Šilumos siurblių tipai namų šildymui

Šilumos siurblių konstrukcijų tipai

HP tipas dažniausiai žymimas fraze, nurodančia šaltinio terpę ir šildymo sistemos šilumnešį.

Yra šios veislės:

• TN "oras - oras";
• TN „oras – vanduo“;
• TN „dirvožemis – vanduo“;
• TN „vanduo – vanduo“.

Pats pirmasis variantas yra įprastinė padalinta sistema, veikianti šildymo režimu. Gatvėje sumontuotas garintuvas, o namo viduje – blokelis su kondensatoriumi. Pastarasis pučiamas ventiliatoriumi, dėl kurio į patalpą tiekiama šilta oro masė.

Jeigu tokioje sistemoje sumontuotas specialus šilumokaitis su antgaliais, bus gautas šilumos siurblys oras-vanduo. Jis prijungtas prie vandens šildymo sistemos.

Garintuvą oras-oras arba oras-vanduo HP galima pastatyti ne gatvėje, o ištraukiamajame ventiliacijos kanale (jis turi būti priverstinis). Tokiu atveju HP efektyvumas padidės kelis kartus.

„Vanduo – vanduo“ ir „dirvožemis – vanduo“ tipų šilumos siurbliuose šilumai išgauti naudojamas vadinamasis išorinis šilumokaitis arba, kaip dar vadinama, kolektorius.

Šilumos siurblio schema

Tai ilgas kilpinis vamzdis, dažniausiai plastikinis, per kurį cirkuliuoja skysta terpė, plaunanti garintuvą. Abiejų tipų HP yra tas pats įrenginys: vienu atveju kolektorius panardinamas į paviršinio rezervuaro dugną, o antruoju – į žemę. Tokio AG kondensatorius yra šilumokaityje, prijungtame prie vandens šildymo sistemos.

HP prijungimas pagal schemą "vanduo - vanduo" yra daug mažiau pastangų reikalaujantis nei "dirvožemis - vanduo", nes nereikia atlikti žemės darbų. Rezervuaro apačioje vamzdis klojamas spiralės pavidalu. Žinoma, šiai schemai tinka tik toks vandens telkinys, kuris žiemą neužšąla iki dugno.

Atėjo laikas išsamiai išstudijuoti užsienio patirtį

Beveik visi jau žino apie šilumos siurblius, galinčius išgauti aplinkos šilumą pastatų šildymui, ir jei dar visai neseniai potencialus klientas, kaip taisyklė, užduodavo glumintą klausimą „kaip tai įmanoma?“, tai dabar klausimas „kaip tai teisinga“ vis dažniau girdėti. daryti?".

Į šį klausimą atsakyti nelengva.

Ieškant atsakymo į daugybę klausimų, kurie neišvengiamai kyla bandant projektuoti šildymo sistemas su šilumos siurbliais, patartina kreiptis į specialistų iš tų šalių, kuriose šilumos siurbliai ant žemės šilumokaičių naudojami jau seniai, patirtį.

Apsilankymas * Amerikos parodoje AHR EXPO-2008, kurio tikslas buvo gauti daugiausia informacijos apie žemės šilumokaičių inžinerinių skaičiavimų metodus, tiesioginių rezultatų šia kryptimi neatnešė, tačiau ASHRAE parodos stende buvo parduota knyga, kai kurios nuostatos buvo šios publikacijos pagrindas.

Iš karto reikia pasakyti, kad amerikietiškų metodų perkėlimas į vidaus dirvą nėra lengva užduotis. Amerikiečiai nedaro dalykų taip, kaip daro Europoje. Tik jie laiką matuoja tais pačiais vienetais kaip ir mes. Visi kiti matavimo vienetai yra grynai amerikietiški, tiksliau, britiški. Amerikiečiams ypač nepasisekė šilumos srautas, kurį galima išmatuoti ir britiškais šiluminiais vienetais per laiko vienetą, ir tonomis aušinimo, kuris tikriausiai buvo išrastas Amerikoje.

