Технически данни за циркулационни помпи за отоплителни системи

Видове конструкции на термопомпи

Типът термопомпа обикновено се обозначава с фраза, обозначаваща източника на среда и топлоносителя на отоплителната система.
Има следните разновидности:

• ТН "въздух - въздух";
• ТН "въздух - вода";
• TH "почва - вода";
• TH "вода - вода".

Първата опция е конвенционална сплит система, работеща в режим на отопление. Изпарителят е монтиран на открито, а вътре в къщата е монтиран блок с кондензатор. Последният се продухва от вентилатор, поради което в помещението се подава топла въздушна маса.

Ако такава система е оборудвана със специален топлообменник с дюзи, ще се получи HP тип "въздух-вода". Свързан е с водна отоплителна система.

Изпарителят HP от типа "въздух-въздух" или "въздух-вода" може да бъде поставен не на открито, а в изпускателната вентилационна тръба (трябва да бъде принудително). В този случай ефективността на термопомпата ще се увеличи няколко пъти.

Термопомпите от типа "вода-вода" и "почва-вода" използват така наречения външен топлообменник или, както се нарича още, колектор за извличане на топлина.

Схематична схема на термопомпата

Това е дълга контурна тръба, обикновено пластмасова, през която около изпарителя циркулира течна среда. И двата вида термопомпи представляват едно и също устройство: в единия случай колекторът е потопен в дъното на повърхностен резервоар, а във втория - в земята. Кондензаторът на такава термопомпа се намира в топлообменник, свързан към отоплителната система за топла вода.

Свързването на термопомпи по схемата "вода - вода" е много по-малко трудоемко от "почва - вода", тъй като няма нужда да се извършват земни работи. На дъното на резервоара тръбата е положена под формата на спирала. Разбира се, за тази схема е подходящ само резервоар, който не замръзва на дъното през зимата.

Време е да проучим по същество чуждия опит

Сега почти всички знаят за термопомпите, способни да извличат топлина от околната среда за отопление на сгради и ако не много отдавна потенциален клиент обикновено задава недоумения въпрос „как е възможно това?“, Сега въпросът „как е правилно? Да се ​​направи ? ".

Отговорът на този въпрос не е лесен.

В търсене на отговори на многобройните въпроси, които неизбежно възникват при опит за проектиране на отоплителни системи с термопомпи, препоръчително е да се обърнете към опита на специалисти от онези страни, където термопомпите на наземни топлообменници се използват отдавна.

Посещението * на американското изложение AHR EXPO-2008, което беше предприето главно с цел да се получи информация за методите на инженерните изчисления на земните топлообменници, не доведе до преки резултати в тази посока, но на изложението ASHRAE беше продадена книга щанд, някои разпоредби на който послужиха като основа за тези публикации.

Веднага трябва да се каже, че прехвърлянето на американската методология в местната почва не е лесна задача. За американците нещата не са същите като в Европа. Само те измерват времето в същите единици като нас. Всички останали мерни единици са чисто американски или по-скоро британски. Американците не са имали късмет с топлинния поток, който може да се измери както в британски термични единици за единица време, така и в тонове охлаждане, които вероятно са били изобретени в Америка.

Основният проблем обаче не беше техническото неудобство от преизчисляването на мерните единици, приети в Съединените щати, към които човек може да свикне с времето, а липсата в споменатата книга на ясна методологична основа за изграждане на изчисление алгоритъм. Твърде много място се дава на рутинните и добре познати методи за изчисление, докато някои важни разпоредби остават напълно неразкрити.

По-специално, такива физически свързани първоначални данни за изчисляване на вертикални земни топлообменници, като температурата на флуида, циркулиращ в топлообменника и коефициента на преобразуване на термопомпата, не могат да бъдат зададени произволно и преди да продължите с изчисленията, свързани с нестабилната топлина трансфер в земята, е необходимо да се определят връзките, свързващи тези параметри.

Критерият за ефективност на термопомпата е коефициентът на преобразуване α, стойността на който се определя от съотношението на топлинната му мощност към мощността на електрическото задвижване на компресора. Тази стойност е функция от точките на кипене tu в изпарителя и tk на кондензацията, а по отношение на термопомпите вода-вода можем да говорим за температурите на течността на изхода от изпарителя t2I и на изхода от кондензатор t2K:

? =? (t2И, t2K). (един)

Анализът на каталожните характеристики на серийните хладилни машини и термопомпи вода-вода позволи да се покаже тази функция под формата на диаграма (фиг. 1).

Използвайки диаграмата, е лесно да се определят параметрите на термопомпата в най-началните етапи на проектиране. Очевидно е например, че ако отоплителната система, свързана към термопомпата, е проектирана да захранва отоплителна среда с температура на подаване 50 ° C, тогава максималният възможен коефициент на преобразуване на термопомпата ще бъде около 3,5. В същото време температурата на гликола на изхода на изпарителя не трябва да бъде по-ниска от + 3 ° C, което означава, че ще е необходим скъп наземен топлообменник.

