Τεχνικά δεδομένα αντλιών κυκλοφορίας για συστήματα θέρμανσης

Τύποι σχεδίων αντλιών θερμότητας

Ο τύπος της αντλίας θερμότητας δηλώνεται συνήθως με μια φράση που δείχνει το μέσο πηγής και τον φορέα θερμότητας του συστήματος θέρμανσης.
Υπάρχουν οι ακόλουθες ποικιλίες:

• Air "αέρας - αέρας" ·
• Air "αέρας - νερό" ·
• TH "έδαφος - νερό";
• TH "νερό - νερό".

Η πρώτη επιλογή είναι ένα συμβατικό σύστημα split που λειτουργεί σε λειτουργία θέρμανσης. Ο εξατμιστής είναι τοποθετημένος σε εξωτερικούς χώρους και μια μονάδα με συμπυκνωτή είναι εγκατεστημένη μέσα στο σπίτι. Το τελευταίο ανατινάσσεται από έναν ανεμιστήρα, λόγω του οποίου παρέχεται μάζα ζεστού αέρα στο δωμάτιο.

Εάν ένα τέτοιο σύστημα είναι εξοπλισμένο με έναν ειδικό εναλλάκτη θερμότητας με ακροφύσια, θα ληφθεί ο τύπος HP "air-water". Συνδέεται με σύστημα θέρμανσης νερού.

Ο εξατμιστής HP τύπου "air-to-air" ή "air-to-water" δεν μπορεί να τοποθετηθεί έξω, αλλά στον αγωγό εξαερισμού (πρέπει να πιεστεί). Σε αυτήν την περίπτωση, η απόδοση της αντλίας θερμότητας θα αυξηθεί πολλές φορές.

Οι αντλίες θερμότητας τύπου «νερό-προς-νερό» και «χώμα-προς-νερό» χρησιμοποιούν τον επονομαζόμενο εξωτερικό εναλλάκτη θερμότητας ή, όπως ονομάζεται επίσης, συλλέκτη για την εξαγωγή θερμότητας.

Σχηματικό διάγραμμα της αντλίας θερμότητας

Αυτός είναι ένας μακρύς βρόγχος σωλήνας, συνήθως πλαστικός, μέσω του οποίου ένα υγρό μέσο κυκλοφορεί γύρω από τον εξατμιστή. Και οι δύο τύποι αντλιών θερμότητας αντιπροσωπεύουν την ίδια συσκευή: σε μία περίπτωση, ο συλλέκτης βυθίζεται στο κάτω μέρος μιας επιφανειακής δεξαμενής και στη δεύτερη - στο έδαφος. Ο συμπυκνωτής μιας τέτοιας αντλίας θερμότητας βρίσκεται σε έναν εναλλάκτη θερμότητας συνδεδεμένο με το σύστημα θέρμανσης ζεστού νερού.

Η σύνδεση των αντλιών θερμότητας σύμφωνα με το σχήμα "νερό - νερό" είναι πολύ λιγότερο επίπονη από το "έδαφος - νερό", καθώς δεν χρειάζεται να πραγματοποιούνται χωματουργικές εργασίες. Στο κάτω μέρος της δεξαμενής, ο σωλήνας τοποθετείται με τη μορφή σπείρας. Φυσικά, για αυτό το σχέδιο, μόνο μια δεξαμενή είναι κατάλληλη που δεν παγώνει στο κάτω μέρος το χειμώνα.

Ήρθε η ώρα να μελετήσετε ουσιαστικά την ξένη εμπειρία

Σχεδόν όλοι γνωρίζουν τώρα για τις αντλίες θερμότητας ικανές να εξάγουν θερμότητα από το περιβάλλον για τη θέρμανση κτιρίων, και αν όχι πολύ καιρό πριν, ένας δυνητικός πελάτης έθεσε συνήθως την αναρωτημένη ερώτηση «πώς είναι δυνατόν αυτό;», τώρα η ερώτηση «πώς είναι σωστό; να κάνουμε ; "

Η απάντηση σε αυτήν την ερώτηση δεν είναι εύκολη.

Αναζητώντας απαντήσεις στα πολυάριθμα ερωτήματα που αναπόφευκτα προκύπτουν όταν προσπαθείτε να σχεδιάσετε συστήματα θέρμανσης με αντλίες θερμότητας, συνιστάται να στραφείτε στην εμπειρία των ειδικών στις χώρες όπου οι αντλίες θερμότητας σε εναλλάκτες θερμότητας εδάφους έχουν χρησιμοποιηθεί για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Μια επίσκεψη * στην αμερικανική έκθεση AHR EXPO-2008, η οποία πραγματοποιήθηκε κυρίως για την απόκτηση πληροφοριών σχετικά με τις μεθόδους υπολογισμού των εναλλάκτη θερμότητας εδάφους, δεν έφερε άμεσα αποτελέσματα προς αυτή την κατεύθυνση, αλλά ένα βιβλίο πουλήθηκε στην έκθεση ASHRAE στάση, ορισμένες από τις οποίες χρησίμευσαν ως βάση για αυτές τις δημοσιεύσεις.

Πρέπει να ειπωθεί αμέσως ότι η μεταφορά της αμερικανικής μεθοδολογίας στο εγχώριο έδαφος δεν είναι εύκολη υπόθεση. Για τους Αμερικανούς, τα πράγματα δεν είναι τα ίδια όπως στην Ευρώπη. Μόνο μετρούν το χρόνο στις ίδιες μονάδες όπως και εμείς. Όλες οι άλλες μονάδες μέτρησης είναι καθαρά αμερικανικές ή μάλλον βρετανικές. Οι Αμερικανοί ήταν ιδιαίτερα άτυχοι με ροή θερμότητας, η οποία μπορεί να μετρηθεί τόσο σε βρετανικές θερμικές μονάδες ανά μονάδα χρόνου, όσο και σε τόνους ψύξης, που πιθανώς εφευρέθηκαν στην Αμερική.

Το κύριο πρόβλημα, ωστόσο, δεν ήταν η τεχνική αναστάτωση του υπολογισμού των μονάδων μέτρησης που υιοθετήθηκαν στις Ηνωμένες Πολιτείες, στις οποίες μπορεί κανείς να το συνηθίσει με την πάροδο του χρόνου, αλλά η απουσία στο προαναφερθέν βιβλίο μιας σαφούς μεθοδολογικής βάσης για την κατασκευή ενός υπολογισμού αλγόριθμος. Παρέχεται πολύς χώρος για ρουτίνες και γνωστές μεθόδους υπολογισμού, ενώ ορισμένες σημαντικές διατάξεις παραμένουν εντελώς άγνωστες.

Ειδικότερα, τέτοια φυσικά σχετικά αρχικά δεδομένα για τον υπολογισμό κάθετων εναλλάκτη θερμότητας εδάφους, όπως η θερμοκρασία του ρευστού που κυκλοφορεί στον εναλλάκτη θερμότητας και ο συντελεστής μετατροπής της αντλίας θερμότητας, δεν μπορούν να ρυθμιστούν αυθαίρετα και πριν προχωρήσουν σε υπολογισμούς που σχετίζονται με τη σταθερή θερμότητα μεταφορά στο έδαφος, είναι απαραίτητο να προσδιοριστούν οι σχέσεις που συνδέουν αυτές τις παραμέτρους.

Το κριτήριο για την αποδοτικότητα μιας αντλίας θερμότητας είναι ο συντελεστής μετατροπής α, η τιμή του οποίου καθορίζεται από την αναλογία της θερμικής ισχύος της προς την ισχύ της ηλεκτρικής κίνησης του συμπιεστή. Αυτή η τιμή είναι συνάρτηση των σημείων ζέσεως στον εξατμιστή και tk της συμπύκνωσης, και σε σχέση με τις αντλίες θερμότητας νερού-νερού, μπορούμε να μιλήσουμε για τις θερμοκρασίες υγρού στην έξοδο από τον εξατμιστή t2I και στην έξοδο από το συμπυκνωτής t2K:

; =? (t2И, t2K). (ένας)

Η ανάλυση των χαρακτηριστικών του καταλόγου των σειριακών ψυκτικών μηχανών και των αντλιών θερμότητας νερού προς νερό κατέστησε δυνατή την εμφάνιση αυτής της λειτουργίας με τη μορφή διαγράμματος (Εικ. 1).

