش می دهد. برای غلبه بر فشار استاتیک، مجرای اگزوز به بیرون نیاز به نفوذ به دیوار، لوورها و فن های بالقوه تقویت کننده دارد. این دینامیک جریان هوا مستقیماً بر اندازه و قرارگیری تجهیزات نهایی تأثیر می گذارد.

کنترل های سیستم و شماتیک های لوله کشی

باتری های حرارتی پیشرفته نیاز به مدیریت پیشرفته دارند. ادغام سیستم DHW با سیستم های مدیریت ساختمان (BMS) ضروری است. BMS باید دمای مخزن را در مناطق مختلف طبقه بندی کنترل کند، پمپ های چرخش را کنترل کند و کمپرسورهای مدولار ترتیبی دهد تا زمان اجرا را متعادل کند و از چرخه کوتاه جلوگیری کند.

طراحی چیدمان لوله کشی مناسب نیز به همان اندازه حیاتی است. هنگام اتصال چندین مخزن ذخیره سازی به صورت موازی، باید از شماتیک های لوله کشی برگشت معکوس استفاده کنید. بازگشت معکوس جریان متعادل را در کل آرایه تضمین می کند و از اتصال کوتاه جلوگیری می کند. اگر آب از طریق یک مخزن کوتاه شود، لایه بندی را از بین می برید، کارایی پمپ حرارتی را فلج می کنید و به طور مصنوعی حجم ذخیره سازی قابل استفاده خود را کاهش می دهید.

کیفیت آب و انتخاب مواد مخزن

شیمی آب محلی طول عمر تجهیزات را دیکته می کند. شما باید ارزیابی کنید که چگونه سختی آب بر مقیاس مبدل حرارتی تأثیر می گذارد. آب سخت به سرعت مبدل های حرارتی پمپ حرارتی را کاهش می دهد و راندمان انتقال حرارت را از بین می برد و نرخ بازیابی را در طول زمان کاهش می دهد. ممکن است برای محافظت از سرمایه گذاری نیاز به اندازه گیری و نصب نرم کننده های آب تجاری در بالادست پمپ حرارتی داشته باشید.

کیفیت آب نیز انتخاب مخازن ذخیره سازی را تعیین می کند. مخازن با روکش شیشه ای استاندارد هستند اما نیاز به بازرسی و تعویض میله آند معمولی دارند. مخازن دوبلکس فولاد ضد زنگ بدون میله آند در برابر خوردگی مقاومت می کنند اما هزینه اولیه بیشتری دارند. مخازن با روکش تیتانیوم دوام فوق العاده ای را برای شرایط سخت آب ارائه می دهند. انتخاب مواد نادرست منجر به خرابی زودرس مخزن می شود، صرف نظر از اینکه چقدر حجم را به خوبی اندازه گرفته اید.

نقاط تنظیم دما و کاهش لژیونلا

مقررات بهداشتی و ایمنی نیاز به مدیریت دقیق دما دارد. شما باید سیستم را اندازه بگیرید تا دمای ذخیره سازی بیش از 140 درجه فارنهایت را به دست آورید و حفظ کنید. این حرارت بالا آب را استریل می کند و از رشد باکتری لژیونلا در باتری های حرارتی بزرگ جلوگیری می کند. ذخیره آب در دماهای پایین تر در حجم های انبوه یک خطر بیولوژیکی شدید ایجاد می کند.

با این حال، رساندن آب با دمای 140 درجه فارنهایت به وسایل، خطر سوختگی فوری ایجاد می کند. شما باید از شیرهای اختلاط ترموستاتیک دیجیتال (TMV) در نقطه توزیع استفاده کنید. TMV آب ذخیره شده 140 درجه فارنهایت را با آب سرد شهر ترکیب می کند تا دمای 120 درجه فارنهایت ایمن را به ساختمان برساند. این فرآیند ترکیب در واقع ظرفیت آب گرم قابل استفاده شما را افزایش می دهد، که باید آن را در محاسبات حجم اولیه خود لحاظ کنید تا از بزرگ شدن مخازن جلوگیری کنید.