Tačiau pagrindinė problema buvo ne techniniai nepatogumai perskaičiuojant JAV priimtus matavimo vienetus, prie kurių laikui bėgant galima priprasti, o tai, kad minėtoje knygoje nebuvo aiškaus metodinio pagrindo skaičiavimo algoritmui sudaryti. . Įprastiems ir gerai žinomiems skaičiavimo metodams čia skiriama per daug vietos, o kai kurios svarbios nuostatos lieka visiškai neatskleistos.

Visų pirma, tokie fiziškai susiję įvesties duomenys, skirti skaičiuoti vertikalius žemės šilumokaičius, pvz., šilumokaityje cirkuliuojančio skysčio temperatūra ir šilumos siurblio konversijos koeficientas, negali būti nustatomi savavališkai ir prieš pradedant skaičiavimus, susijusius su nestabilia šiluma. perkėlimas į žemę, būtina nustatyti šias galimybes jungiančias priklausomybes.

Šilumos siurblio naudingumo kriterijus yra konversijos koeficientas α, kurio reikšmė nustatoma pagal jo šiluminės galios ir kompresoriaus elektros pavaros galios santykį. Ši vertė priklauso nuo virimo temperatūrų garintuve t_u ir kondensato t_k, o kalbant apie šilumos siurblius „vanduo-vanduo“ galima kalbėti apie skysčio temperatūrą garintuvo išėjimo angoje t_2I o kondensatoriaus išėjime t_2K:

? = ?(t_2I,t_2K).         (1)

Serijinių šaldymo mašinų ir šilumos siurblių vanduo-vanduo kataloginių charakteristikų analizė leido šią funkciją atvaizduoti diagramos pavidalu (1 pav.).

Naudojant diagramą, lengva nustatyti šilumos siurblio parametrus pačioje pradinėje projektavimo stadijoje. Akivaizdu, kad, pavyzdžiui, jei prie šilumos siurblio prijungta šildymo sistema skirta tiekti 50°C srauto temperatūros šilumos terpę, tai didžiausias galimas šilumos siurblio konversijos koeficientas bus apie 3,5. Tuo pačiu metu glikolio temperatūra garintuvo išėjimo angoje turi būti ne žemesnė kaip +3°C, vadinasi, reikės brangaus žemės šilumokaičio.

Tuo pačiu, jei namas šildomas grindiniu šildymu, iš šilumos siurblio kondensatoriaus į šildymo sistemą pateks 35°C temperatūros aušinimo skystis. Tokiu atveju šilumos siurblys gali dirbti efektyviau, pavyzdžiui, su konversijos koeficientu 4,3, jei garintuve atvėsusio glikolio temperatūra yra apie -2°C.

Naudodami „Excel“ skaičiuokles, funkciją (1) galite išreikšti lygtimi:

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

Jei, esant norimam perskaičiavimo koeficientui ir nurodytai aušinimo skysčio temperatūros vertei šildymo sistemoje, maitinamoje šilumos siurbliu, reikia nustatyti garintuve aušinamo skysčio temperatūrą, tada (2) lygtis gali būti pavaizduota taip:

         (3)

Norėdami pasirinkti šilumnešio temperatūrą šildymo sistemoje tam tikroms šilumos siurblio konversijos koeficiento vertėms ir skysčio temperatūrai garintuvo išleidimo angoje, galite naudoti formulę:

    (4)

(2)…(4) formulėse temperatūros išreiškiamos Celsijaus laipsniais.

Nustatę šias priklausomybes, dabar galime pereiti tiesiai prie Amerikos patirties.

