Kiertovesipumppujen lämmitysjärjestelmien tekniset tiedot

Lämpöpumppumallien tyypit

Lämpöpumpun tyyppi on yleensä merkitty lauseella, joka osoittaa lämmitysjärjestelmän lähteen ja lämmönsiirtoaineen.
On olemassa seuraavia lajikkeita:

• ТН "ilma - ilma";
• ТН "ilma - vesi";
• TN "maaperä - vesi";
• TH "vesi - vesi".

Ensimmäinen vaihtoehto on perinteinen jaettu järjestelmä, joka toimii lämmitystilassa. Höyrystin asennetaan ulkona, ja taloon on asennettu lauhduttimella varustettu yksikkö. Jälkimmäisen puhaltaa puhallin, jonka vuoksi huoneeseen syötetään lämmin ilmamassa.

Jos tällainen järjestelmä on varustettu erityisellä suuttimilla varustetulla lämmönvaihtimella, saadaan HP-tyyppi "ilma-vesi". Se on kytketty vedenlämmitysjärjestelmään.

"Ilma-ilma" - tai "ilma-vesi" -tyyppinen HP-höyrystin ei saa sijaita ulkona, vaan poistoilmakanavassa (se on pakotettava). Tällöin lämpöpumpun hyötysuhde kasvaa useita kertoja.

"Vesi-vesi" - ja "maa-vesi" -tyyppiset lämpöpumput käyttävät ns. Ulkoista lämmönvaihdinta tai, kuten sitä kutsutaan myös, kerääjää lämmönpoistoon.

Kaavio lämpöpumpusta

Tämä on pitkä silmukkainen putki, yleensä muovia, jonka läpi nestemäinen väliaine kiertää höyrystimen ympärillä. Molemmat lämpöpumpputyypit edustavat samaa laitetta: yhdessä tapauksessa kerääjä upotetaan pintasäiliön pohjaan ja toisessa maahan. Tällaisen lämpöpumpun lauhdutin sijaitsee lämmönvaihtimessa, joka on kytketty käyttöveden lämmitysjärjestelmään.

Lämpöpumppujen kytkeminen "vesi-vesi" -menetelmän mukaan on paljon vähemmän työlästä kuin "maa-vesi", koska maanrakennuksia ei tarvitse tehdä. Säiliön pohjassa putki asetetaan spiraalin muodossa. Tietenkin tähän järjestelmään sopii vain säiliö, joka ei jääty pohjaan talvella.

On aika tutkia perusteellisesti ulkomaalaisia ​​kokemuksia

Lähes kaikki tietävät nyt lämpöpumpuista, jotka pystyvät ottamaan lämpöä ympäristöstä rakennusten lämmitykseen, ja jos ei kauan sitten potentiaalinen asiakas esitti yleensä hämmentyneen kysymyksen "miten tämä on mahdollista?", Nyt kysymys "miten se on oikein? ? "

Vastaus tähän kysymykseen ei ole helppoa.

Kun etsit vastauksia lukuisiin kysymyksiin, jotka väistämättä syntyvät, kun yritetään suunnitella lämmitysjärjestelmiä lämpöpumpuilla, on suositeltavaa viitata asiantuntijoiden kokemuksiin maissa, joissa maalämmönvaihtimien lämpöpumppuja on käytetty pitkään.

Vierailu * amerikkalaiseen AHR EXPO-2008 -näyttelyyn, joka toteutettiin pääasiassa saadakseen tietoa maalämmönvaihtimien suunnittelulaskennan menetelmistä, ei tuonut suoria tuloksia tähän suuntaan, mutta kirja myytiin ASHRAE-näyttelyssä joidenkin säännösten pohjalta nämä julkaisut.

On heti sanottava, että amerikkalaisen menetelmän siirtäminen kotimaan maaperään ei ole helppo tehtävä. Amerikkalaisille asiat eivät ole samat kuin Euroopassa. Vain he mittaavat aikaa samoissa yksiköissä kuin me. Kaikki muut mittayksiköt ovat puhtaasti amerikkalaisia ​​tai pikemminkin brittiläisiä. Amerikkalaisilla ei ollut erityisen onnea lämpövirrasta, joka voidaan mitata sekä brittiläisissä lämpöyksiköissä, viitaten aikayksikköön, että tonneissa jäähdytystä, jotka todennäköisesti keksittiin Amerikassa.

Suurin ongelma ei kuitenkaan ollut Yhdysvalloissa käyttöön otettujen mittayksiköiden uudelleenlaskennan tekninen haitta, johon voidaan tottua ajan myötä, vaan selvän metodologisen perustan puuttuminen laskennan rakentamisesta algoritmi. Liian paljon tilaa annetaan rutiininomaisille ja tunnetuille laskentamenetelmille, kun taas joitain tärkeitä säännöksiä ei ole vielä julkistettu.

Erityisesti tällaisia ​​fyysisesti liittyviä lähtötietoja pystysuuntaisten maalämmönvaihtimien laskemiseksi, kuten lämmönvaihtimessa kiertävän nesteen lämpötilaa ja lämpöpumpun muuntokerrointa, ei voida asettaa mielivaltaisesti ja ennen epävakaaseen lämpöön liittyvien laskelmien jatkamista siirtyminen maahan, on tarpeen määrittää riippuvuudet, jotka yhdistävät nämä parametrit.

Lämpöpumpun hyötysuhteen kriteeri on muuntokerroin a, jonka arvo määräytyy sen lämpötehon ja kompressorin sähkökäyttöisen tehon suhteen välillä. Tämä arvo on höyrystimen kiehumispisteiden tu ja kondensaation tk funktio, ja vesi-vesilämpöpumppuihin sovellettuna voimme puhua nesteen lämpötilasta höyrystimen t2I ja poistoaukon ulostulossa lauhdutin t2K:

? =? (t2И, t2K). (yksi)

Sarjajäähdytyskoneiden ja vesi-vesilämpöpumppujen luettelo-ominaisuuksien analyysi mahdollisti tämän toiminnon esittämisen kaaviona (kuva 1).