Χρησιμοποιώντας το διάγραμμα, είναι εύκολο να προσδιορίσετε τις παραμέτρους της αντλίας θερμότητας στα αρχικά στάδια του σχεδιασμού. Είναι προφανές, για παράδειγμα, ότι εάν το σύστημα θέρμανσης που είναι συνδεδεμένο στην αντλία θερμότητας έχει σχεδιαστεί για να παρέχει ένα μέσο θέρμανσης με θερμοκρασία ροής 50 ° C, τότε ο μέγιστος πιθανός συντελεστής μετατροπής της αντλίας θερμότητας θα είναι περίπου 3,5 Ταυτόχρονα, η θερμοκρασία της γλυκόλης στην έξοδο του εξατμιστή δεν πρέπει να είναι χαμηλότερη από + 3 ° C, πράγμα που σημαίνει ότι απαιτείται ένας ακριβός εναλλάκτης θερμότητας εδάφους.

Ταυτόχρονα, εάν το σπίτι θερμαίνεται μέσω θερμού δαπέδου, ένας θερμαντικός φορέας με θερμοκρασία 35 ° C θα εισέλθει στο σύστημα θέρμανσης από τον συμπυκνωτή της αντλίας θερμότητας. Σε αυτήν την περίπτωση, η αντλία θερμότητας θα μπορεί να λειτουργεί πιο αποτελεσματικά, για παράδειγμα, με συντελεστή μετατροπής 4,3, εάν η θερμοκρασία της γλυκόλης που ψύχεται στον εξατμιστή είναι περίπου -2 ° C.

Χρησιμοποιώντας υπολογιστικά φύλλα Excel, μπορείτε να εκφράσετε τη συνάρτηση (1) ως εξίσωση:

; = 0.1729 • (41.5 + t2I - 0.015t2I • t2K - 0.437 • t2K (2)

Εάν, στον επιθυμητό συντελεστή μετατροπής και σε δεδομένη τιμή της θερμοκρασίας του ψυκτικού στο σύστημα θέρμανσης που τροφοδοτείται από αντλία θερμότητας, είναι απαραίτητο να προσδιοριστεί η θερμοκρασία του υγρού που ψύχεται στον εξατμιστή, τότε μπορεί να αναπαρασταθεί η εξίσωση (2) όπως και:

(3)

Μπορείτε να επιλέξετε τη θερμοκρασία του ψυκτικού στο σύστημα θέρμανσης στις δεδομένες τιμές του συντελεστή μετατροπής της αντλίας θερμότητας και της θερμοκρασίας του υγρού στην έξοδο του εξατμιστή χρησιμοποιώντας τον τύπο:

(4)

Στους τύπους (2) ... (4) οι θερμοκρασίες εκφράζονται σε βαθμούς Κελσίου.

Έχοντας εντοπίσει αυτές τις εξαρτήσεις, μπορούμε τώρα να πάμε κατευθείαν στην αμερικανική εμπειρία.

Μέθοδος υπολογισμού αντλιών θερμότητας

Φυσικά, η διαδικασία επιλογής και υπολογισμού μιας αντλίας θερμότητας είναι μια τεχνικά πολύ περίπλοκη λειτουργία και εξαρτάται από τα μεμονωμένα χαρακτηριστικά του αντικειμένου, αλλά μπορεί να μειωθεί κατά προσέγγιση στα ακόλουθα στάδια:

Προσδιορίζονται οι απώλειες θερμότητας μέσω του κτιρίου (τοίχοι, οροφές, παράθυρα, πόρτες). Αυτό μπορεί να γίνει εφαρμόζοντας την ακόλουθη αναλογία:

Qok = S * (tvn - tnar) * (1 + Σ β) * n / Rt (W) όπου

tnar - θερμοκρασία εξωτερικού αέρα (° С);

tvn - εσωτερική θερμοκρασία αέρα (° С);

S είναι το συνολικό εμβαδόν όλων των δομών εγκλεισμού (m2).

n - συντελεστής που δείχνει την επίδραση του περιβάλλοντος στα χαρακτηριστικά του αντικειμένου.Για δωμάτια σε άμεση επαφή με το εξωτερικό περιβάλλον μέσω των οροφών n = 1; για αντικείμενα με σοφίτα πατώματα n = 0,9; εάν το αντικείμενο βρίσκεται πάνω από το υπόγειο n = 0,75;

β είναι ο συντελεστής πρόσθετης απώλειας θερμότητας, ο οποίος εξαρτάται από τον τύπο της δομής και τη γεωγραφική θέση της β μπορεί να κυμαίνεται από 0,05 έως 0,27.

RT - θερμική αντίσταση, καθορίζεται από την ακόλουθη έκφραση:

Rt = 1 / αint + Σ (δі / λі) + 1 / αout (m2 * ° С / W), όπου:

δі / λі είναι ένας υπολογισμένος δείκτης θερμικής αγωγιμότητας των υλικών που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή.

αout είναι ο συντελεστής θερμικής απόρριψης των εξωτερικών επιφανειών των εγκλειστικών δομών (W / m2 * оС).

αin - ο συντελεστής θερμικής απορρόφησης των εσωτερικών επιφανειών των δομών εγκλεισμού (W / m2 * оС) ·

- Η συνολική απώλεια θερμότητας της δομής υπολογίζεται με τον τύπο:

Qt.pot = Qok + Qi - Qbp, όπου:

Qi - κατανάλωση ενέργειας για θέρμανση του αέρα που εισέρχεται στο δωμάτιο μέσω φυσικών διαρροών.

Qbp ​​- απελευθέρωση θερμότητας λόγω της λειτουργίας οικιακών συσκευών και ανθρώπινων δραστηριοτήτων.

2. Με βάση τα ληφθέντα δεδομένα, υπολογίζεται η ετήσια κατανάλωση θερμικής ενέργειας για κάθε μεμονωμένο αντικείμενο:

Qyear = 24 * 0,63 * Qt. pot. * ((d * (tvn - tout.) / (tvn - tout.)) (kW / ώρα ετησίως.) όπου:

• προτεινόμενη θερμοκρασία αέρα εσωτερικού χώρου

tnar - εξωτερική θερμοκρασία αέρα.

tout.av - η αριθμητική μέση τιμή της εξωτερικής θερμοκρασίας αέρα για ολόκληρη τη σεζόν θέρμανσης.

d είναι ο αριθμός των ημερών της περιόδου θέρμανσης.

3. Για μια πλήρη ανάλυση, θα πρέπει επίσης να υπολογίσετε το επίπεδο θερμικής ισχύος που απαιτείται για τη θέρμανση του νερού:

Qgv = V * 17 (kW / ώρα ετησίως.) Πού:

V είναι ο όγκος της καθημερινής θέρμανσης του νερού έως και 50 ° С.

Στη συνέχεια, η συνολική κατανάλωση θερμικής ενέργειας θα καθοριστεί από τον τύπο:

Q = Qgv + Qyear (kW / ώρα ανά έτος.)

Λαμβάνοντας υπόψη τα ληφθέντα δεδομένα, δεν θα είναι δύσκολο να επιλέξετε την πιο κατάλληλη αντλία θερμότητας για θέρμανση και παροχή ζεστού νερού. Επιπλέον, η υπολογισμένη ισχύς θα καθοριστεί ως. Qtn = 1,1 * Q, όπου:

Qtn = 1,1 * Q, όπου:

1.1 είναι ένας διορθωτικός συντελεστής που δείχνει την πιθανότητα αύξησης του φορτίου στην αντλία θερμότητας κατά την περίοδο κρίσιμων θερμοκρασιών.

Μετά τον υπολογισμό των αντλιών θερμότητας, μπορείτε να επιλέξετε την πιο κατάλληλη αντλία θερμότητας ικανή να παρέχει τις απαιτούμενες παραμέτρους μικροκλίματος σε δωμάτια με οποιαδήποτε τεχνικά χαρακτηριστικά. Και δεδομένης της δυνατότητας ενσωμάτωσης αυτού του συστήματος με μονάδα κλιματισμού, ένα ζεστό δάπεδο μπορεί να σημειωθεί όχι μόνο για τη λειτουργικότητά του, αλλά και για το υψηλό αισθητικό κόστος του.

Τύπος για μέτρηση

Διαδρομές απώλειας θερμότητας στο σπίτι

Η αντλία θερμότητας μπορεί να αντιμετωπίσει πλήρως τη θέρμανση χώρου.

Για να επιλέξετε τη μονάδα που σας ταιριάζει, πρέπει να υπολογίσετε την απαιτούμενη ισχύ της.