В същото време, ако къщата се отоплява посредством топъл под, топлоносител с температура 35 ° C ще влезе в отоплителната система от кондензатора на термопомпата. В този случай термопомпата ще може да работи по-ефективно, например с коефициент на конверсия 4,3, ако температурата на гликола, охладен в изпарителя, е около –2 ° C.

Използвайки електронни таблици на Excel, можете да изразите функция (1) като уравнение:

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

Ако при желания коефициент на преобразуване и дадена стойност на температурата на охлаждащата течност в отоплителната система, захранвана от термопомпа, е необходимо да се определи температурата на течността, охладена в изпарителя, тогава уравнение (2) може да бъде представено като:

(3)

Можете да изберете температурата на охлаждащата течност в отоплителната система при дадените стойности на коефициента на преобразуване на термопомпата и температурата на течността на изхода на изпарителя, като използвате формулата:

(4)

Във формули (2) ... (4) температурите се изразяват в градуси по Целзий.

След като идентифицирахме тези зависимости, вече можем да преминем директно към американския опит.

Метод за изчисляване на термопомпи

Разбира се, процесът на избор и изчисляване на термопомпа е технически много сложна операция и зависи от индивидуалните характеристики на обекта, но може грубо да се сведе до следните етапи:

Определят се топлинните загуби през обвивката на сградата (стени, тавани, прозорци, врати). Това може да стане чрез прилагане на следното съотношение:

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

tnar - температура на външния въздух (° С);

tvn - вътрешна температура на въздуха (° С);

S е общата площ на всички заграждащи конструкции (m2);

n - коефициент, показващ влиянието на околната среда върху характеристиките на обекта.За помещения в пряк контакт с външната среда през таваните n = 1; за обекти с тавански етажи n = 0,9; ако обектът се намира над мазето n = 0,75;

β е коефициентът на допълнителни топлинни загуби, който зависи от вида на конструкцията и нейното географско разположение β може да варира от 0,05 до 0,27;

RT - термично съпротивление, се определя от следния израз:

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

δі / λі е изчислен показател за топлопроводимост на материалите, използвани в строителството.

αout е коефициентът на топлинно разсейване на външните повърхности на ограждащите конструкции (W / m2 * оС);

αin - коефициентът на топлинно поглъщане на вътрешните повърхности на ограждащите конструкции (W / m2 * оС);

- Общата топлинна загуба на конструкцията се изчислява по формулата:

Qt.pot = Qok + Qi - Qbp, където:

Qi - разход на енергия за отопление на въздуха, влизащ в помещението чрез естествени течове;

Qbp ​​- отделяне на топлина поради функционирането на домакинските уреди и човешките дейности.

2. Въз основа на получените данни се изчислява годишното потребление на топлинна енергия за всеки отделен обект:

Qyear = 24 * 0,63 * Qt. пот. * ((d * (tvn - tout.) / (tvn - tout.)) (kW / час годишно.) където:

tвн - препоръчителна температура на въздуха в помещенията;

tnar - температура на външния въздух;

tout.av - средната аритметична стойност на температурата на външния въздух за целия отоплителен сезон;

d е броят на дните от отоплителния период.

3. За пълен анализ също ще трябва да изчислите нивото на топлинна мощност, необходима за нагряване на водата:

Qgv = V * 17 (kW / час годишно.) Където:

V е обемът на ежедневното нагряване на вода до 50 ° С.

Тогава общото потребление на топлинна енергия ще се определи по формулата:

Q = Qgv + Qyear (kW / час годишно.)

Като се вземат предвид получените данни, няма да е трудно да се избере най-подходящата термопомпа за отопление и водоснабдяване. Освен това изчислената мощност ще бъде определена като. Qtn = 1,1 * Q, където:

Qtn = 1,1 * Q, където:

1.1 е корекционен коефициент, показващ възможността за увеличаване на натоварването на термопомпата през периода на критичните температури.

След изчисляване на термопомпите можете да изберете най-подходящата термопомпа, способна да осигури необходимите параметри на микроклимата в помещения с всякакви технически характеристики. И като се има предвид възможността за интегриране на тази система с климатик, топъл под може да се отбележи не само заради функционалността си, но и заради високата си естетическа цена.

Формула за броене

Пътища за загуба на топлина в къщата

Термопомпата е в състояние да се справи напълно с отоплението на помещенията.

За да изберете устройството, което ви подхожда, трябва да изчислите необходимата му мощност.

На първо място, трябва да разберете топлинния баланс в сградата. За тези изчисления можете да използвате услугите на специалисти, онлайн калкулатор или себе си, като използвате проста формула:

R = (k x V x T) / 860, където:

R - консумирана мощност на помещението (kW / час); k е средният коефициент на топлинни загуби от сградата: например равен на 1 - идеално изолирана сграда и 4 - казарма, изработена от дъски; V е общият обем на цялото отопляемо помещение, в кубични метри; T е максималната температурна разлика между външната и вътрешната част на сградата. 860 е стойността, необходима за преобразуване на получената kcal в kW.