Kaavion avulla lämpöpumpun parametrit on helppo määrittää suunnittelun alkuvaiheessa. On esimerkiksi selvää, että jos lämpöpumppuun kytketty lämmitysjärjestelmä on suunniteltu syöttämään lämmitysväliainetta menoveden lämpötilalla 50 ° C, lämpöpumpun suurin mahdollinen muuntokerroin on noin 3,5. Samanaikaisesti glykolin lämpötilan haihduttimen ulostulossa ei tulisi olla alle + 3 ° C, mikä tarkoittaa, että tarvitaan kallista maalämmönvaihdinta.

Samaan aikaan, jos taloa lämmitetään lämpimällä lattialla, lämmönsiirtoaine, jonka lämpötila on 35 ° C, tulee lämmitysjärjestelmään lämpöpumpun lauhduttimesta. Tässä tapauksessa lämpöpumppu pystyy toimimaan tehokkaammin, esimerkiksi muuntokertoimella 4,3, jos höyrystimessä jäähdytetyn glykolin lämpötila on noin –2 ° C.

Excel-laskentataulukoiden avulla voit ilmaista funktion (1) yhtälönä:

? = 0,1729 • • (41,5 + t2I - 0,015t2I • t2K - 0,437 • t2K (2)

Jos halutulla muuntokertoimella ja tietyllä jäähdytysnesteen lämpötilan arvolla lämpöpumpulla toimivassa lämmitysjärjestelmässä on tarpeen määrittää höyrystimessä jäähdytetyn nesteen lämpötila, yhtälö (2) voidaan esittää kuten:

(3)

Voit valita jäähdytysnesteen lämpötilan lämmitysjärjestelmässä annetuilla lämpöpumpun muuntokertoimen ja höyrystimen ulostulon nesteen lämpötiloilla seuraavalla kaavalla:

(4)

Kaavoissa (2) ... (4) lämpötilat ilmaistaan ​​celsiusasteina.

Tunnistettuamme nämä riippuvuudet voimme nyt siirtyä suoraan amerikkalaiseen kokemukseen.

Menetelmä lämpöpumppujen laskemiseksi

Lämpöpumpun valinta ja laskeminen on tietysti hyvin monimutkainen toimenpide teknisestä näkökulmasta ja riippuu kohteen yksilöllisistä ominaisuuksista, mutta karkeasti se voidaan vähentää seuraaviin vaiheisiin:

Lämpöhäviö rakennuksen vaipan (seinät, katot, ikkunat, ovet) läpi määritetään. Tämä voidaan tehdä soveltamalla seuraavaa suhdetta:

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

tnar - ulkoilman lämpötila (° С);

tvn - sisäinen ilman lämpötila (° С);

S on kaikkien ympäröivien rakenteiden kokonaispinta-ala (m2);

n - kerroin, joka osoittaa ympäristön vaikutuksen kohteen ominaisuuksiin.Huoneisiin, jotka ovat suorassa kosketuksessa ulkoympäristön kanssa kattojen läpi n = 1; esineille, joiden ullakkokerrokset n = 0,9; jos esine sijaitsee kellarin yläpuolella n = 0,75;

β on ylimääräisen lämpöhäviön kerroin, joka riippuu rakennetyypistä ja sen maantieteellisestä sijainnista β voi vaihdella välillä 0,05 - 0,27;

RT - lämpövastus, määritetään seuraavalla lausekkeella:

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

δі / λі on laskettu indikaattori rakentamisessa käytettyjen materiaalien lämmönjohtavuudesta.

αout on sulkevien rakenteiden ulkopintojen lämpöhäviökerroin (W / m2 * оС);

αin - ympäröivien rakenteiden sisäpintojen lämpöabsorptiokerroin (W / m2 * СС);

- Rakenteen kokonaislämpöhäviö lasketaan kaavalla:

Qt.pot = Qok + Qi - Qbp, missä:

Qi - energiankulutus huoneeseen tulevan ilman lämmittämiseen luonnollisten vuotojen kautta;

Qbp ​​- kodinkoneiden toiminnasta ja ihmisen toiminnasta johtuva lämmön vapautuminen.

2. Saatujen tietojen perusteella lasketaan kunkin yksittäisen kohteen vuotuinen lämpöenergian kulutus:

Vuosi = 24 * 0,63 * Qt. pot. * ((d * (tvn - tout.) / (tvn - tout.)) (kW / tunti vuodessa.) jossa:

tвн - suositeltu sisäilman lämpötila;

tnar - ulkoilman lämpötila;

tout.av - ulkoilman lämpötilan aritmeettinen keskiarvo koko lämmityskaudelle;

d on lämmitysjakson päivien lukumäärä.

3. Täydellisen analyysin tekemiseksi sinun on myös laskettava veden lämmittämiseen tarvittava lämpöteho:

Qgv = V * 17 (kW / tunti vuodessa.)

V on veden päivittäisen lämmityksen tilavuus 50 ° C: seen saakka.

Sitten lämpöenergian kokonaiskulutus määritetään kaavalla:

Q = Qgv + Qvuosi (kW / tunti vuodessa)

Saadut tiedot huomioon ottaen ei ole vaikeaa valita sopivinta lämpöpumppua lämmitykseen ja käyttöveden syöttöön. Lisäksi laskettu teho määritetään muodossa. Qtn = 1,1 * Q, jossa:

Qtn = 1,1 * Q, jossa:

1.1 on korjauskerroin, joka osoittaa mahdollisuuden lisätä lämpöpumpun kuormitusta kriittisten lämpötilojen aikana.

Lämpöpumppujen laskemisen jälkeen voit valita sopivimman lämpöpumpun, joka pystyy tarjoamaan vaaditut mikroilmastoparametrit huoneissa, joilla on tekniset ominaisuudet. Ja kun otetaan huomioon mahdollisuus integroida tämä järjestelmä ilmastointilaitteeseen, lämmin lattia voidaan todeta paitsi sen toiminnallisuudesta myös korkeista esteettisistä kustannuksista.

Laskentakaava

Lämmön menetysreitit talossa

Lämpöpumppu pystyy täysin selviytymään tilan lämmityksestä.

Valitse itsellesi sopiva yksikkö laskemalla sen tarvittava teho.

