Typer varmepumper for oppvarming av boliger

Typer design av varmepumper

Typen HP er vanligvis betegnet med en setning som indikerer kildemediet og varmebæreren til varmesystemet.

Det er følgende varianter:

• TN "luft - luft";
• TN "luft - vann";
• TN "jord - vann";
• TN "vann - vann".

Det aller første alternativet er et konvensjonelt delt system som opererer i varmemodus. Fordamperen er montert på gaten, og en blokk med kondensator er installert inne i huset. Sistnevnte blåses av en vifte, på grunn av hvilken varm luftmasse tilføres rommet.

Hvis et slikt system er utstyrt med en spesiell varmeveksler med dyser, vil en luft-til-vann varmepumpe fås. Den er koblet til vannvarmesystemet.

En luft-til-luft eller luft-til-vann HP-fordamper kan plasseres ikke på gaten, men i avtrekksventilasjonskanalen (den må tvinges). I dette tilfellet vil effektiviteten til HP økes flere ganger.

Varmepumper av typene "vann - vann" og "jord - vann" bruker den såkalte eksterne varmeveksleren eller, som det også kalles, en kollektor for å hente ut varme.

Skjematisk diagram av varmepumpen

Dette er et langt sløyferør, vanligvis plast, som et flytende medium sirkulerer gjennom og vasker fordamperen. Begge typer HP er den samme enheten: i det ene tilfellet er samleren nedsenket til bunnen av et overflatereservoar, og i det andre til bakken. Kondensatoren til en slik HP er plassert i en varmeveksler koblet til et vannvarmesystem.

Å koble til en HP i henhold til "vann - vann" -ordningen er mye mindre arbeidskrevende enn "jord - vann", siden det ikke er behov for jordarbeid. I bunnen av reservoaret legges røret i form av en spiral. Selvfølgelig er bare en slik vannmasse egnet for denne ordningen, som ikke fryser til bunnen om vinteren.

Det er på tide å studere utenlandsk erfaring i detalj

Nesten alle vet allerede om varmepumper som er i stand til å trekke ut omgivelsesvarme for oppvarming av bygninger, og hvis inntil nylig en potensiell kunde som regel stilte et forvirret spørsmål "hvordan er dette mulig?", nå er spørsmålet "hvordan er det riktig" stadig mer hørt. gjøre?".

Det er ikke lett å svare på dette spørsmålet.

På jakt etter et svar på de mange spørsmålene som uunngåelig oppstår når du prøver å designe varmesystemer med varmepumper, anbefales det å henvende seg til erfaringen fra spesialister fra de landene der varmepumper på jordvarmevekslere har vært brukt i lang tid.

Et besøk * på den amerikanske utstillingen AHR EXPO-2008, som hovedsakelig ble utført for å få informasjon om metodene for tekniske beregninger av jordvarmevekslere, ga ikke direkte resultater i denne retningen, men en bok ble solgt på ASHRAE-utstillingsstanden, noen av bestemmelsene som fungerte som grunnlag for denne publikasjonen.

Det skal sies med en gang at overføringen av amerikanske metoder til hjemlig jord ikke er en lett oppgave. Amerikanere gjør ikke ting slik de gjør i Europa. Bare de måler tid i de samme enhetene som vi gjør. Alle andre måleenheter er rent amerikanske, eller rettere sagt, britiske. Amerikanerne var spesielt uheldige med varmefluksen, som kan måles både i britiske termiske enheter per tidsenhet, og i tonnevis med kjøling, som trolig ble oppfunnet i Amerika.

Hovedproblemet var imidlertid ikke den tekniske ulempen med å regne om de måleenhetene som er akseptert i USA, som man etter hvert kan venne seg til, men fraværet i den nevnte boken av et klart metodisk grunnlag for å konstruere en beregningsalgoritme. Rutinemessige og kjente beregningsmetoder gis for stor plass der, mens enkelte viktige bestemmelser forblir helt ukjente.

Spesielt kan slike fysisk relaterte inngangsdata for beregning av vertikale jordvarmevekslere, slik som temperaturen på væsken som sirkulerer i varmeveksleren og varmepumpens konverteringskoeffisient, ikke settes vilkårlig, og før man fortsetter med beregninger knyttet til ustabil varme overføring i bakken, er det nødvendig å bestemme avhengighetene som forbinder disse alternativene.