Πρώτα απ 'όλα, πρέπει να κατανοήσετε την ισορροπία θερμότητας στο κτίριο. Για αυτούς τους υπολογισμούς, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τις υπηρεσίες ειδικών, μια ηλεκτρονική αριθμομηχανή ή τον εαυτό σας χρησιμοποιώντας έναν απλό τύπο:

R = (k x V x T) / 860, όπου:

R - κατανάλωση ισχύος του δωματίου (kW / ώρα). k είναι ο μέσος συντελεστής απώλειας θερμότητας από το κτίριο: για παράδειγμα, ισούται με 1 - ένα τέλεια μονωμένο κτίριο και 4 - ένα στρατώνα από σανίδες. V είναι ο συνολικός όγκος ολόκληρου του θερμαινόμενου δωματίου, σε κυβικά μέτρα. T είναι η μέγιστη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ εξωτερικού και εσωτερικού του κτηρίου. 860 είναι η τιμή που απαιτείται για τη μετατροπή του προκύπτοντος kcal σε kW.

Στην περίπτωση μιας γεωθερμικής αντλίας θερμότητας από νερό σε νερό, είναι επίσης απαραίτητο να υπολογιστεί το απαιτούμενο μήκος του κυκλώματος που θα βρίσκεται στη δεξαμενή. Ο υπολογισμός είναι ακόμη πιο απλός εδώ.

Είναι γνωστό ότι 1 μέτρο συλλέκτη δίνει περίπου 30 watt. Με άλλα λόγια, 1 kW ισχύος αντλίας απαιτεί 22 μέτρα σωλήνων. Γνωρίζοντας την απαιτούμενη ισχύ της αντλίας, μπορούμε εύκολα να υπολογίσουμε πόσους σωλήνες χρειαζόμαστε για να κάνουμε το κύκλωμα.

Υπολογισμός με βάση το παράδειγμα του συστήματος νερού-νερού

Ας υπολογίσουμε, για παράδειγμα, ένα σπίτι με τα ακόλουθα αρχικά δεδομένα:

• θερμαινόμενη επιφάνεια 300 τ.μ.
• ύψος οροφής 2,8 μ.
• το κτίριο είναι καλά μονωμένο.
• η ελάχιστη θερμοκρασία έξω το χειμώνα είναι -25 μοίρες.
• άνετη θερμοκρασία δωματίου +22 βαθμούς.

Πρώτα απ 'όλα, υπολογίζουμε τη θερμαινόμενη ένταση του δωματίου: 300 τ.μ. x 2,8 m = 840 κυβικά μέτρα

Στη συνέχεια υπολογίζουμε την τιμή "T": 22 - (-25) = 45 μοίρες.

Αντικαθιστούμε αυτά τα δεδομένα στον τύπο: R = (1 x 840 x 45) / 860 = 43,9 kWh

Έχουμε λάβει την απαιτούμενη χωρητικότητα αντλίας θερμότητας 44 kW / h. Μπορούμε εύκολα να προσδιορίσουμε ότι για τη λειτουργία του χρειαζόμαστε έναν συλλέκτη με συνολικό μήκος τουλάχιστον 968 μέτρα.

Μπορεί επίσης να σας ενδιαφέρει ένα άρθρο σχετικά με το πώς να φτιάξετε μια σόμπα σταγονόμετρου ντίζελ DIY: //6sotok-dom.com/dom/otoplenie/pech-kapelnitsa-svoimi-rukami.html

Έτσι για ένα καλά μονωμένο δωμάτιο με εμβαδόν 300 τ.μ. μια αντλία χωρητικότητας τουλάχιστον 44 kW είναι κατάλληλη. Όπως αλλού, είναι καλύτερο να δημιουργήσετε ένα αποθεματικό ισχύος τουλάχιστον 10%. Επομένως, είναι καλύτερο να αγοράσετε μια μονάδα 48-49 kW.

Αργά ή γρήγορα θα έρθουμε όλοι στη χρήση εναλλακτικής ενέργειας και μπορούμε να κάνουμε το πρώτο βήμα σήμερα. Χρησιμοποιώντας αντλίες θερμότητας, θα μειώσετε το κόστος θέρμανσης, θα είστε ανεξάρτητοι από τους προμηθευτές φυσικού αερίου ή άνθρακα και θα διατηρήσετε την οικολογία του οικιακού σας πλανήτη.

Με τη βοήθεια αυτού του άρθρου, θα μπορείτε να υπολογίσετε τις παραμέτρους του γεωθερμικού εξοπλισμού που θα ταιριάζει στις εγκαταστάσεις σας. Αλλά μην ξεχνάτε ότι οι επαγγελματίες θα κάνουν το καλύτερο δυνατό. Και θα έχετε πάντα κάποιον να σας ρωτήσει εάν το σύστημα δεν λειτουργεί σωστά.

Παρακολουθήστε ένα βίντεο στο οποίο ένας ειδικός εξηγεί λεπτομερώς τις αρχές υπολογισμού της ισχύος μιας αντλίας θερμότητας για τη θέρμανση ενός σπιτιού:

Τύποι αντλιών θερμότητας

Οι αντλίες θερμότητας χωρίζονται σε τρεις κύριους τύπους ανάλογα με την πηγή ενέργειας χαμηλής ποιότητας:

• Αέρας.
• Εναυσμα.
• Νερό - Η πηγή μπορεί να είναι υπόγεια και επιφανειακά υδάτινα σώματα.

Για συστήματα θέρμανσης νερού, τα οποία είναι πιο κοινά, χρησιμοποιούνται οι ακόλουθοι τύποι αντλιών θερμότητας:

Air-to-water είναι μια αντλία θερμότητας τύπου αέρα που θερμαίνει ένα κτίριο τραβώντας αέρα από το εξωτερικό μέσω μιας εξωτερικής μονάδας. Λειτουργεί με βάση την αρχή ενός κλιματιστικού, αντίθετα, μετατρέποντας την ενέργεια του αέρα σε θερμότητα. Μια τέτοια αντλία θερμότητας δεν απαιτεί μεγάλο κόστος εγκατάστασης, δεν είναι απαραίτητο να εκχωρηθεί ένα οικόπεδο για αυτό και, επιπλέον, να τρυπηθεί ένα πηγάδι. Ωστόσο, η απόδοση λειτουργίας σε χαμηλές θερμοκρασίες (-25 ° C) μειώνεται και απαιτείται μια επιπλέον πηγή θερμικής ενέργειας.

Η συσκευή "υπόγεια ύδατα" αναφέρεται στη γεωθερμική ενέργεια και παράγει θερμότητα από το έδαφος χρησιμοποιώντας έναν συλλέκτη τοποθετημένο σε βάθος κάτω από την κατάψυξη του εδάφους. Επίσης, υπάρχει εξάρτηση από την περιοχή του χώρου και το τοπίο, εάν ο συλλέκτης βρίσκεται οριζόντια. Για κάθετη τοποθέτηση, θα πρέπει να τρυπήσετε ένα πηγάδι.

Το "Νερό σε νερό" είναι εγκατεστημένο όπου υπάρχει ένα σώμα νερού ή υπόγειων υδάτων κοντά. Στην πρώτη περίπτωση, η δεξαμενή τοποθετείται στον πυθμένα της δεξαμενής, στη δεύτερη, ένα πηγάδι τρυπάται ή είναι αρκετά, εάν το επιτρέπει η περιοχή του χώρου. Μερικές φορές το βάθος των υπόγειων υδάτων είναι πολύ βαθύ, έτσι το κόστος εγκατάστασης μιας τέτοιας αντλίας θερμότητας μπορεί να είναι πολύ υψηλό.

Κάθε τύπος αντλίας θερμότητας έχει τα δικά του πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα, εάν το κτίριο απέχει πολύ από τη δεξαμενή ή εάν τα υπόγεια ύδατα είναι πολύ βαθιά, τότε το «νερό-προς-νερό» δεν θα λειτουργήσει. Το "αέρας-νερό" θα ισχύει μόνο σε σχετικά ζεστές περιοχές, όπου η θερμοκρασία του αέρα κατά την κρύα εποχή δεν πέφτει κάτω από -25 ° C.

Πώς λειτουργεί μια αντλία θερμότητας

Μια σύγχρονη αντλία θερμότητας μοιάζει πολύ με ένα κοινό ψυγείο.

Τι είναι μια γεωθερμική αντλία ή, με άλλα λόγια, μια αντλία θερμότητας; Πρόκειται για εξοπλισμό ικανό να μεταφέρει θερμότητα από την πηγή στον καταναλωτή. Ας εξετάσουμε την αρχή της λειτουργίας της στο παράδειγμα της πρώτης πρακτικής εφαρμογής της ιδέας.

Η αρχή της λειτουργίας των γεωθερμικών αντλιών έγινε γνωστή τη δεκαετία του 50 του 19ου αιώνα. Στην πράξη, αυτές οι αρχές εφαρμόστηκαν μόνο στα μέσα του περασμένου αιώνα.