Ensinnäkin sinun on ymmärrettävä rakennuksen lämpötase. Näissä laskelmissa voit käyttää asiantuntijoiden palveluja, online-laskinta tai itseäsi yksinkertaisen kaavan avulla:

R = (k x V x T) / 860jossa:

R - huoneen virrankulutus (kW / tunti); k on rakennuksen keskimääräinen lämpöhäviökerroin: esimerkiksi yhtä kuin 1 - täysin eristetty rakennus ja 4 - laudoista tehty kasarmi; V on koko lämmitetyn huoneen kokonaistilavuus kuutiometreinä; T on suurin lämpötilaero rakennuksen ulko- ja sisäpuolella. 860 on arvo, joka tarvitaan saadun kcal: n muuntamiseksi kW: ksi.

Vesi-vesi-maalämpöpumpun tapauksessa on myös tarpeen laskea säiliössä olevan piirin vaadittu pituus. Laskenta on tässä vielä yksinkertaisempi.

Tiedetään, että yksi metri kerääjää tuottaa noin 30 wattia. Toisin sanoen 1 kW: n pumpputeho vaatii 22 metriä putkia. Tarvittavan pumpun tehon tiedossa voimme helposti laskea, kuinka monta putkea meidän on tehtävä piiri.

Laskenta vesi-vesijärjestelmän esimerkistä

Lasketaan esimerkiksi talo seuraavilla lähtötiedoilla:

• lämmitetty alue 300 neliömetriä;
• kattokorkeus 2,8 m;
• rakennus on hyvin eristetty;
• vähimmäislämpötila ulkona talvella on -25 astetta;
• mukava huonelämpötila +22 astetta.

Ensinnäkin lasketaan huoneen lämmitetty tilavuus: 300 neliömetriä x 2,8 m = 840 kuutiometriä

Sitten lasketaan arvo "T": 22 - (-25) = 45 astetta.

Korvataan nämä tiedot kaavaan: R = (1 x 840 x 45) / 860 = 43,9 kWh

Olemme saaneet vaaditun lämpöpumpun kapasiteetin 44 kW / h. Voimme helposti määrittää, että sen toimintaan tarvitaan kerääjä, jonka kokonaispituus on vähintään 968 metriä.

Saatat myös olla kiinnostunut artikkeli siitä, miten tehdä DIY-tiputinliesi: //6sotok-dom.com/dom/otoplenie/pech-kapelnitsa-svoimi-rukami.html

Niin hyvin eristetylle huoneelle, jonka pinta-ala on 300 neliömetriä pumppu, jonka kapasiteetti on vähintään 44 kW, sopii. Kuten muualla, on parempi tehdä vähintään 10 prosentin tehoreservi. Siksi on parempi ostaa 48-49 kW yksikkö.

Ennemmin tai myöhemmin me kaikki tulemme käyttämään vaihtoehtoista energiaa ja voimme ottaa ensimmäisen askeleen tänään. Lämpöpumppuja käyttämällä voit vähentää lämmityskustannuksiasi, tulla riippumattomiksi kaasu- tai kivihiilen toimittajista ja säilyttää kotiplaneettasi ekologian.

Tämän artikkelin avulla voit laskea geotermisten laitteiden parametrit, jotka sopivat tiloihisi. Mutta älä unohda, että ammattilaiset tekevät parhaansa. Ja sinulla on aina joku, joka kysyy, toimiiko järjestelmä oikein.

Katso video, jossa asiantuntija selittää yksityiskohtaisesti periaatteet lämpöpumpun tehon laskemiseksi talon lämmittämiseksi:

Lämpöpumpputyypit

Lämpöpumput on jaettu kolmeen päätyyppiin heikkolaatuisen energialähteen mukaan:

• Ilmaa.
• Pohjustus.
• Vesi - Lähde voi olla pohjavesi ja pintavesimuodostuma.

Yleisemmissä vesilämmitysjärjestelmissä käytetään seuraavia lämpöpumpputyyppejä:

Ilma-vesi on ilmatyyppinen lämpöpumppu, joka lämmittää rakennusta vetämällä ilmaa ulkopuolelta ulkoisen yksikön kautta. Se toimii ilmastointilaitteen periaatteella, vain päinvastoin, muuntaen ilmaenergian lämmöksi. Tällainen lämpöpumppu ei vaadi suuria asennuskustannuksia, ei ole tarpeen osoittaa tonttia sille ja lisäksi porata kaivoa. Toiminnan tehokkuus alhaisissa lämpötiloissa (-25 ° C) kuitenkin laskee ja tarvitaan ylimääräinen lämpöenergialähde.

Laite "pohjavesi" viittaa maalämpöön ja tuottaa lämpöä maasta käyttämällä kerääjää, joka on asetettu syvyyteen maan jäätymisen alapuolelle. Lisäksi riippuu alueen pinta-alasta ja maisemasta, jos kerääjä sijaitsee vaakasuorassa. Pystysuuntaista sijoittamista varten sinun on porattava kaivo.

"Vesi-vesi" asennetaan paikkaan, jossa lähellä on vesistö tai pohjavesi. Ensimmäisessä tapauksessa säiliö asetetaan säiliön pohjalle, toisessa porataan kaivo tai useita, jos alueen alue sallii. Joskus pohjaveden syvyys on liian syvä, joten tällaisen lämpöpumpun asennuskustannukset voivat olla erittäin korkeat.

Jokaisella lämpöpumpputyypillä on omat etunsa ja haittansa, jos rakennus on kaukana säiliöstä tai pohjavesi on liian syvä, "vesi-vesi" ei toimi. "Ilma-vesi" on merkityksellinen vain suhteellisen lämpimillä alueilla, joissa ilman lämpötila kylmänä vuodenaikana ei laske alle -25 ° C.

Kuinka lämpöpumppu toimii

Moderni lämpöpumppu on hyvin samanlainen kuin banaali jääkaappi.

Mikä on maalämpöpumppu tai toisin sanoen lämpöpumppu? Tämä on laite, joka pystyy siirtämään lämpöä lähteestä kuluttajalle. Tarkastellaan sen toiminnan periaatetta esimerkin ensimmäisestä käytännön toteutuksesta.

Maalämpöpumppujen toimintaperiaate tuli tunnetuksi 1800-luvun 50-luvulla. Käytännössä nämä periaatteet pantiin täytäntöön vasta viime vuosisadan puolivälissä.

