YUTAKI – теплові насоси «повітря-вода» від HITACHI: схеми застосування

Повний спектр новітніх теплових насосів «повітря-вода» серії YUTAKI від HITACHI, що виробляють тепло та гарячу воду для вашої оселі подібно до звичайних газових чи рідкопаливних котлів, перетворюють відновлювану енергію, що міститься в зовнішньому повітрі, в тепло. Окрім цього їх можна використовувати для охолодження та кондиціонування. До того ж новітні моделі ТН YUTAKI HITACHI вирізняються особливими інноваційними технічними рішеннями, підвищеною економічністю та ефективністю

Комбіновані теплові установки YUTAKI від HITACHI виробляють тепло і гарячу воду для дому, використовуючи незначну кількість електроенергії для перетворення енергії навколишнього середовища (зовнішнього атмосферного повітря) в тепло, якого достатньо для опалення житла навіть в найлютіші морози. Кожен витрачений кіловат електричної енергії здатен виробити більше, ніж 5 кВт енергії для нагрівання, що можна використати для опалення та системи ГВП. Це означає насамперед те, що можна заощадити до 80% витрат на опалення, у порівнянні з традиційними котлами на викопному паливі.

Нова серія теплових насосів YUTAKI, що спирається на досягнення найсучаснішої технології, окрім продукування тепла для опалення та нагрівання побутової гарячої води, може працювати на охолодження приміщень (для чого встановлюється додатковий аксесуар «Комплект для охолодження»), виробництва HITACHI. Пристрої серії YUTAKI мають автоматичне керування завдяки поліпшеним контролерам користувача (PC-ARFHE) та візуалізацію режимів (монітор LCD), що тепер забезпечують зручні нові функції – майстер запуску конфігурації, автоматичні режими охолодження / опалення, поліпшений таймер тощо.

Системи YUTAKI поділяються на сімейства агрегатів двох типів – спліт-системи та моноблочні пристрої. Всі пристрої лінійки YUTAKI можна обирати за допомогою спеціалізованої комп’ютерної програми «HiToolkit for home», що запропонує оптимальний варіант опалення, або опалення та охолодження для кожної оселі, як із системою ГВП, так і без неї. Програма оцінює також вартість основного обладнання та додаткових аксесуарів, тобто оцінює економічну ефективність обраного проекту. ПО допомагає з’ясувати та обрати резервне обладнання (газовий, електричний чи твердопаливний котел тощо). Програма може порівняти вартість експлуатації ТН та використання інших енергоносіїв (електрика, газ, дизпаливо, пелети т. і.) з урахуванням часу доби та температурного графіку.

Моноблочні системи YUTAKI M

Моноблочна система YUTAKI M є тепловим насосом «повітря-вода», що міститься в спеціальному зовнішньому блоці, див. рис. 1. Дана система є прекрасним рішенням, коли споживач має обмежений простір для монтажу. ТН типу YUTAKI M встановлюється назовні нової будівлі, або тієї, що модернізується (див. рис. 2) та призначені для опалення і ГВП. Вони можуть працювати з різними опалювальними пристроями: радіаторами, «теплими підлогами», фанкойлами тощо. За умови встановлення накопичувального бака (на 200, 300, 195 чи 287 л) моноблочні системи можуть також працювати, як системи ГВП.

Рис. 1. Моноблочна система YUTAKI M

Завдяки моноблочному виконанню інсталяція системи значно спрощується, тому що відсутні траси для холодоагентів при монтажі назовні приміщення. Лінійка виробів 2020 р. поповнилася моделями на 4,3 та 8 кВт, що заправляються екологічним холодоагентом типу R32. Окрім цього моделі, що працюють з R32, вирізняються на 29% меншими габаритами та на 20% меншою площею, що потрібна для монтажу зовнішнього блоку.

