Lämpöpumpputyypit kodin lämmitykseen

Lämpöpumppujen mallityypit

HP:n tyyppi merkitään yleensä lauseella, joka ilmaisee lämmitysjärjestelmän lähdeaineen ja lämmönsiirtoaineen.

On olemassa seuraavat lajikkeet:

• TN "ilma - ilma";
• TN "ilma - vesi";
• TN "maa - vesi";
• TN "vesi - vesi".

Aivan ensimmäinen vaihtoehto on perinteinen split-järjestelmä, joka toimii lämmitystilassa. Höyrystin on asennettu kadulle, ja talon sisään on asennettu lauhduttimella varustettu lohko. Jälkimmäinen puhalletaan tuulettimella, jonka ansiosta huoneeseen syötetään lämmin ilmamassa.

Jos tällainen järjestelmä on varustettu erityisellä lämmönsiirtimellä, jossa on haaraputkia, saadaan ilma-vesilämpöpumppu. Se on liitetty vesilämmitysjärjestelmään.

Ilma-ilma- tai ilma-vesi-lämpöpumppuhöyrystin voidaan sijoittaa ei kadulle, vaan poistoilmakanavaan (se on pakko pakottaa). Tässä tapauksessa HP:n tehokkuus kasvaa useita kertoja.

"Vesi-vesi"- ja "maa-vesi"-tyyppiset lämpöpumput käyttävät ns. ulkoista lämmönvaihdinta tai, kuten sitä myös kutsutaan, keräilijää lämmön poistamiseen.

Kaavio lämpöpumpusta

Tämä on pitkä silmukkaputki, yleensä muovia, jonka läpi nestemäinen väliaine kiertää huuhteleen höyrystimen. Molemmat HP-tyypit ovat sama laite: yhdessä tapauksessa keräin upotetaan pintasäiliön pohjalle ja toisessa maahan. Tällaisen HP:n lauhdutin sijaitsee lämmönvaihtimessa, joka on kytketty vesilämmitysjärjestelmään.

HP:n kytkeminen "vesi - vesi" -järjestelmän mukaan on paljon vähemmän työlästä kuin "maa - vesi", koska maatöitä ei tarvita. Säiliön pohjassa putki asetetaan spiraalin muodossa. Tietenkin vain sellainen vesistö sopii tähän järjestelmään, joka ei jäädy pohjaan talvella.

On aika tutkia ulkomaisia ​​kokemuksia yksityiskohtaisesti

Melkein kaikki tietävät jo lämpöpumpuista, jotka pystyvät ottamaan lämpöä rakennusten lämmittämiseen, ja jos potentiaalinen asiakas on viime aikoihin asti pääsääntöisesti kysynyt hämmentyneen kysymyksen "miten tämä on mahdollista?", Nyt kysymys "miten se on oikein" on kuullaan yhä enemmän. tehdä?".

Tähän kysymykseen ei ole helppoa vastata.

Etsiessään vastausta lukuisiin kysymyksiin, joita väistämättä syntyy, kun yritetään suunnitella lämmitysjärjestelmiä lämpöpumpuilla, on suositeltavaa kääntyä niiden maiden asiantuntijoiden kokemukseen, joissa maalämmönvaihtimien lämpöpumppuja on käytetty pitkään.

Vierailu * amerikkalaiseen AHR EXPO-2008 -näyttelyyn, joka toteutettiin pääasiassa saadakseen tietoa maalämmönvaihtimien teknisten laskelmien menetelmistä, ei tuonut suoria tuloksia tähän suuntaan, mutta ASHRAE-näyttelyosastolla myytiin kirja, joidenkin määräysten perusteella nämä julkaisut laadittiin.

On heti sanottava, että amerikkalaisten menetelmien siirtäminen kotimaahan ei ole helppo tehtävä. Amerikkalaiset eivät tee asioita niin kuin he tekevät Euroopassa. Vain he mittaavat aikaa samoissa yksiköissä kuin me. Kaikki muut mittayksiköt ovat puhtaasti amerikkalaisia ​​tai pikemminkin brittiläisiä. Amerikkalaiset olivat erityisen epäonnisia lämpövuon kanssa, joka voidaan mitata sekä brittiläisinä lämpöyksiköinä aikayksikköä kohti että tonneina jäähdytystä, joka luultavasti keksittiin Amerikassa.