Eräänä päivänä kokeilija nimeltä Weber käsitteli pakastinta ja kosketti vahingossa palavaa lauhdutinputkea.Hän keksi idean, miksi lämpö ei mene mihinkään eikä tuo mitään hyötyä? Ajattelematta kahdesti, hän pidensi putkea ja pani sen säiliöön veden lämmittämiseksi.

Kuumaa vettä oli niin paljon, että hän ei tiennyt mitä tehdä sen kanssa. Oli tarpeen mennä pidemmälle - miten ilmaa lämmitetään tällä yksinkertaisella järjestelmällä? Ratkaisu osoittautui hyvin yksinkertaiseksi ja siksi yhtä nerokkaaksi.

Kuuma vesi ajetaan spiraalissa kelan läpi, ja sitten puhallin puhaltaa lämmintä ilmaa talon ympäri. Kaikki nerokkaat ovat yksinkertaisia! Weber oli mitattu mies, ja ajan myötä hän sai idean miten tehdä ilman pakastinta. Meidän on imettävä lämpöä maasta!

Haudattuaan kupariputket ja pumppaamalla ne freonilla (samalla kaasulla, jota käytetään jääkaapissa), hän alkoi saada lämpöenergiaa syvyydestä. Uskomme, että tässä esimerkissä kaikki ymmärtävät lämpöpumpun toimintaperiaatteen.

Suosittelemme myös, että luet dieselpolttoaineen ihmeestä seuraavasta artikkelista:

Menetelmä lämpöpumpun tehon laskemiseksi

Optimaalisen energialähteen määrittämisen lisäksi on laskettava lämmitykseen tarvittava lämpöpumpun teho. Se riippuu rakennuksen lämpöhäviön määrästä. Lasketaan lämpöpumpun teho talon lämmittämiseen tietyllä esimerkillä.

Tätä varten käytämme kaavaa Q = k * V * ∆T, missä

• Q on lämpöhäviö (kcal / tunti). 1 kWh = 860 kcal / h;
• V on talon tilavuus m3 (pinta-ala kerrotaan kattojen korkeudella);
• ∆Т on vähimmäislämpötilojen suhde tilojen ulkopuolella ja sisällä vuoden kylminä vuosina, ° С. Vähennä ulkopinta sisäisestä tº: sta;
• k on rakennuksen yleinen lämmönsiirtokerroin. Tiilirakennuksessa, jonka muuraus on kahdessa kerroksessa, k = 1; hyvin eristetylle rakennukselle k = 0,6.

Siten lämpöpumpun teho 100 neliömetrin tiilitalon ja 2,5 m kattokorkeuden lämmittämiseksi, jonka ttº-ero on -30 ° ulkopuolella + 20 ° sisällä, on seuraava:

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

12500/860 = 14,53 kW. Toisin sanoen 100 m: n tavalliselle tiilitalolle tarvitaan 14 kilowatin laite.

Kuluttaja hyväksyy lämpöpumpun tyypin ja tehon valinnan useiden ehtojen perusteella:

• alueen maantieteelliset piirteet (vesistöjen läheisyys, pohjaveden läsnäolo, vapaa alue kerääjälle);
• ilmasto-ominaisuudet (lämpötila);
• huoneen tyyppi ja sisäinen tilavuus;
• taloudelliset mahdollisuudet.

Ottaen huomioon kaikki yllä olevat seikat, voit tehdä parhaan valinnan laitteista. Lämpöpumpun valitsemiseksi tehokkaammin ja oikein, on parempi ottaa yhteyttä asiantuntijoihin, he voivat tehdä yksityiskohtaisempia laskelmia ja tarjota laitteiden taloudellisen toteutettavuuden.

Lämpöpumppuja on käytetty pitkään ja erittäin menestyksekkäästi kotitalouksien ja teollisuuden jääkaappeissa ja ilmastointilaitteissa.

Nykyään näitä laitteita on alettu käyttää päinvastaisen toiminnan suorittamiseen - kodin lämmittämiseen kylmällä säällä.

Katsotaanpa, miten lämpöpumppuja käytetään omakotitalojen lämmitykseen ja mitä sinun on tiedettävä laskeaksesi sen kaikki komponentit oikein.

Tärkeimmät lajikkeet

Lämmönpoistojärjestelmät. (Klikkaa suurentaaksesi)

• ilma-ilma on pohjimmiltaan tavanomainen ilmastointilaite;
• ilma-vesi - lisätään lämmönvaihdin ilmastointilaitteeseen ja lämmitämme jo vettä;
• maa-vesi - haudataan kerääjä putkista maahan ja poistoaukossa lämmitämme vettä;
• vesi-vesi - putket sijoitetaan avoimeen tai maanalaiseen säiliöön ja luovuttavat lämpöä rakennuksen lämmitysjärjestelmään.

(Löydät yksityiskohtaisen luokituksen lämmityslämpöpumpuista tästä artikkelista).

Lämpöpumpun laskentaesimerkki

Valitsemme lämpöpumpun 70-neliöisen yksikerroksisen talon lämmitysjärjestelmälle. m tavallisella kattokorkeudella (2,5 m), järkevällä arkkitehtuurilla ja sulkevien rakenteiden lämpöeristyksellä, joka täyttää nykyaikaisten rakennusmääräysten vaatimukset. 1. vuosineljänneksen lämmitykseen.m tällaista esinettä, yleisesti hyväksyttyjen standardien mukaan, on tarpeen käyttää 100 W lämpöä. Siten koko talon lämmittämiseen tarvitset:

Q = 70 x 100 = 7000 W = 7 kW lämpöenergiaa.

Valitsemme TeploDarom-tuotemerkin lämpöpumpun (malli L-024-WLC), jonka lämpöteho on W = 7,7 kW. Laitteen kompressori kuluttaa sähköä N = 2,5 kW.

Säiliön laskenta

Keräilijän rakentamiseen varatun alueen maaperä on savea, pohjaveden taso on korkea (otetaan lämpöarvo p = 35 W / m).

Keräimen teho määritetään kaavalla:

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

L = 5200/35 = 148,5 m (noin).

Perustuen siihen, että on liian järjetöntä asettaa piiri, jonka pituus on yli 100 m liian korkean hydraulisen vastuksen takia, hyväksytään seuraava: lämpöpumpun jakotukki koostuu kahdesta piiristä - 100 m ja 50 m.