Рис. 2. Приклади систем на базі YUTAKI M

Моноблоки YUTAKI M можуть сумісно працювати з наявним обладнанням чи у складі новоствореної системи (рис. 2), але здатні працювати при зовнішній температурі від -25°С. Модулі автоматичного керування, датчики та контролери YUTAKI M можуть забезпечити роботу доволі складних схем, приклади яких див. на рис. 3.

Рис. 3. Додаткові можливості комплекту контролера для YUTAKI M

Спліт-системи YUTAKI S, YUTAKI S COMBI, YUTAKI S80

Роздільна спліт-система складається з одного внутрішнього та одного зовнішнього блоку. Зовнішній блок всотує тепло, що міститься в навколишньому повітрі та через холодоагент направляє його у внутрішній блок, розташований всередині приміщення, де він передає тепло до водяного контуру, що може бути підключений до опалювальних приладів (радіаторів, фанкойлів, «теплої підлоги», комбінована система з високотемпературним та низькотемпературним контурами опалення тощо). Додатково спліт-система здатна взаємодіяти з системою ГВП.

Спліт-системи поділяються на три типи – для настінного, підлогового монтажу та спеціалізованого пристрою для високотемпературних (радіаторних) систем опалення, див. рис. 4.

Рис. 4. Спліт-системи YUTAKI S, YUTAKI S COMBI, YUTAKI S80

Внутрішній блок YUTAKI S розроблений для опалення приміщень у виконанні для настінного монтажу. Це особливо зручно для систем з відносно невеликою тепловою потужністю. Теплові насоси YUTAKI S окрім звичайного застосування у приміщеннях (рис. 5) ефективно використовуються у якості джерела тепла (чи холоду) для найрізноманітніших систем. Наприклад, на їх базі можна спроектувати систему опалення, кондиціонування, гарячого водопостачання (ГВП) чи обігріву плавального басейну, або багатомісного джакузі.

Рис. 5. Типове застосування YUTAKI S

При чому така система буде вирізнятися зниженим рівнем енергоспоживання. В залежності від моделі ефективність досягає СОР 5,02. Системи на базі YUTAKI S можуть стабільно працювати аж до температури зовнішнього повітря до –25°С та мають найбільш широкий модельний ряд на ринку. Це модульна система з можливістю подальшого розширення, підвищення продуктивності за потребою і розвиненими засобами автоматики та комунікації, що дозволяє реалізувати доволі складні комбіновані схеми як за функціональністю, так і за компонентним складом (див. рис. 6 та 7).

Для реалізації складних схем та для додаткового комфорту споживача система YUTAKI S має широкий ряд додаткових пристроїв та опцій – термостати, зовнішні датчики температури, блоки реле, сервоприводи, гідравлічні пристрої, інтерфейси тощо.

Теплові насоси YUTAKI S COMBI можна застосовувати як в системах, що створюються «з нуля», так і для модернізації існуючих систем опалення та ГВП, рис. 8. Внутрішній блок YUTAKI S COMBI призначається для встановлення на підлозі та вирізняється виключною компактністю – ширина стандартного модуля складає всього 60 см, а висота не перевищує 175 см. Ним виробляється тепло як для опалення будівлі, так і для системи ГВП. Окрім того є спеціальні моделі YUTAKI S COMBI, що розроблені для сумісного використання разом із баком гарячої води, який нагрівається від сонячних термальних панелей. Для гарячого водопостачання система обладнана баком гарячої води двох типорозмірів (200 чи 260 л). Простота та швидкість монтажу YUTAKI S COMBI економить багато часу (до 6 годин) порівняно з монтажем стандартних агрегатів із зовнішнім накопичувальним баком.

Рис. 8. Типове застосування YUTAKI S COMBI

Всі елементи гідравлічного контуру змонтовані на заводі-виробнику та пройшли заводські випробування. Доступ для обслуговування здійснюється через передню панель, а гідравлічні підключення розташовані зверху, що спрощує технічне обслуговування та експлуатацію.