В случай на геотермална термопомпа вода-вода, също така е необходимо да се изчисли необходимата дължина на веригата, която ще бъде в резервоара. Тук изчислението е още по-просто.

Известно е, че 1 метър колектор дава около 30 вата. С други думи, 1 kW мощност на помпата изисква 22 метра тръби. Познавайки необходимата мощност на помпата, можем лесно да изчислим колко тръби са ни необходими, за да направим веригата.

Изчисление на базата на примера на системата вода-вода

Нека изчислим например къща със следните първоначални данни:

• отопляема площ 300 кв.м;
• височина на тавана 2,8 м;
• сградата е добре изолирана;
• минималната температура навън през зимата е -25 градуса;
• комфортна стайна температура +22 градуса.

На първо място изчисляваме отопляемия обем на помещението: 300 кв.м. х 2,8 м = 840 кубически метра

След това изчисляваме стойността "T": 22 - (-25) = 45 градуса.

Заместваме тези данни във формулата: R = (1 x 840 x 45) / 860 = 43,9 kWh

Получихме необходимия капацитет на термопомпата от 44 kW / h. Лесно можем да определим, че за неговата работа ни е необходим колектор с обща дължина най-малко 968 метра.

Може да се интересувате и от статия за това как да направите DIY дизелова печка с капкомер: //6sotok-dom.com/dom/otoplenie/pech-kapelnitsa-svoimi-rukami.html

Така за добре изолирана стая с площ от 300 кв.м. подходяща е помпа с мощност най-малко 44 kW. Както навсякъде, по-добре е да направите резерв на мощност от поне 10%. Следователно е по-добре да закупите 48-49 kW единица.

Рано или късно всички ще стигнем до използването на алтернативна енергия и можем да направим първата стъпка днес. Използвайки термопомпи, ще намалите разходите си за отопление, ще станете независими от доставчиците на газ или въглища и ще запазите екологията на вашата родна планета.

С помощта на тази статия ще можете да изчислите параметрите на геотермалното оборудване, които ще отговарят на вашите помещения. Но не забравяйте, че професионалистите ще дадат всичко от себе си. И винаги ще има някой, който да ви попита, ако системата не работи правилно.

Гледайте видео, в което специалист обяснява подробно принципите на изчисляване на мощността на термопомпа за отопление на къща:

Типове термопомпи

Термопомпите са разделени на три основни типа според източника на нискокачествена енергия:

• Въздух.
• Грундиране.
• Вода - Източникът може да бъде подземни води и повърхностни водни тела.

За по-често срещаните системи за водно отопление се използват следните видове термопомпи:

Въздух-вода е въздушна термопомпа, която отоплява сграда чрез изтегляне на въздух отвън през външен модул. Работи на принципа на климатик, само че обратното, превръщайки въздушната енергия в топлина. Такава термопомпа не изисква големи инсталационни разходи, не е необходимо да се разпределя парцел за нея и освен това да се пробие кладенец. Въпреки това, ефективността на работа при ниски температури (-25 ° C) намалява и се изисква допълнителен източник на топлинна енергия.

Устройството "подпочвена вода" се отнася до геотермалната енергия и произвежда топлина от земята с помощта на колектор, положен на дълбочина под замръзването на земята. Също така има зависимост от площта на обекта и пейзажа, ако колекторът е разположен хоризонтално. За вертикално разположение ще трябва да пробиете кладенец.

"Вода-вода" се инсталира там, където наблизо има водоем или подземни води. В първия случай резервоарът се полага на дъното на резервоара, във втория се пробива кладенец или няколко, ако площта на площадката позволява. Понякога дълбочината на подпочвените води е твърде дълбока, така че разходите за инсталиране на такава термопомпа могат да бъдат много високи.

Всеки тип термопомпа има своите предимства и недостатъци, ако сградата е далеч от резервоара или подземните води са твърде дълбоки, тогава водата към водата няма да работи. "Въздух-вода" ще бъде от значение само в относително топли региони, където температурата на въздуха през студения сезон не пада под -25 ° C.

Как работи термопомпата

Съвременната термопомпа много прилича на банален хладилник.

Какво е геотермална помпа или, с други думи, термопомпа? Това е оборудване, способно да предава топлина от източника към потребителя. Нека разгледаме принципа на нейното действие на примера на първото практическо изпълнение на идеята.

Принципът на работа на геотермалните помпи става известен още през 50-те години на 19 век. На практика тези принципи бяха приложени едва в средата на миналия век.

Един ден експериментатор на име Вебер сортирал фризер и случайно докоснал горяща тръба на кондензатора.Той излезе с идея защо топлината не отива никъде и не носи никаква полза? Без да се замисли, той удължи тръбата и я сложи в резервоар за нагряване на вода.

Имаше толкова много топла вода, че той не знаеше какво да прави с нея. Трябваше да се отиде по-далеч - как да се затопли въздухът с тази проста система? Решението се оказа много просто и следователно не по-малко гениално.

