Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Utilizați formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

postat pe http://www.allbest.ru/

MINISTERUL EDUCAȚIEI ȘI ȘTIINȚEI AL RUSIEI

bugetul statului federal instituție educațională studii profesionale superioare

Universitatea de Stat de Economie din Sankt Petersburg

Institutul Serviciului de Transport Auto, Municipal și Electrocasnice

Departamentul „Mașini și echipamente pentru uz casnic și locativ și comunal”

LUCRARE DE CURS

pe tema: Calculul pompelor de căldură

disciplina: „Mașini și aparate de uz casnic”

Lucrarea a fost finalizată de: Melnik A.O.

Lucrarea a fost verificată de: Lepesh G.V.

Sankt Petersburg - 2014

1. Surse de căldură. Pompe de caldura geotermale

2. Principiul de funcționare al pompei de căldură

3. Cinci avantaje ale pompelor de căldură față de tipurile tradiționale de încălzire

4. Eficiența aplicării pompei de căldură

5. Comparația costurilor curente de încălzire pentru populație din august 2008

6. Costuri de capital

7. Câteva date de referință

8. Exemple de calcul

1. Surse de căldură. Pompe de caldura geotermale

După cum știți, pompele de căldură geotermale utilizează surse de energie gratuite și regenerabile: căldură de calitate scăzută a aerului, solului, subteranului, reziduurilor și apelor uzate. procese tehnologice, rezervoare deschise neînghețate. Pentru aceasta se cheltuiește electricitate, dar raportul dintre cantitatea de energie termică primită și cantitatea de energie electrică consumată este de aproximativ 3-7.

Mai precis, sursele de căldură cu potențial scăzut pot fi aerul exterior cu o temperatură de la -15 până la +15 ° C, aerul evacuat (15-25 ° C), subsolul (4-10 ° C) și pământul (mai mult de 10 ° C). C) apă, apă de lac și râu (0-10 °С), sol de suprafață (0-10 °С) și adânc (mai mult de 20 m) sol (10 °С).

Dacă aerul atmosferic sau de ventilație este selectat ca sursă de căldură, se folosesc pompe de căldură care funcționează conform schemei „aer-apă”. Pompa poate fi amplasată în interior sau în exterior. Aerul este furnizat schimbătorului său de căldură prin intermediul unui ventilator.

Când apa subterană este folosită ca sursă de căldură, este pompată dintr-un puț de o pompă într-un schimbător de căldură al unei pompe apă-apă și fie pompată într-un alt puț, fie descărcată într-un rezervor.

2. Cum funcționează o pompă de căldură

O pompă de căldură, al cărei principiu de funcționare se bazează pe ciclul Carnot, este în esență un motor termic, care, spre deosebire de procesul tradițional de ardere, vă permite să furnizați căldură unui obiect folosind căldură. mediu inconjurator sau returnarea (deșeurilor) căldurii proceselor tehnologice. Un factor important este consumul extrem de scăzut de energie al pompei de căldură pentru funcționarea acesteia - cheltuind 1 kW de energie electrică, pompa de căldură este capabilă să genereze 4 kW de căldură. Pentru unele tipuri de pompe de căldură, această cifră poate fi mai mare. Cu alte cuvinte, principiul de funcționare al unei pompe de căldură se bazează pe transferul de energie termică de la o sursă cu potențial scăzut (apă, aer, pământ) către un consumator (purtător de căldură) datorită consumului de energie pentru transformarea fluidul de lucru. Schematic, o pompă de căldură poate fi reprezentată de patru elemente principale: un evaporator, un compresor, un condensator și o supapă de siguranță. Alte două circuite sunt conectate cu circuitul de lucru al pompei de căldură în sine: primarul (extern), în care circulă mediul de lucru (apă, antigel sau aer), luând căldura mediului (pământ, aer, apă), iar secundara - apa in sistemele de incalzire si apa calda.alimentarea cu apa.

Principiul de funcționare al pompelor de căldură se bazează pe capacitatea fluidului de lucru, care este un lichid care poate fierbe și se evapora chiar și la temperaturi sub zero (de exemplu, freon). Temperatura sursei de energie cu potențial scăzut percepută de evaporator este mai mare decât punctul de fierbere al freonului la presiunea corespunzătoare. Ca urmare a transferului de căldură, freonul fierbe și trece în stare gazoasă. Vaporii de freon intră în compresor, în care sunt comprimați. În același timp, presiunea și temperatura acestuia cresc. Apoi freonul fierbinte și comprimat este trimis la condensator, răcit de lichidul de răcire. Pe suprafețele răcite ale condensatorului, vaporii de freon se condensează, transformându-se într-o stare lichidă, iar căldura sa este transferată la lichidul de răcire, care este ulterior folosit în sistemele de încălzire și de alimentare cu apă caldă. Freonul lichid este trimis la supapa de siguranță, trecând prin care reduce presiunea și temperatura și revine din nou la evaporator. Ciclul este apoi încheiat și se va repeta automat atâta timp cât compresorul funcționează.

3. Cinciavantajele pompelor de căldură față de tipurile tradiționale de încălzire

Rentabilitatea - factor de putere mare - 1 kW de energie electrică este folosit pentru a produce 4 kW de energie termică, adică. trei dintre kilowați primiți vor costa consumatorul gratuit - aceasta este căldura preluată din mediu de către pompă. În practică, aceasta înseamnă economii anuale la costurile de operare.

Versatilitate - cu ajutorul unei pompe de căldură, puteți rezolva nu numai problema încălzirii, ci și a răcirii.

Independență față de prezența unei surse de căldură.

Durabilitate exceptionala - singurul element supus uzurii mecanice este compresorul

Siguranța la incendiu și a mediului - generarea de căldură nu este însoțită de procesul de ardere.

Surse de caldura pentru pompe de caldura

În sistemele de alimentare cu căldură a obiectelor cu orice scop funcțional, resursele naturale, regenerabile continuu ale Pământului pot fi utilizate ca surse de energie termică de calitate scăzută:

aerul atmosferic

Corpurile de apă de suprafață și apele subterane

Sol sub adâncimea de îngheț.

Ca surse artificiale, tehnogene de căldură cu potențial scăzut pot fi:

Evacuarea aerului de ventilație

Sistem de canalizare ape uzate

Evacuări industriale de ape de proces

Varietăți de pompe de căldură

Tipul pompei de caldura este determinat de tipul de sursa de caldura pe care o foloseste ca primara. Amintiți-vă că sursa primară de căldură poate fi atât naturală, cât și origine naturală(sol, apă, aer) și industriale (aer ventilat, ape uzate de proces și tratate).

Pompe de căldură aer-apă

Aerul atmosferic este deosebit de atractiv pentru utilizare ca sursă de căldură, este disponibil peste tot și nelimitat. Pompele de căldură cu sursă de aer nu necesită nici colectoare orizontale, nici sonde verticale. Unitatea exterioară compactă elimină eficient căldura din aer și se integrează perfect în orice interior. Pompele de căldură aer-apă sunt capabile să funcționeze pe tot parcursul anului atat iarna cat si vara. Cu toate acestea, la temperaturi sub -15C, sistemul de încălzire trebuie completat cu un al doilea dispozitiv de încălzire, cum ar fi un cazan pe gaz sau pe combustibil solid. Avantaj - costuri de investiții reduse în comparație cu alte tipuri de pompe de căldură datorită absenței terasamentelor auxiliare, design simplu pentru utilizare atât în ​​scopuri de încălzire, cât și de răcire. Dezavantajul este limita de temperatură a sursei primare de căldură. Factor de putere - 1,5-2.

Pompe de caldura tip "apa-apa"

Apa subterană este un bun acumulator de energie termică solară. Chiar și în perioada de iarna zile în care mențin o temperatură pozitivă constantă (de exemplu, pentru regiunea de nord-vest, această cifră este la nivelul de + 5 + 7 ° С). Cu toate acestea, în opinia noastră, pompele de căldură care funcționează pe căldura reziduurilor și a apei de proces au cele mai bune perspective de aplicare. Debitul continuu de apă, nivelul său ridicat de temperatură garantează un factor de putere constant ridicat. Pentru întreprinderile industriale, investiția într-o instalație de transfer termic imediat, din momentul lansării, va asigura economii la costurile de încălzire și va reduce dependența de rețelele de termoficare. În acest caz, căldura evacuată în canale de scurgere este, de fapt, o sursă de venit suplimentar, care nu ar fi posibilă fără utilizarea unei pompe de căldură. Avantajul este stabilitatea. Dezavantaj - funcționarea stabilă necesită un debit constant de apă de calitate satisfăcătoare. Factor de putere - 4-6.

Pompe de căldură sol-apă

Energia termică a Soarelui este primită de pământ fie direct sub formă de radiație, fie indirect sub formă de căldură primită din ploaie sau din aer. Căldura acumulată în pământ este preluată fie de sonde de pământ verticale, fie de colectoare de pământ așezate orizontal. Pompele de acest tip sunt numite și pompe de căldură geotermale. Avantajul este stabilitatea funcționării și cea mai mare evacuare a căldurii dintre toate tipurile de pompe de căldură. Dezavantajul este costul relativ ridicat al forajului în cazul unei pompe de căldură geotermale și o suprafață mare pentru amplasarea colectoarelor de pământ orizontale (cu un necesar de căldură de aproximativ 10 kW și sol argilos uscat, suprafața colectorului ar trebui să fie de cel puțin 450 m2) . Factorul de putere 3-5.

incalzire cu pompa de caldura geotermala

4 . Eficiența aplicării pompei de căldură

Poate fi tăiat consumul total gaz de mai mult de două ori, sau în prezența unor surse alternative de energie electrică pentru a-l abandona cu totul, atunci pentru anumite obiecte în prezent depinde mult de politica tarifară a statului, locație, proprietățile de izolare termică ale obiectului etc.

5 . Comparația costurilor actuale de încălzire pentru populație din august 2008

Tarife: 1000 mc gaz -- 300 USD

1 kWh Electricitate -- 0,1 USD

Pentru un cazan convențional de pardoseală din fontă cu randament = 0,82 din 1000 de metri cubi. gaz obținem:

1000 * 9,1 kWh m. pui. * 0,82 = 7462 kWh căldură

Pentru un cazan în condensație de ultimă generație cu randament = 1,05 - 9555 kWh. căldură.