Μια μέρα, ένας πειραματιστής με το όνομα Weber ταξινόμησε έναν καταψύκτη και άγγιξε κατά λάθος έναν καίγοντας σωλήνα συμπυκνωτή.Ήρθε με μια ιδέα γιατί η θερμότητα δεν πηγαίνει πουθενά και δεν αποφέρει κανένα όφελος; Χωρίς να σκέφτεται δύο φορές, μεγάλωσε το σωλήνα και το έβαλε σε δεξαμενή για θέρμανση νερού.

Υπήρχε τόσο πολύ ζεστό νερό που δεν ήξερε τι να κάνει με αυτό. Ήταν απαραίτητο να προχωρήσουμε περισσότερο - πώς να θερμάνετε τον αέρα με αυτό το απλό σύστημα; Η λύση αποδείχθηκε πολύ απλή και συνεπώς όχι λιγότερο έξυπνη.

Το ζεστό νερό οδηγείται σε σπείρα μέσω ενός πηνίου και στη συνέχεια ένας ανεμιστήρας φυσάει ζεστό αέρα γύρω από το σπίτι. Όλα τα έξυπνα είναι απλά! Ο Weber ήταν ένας μετρημένος άνθρωπος και με την πάροδο του χρόνου βρήκε την ιδέα του πώς να το κάνει χωρίς καταψύκτη. Πρέπει να εξαγάγουμε θερμότητα από τη γη!

Έχοντας θάψει τους χάλκινους σωλήνες και τους άντλησε με φρέον (το ίδιο αέριο που χρησιμοποιείται στα ψυγεία), άρχισε να λαμβάνει θερμική ενέργεια από τα βάθη. Πιστεύουμε ότι με αυτό το παράδειγμα, όλοι θα κατανοήσουν την αρχή λειτουργίας μιας αντλίας θερμότητας.

Σας προτείνουμε επίσης να διαβάσετε για το θαύμα του φούρνου ντίζελ στο ακόλουθο άρθρο:

Μέθοδος υπολογισμού της ισχύος μιας αντλίας θερμότητας

Εκτός από τον προσδιορισμό της βέλτιστης πηγής ενέργειας, θα είναι απαραίτητος ο υπολογισμός της ισχύος της αντλίας θερμότητας που απαιτείται για τη θέρμανση. Εξαρτάται από την ποσότητα της απώλειας θερμότητας στο κτίριο. Ας υπολογίσουμε την ισχύ μιας αντλίας θερμότητας για τη θέρμανση ενός σπιτιού χρησιμοποιώντας ένα συγκεκριμένο παράδειγμα.

Για αυτό, χρησιμοποιούμε τον τύπο Q = k * V * ΔT, όπου

• Το Q είναι απώλεια θερμότητας (kcal / ώρα). 1 kWh = 860 kcal / h;
• V είναι ο όγκος του σπιτιού σε m3 (η περιοχή πολλαπλασιάζεται με το ύψος των οροφών).
• ΔТ είναι ο λόγος των ελάχιστων θερμοκρασιών έξω και εντός του χώρου κατά τη χειρότερη περίοδο του έτους, ° С. Αφαιρέστε το εξωτερικό από το εσωτερικό tº;
• k είναι ο γενικευμένος συντελεστής μεταφοράς θερμότητας του κτιρίου. Για ένα κτίριο από τούβλα με τοιχοποιία σε δύο στρώματα k = 1; για ένα καλά μονωμένο κτίριο k = 0,6.

Έτσι, ο υπολογισμός της ισχύος της αντλίας θερμότητας για θέρμανση ενός σπιτιού τούβλου 100 τετραγωνικών μέτρων και ύψους οροφής 2,5 m, με διαφορά ttº από -30º έξω έως + 20º εσωτερικά, θα έχει ως εξής:

Q = (100x2,5) x (20- (-30)) x 1 = 12500 kcal / ώρα

12500/860 = 14,53 kW. Δηλαδή, για ένα τυπικό σπίτι από τούβλα με εμβαδόν 100 m, θα χρειαστεί μια συσκευή 14 κιλοβάτ.

Ο καταναλωτής αποδέχεται την επιλογή του τύπου και της ισχύος της αντλίας θερμότητας βάσει ορισμένων προϋποθέσεων:

• γεωγραφικά χαρακτηριστικά της περιοχής (γειτνίαση με υδάτινα σώματα, παρουσία υπόγειων υδάτων, ελεύθερη περιοχή για συλλέκτη) ·
• χαρακτηριστικά του κλίματος (θερμοκρασία) ·
• τύπος και εσωτερικός όγκος του δωματίου ·
• οικονομικές ευκαιρίες.

Λαμβάνοντας υπόψη όλες τις παραπάνω πτυχές, θα μπορείτε να κάνετε την καλύτερη επιλογή εξοπλισμού. Για μια πιο αποτελεσματική και σωστή επιλογή μιας αντλίας θερμότητας, είναι καλύτερα να επικοινωνήσετε με ειδικούς, θα είναι σε θέση να κάνουν πιο λεπτομερείς υπολογισμούς και να παράσχουν την οικονομική δυνατότητα εγκατάστασης του εξοπλισμού.

Για μεγάλο χρονικό διάστημα και με μεγάλη επιτυχία, οι αντλίες θερμότητας έχουν χρησιμοποιηθεί σε οικιακά και βιομηχανικά ψυγεία και κλιματιστικά.

Σήμερα, αυτές οι συσκευές έχουν αρχίσει να χρησιμοποιούνται για την εκτέλεση μιας αντίθετης φύσης - θέρμανση μιας κατοικίας κατά τη διάρκεια κρύου καιρού.

Ας ρίξουμε μια ματιά στο πώς χρησιμοποιούνται οι αντλίες θερμότητας για τη θέρμανση ιδιωτικών σπιτιών και τι πρέπει να γνωρίζετε για να υπολογίσετε σωστά όλα τα συστατικά του.

Κύριες ποικιλίες

Συστήματα εξαγωγής θερμότητας. (Κάντε κλικ για μεγέθυνση)

• Ο αέρας-αέρας είναι, στην ουσία, ένα συμβατικό κλιματιστικό.
• αέρα-νερό - προσθέτουμε έναν εναλλάκτη θερμότητας στο κλιματιστικό και ήδη θερμαίνουμε το νερό.
• γη-νερό - θάβουμε τον συλλέκτη από τους σωλήνες στο έδαφος και στην έξοδο θερμαίνουμε το νερό.
• νερό-νερό - οι σωλήνες τοποθετούνται σε ανοιχτή ή υπόγεια δεξαμενή και εκπέμπουν θερμότητα στο σύστημα θέρμανσης κτιρίων.

(Μπορείτε να βρείτε μια λεπτομερή ταξινόμηση των αντλιών θερμότητας για θέρμανση σε αυτό το άρθρο).

Παράδειγμα υπολογισμού αντλίας θερμότητας

Θα επιλέξουμε μια αντλία θερμότητας για το σύστημα θέρμανσης μιας μονοκατοικίας με συνολική έκταση 70 τ.μ. m με τυπικό ύψος οροφής (2,5 m), ορθολογική αρχιτεκτονική και θερμομόνωση των περιβαλλόντων κατασκευών που πληροί τις απαιτήσεις των σύγχρονων οικοδομικών κωδικών. Για θέρμανση το 1ο τρίμηνο.m ενός τέτοιου αντικειμένου, σύμφωνα με γενικά αποδεκτά πρότυπα, είναι απαραίτητο να ξοδεύουμε 100 W θερμότητας. Έτσι, για να θερμάνετε ολόκληρο το σπίτι θα χρειαστείτε:

Q = 70 x 100 = 7000 W = 7 kW θερμικής ενέργειας.

Επιλέγουμε αντλία θερμότητας της μάρκας "TeploDarom" (μοντέλο L-024-WLC) με θερμική ισχύ W = 7,7 kW. Ο συμπιεστής της μονάδας καταναλώνει N = 2,5 kW ηλεκτρικής ενέργειας.

Υπολογισμός δεξαμενής

Το έδαφος στο χώρο που διατίθεται για την κατασκευή του συλλέκτη είναι αργιλώδες, το επίπεδο των υπόγειων υδάτων είναι υψηλό (παίρνουμε τη θερμογόνο δύναμη p = 35 W / m).

Η ισχύς συλλέκτη καθορίζεται από τον τύπο:

Qk = W - N = 7,7 - 2,5 = 5,2 kW.

L = 5200/35 = 148,5 m (περίπου).

Με βάση το γεγονός ότι είναι παράλογο να θέσουμε κύκλωμα μήκους άνω των 100 m λόγω υπερβολικά υψηλής υδραυλικής αντίστασης, δεχόμαστε τα ακόλουθα: η πολλαπλή αντλίας θερμότητας θα αποτελείται από δύο κυκλώματα - μήκους 100 m και 50 m.