Keräilijälle osoitettava sivuston alue määritetään kaavalla:

S = L x A,

Missä A on ääriviivan vierekkäisten osien välinen askel. Hyväksymme: A = 0,8 m.

Sitten S = 150 x 0,8 = 120 neliömetriä. m.

Laskelmat

Kuten tiedätte, lämpöpumput käyttävät ilmaisia ​​ja uusiutuvia energialähteitä: vähäpotentiaalinen ilman, maaperän, maanalaisten, teknologisten prosessien jätteiden ja jätevesien lämpö, ​​avoimet ei-jäätyvät vesimuodostumat. Tähän käytetään sähköä, mutta vastaanotetun lämpöenergian ja kulutetun sähkön suhde on noin 3–6.

Tarkemmin sanottuna heikkolaatuisen lämmön lähteet voivat olla ulkoilma, jonka lämpötila on –10 - + 15 ° С, huoneesta poistettu ilma (15–25 ° С), maaperä (4–10 ° С) ja maa ( yli 10 ° C) vesi, järvi- ja jokivesi (0–10 ° С), pinta (0–10 ° С) ja syvä (yli 20 m) maaperä (10 ° С).

Pienpotentiaalisen lämmön saamiseksi maaperästä on kaksi vaihtoehtoa: metalli-muoviputkien asettaminen kaivoksiin 1,2–1,5 m tai pystysuoriin kaivoihin 20–100 m, joskus putket asetetaan spiraaleina kaivoksiin 2–4 m syvä, mikä vähentää merkittävästi kaivannon kokonaispituutta. Suurin lämmönsiirto pintamaasta on 50–70 kWh / m2 vuodessa. Kaivojen ja kaivojen käyttöikä on yli 100 vuotta.

Lämpöpumpun laskentaesimerkki

Alkuolosuhteet: On välttämätöntä valita lämpöpumppu 200 m2: n kaksikerroksisen mökin lämmitykseen ja käyttöveden syöttöön; lämmitysjärjestelmän veden lämpötilan tulisi olla 35 ° C; jäähdytysnesteen minimilämpötila on 0 ° С. Rakennuksen lämpöhäviö on 50W / m2. Savimaaperä, kuiva.

Laskeminen:

Vaadittu lämpöteho lämmitykseen: 200 * 50 = 10 kW;

Vaadittu lämmöntuotto lämmitystä ja käyttövettä varten: 200 * 50 * 1,25 = 12,5 kW

Rakennuksen lämmittämiseksi valittiin WW H R P C 12 -lämpöpumppu, jonka teho oli 14,79 kW (lähin suurempi vakiokoko), joka kuluttaa 3,44 kW freonin lämmitykseen. Lämmön poisto maaperän pintakerroksesta (kuiva savi) q on 20 W / m. Laskemme:

1) kollektorin vaadittu lämpöteho Qo = 14,79 - 3,44 = 11,35 kW;

2) putkien kokonaispituus L = Qo / q = 11,35 / 0,020 = 567,5 m. Tällaisen keräilijän järjestämiseksi tarvitaan 6 piiriä, joiden pituus on 100 m;

3) munintavaiheessa 0,75 m, vaadittu pinta-ala on A = 600 x 0,75 = 450 m2;

4) glykoliliuoksen kokonaiskulutus (25%)

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

dt on tulo- ja paluulinjojen lämpötilaero, joka otetaan usein 3 K: ksi. Virtauspiiriä kohti on 0,584 m3 / h. Keräinlaitteelle valitaan vahvistettu muoviputki, vakiokoko 32 (esimerkiksi PE32x2). Painehäviö siinä on 45 Pa / m; yhden piirin vastus on noin 7 kPa; jäähdytysnesteen virtausnopeus - 0,3 m / s.

Lämpöpumpun vaakasuoran kerääjän laskeminen

Lämmön poisto putken jokaisesta metristä riippuu monista parametreista: putken syvyydestä, pohjaveden saatavuudesta, maaperän laadusta jne. Karkeasti voidaan katsoa, ​​että vaakakollektorien se on 20 W / m. Tarkemmin sanottuna: kuiva hiekka - 10, kuiva savi - 20, märkä savi - 25, korkea vesipitoisuus - 35 W / m. Jäähdytysnesteen lämpötilan ero silmukan suorissa ja paluulinjoissa laskelmissa on yleensä 3 ° C. Keräimen yläpuolelle ei tule rakentaa rakenteita, jotta maan lämpö täydentyy aurinkosäteilyllä. Pienin etäisyys putkistojen välillä tulisi olla 0,7–0,8 m.Yhden kaivannon pituus on yleensä 30 - 120 m. Ensisijaisena jäähdytysnesteenä on suositeltavaa käyttää 25-prosenttista glykoliliuosta. Laskelmissa on otettava huomioon, että sen lämpökapasiteetti 0 ° C: n lämpötilassa on 3,7 kJ / (kg K) ja tiheys 1,05 g / cm3. Pakkasnestettä käytettäessä painehäviö putkissa on 1,5 kertaa suurempi kuin kierrätettäessä vettä. Lämpöpumppuasennuksen ensiöpiirin parametrien laskemiseksi on tarpeen määrittää pakkasnesteen virtausnopeus: Vs = Qo 3600 / (1,05 3,7 .t), missä .t on tulo- ja paluuveden lämpötilaero linja, joka otetaan usein yhtä suureksi kuin 3 K, ja Qo on matalapotentiaalisesta lähteestä (maasta) saatu lämpöteho. Viimeksi mainittu arvo lasketaan lämpöpumpun Qwp kokonaistehon ja freonin P lämmitykseen käytetyn sähkötehon erotuksena: Qo = Qwp - P, kW. Kollektoriputkien L kokonaispituus ja sen alla olevan osan A kokonaispinta-ala lasketaan kaavoilla: L = Qo / q, A = L · da. Tässä q on erityinen (1 m: n putkesta) lämmönpoisto; da on putkien välinen etäisyys (asennusvaihe).