Pentru a obține aceeași cantitate de căldură folosind o pompă de căldură universală cu eficiență medie, în primul caz:

7462 / 4,5 = 1658 kWh electricitatea a costat 166 USD.

in secunda:

9555 / 4,5 = 2123 kWh, în valoare de 212 USD

Reducerea costurilor comparativ cu costul gazului (300 USD), respectiv:

(300 - 166) / 300 -- 45%

(300 - 212) / 300 -- 29%

SUA (Vermont)

1000 de metri cubi -- 350 USD

1 kWh electricitate -- 0,12 USD

Economii 27--43%.

Bielorusia

1000 de metri cubi -- 141.600 de ruble. = 66 USD

1 kWh electricitate - 74,7 ruble. = 0,0349 USD

Asta dacă folosim tarifele diferențiate în timp aprobate în 2007 în multe țări, adică. opriți HP în perioadele de sarcină maximă a sistemului de alimentare de la 8.00 la 11.00 și de la 19.00 la 22.00, ceea ce este realist cu utilizarea acumulatorilor de căldură. Economii în comparație cu un cazan convențional pe gaz - doar până la 12%. Dar asta este astăzi. Situația în care gazul se vinde la 200-230 USD nu poate dura mult. Probabil că ceva asemănător va fi introdus în Moldova.

6 . Cheltuieli de capital

Costul pompei de căldură în sine este mult mai mare decât costul unui cazan pe gaz, care, totuși, nu va schimba foarte mult estimarea generală pentru noua construcție a unei cabane decente. Prețurile sunt practic comparabile dacă este necesară construirea unei gazoducte de 200-300 m. Dacă nu se construiește o casă temporară din placaj, ci o clădire permanentă pentru copii și nepoți, ar fi urât să le lăsăm o moștenire a dependenței de presiunea dintr-o conductă de gaz. Ceva, dar curent electric va fi mereu în țară. Dar cu gaz pot apărea probleme în viitorul apropiat. Cunoscutul monopolist Gazprom, care are datorii de zeci de miliarde de dolari, crește rapid prețurile la gaze nu numai pentru cei mai apropiați aliați ai săi, ci și pentru consumatorii ruși interni. Pur și simplu nu există nimic de explorat și de dezvoltat noi zăcăminte, pentru a repara conductele construite în URSS. Mai ales când principalul său venit din exporturile de gaze către Europa prin Ucraina plutește în liniște într-o direcție necunoscută prin fondatorii elvețieni ai companiei exportatoare UkrGazenergo, și nimănui în Moldova nu-i pasă. Nu avem alți furnizori și nu se așteaptă să avem.

7 . Câteva date de referință

Date de referință.

1. Prognoza prețului gazelor naturale:

2. Dependența aproximativă a puterii termice necesare a unui CP de suprafața unei case cu proprietăți bune de izolare termică:

În fiecare caz concret se face un calcul individual pentru pierderea de căldură a clădirii. Pentru a reduce costurile de capital, HP este adesea folosit într-un mod bivalent. Paralel cu acesta se instaleaza un incalzitor de varf suplimentar, sau in timpul reconstructiei, pe orice tip de combustibil, care se pune in functiune in zilele cele mai reci, de care nu avem atat de multe. Potrivit Centrului Hidrometeorologic, temperatura medie la Molodov pentru luna ianuarie este de 4,8°C, pentru perioada decembrie - februarie - 4,0°C. La chiar an rece pentru întreaga istorie a observațiilor (2006) s-a ridicat la - 8,6 ... - 5,7 ° C în aceleași perioade.

Cu această conexiune, HP poate fie să se oprească dacă devine ineficient (de exemplu, „aer-apă” la temperaturi exterioare negative ridicate), fie să funcționeze

Dacă sursa este un rezervor, pe fundul acesteia este așezată o buclă dintr-o țeavă din metal-plastic sau plastic. O soluție de glicol (antigel) circulă prin conductă, care transferă căldura către freon prin schimbătorul de căldură al pompei de căldură.

Există două opțiuni pentru obținerea căldurii de calitate scăzută din sol: așezarea țevilor metal-plastic în șanțuri adânci de 1,2-1,5 m sau în puțuri verticale adânci de 20-100 m. Uneori țevile sunt așezate sub formă de spirale în șanțuri 2-4. m adâncime. Acest lucru reduce semnificativ lungimea totală a șanțurilor. Transferul maxim de căldură al solului de suprafață este de 50-70 kWh/m2 pe an. Potrivit companiilor străine, durata de viață a șanțurilor și puțurilor este de peste 100 de ani.

Calculul colectorului orizontal al unei pompe de căldură

Eliminarea căldurii din fiecare metru de țeavă depinde de mulți parametri: adâncimea de așezare, disponibilitatea apei subterane, calitatea solului etc. În mod provizoriu, se poate considera că pentru colectoarele orizontale este de 20 W/m. Mai precis: nisip uscat - 10, argilă uscată - 20, argilă umedă - 25, argilă cu un conținut ridicat de apă - 35 W/m. Diferența de temperatură a lichidului de răcire în liniile directe și de retur ale buclei în calcule se presupune de obicei a fi de 3 °C. Clădirile nu trebuie ridicate pe amplasament deasupra colectorului, astfel încât căldura pământului să fie completată din cauza radiației solare.

Distanța minimă dintre țevile așezate trebuie să fie de 0,7-0,8 m. Lungimea unui șanț este de obicei de la 30 la 120 m. Se recomandă utilizarea unei soluții de glicol 25% ca lichid de răcire a circuitului primar. În calcule, trebuie luat în considerare faptul că capacitatea sa de căldură la o temperatură de 0 °C este de 3,7 kJ / (kg K), densitatea - 1,05 g / cm3. Când se utilizează antigel, pierderea de presiune în conducte este de 1,5 ori mai mare decât atunci când apa circulă. Pentru a calcula parametrii circuitului primar al unei instalații de pompă de căldură, va fi necesar să se determine consumul de antigel:

Vs = Qo 3600 / (1,05 3,7 .t),

unde t este diferența de temperatură dintre liniile de alimentare și retur, care este adesea presupusă a fi de 3 K, iar Qo este puterea termică primită de la o sursă cu potențial scăzut (sol). Ultima valoare este calculată ca diferență între puterea totală a pompei de căldură Qwp și puterea electrică cheltuită pentru încălzirea freonului P:

Qo = Qwp - P, kW.

Lungimea totală a conductelor colectoare L și aria totală a zonei de sub ea A sunt calculate prin formulele:

Aici q - îndepărtarea căldurii specifice (de la 1 m țeavă); da - distanța dintre țevi (pas de pozare).

Exemplu de calcul al pompei de căldură

Condiții inițiale: cererea de căldură a unei cabane cu o suprafață de 120-240 m2 (în funcție de izolarea termică) - 12 kW; temperatura apei în sistemul de încălzire trebuie să fie de 35 ° C; temperatura minimă a purtătorului de căldură este de 0 °С. Pentru încălzirea clădirii a fost selectată o pompă de căldură cu o capacitate de 14,5 kW (cea mai apropiată dimensiune standard mai mare), care consumă 3,22 kW pentru încălzirea cu freon. Îndepărtarea căldurii de pe stratul de suprafață al solului (argilă uscată) q este de 20 W/m. În conformitate cu formulele prezentate mai sus, calculăm:

1) puterea termică necesară a colectorului Qo = 14,5 - 3,22 = 11,28 kW;

2) lungimea totală a conductelor L = Qo / q = 11,28 / 0,020 = 564 m. Pentru organizarea unui astfel de colector vor fi necesare 6 circuite de 100 m lungime;

3) cu o etapă de așezare de 0,75 m, aria necesară a șantierului A \u003d 600 × 0,75 \u003d 450 m2;

4) consumul total al soluţiei de glicol Vs = 11,28 3600/ (1,05 3,7 3) = 3,51 m3/h, debitul pe circuit este de 0,58 m3/h.

Pentru dispozitivul colector, selectăm o conductă din polietilenă de înaltă densitate (HDPE) de dimensiunea 32. Pierderea de presiune în aceasta va fi de 45 Pa/m; rezistența unui circuit este de aproximativ 7 kPa; debitul lichidului de răcire - 0,3 m/s.

Calculul sondei

Când se utilizează puțuri verticale cu adâncimea de 20 până la 100 m, țevile în formă de U din metal-plastic sau plastic (cu diametre peste 32 mm) sunt scufundate în ele. De regulă, două bucle sunt introduse într-un singur godeu, după care se toarnă cu mortar de ciment. În medie, îndepărtarea căldurii specifice a unei astfel de sonde poate fi luată egală cu 50 W/m. De asemenea, vă puteți concentra pe următoarele date despre îndepărtarea căldurii:

roci sedimentare uscate - 20 W/m;

sol stâncos și roci sedimentare saturate cu apă - 50 W / m;

roci cu conductivitate termică ridicată - 70 W/m;

Apele subterane- 80 W/m.

Temperatura solului la o adâncime mai mare de 15 m este constantă și este de aproximativ +10 °C. Distanța dintre puțuri trebuie să fie mai mare de 5 m. În prezența curenților subterani, puțurile trebuie amplasate pe o linie perpendiculară pe curgere.

Selectarea diametrelor conductei se face pe baza pierderilor de presiune pentru debitul necesar de lichid de răcire. Calculul debitului lichidului poate fi efectuat pentru .t = 5 °С.

Exemplu de calcul. Datele inițiale sunt aceleași ca în calculul de mai sus al colectorului orizontal. Cu o îndepărtare specifică de căldură a sondei de 50 W/m și o putere necesară de 11,28 kW, lungimea sondei L ar trebui să fie de 225 m.

Pentru a construi un colector, este necesar să forați trei puțuri cu o adâncime de 75 m. În fiecare dintre ele plasăm două bucle dintr-o țeavă metal-plastic de dimensiunea 26Ch3; în total - 6 contururi a câte 150 m fiecare.