Η περιοχή του ιστότοπου που θα πρέπει να εκχωρηθεί για τον συλλέκτη καθορίζεται από τον τύπο:

S = L x Α,

Όπου Α είναι το βήμα μεταξύ γειτονικών τμημάτων του περιγράμματος. Δεχόμαστε: A = 0,8 m.

Τότε S = 150 x 0,8 = 120 τετραγωνικά. Μ.

Υπολογισμοί

Όπως γνωρίζετε, οι αντλίες θερμότητας χρησιμοποιούν ελεύθερες και ανανεώσιμες πηγές ενέργειας: θερμότητα χαμηλού δυναμικού αέρα, εδάφους, υπόγεια, απόβλητα και απόβλητα νερά τεχνολογικών διεργασιών, ανοιχτά υδατικά συστήματα ψύξης. Η ηλεκτρική ενέργεια δαπανάται σε αυτό, αλλά η αναλογία της ποσότητας της ληφθείσας θερμικής ενέργειας προς την ποσότητα της καταναλισκόμενης ηλεκτρικής ενέργειας είναι περίπου 3-6.

Πιο συγκεκριμένα, οι πηγές θερμότητας χαμηλής ποιότητας μπορεί να είναι ο εξωτερικός αέρας με θερμοκρασία –10 έως + 15 ° С, ο αέρας να απομακρύνεται από το δωμάτιο (15–25 ° С), το υπέδαφος (4–10 ° С) και τα υπόγεια ύδατα ( πάνω από 10 ° C), λίμνη και νερό του ποταμού (0–10 ° С), επιφάνεια (0–10 ° С) και βαθιά (πάνω από 20 μέτρα) έδαφος (10 ° С).

Υπάρχουν δύο επιλογές για τη λήψη θερμότητας χαμηλής ποιότητας από το έδαφος: τοποθέτηση μεταλλικών-πλαστικών σωλήνων σε χαρακώματα βάθους 1,2–1,5 m ή σε κατακόρυφα πηγάδια βάθους 20–100 m. Μερικές φορές οι σωλήνες τοποθετούνται με τη μορφή σπειρών σε χαρακώματα 2–4 βάθος m. Αυτό μειώνει σημαντικά το συνολικό μήκος των τάφρων. Η μέγιστη μεταφορά θερμότητας από το επιφανειακό έδαφος είναι 50-70 kWh / m2 ετησίως. Η διάρκεια ζωής των τάφρων και των πηγαδιών είναι πάνω από 100 χρόνια.

Παράδειγμα υπολογισμού αντλίας θερμότητας

Αρχικές συνθήκες: Είναι απαραίτητο να επιλέξετε μια αντλία θερμότητας για θέρμανση και παροχή ζεστού νερού μιας διώροφης εξοχικής κατοικίας με εμβαδόν 200m2. η θερμοκρασία του νερού στο σύστημα θέρμανσης πρέπει να είναι 35 ° C · η ελάχιστη θερμοκρασία του ψυκτικού είναι 0 ° С. Η απώλεια θερμότητας του κτιρίου είναι 50W / m2. Πήλινο έδαφος, στεγνό.

Υπολογισμός:

Απαιτούμενη θερμική ισχύς για θέρμανση: 200 * 50 = 10 kW.

Απαιτούμενη έξοδος θερμότητας για θέρμανση και παροχή ζεστού νερού: 200 * 50 * 1,25 = 12,5 kW

Για τη θέρμανση του κτιρίου, επιλέχθηκε μια αντλία θερμότητας WW H R P C 12 με ισχύ 14,79 kW (το πλησιέστερο μεγαλύτερο τυπικό μέγεθος), η οποία ξοδεύει 3,44 kW για τη θέρμανση του freon. Αφαίρεση θερμότητας από το επιφανειακό στρώμα του εδάφους (ξηρός πηλός) q ισούται με 20 W / m. Υπολογίζουμε:

1) την απαιτούμενη θερμική ισχύ του συλλέκτη Qo = 14,79 - 3,44 = 11,35 kW.

2) το συνολικό μήκος των σωλήνων L = Qo / q = 11,35 / 0,020 = 567,5 μ. Για την οργάνωση ενός τέτοιου συλλέκτη, απαιτούνται 6 κυκλώματα με μήκος 100 μ.

3) με βήμα τοποθέτησης 0,75 m, η απαιτούμενη περιοχή του χώρου είναι A = 600 x 0,75 = 450 m2.

4) συνολική κατανάλωση διαλύματος γλυκόλης (25%)

Vs = 11,35 3600 / (1,05 3,7 dt) = 3,506 m3 / h,

dt είναι η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των γραμμών τροφοδοσίας και επιστροφής, που λαμβάνεται συχνά ίση με 3 K. Ο ρυθμός ροής ανά κύκλωμα είναι 0,584 m3 / h. Για τη συσκευή συλλογής, επιλέγουμε έναν ενισχυμένο πλαστικό σωλήνα τυπικού μεγέθους 32 (για παράδειγμα, PE32x2). Η απώλεια πίεσης σε αυτό θα είναι 45 Pa / m. η αντίσταση ενός κυκλώματος είναι περίπου 7 kPa. ρυθμός ροής ψυκτικού - 0,3 m / s.

Υπολογισμός του οριζόντιου συλλέκτη αντλίας θερμότητας

Η απομάκρυνση της θερμότητας από κάθε μετρητή του σωλήνα εξαρτάται από πολλές παραμέτρους: το βάθος της εγκατάστασης, τη διαθεσιμότητα των υπόγειων υδάτων, την ποιότητα του εδάφους κ.λπ. Περίπου μπορεί να θεωρηθεί ότι για οριζόντιους συλλέκτες είναι 20 W / m. Πιο συγκεκριμένα: ξηρή άμμος - 10, ξηρός πηλός - 20, υγρός πηλός - 25, πηλός με υψηλή περιεκτικότητα σε νερό - 35 W / m. Η διαφορά στη θερμοκρασία του ψυκτικού στις γραμμές άμεσης και επιστροφής του βρόχου στους υπολογισμούς συνήθως θεωρείται ότι είναι 3 ° C. Δεν πρέπει να ανεγερθούν δομές στην τοποθεσία πάνω από τον συλλέκτη έτσι ώστε η θερμότητα της γης να αναπληρώνεται από την ηλιακή ακτινοβολία. Η ελάχιστη απόσταση μεταξύ των τοποθετημένων σωλήνων πρέπει να είναι 0,7-0,8 m.Το μήκος μιας τάφρου είναι συνήθως μεταξύ 30 και 120 μ. Συνιστάται η χρήση διαλύματος γλυκόλης 25% ως πρωτεύον ψυκτικό. Στους υπολογισμούς, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η θερμική του ικανότητα σε θερμοκρασία 0 ° C είναι 3,7 kJ / (kg K) και η πυκνότητά του είναι 1,05 g / cm3. Όταν χρησιμοποιείτε αντιψυκτικό, η απώλεια πίεσης στους σωλήνες είναι 1,5 φορές μεγαλύτερη από την κυκλοφορία νερού. Για τον υπολογισμό των παραμέτρων του πρωτεύοντος κυκλώματος της εγκατάστασης αντλίας θερμότητας, θα είναι απαραίτητο να προσδιοριστεί ο ρυθμός ροής του αντιψυκτικού: Vs = Qo · 3600 / (1.05 · 3.7 · .t), όπου .t είναι η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του γραμμές τροφοδοσίας και επιστροφής, η οποία συχνά λαμβάνεται ίση με 3 K, και το Qo είναι η θερμική ισχύς που λαμβάνεται από μια πηγή χαμηλού δυναμικού (γείωση). Η τελευταία τιμή υπολογίζεται ως η διαφορά μεταξύ της συνολικής ισχύος της αντλίας θερμότητας Qwp και της ηλεκτρικής ισχύος που δαπανάται για τη θέρμανση του freon P: Qo = Qwp - P, kW. Το συνολικό μήκος των σωλήνων συλλέκτη L και η συνολική επιφάνεια του τμήματος κάτω από αυτό A υπολογίζονται από τους τύπους: L = Qo / q, A = L · da. Εδώ q είναι η ειδική (από 1 m σωλήνα) αφαίρεση θερμότητας. da είναι η απόσταση μεταξύ των σωλήνων (βήμα τοποθέτησης).