Топлата вода се задвижва по спирала през намотка, а след това вентилатор издухва топъл въздух около къщата. Всичко гениално е просто! Уебър беше премерен човек и с течение на времето той получи идеята как да се справи без фризер. Трябва да извличаме топлина от земята!

След като зарови медни тръби и ги изпомпа с фреон (същия газ, който се използва в хладилниците), той започна да получава топлинна енергия от дълбините. Смятаме, че с този пример всеки ще разбере принципа на действие на термопомпата.

Предлагаме също да прочетете за чудото на фурната с дизелово гориво в следната статия:

Метод за изчисляване на мощността на термопомпа

В допълнение към определянето на оптималния енергиен източник ще е необходимо да се изчисли мощността на термопомпата, необходима за отопление. Това зависи от количеството топлинни загуби в сградата. Нека изчислим мощността на термопомпа за отопление на къща, като използваме конкретен пример.

За това използваме формулата Q = k * V * ∆T, където

• Q е топлинната загуба (kcal / час). 1 kWh = 860 kcal / h;
• V е обемът на къщата в m3 (площта се умножава по височината на таваните);
• ∆Т е съотношението на минималните температури извън и вътре в помещенията през най-студения период от годината, ° С. Извадете външната част от вътрешната tº;
• k е обобщеният коефициент на топлопреминаване на сградата. За тухлена сграда със зидария в два слоя k = 1; за добре изолирана сграда k = 0,6.

По този начин изчисляването на мощността на термопомпата за отопление на тухлена къща от 100 квадратни метра и височина на тавана от 2,5 м, с ttº разлика от -30º навън до + 20º вътре, ще бъде както следва:

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

12500/860 = 14,53 kW. Тоест за стандартна тухлена къща с площ от 100 м ще е необходимо устройство от 14 киловата.

Потребителят приема избора на вида и мощността на термопомпата въз основа на редица условия:

• географски особености на района (близост до водни тела, наличие на подземни води, свободна зона за колектор);
• особености на климата (температура);
• вид и вътрешен обем на стаята;
• финансови възможности.

Имайки предвид всички горепосочени аспекти, ще можете да направите най-добрия избор на оборудване. За по-ефективен и правилен избор на термопомпа е по-добре да се свържете със специалисти, те ще могат да направят по-подробни изчисления и да осигурят икономическата целесъобразност на инсталирането на оборудването.

Отдавна и много успешно термопомпите се използват в битови и индустриални хладилници и климатици.

Днес тези устройства започнаха да се използват, за да изпълняват функция от противоположния характер - отопление на жилище по време на студено време.

Нека да разгледаме как термопомпите се използват за отопление на частни къщи и какво трябва да знаете, за да изчислите правилно всички негови компоненти.

Основни сортове

Топлоотвеждащи системи. (Щракнете за уголемяване)

• въздух-въздух по същество е конвенционален климатик;
• въздух-вода - добавяме топлообменник към климатика и вече загряваме водата;
• земна вода - погребваме колектора от тръбите в земята, а на изхода загряваме водата;
• вода-вода - тръбите се поставят в открит или подземен резервоар и отдават топлина на отоплителната система на сградата.

(Подробна класификация на термопомпите за отопление можете да намерите в тази статия).

Пример за изчисление на термопомпа

Ще подберем термопомпа за отоплителната система на едноетажна къща с обща площ 70 кв. м със стандартна височина на тавана (2,5 м), рационална архитектура и топлоизолация на ограждащи конструкции, която отговаря на изискванията на съвременните строителни норми. За отопление 1-во тримесечие.m от такъв обект, съгласно общоприетите стандарти, е необходимо да се харчат 100 W топлина. По този начин, за да отоплявате цялата къща, ще ви трябва:

Q = 70 x 100 = 7000 W = 7 kW топлинна енергия.

Избираме термопомпа на марката "TeploDarom" (модел L-024-WLC) с топлинна мощност W = 7,7 kW. Компресорът на блока консумира N = 2,5 kW електроенергия.

Изчисляване на резервоара

Почвата на мястото, определено за изграждане на колектора, е глинеста, нивото на подпочвените води е високо (приемаме калоричността p = 35 W / m).

Капацитетът на колектора се определя по формулата:

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

L = 5200/35 = 148,5 м (приблизително).

Въз основа на факта, че е нерационално да се полага верига с дължина над 100 m поради прекомерно високо хидравлично съпротивление, ние приемаме следното: колекторът на термопомпата ще се състои от две вериги - 100 m и 50 m дължина.

Площта на обекта, която ще трябва да бъде разпределена за колектора, се определя по формулата:

S = L x A,

Където А е стъпката между съседните участъци на контура. Приемаме: A = 0,8 m.

Тогава S = 150 х 0,8 = 120 кв. м.