Consumul total de lichid de răcire la t = 5 °С va fi de 2,1 m3/h; debit printr-un circuit - 0,35 m3 / h. Circuitele vor avea următoarele caracteristici hidraulice: pierdere de presiune în conductă - 96 Pa/m (vehicul de căldură - soluție de glicol 25%); rezistența buclei - 14,4 kPa; viteza curgerii - 0,3 m/s.

Alegerea echipamentelor

Deoarece temperatura antigel poate varia (de la -5 la +20 °C), este necesar un vas de expansiune în circuitul primar al unității pompei de căldură.

De asemenea, se recomandă instalarea unui rezervor de stocare pe linia de retur: compresorul pompei de căldură funcționează în modul pornit/oprit. Pornirile prea frecvente pot duce la uzura accelerată a pieselor sale. Rezervorul este util și ca acumulator de energie - în cazul unei pene de curent. Volumul său minim este luat la o rată de 10-20 de litri la 1 kW de putere a pompei de căldură.

Atunci când se utilizează o a doua sursă de energie (cazan electric, gaz, lichid sau combustibil solid), aceasta este conectată la circuit printr-o supapă de amestec, a cărei acţionare este controlată de o pompă de căldură sau de un sistem general de automatizare.

În cazul unor posibile întreruperi de curent, este necesară creșterea puterii pompei de căldură instalată cu un factor calculat prin formula: f = 24/(24 - toff), unde toff este durata întreruperii de curent.

În cazul unei posibile întreruperi de curent timp de 4 ore, acest coeficient va fi egal cu 1,2.

Puterea pompei de căldură poate fi selectată în funcție de modul de funcționare monovalent sau bivalent. În primul caz, se presupune că pompa de căldură este folosită ca singur generator de energie termică.

Trebuie luat în considerare: chiar și la noi, durata perioadelor cu temperatură scăzută a aerului este o mică parte a sezonului de încălzire. De exemplu, pentru regiunea centrală a Moldovei, timpul în care temperatura scade sub -10 °C este de doar 900 de ore (38 de zile), în timp ce durata sezonului în sine este de 5112 ore, iar temperatura medie în ianuarie este de aproximativ -10. °C. Prin urmare, cea mai convenabilă este funcționarea pompei de căldură într-un mod bivalent, care prevede includerea unui generator de căldură suplimentar în perioadele în care temperatura aerului scade sub un anumit: -5 ° C - în regiunile de sud ale Moldovei , -10 ° C - în cele centrale. Acest lucru face posibilă reducerea costului pompei de căldură și, mai ales, a instalării circuitului primar (pozare de șanțuri, forare puțuri etc.), care crește foarte mult odată cu creșterea capacității instalației.

În condițiile Moldovei, pentru o evaluare aproximativă, la selectarea unei pompe de căldură care funcționează în regim bivalent, vă puteți concentra pe raportul de 70/30: 70% din necesarul de căldură este acoperit de pompa de căldură, iar restul de 30 % printr-un cazan electric sau alt generator de căldură. În regiunile sudice, puteți fi ghidat de raportul dintre puterea pompei de căldură și generatorul de căldură suplimentar, adesea folosit în Europa de Vest: 50 până la 50.

Pentru o cabană cu o suprafață de 200 m2 pentru 4 persoane cu o pierdere de căldură de 70 W/m2 (calculată la -28 ° C temperatura aerului exterior), necesarul de căldură va fi de 14 kW. Adăugați 700 W pentru apă caldă menajeră la această valoare. Ca urmare, puterea necesară a pompei de căldură va fi de 14,7 kW.

Dacă există posibilitatea unei întreruperi temporare de curent, trebuie să măriți acest număr cu factorul corespunzător. Să presupunem că timpul zilnic de oprire este de 4 ore, apoi puterea pompei de căldură ar trebui să fie de 17,6 kW (factor multiplicator - 1,2). În cazul modului monovalent, puteți alege o pompă de căldură pentru apă freatică ALTAL GWHP19 cu o capacitate de 19 kW, consumând 5,3 kW de energie electrică sau o pompă de căldură mai nouă, mai mare, cu sistem multi-compresor, GWHP16C (Copeland). compresoare, controler Carel, schimbătoare de căldură de nouă generație îmbunătățite, sistem de redundanță, pornire soft etc.).

În cazul utilizării unui sistem bivalent cu un încălzitor electric suplimentar și o temperatură de referință de -10 °C, ținând cont de nevoia de apă caldă și de factorul de siguranță, puterea pompei de căldură ar trebui să fie de 11,4 W, iar cea electrică. cazan - 6,2 kW (în total - 17, 6). Puterea electrică de vârf consumată de sistem va fi de 9,7 kW.

Rețineți că atunci când instalați pompe de căldură, în primul rând, trebuie să aveți grijă de izolarea clădirii și de instalarea geamurilor termopan cu conductivitate termică scăzută.

8. Primrypentru calcul

Deci, după ce am învățat suficiente informații pentru a alege o pompă de căldură, ne rămâne să calculăm puterea termică minimă necesară pentru camera noastră particulară.

Depinde mult:

Ce surse de căldură pot fi folosite (canal, evacuare, puț...)?

Debitul și adâncimea oglinzii de apă a puțului, dacă există una pe amplasament?

Proprietatea este situată pe malul apei?

Care este geologia solului de pe amplasament (adică: nisip, argilă, turbă...)?

Nivelurile de apariție a apelor subterane, a apelor subterane pe amplasament?

Care sunt pierderile de căldură acasă?

Calculul puterii termice necesare

Denumiri acceptate.

V - Volumul camerei încălzite (lățime, lungime, înălțime) - Mі

T - Diferența dintre temperatura aerului exterior și temperatura interioară dorită - °С

K - Factorul de disipare (depinde de tipul de construcție și de izolarea încăperii)

K = 3,0 - 4,0 - Structură simplificată din lemn sau structură din tablă ondulată. Fara izolatie termica.

K = 2,0 - 2,9 - Structură simplificată a clădirii, unică zidărie, construcție simplificată de ferestre și acoperișuri. Puțină izolare termică.

K = 1,0 - 1,9 - Constructie standard, zidarie dubla, cateva ferestre, acoperis standard. Izolatie termica medie.

K = 0,6 - 0,9 - Construcție îmbunătățită, pereți de cărămidă cu izolare dublă, puține ferestre termopan, pardoseală groasă, material de acoperiș izolant de înaltă calitate. Izolație termică ridicată.

Exemplu de calcul al puterii termice

V = lățime 4 m, lungime 12 m, înălțime 3 m = volum încăpere încălzită = 144 m³. (V=144)

T = Temperatura exterioară -5° C, + temperatura interioară dorită +18° C, = diferența dintre temperatura interioară și cea exterioară 23° C. (T = 23)

K - Acest coeficient depinde de tipul de construcție și de izolarea camerei (vezi mai sus)

Putere termică necesară

Acum puteți începe să alegeți un model de pompă de căldură

Notă. Unitățile de măsură a puterii (performanței) utilizate în tehnologia climatică sunt interconectate prin relațiile:

Tabel cu puterea termică necesară pentru diferite încăperi

Putere termica kW	Spatiu in noua cladire	Volumul camerei din clădirea veche	Sera patrata din sticla termoizolata si folie dubla	Zona cu seră din sticlă obișnuită cu folie
DIFERENTA DE TEMPERATURA 30°C
	1050 - 1300 m
	1350 - 1600 m
	2100 - 2500 m	1400 - 1650 m
	2600 - 3300 m	1700 - 2200 m
	3400 - 4100 m	2300 - 2700 m
	4200 - 5000 m	2800 - 3300 m
	5000 - 6500 m	3400 - 4400 m

concluzii

1) Dezavantaje: Versatilitate - cu ajutorul unei pompe de căldură, puteți rezolva nu numai problema încălzirii, ci și a răcirii.

2) Independenta fata de prezenta unei surse de caldura.

3) Durabilitate exceptionala - singurul element supus uzurii mecanice este compresorul

4) Siguranța la incendiu și a mediului - generarea de căldură nu este însoțită de un proces de ardere.

5) Perioada redusă de rambursare. Aproximativ 3-5 ani.

6) Energia este principala sursă de căldură. Cel mai important, nu se va termina prea curând.

Defecte:

1) Cost inițial ridicat.

Găzduit pe Allbest.ru

Documente similare

Principiul de funcționare a pompelor de căldură de uz casnic și de uz casnic. Proiectarea și principiile de funcționare a pompelor de compresie a vaporilor. Metodologie de calcul al schimbătoarelor de căldură ale mașinilor frigorifice cu absorbție. Calculul pompelor de căldură în schema unității de uscare-refrigerare.

disertație, adăugată 28.07.2015


Pompele sunt mașini hidraulice concepute pentru a deplasa lichide. Principiul de funcționare a pompelor. Pompe centrifuge. Pompe volumetrice. Instalarea pompelor verticale. Testarea pompei. Utilizarea pompelor de diferite modele. Pompe cu palete.

rezumat, adăugat 15.09.2008


Costuri pentru încălzire și furnizare căldură, alegere între tipul de încălzire centralizat și autonom. Date efective privind consumul de energie electrică pentru încălzire prin pompe termohidrodinamice. Principiul de funcționare și avantajele unei pompe hidrodinamice.

articol, adăugat 26.11.2009


Proiect de alimentare cu căldură pentru o clădire industrială din Murmansk. Determinarea fluxurilor de căldură; calculul alimentării cu căldură și consumului de apă din rețea. Calcul hidraulic al rețelelor termice, selecția pompelor. Calculul termic al conductelor; dotarea tehnică a cazanelor.

lucrare de termen, adăugată 11.06.2012


Definiția celor mai cea mai bună opțiune tip de încălzire cu economie de energie a spațiilor rezidențiale și comerciale ale sectorului privat, pe exemplul Republicii Sakha (Yakutia). Analiza posibilităților de utilizare a pompelor de căldură pentru încălzire într-un anumit climat.