Šilumos siurblių skaičiavimo metodika

Žinoma, šilumos siurblio parinkimo ir skaičiavimo procesas yra techniškai labai sudėtingas veiksmas ir priklauso nuo individualių objekto savybių, tačiau apytiksliai jį galima sumažinti iki šių žingsnių:

Nustatomi šilumos nuostoliai per pastato atitvarą (sienas, lubas, langus, duris). Tai galima padaryti naudojant šį santykį:

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

tout - lauko oro temperatūra (°С);

skarda – vidinė oro temperatūra (°С);

S – bendras visų atitveriančių konstrukcijų plotas (m2);

n – koeficientas, rodantis aplinkos įtaką objekto savybėms. Patalpoms, kurios per perdangas tiesiogiai liečiasi su išorine aplinka n=1; objektams su mansarda aukštais n=0,9; jei objektas yra virš rūsio n = 0,75;

β – papildomų šilumos nuostolių koeficientas, priklausantis nuo pastato tipo ir geografinės padėties, β gali svyruoti nuo 0,05 iki 0,27;

Rt - šiluminė varža, nustatoma pagal šią išraišką:

Rt = 1/α_vidinis + Σ ( δ_i /λ_i ) + 1/α_dviaukštė (m2*°С / W), kur:

δ_i / λі yra skaičiuojamas statyboje naudojamų medžiagų šilumos laidumo rodiklis.

α_dviaukštė- atitveriančių konstrukcijų išorinių paviršių šiluminės sklaidos koeficientas (W / m2 * ° C);

α_vidinis- atitveriančių konstrukcijų vidinių paviršių šiluminės absorbcijos koeficientas (W / m2 * ° C);

- Bendri konstrukcijos šilumos nuostoliai apskaičiuojami pagal formulę:

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

Qi - energijos sąnaudos šildyti orą, patenkantį į patalpą per natūralius nuotėkius;

Qbp ​​- šilumos išsiskyrimas dėl buitinių prietaisų veikimo ir žmogaus veiklos.

2. Pagal gautus duomenis apskaičiuojamas metinis šilumos energijos suvartojimas kiekvienam atskiram objektui:

Qyear = 24*0,63*Qt. prakaitas.*(( d*( tin – tout.av.)/ ( tin – tout.)) (kWh per metus) kur:

tvn - rekomenduojama oro temperatūra patalpos viduje;

tout - lauko oro temperatūra;

tout.average - viso šildymo sezono lauko oro temperatūros aritmetinis vidurkis;

d – šildymo laikotarpio dienų skaičius.

3. Norint atlikti išsamią analizę, taip pat reikės apskaičiuoti šiluminės galios lygį, reikalingą vandeniui pašildyti:

Qhv \u003d V * 17 (kW / h per metus.) Kur:

V – per parą iki 50 °C pašildyto vandens tūris.

Tada bendras šilumos energijos suvartojimas nustatomas pagal formulę:

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

Atsižvelgiant į gautus duomenis, nebus sunku išsirinkti tinkamiausią šilumos siurblį šildymui ir karšto vandens tiekimui. Be to, apskaičiuota galia nustatoma kaip. Qtn=1,1*Q, kur:

Qtn=1,1*Q, kur:

1.1 - pataisos koeficientas, rodantis galimybę padidinti šilumos siurblio apkrovą esant kritinėms temperatūroms.

Atlikę šilumos siurblių skaičiavimą, galite pasirinkti tinkamiausią šilumos siurblį, kuris gali užtikrinti reikiamus mikroklimato parametrus bet kokių techninių charakteristikų patalpose. Ir atsižvelgiant į galimybę šią sistemą integruoti su šildomų grindų oro kondicionavimo įrenginiu, galima pastebėti ne tik jos funkcionalumą, bet ir aukštą estetinę vertę.

Skaityti daugiau:

Kaip teisingai apskaičiuoti HP šulinių skaičių ir gylį, galite rasti šiame vaizdo įraše:

Jei jums patiko medžiaga, būsiu dėkingas, jei rekomenduosite ją draugams ar paliksite naudingą komentarą.

Šilumos siurblių tipai

Šilumos siurbliai skirstomi į tris pagrindinius tipus pagal žemos kokybės energijos šaltinį:

• Oras.
• Gruntavimas.
• Vanduo – šaltinis gali būti požeminis vanduo ir vandens telkiniai paviršiuje.