Suurin ongelma ei kuitenkaan ollut Yhdysvalloissa hyväksyttyjen mittayksiköiden uudelleenlaskemisen tekninen vaikeus, johon lopulta voi tottua, vaan se, että mainitussa kirjassa ei ollut selkeää metodologista perustaa laskenta-algoritmin rakentamiselle. Liian paljon tilaa annetaan rutiineille ja tunnetuille laskentamenetelmille, kun taas jotkut tärkeät säännökset jäävät täysin julkistamatta.

Etenkään sellaisia ​​fysikaalisesti liittyviä syöttötietoja pystysuorien maalämmönvaihtimien laskemiseen, kuten lämmönvaihtimessa kiertävän nesteen lämpötilaa ja lämpöpumpun muunnoskerrointa, ei voida asettaa mielivaltaisesti ja ennen kuin edetään epävakaaseen lämpöön liittyviin laskelmiin. Siirto maassa, on tarpeen määrittää näitä vaihtoehtoja yhdistävät riippuvuudet.

Lämpöpumpun hyötysuhteen kriteerinä on muuntokerroin α, jonka arvon määrää sen lämpötehon suhde kompressorin sähkökäytön tehoon. Tämä arvo on funktio haihduttimen kiehumislämpötiloista t_u ja kondensaatio t_k, ja lämpöpumppujen "vesi-vesi" suhteen voidaan puhua nesteen lämpötilasta höyrystimen ulostulossa t_2I ja kondensaattorin t lähdössä_2K:

? = ?(t_2I,t_2K).         (1)

Sarjajäähdytyskoneiden ja vesi-vesilämpöpumppujen luetteloominaisuuksien analyysi mahdollisti tämän toiminnon näyttämisen kaavion muodossa (kuva 1).

Kaavion avulla on helppo määrittää lämpöpumpun parametrit suunnittelun alkuvaiheessa. On selvää, että jos esimerkiksi lämpöpumppuun liitetty lämmitysjärjestelmä on suunniteltu syöttämään 50°C menolämpötilaa olevaa lämmitysainetta, niin lämpöpumpun suurin mahdollinen muuntokerroin on noin 3,5. Samanaikaisesti glykolin lämpötila höyrystimen ulostulossa ei saa olla alle +3°C, mikä tarkoittaa, että tarvitaan kallis maalämmönvaihdin.

Samanaikaisesti, jos taloa lämmitetään lattialämmityksellä, lämpöpumpun lauhduttimesta tulee lämmitysjärjestelmään jäähdytysnestettä, jonka lämpötila on 35 °C. Tässä tapauksessa lämpöpumppu voi toimia tehokkaammin esimerkiksi muuntokertoimella 4,3, jos jäähdytetyn glykolin lämpötila höyrystimessä on noin -2°C.

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

? = 0,1729 • (41,5 + t_2I – 0,015t_2I • t_2K – 0,437 • t_2K      (2)

Jos halutulla muuntokertoimella ja annetulla lämpöpumpulla toimivan lämmitysjärjestelmän jäähdytysnesteen lämpötilan arvolla on tarpeen määrittää höyrystimessä jäähdytetyn nesteen lämpötila, yhtälö (2) voidaan esittää seuraavasti:

         (3)

Voit valita lämmitysjärjestelmän lämmönsiirtoaineen lämpötilan lämpöpumpun muunnoskertoimen tietyille arvoille ja nesteen lämpötilalle höyrystimen ulostulossa käyttämällä kaavaa:

    (4)

Kaavoissa (2)…(4) lämpötilat ilmaistaan ​​Celsius-asteina.

Kun nämä riippuvuudet on selvitetty, voimme nyt siirtyä suoraan amerikkalaiseen kokemukseen.