prezentare, adaugat 22.03.2017


Determinarea sarcinilor termice și a consumului de combustibil al cazanelor de producție și încălzire; calculul schemei termice. Reguli pentru selectarea cazanelor, schimbătoarelor de căldură, rezervoarelor, conductelor, pompelor și coșurilor de fum. Indicatori economici eficienta instalarii.

lucrare de termen, adăugată 30.01.2014


Clasificarea pompelor centrifuge, viteza fluidului în rotor. Calculul unei pompe centrifuge: selectarea diametrului conductei, determinarea pierderilor de presiune în conductele de aspirație și refulare, puterea utilă și puterea consumată de motor.

lucrare de termen, adăugată 24.11.2009


Descrierea procesului de lucru al pompelor volumetrice, tipurile și caracteristicile acestora, dispozitivul și principiul de funcționare, avantaje și dezavantaje. Caracteristicile de proiectare și domeniul de aplicare al pompelor de diferite modele. Măsuri de siguranță în timpul funcționării acestora.

rezumat, adăugat la 05.11.2011


Numirea electropompe centrifuge submersibile, analiză proiectare și instalare. Esența pompelor centrifuge submersibile autohtone și străine. Analiza pompelor ODI și Centrilift. Electropompe centrifuge ETsNA 5 - 45 "Anaconda", calcul putere.

lucrare de termen, adăugată 30.04.2012


Clasificarea pompelor după principiul de funcționare. Dispozitivul și principiul de funcționare a pompelor alternative (piston, piston, diafragmă, șurub, angrenaj). Pompă cu piston acționată electric, calculul deplasării unei pompe cu palete.

Puterea de căldură a unei pompe de căldură aer-apă (HP), în caz contrar, cantitatea de căldură regenerabilă extrasă din mediu, este direct proporțională cu temperatura exterioară. Cu cât aerul este mai rece, cu atât extragerea căldurii din el este mai costisitoare. Factorul de conversie COP variază în funcție de temperatură Mediul extern: Cu cât temperatura exterioară este mai scăzută, cu atât pompa de căldură a sursei de aer consumă mai multă energie.

Determinarea puterii și alegerea unei pompe de căldură este o chestiune destul de complicată. De obicei, cifrele reale și diagramele de performanță sunt furnizate de producătorii de pompe de căldură, precum și software special pentru calcularea și selectarea echipamentelor. Aici introduceți date pentru un anumit obiect situat într-o anumită regiune de temperatură.

Pompă de căldură: putere termică pentru încălzire și apă caldă menajeră

Să analizăm de ce factori depind puterea HP și, în consecință, costul unităților HP, precum și eficiența funcționării acesteia.

Radiatoare sau încălzire prin pardoseală

Un sistem de incalzire cu pompa de caldura este de obicei implementat pe baza unei distributii cu radiatoare si/sau a unui sistem cu podele calde, pereti sau cu sistem ventiloconvector. În același timp, temperatura de încălzire a lichidului de răcire diferă de la 35-45 ° C - pentru încălzirea prin pardoseală, până la 65-75 ° C și mai sus - pentru sistemul de radiatoare, care afectează puterea HP. Cu cât temperatura lichidului de răcire din sistemul de încălzire este mai scăzută, cu atât consumul de energie este mai mic, cu atât puterea termică este mai mică, cu atât echipamentul este mai ieftin. Pentru modernizarea sistemelor de încălzire cu radiatoare la înlocuirea cazanelor scumpe pe gaz, pot fi instalate pompe de căldură cu aer de înaltă temperatură cu încălzirea agentului de căldură până la 80 °C. De exemplu, pompele de căldură Hitachi YUTAKI S 80. Chiar dacă lichidul de răcire este încălzit la 65 de grade și mai sus, un astfel de sistem este de câteva ori mai economic decât un cazan pe gaz.

Schema de implementare: numai HP, HP + cazan de rezerva

TN. Dacă doar pompa de căldură funcționează, aceasta trebuie să rezolve pe deplin problemele de alimentare cu căldură și de încălzire a apei, conectând încălzitorul electric încorporat la orele de vârf.

HP + boiler. Dacă este instalată anterior un cazan pe gaz sau pe peleți, acesta poate prelua unele dintre sarcinile de vârf și poate reduce consumul total de energie al pompei de căldură.

Există diverse scheme de funcționare HP, selectate individual pentru fiecare obiect: monoenergetic (numai la electricitate), monovalent (HP + element de încălzire) sau bivalent (HP + boiler). Temperatura optima, benefic din punct de vedere economic pentru trecerea la o sursă de căldură de rezervă, se numește „punct de bivalență”. Pentru Kiev și regiune este -7 °C.

Izolarea termică a clădirii

Atunci când alegeți o pompă de căldură pentru încălzirea unei case, trebuie să știți că o casă mai izolată va necesita de câteva ori mai puțină căldură decât o clădire fără modernizare termică. Valorile pierderilor de căldură (încărcări specifice de căldură) pentru diferite tipuri de clădiri sunt prezentate în tabel.

Din aceasta se poate observa că pentru a compensa pierderea de căldură a unei încăperi de 100 m2 într-o casă bine izolată, veți avea nevoie de:

Q H \u003d 50 W / m2 x 100 m2 \u003d 5000 W sau 5 kW de putere termică.

Valorile estimate ale pierderilor de căldură sunt date pe baza calculului temperatura minima, de exemplu, pentru regiunea Kiev este -22 °C.

În consecință, pentru o casă prost izolată obținem:

Q H \u003d 200 W / m2 x 100 m2 \u003d 20.000 W sau 20 kW de putere termică.

O astfel de diferență: 5 kW și 20 kW face necesară luarea de măsuri pentru a realiza modernizarea termică (izolarea) clădirii, iar apoi alegerea unei pompe de căldură mai accesibilă și mai economică din punct de vedere al costurilor.

Pompe de căldură pentru încălzire și încălzire a apei (ACM)

Atunci când alegeți o pompă de căldură pentru o casă privată, de obicei se ia în considerare funcționarea unei pompe de căldură pentru încălzirea apei pentru bucătărie, baie sau duș. Totodată, se ține cont de distribuția zilnică a sarcinilor. Ei folosesc mai des apa fierbinte seara sau dimineata, iar iarna se alatura si munca HP pentru incalzire. De obicei, pentru sistemele cu pompe de căldură, sarcinile de alimentare cu apă caldă sunt mai prioritare, iar apoi încălzirea, calculul se bazează pe încărcăturile totale de căldură: pentru încălzire și apă caldă.

Pentru a determina puterea termică a unui HP pentru încălzirea apei pentru nevoi menajere, aceștia folosesc date standard privind consumul de apă la o anumită temperatură și consumul total de căldură, în funcție de numărul de persoane care locuiesc în casă.

Pentru o persoană, să luăm o rată de 50 de litri de apă cu o temperatură de 45 ° C, ceea ce corespunde unei rate de consum de 0,25 kW de putere termică.

Obținem că pentru o familie de patru persoane care locuiește într-o casă privată de 100 m2, este necesară puterea termică:

Q W \u003d 0,25 kW / persoană * 4 persoane. = 1,0 kW

Acum este posibil să se efectueze un calcul mediu al puterii termice, luând în considerare sarcinile totale pentru încălzirea lichidului de răcire pentru sistemul de încălzire și încălzirea apei pentru nevoile casnice.

Puterea termică totală pentru încălzire și apă caldă pentru o casă bine izolată:

Q SUM \u003d Q H + Q W \u003d 5 kW + 1 kW \u003d 6 kW.

Putere termică totală pentru sistemul de încălzire și apă caldă pentru o casă prost izolată:

Q SUM \u003d Q H + Q W \u003d 20 kW + 1 kW \u003d 21 kW.

Și pentru condițiile „punctului de bivalență”, când este -7 ° C în exterior și este necesar să se mențină +20 ° C în interiorul casei de 100 m2, va fi necesar, ținând cont de diferența de temperatură:

Q cal.. = 6 * (20-(-7))/(20-(-22)) = 6 * 27 / 42 = 3,86 kW de căldură de la pompa de căldură.

Și în al doilea exemplu, pentru o clădire fără izolație termică, este necesar:

Q cal.. = 21 * (20-(-7))/(20-(-22)) = 21 * 27 / 42 = 13,5 kW de căldură de la pompa de căldură.

Pe baza acestor date, ținând cont de temperatura „punctului de bivalență” și cu o marjă de putere, o valoare apropiată mai mare a puterii de căldură a pompei de căldură este selectată din gama de modele.

Care este rezerva de putere?

• Fluctuațiile temperaturii apei de intrare. Toată lumea știe că apa de la robinet este mult mai rece iarna și diferența de temperatură dintre apa care intră/iese din HP este mai mare iarna.
• Necesitatea de a încălzi apa la temperatura dorită în rezervorul de stocare dacă nu este folosită din acesta pentru o perioadă lungă de timp.
• Consum crescut de apă caldă și încălzirea acesteia la o temperatură mai ridicată iarna.

Conform tabelelor oferite de producător, pe baza temperaturii apei la ieșire și a temperaturii aerului exterior, setul unității interioare și unitatea exterioară corespunzătoare a pompei de căldură este selectat în funcție de putere. Un exemplu este o fișă tehnică pentru pompele de căldură aer-apă de înaltă eficiență Hitachi Yutaki seria S. Pentru datele calculate este potrivit un model cu o capacitate de încălzire de aproximativ 5,0 kW.

Ce determină costul unei pompe de căldură?

Cu cât pompa de căldură este mai puternică, cu atât prețul este mai mare.
Cum să reduceți costul unei pompe de căldură?

• Efectuați corect și profesional calculele și selectarea echipamentelor.
• Izolați clădirea.
• Minimizați pierderile de căldură prin ferestre și ventilație.
• Instalați încălzire prin pardoseală la temperatură scăzută sau ventiloconvectoare sau un sistem mixt (radiatoare + încălzire prin pardoseală, ventiloconvectoare + încălzire prin pardoseală).
• Aplicați o schemă bivalentă HP + cazan pentru a reduce sarcina pe HP.
• Participați la programul de energie IQ și economisiți până la 35% din costul echipamentului și instalării.