Kriteriet for effektiviteten til en varmepumpe er konverteringsfaktoren α, hvis verdi bestemmes av forholdet mellom dens termiske kraft og kraften til kompressorens elektriske stasjon. Denne verdien er en funksjon av koketemperaturene i fordamperen t_u og kondens t_k, og i forhold til varmepumper "vann-vann" kan vi snakke om temperaturen på væsken ved utløpet av fordamperen t_2I og ved utgangen av kondensatoren t_2K:

? = ?(t_2I,t_2K).         (1)

En analyse av katalogegenskapene til serielle kjølemaskiner og vann-til-vann varmepumper gjorde det mulig å vise denne funksjonen i form av et diagram (fig. 1).

Ved hjelp av diagrammet er det enkelt å bestemme parametrene til varmepumpen i de aller første stadiene av design. Det er for eksempel åpenbart at hvis varmesystemet koblet til varmepumpen er konstruert for å levere et varmemedium med en turtemperatur på 50°C, så vil maksimalt mulig omregningsfaktor for varmepumpen være ca. 3,5. Samtidig bør temperaturen på glykolen ved utløpet av fordamperen ikke være lavere enn +3°C, noe som betyr at en dyr jordvarmeveksler vil være nødvendig.

Samtidig, hvis huset varmes opp med gulvvarme, vil en kjølevæske med en temperatur på 35°C komme inn i varmesystemet fra varmepumpens kondensator. I dette tilfellet kan varmepumpen jobbe mer effektivt, for eksempel med en omregningsfaktor på 4,3, hvis temperaturen på den avkjølte glykolen i fordamperen er ca -2°C.

Ved å bruke Excel-regneark kan du uttrykke funksjonen (1) som en ligning:

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

Hvis det med ønsket omregningsfaktor og en gitt verdi av kjølevæsketemperaturen i varmesystemet drevet av en varmepumpe er nødvendig å bestemme temperaturen på væsken som avkjøles i fordamperen, kan ligning (2) representeres som:

         (3)

For å velge temperaturen på varmebæreren i varmesystemet for gitte verdier av varmepumpens konverteringskoeffisient og temperaturen på væsken ved utløpet av fordamperen, kan du bruke formelen:

    (4)

I formler (2)...(4) er temperaturer uttrykt i grader Celsius.

Etter å ha bestemt disse avhengighetene, kan vi nå fortsette direkte til den amerikanske erfaringen.

Metodikk for beregning av varmepumper

Selvfølgelig er prosessen med å velge og beregne en varmepumpe en teknisk svært kompleks operasjon og avhenger av de individuelle egenskapene til objektet, men omtrentlig kan den reduseres til følgende trinn:

Varmetap gjennom bygningsskallet (vegger, tak, vinduer, dører) bestemmes. Dette kan gjøres ved å bruke følgende forhold:

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

tout - utelufttemperatur (°C);

tinn – indre lufttemperatur (°C);

S er det totale arealet av alle omsluttende strukturer (m2);

n er en koeffisient som indikerer påvirkningen av miljøet på egenskapene til objektet. For lokaler i direkte kontakt med det ytre miljø gjennom himlinger n=1; for objekter med loftsgulv n=0,9; hvis objektet er plassert over kjelleren n = 0,75;

β er koeffisienten for ekstra varmetap, som avhenger av typen bygning og dens geografiske plassering; β kan variere fra 0,05 til 0,27;

Rt - termisk motstand, bestemmes av følgende uttrykk:

Rt = 1/a_innvendig + Σ ( δ_Jeg /λ_Jeg ) + 1/α_køyeseng (m2*°С / W), hvor:

δ_Jeg / λі er den beregnede indikatoren for termisk ledningsevne til materialer som brukes i konstruksjon.

α_køyeseng- koeffisient for termisk spredning av de ytre overflatene til omsluttende strukturer (W / m2 * ° C);

α_innvendig- koeffisient for termisk absorpsjon av de indre overflatene til omsluttende strukturer (W / m2 * ° C);

- Det totale varmetapet til strukturen beregnes i henhold til formelen:

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

Qi - energikostnader for oppvarming av luften som kommer inn i rommet gjennom naturlige lekkasjer;

Qbp ​​- varmeavgivelse på grunn av funksjonen til husholdningsapparater og menneskelige aktiviteter.