Lämpöpumppujen laskentamenetelmät

Tietysti lämpöpumpun valinta- ja laskentaprosessi on teknisesti erittäin monimutkainen toimenpide ja riippuu kohteen yksilöllisistä ominaisuuksista, mutta suunnilleen se voidaan tiivistää seuraaviin vaiheisiin:

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

Qok \u003d S * ( tina - tout) * (1 + Σ β ) * n / Rt (W) missä

tout - ulkoilman lämpötila (°C);

tina – sisäilman lämpötila (°C);

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

n on kerroin, joka ilmaisee ympäristön vaikutuksen kohteen ominaisuuksiin. Tiloihin, jotka ovat suorassa kosketuksessa ulkoiseen ympäristöön kattojen kautta n=1; kohteille, joissa on ullakkokerros n=0,9; jos kohde sijaitsee kellarin yläpuolella n = 0,75;

β on lisälämpöhäviön kerroin, joka riippuu rakennuksen tyypistä ja sen maantieteellisestä sijainnista; β voi vaihdella välillä 0,05 - 0,27;

Rt - lämpövastus, määritetään seuraavalla lausekkeella:

Rt = 1/a_sisäinen + Σ ( δ_i /λ_i ) + 1/α_kerrossänky (m2*°С / W), jossa:

δ_i / λі on rakentamisessa käytettyjen materiaalien lämmönjohtavuuden laskettu indikaattori.

α_kerrossänky- ympäröivien rakenteiden ulkopintojen lämpöhäviökerroin (W / m2 * ° C);

α_sisäinen- ympäröivien rakenteiden sisäpintojen lämpöabsorptiokerroin (W / m2 * ° C);

- Rakenteen kokonaislämpöhäviö lasketaan kaavan mukaan:

Qt.pot \u003d Qok + Qi - Qbp, jossa:

Qi - energiakustannukset huoneeseen luonnollisten vuotojen kautta tulevan ilman lämmittämiseen;

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

2. Saatujen tietojen perusteella lasketaan lämpöenergian vuosikulutus kullekin yksittäiselle kohteelle:

Qvuosi = 24*0,63*Qt. hiki.*(( d*( tina — tout.av.)/ ( tina — tout.)) (kWh vuodessa), jossa:

tvn - suositeltu ilman lämpötila huoneen sisällä;

tout - ulkoilman lämpötila;

tout.average - ulkoilman lämpötilan aritmeettinen keskiarvo koko lämmityskaudelta;

d on lämmitysjakson päivien lukumäärä.

3. Täydellistä analyysiä varten on myös tarpeen laskea lämpötehon taso, joka tarvitaan veden lämmittämiseen:

Qhv \u003d V * 17 (kW / h vuodessa.), jossa:

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

Sitten lämpöenergian kokonaiskulutus määritetään kaavalla:

Q \u003d Qgw + Qyear (kW / h vuodessa.)

Saadut tiedot huomioon ottaen ei ole vaikeaa valita sopivinta lämpöpumppua lämmitykseen ja kuumaan käyttövesihuoltoon. Lisäksi laskettu teho määritetään seuraavasti. Qtn=1,1*Q, missä:

Qtn=1,1*Q, missä:

1.1 - korjauskerroin, joka osoittaa mahdollisuuden lisätä lämpöpumpun kuormitusta kriittisten lämpötilojen esiintyessä.

Kun olet suorittanut lämpöpumppujen laskelman, voit valita sopivimman lämpöpumpun, joka pystyy tarjoamaan vaaditut mikroilmastoparametrit huoneissa, joilla on kaikki tekniset ominaisuudet. Ja kun otetaan huomioon mahdollisuus integroida tämä järjestelmä lämmitetyn lattian ilmastointilaitteeseen, sen toiminnallisuuden lisäksi sen korkea esteettinen arvo on huomattava.

Lue lisää:

Kuinka laskea oikein HP:n kaivojen lukumäärä ja syvyys, löytyy seuraavasta videosta:

Jos pidit materiaalista, olen kiitollinen, jos suosittelet sitä ystävillesi tai jätät hyödyllisen kommentin.