Vandens šildymo sistemoms, kurios yra labiau paplitusios, naudojami šių tipų šilumos siurbliai:

„Oras-vanduo“ – oro tipo šilumos siurblys, kuris šildo pastatą traukdamas orą iš lauko per išorinį bloką. Jis veikia oro kondicionieriaus principu, tik atvirkščiai, oro energiją paverčia šiluma. Toks šilumos siurblys nereikalauja didelių įrengimo išlaidų, jam nereikia skirti žemės gabalo ir, be to, gręžti gręžinį. Tačiau darbo efektyvumas žemoje temperatūroje (-25ºС) mažėja ir reikalingas papildomas šiluminės energijos šaltinis.

Įrenginys „požeminis vanduo“ reiškia geoterminį ir gamina šilumą iš žemės, naudodamas kolektorių, padėtą ​​žemiau dirvožemio užšalimo gylio. Taip pat yra priklausomybė nuo aikštelės ploto ir kraštovaizdžio, jei kolektorius yra horizontaliai. Norint vertikaliai išdėstyti, reikės išgręžti šulinį.

„Vanduo-vanduo“ įrengiamas ten, kur šalia yra rezervuaras ar gruntinis vanduo. Pirmuoju atveju kolektorius klojamas ant rezervuaro dugno, antruoju išgręžiamas šulinys arba keli, jei leidžia aikštelės plotas. Kartais gruntinio vandens gylis būna per didelis, todėl tokio šilumos siurblio įrengimo kaina gali būti labai didelė.

Kiekvienas šilumos siurblio tipas turi savų privalumų ir trūkumų, jei pastatas yra toli nuo vandens telkinio arba gruntinis vanduo per giliai, tai vanduo-vanduo neveiks.„Oras-vanduo“ bus aktualus tik santykinai šiltuose kraštuose, kur oro temperatūra šaltuoju metų laiku nenukrenta žemiau -25ºC.

Šilumos siurblio galios apskaičiavimo metodas

Be optimalaus energijos šaltinio nustatymo, reikės apskaičiuoti šilumos siurblio galią, reikalingą šildymui. Tai priklauso nuo pastato šilumos nuostolių kiekio. Apskaičiuokime šilumos siurblio galią namui šildyti pagal konkretų pavyzdį.

Tam naudojame formulę Q=k*V*∆T, kur

• Q – šilumos nuostoliai (kcal/val.). 1 kWh = 860 kcal/h;
• V – namo tūris m3 (plotą dauginame iš lubų aukščio);
• ∆T – minimalių temperatūrų patalpose lauke ir viduje santykis šalčiausiu metų periodu, °С. Iš vidinio tº atimame išorinį;
• k – apibendrintas pastato šilumos perdavimo koeficientas. Mūriniam pastatui su dviem mūro sluoksniais k=1; gerai apšiltintam pastatui k=0,6.

Taigi šilumos siurblio, skirto 100 kv.m mūriniam namui ir 2,5 m lubų aukščiui šildyti, su ttº skirtumu nuo -30º išorėje iki +20º viduje, galios apskaičiavimas bus toks:

Q \u003d (100x2,5) x (20- (-30)) x 1 = 12500 kcal / val.

12500/860= 14,53 kW. Tai yra, standartiniam mūriniam namui, kurio plotas yra 100 m2, jums reikės 14 kilovatų įrenginio.

Vartotojas sutinka pasirinkti šilumos siurblio tipą ir galią, atsižvelgdamas į keletą sąlygų:

• vietovės geografiniai ypatumai (vandens telkinių artumas, požeminio vandens buvimas, laisvas plotas surinkėjui);
• klimato ypatumai (temperatūra);
• patalpos tipas ir vidinis tūris;
• finansines galimybes.

Atsižvelgdami į visus aukščiau išvardintus aspektus, galėsite pasirinkti geriausią įrangą. Siekiant efektyvesnio ir teisingesnio šilumos siurblio parinkimo, geriau kreiptis į specialistus, jie galės atlikti detalesnius skaičiavimus ir pateikti ekonominį įrangos montavimo pagrįstumą.

Ilgą laiką ir labai sėkmingai šilumos siurbliai naudojami buitiniuose ir pramoniniuose šaldytuvuose bei oro kondicionieriuose.

Šiandien šie įrenginiai pradėti naudoti priešingos prigimties funkcijai – šildyti būstą šaltuoju metų laiku.