O selecție mai precisă a unei pompe de căldură, pentru a evita costurile sau pierderile inutile, este cel mai bine lăsată profesioniștilor.

Pentru a alege pompa de căldură potrivită, prețurile pentru care și pentru serviciile de instalare ar fi rezonabile și justificate, contactați specialiștii competenți cu experiență ai AKLIMA. Avem o vastă experiență în implementarea sistemelor moderne de pompe de căldură și oferim servicii de înaltă calitate pentru instalarea și întreținerea unor astfel de echipamente în toată Ucraina.

Mulți proprietari de case private decid să creeze în casa lor sistem autonom Incalzi. În desfășurarea lucrării de creare a acesteia, ei trebuie să se confrunte cu o serie de dificultăți. Deja la început, ei sunt forțați să decidă ce purtător de energie să folosească în sistem.

Dacă o conductă principală de gaz trece în apropierea șantierului, atunci în acest caz alegerea este evidentă. Pentru a aduce gaze în casă, este suficient să depuneți documente pentru gazificare, iar după un timp, specialiștii vor conecta locuința la gaze naturale. Totuși, în țara noastră, în ciuda ratelor mari de gazeificare a regiunilor și raioanelor, mulți oameni nu au posibilitatea de a furniza gaze în casele lor. o casă privată. Deci trebuie să folosească gaz îmbuteliat.

Ce să faci într-o astfel de situație? Utilizarea unei sobe convenționale cu lemne și cărbune pentru încălzire este o sarcină dificilă. Și dacă instalați echipamente alimentate cu energie electrică, va fi destul de scump, deși în acest caz aerul rece va curge mai puțin. in orice caz exista solutii noi care au intrat recent pe piata. Instalarea echipamentelor care utilizează surse alternative de energie în timpul funcționării este o oportunitate de a furniza căldură într-o locuință la costuri minime. În cazul acestei opțiuni de încălzire, căldura se obține din pământ, apă și aer.

Face posibilă extragerea căldurii din pământ, apă și aer.

Una dintre noile soluții disponibile pe piață este un sistem de încălzire care asigură o pompă de căldură ca element principal de lucru. Nu este necesar să cumpărați acest echipament dacă decideți să îl utilizați ca parte a sistemului dumneavoastră de încălzire. Este foarte posibil să faci o astfel de pompă cu propriile mâini. Principalul lucru este să ai o dorință.

Sistemul de incalzire, bazat pe o pompa de caldura, include, pe langa acest echipament, si dispozitive de preluare si distributie a caldurii. Dacă vorbim despre compoziția circuitului intern al unui astfel de echipament de pompare, atunci selectăm următoarele componente:

Rețineți că principiile de bază de funcționare ale acestui echipament au fost dezvoltate cu două secole în urmă și cunoscut sub numele de ciclul Carnot. Pompa de căldură funcționează după cum urmează:

• Un lichid antigel este utilizat ca purtător de căldură, care este furnizat colectorului. Congelatorul poate fi:
  • apă diluată cu alcool;
  • saramură;
  • amestec de glicol.
  • Aceste substanțe au capacitatea de a absorbi energie termalăși transportați-l la pompă.
• Odată ajunsă în evaporator, căldura este direcționată către agentul frigorific. Această substanță are un punct de fierbere scăzut. Sub influența energiei termice, agentul frigorific fierbe. Rezultatul este abur.
• Un compresor în funcțiune crește presiunea vaporilor, ceea ce determină o creștere a temperaturii aerului.
• Transferul de căldură de la apă la sistemul de încălzire se realizează printr-un alt element - un condensator. Refrigerantul, pentru a stoarce căldură suplimentară, este răcit din nou, se transformă într-un lichid și apoi merge la colector.
• Apoi acest proces se repetă în același ciclu.

Dacă să vorbească in termeni simpli, atunci o pompă de căldură este un echipament care funcționează aproape pe același principiu ca un frigider, doar invers. Dacă luăm un frigider convențional, atunci în el agentul frigorific care se mișcă de-a lungul circuitului primește căldură de la alimentele depozitate. La sfârșitul ciclului, îl aduce pe peretele din spate. Aceeași căldură este folosită și în cazul unei pompe de căldură, doar că este folosită pentru încălzirea lichidului de răcire, datorită căruia se asigură încălzire cu aer.

Un sistem de încălzire bazat pe o pompă de căldură consumă, desigur, energie electrică. Dar, observăm că cantitatea necesară pentru funcționare este nemăsurat mai mică decât pentru un cazan electric convențional. Deci, cheltuind 1 kW de energie electrică, un cazan care încălzește apa produce 5 kW de energie termică.

Costurile care apar la achiziționarea acestui echipament și la instalarea unei pompe de căldură sunt destul de mari. Sunt mai mult decât costurile instalării unui cazan de încălzire alimentat cu energie electrică. Aici, oricine se gândește să își creeze propriul sistem de încălzire autonom în casă poate avea o întrebare: Este profitabil să amenajezi un astfel de sistem? Cu această ocazie, putem spune următoarele: dacă sistemul este instalat într-o casă cu o suprafață de 100 de metri pătrați, atunci costurile suplimentare suportate pentru instalarea echipamentelor se vor amortiza în termen de 2 ani. În plus, proprietarul locuinței va economisi doar la încălzire.

Sistemul de încălzire bazat pe o pompă de căldură are un avantaj important: nu numai că poate încălzi camera, ci și răci aerul, adică poate funcționa ca aparat de aer condiționat. Prin urmare, vara, pentru a scăpa de căldura inutilă din incinta casei, puteți porni un mod special de funcționare al pompei de căldură.

Cum se calculează echipamentul?

Atunci când calculați puterea unei pompe de căldură, în primul rând, este necesar să vă concentrați asupra nivelului de pierdere de căldură din casa dvs. Desigur, înainte de a aranja un astfel de sistem de încălzire într-o locuință, este necesar efectuați lucrări de izolare Case. Este necesar să izolați nu numai pereții și podeaua, ci și acoperișul și ferestrele.

Este optim dacă este instalat un astfel de sistem de încălzire încă în faza de proiectare a clădirii. Acest lucru va crea un sistem de încălzire care asigură cea mai eficientă încălzire a spațiilor clădirii în timpul iernii.

Experiența practică arată că cea mai bună opțiune sistem de incalzire bazat pe o pompă de căldură - o pardoseală încălzită cu apă. La instalarea acestuia, este necesar să se țină cont de tipul de pardoseală. Placă ceramică este materialul ideal pentru pardoseli. Dar covoarele, laminatul și parchetul au conductivitate termică scăzută, prin urmare, atunci când se folosește un astfel de sistem, temperatura apei ar trebui să fie peste 8 grade.

Cum să faci o pompă de căldură cu propriile mâini?

Costul unei pompe de caldura este destul de mare, chiar daca nu tineti cont de plata serviciilor unui specialist care o va monta. Nu toată lumea are resurse financiare suficiente să plătească imediat instalarea unui astfel de echipament. În acest sens, mulți încep să se întrebe dacă este posibil să faci o pompă de căldură cu propriile mâini din materiale improvizate? Este destul de posibil. În plus, atunci când lucrați, puteți utiliza piese de schimb nu noi, ci folosite.

Deci, dacă decideți să creați o pompă de căldură cu propriile mâini, atunci înainte de a începe lucrul, trebuie să:

• verificați starea cablajului în casa dvs.;
• asigurați-vă că contorul electric funcționează și verificați dacă puterea acestui dispozitiv este de cel puțin 40 de amperi.

În primul rând, este necesar cumpara un compresor. Îl poți cumpăra de la firme specializate sau contactând un atelier de reparații frigorifice. Acolo puteți cumpăra un compresor de aer condiționat. Este destul de potrivit pentru crearea unei pompe de căldură. Apoi, acesta trebuie fixat pe perete folosind suporturile L-300.

Acum puteți trece la pasul următor - fabricarea condensatorului. Pentru a face acest lucru, trebuie să găsiți un rezervor din oțel inoxidabil pentru apă de până la 120 de litri. Este tăiat în jumătate și în interiorul ei este instalată o bobină. O poți face cu propriile mâini, folosind pentru asta un tub de cupru de la frigider. Sau îl puteți crea dintr-o țeavă de cupru cu diametru mic.

Pentru a nu întâmpina probleme cu fabricarea bobinei, trebuie să luați o butelie de gaz obișnuită și înfășurați-l cu sârmă de cupru. În timpul acestei lucrări, este necesar să se acorde atenție distanței dintre viraj, care ar trebui să fie aceeași. Pentru ca tubul să fie fixat în această poziție, ar trebui să utilizați un colț de aluminiu perforat, care este folosit pentru a proteja colțurile chitului. Folosind ture, tuburile trebuie poziționate astfel încât spirele firului să fie opuse găurilor din colț. Acest lucru va asigura aceeași pasă a virajelor și, în plus, designul va fi suficient de puternic.

Când bobina este instalată, cele două jumătăți ale rezervorului pregătit sunt conectate prin sudură. În acest caz, trebuie avut grijă la sudarea conexiunilor filetate.

Pentru a crea un evaporator, puteți folosi recipiente de apă din plastic cu un volum total de 60 - 80 de litri. O bobină este montată în ea dintr-o țeavă cu un diametru de ¾ inch. Conductele obișnuite de apă pot fi folosite pentru a livra și a scurge apa.

Pe perete cu suportul în L de dimensiunea potrivită evaporatorul este fix.

Când toate lucrările sunt finalizate, rămâne doar să invitați un specialist în refrigerare. El va asambla sistemul, va suda țevi de cupru și va pompa freon.

Instalare de pompă de căldură pe cont propriu

Acum că partea principală a sistemului este gata, rămâne să o conectați la dispozitivele de admisie și distribuție a căldurii. Această lucrare poate fi realizată independent. Nu este nimic dificil în asta. Procesul de instalare a unui dispozitiv de admisie a căldurii poate fi diferit și depinde în mare măsură de tipul de pompă care va fi utilizată ca parte a sistemului de încălzire.