Lämpöpumpputyypit

Lämpöpumput jaetaan kolmeen päätyyppiin matalalaatuisen energian lähteen mukaan:

• ilmaa.
• Pohjustus.
• Vesi - Lähde voi olla pohjavesi ja pinnalla olevat vesistöt.

Vesilämmitysjärjestelmissä, jotka ovat yleisempiä, käytetään seuraavan tyyppisiä lämpöpumppuja:

"Ilma-vesi" - ilmalämpöpumppu, joka lämmittää rakennusta imemällä ilmaa ulkopuolelta ulkoisen yksikön kautta. Se toimii ilmastointilaitteen periaatteella, vain päinvastoin, muuttaen ilman energian lämmöksi. Tällainen lämpöpumppu ei vaadi suuria asennuskustannuksia, sen ei tarvitse varata sille maata ja lisäksi porata kaivoa. Kuitenkin toiminnan tehokkuus matalissa lämpötiloissa (-25ºС) laskee ja tarvitaan lisälämpöenergian lähde.

"Pohjavesi"-laite viittaa geotermiseen ja tuottaa maasta lämpöä maaperän jäätymisen alapuolelle sijoitettua keräilijää käyttäen. On myös riippuvuutta kohteen pinta-alasta ja maisemasta, jos keräilijä sijaitsee vaakasuorassa. Pystysuuntaista järjestelyä varten kaivo on porattava.

"Vesi-vesi" asennetaan sinne, missä lähellä on säiliö tai pohjavesi. Ensimmäisessä tapauksessa keräin asetetaan säiliön pohjalle, toisessa porataan kaivo tai useita, jos paikan pinta-ala sen sallii. Joskus pohjaveden syvyys on liian suuri, joten tällaisen lämpöpumpun asennuskustannukset voivat olla erittäin korkeat.

Jokaisella lämpöpumpputyypillä on omat hyvät ja huonot puolensa, jos rakennus on kaukana vesistöstä tai pohjavesi on liian syvää, vesi-veteen ei toimi."Ilma-vesi" on merkityksellinen vain suhteellisen lämpimillä alueilla, joilla ilman lämpötila kylmän kauden aikana ei laske alle -25 º C.

Lämpöpumpun tehon laskentamenetelmä

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

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

• Q on lämpöhäviö (kcal/tunti). 1 kWh = 860 kcal/h;
• V on talon tilavuus m3 (kerrotaan pinta-ala kattojen korkeudella);
• ∆Т on tilojen ulko- ja sisälämpötilojen suhde vuoden kylmimmän ajanjakson aikana, °C. Sisäisestä tº vähennämme ulkoisen;
• k on rakennuksen yleinen lämmönsiirtokerroin. Tiilirakennukselle, jossa on kaksi muurauskerrosta k=1; hyvin eristetty rakennus k=0,6.

Näin ollen lämpöpumpun tehon laskenta 100 neliömetrin tiilitalon ja 2,5 m kattokorkeuden lämmittämiseen ttº:n erolla -30º ulkopuolelta +20º sisälle on seuraava:

Q \u003d (100 x 2,5) x (20- (-30)) x 1 \u003d 12500 kcal / tunti

12500/860= 14,53 kW. Eli tavalliselle tiilitalolle, jonka pinta-ala on 100 m2, tarvitset 14 kilowatin laitteen.

Kuluttaja hyväksyy lämpöpumpun tyypin ja tehon valinnan useiden ehtojen perusteella:

• alueen maantieteelliset ominaisuudet (vesistöjen läheisyys, pohjaveden esiintyminen, vapaa alue keräilijälle);
• ilmasto-ominaisuudet (lämpötila);
• huoneen tyyppi ja sisätilavuus;
• taloudellisia mahdollisuuksia.

Kaikki edellä mainitut näkökohdat huomioon ottaen pystyt tekemään parhaan varustevalinnan. Lämpöpumpun tehokkaampaa ja oikeampaa valintaa varten on parempi ottaa yhteyttä asiantuntijoihin, he voivat tehdä yksityiskohtaisempia laskelmia ja tarjota laitteiston asennuksen taloudellisen kannattavuuden.