مبادلات: هزینه های سرمایه (CAPEX) در مقابل بازده عملیاتی (OPEX)

انتقال به DHW برقی مستلزم درک روشنی از مبادلات مالی است. انتخاب‌های مهندسی که در حین اندازه‌گیری انجام می‌دهید، مستقیماً بر سرمایه اولیه مورد نیاز برای نصب و هزینه‌های مستمر آب و برق برای عمر ساختمان تأثیر می‌گذارد.

هزینه اولیه ذخیره سازی

رویکرد اول ذخیره سازی به هزینه سرمایه اولیه بالاتری نیاز دارد. شما در حال خرید مخازن بزرگتر و سنگین تر هستید. شما در حال نصب کنترل‌های دیجیتال پیشرفته، منیفولدهای پیچیده لوله‌کشی برگشت معکوس، و به‌طور بالقوه ارتقای سرویس برق برای مدیریت برق سه فاز هستید. همچنین ممکن است هزینه های تقویت سازه را متحمل شوید. CAPEX برای یک به درستی اجرا شده است استراتژی اندازه‌گیری آبگرمکن‌های پمپ حرارتی تجاری تقریباً همیشه از جایگزینی ساده دیگ‌های گاز مانند مشابه فراتر می‌رود.

پس انداز بلند مدت ابزار

بازگشت سرمایه ناشی از کارایی عملیاتی است. ذخیره سازی با اندازه مناسب امکان جابجایی تهاجمی بار را فراهم می کند. می توانید کنترل ها را طوری برنامه ریزی کنید که پمپ حرارتی را در ساعات کم تعرفه در طول شب به شدت کار کند. این سیستم زمانی که برق ارزان است یک باتری حرارتی عظیم می سازد. در زمان اوج قیمت گذاری بعد از ظهر، کمپرسور خاموش می شود و ساختمان به طور کامل از انرژی حرارتی ذخیره شده استفاده می کند. این استراتژی به شدت OPEX را کاهش می دهد، از جریمه های اوج تقاضا جلوگیری می کند و دوره بازپرداخت را تسریع می بخشد.

انطباق انگیزه

کمک های مالی به طور گسترده برای پروژه های کربن زدایی در دسترس است، اما با رشته های فنی دقیق همراه است. بسیاری از تخفیف‌های خدماتی و مشوق‌های فدرال به رتبه‌بندی کارایی خاصی نیاز دارند. شما باید به حداقل ضریب عملکرد ( COP ) یا ضریب انرژی یکنواخت (UEF) برسید تا واجد شرایط دریافت وجوه باشید. شما فقط می‌توانید با بکارگیری نسبت‌های مناسب ذخیره‌سازی به بازیابی، به این کارایی‌های آزمایشگاهی در دنیای واقعی دست پیدا کنید. کوچک‌تر کردن اندازه مخازن، پشتیبان‌گیری مقاومت را مجبور می‌کند، COP شما را از بین می‌برد، و صلاحیت تخفیف شما را به طور کامل از بین می‌برد.

نتیجه گیری

1. دبی سنج های اولتراسونیک را روی شبکه های آب گرم خانگی فعلی خود نصب کنید تا حداکثر تقاضای گالن در دقیقه را در یک دوره دو هفته ای ثبت کنید.

2. حلقه چرخش ساختمان خود را با اندازه گیری افت دما بین خطوط تغذیه و برگشت حسابرسی کنید تا تلفات حرارتی انگلی دقیق را محاسبه کنید.

3. قبل از تعیین مخازن ذخیره سازی با حجم بالا، برای بررسی ظرفیت باربری کف اتاق مکانیکی خود با یک مهندس سازه مشورت کنید.

4. داده‌های تاریخی دمای آب شهری را برای کد پستی خاص خود بکشید تا بدترین حالت زمستان ورودی دمای آب را تعیین کنید.