Koettimen laskenta

Kun käytetään pystysuoria kaivoja, joiden syvyys on 20-100 m, niihin upotetaan U-muotoisia metalli-muovi- tai muoviputkia (halkaisijaltaan yli 32 mm). Yleensä kaksi silmukkaa työnnetään yhteen kuoppaan, jonka jälkeen se täytetään sementtilaastilla. Keskimäärin tällaisen koettimen ominaislämpöteho voidaan ottaa 50 W / m. Voit myös keskittyä seuraaviin lämpötehon tietoihin:

* kuiva sedimenttikivi - 20 W / m;

* kivinen maaperä ja vedellä kyllästetyt sedimenttikivet - 50 W / m;

* kivet, joilla on korkea lämmönjohtavuus - 70 W / m;

* pohjavesi - 80 W / m.

Maaperän lämpötila yli 15 metrin syvyydessä on vakio ja on noin + 10 ° С. Kaivojen välisen etäisyyden tulisi olla yli 5 m. Jos maanalaisia ​​virtauksia on, kaivojen tulisi sijaita virtaukseen kohtisuoralla viivalla. Putken halkaisijoiden valinta tehdään vaaditun jäähdytysnesteen virtausnopeuden painehäviön perusteella. Nesteen virtausnopeus voidaan laskea t = 5 ° С. Laskentaesimerkki. Lähtötiedot ovat samat kuin yllä olevassa vaakakollektorin laskennassa. Kun anturin lämpöpoisto on 50 W / m ja vaadittu teho 11,35 kW, L-anturin pituuden tulisi olla 225 m. Keräimen asentamiseksi on porattava kolme 75 m syvää kaivoa. kukin niistä sijoitamme kaksi silmukkaa metallimuoviputkesta, vakiokoko 25 .0); yhteensä - 6 piiriä, kukin 150 m.

Jäähdytysnesteen kokonaisvirtausnopeus .t = 5 ° С on 2,1 m3 / h; virtaus yhden piirin läpi - 0,35 m3 / h. Piireillä on seuraavat hydrauliset ominaisuudet: painehäviö putkessa - 96 Pa / m (lämmönsiirtoaine - 25% glykoliliuos); silmukan vastus - 14,4 kPa; virtausnopeus - 0,3 m / s.

Lämpöpumpun takaisinmaksu

Kun on kyse siitä, kuinka kauan henkilön on palautettava johonkin sijoitettu rahansa, se tarkoittaa, kuinka kannattava itse sijoitus oli. Lämmityksen alalla kaikki on melko vaikeaa, koska tarjoamme itsellemme mukavuutta ja lämpöä, ja kaikki järjestelmät ovat kalliita, mutta tässä tapauksessa voit etsiä sellaista vaihtoehtoa, joka palauttaisi kulutetut rahat vähentämällä kustannuksia käytön aikana. Kun aloitat sopivan ratkaisun etsimisen, verrataan kaikkea: kaasukattilaa, lämpöpumppua tai sähkökattilaa. Analysoimme, mikä järjestelmä maksaa takaisin nopeammin ja tehokkaammin.

Takaisinmaksun käsite, tässä tapauksessa, lämpöpumpun käyttöönotto nykyisen lämmitysjärjestelmän nykyaikaistamiseksi, yksinkertaisesti sanottuna, voidaan selittää seuraavasti:

On yksi järjestelmä - yksittäinen kaasukattila, joka tarjoaa itsenäisen lämmityksen ja käyttöveden. On jaettu järjestelmä ilmastointilaite, joka tarjoaa yhden huoneen kylmää. Asennettu 3 jaettua järjestelmää eri huoneisiin.

Ja siellä on taloudellisempi edistyksellinen tekniikka - lämpöpumppu, joka lämmittää / jäähdyttää taloja ja lämmittää vettä oikeassa määrin taloon tai huoneistoon. On tarpeen määrittää, kuinka paljon laitteiden kokonaiskustannukset ja alkukustannukset ovat muuttuneet, ja myös arvioida, kuinka paljon valittujen laitetyyppien vuotuiset käyttökustannukset ovat laskeneet. Ja sen määrittämiseksi, kuinka monen vuoden kuluttua kalliit laitteet maksavat säästöjen myötä.Ihannetapauksessa verrataan useita ehdotettuja suunnitteluratkaisuja ja valitaan kustannustehokkain.

Suoritamme laskelman ja vyyaski, mikä on lämpöpumpun takaisinmaksuaika Ukrainassa

Tarkastellaan tiettyä esimerkkiä

• Talo on 2 kerroksessa, hyvin eristetty, kokonaispinta-ala on 150 neliömetriä M.
• Lämmön / lämmön jakelujärjestelmä: piiri 1 - lattialämmitys, piiri 2 - patterit (tai puhallinkonvektoriyksiköt).
• Lämmitykseen ja käyttöveden syöttöön (lämminvesijärjestelmä) asennettiin kaasukattila, esimerkiksi 24 kW: n kaksoispiiri.
• Jaettu ilmastointijärjestelmä talon 3 huoneelle.

Lämmityksen ja veden lämmityksen vuosikustannukset

1. 24 kW kaasukattilalla (kattila, putkisto, johdotus, säiliö, mittari, asennus) olevan kattilahuoneen arvioidut kustannukset ovat noin 1000 euroa. Tällaisen talon ilmastointijärjestelmä (yksi jaettu järjestelmä) maksaa noin 800 euroa. Kokonaan kattilalaitoksen järjestämisen, suunnittelutyön, liittämisen kaasuputkiverkkoon ja asennustöiden kanssa - 6100 euroa.

1. Mycond-lämpöpumpun arvioitu hinta ylimääräisellä puhallinkonvektorijärjestelmällä, asennustöillä ja verkkoliitännällä on 6650 euroa.

1. Sijoitusten kasvu on: К2-К1 = 6650-6100 = 550 euroa (tai noin 16500 UAH)
2. Käyttökustannusten alentaminen on: C1-C2 = 27252 - 7644 = 19608 UAH.
3. Takaisinmaksuaika Tocup. = 16500/19608 = 0,84 vuotta!

Lämpöpumpun helppokäyttöisyys

Lämpöpumput ovat kaikkein monipuolisin, monikäyttöisin ja energiatehokkain laite kodin, huoneiston, toimiston tai kaupallisen tilan lämmitykseen.

Älykäs ohjausjärjestelmä, joka sisältää viikoittaisen tai päivittäisen ohjelmoinnin, kausiasetusten automaattisen vaihtamisen, talon lämpötilan ylläpitämisen, säästötilat, orjakattilan, kattilan, kiertovesipumppujen, kahden lämmityspiirin lämpötilan ohjauksen, on edistynein ja edistynein. Taajuusmuuttajan ohjaus kompressorin, tuulettimen, pumppujen toiminnalle mahdollistaa maksimaalisen energiansäästön.