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

Nykyään näitä laitteita alettiin käyttää päinvastaisen toiminnan suorittamiseen - kodin lämmittämiseen kylmän vuodenajan aikana.

Katsotaanpa, kuinka lämpöpumppuja käytetään omakotitalojen lämmittämiseen ja mitä sinun on tiedettävä, jotta voit laskea kaikki sen komponentit oikein.

Esimerkki lämpöpumpun laskennasta

Valitsemme lämpöpumpun yksikerroksisen talon lämmitysjärjestelmään, jonka kokonaispinta-ala on 70 neliömetriä. m vakiokattokorkeudella (2,5 m), järkevällä arkkitehtuurilla ja nykyaikaisten rakennusmääräysten vaatimukset täyttävillä kotelointirakenteilla. 1. neliön lämmitykseen. m tällaisesta esineestä, yleisesti hyväksyttyjen standardien mukaan, sinun on käytettävä 100 W lämpöä. Joten koko talon lämmittämiseen tarvitset:

Q \u003d 70 x 100 \u003d 7000 W \u003d 7 kW lämpöenergiaa.

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

Keräilijän laskelma

Keräimen rakentamiseen varatun alueen maaperä on savimaista, pohjaveden taso korkea (lämpöarvoksi otetaan p = 35 W/m).

Keräimen teho määritetään kaavalla:

Qk \u003d L - N \u003d 7,7 - 2,5 \u003d 5,2 kW.

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

Sen perusteella, että yli 100 metrin pituisen piirin asettaminen on järjetöntä liian suuren hydraulivastuksen vuoksi, oletamme seuraavaa: lämpöpumpun keräin koostuu kahdesta piiristä - 100 m ja 50 m pitkä.

Keräimen alle otettava paikan pinta-ala määritetään kaavalla:

S = L x A,

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

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

Lämpöpumpun takaisinmaksu

Mitä tulee siihen, kuinka kauan ihminen pystyy palauttamaan johonkin sijoittamansa rahat, se tarkoittaa, kuinka kannattavaa itse sijoitus oli. Lämmitysalalla kaikki on melko vaikeaa, koska tarjoamme itsellemme mukavuutta ja lämpöä, ja kaikki järjestelmät ovat kalliita, mutta tässä tapauksessa voit etsiä vaihtoehtoa, joka palauttaisi käytetyt rahat vähentämällä kustannuksia käytössä. Ja kun alat etsiä sopivaa ratkaisua, vertailet kaikkea: kaasukattilaa, lämpöpumppua tai sähkökattilaa. Analysoimme, mikä järjestelmä maksaa itsensä takaisin nopeammin ja tehokkaammin.

Takaisinmaksun käsite, tässä tapauksessa lämpöpumpun käyttöönotto nykyisen lämmönjakelujärjestelmän modernisoimiseksi, voidaan yksinkertaisesti selittää seuraavasti:

On yksi järjestelmä - yksittäinen kaasukattila, joka tarjoaa itsenäisen lämmityksen ja kuuman veden. On jaettu ilmastointilaite, joka toimittaa kylmää yhteen huoneeseen. Asennettu 3 split-järjestelmää eri huoneisiin.

Ja on olemassa edullisempi edistynyt tekniikka - lämpöpumppu, joka lämmittää / jäähdyttää taloja ja lämmittää vettä oikeissa määrin taloon tai asuntoon. On tarpeen selvittää, kuinka paljon laitteiden kokonaiskustannukset ja alkukustannukset ovat muuttuneet, sekä arvioida, kuinka paljon valittujen laitetyyppien vuosittaiset käyttökustannukset ovat laskeneet. Ja määrittää, kuinka monta vuotta kalliimmat laitteet maksavat itsensä takaisin saavutetuilla säästöillä. Ihannetapauksessa useita ehdotettuja suunnitteluratkaisuja verrataan ja niistä valitaan kustannustehokkain.