Pažiūrėkime, kaip šilumos siurbliai naudojami privačių namų šildymui ir ką reikia žinoti norint teisingai apskaičiuoti visus jo komponentus.

Šilumos siurblio skaičiavimo pavyzdys

Vieno aukšto namo, kurio bendras plotas 70 kv., šildymo sistemai parinksime šilumos siurblį. m su standartiniu lubų aukščiu (2,5 m), racionalia architektūra ir atitvarų konstrukcijų šilumos izoliacija, atitinkančia šiuolaikinių statybos normų reikalavimus. Šildymui skirtas 1 kv. m tokio objekto, pagal visuotinai priimtus standartus, tenka išleisti 100 W šilumos. Taigi viso namo šildymui jums reikės:

Q \u003d 70 x 100 \u003d 7000 W \u003d 7 kW šiluminės energijos.

Renkamės šilumos siurblio prekės ženklą „TeploDarom“ (modelis L-024-WLC), kurio šiluminė galia W = 7,7 kW. Įrenginio kompresorius sunaudoja N = 2,5 kW elektros energijos.

Kolektoriaus skaičiavimas

Kolektoriui statyti skirtoje teritorijoje gruntas molingas, gruntinio vandens lygis aukštas (imame kaloringumą p = 35 W/m).

Kolektoriaus galia nustatoma pagal formulę:

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

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

Remiantis tuo, kad ilgesnės nei 100 m grandinės klojimas yra neracionalus dėl pernelyg didelio hidraulinio pasipriešinimo, darome prielaidą, kad šilumos siurblio kolektorius sudarys iš dviejų grandinių - 100 m ir 50 m ilgio.

Svetainės plotas, kurį reikės paimti po kolektoriumi, nustatomas pagal formulę:

S = L x A,

Kur A yra žingsnis tarp gretimų kontūro dalių. Priimame: A = 0,8 m.

Tada S = 150 x 0,8 = 120 kv. m.

Šilumos siurblio atsipirkimas

Kalbant apie tai, kiek laiko žmogus galės grąžinti į ką nors investuotus pinigus, tai reiškia, kiek pelninga buvo pati investicija. Šildymo srityje viskas gana sudėtinga, nes komfortą ir šilumą užtikriname patys, o visos sistemos brangios, tačiau tokiu atveju galima ieškoti varianto, kuris grąžintų išleistus pinigus sumažinant išlaidas naudojant. O kai pradedi ieškoti tinkamo sprendimo, lygini viską: dujinį katilą, šilumos siurblį ar elektrinį katilą. Išanalizuosime, kuri sistema atsipirks greičiau ir efektyviau.

Atsipirkimo sąvoką, šiuo atveju šilumos siurblio įvedimą esamai šilumos tiekimo sistemai modernizuoti, jei paprasčiau, galima paaiškinti taip:

Yra viena sistema – individualus dujinis katilas, kuris užtikrina savarankišką šildymą ir karštą vandenį. Yra padalintas oro kondicionierius, kuris tiekia šaltį į vieną kambarį. Įdiegtos 3 split sistemos skirtingose ​​patalpose.

Ir yra ekonomiškesnė pažangi technologija – šilumos siurblys, kuris šildys/vėsins namus ir šildys vandenį reikiamais kiekiais namui ar butui. Būtina nustatyti, kiek pasikeitė bendra įrangos savikaina ir pradinės išlaidos, taip pat įvertinti, kiek sumažėjo pasirinktų įrenginių tipų eksploatavimo metinės išlaidos. Ir nustatyti, kiek metų brangesnė įranga atsipirks sutaupius. Idealiu atveju palyginami keli siūlomi projektiniai sprendimai ir parenkamas ekonomiškiausias.

Paskaičiuosime ir išsiaiškinsime koks šilumos siurblio atsipirkimo laikotarpis Ukrainoje

Apsvarstykite konkretų pavyzdį

• Namas 2 aukštų, gerai apšiltintas, bendras plotas 150 kv.m.
• Šilumos / šildymo paskirstymo sistema: 1 kontūras - grindinis šildymas, 2 kontūras - radiatoriai (arba fancoiliniai blokai).
• Sumontuotas dujinis katilas šildymui ir karšto vandens tiekimui (KV), pvz., 24kW, dvigrandė.
• Padalinta oro kondicionavimo sistema 3 namo kambariams.