5. یک مهندس MEP متخصص در کربن زدایی را استخدام کنید تا شماتیک های لوله کشی برگشت معکوس و توالی های یکپارچه سازی BMS را نهایی کند.

سوالات متداول

س: تفاوت بین میزان بازیابی و ظرفیت ذخیره سازی در یک آبگرمکن تجاری پمپ حرارتی چیست؟

A: ظرفیت ذخیره سازی حجم کل آب گرم نگهداری شده در مخازن است که به عنوان یک باتری حرارتی برای اوج تقاضا عمل می کند. نرخ بازیابی سرعتی است که در آن پمپ حرارتی می تواند آب سرد ورودی را گرم کند تا جایگزین مورد استفاده شود. پمپ های حرارتی به ذخیره سازی بالا و بازیابی کمتر متکی هستند، در حالی که سیستم های گاز از ذخیره سازی کم و بازیابی بالا استفاده می کنند.

س: چرا پمپ های حرارتی آب گرم تجاری به مخازن ذخیره بزرگتری نسبت به دیگ های گاز نیاز دارند؟

پاسخ: پمپ‌های حرارتی به جای سوزاندن سوخت، گرمای محیط را منتقل می‌کنند و باعث می‌شود که آنها بسیار کارآمد باشند اما در گرم کردن آب کندتر می‌شوند. مخازن بزرگتر به اندازه کافی آب از پیش گرم شده را ذخیره می کنند تا از افزایش ناگهانی تقاضا جلوگیری کنند. این امر از کارکرد مداوم کمپرسور یا تکیه بر گرمکن های پشتیبان گران قیمت و ناکارآمد با مقاومت الکتریکی در ساعات اوج استفاده جلوگیری می کند.

س: تلفات حلقه چرخش چگونه بر اندازه آبگرمکن پمپ حرارتی تجاری تأثیر می گذارد؟

A: حلقه های چرخش دائماً گرما را از طریق شبکه لوله کشی ساختمان از دست می دهند. این یک بار انگلی پیوسته ایجاد می کند. اگر محاسبات اندازه‌گیری این تلفات را نادیده بگیرد، پمپ حرارتی برای حفظ دمای مخزن در طول دوره‌های کشش صفر تلاش می‌کند. شما باید خروجی پایه کمپرسور را اندازه بگیرید تا به راحتی بر این تلفات حرارتی مداوم غلبه کنید.

س: آیا باید یک سیستم گرمایش آب پمپ حرارتی تجاری متمرکز یا غیرمتمرکز را انتخاب کنم؟

A: سیستم های متمرکز تعمیر و نگهداری آسان تری را ارائه می دهند، اما به لوله کشی چرخش گسترده نیاز دارند که تلفات حرارتی را افزایش می دهد. سیستم‌های غیرمتمرکز واحدهای کوچک‌تر را نزدیک‌تر به محل استفاده قرار می‌دهند و تلفات لوله‌کشی را کاهش می‌دهند و اغلب حجم کل ذخیره‌سازی مورد نیاز را کاهش می‌دهند. تمرکززدایی معمولاً برای پردیس‌های گسترده بهتر است، در حالی که کارخانه‌های متمرکز متناسب با ارتفاعات عمودی هستند.

س: دمای هوای محیط چگونه بر اندازه آبگرمکن پمپ حرارتی تجاری تأثیر می گذارد؟

A: پمپ های حرارتی منبع هوا گرما را از هوای اطراف استخراج می کنند. با کاهش دمای محیط، ظرفیت گرمایش و راندمان دستگاه کاهش می یابد. شما باید سیستم را بر اساس سردترین شرایط عملیاتی مورد انتظار اندازه بگیرید. علاوه بر این، واحدهای داخلی هوای سرد را تخلیه می کنند و برای جلوگیری از یخ زدن اتاق مکانیکی به جریان هوای عظیم نیاز دارند.