Laskemme ja selvitämme mikä on lämpöpumpun takaisinmaksuaika Ukrainassa

Harkitse konkreettista esimerkkiä

• Talo 2 kerroksessa, hyvin eristetty, kokonaispinta-ala 150 neliömetriä.
• Lämmön/lämmityksen jakelujärjestelmä: piiri 1 - lattialämmitys, piiri 2 - patterit (tai tuuletinpatteriyksiköt).
• Asennettuna on kaasukattila lämmitykseen ja käyttövesihuoltoon, esimerkiksi 24kW, kaksipiirinen.
• Jaettu ilmastointijärjestelmä talon 3 huoneeseen.

Vuotuiset lämmitys- ja vedenlämmityskustannukset

Max. lämpöteho hv lämmitykseen, kW	19993,59
Max. tehonkulutus HP käytettäessä lämmitystä, kW	7283,18

Max. lämmitysteho hv kuuman veden syöttöön, kW	2133,46
Max. tehonkulutus HP käytettäessä kuumaa vettä, kW	866,12

1. Kattilahuoneen 24 kW kaasukattilalla (kattila, putkistot, johdot, säiliö, mittari, asennus) likimääräinen hinta on noin 1000 euroa. Ilmastointijärjestelmä (yksi split-järjestelmä) tällaiseen taloon maksaa noin 800 euroa. Yhteensä kattilahuoneen järjestelyllä, suunnittelutyöllä, kaasuputkiverkkoon liittämisellä ja asennustöillä - 6100 euroa.

1. Mycond-lämpöpumpun hinta fancoil-lisäjärjestelmällä, asennustyöllä ja sähköliitännällä on noin 6650 euroa.

1. Pääomasijoitusten kasvu on: K2-K1 = 6650 - 6100 = 550 euroa (eli noin 16500 UAH)
2. Käyttökustannusten aleneminen on: C1-C2 = 27252 - 7644 = 19608 UAH.
3. Takaisinmaksuaika Tokup. = 16500 / 19608 = 0,84 vuotta!

Lämpöpumpun helppokäyttöisyys

Lämpöpumput ovat monipuolisin, monikäyttöisin ja energiatehokkain laitteisto talon, asunnon, toimiston tai liiketilan lämmitykseen.

Älykäs ohjausjärjestelmä viikoittain tai päivittäin ohjelmoivalla, automaattinen kausiasetusten vaihto, talojen lämpötilan ylläpitäminen, taloudelliset tilat, orjakattilan, kattilan, kiertovesipumppujen ohjaus, lämpötilan säätö kahdessa lämmityspiirissä on edistynein ja edistynein. . Kompressorin, tuulettimen, pumppujen toiminnan invertteriohjaus mahdollistaa maksimaalisen energiansäästön.

Lämpöpumpun toiminta pohjavesitoiminnan aikana

Keräimen sijoittaminen maahan voidaan tehdä kolmella tavalla.

Vaakasuuntainen vaihtoehto

Putket asetetaan kaivantoihin "käärme" syvyyteen, joka ylittää maaperän jäätymissyvyyden (keskimäärin - 1 - 1,5 m).

Tällainen keräilijä vaatii riittävän laajan tontin, mutta jokainen asunnonomistaja voi rakentaa sen - muita taitoja kuin kykyä työskennellä lapiolla ei tarvita.

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

Pystysuuntainen vaihtoehto

U-kirjaimen muotoisia silmukoita upotetaan kaivoihin, joiden syvyys on 20-100 m. Tarvittaessa voidaan rakentaa useita tällaisia ​​kaivoja. Putkien asennuksen jälkeen kaivot täytetään sementtilaastilla.

Pystykeräimen etuna on, että sen rakentamiseen tarvitaan hyvin pieni pinta-ala. Yli 20 metrin syvyyteen kaivoja ei kuitenkaan voi porata yksin - sinun on palkattava poraporukka.

Yhdistetty variantti

Tätä keräilijää voidaan pitää muunnelmana vaakasuorasta, mutta sen rakentaminen vaatii paljon vähemmän tilaa.