Υπολογισμός ανιχνευτή

Όταν χρησιμοποιείτε κατακόρυφα φρεάτια με βάθος 20 έως 100 m, βυθίζονται σε αυτούς σωλήνες από μέταλλο-πλαστικό ή πλαστικό (με διάμετρο πάνω από 32 mm). Κατά κανόνα, δύο βρόχοι εισάγονται σε ένα πηγάδι, μετά το οποίο γεμίζεται με τσιμεντοκονία. Κατά μέσο όρο, η ειδική έξοδος θερμότητας ενός τέτοιου καθετήρα μπορεί να ληφθεί ίση με 50 W / m. Μπορείτε επίσης να εστιάσετε στα ακόλουθα δεδομένα σχετικά με την παραγωγή θερμότητας:

* ξηρά ιζηματογενή πετρώματα - 20 W / m

* πετρώδες χώμα και κορεσμένα με νερό ιζηματογενή πετρώματα - 50 W / m

* πετρώματα με υψηλή θερμική αγωγιμότητα - 70 W / m

* υπόγεια ύδατα - 80 W / m.

Η θερμοκρασία του εδάφους σε βάθος άνω των 15 m είναι σταθερή και είναι περίπου + 10 ° С. Η απόσταση μεταξύ των φρεατίων πρέπει να είναι μεγαλύτερη από 5 μ. Εάν υπάρχουν υπόγεια ρεύματα, τα φρεάτια πρέπει να βρίσκονται σε μια γραμμή κάθετη προς τη ροή. Η επιλογή των διαμέτρων σωλήνων πραγματοποιείται με βάση την απώλεια πίεσης για τον απαιτούμενο ρυθμό ροής ψυκτικού. Ο υπολογισμός του ρυθμού ροής υγρού μπορεί να πραγματοποιηθεί για t = 5 ° С. Παράδειγμα υπολογισμού. Τα αρχικά δεδομένα είναι τα ίδια όπως στον παραπάνω υπολογισμό του οριζόντιου συλλέκτη. Με ειδική αφαίρεση θερμότητας του καθετήρα 50 W / m και την απαιτούμενη ισχύ 11,35 kW, το μήκος του καθετήρα L πρέπει να είναι 225 m. 0). συνολικά - 6 κυκλώματα, 150 m το καθένα.

Ο συνολικός ρυθμός ροής του ψυκτικού σε .t = 5 ° С θα είναι 2,1 m3 / h. ρυθμός ροής μέσω ενός κυκλώματος - 0,35 m3 / h. Τα κυκλώματα θα έχουν τα ακόλουθα υδραυλικά χαρακτηριστικά: απώλεια πίεσης στο σωλήνα - 96 Pa / m (φορέα θερμότητας - διάλυμα γλυκόλης 25%). αντίσταση βρόχου - 14,4 kPa; ταχύτητα ροής - 0,3 m / s.

Απόδοση αντλίας θερμότητας

Όταν πρόκειται για το χρονικό διάστημα που χρειάζεται ένα άτομο να επιστρέψει τα χρήματά του που επενδύθηκαν σε κάτι, αυτό σημαίνει πόσο κερδοφόρα ήταν η ίδια η επένδυση. Στον τομέα της θέρμανσης, όλα είναι αρκετά δύσκολα, καθώς παρέχουμε στους εαυτούς μας άνεση και θερμότητα, και όλα τα συστήματα είναι ακριβά, αλλά σε αυτήν την περίπτωση, μπορείτε να αναζητήσετε μια τέτοια επιλογή που θα επέστρεφε τα χρήματα που δαπανήθηκαν μειώνοντας το κόστος κατά τη χρήση. Και όταν αρχίζετε να ψάχνετε για μια κατάλληλη λύση, συγκρίνετε τα πάντα: λέβητα αερίου, αντλία θερμότητας ή ηλεκτρικό λέβητα. Θα αναλύσουμε ποιο σύστημα θα αποδώσει πιο γρήγορα και πιο αποτελεσματικά.

Η έννοια της απόσβεσης, σε αυτήν την περίπτωση, η εισαγωγή μιας αντλίας θερμότητας για τον εκσυγχρονισμό του υπάρχοντος συστήματος παροχής θερμότητας, με απλά λόγια, μπορεί να εξηγηθεί ως εξής:

Υπάρχει ένα σύστημα - ένας ατομικός λέβητας αερίου, ο οποίος παρέχει αυτόνομη θέρμανση και παροχή ζεστού νερού. Υπάρχει ένα κλιματιστικό split-system που παρέχει σε ένα δωμάτιο κρύο. Εγκατεστημένα 3 συστήματα split σε διαφορετικά δωμάτια.

Και υπάρχει μια πιο οικονομική προηγμένη τεχνολογία - μια αντλία θερμότητας που θα θερμαίνει / ψύχει τα σπίτια και θα ζεσταίνει νερό στις σωστές ποσότητες για ένα σπίτι ή διαμέρισμα. Είναι απαραίτητο να προσδιοριστεί πόσο έχει αλλάξει το συνολικό κόστος του εξοπλισμού και το αρχικό κόστος, καθώς και να εκτιμηθεί πόσο έχει μειωθεί το ετήσιο κόστος λειτουργίας των επιλεγμένων τύπων εξοπλισμού. Και για να προσδιορίσετε πόσα χρόνια, με την προκύπτουσα εξοικονόμηση, ο ακριβότερος εξοπλισμός θα αποδώσει.Στην ιδανική περίπτωση, συγκρίνονται αρκετές προτεινόμενες λύσεις σχεδιασμού και επιλέγεται η πιο οικονομική.

Θα πραγματοποιήσουμε τον υπολογισμό και vyyaski, ποια είναι η περίοδος αποπληρωμής μιας αντλίας θερμότητας στην Ουκρανία

Ας εξετάσουμε ένα συγκεκριμένο παράδειγμα

• Το σπίτι είναι σε 2 ορόφους, καλά μονωμένο, με συνολική έκταση 150 τ.μ.
• Σύστημα διανομής θερμότητας / θέρμανσης: κύκλωμα 1 - ενδοδαπέδια θέρμανση, κύκλωμα 2 - καλοριφέρ (ή μονάδες πηνίου ανεμιστήρα).
• Ένας λέβητας αερίου εγκαταστάθηκε για θέρμανση και παροχή ζεστού νερού (DHW), για παράδειγμα, 24kW, διπλού κυκλώματος.
• Σύστημα κλιματισμού από χωριστά συστήματα για 3 δωμάτια του σπιτιού.

Ετήσιο κόστος θέρμανσης και θέρμανσης νερού

1. Το κατά προσέγγιση κόστος ενός λεβητοστασίου με λέβητα αερίου 24 kW (λέβητας, σωληνώσεις, καλωδιώσεις, δεξαμενή, μετρητής, εγκατάσταση) είναι περίπου 1000 ευρώ. Ένα σύστημα κλιματισμού (ένα σύστημα split) για ένα τέτοιο σπίτι θα κοστίσει περίπου 800 ευρώ. Συνολικά με τη διάταξη του λέβητα, τις εργασίες σχεδιασμού, τη σύνδεση στο δίκτυο αγωγών φυσικού αερίου και τις εργασίες εγκατάστασης - 6100 ευρώ.

1. Το κατά προσέγγιση κόστος της αντλίας θερμότητας Mycond με επιπλέον σύστημα πηνίου ανεμιστήρα, εργασίες εγκατάστασης και σύνδεση με το δίκτυο είναι 6.650 ευρώ.

1. Η ανάπτυξη των επενδύσεων είναι: K2-K1 = 6650 - 6100 = 550 ευρώ (ή περίπου 16500 UAH)
2. Η μείωση του λειτουργικού κόστους είναι: C1-C2 = 27252 - 7644 = 19608 UAH.
3. Tocup περίοδος αποπληρωμής. = 16500/19608 = 0,84 χρόνια!

Ευκολία χρήσης της αντλίας θερμότητας

Οι αντλίες θερμότητας είναι ο πιο ευέλικτος, πολυλειτουργικός και ενεργειακά αποδοτικός εξοπλισμός για τη θέρμανση σπιτιού, διαμερίσματος, γραφείου ή εμπορικής εγκατάστασης.

Ένα ευφυές σύστημα ελέγχου με εβδομαδιαίο ή καθημερινό προγραμματισμό, αυτόματη εναλλαγή εποχιακών ρυθμίσεων, διατήρηση της θερμοκρασίας στο σπίτι, τρόπους οικονομίας, έλεγχος ενός λέβητα σκυροδέματος, λέβητα, αντλίες κυκλοφορίας, έλεγχος θερμοκρασίας σε δύο κυκλώματα θέρμανσης, είναι το πιο προηγμένο και προηγμένο. Ο έλεγχος του μετατροπέα της λειτουργίας του συμπιεστή, του ανεμιστήρα, των αντλιών, επιτρέπει τη μέγιστη εξοικονόμηση ενέργειας.