Теплові насоси YUTAKI S COMBI, що призначені як для нагрівання, так і на охолодження, вирізняються також зниженим рівнем енергоспоживання (СОР до 5,02), високою теплопродуктивністю навіть при низьких температурах зовнішнього повітря (до -25°С), мають широкий модельний ряд у своєму класі на ринку (потужність від 2,2 до 17,8 кВт).

Так само, як і модель S, системи на базі YUTAKI S COMBI можуть бути оснащені широким рядом додаткових пристроїв та опцій (термостати, зовнішні датчики температури, блоки реле, сервоприводи, гідравлічні пристрої, інтерфейси тощо), що дозволяють реалізувати прості схеми опалення / охолодження і ГВП та складні комбіновані схеми, див. рис. 9 та 10. Системи оснащуються універсальними датчиками температури для накопичувальних баків ГВП, для схем з котлом та датчиками змішувального контуру та іншим додатковим гідравлічним та електроннокомунікаційним обладнанням.

Система YUTAKI S80 являється внутрішнім блоком, що генерує гарячу воду з температурою до +80°C за температури зовнішнього повітря до -25°С без додаткових джерел тепла – це, власне, найвища температура нагрівання води системами, що використовують відновлювану енергію. Тепловий насос з інтелектуальною системою керування YUTAKI S80 з COP 4,36, що працює до -15°С без втрати потужності, якнайліпше придатний для заміни котла при модернізації системи опалення. Фактично система YUTAKI S80 була розроблена з метою найефективнішої модернізації наявних старих систем, де опалення реалізується головним чином радіаторними приладами, та для тих приміщень, де є потреба саме у високій температурі, що потрапляє в опалювальний прилад. Система загалом призначена як для старих, так і для нових будівель при заміні котлів, тобто вони можуть забезпечити теплом та гарячою водою весь рік поспіль, без резервного котла.

В системі YUTAKI S80 для максимізації сезонної ефективності ТН задіяні два компресори у каскадній схемі з двома розділеними холодильними контурами (т. з. SMART CASCADE), див. рис. 11. Другий контур працює за потребою лише в якості нагрівача до найвищої температури. Коли потреби в високотемпературному нагріванні немає, то працює лише перший контур, що в цілому значно підвищує економічність та ефективність ТН. Приклади схемних рішень на базі YUTAKI S80 див. на рис. 12.

Розроблено дві моделі S80 для різних цілей – власне для опалення та для опалення і ГВП. Для роботи з ГВП компанія HITACHI пропонує два спеціальних баки, які можуть бути встановлені поруч із внутрішнім блоком чи у вигляді інтегрованої системи, де бак монтується зверху над внутрішнім блоком. Теплові насоси YUTAKI S80 мають стандартні габаритні розміри (ширину 595 мм та довжину 695 мм); їх можна легко встановити в різних помешканнях. Навіть при встановленні на внутрішній блок зверху модуля системи ГВП загальна висота конструкції становить менше 2 м (для моделі 195L).

Регулювання продуктивності теплових насосів YUTAKI S80 здійснюється сучасною системою керування, що регулює та оптимізує роботу агрегату в залежності від поточної температури зовнішнього повітря. Окрім цього система керування запускає цикли відтавання. В перехідні періоди року (міжсезоння) чи за низького навантаження на систему опалення система керування автоматично зменшує свою теплову потужність. За допомогою байпасного клапану друга ступінь контуру холодоагенту вимикається, та вода нагрівається тільки за допомогою першої ступені. В такому разі працює тільки один компресор, що підвищує ефективність роботи системи з ТН та призводить до суттєвої економії. В холодну пору року чи за підвищення теплового навантаження на систему опалення продуктивність ТН автоматично збільшується, для чого перекривається байпасний вентиль першого ступеню контуру холодоагенту, вмикається другий ступінь, від чого починає рости температура води в системі опалення, рис. 11. Використання гідравлічних з’єднань із стандартними гнучкими рукавами (входять в комплект постачання) суттєво пришвидшує монтаж та полегшує обслуговування, експлуатацію та ремонт системи.