Paikalle kaivetaan pyöreä kaivo, jonka syvyys on 2 m.

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

Asennustöiden päätyttyä kaivo nukahtaa. Kuten vaakasuuntaisen lämmönvaihtimen tapauksessa, kaikki tarvittava määrä voidaan tehdä käsin.

Kerääjä on täytetty pakkasnesteellä tai etyleeniglykoliliuoksella. Sen kiertämisen varmistamiseksi erityinen pumppu törmää piiriin. Imeytettyään maaperän lämmön jäätymisenestoaine menee höyrystimeen, jossa lämmönvaihto tapahtuu sen ja kylmäaineen välillä.

On otettava huomioon, että rajaton lämmön otto maasta, erityisesti kun keräin on sijoitettu pystysuoraan, voi johtaa ei-toivottuihin seurauksiin paikan geologialle ja ekologialle. Siksi kesällä on erittäin toivottavaa käyttää "maa - vesi" -tyyppistä HP:tä käänteisessä tilassa - ilmastointi.

Kaasulämmitysjärjestelmällä on paljon etuja, ja yksi tärkeimmistä on kaasun alhainen hinta. Kuinka varustaa koti kaasulämmityksellä, saat kehotteen kaasukattilalla varustetun omakotitalon lämmitysjärjestelmästä. Harkitse lämmitysjärjestelmän suunnittelua ja vaihtovaatimuksia.

Lue tästä aiheesta aurinkopaneelien valinnan ominaisuuksista kodin lämmitykseen.

Lämpöpumpun vaakakeräimen laskenta

Vaakasuuntaisen keräimen tehokkuus riippuu väliaineen lämpötilasta, johon se on upotettu, sen lämmönjohtavuudesta sekä kosketusalueesta putken pinnan kanssa. Laskentamenetelmä on melko monimutkainen, joten useimmissa tapauksissa käytetään keskiarvotettuja tietoja.

Uskotaan, että jokainen lämmönvaihtimen mittari tarjoaa HP:lle seuraavan lämpötehon:

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

Joten keräimen pituuden (L) laskemiseksi vaadittu lämpöteho (Q) tulee jakaa maaperän lämpöarvolla (p):

L = Q/p.

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

• Keräimen yläpuolella olevaa maata ei ole rakennettu, varjostettu tai istutettu puilla tai pensailla.
• Spiraalin tai "käärmeen" osien vierekkäisten kierrosten välinen etäisyys on vähintään 0,7 m.

Miten lämpöpumput toimivat

Jokaisessa HP:ssa on työväliaine, jota kutsutaan kylmäaineeksi. Freon toimii yleensä tässä ominaisuudessa, harvemmin - ammoniakki. Itse laite koostuu vain kolmesta osasta:

Höyrystin ja lauhdutin ovat kaksi säiliötä, jotka näyttävät pitkiltä kaarevilta putkilta - keloilta. Lauhdutin on kytketty toisesta päästä kompressorin ulostuloon ja höyrystin tuloon. Kierukoiden päät liitetään yhteen ja niiden väliin asennetaan paineenalennusventtiili. Höyrystin on kosketuksissa - suoraan tai epäsuorasti - lähdeaineen kanssa, kun taas lauhdutin on kosketuksissa lämmitys- tai käyttövesijärjestelmään.

Miten lämpöpumppu toimii

HP:n toiminta perustuu kaasun tilavuuden, paineen ja lämpötilan keskinäiseen riippuvuuteen. Tässä on mitä tapahtuu aggregaatin sisällä:

1. Ammoniakki, freoni tai muu kylmäaine, joka liikkuu höyrystimen läpi, lämpenee lähdeväliaineesta esimerkiksi +5 asteen lämpötilaan.
2. Höyrystimen ohituksen jälkeen kaasu saavuttaa kompressorin, joka pumppaa sen lauhduttimeen.
3. Kompressorin pumppaama kylmäaine pysyy lauhduttimessa paineenalennusventtiilin avulla, joten sen paine on täällä korkeampi kuin höyrystimessä. Kuten tiedät, paineen kasvaessa minkä tahansa kaasun lämpötila nousee.Juuri näin käy kylmäaineelle - se lämpenee 60 - 70 asteeseen. Koska lauhduttimen huuhtelee lämmitysjärjestelmässä kiertävä jäähdytysneste, myös jälkimmäinen lämmitetään.
4. Paineenalennusventtiilin kautta kylmäaine poistetaan pienissä erissä höyrystimeen, jossa sen paine laskee jälleen. Kaasu laajenee ja jäähtyy, ja koska se menetti osa sisäisestä energiasta edellisessä vaiheessa lämmönsiirron seurauksena, sen lämpötila laskee alle alkuperäisen +5 asteen. Höyrystimen jälkeen se lämpenee uudelleen, sitten kompressori pumppaa sen lauhduttimeen - ja niin edelleen ympyränä. Tieteellisesti tätä prosessia kutsutaan Carnot-sykliksi.

Mutta HP on edelleen erittäin kannattava: jokaista käytettyä kWh sähköä kohden on mahdollista saada 3-5 kWh lämpöä.

Lähtötietojen vaikutus laskentatulokseen

Käytetään nyt laskelmien aikana rakennettua matemaattista mallia jäljittääksemme eri lähtötietojen vaikutusta laskennan lopputulokseen. On huomattava, että Excelissä tehdyt laskelmat mahdollistavat tällaisen analyysin suorittamisen erittäin nopeasti.

Aluksi katsotaan kuinka sen lämmönjohtavuus vaikuttaa maaperästä tulevan lämpövirran suuruuteen WGT:hen.

Laskentaesimerkkimme suoritettiin maaperälle, jonka lämmönjohtavuus on ? \u003d 2,076 W / (K • m), ja ominaislämpövirta oli q_yd = 41,4 W. Kuvassa 3 näyttää funktion q_yd = ?(?) muut laskentaehdot ennallaan.

 

Tiedetään, että kun VGT:tä käytetään kesällä ilmastointijärjestelmän jäähdytyskoneista lämmönpoistotilassa, talvella yhdessä lämpöpumpun kanssa toimivien maalämmönvaihtimien hyötysuhde kasvaa. Kuvan käyrä Kuvassa 4 on esitetty maasta VGT:hen kohdistuvan ominaislämpövirran riippuvuuden luonne talvella rakennuksen vuotuisen kylmäntarpeen suhteesta sen vuotuiseen lämmityksen lämmöntarpeeseen.

Eurooppalaisessa käytännössä maalämpöpumppujen rakentamisessa käytetään yleensä VGT:itä, joissa on kaksi U-muotoista polyeteeniputkea, jotka on asennettu yhteen kaivoon. Matemaattinen malli mahdollistaa tällaisen teknisen ratkaisun tehokkuuden arvioinnin (kuva 5). Kaavion vasemman ja oikean sarakkeen ominaislämpövuon arvot lasketaan VGT:n vastaavan halkaisijan arvoille, jotka vastaavat yhden ja kahden U-putken lämmönvaihtimen rakennetta.

Maan ja lämpöpumpun höyrystimessä jäähdytetyn glykolin välinen lämpötilaero on ratkaiseva lämmönsiirron tehostumiselle maassa. Kuvassa Kuva 6 esittää ominaislämpövuon riippuvuuden tästä lämpötilaerosta.

Erityisesti tulee huomioida, että kuvat 3…6 eivät näytä maaperän ominaislämpövuon absoluuttisia arvoja VGT:hen, vaan näiden arvojen muutoksen luonnetta yhdestä argumentista, kun taas monet muut argumentit pysyvät ennallaan, tai pikemminkin sellaisina kuin ne on määritelty tai annettu laskentaesimerkissämme. Siksi näissä kuvissa esitettyjen kaavioiden perusteella on mahdotonta laskea VGT:n pituutta tietyissä projekteissa.

 

Pystysuuntaisten maalämmönvaihtimien pituus on suositeltavaa määrittää kaavalla (6).