Изчисления

Както знаете, термопомпите използват безплатни и възобновяеми енергийни източници: ниско потенциална топлина на въздух, почва, подземни, отпадъчни и отпадъчни води от технологични процеси, открити незамръзващи водни тела. За това се изразходва електричество, но съотношението между количеството получена топлинна енергия и количеството консумирана електроенергия е около 3–6.

По-точно източници на нискокачествена топлина могат да бъдат външен въздух с температура от –10 до + 15 ° С, въздух, изваден от помещението (15–25 ° С), подпочви (4–10 ° С) и подпочвени води ( над 10 ° C), езерна и речна вода (0–10 ° С), повърхностна (0–10 ° С) и дълбока (повече от 20 m) почва (10 ° С).

Има два варианта за получаване на нискокачествена топлина от почвата: полагане на металопластикови тръби в изкопи с дълбочина 1,2–1,5 м или във вертикални кладенци с дълбочина 20–100 м. Понякога тръбите се полагат под формата на спирали в изкопи 2–4 дълбочина м. Това значително намалява общата дължина на окопите. Максималният топлопренос от повърхностната почва е 50–70 kWh / m2 годишно. Срокът на експлоатация на окопите и кладенците е над 100 години.

Пример за изчисление на термопомпа

Начални условия: Необходимо е да се избере термопомпа за отопление и водоснабдяване на двуетажна къща с площ 200м2; температурата на водата в отоплителната система трябва да бъде 35 ° C; минималната температура на охлаждащата течност е 0 ° С. Загубата на топлина на сградата е 50W / m2. Глинена почва, суха.

Изчисление:

Необходима топлинна мощност за отопление: 200 * 50 = 10 kW;

Необходима топлинна мощност за отопление и водоснабдяване: 200 * 50 * 1,25 = 12,5 kW

За отопление на сградата е избрана термопомпа WW H R P C 12 с мощност 14,79 kW (най-близкият по-голям стандартен размер), която харчи 3,44 kW за отопление на фреон. Отвеждането на топлина от повърхностния слой на почвата (суха глина) q е равно на 20 W / m. Изчисляваме:

1) необходимата топлинна мощност на колектора Qo = 14,79 - 3,44 = 11,35 kW;

2) общата дължина на тръбите L = Qo / q = 11,35 / 0,020 = 567,5 м. За организиране на такъв колектор са необходими 6 вериги с дължина 100 m;

3) при стъпка на полагане от 0,75 m, необходимата площ на площадката е A = 600 x 0,75 = 450 m2;

4) обща консумация на гликолов разтвор (25%)

Vs = 11.35 3600 / (1.05 3.7 dt) = 3.506 m3 / h,

dt е температурната разлика между захранващата и връщащата тръби, често приета за равна на 3 К. Дебитът на верига е 0,584 m3 / h. За колекторното устройство избираме подсилена пластмасова тръба със стандартен размер 32 (например PE32x2). Загубата на налягане в него ще бъде 45 Pa / m; съпротивлението на една верига е приблизително 7 kPa; дебит на охлаждащата течност - 0,3 m / s.

Изчисляване на хоризонталния колектор на термопомпа

Отвеждането на топлина от всеки метър на тръбата зависи от много параметри: дълбочината на полагане, наличието на подпочвени води, качеството на почвата и т.н. Приблизително може да се счита, че за хоризонталните колектори той е 20 W / m. По-точно: сух пясък - 10, суха глина - 20, мокра глина - 25, глина с високо съдържание на вода - 35 W / m. Разликата в температурата на охлаждащата течност в директните и връщащите линии на контура при изчисленията обикновено се приема за 3 ° C. На площадката над колектора не трябва да се издигат конструкции, така че топлината на земята да се попълва от слънчевата радиация. Минималното разстояние между положените тръби трябва да бъде 0,7–0,8 m.Дължината на един изкоп обикновено е между 30 и 120 м. Препоръчително е да се използва 25% разтвор на гликол като основен охлаждащ агент. При изчисленията трябва да се вземе предвид, че топлинният му капацитет при температура от 0 ° C е 3,7 kJ / (kg K), а плътността му е 1,05 g / cm3. Когато се използва антифриз, загубата на налягане в тръбите е 1,5 пъти по-голяма, отколкото при циркулиране на вода. За да се изчислят параметрите на първи контур на инсталацията на термопомпата, ще е необходимо да се определи дебитът на антифриза: Vs = Qo 3600 / (1,05 3.7 .t), където .t е температурната разлика между подаването и връщането линии, което често се приема за 3 K, а Qo е топлинната мощност, получена от източник с нисък потенциал (земя). Последната стойност се изчислява като разлика между общата мощност на термопомпата Qwp и електрическата мощност, изразходвана за отопление на фреона P: Qo = Qwp - P, kW. Общата дължина на колекторните тръби L и общата площ на участъка под него A се изчисляват по формулите: L = Qo / q, A = L · da. Тук q е специфичното (от 1 м тръба) отвеждане на топлината; da е разстоянието между тръбите (стъпка на полагане).