Pompă verticală pentru apă freatică

Și aici vor fi necesare anumite costuri, deoarece atunci când instalați o astfel de pompă, este pur și simplu imposibil să faceți fără utilizarea unei instalații de foraj. Toate lucrările începe cu crearea unei fântâni, a cărei adâncime ar trebui să fie 50-150 de metri. Apoi, sonda geotermală este coborâtă, după care este conectată la pompă.

Pompă orizontală pentru apă freatică

Când este instalată o astfel de pompă, este necesar să se folosească un colector format dintr-un sistem de conducte. Ar trebui să fie situat sub nivelul de îngheț al solului. Precizia și adâncimea amplasării colectorului depind în mare măsură de zona climatică. În primul rând, se îndepărtează un strat de pământ. Apoi țevile sunt așezate și apoi sunt umplute cu pământ.

Puteți folosi și o altă modalitate - pozarea individuală a conductelor pentru apă într-un șanț pre-săpat. După ce ați decis să-l utilizați, mai întâi trebuie să săpați tranșee, în care adâncimea ar trebui să fie sub nivelul de îngheț.

Concluzie

Daca iti este costisitor sa folosesti un cazan electric pentru incalzirea locuintei, atunci poti opta pentru un sistem de incalzire bazat pe pompa de caldura. Pentru a economisi bani, puteți face singur o pompă de căldură. Designul său este simplu. Trebuie doar să vă rezervați puțin timp pentru a efectua această lucrare și pentru a cumpăra piesele și componentele necesare. După ce ați făcut-o, veți primi un sistem de încălzire care vă va permite să creați o atmosferă caldă la un cost minim.

Orice proprietar al unei case private caută să minimizeze costul încălzirii casei. În acest sens, pompele de căldură sunt semnificativ mai profitabile decât alte opțiuni de încălzire, oferind 2,5-4,5 kW de căldură per kilowatt de energie electrică consumată. partea din spate medalii: pentru a obține energie ieftină, va trebui să investești mulți bani în echipamente, cea mai modestă instalație de încălzire cu o capacitate de 10 kW va costa 3500 USD. e. (preț de pornire).

Singura modalitate de a reduce costurile de 2-3 ori este să faci o pompă de căldură cu propriile mâini (abreviat ca TN). Luați în considerare câteva opțiuni de lucru reale, colectate și testate de meșteri entuziaști în practică. Deoarece fabricarea unei unități complexe necesită cunoștințe de bază despre mașinile frigorifice, să începem cu teorie.

Caracteristicile și principiul de funcționare HP

Cum diferă o pompă de căldură de alte instalații pentru încălzirea caselor private:

• spre deosebire de cazane și încălzitoare, unitatea nu produce căldură de la sine, ci, ca un aparat de aer condiționat, o mută în interiorul clădirii;
• HP este numită pompă, deoarece „pompează” energie din surse de căldură de calitate scăzută - aerul ambiant, apă sau sol;
• unitatea este alimentată exclusiv de energie electrică consumată de compresor, ventilatoare, pompe de circulație și tablou de comandă;
• funcționarea unității se bazează pe ciclul Carnot utilizat în toate mașinile frigorifice, cum ar fi aparatele de aer condiționat și sistemele split.

În modul de încălzire, un sistem tradițional split funcționează în mod normal la temperaturi peste minus 5 grade, la îngheț puternic eficiența scade brusc

Referinţă. Căldura este conținută în orice substanță a cărei temperatură este peste zero absolut (minus 273 de grade). Tehnologii moderne permiteți să eliminați energia specificată din aer cu o temperatură de până la -30 °C, pământ și apă - până la +2 °C.

Ciclul de schimb de căldură Carnot implică fluidul de lucru - gaz freon, care fierbe la temperaturi sub zero. Evaporându-se și condensându-se alternativ în două schimbătoare de căldură, agentul frigorific absoarbe energia mediului și o transferă în interiorul clădirii. În general, principiul de funcționare al unei pompe de căldură repetă cel inclus în încălzire:

1. Fiind în fază lichidă, freonul se deplasează prin tuburile schimbătorului de căldură extern al evaporatorului, așa cum se arată în diagramă. Primind căldura aerului sau a apei prin pereții metalici, agentul frigorific se încălzește, fierbe și se evaporă.
2. Apoi gazul intră în compresor, care se presurizează la valoarea calculată. Sarcina sa este de a ridica punctul de fierbere al substanței, astfel încât freonul să se condenseze la o temperatură mai mare.
3. Trecând prin schimbătorul de căldură-condensator intern, gazul se transformă din nou într-un lichid și dă energia acumulată purtătorului de căldură (apa) sau direct aerului din cameră.
4. În ultima etapă, freonul lichid intră în separatorul de umiditate receptor, apoi în dispozitivul de reglare. Presiunea substanței scade din nou, freonul este gata să treacă printr-un al doilea ciclu.

Schema de funcționare a unei pompe de căldură este similară cu principiul de funcționare a unui sistem split

Notă. Sistemele convenționale split și pompele de căldură din fabrică au trasatura comuna– capacitatea de a transfera energie în ambele direcții și de a funcționa în 2 moduri – încălzire/răcire. Comutarea este implementată folosind o supapă de inversare cu patru căi care schimbă direcția fluxului de gaz de-a lungul circuitului.

În aparatele de aer condiționat casnice și HP sunt utilizate Tipuri variate fitinguri termostatice care reduc presiunea agentului frigorific înaintea evaporatorului. În sistemele split de uz casnic, un dispozitiv capilar simplu joacă rolul unui regulator; o supapă de expansiune termostatică (TRV) scumpă este instalată în pompe.

Rețineți că ciclul de mai sus are loc la toate tipurile de pompe de căldură. Diferența constă în metodele de furnizare/eliminare a căldurii, pe care le vom enumera mai jos.

Tipuri de fitinguri de accelerație: tub capilar (foto din stânga) și supapă de expansiune termostatică (TRV)

Varietăți de instalații

Conform clasificării general acceptate, HP-urile sunt împărțite în tipuri în funcție de sursa de energie primită și de tipul de lichid de răcire la care este transferat:

Referinţă. Soiurile de pompe de căldură sunt enumerate în ordinea creșterii costului echipamentului împreună cu instalarea. Instalațiile de aer sunt cele mai ieftine, instalațiile geotermale sunt scumpe.

Principalul parametru care caracterizează o pompă de căldură pentru încălzirea unei case este coeficientul de eficiență COP, egal cu raportul dintre energia primită și energia consumată. De exemplu, încălzitoarele de aer relativ ieftine nu se pot lăuda cu COP ridicat - 2,5 ... 3,5. Vă explicăm: după ce a cheltuit 1 kW de energie electrică, instalația furnizează 2,5-3,5 kW de căldură locuinței.

Metode de extragere a căldurii din sursele de apă: dintr-un iaz (stânga) și prin fântâni (dreapta)

Sistemele de apă și sol sunt mai eficiente, coeficientul lor real se află în intervalul 3…4,5. Performanța este o valoare variabilă care depinde de mulți factori: proiectarea circuitului de schimb de căldură, adâncimea de scufundare, temperatură și debitul de apă.

Un punct important. Pompele de căldură cu apă caldă nu pot încălzi lichidul de răcire până la 60-90 °C fără circuite suplimentare. Temperatura normală a apei de la HP este de 35 ... 40 de grade, cazanele câștigă clar aici. De aici și recomandarea producătorilor: conectați echipamentul la încălzire la temperatură joasă - apă.

Care TN este mai bine să colectați

Noi formulăm problema: trebuie să construiți o pompă de căldură de casă la cel mai mic cost. De aici rezultă o serie de concluzii logice:

1. Instalarea va trebui să folosească un minim de piese scumpe, astfel încât nu va fi posibilă atingerea unei valori COP ridicate. În ceea ce privește performanța, dispozitivul nostru va pierde în fața modelelor din fabrică.
2. În consecință, este inutil să faceți un HP cu aer pur, este mai ușor să îl utilizați în modul de încălzire.
3. Pentru a obține beneficii reale, trebuie să realizați o pompă de căldură aer-apă, apă-apă sau să construiți o instalație geotermală. În primul caz, puteți obține un COP de aproximativ 2-2,2, în rest - ajungeți la un indicator de 3-3,5.
4. Nu se va putea face fără circuite de încălzire prin pardoseală. Un lichid de răcire încălzit la 30-35 de grade este incompatibil cu o rețea de radiatoare, cu excepția regiunilor sudice.

Așezarea conturului extern al HP pe rezervor

Cometariu. Producătorii susțin: sistemul split invertor funcționează la o temperatură pe stradă de minus 15-30 ° C. În realitate, eficiența de încălzire este semnificativ redusă. Potrivit proprietarilor, în zilele geroase, unitatea interioară oferă un flux de aer abia cald.

Pentru a implementa versiunea pentru apă a HP, sunt necesare anumite condiții (opțional):

• un rezervor la 25-50 m de locuință, la o distanță mai mare, consumul de energie electrică va crește dramatic datorită unei pompe de circulație puternice;
• o fântână sau fântână cu o aprovizionare (debit) suficientă cu apă și un loc pentru scurgere (groapă, a doua fântână, jgheab, canalizare);
• canalizare prefabricată (dacă ai voie să te prăbușești în el).

Debitul apei subterane este ușor de calculat. În procesul de preluare a căldurii, un HP de casă își va scădea temperatura cu 4-5 ° C, de aici volumul fluxului este determinat prin capacitatea de căldură a apei. Pentru a obține 1 kW de căldură (luăm o deltă a temperaturii apei de 5 grade), trebuie să conduceți aproximativ 170 de litri printr-o pompă de căldură timp de o oră.

Încălzirea unei case cu o suprafață de 100 m² va necesita o putere de 10 kW și un consum de apă de 1,7 tone pe oră - un volum impresionant. O astfel de pompă de apă termală este potrivită pentru o casă mică de țară de 30-40 m², de preferință izolată.