Lämpöpumpun toiminta, kun työskentelet pohjavesijärjestelmän mukaan

Keräilijä voidaan haudata kolmella tavalla.

Vaakasuora vaihtoehto

Putket asetetaan kaivantoihin kuin käärme syvyyteen, joka ylittää maaperän jäätymisen syvyyden (keskimäärin 1-1,5 m).
Tällainen keräilijä vaatii tontin, jonka pinta-ala on riittävän suuri, mutta jokainen talon omistaja voi rakentaa sen - muita taitoja kuin kyky työskennellä lapion kanssa ei tarvita.

On kuitenkin otettava huomioon, että lämmönvaihtimen rakentaminen käsin on melko työläs prosessi.

Pystysuora vaihtoehto

U-kirjaimella varustettujen silmukoiden muodossa olevat säiliöputket upotetaan 20 - 100 m syviin porausreikiin, tarvittaessa voidaan rakentaa useita tällaisia ​​kaivoja. Putkien asentamisen jälkeen kaivot täytetään sementtilaastilla.

Pystykerääjän etuna on, että sen rakentamiseen tarvitaan hyvin pieni alue. Yli 20 m syviä kaivoja ei kuitenkaan voida porata yksin - sinun on palkattava porajoukkue.

Yhdistetty vaihtoehto

Tätä keräilijää voidaan pitää eräänlaisena vaakasuorana, mutta sen rakentamiseen tarvitaan paljon vähemmän tilaa.
Paikalle kaivetaan pyöreä kaivo, jonka syvyys on 2 m.

Lämmönvaihtimen putket asetetaan spiraaliin siten, että piiri on kuin pystysuoraan asennettu jousi.

Asennustyön päätyttyä kaivo täyttyy. Kuten vaakasuorassa lämmönvaihtimessa, kaikki tarvittavat työt voidaan tehdä käsin.

Keräin on täytetty pakkasnesteellä - pakkasnesteellä tai eteeniglykoliliuoksella.Kierron varmistamiseksi piiriin leikataan erityinen pumppu. Absorboinut maaperän lämmön, pakkasneste menee höyrystimeen, jossa lämmönvaihto tapahtuu sen ja kylmäaineen välillä.

On pidettävä mielessä, että rajoittamaton lämmönotto maaperästä, varsinkin kun kerääjä on pystysuorassa, voi johtaa ei-toivottuihin seurauksiin alueen geologiaan ja ekologiaan. Siksi kesällä on erittäin toivottavaa käyttää "maa-vesi" -tyyppistä lämpöpumppua päinvastaisessa tilassa - ilmastointi.

Kaasulämmitysjärjestelmällä on monia etuja, ja yksi tärkeimmistä on kaasun alhaiset kustannukset. Kuinka varustaa kodin lämmitys kaasulla, sinua kysyy yksityisen talon lämmitysjärjestelmä kaasukattilalla. Harkitse lämmitysjärjestelmän suunnittelua ja vaihtovaatimuksia.

Lue tästä aiheesta aurinkopaneelien valinnan ominaisuudet kodin lämmitykseen.

Lämpöpumpun vaakasuoran kerääjän laskeminen

Vaakasuoran kerääjän tehokkuus riippuu väliaineen lämpötilasta, johon se on upotettu, sen lämmönjohtavuudesta sekä kosketusalueesta putken pintaan. Laskentamenetelmä on melko monimutkainen, joten useimmissa tapauksissa käytetään keskimääräisiä tietoja.

Uskotaan, että jokainen lämmönvaihtimen metri tuottaa HP: lle seuraavan lämpötehon:

• 10 W - haudattu kuivaan hiekkaiseen tai kiviseen maahan;
• 20 W - kuivassa savimaassa;
• 25 W - märässä savimaassa;
• 35 W - erittäin kosteassa savimaassa.

Näin ollen kerääjän (L) pituuden laskemiseksi tarvittava lämpöteho (Q) jaetaan maaperän lämpöarvolla (p):

L = Q / p.

Annettuja arvoja voidaan pitää voimassa vain, jos seuraavat ehdot täyttyvät:

• Keräilijän yläpuolella oleva tontti ei ole rakennettu, sitä ei ole varjostettu tai istutettu puilla tai pensailla.
• Spiraalin vierekkäisten käännösten tai "käärmeen" osien välinen etäisyys on vähintään 0,7 m.

Kuinka lämpöpumput toimivat

Kaikissa lämpöpumpuissa on työaine, jota kutsutaan kylmäaineeksi. Yleensä freoni toimii tässä ominaisuudessa, harvemmin ammoniakki. Itse laite koostuu vain kolmesta osasta:

Höyrystin ja lauhdutin ovat kaksi säiliötä, jotka näyttävät pitkiltä kaarevilta putkilta - keloilta. Lauhdutin on kytketty yhdestä päästä kompressorin ulostuloon ja höyrystin tuloon. Kelojen päät on liitetty yhteen ja niiden väliseen risteykseen on asennettu paineenalennusventtiili. Höyrystin on kosketuksessa - suoraan tai epäsuorasti - lähdeväliaineen kanssa, ja lauhdutin on kosketuksessa lämmitys- tai käyttöjärjestelmän kanssa.

Kuinka lämpöpumppu toimii

HP: n toiminta perustuu kaasun määrän, paineen ja lämpötilan keskinäiseen riippuvuuteen. Näin tapahtuu yksikön sisällä:

1. Ammoniakki, freoni tai muu kylmäaine, joka liikkuu höyrystintä pitkin, lämpenee lähtöaineesta esimerkiksi +5 asteen lämpötilaan.
2. Kun höyrystin on kulunut, kaasu saavuttaa kompressorin, joka pumppaa sen lauhduttimeen.
3. Kompressorin purkama kylmäaine pidetään lauhduttimessa paineenalennusventtiilillä, joten sen paine on tässä suurempi kuin höyrystimessä. Kuten tiedät, paineen kasvaessa minkä tahansa kaasun lämpötila nousee. Näin tapahtuu kylmäaineella - se lämpenee 60-70 asteeseen. Koska lauhdutin pestään lämmitysjärjestelmässä kiertävällä jäähdytysnesteellä, lämpenee myös jälkimmäinen.
4. Kylmäaine poistetaan pieninä annoksina paineenalennusventtiilin läpi höyrystimeen, jossa sen paine laskee jälleen. Kaasu laajenee ja jäähtyy, ja koska se menetti osan sisäisestä energiasta edellisen vaiheen lämmönvaihdoksen seurauksena, sen lämpötila laskee alle +5 asteen. Höyrystimen jälkeen se lämpenee jälleen, sitten kompressori pumpaa sen lauhduttimeen - ja niin edelleen ympyrässä. Tieteellisesti tätä prosessia kutsutaan Carnot-sykliksi.