Изчисление на сондата

Когато се използват вертикални кладенци с дълбочина от 20 до 100 m, в тях се потапят U-образни металопластикови или пластмасови тръби (с диаметър над 32 mm). Като правило в една ямка се вкарват две бримки, след което тя се пълни с циментов разтвор. Средно специфичната топлинна мощност на такава сонда може да се приеме равна на 50 W / m. Можете също така да се съсредоточите върху следните данни за топлинната мощност:

* сухи седиментни скали - 20 W / m;

* камениста почва и наситени с вода седиментни скали - 50 W / m;

* скали с висока топлопроводимост - 70 W / m;

* подпочвени води - 80 W / m.

Температурата на почвата на дълбочина над 15 m е постоянна и е приблизително + 10 ° С. Разстоянието между кладенците трябва да бъде повече от 5 м. Ако има подземни течения, кладенците трябва да бъдат разположени на линия, перпендикулярна на потока. Изборът на диаметри на тръбите се извършва въз основа на загубата на налягане за необходимия дебит на охлаждащата течност. Изчисляването на дебита може да се извърши за t = 5 ° C. Пример за изчисление. Първоначалните данни са същите като при горното изчисление на хоризонталния колектор. При специфично отнемане на топлината на сондата от 50 W / m и необходимата мощност от 11,35 kW, дължината на L сондата трябва да бъде 225 m. .0); общо - 6 вериги, по 150 м всяка.

Общият дебит на охлаждащата течност при .t = 5 ° С ще бъде 2,1 m3 / h; дебит през една верига - 0,35 м3 / ч. Веригите ще имат следните хидравлични характеристики: загуба на налягане в тръбата - 96 Pa / m (топлоносител - 25% разтвор на гликол); съпротивление на контура - 14,4 kPa; скорост на потока - 0,3 m / s.

Възвръщаемост на термопомпата

Що се отнася до това колко време отнема на човек да върне парите си, вложени в нещо, това означава колко печеливша е била самата инвестиция. В областта на отоплението всичко е доста трудно, тъй като ние си осигуряваме комфорт и топлина, а всички системи са скъпи, но в този случай можете да потърсите такава опция, която да върне изразходваните пари чрез намаляване на разходите по време на използване. И когато започнете да търсите подходящо решение, сравнявате всичко: газов котел, термопомпа или електрически котел. Ще анализираме коя система ще се изплати по-бързо и по-ефективно.

Понятието за възвръщаемост, в този случай, въвеждането на термопомпа за модернизиране на съществуващата система за топлоснабдяване, казано по-просто, може да бъде обяснено по следния начин:

Има една система - индивидуален газов котел, който осигурява автономно отопление и водоснабдяване. Има климатик със сплит система, който осигурява една стая със студ. Инсталирани 3 сплит системи в различни стаи.

И има по-икономична усъвършенствана технология - термопомпа, която ще отоплява / охлажда къщи и загрява водата в правилните количества за къща или апартамент. Необходимо е да се определи доколко са се променили общите разходи за оборудване и първоначалните разходи, а също и да се прецени колко са намалели годишните оперативни разходи на избраните видове оборудване. И за да се определи след колко години, с получените икономии, по-скъпото оборудване ще се изплати.В идеалния случай се сравняват няколко предложени дизайнерски решения и се избира най-рентабилното.

Ние ще извършим изчислението и vyyaski, какъв е периодът на възвръщаемост на термопомпа в Украйна

Нека разгледаме конкретен пример

• Къщата е на 2 етажа, добре изолирана, с обща площ 150 кв. М.
• Система за разпределение на топлина / отопление: схема 1 - подово отопление, схема 2 - радиатори (или блокове с вентилатор).
• Монтиран е газов котел за отопление и подаване на топла вода (БГВ), например 24kW, двуконтурен.
• Климатична система от сплит системи за 3 стаи от къщата.

Годишни разходи за отопление и отопление на вода

1. Приблизителната цена на котелно помещение с газов котел от 24 kW (котел, тръбопроводи, окабеляване, резервоар, метър, монтаж) е около 1000 евро. Климатична система (една сплит система) за такава къща ще струва около 800 евро. Общо с подреждането на котелното помещение, проектантски работи, присъединяване към газопроводната мрежа и монтажни работи - 6100 евро.

1. Приблизителната цена на термопомпата Mycond с допълнителна вентилаторна система, монтажни работи и свързване към електрическата мрежа е 6 650 евро.

1. Ръстът на инвестициите е: К2-К1 = 6650 - 6100 = 550 евро (или около 16500 UAH)
2. Намаляването на оперативните разходи е: C1-C2 = 27252 - 7644 = 19608 UAH.
3. Период на изплащане Tocup. = 16500/19608 = 0,84 години!

Лесно използване на термопомпата

Термопомпите са най-универсалното, многофункционално и енергийно ефективно оборудване за отопление на дом, апартамент, офис или търговско съоръжение.