Metode de extragere a căldurii prin pompe de căldură geotermale

Asamblare sistem geotermal mai real, deși procesul este destul de laborios. Opțiunea de așezare orizontală a țevii pe o zonă la o adâncime de 1,5 m este imediat respinsă - va trebui să luați cu lopata întreaga zonă sau să plătiți bani pentru serviciile de echipamente de terasament. Metoda de forare a puțurilor este mult mai ușor și mai ieftin de implementat, practic fără nicio perturbare a peisajului.

Cea mai simplă pompă de căldură dintr-un aparat de aer condiționat cu fereastră

După cum ați putea ghici, pentru fabricarea unei pompe de căldură apă-aer, este necesar un răcitor de geam în stare de funcționare. Este foarte de dorit să cumpărați un model echipat cu o supapă de inversare și capabil să funcționeze pentru încălzire, altfel va trebui să refaceți circuitul freon.

Sfat. Când cumpărați un aparat de aer condiționat uzat, acordați atenție plăcuței de identificare, care este afișată specificații aparat de uz casnic. Parametrul care vă interesează este (indicat în kilowați sau unități termice britanice - BTU).

Capacitatea de încălzire a aparatului este mai mare decât cea de refrigerare și este egală cu suma a doi parametri - performanța plus căldura generată de compresor

Cu puțin noroc, nici măcar nu trebuie să eliberați freon și să lipiți din nou tuburile. Cum se transformă un aparat de aer condiționat într-o pompă de căldură:

Recomandare. Dacă schimbătorul de căldură nu poate fi așezat în rezervor fără a rupe liniile de freon, încercați să evacuați gazul și să tăiați conductele în punctele potrivite (departe de evaporator). După asamblarea unității de schimb de căldură cu apă, circuitul va trebui să fie lipit și umplut cu freon. Cantitatea de agent frigorific este de asemenea indicată pe etichetă.

Acum rămâne să porniți un HP de casă și să reglați debitul de apă, obținând eficiență maximă. Vă rugăm să rețineți: încălzitorul improvizat folosește o „umplutură” complet din fabrică, tocmai ați mutat radiatorul din aer în lichid. Cum funcționează sistemul live, uitați-vă la videoclipul meșterului:

Realizarea unei instalatii geotermale

Dacă opțiunea anterioară vă permite să realizați economii aproximativ duble, atunci chiar și un circuit de pământ de casă va da un COP în regiunea de 3 (trei kilowați de căldură la 1 kW de energie electrică consumată). Adevărat, costurile financiare și cu forța de muncă vor crește, de asemenea, semnificativ.

Deși pe internet au fost publicate o mulțime de exemple de asamblare a unor astfel de dispozitive, nu există o instrucțiune universală cu desene. Vom oferi o versiune de lucru, asamblată și testată de un adevărat maestru acasă, deși multe lucruri vor trebui gândite și finalizate pe cont propriu - este dificil să punem toate informațiile despre pompele de căldură într-o singură publicație.

Calculul circuitului de pământ și schimbătoarelor de căldură cu pompă

Urmând propriile recomandări, trecem la calculele unei pompe geotermale cu sonde verticale în formă de U plasate în puțuri. Este necesar să aflați lungimea totală a conturului exterior și apoi - adâncimea și numărul de arbori verticali.

Date inițiale pentru exemplu: trebuie să încălziți o casă izolată privată cu o suprafață de 80 m² și o înălțime a tavanului de 2,8 m, situată pe banda din mijloc. nu vom produce pentru incalzire, vom determina necesarul de caldura pe suprafata, tinand cont de izolarea termica - 7 kW.

Opțional, puteți echipa un colector orizontal, dar apoi va trebui să alocați o suprafață mare pentru excavare

O precizare importantă. Calculele tehnice ale pompelor de căldură sunt destul de complexe și necesită calificări înalte ale interpretului; cărți întregi sunt dedicate acestui subiect. Articolul oferă calcule simplificate preluate din experiența practică a constructorilor și meșterilor - iubitori de produse de casă.

Intensitatea schimbului de căldură dintre sol și lichidul neîngheț care circulă de-a lungul conturului depinde de tipul de sol:

• 1 metru de rulare dintr-o sondă verticală scufundată în apele subterane va primi aproximativ 80 W de căldură;
• în solurile pietroase, îndepărtarea căldurii va fi de aproximativ 70 W/m;
• solurile argiloase saturate cu umiditate vor degaja aproximativ 50 W la 1 m de colector;
• roci uscate - 20 W / m.

Referinţă. Sonda verticală este formată din 2 bucle de țevi coborâte pe fundul puțului și umplute cu beton.

Un exemplu de calcul al lungimii unei țevi. Pentru a extrage necesarul de 7 kW de energie termică din roca de argilă brută, trebuie să împărțiți 7000 W la 50 W / m, obținem o adâncime totală a sondei de 140 m. Acum conducta este distribuită peste puțuri adânci de 20 m, pe care le puteți puteți găuri cu propriile mâini. Un total de 7 foraje a 2 bucle de schimb de caldura, lungimea totala a conductei este de 7 x 20 x 4 = 560 m.

Următorul pas este calcularea zonei de schimb de căldură a evaporatorului și a condensatorului. Diverse resurse și forumuri de pe Internet oferă câteva formule de calcul, în majoritatea cazurilor acestea sunt incorecte. Nu ne vom lua libertatea de a recomanda astfel de metode și de a vă induce în eroare, dar vă vom oferi câteva opțiuni complicate:

1. Contactați orice producător cunoscut de schimbătoare de căldură cu plăci, cum ar fi Alfa Laval, Kaori, Anvitek și așa mai departe. Puteți accesa site-ul oficial al mărcii.
2. Completați formularul de selecție a schimbătorului de căldură sau sunați managerul și comandați selecția unității, listând parametrii mediului (antigel, freon) - temperatura de intrare și ieșire, încărcare termică.
3. Specialistul companiei va face calculele necesare și va oferi model potrivit schimbător de căldură. Printre caracteristicile sale o veți găsi pe cea principală - suprafața de schimb.

Unitățile cu plăci sunt foarte eficiente, dar scumpe (200-500 euro). Este mai ieftin să asamblați un schimbător de căldură cu carcasă și tub dintr-un tub de cupru cu un diametru exterior de 9,5 sau 12,7 mm. Înmulțiți cifra emisă de producător cu un factor de siguranță de 1,1 și împărțiți la circumferința țevii, obțineți filmarea.

Un schimbător de căldură cu plăci din oțel inoxidabil este o opțiune ideală de evaporator, este eficient și ocupă puțin spațiu. Problema este prețul ridicat al produsului

Exemplu. Suprafața de schimb de căldură a unității propuse a fost de 0,9 m². Alegând un tub de cupru ½ "cu un diametru de 12,7 mm, calculăm circumferința în metri: 12,7 x 3,14 / 1000 ≈ 0,04 m. Determinați filmarea totală: 0,9 x 1,1 / 0,04 ≈ 25 m.

Echipamente și materiale

Viitoarea pompă de căldură se propune să fie construită pe baza unei unități exterioare a unui sistem split de capacitate adecvată (indicată pe plăcuță). De ce este mai bine să folosiți un aparat de aer condiționat uzat:

• dispozitivul este deja echipat cu toate componentele - un compresor, o accelerație, un receptor și un electrician de pornire;
• schimbătoarele de căldură de casă pot fi plasate în corpul mașinii de refrigerare;
• există porturi de serviciu convenabile pentru alimentarea cu freon.

Notă. Utilizatorii familiarizați cu acest subiect selectează echipamentele separat - compresor, supapă de expansiune, controler și așa mai departe. Dacă aveți experiență și cunoștințe, o astfel de abordare este binevenită.

Nu este recomandabil să asamblați o pompă de căldură pe baza unui frigider vechi - puterea unității este prea mică. În cel mai bun caz, va fi posibil să „strângeți” până la 1 kW de căldură, ceea ce este suficient pentru a încălzi o cameră mică.

Pe lângă blocul extern „split”, veți avea nevoie de următoarele materiale:

• Conducta HDPE Ø20 mm - la circuitul de pamant;
• fitinguri din polietilenă pentru asamblarea colectoarelor și conectarea la schimbătoare de căldură;
• pompe de circulație - 2 buc.;
• manometre, termometre;
• furtun de apă de înaltă calitate sau conductă HDPE cu un diametru de 25-32 mm pentru carcasa evaporatorului și condensatorului;
• tub de cupru Ø9,5-12,7 mm cu grosimea peretelui de minim 1 mm;
• izolații pentru conducte și linii de freon;
• kit pentru etanșarea cablurilor de încălzire așezate în interiorul sistemului de alimentare cu apă (necesar pentru etanșarea capetelor țevilor de cupru).

Kit bucșe pentru intrarea etanșă a tubului de cupru

Ca lichid de răcire extern, se folosește o soluție salină de apă sau antigel pentru încălzire - etilenglicol. Veți avea nevoie și de o sursă de freon, a cărui marcă este indicată pe plăcuța de identificare a sistemului split.

Asamblarea schimbătorului de căldură

Înainte de a începe lucrările de instalare, modulul exterior trebuie dezasamblat - îndepărtați toate capacele, îndepărtați ventilatorul și un radiator obișnuit mare. Dezactivați solenoidul care controlează supapa de inversare dacă nu intenționați să utilizați pompa ca lichid de răcire. Senzorii de temperatură și presiune trebuie păstrați.

Ordinea de asamblare a unității principale HP:

1. Fabricați condensatorul și evaporatorul inserând un tub de cupru în interiorul lungimii estimate a furtunului. La capete, instalați teuri pentru conectarea la pământ și a circuitelor de încălzire, etanșați țevile de cupru proeminente cu un kit special de cabluri de încălzire.
   
2. Folosind o bucată de țeavă de plastic Ø150-250 mm ca miez, înfășurați circuitele cu două țevi de casă și aduceți capetele în direcția corectă, așa cum se face în videoclipul de mai jos.
3. Așezați și fixați ambele schimbătoare de căldură cu carcasă și tub în locul radiatorului standard, lipiți tuburile de cupru la bornele corespunzătoare. Un schimbător de căldură-condensator „fierbinte” este cel mai bine conectat la porturile de serviciu.
   