Λειτουργία αντλίας θερμότητας όταν εργάζεστε σύμφωνα με το σχήμα υπόγειου νερού

Ο συλλέκτης μπορεί να ταφεί με τρεις τρόπους.

Οριζόντια επιλογή

Οι σωλήνες τοποθετούνται σε χαρακώματα σαν φίδι σε βάθος που ξεπερνά το βάθος της κατάψυξης του εδάφους (κατά μέσο όρο - από 1 έως 1,5 m).
Ένας τέτοιος συλλέκτης θα απαιτήσει ένα οικόπεδο επαρκώς μεγάλης έκτασης, αλλά οποιοσδήποτε ιδιοκτήτης σπιτιού μπορεί να το κατασκευάσει - δεν χρειάζονται άλλες δεξιότητες, εκτός από την ικανότητα εργασίας με ένα φτυάρι.

Ωστόσο, πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η κατασκευή ενός εναλλάκτη θερμότητας με το χέρι είναι μια μάλλον επίπονη διαδικασία.

Κάθετη επιλογή

Οι σωλήνες της δεξαμενής με τη μορφή βρόχων με το σχήμα του γράμματος «U» βυθίζονται σε πηγάδια με βάθος 20 έως 100 μ. Εάν είναι απαραίτητο, μπορούν να κατασκευαστούν αρκετά τέτοια φρεάτια. Μετά την εγκατάσταση των σωλήνων, τα φρεάτια γεμίζουν με τσιμεντοκονία.

Το πλεονέκτημα ενός κατακόρυφου συλλέκτη είναι ότι απαιτείται πολύ μικρή περιοχή για την κατασκευή του. Ωστόσο, δεν υπάρχει τρόπος να τρυπήσετε μόνοι σας πηγάδια πάνω από 20 μέτρα - θα πρέπει να προσλάβετε μια ομάδα τρυπανιών.

Συνδυασμένη επιλογή

Αυτός ο συλλέκτης μπορεί να θεωρηθεί ως οριζόντιος συλλέκτης, αλλά απαιτείται πολύ λιγότερος χώρος για την κατασκευή του.
Ένα στρογγυλό πηγάδι σκάβεται στον χώρο με βάθος 2 m.

Οι σωλήνες εναλλάκτη θερμότητας τοποθετούνται σε σπείρα, έτσι ώστε το κύκλωμα να είναι σαν ένα κάθετα εγκατεστημένο ελατήριο.

Με την ολοκλήρωση των εργασιών εγκατάστασης, το πηγάδι γεμίζει. Όπως στην περίπτωση ενός οριζόντιου εναλλάκτη θερμότητας, όλη η απαραίτητη εργασία μπορεί να γίνει με το χέρι.

Ο συλλέκτης γεμίζει με αντιψυκτικό - αντιψυκτικό ή διάλυμα αιθυλενογλυκόλης.Για να διασφαλιστεί η κυκλοφορία του, μια ειδική αντλία κόβεται στο κύκλωμα. Αφού απορροφήσει τη θερμότητα του εδάφους, το αντιψυκτικό πηγαίνει στον εξατμιστή, όπου πραγματοποιείται ανταλλαγή θερμότητας μεταξύ αυτού και του ψυκτικού.

Πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η απεριόριστη εξαγωγή θερμότητας από το έδαφος, ειδικά όταν ο συλλέκτης βρίσκεται κάθετα, μπορεί να οδηγήσει σε ανεπιθύμητες συνέπειες για τη γεωλογία και την οικολογία του χώρου. Επομένως, κατά τη θερινή περίοδο, είναι ιδιαίτερα επιθυμητή η λειτουργία της αντλίας θερμότητας τύπου "εδάφους - νερού" σε αντίστροφη λειτουργία - κλιματισμός.

Το σύστημα θέρμανσης αερίου έχει πολλά πλεονεκτήματα και ένα από τα κύρια είναι το χαμηλό κόστος του φυσικού αερίου. Πώς να εξοπλίσετε την οικιακή θέρμανση με φυσικό αέριο, θα σας ζητηθεί το σύστημα θέρμανσης μιας ιδιωτικής κατοικίας με λέβητα αερίου. Λάβετε υπόψη τις απαιτήσεις σχεδιασμού και αντικατάστασης του συστήματος θέρμανσης.

Διαβάστε σχετικά με τις δυνατότητες επιλογής ηλιακών συλλεκτών για θέρμανση στο σπίτι σε αυτό το θέμα.

Υπολογισμός του οριζόντιου συλλέκτη αντλίας θερμότητας

Η αποτελεσματικότητα ενός οριζόντιου συλλέκτη εξαρτάται από τη θερμοκρασία του μέσου στο οποίο βυθίζεται, τη θερμική αγωγιμότητά του και την περιοχή επαφής με την επιφάνεια του σωλήνα. Η μέθοδος υπολογισμού είναι μάλλον περίπλοκη, επομένως, στις περισσότερες περιπτώσεις, χρησιμοποιούνται μέσοι όροι δεδομένων.

Πιστεύεται ότι κάθε μέτρο του εναλλάκτη θερμότητας παρέχει στην HP την ακόλουθη έξοδο θερμότητας:

• 10 W - όταν θάβονται σε ξηρό αμμώδες ή βραχώδες έδαφος.
• 20 W - σε ξηρό χώμα
• 25 W - σε υγρό πηλό έδαφος.
• 35 W - σε πολύ υγρό πηλό έδαφος.

Έτσι, για τον υπολογισμό του μήκους του συλλέκτη (L), η απαιτούμενη θερμική ισχύς (Q) πρέπει να διαιρείται με τη θερμογόνο δύναμη του εδάφους (p):

L = Q / p.

Οι τιμές που δίνονται μπορούν να θεωρηθούν έγκυρες μόνο εάν πληρούνται οι ακόλουθες προϋποθέσεις:

• Το οικόπεδο πάνω από τον συλλέκτη δεν είναι χτισμένο, δεν σκιάζεται ούτε φυτεύεται με δέντρα ή θάμνους.
• Η απόσταση μεταξύ παρακείμενων στροφών της σπείρας ή τμημάτων του "φιδιού" είναι τουλάχιστον 0,7 m.

Πώς λειτουργούν οι αντλίες θερμότητας

Κάθε αντλία θερμότητας έχει ένα μέσο λειτουργίας που ονομάζεται ψυκτικό. Συνήθως το freon δρα με αυτή την ικανότητα, λιγότερο συχνά αμμωνία. Η ίδια η συσκευή αποτελείται από τρία μόνο συστατικά:

Ο εξατμιστής και ο συμπυκνωτής είναι δύο δεξαμενές, οι οποίες μοιάζουν με μεγάλους καμπύλους σωλήνες - πηνία. Ο συμπυκνωτής συνδέεται στο ένα άκρο με την έξοδο του συμπιεστή και ο εξατμιστής στην είσοδο. Τα άκρα των πηνίων ενώνονται και μια βαλβίδα μείωσης πίεσης τοποθετείται στη διασταύρωση μεταξύ τους. Ο εξατμιστής βρίσκεται σε επαφή - άμεσα ή έμμεσα - με το μέσο πηγής και ο συμπυκνωτής βρίσκεται σε επαφή με το σύστημα θέρμανσης ή DHW.

Πώς λειτουργεί η αντλία θερμότητας

Η λειτουργία HP βασίζεται στην αλληλεξάρτηση όγκου, πίεσης και θερμοκρασίας αερίου. Να τι συμβαίνει μέσα στη μονάδα:

1. Η αμμωνία, το φρέον ή άλλο ψυκτικό, που κινείται κατά μήκος του εξατμιστή, θερμαίνεται από το μέσο προέλευσης, για παράδειγμα, σε θερμοκρασία +5 μοίρες.
2. Αφού περάσει από τον εξατμιστή, το αέριο φτάνει στον συμπιεστή, ο οποίος τον αντλεί στον συμπυκνωτή.
3. Το ψυκτικό που εκκενώνεται από τον συμπιεστή συγκρατείται στον συμπυκνωτή από τη βαλβίδα μείωσης πίεσης, οπότε η πίεση του είναι υψηλότερη εδώ από ό, τι στον εξατμιστή. Όπως γνωρίζετε, με την αύξηση της πίεσης, αυξάνεται η θερμοκρασία οποιουδήποτε αερίου. Αυτό ακριβώς συμβαίνει με το ψυκτικό - θερμαίνει έως 60 - 70 βαθμούς. Δεδομένου ότι ο συμπυκνωτής πλένεται από το ψυκτικό που κυκλοφορεί στο σύστημα θέρμανσης, το τελευταίο θερμαίνεται επίσης.
4. Το ψυκτικό εκκενώνεται σε μικρά τμήματα μέσω της βαλβίδας μείωσης της πίεσης στον εξατμιστή, όπου η πίεση του μειώνεται ξανά. Το αέριο διαστέλλεται και κρυώνει, και επειδή μέρος της εσωτερικής του ενέργειας χάθηκε ως αποτέλεσμα της ανταλλαγής θερμότητας στο προηγούμενο στάδιο, η θερμοκρασία του πέφτει κάτω από τους αρχικούς +5 βαθμούς. Μετά τον εξατμιστή, θερμαίνεται ξανά, στη συνέχεια αντλείται στον συμπυκνωτή από τον συμπιεστή - και ούτω καθεξής σε κύκλο. Επιστημονικά, αυτή η διαδικασία ονομάζεται κύκλος Carnot.