Интелигентна система за управление със седмично или ежедневно програмиране, автоматично превключване на сезонните настройки, поддържане на температурата в къщата, икономични режими, управление на подчинен котел, котел, циркулационни помпи, контрол на температурата в два отоплителни кръга, е най-модерната и усъвършенствана. Инверторен контрол на работата на компресора, вентилатора, помпите, позволява максимално спестяване на енергия.

Работа на термопомпата при работа по схемата подземни води

Колекторът може да бъде погребан по три начина.

Хоризонтална опция

Тръбите се полагат в изкопи като змия на дълбочина, надвишаваща дълбочината на замръзване на почвата (средно - от 1 до 1,5 м).
Такъв колектор ще изисква парцел с достатъчно голяма площ, но всеки собственик на жилище може да го построи - не са необходими никакви умения, различни от способността за работа с лопата.

Трябва обаче да се има предвид, че изграждането на топлообменник на ръка е доста трудоемък процес.

Вертикална опция

Резервоарните тръби под формата на бримки с формата на буквата „U“ се потапят в кладенци с дълбочина от 20 до 100 м. При необходимост могат да се построят няколко такива кладенци. След инсталирането на тръбите кладенците се запълват с циментов разтвор.

Предимството на вертикалния колектор е, че за изграждането му е необходима много малка площ. Само че няма как сами да пробивате кладенци с дълбочина повече от 20 м - ще трябва да наемете екип от сондажи.

Комбинирана опция

Този колектор може да се счита за своеобразен хоризонтал, но за изграждането му е необходимо много по-малко пространство.
На мястото е изкопан кръгъл кладенец с дълбочина 2 m.

Тръбите на топлообменника са положени спирално, така че веригата да е като вертикално монтирана пружина.

След приключване на монтажните работи кладенецът се запълва. Както при хоризонталния топлообменник, цялото необходимо количество работа може да се извърши на ръка.

Колекторът се пълни с антифриз - антифриз или разтвор на етилен гликол.За да се осигури циркулацията му, във веригата се врязва специална помпа. След като абсорбира топлината на почвата, антифризът отива към изпарителя, където се извършва топлообмен между него и хладилния агент.

Трябва да се има предвид, че неограниченото извличане на топлина от почвата, особено когато колекторът е разположен вертикално, може да доведе до нежелани последици за геологията и екологията на обекта. Поради това през летния период е много желателно да се работи с термопомпата от типа „почва - вода“ в обратен режим - климатизация.

Газовата отоплителна система има много предимства и едно от основните е ниската цена на газа. Как да оборудвате отоплението на дома с газ, ще бъдете подканени от схемата за отопление на частна къща с газов котел. Обмислете изискванията за проектиране и подмяна на отоплителната система.

Прочетете за характеристиките на избора на слънчеви панели за отопление на дома в тази тема.

Изчисляване на хоризонталния колектор на термопомпа

Ефективността на хоризонтален колектор зависи от температурата на средата, в която е потопен, топлопроводимостта му, както и от зоната на контакт с повърхността на тръбата. Методът на изчисление е доста сложен, поради което в повечето случаи се използват усреднени данни.

Смята се, че всеки метър от топлообменника осигурява на HP следната топлинна мощност:

• 10 W - при погребване в суха пясъчна или камениста почва;
• 20 W - в суха глинеста почва;
• 25 W - във влажна глинеста почва;
• 35 W - в много влажна глинеста почва.

По този начин, за да се изчисли дължината на колектора (L), необходимата топлинна мощност (Q) трябва да бъде разделена на калоричността на почвата (p):

L = Q / p.

Посочените стойности могат да се считат за валидни само ако са изпълнени следните условия:

• Парцелът над колектора не е застроен, не е засенчен или засаден с дървета или храсти.
• Разстоянието между съседни завои на спиралата или участъци на "змията" е най-малко 0,7 m.

Как работят термопомпите

Всяка термопомпа има работна среда, наречена хладилен агент. Обикновено фреонът действа в това си качество, по-рядко амоняк. Самото устройство се състои само от три компонента:

Изпарителят и кондензаторът са два резервоара, които приличат на дълги извити тръби - намотки. Кондензаторът е свързан в единия край към изхода на компресора, а изпарителят към входа. Краищата на намотките са съединени и на кръстовището между тях е монтиран клапан за намаляване на налягането. Изпарителят е в контакт - пряко или косвено - с източника, а кондензаторът е в контакт с отоплителната или БГВ системата.

Как работи термопомпата

Операцията на HP се основава на взаимозависимостта на обема, налягането и температурата на газа. Ето какво се случва вътре в уреда:

1. Амонякът, фреонът или друг хладилен агент, движейки се по изпарителя, се нагрява от източника, например, до температура от +5 градуса.
2. След като премине през изпарителя, газът достига компресора, който го изпомпва до кондензатора.
3. Разреденият от компресора хладилен агент се задържа в кондензатора чрез редуциращ клапан, така че налягането му тук е по-високо, отколкото в изпарителя. Както знаете, с увеличаване на налягането температурата на всеки газ се увеличава. Точно това се случва с хладилния агент - той загрява до 60 - 70 градуса. Тъй като кондензаторът се измива от охлаждащата течност, циркулираща в отоплителната система, последният също се загрява.
4. Хладилният агент се изпуска на малки порции през редукционния клапан към изпарителя, където налягането му отново спада. Газът се разширява и охлажда и тъй като част от вътрешната енергия е загубена от него в резултат на топлообмен на предишния етап, температурата му пада под първоначалните +5 градуса. След изпарителя той отново се загрява, след това се изпомпва в кондензатора от компресора - и така на кръг. Научно този процес се нарича цикъл на Карно.