4. Instalați din fabrică senzori care măsoară temperatura agentului frigorific. Izolați secțiunile goale ale tuburilor și schimbătoarele de căldură în sine.
5. Instalați termometre și manometre pe conductele de apă.

Sfat. Dacă intenționați să instalați unitatea principală în aer liber, trebuie să luați măsuri pentru a preveni înghețarea uleiului din compresor. Achiziționați și instalați un kit de iarnă pentru încălzirea electrică a baghetei de ulei.

Pe forumurile tematice, există o altă modalitate de a face un evaporator - un tub de cupru este înfășurat în spirală, apoi introdus într-un recipient închis (rezervor sau butoi). Opțiunea este destul de rezonabilă în număr mare se întoarce, atunci când schimbătorul de căldură calculat pur și simplu nu se potrivește în carcasa aparatului de aer condiționat.

Dispozitiv cu buclă de masă

În această etapă, se efectuează lucrări de terasament simple, dar care necesită timp și amplasarea sondelor în puțuri. Acesta din urmă se poate face manual sau se poate invita o mașină de găurit. Distanța dintre puțurile adiacente este de cel puțin 5 m. Procedura de lucru ulterioară:

1. Săpați un șanț de mică adâncime între găurile pentru așezarea conductelor de alimentare.
2. Coborâți 2 bucle de țevi de polietilenă în fiecare gaură și umpleți gropile cu beton.
3. Aduceți liniile la punctul de conectare și montați distribuitorul comun folosind fitinguri HDPE.
4. Izolați conductele așezate în pământ și acoperiți cu pământ.

În stânga în fotografie - coborârea sondei în conducta de plastic a carcasei, în dreapta - așezarea creionului de ochi în șanț

Un punct important. Înainte de betonare și umplere, asigurați-vă că ați verificat etanșeitatea circuitului. De exemplu, conectați un compresor de aer la colector, presurizați 3-4 bari și lăsați timp de câteva ore.

Când conectați autostrăzile, ghidați-vă după diagrama de mai jos. Ramurile cu robinete vor fi necesare la umplerea sistemului cu saramură sau etilenglicol. Conduceți cele două conducte principale de la colector la pompa de căldură și conectați-le la schimbătorul de căldură „rece” al evaporatorului.

În cele mai înalte puncte ale ambelor circuite de apă, trebuie instalate orificii de aerisire; acestea nu sunt prezentate în mod convențional în diagramă

Nu uitați să instalați unitatea de pompare responsabilă de circulația lichidului, direcția de curgere este spre freonul din evaporator. Mediile care trec prin condensator și evaporator trebuie să se deplaseze unul spre celălalt. Cum să umpleți corect liniile părții „rece”, vedeți videoclipul:

În mod similar, condensatorul este conectat la sistemul de încălzire prin pardoseală a casei. Nu este necesar să instalați o unitate de amestec cu o supapă cu trei căi din cauza temperaturii scăzute pe tur. Dacă este necesar să combinați HP cu alte surse de căldură (colectori solari, cazane), utilizați ieșiri multiple.

Umplerea și pornirea sistemului

După instalarea și conectarea unității la rețea, începe o etapă importantă - umplerea sistemului cu agent frigorific. O capcană vă așteaptă aici: nu știți cât de mult freon trebuie încărcat, deoarece volumul circuitului principal a crescut semnificativ datorită instalării unui condensator de casă cu un evaporator.

Problema este rezolvată prin metoda de realimentare în funcție de presiunea și temperatura supraîncălzirii freonului, măsurată la admisia compresorului (freonul este furnizat acolo în stare gazoasă). instrucțiuni detaliate la umplere metoda de măsurare a temperaturii este prevăzută în.

A doua parte a videoclipului prezentat arată cum să umpleți sistemul cu freon marca R22 în funcție de presiunea și temperatura supraîncălzirii agentului frigorific:

După realimentare, porniți ambele pompe de circulatie la prima viteză și porniți compresorul să funcționeze. Controlați temperatura saramurii și a lichidului de răcire intern folosind termometre. În timpul fazei de încălzire, conductele de agent frigorific se pot îngheța, iar apoi înghețul ar trebui să se topească.

Concluzie

Realizarea și funcționarea unei pompe de căldură geotermală cu propriile mâini este foarte dificilă. Cu siguranță, vor fi necesare îmbunătățiri repetate, remedieri de erori, ajustări. De regulă, majoritatea defecțiunilor la HP-urile de casă apar din cauza asamblarii sau umplerii necorespunzătoare a circuitului principal de schimb de căldură. Dacă unitatea a eșuat imediat (au funcționat automatele de siguranță) sau lichidul de răcire nu se încălzește, merită să sunați la tehnicianul frigorific - acesta va diagnostica și va indica greșelile făcute.

Căutarea surselor alternative care furnizează energie pentru multe domenii ale activității umane a devenit În ultima vreme sarcina reală. Oamenii tind să folosească mai activ energia soarelui, vântului și a surselor de apă pentru a reduce costul rezolvării problemelor asociate cu alimentarea cu căldură a clădirilor. În același timp, problema ecologiei este de o importanță nu mică, deoarece reducerea emisiilor nocive care poluează atmosfera este mai importantă ca niciodată.

Pentru a crea condiții de viață favorabile și confortabile în sectorul locativ în anul trecut a început să folosească turbine eoliene, colectoare solare, generatoare de căldură economice concomitent cu implementarea măsurilor care ajută la creșterea izolației termice a instalației de alimentare cu căldură.

Potrivit profesioniștilor care lucrează în acest domeniu, utilizarea surselor geotermale de energie termică - pompe speciale - este considerată o măsură eficientă și economică. Dispozitivul lor fundamental vă permite să extrageți căldură din mediu, să o transformați și să o mutați la locul de aplicare (mai detaliat: "").

Sursele de energie pentru pompele de căldură sunt apa, aerul, solul, iar procesul de generare a căldurii are loc datorită utilizării proprietăți fizice anumite substanțe numite agenți frigorifici. Sunt capabili să fiarbă chiar și la temperaturi scăzute.

Coeficientul de performanta al pompelor de caldura, datorita caracteristicilor lor, ajunge la 3-5 unitati. Aceasta înseamnă că atunci când dispozitivul consumă 100 W de energie electrică în timpul funcționării, consumatorii primesc aproximativ 0,5 kW de putere de încălzire.

Procedura de calcul pentru pompele de căldură

Decizia privind alegerea și calculul pompelor de căldură, ca în fotografie, prezintă o anumită dificultate.

Rezultatul calculului depinde în principal de caracteristicile individuale ale clădirii încălzite și constă din mai multe etape:

1. În primul rând, ele determină pierderea de căldură care are loc prin anvelopa clădirii (acestea includ ferestre, uși, pereți, tavane). Pentru a face acest lucru, utilizați următoarea formulă:
   
   Qoc \u003d Sx (tin - tout) x (1 + Σ β) x n / Rt (W), undeS - suma suprafețelor tuturor structurilor de împrejmuire (m²);
   tvn - temperatura aerului din interiorul clădirii (°С);
   tout - temperatura aerului exterior (°С);
   
   n este un coeficient care reflectă influența spațiului înconjurător asupra caracteristicilor structurii. Dacă camera este în contact direct cu mediul exterior prin podea, atunci acest indicator este 1. Când obiectul are podele de mansardă, n este 0,9. Dacă obiectul este situat deasupra subsolului, coeficientul este 0,75 (mai multe detalii: "").
   β este coeficientul de pierdere suplimentară de căldură, în funcție de tipul clădirii și de localizarea sa geografică. Acest indicator, când se calculează pompa de căldură, este în intervalul de la 0,05 la 0,27;Rt este un indicator al rezistenței termice, care este determinat de următoarea formulă:Rt \u003d 1 / α în interior + Σ (δі / λі) + 1 / α în exterior (m²x ° С / W), unde:α int - coeficient care caracterizează absorbția termică a suprafețelor interioare ale structurilor de gard (W / m²x ° С);
   δі / λі - este un indicator calculat al conductivității termice a materialelor utilizate în construcții;
   α nar - valoarea disipării termice a suprafețelor exterioare ale structurilor de gard (W / m²x ° С);
2. Apoi, pentru a face calculul pompelor de căldură, aplicați formula pentru a determinapierderea totală de căldură a clădirii:
   
   Qt.pot \u003d Qok + Qi - Qbp, unde:
   
   Qi - costul încălzirii aerului care intră prin locuri naturale libere;
   Qbp ​​​​este eliberarea de căldură ca urmare a funcționării aparatelor de uz casnic și a activității umane.
3. În această etapă, energia termică consumată este calculată pentru fiecare dintre obiectele pe parcursul anului:Qan = 24x0,63xQt. sudoare.х((dх (tin - tout)/ (tin - tout)) kWh), unde:
   tout.avg - media aritmetică a temperaturilor care se înregistrează la aerul exterior pe toată perioada de încălzire;
   d este numărul de zile din sezonul de încălzire.
4. Apoi trebuie să determinați puterea termică necesară pentru a încălzi apa în timpul anului, pentru care este folosită expresia:
   
   Qhv \u003d V x17 (kW / oră pentru anul calendaristic), unde
   V x17 - volumul zilnic de încălzire a apei până la 50 ° С.
5. Consumul total de energie termică este determinat de formula:
   
   Q \u003d Qgw + Qan (kW / h timp de un an)

Beneficiile utilizării unei pompe de căldură, vezi videoclipul:

După ce calculul pompei de căldură este finalizat, ținând cont de datele obținute, încep să selecteze acest dispozitiv pentru a asigura alimentarea cu căldură și alimentarea cu apă caldă. În acest caz, puterea calculată este determinată pe baza expresiei:
Qtn \u003d 1.1xQ, unde:

1.1 este un factor de corecție, deoarece atunci când apar temperaturi critice, sarcinile pe pompa de căldură pot crește.

Când se fac calculele necesare, este ușor să alegeți o pompă de căldură potrivită pentru o cameră dată, care va oferi un microclimat confortabil în ea pentru oamenii din cameră.