Metinės šildymo ir vandens šildymo išlaidos

Maks. šiluminė galia AG šildymui, kW	19993,59
Maks. energijos suvartojimas AG dirbant šildymui, kW	7283,18

Maks. šildymo galia AG karšto vandens tiekimui, kW	2133,46
Maks. energijos suvartojimas AG dirbant su karšto vandens tiekimu, kW	866,12

1. Apytikslė katilinės su 24 kW dujiniu katilu (katilas, vamzdynai, instaliacija, bakas, skaitiklis, montavimas) kaina apie 1000 eurų. Oro kondicionavimo sistema (viena split sistema) tokiam namui kainuos apie 800 eurų. Iš viso su katilinės sutvarkymu, projektavimo darbais, prijungimu prie dujotiekio tinklų ir montavimo darbais - 6100 eurų.

1. Orientacinė Mycond šilumos siurblio su papildoma fan coil sistema, montavimo darbų ir elektros pajungimo kaina 6650 eurų.

1. Kapitalo investicijų augimas yra: K2-K1 = 6650 - 6100 = 550 eurų (arba apie 16500 UAH)
2. Veiklos sąnaudų sumažinimas yra: C1-C2 = 27252 - 7644 = 19608 UAH.
3. Atsipirkimo laikotarpis Tokup. = 16500 / 19608 = 0,84 metų!

Šilumos siurblio naudojimo paprastumas

Šilumos siurbliai yra universaliausia, daugiafunkcinė ir energiją taupanti įranga, skirta namui, butui, biurui ar komercinei patalpai šildyti.

Pažangiausia ir pažangiausia yra išmani valdymo sistema su savaitės ar dienos programavimu, automatiniu sezoninių nustatymų perjungimu, temperatūros palaikymu namuose, ekonomiškais režimais, pagalbinio katilo, katilo, cirkuliacinių siurblių valdymu, temperatūros reguliavimu dviejuose šildymo kontūruose. . Kompresoriaus, ventiliatoriaus, siurblių veikimo inverteris leidžia maksimaliai sutaupyti energijos sąnaudas.

Šilumos siurblio veikimas požeminio vandens veikimo metu

Kolektoriaus klojimas žemėje gali būti atliekamas trimis būdais.

Horizontalus variantas

Vamzdžiai klojami tranšėjose „gyvatė“ iki gylio, viršijančio dirvožemio užšalimo gylį (vidutiniškai nuo 1 iki 1,5 m).

Tokiam kolektoriui reikės pakankamai didelio ploto žemės sklypo, tačiau jį pasistatyti gali bet kuris namo savininkas – nereikės jokių įgūdžių, išskyrus gebėjimą dirbti su kastuvu.

Tačiau reikia atsižvelgti į tai, kad šilumokaičio sukūrimas rankomis yra gana daug pastangų reikalaujantis procesas.

Vertikalus variantas

Kolektoriniai vamzdžiai kilpų pavidalu, turintys raidės "U" formą, panardinami į šulinius, kurių gylis nuo 20 iki 100 m. Esant poreikiui, galima pastatyti kelis tokius šulinius. Sumontavus vamzdžius, šuliniai užpildomi cemento skiediniu.

Vertikalaus kolektoriaus privalumas yra tas, kad jo statybai reikia labai mažo ploto. Tačiau savarankiškai gręžti didesnio nei 20 m gylio gręžinius jokiu būdu negalima – teks samdyti gręžėjų komandą.

Kombinuotas variantas

Šį kolektorių galima laikyti horizontalaus variantu, tačiau jo statybai reikės kur kas mažiau vietos.

Sklype iškastas apvalus 2 m gylio šulinys.

Šilumokaičio vamzdžiai klojami spirale, kad grandinė būtų kaip vertikaliai sumontuota spyruoklė.