Но термопомпата все още остава много печеливша: за всеки изразходван kW * h електроенергия е възможно да се получат от 3 до 5 kW * h топлина.

Самоделни аксесоари за отоплителна система с термопомпа

За един обикновен собственик на жилище е доста трудно да се конкурира с индустриални термопомпи на местни и чуждестранни производители, въпреки това инсталирането и производството на отделни агрегати не е невъзможна работа. Основната задача при инсталирането на термопомпа е правилността на изчисленията, тъй като в случай на грешка системата може да има ниска ефективност и да стане неефективна.

Компресор

За инсталация ще ви трябва нова или употребявана. компресорът е в работно състояние с неизтекъл ресурс с подходяща мощност. Типичната мощност на компресора трябва да бъде 20 - 30% от изчислената, можете да използвате стандартни фабрични агрегати за хладилници или спирални климатици, които имат по-висока ефективност в сравнение с буталните устройства.

Изпарител и кондензатор

За охлаждане и нагряване на течности те обикновено се прекарват през медни тръби, поставени в контейнер с топлообменник. За да се увеличи площта на охлаждане, медната тръба е подредена под формата на спирала, необходимата дължина се изчислява, като се използва формулата за изчисляване на площта, разделена на участъка. Обемът на резервоара за топлообмен се изчислява въз основа на прилагането на ефективен топлообмен, обикновено средната стойност е около 120 литра. За термопомпа е рационално да се използват тръби за климатици, които първоначално имат спирална форма и са изпълнени в бобини.

Фиг. 3 Медна тръба и резервоар за топлообменник

Много производители на термопомпи са заменили този метод за конструиране на топлообменници с по-компактен, като използват топлообмен съгласно принципа "тръба в тръба". Стандартният диаметър на пластмасовата тръба за изпарителя е 32 мм, в нея се поставя медна тръба с диаметър 19 мм, изпарителят е термоизолиран, общата дължина на топлообменника е около 10 - 12 м. За кондензатор, може да се използва 25 мм. металопластична тръба и 12,7 мм. мед.

Фиг. 4. Монтаж и външен вид на топлообменник, изработен от медни и пластмасови тръби

За да увеличат площта и ефективността на топлообменника, някои майстори завъртат плитка от няколко медни тръби с малък диаметър, прехвърлят ги с тънък проводник и поставят конструкцията в пластмаса. Това дава възможност да се получи площ на топлообмен от около 1 кубичен метър на 10-метров участък.

Термостатичен разширителен клапан

Подходящото устройство контролира нивото на пълнене на изпарителя и до голяма степен е отговорно за работата на цялата система. Например, ако потокът на хладилен агент е твърде голям, той няма да има време да се изпари напълно и капчици течност ще влязат в компресора, което ще доведе до нарушаване на неговата работа и намаляване на температурата на изходящия газ. Твърде малкото количество фреон в изпарителя след повишаване на температурата в компресора няма да е достатъчно за затопляне на необходимия обем вода.

Фиг. 5 Основно оборудване за термопомпата

Сензори

За лесна употреба, контрол на работата, откриване на неизправности и конфигурация на системата са необходими вградени температурни сензори. Информацията е важна на всички етапи от функционирането на системата, само с нейна помощ, съгласно формулите, е възможно да се установи най-важният параметър на инсталираното оборудване за водни термопомпи - индикаторът за ефективност на COP.

Помпа оборудване

Когато термопомпите работят, приемането и захранването на вода от кладенец, кладенец или отворен резервоар се извършва с помощта на водни помпи. Могат да се използват потопяеми или повърхностни типове, обикновено мощността им е ниска, 100 - 200 вата са достатъчни за захранване с вода. За контрол на работата, допълнително се монтират помпите и системата, филтри, манометър, водомери и най-простата автоматизация.

Фиг. 6 Външен вид на самосглобяема термопомпа

Направи си сам монтаж на термопомпено оборудване не представлява големи затруднения при способността да се борави със специален инструмент за заваряване и запояване на мед. Извършената работа ще помогне да се спестят значителни средства - цената на компонентите ще бъде около $ 600. Тоест покупката на индустриално оборудване ще струва 10 пъти повече (около 6000 USD). Самосглобената конструкция, когато е правилно изчислена и конфигурирана, има ефективност (COP) от около 4, което съответства на промишления дизайн.

Съветваме ви да прочетете: Опции за работа на термопомпата „Направи си сам“

може би