Функціонал та конфігурація

Агрегати систем серії YUTAKI постачаються виробником повністю готовими до роботи. Для забезпечення комфортної атмосфери протягом всього року, навіть в люті морози, є можливість обрати різну конфігурацію системи опалювання:

YUTAKI M

Moновалентна система. Тепловий насос «повітря-вода» має достатню продуктивність для забезпечення 100% запиту на тепло в найхолодніші дні року.

YUTAKI S

Moноенергетична система – найпопулярніша конфігурація. ТН має продуктивність, що забезпечує 80% потреби у теплі для опалення в найхолодніші дні року. Допоміжний електричний водонагрівач покриває в цей час інші 20% генерації тепла. Така конфігурація визнана ідеальною з точки зору балансу поміж вартістю системи та її енергоспоживанням, та найчастіше використовується в таких холодних країнах, як, скажімо, Швеція чи Норвегія.

YUTAKI S80

Альтернативна бівалентна система. Для систем з наявними котельними системами нагрівання та за необхідності в нагріванні води до вищої температури (+ 80°C) можна створити конфігурацію котла з поперемінною його роботою з ТН типу «повітря-вода». Широкий вибір різних видів конфігурації дозволяє адаптувати конкретну систему для задоволення всіх вимог замовника від найпростішої до складної: радіатори, «тепла підлога» чи обидві функції разом (2 температурні зони).

Гаряче водопостачання

Моделі YUTAKI також мають можливості до роботи з системою ГВП, чим замовник отримує всі переваги економічного ТН для забезпечення себе гарячою водою. В системі YUTAKI S COMBI внутрішній бак гарячої води вбудований у внутрішній блок. Для системи YUTAKI S80 розроблено спеціальний бак ГВП для комбінування з внутрішнім блоком. Для моделей YUTAKI S та YUTAKI M для отримання побутової гарячої води необхідно використовувати додатковий аксесуар HITACHI «DHWT-(200/260)S-3.0H2E», що забезпечує нагрівання гарячої води відповідно до запиту споживача.

Охолодження приміщень

Системи YUTAKI також мають можливість працювати в режимі охолодження. З цією метою спеціально розроблений аксесуар «Комплект для охолодження». З даним комплектом з’являється можливість отримати реверсивну модель із звичайного «прямого» ТН. В такому випадку ТН працює з фанкойлами, системою «холодних» стінових чи стелевих панелей тощо, маючи при цьому 2 температурні зони.

Комбінування з сонячними панелями

Системи YUTAKI також мають можливість комбінувати свою роботу з джерелом тепла від сонячних термальних панелей. Дана комбінація дозволяє нагрівати воду системи ГВП від сонячних панелей. При цьому тепло від сонячних панелей (сонячна радіація) направляється на теплообмінник бака ГВП, див рис. 7.

Режим роботи для нагрівання води в басейні

Влітку системи YUTAKI можуть використовуватися для нагрівання води в басейні до температури від +24 і до +33°C.

Офіційний представник HITACHI в Україні – компанія ТОВ «ТД АЕРОСТАР», здійснює проектування систем YUTAKI, оптимальний вибір моделей ТН, їх компонентів та аксесуарів за допомогою спеціалізованого ПО, узгодження їх роботи в комбінованих схемах, подальший апгрейд систем та узгодження із наявним інженерним обладнанням при модернізації наявних систем, аналіз економічності порівняно з роботою систем із традиційними енергоносіями тощо.

Компанія створила зручний інтернет-магазин www.hitachi.in.ua, де можна отримати консультацію та придбати необхідне обладнання HITACHI.

Фахові менеджери з компанії «АЕРОСТАР» допоможуть у правильному виборі систем та компонентів YUTAKI, щоб сповна використати їх потенціал для найрізноманітніших проектів та довготривалої економічної експлуатації.