Baigus montavimo darbus šulinys užmiega. Kaip ir horizontalaus šilumokaičio atveju, visą reikiamą darbų kiekį galima atlikti rankomis.

Kolektorius pripildytas antifrizo – antifrizo arba etilenglikolio tirpalo. Siekiant užtikrinti jo cirkuliaciją, specialus siurblys patenka į grandinę. Sugėręs dirvožemio šilumą, antifrizas patenka į garintuvą, kur vyksta šilumos mainai tarp jo ir šaltnešio.

Reikėtų atsižvelgti į tai, kad neribotas šilumos ištraukimas iš žemės, ypač kai kolektorius yra vertikaliai, gali sukelti nepageidaujamų pasekmių aikštelės geologijai ir ekologijai. Todėl vasarą labai pageidautina „dirvožemis – vanduo“ tipo AG veikti atvirkštiniu režimu – oro kondicionieriumi.

Dujinė šildymo sistema turi labai daug privalumų ir vienas iš pagrindinių yra maža dujų kaina. Kaip įrengti namų šildymą dujomis, jus paskatins privataus namo su dujiniu katilu šildymo schema. Apsvarstykite šildymo sistemos konstrukciją ir pakeitimo reikalavimus.

Apie saulės kolektorių pasirinkimo namų šildymui ypatybes skaitykite šioje temoje.

Šilumos siurblio horizontalaus kolektoriaus skaičiavimas

Horizontalaus kolektoriaus efektyvumas priklauso nuo terpės, į kurią jis panardinamas, temperatūros, jo šilumos laidumo, taip pat nuo sąlyčio su vamzdžio paviršiumi ploto. Skaičiavimo metodas yra gana sudėtingas, todėl dažniausiai naudojami vidutiniai duomenys.

Manoma, kad kiekvienas šilumokaičio skaitiklis suteikia HP šiluminę galią:

• 10 W – užkasus sausame smėlingame arba akmenuotame dirvožemyje;
• 20 W - sausoje molio dirvoje;
• 25 W - drėgnoje molio dirvoje;
• 35 W – labai drėgnoje molingoje dirvoje.

Taigi, norint apskaičiuoti kolektoriaus ilgį (L), reikiamą šiluminę galią (Q) reikia padalyti iš grunto šilumingumo (p):

L=Q/p.

Pateiktos vertės gali būti laikomos galiojančiomis tik tada, jei tenkinamos šios sąlygos:

• Virš kolektoriaus esanti žemė nėra užstatyta, nepavėsinama, neapsodinta medžiais ar krūmais.
• Atstumas tarp gretimų spiralės posūkių ar „gyvatės“ sekcijų yra ne mažesnis kaip 0,7 m.

Kaip veikia šilumos siurbliai

Bet kuriame HP yra darbinė terpė, vadinama šaltnešiu. Paprastai šiuo pajėgumu veikia freonas, rečiau - amoniakas. Pats prietaisas susideda tik iš trijų komponentų:

Garintuvas ir kondensatorius yra du rezervuarai, kurie atrodo kaip ilgi lenkti vamzdeliai – ritės. Kondensatorius viename gale yra prijungtas prie kompresoriaus išleidimo angos, o garintuvas - prie įleidimo angos. Ričių galai sujungiami, o jų sandūroje sumontuotas slėgio mažinimo vožtuvas. Garintuvas tiesiogiai arba netiesiogiai liečiasi su šaltinio terpe, o kondensatorius – su šildymo arba karšto vandens sistema.