Lämpöpumppu on kuitenkin edelleen erittäin kannattava: kutakin käytettyä kW * h sähköä kohti on mahdollista saada 3 - 5 kW * h lämpöä.

Itsetehdyt lisävarusteet lämmitysjärjestelmälle lämpöpumpulla

Tavallisen asunnonomistajan on melko vaikea kilpailla kotimaisten ja ulkomaisten valmistajien teollisten lämpöpumppujen kanssa, mutta sen asennus ja yksittäisten yksiköiden valmistus ei ole mahdotonta. Lämpöpumpun asennuksen päätehtävä on laskelmien oikeellisuus, koska virheen sattuessa järjestelmällä voi olla alhainen hyötysuhde ja tehottomuus.

Kompressori

Asennukseen tarvitaan uusi tai käytetty. kompressori on toimintakunnossa ja sen teho on kulunut loppuun. Tyypillisen kompressoritehon tulisi olla 20-30% lasketusta. Voit käyttää normaalia tehdasyksikköä jääkaapissa tai kierreilmastointilaitteessa, jonka hyötysuhde on suurempi kuin mäntälaitteissa.

Höyrystin ja lauhdutin

Nesteiden jäähdyttämiseksi ja lämmittämiseksi ne kulkevat yleensä kupariputkien läpi, jotka on sijoitettu säiliöön lämmönvaihtimen kanssa. Jäähdytysalueen lisäämiseksi kupariputki on järjestetty spiraalin muodossa, tarvittava pituus lasketaan käyttämällä kaavaa alueen laskemiseksi jakamalla leikkaus. Lämmönvaihtosäiliön tilavuus lasketaan tehokkaan lämmönvaihdon toteuttamisen perusteella, tavallinen keskiarvo on noin 120 litraa. Lämpöpumpussa on järkevää käyttää ilmastointilaitteiden putkia, jotka ovat aluksi spiraalin muotoisia ja jotka on toteutettu keloissa.

Kuva. 3 Kupariputki ja säiliö lämmönvaihtimelle

Monet lämpöpumppujen valmistajat ovat korvanneet tämän menetelmän lämmönvaihtimien rakentamiseksi pienemmällä, käyttäen lämmönvaihtoa "putki putkessa" -periaatteen mukaisesti. Muoviputken vakiohalkaisija haihduttimelle on 32 mm, siihen on sijoitettu kupariputki, jonka halkaisija on 19 mm, höyrystin on lämpöeristetty, lämmönvaihtimen kokonaispituus on noin 10 - 12 m. lauhdutinta, voidaan käyttää 25 mm. metalli-muoviputki ja 12,7 mm. kupari.

Kuva 4. Kupari- ja muoviputkista valmistetun lämmönvaihtimen kokoonpano ja ulkonäkö

Lämmönvaihtimen alueen ja tehokkuuden lisäämiseksi jotkut käsityöläiset kiertävät punoksen useista pienikokoisista kupariputkista, siirtävät ne ohuella langalla ja asettavat rakenteen muoviin. Tämä mahdollistaa noin 1 kuutiometrin lämmönvaihtopinta-alan saamisen 10 metrin osuudelta.

Termostaattinen paisuntaventtiili

Oikea laite ohjaa höyrystimen täyttötasoa ja on suurelta osin vastuussa koko järjestelmän suorituskyvystä. Esimerkiksi, jos kylmäaineen virtaus on liian suuri, sillä ei ole aikaa haihtua täydellisesti, ja nestepisarat pääsevät kompressoriin, mikä johtaa sen toimintahäiriöihin ja laskuun poistokaasun lämpötilassa. Liian vähän freonia höyrystimessä kompressorin lämpötilan nostamisen jälkeen ei riitä tarvittavan vesimäärän lämmittämiseen.

Kuva. 5 Lämpöpumpun perusvarustus

Anturit

Sisäänrakennetut lämpötila-anturit tarvitaan käytön, käytön ohjauksen, vian havaitsemisen ja järjestelmän kokoonpanon helpottamiseksi. Tiedot ovat tärkeitä järjestelmän toiminnan kaikissa vaiheissa, vain sen avulla kaavojen mukaan on mahdollista määrittää vesilämpöpumppujen asennettujen laitteiden tärkein parametri - COP-hyötysuhde.

Pumppulaitteet

Lämpöpumppujen ollessa toiminnassa vedenotto ja syöttö kaivosta, kaivosta tai avoimesta säiliöstä tapahtuu vesipumpuilla. Voidaan käyttää upotettavia tai pintatyyppejä, yleensä niiden teho on pieni, 100-200 wattia riittää veden syöttämiseen. Toiminnan hallitsemiseksi suojaa pumput ja järjestelmä, suodattimet, painemittari, vesimittarit ja yksinkertaisin automaatio.

Kuva. 6 Itsestään kootun lämpöpumpun ulkonäkö

Lämpöpumppulaitteiden itse tekeminen ei aiheuta suuria vaikeuksia käsitellä erityistä työkalua kuparin hitsaamiseen ja juottamiseen. Suoritettu työ auttaa säästämään merkittäviä varoja - komponenttien kustannukset ovat noin 600 dollaria. Toisin sanoen teollisuuslaitteiden osto maksaa 10 kertaa enemmän (noin 6000 USD). Oikein kootun rakenteen, kun se on laskettu ja konfiguroitu oikein, hyötysuhde (COP) on noin 4, mikä vastaa teollisia malleja.

Suosittelemme lukemaan: Tee-se-itse-lämpöpumpun toimintavaihtoehdot

voi olla