Ωστόσο, η αντλία θερμότητας παραμένει πολύ επικερδής: για κάθε χρησιμοποιημένο kW * h ηλεκτρικής ενέργειας, είναι δυνατή η απόκτηση θερμότητας από 3 έως 5 kW * h.

Αυτο-κατασκευασμένα εξαρτήματα για σύστημα θέρμανσης με αντλία θερμότητας

Είναι πολύ δύσκολο για έναν συνηθισμένο ιδιοκτήτη σπιτιού να ανταγωνιστεί τις βιομηχανικές αντλίες θερμότητας εγχώριων και ξένων κατασκευαστών, ωστόσο, η εγκατάσταση και κατασκευή μεμονωμένων μονάδων δεν είναι αδύνατη δουλειά. Το κύριο καθήκον κατά την εγκατάσταση μιας αντλίας θερμότητας είναι η ορθότητα των υπολογισμών, διότι σε περίπτωση σφάλματος, το σύστημα μπορεί να έχει χαμηλή απόδοση και να καταστεί αναποτελεσματικό.

Συμπιεστής

Για εγκατάσταση, θα χρειαστείτε ένα νέο ή μεταχειρισμένο. ο συμπιεστής είναι σε κατάσταση λειτουργίας με έναν ανεκπλήρωτο πόρο κατάλληλης ισχύος. Η τυπική ισχύς του συμπιεστή πρέπει να είναι 20 - 30% της υπολογιζόμενης, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τυπικές εργοστασιακές μονάδες για ψυγεία ή σπειροειδή κλιματιστικά, τα οποία έχουν υψηλότερη απόδοση σε σύγκριση με τις συσκευές εμβόλων.

Εξατμιστής και συμπυκνωτής

Για την ψύξη και τη θέρμανση των υγρών, συνήθως διέρχονται μέσω χαλκού σωλήνων τοποθετημένων σε δοχείο με εναλλάκτη θερμότητας. Για να αυξηθεί η περιοχή ψύξης, ο χαλκός σωλήνας είναι διατεταγμένος με τη μορφή σπείρας, το απαιτούμενο μήκος υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον τύπο για τον υπολογισμό της περιοχής διαιρούμενη με το τμήμα. Ο όγκος της δεξαμενής ανταλλαγής θερμότητας υπολογίζεται με βάση την εφαρμογή της αποτελεσματικής ανταλλαγής θερμότητας, η συνήθης μέση τιμή είναι περίπου 120 λίτρα. Για μια αντλία θερμότητας, είναι λογικό να χρησιμοποιούνται σωλήνες για κλιματιστικά, τα οποία αρχικά έχουν σπειροειδές σχήμα και εφαρμόζονται σε πηνία.

Σύκο. 3 Χαλκός σωλήνας και δεξαμενή για εναλλάκτη θερμότητας

Πολλοί κατασκευαστές αντλιών θερμότητας έχουν αντικαταστήσει αυτήν τη μέθοδο κατασκευής εναλλακτών θερμότητας με πιο συμπαγή, χρησιμοποιώντας ανταλλαγή θερμότητας σύμφωνα με την αρχή «σωλήνας σε σωλήνα». Η τυπική διάμετρος του πλαστικού σωλήνα για τον εξατμιστή είναι 32 mm, ένας χαλκός σωλήνας με διάμετρο 19 mm τοποθετείται σε αυτόν, ο εξατμιστής θερμικά μονώνεται, το συνολικό μήκος του εναλλάκτη θερμότητας είναι περίπου 10 - 12 μέτρα. συμπυκνωτής, 25 mm μπορεί να χρησιμοποιηθεί. μεταλλικός-πλαστικός σωλήνας και 12,7 mm. χαλκός.

Εικ. 4. Συναρμολόγηση και εμφάνιση εναλλάκτη θερμότητας από χαλκό και πλαστικούς σωλήνες

Για να αυξήσουν την περιοχή και την αποτελεσματικότητα του εναλλάκτη θερμότητας, ορισμένοι τεχνίτες στρίβουν μια πλεξούδα από πολλούς χάλκινους σωλήνες μικρής διαμέτρου, μεταφέρουν τους με ένα λεπτό σύρμα και τοποθετούν τη δομή σε πλαστικό. Αυτό καθιστά δυνατή την απόκτηση μιας περιοχής ανταλλαγής θερμότητας περίπου 1 κυβικού μέτρου σε ένα τμήμα 10 μέτρων.

Θερμοστατική βαλβίδα διαστολής

Η σωστή συσκευή ελέγχει το επίπεδο πλήρωσης του εξατμιστή και είναι σε μεγάλο βαθμό υπεύθυνο για την απόδοση ολόκληρου του συστήματος. Για παράδειγμα, εάν η ροή ψυκτικού είναι πολύ υψηλή, δεν θα έχει χρόνο να εξατμιστεί πλήρως, και σταγονίδια υγρού θα εισέλθουν στο συμπιεστή, οδηγώντας σε διακοπή της λειτουργίας του και μείωση της θερμοκρασίας αερίου εξόδου. Πολύ μικρή ποσότητα φρέον στον εξατμιστή μετά την αύξηση της θερμοκρασίας στον συμπιεστή δεν θα είναι αρκετή για να ζεσταθεί ο απαιτούμενος όγκος νερού.

Σύκο. 5 Βασικός εξοπλισμός για αντλία θερμότητας

Αισθητήρες

Για ευκολία χρήσης, έλεγχο λειτουργίας, ανίχνευση βλαβών και διαμόρφωση συστήματος, απαιτούνται ενσωματωμένοι αισθητήρες θερμοκρασίας. Οι πληροφορίες είναι σημαντικές σε όλα τα στάδια της λειτουργίας του συστήματος, μόνο με τη βοήθειά του, σύμφωνα με τους τύπους, είναι δυνατόν να καθοριστεί η πιο σημαντική παράμετρος του εγκατεστημένου εξοπλισμού για αντλίες θερμότητας νερού - ο δείκτης απόδοσης COP.

Εξοπλισμός αντλίας

Όταν λειτουργούν οι αντλίες θερμότητας, η εισαγωγή και παροχή νερού από ένα πηγάδι, ένα πηγάδι ή μια ανοιχτή δεξαμενή πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας αντλίες νερού. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν υποβρύχιοι ή επιφανειακοί τύποι, συνήθως η ισχύς τους είναι χαμηλή, 100 - 200 watt αρκούν για την παροχή νερού. Για τον έλεγχο της λειτουργίας, προστατεύστε τις αντλίες και το σύστημα, επιπλέον, εγκαθίστανται φίλτρα, μετρητής πίεσης, μετρητές νερού και ο απλούστερος αυτοματισμός.

Σύκο. 6 Εμφάνιση μιας αυτοσυναρμολογημένης αντλίας θερμότητας

Η συναρμολόγηση εξοπλισμού άντλησης θερμότητας από μόνη της δεν παρουσιάζει μεγάλες δυσκολίες στην ικανότητα χειρισμού ενός ειδικού εργαλείου συγκόλλησης και συγκόλλησης χαλκού. Η εργασία που θα εκτελεστεί θα βοηθήσει στην εξοικονόμηση σημαντικών πόρων - το κόστος των εξαρτημάτων θα είναι περίπου 600 $ Δηλαδή, η αγορά βιομηχανικού εξοπλισμού θα κοστίσει 10 φορές περισσότερο (περίπου 6000 USD). Μια αυτοσυναρμολογημένη δομή, όταν υπολογίζεται σωστά και διαμορφώνεται, έχει απόδοση (COP) περίπου 4, η οποία αντιστοιχεί σε βιομηχανικά σχέδια.

Σας συμβουλεύουμε να διαβάσετε: Επιλογές λειτουργίας αντλίας θερμότητας μόνοι σας

μπορεί