Kaip veikia šilumos siurblys

HP veikimas pagrįstas dujų tūrio, slėgio ir temperatūros tarpusavio priklausomybe. Štai kas vyksta agregato viduje:

1. Amoniakas, freonas ar kitas šaltnešis, judėdamas per garintuvą, įkaista nuo šaltinio terpės, pavyzdžiui, iki +5 laipsnių temperatūros.
2. Praleidusios garintuvą, dujos pasiekia kompresorių, kuris jas pumpuoja į kondensatorių.
3. Kompresoriaus siurbiamas šaltnešis kondensatoriuje sulaikomas slėgį mažinančiu vožtuvu, todėl jo slėgis čia didesnis nei garintuve. Kaip žinote, didėjant slėgiui, bet kokių dujų temperatūra didėja.Kaip tik taip ir atsitinka su šaltnešiu – jis įkaista iki 60 – 70 laipsnių. Kadangi kondensatorių plauna šildymo sistemoje cirkuliuojantis aušinimo skystis, pastarasis taip pat yra šildomas.
4. Per slėgio mažinimo vožtuvą šaltnešis nedidelėmis dalimis išleidžiamas į garintuvą, kur jo slėgis vėl nukrenta. Dujos plečiasi ir vėsta, o kadangi ankstesniame etape dėl šilumos perdavimo jos neteko dalies vidinės energijos, jų temperatūra nukrenta žemiau pradinių +5 laipsnių. Po garintuvo jis vėl įkaista, tada kompresoriumi pumpuojamas į kondensatorių – ir taip ratu. Moksliškai šis procesas vadinamas Carnot ciklu.

Tačiau AG vis tiek išlieka labai pelninga: už kiekvieną sunaudotą kWh elektros energijos galima gauti nuo 3 iki 5 kWh šilumos.

Pradinių duomenų įtaka skaičiavimo rezultatui

Siekdami atsekti įvairių pradinių duomenų įtaką galutiniam skaičiavimo rezultatui, panaudokime skaičiavimų metu sukurtą matematinį modelį. Pažymėtina, kad Excel programoje atlikti skaičiavimai leidžia tokią analizę atlikti labai greitai.

Pirmiausia pažiūrėkime, kaip jo šilumos laidumas įtakoja šilumos srauto į WGT nuo žemės vertę.

Mūsų skaičiavimo pavyzdys buvo atliktas gruntui, kurio šilumos laidumas ? \u003d 2,076 W / (K • m), o savitasis šilumos srautas buvo q_yd = 41,4 W. Ant pav. 3 parodyta funkcija q_yd = ?(?) su kitomis skaičiavimo sąlygomis nepakeistas.

 

Yra žinoma, kad vasarą VGT naudojant šilumos šalinimo iš oro kondicionavimo sistemos šaldymo mašinų režimu, žiemą kartu su šilumos siurbliu veikiančių žemės šilumokaičių efektyvumas didėja. Kreivė pav. 4 paveiksle parodytas savitojo šilumos srauto nuo žemės iki VGT priklausomybės žiemą pobūdis nuo pastato metinio šalčio poreikio ir metinio šilumos poreikio šildymui santykio.

Europos praktikoje, statant žemės šilumos siurblius, dažniausiai naudojami VGT su dviem U formos polietileno vamzdžiais, sumontuotais viename šulinyje. Matematinis modelis leidžia įvertinti tokio techninio sprendimo efektyvumą (5 pav.). Savitojo šilumos srauto vertės kairiajame ir dešiniajame diagramos stulpeliuose apskaičiuojamos lygiaverčio VGT skersmens vertėms, atitinkančioms šilumokaičio su vienu ir dviem U vamzdžiais konstrukciją.

Temperatūros skirtumas tarp grunto ir šilumos siurblio garintuve aušinamo glikolio yra lemiamas šilumos perdavimo žemėje intensyvėjimui. Ant pav. 6 parodyta savitojo šilumos srauto priklausomybė nuo šio temperatūrų skirtumo.

Ypač pažymėtina, kad 3–6 paveiksluose pavaizduotos ne absoliučios savitojo šilumos srauto iš dirvožemio į VGT vertės, o šių verčių pokyčio pobūdis nuo vieno iš argumentų, o daugelis kitų. argumentai lieka nepakitę, tiksliau, tokie, kokie buvo apibrėžti arba pateikti mūsų skaičiavimo pavyzdyje. Todėl skaičiuojant VGT ilgį konkrečiuose projektuose neįmanoma vadovautis šiuose paveikslėliuose pateiktomis diagramomis.

 

Vertikalių žemės šilumokaičių ilgį rekomenduojama nustatyti pagal (6) formulę.