2. Basert på innhentede data beregnes det årlige forbruket av termisk energi for hvert enkelt objekt:

Qår = 24*0,63*Qt. svette.*(( d*( tinn — tout.av.)/ ( tinn — tout.)) (kWh per år) hvor:

tvn - anbefalt lufttemperatur inne i rommet;

tout - utelufttemperatur;

tout.average - det aritmetiske gjennomsnittet av utelufttemperaturen for hele fyringssesongen;

d er antall dager i oppvarmingsperioden.

3. For en fullstendig analyse vil det også være nødvendig å beregne nivået av termisk kraft som kreves for å varme opp vannet:

Qhv \u003d V * 17 (kW / t per år.) hvor:

V er volumet av daglig oppvarming av vann opp til 50 °C.

Deretter bestemmes det totale forbruket av termisk energi av formelen:

Q \u003d Qgw + Qår (kW / t per år.)

Tatt i betraktning de oppnådde dataene, vil det ikke være vanskelig å velge den mest egnede varmepumpen for oppvarming og varmtvannsforsyning. Dessuten bestemmes den beregnede effekten som. Qtn=1,1*Q, hvor:

Qtn=1,1*Q, hvor:

1.1 - korreksjonsfaktor som indikerer muligheten for å øke belastningen på varmepumpen under forekomsten av kritiske temperaturer.

Etter å ha utført beregningen av varmepumper, kan du velge den mest passende varmepumpen som kan gi de nødvendige mikroklimaparametrene i rom med alle tekniske egenskaper. Og gitt muligheten for å integrere dette systemet med en luftkondisjoneringsenhet med oppvarmet gulv, kan det bemerkes ikke bare dets funksjonalitet, men også dets høye estetiske verdi.

Les mer:

Hvordan du korrekt beregner antall og dybde på brønner for HP, kan du finne i følgende video:

Hvis du likte materialet, vil jeg være takknemlig hvis du anbefaler det til venner eller legger igjen en nyttig kommentar.

Typer varmepumper

Varmepumper er delt inn i tre hovedtyper i henhold til kilden til lavgradig energi:

• Luft.
• Grunning.
• Vann - Kilden kan være grunnvann og vannforekomster på overflaten.

For vannvarmesystemer, som er mer vanlige, brukes følgende typer varmepumper:

"Luft-til-vann" - en luftvarmepumpe som varmer opp bygget ved å trekke luft utenfra gjennom en ekstern enhet. Det fungerer etter prinsippet om et klimaanlegg, bare i revers, og konverterer luftens energi til varme. En slik varmepumpe krever ikke store installasjonskostnader, den trenger ikke å tildele et stykke land til den og dessuten bore en brønn. Driftseffektiviteten ved lave temperaturer (-25ºС) reduseres imidlertid, og det kreves en ekstra kilde til termisk energi.

"Grunnvann"-anordningen refererer til geotermisk og produserer varme fra bakken ved hjelp av en kollektor lagt til en dybde under frysepunktet i jorda. Det er også en avhengighet av området på stedet og landskapet, hvis samleren er plassert horisontalt. For et vertikalt arrangement må en brønn bores.

"Vann-vann" installeres der det er reservoar eller grunnvann i nærheten. I det første tilfellet legges oppsamleren på bunnen av reservoaret, i det andre bores en brønn eller flere, hvis området på stedet tillater det. Noen ganger er grunnvannsdybden for stor, så kostnaden for å installere en slik varmepumpe kan være svært høy.

Hver type varmepumpe har sine fordeler og ulemper, hvis bygningen er langt fra en vannmasse eller grunnvannet er for dypt, vil vann-til-vann ikke fungere."Luftvann" vil bare være relevant i relativt varme områder, der lufttemperaturen i den kalde årstiden ikke faller under -25º C.

Metode for å beregne effekten til en varmepumpe

I tillegg til å bestemme den optimale energikilden, vil det være nødvendig å beregne kraften til varmepumpen som kreves for oppvarming. Det avhenger av mengden varmetap i bygningen. La oss beregne kraften til en varmepumpe for oppvarming av et hus ved å bruke et spesifikt eksempel.

For å gjøre dette bruker vi formelen Q=k*V*∆T, hvor

• Q er varmetap (kcal/time). 1 kWh = 860 kcal/t;
• V er volumet av huset i m3 (vi multipliserer arealet med høyden på taket);
• ∆Т er forholdet mellom minimumstemperaturene ute og inne i lokalene under den kaldeste perioden av året, °C. Fra den indre tº trekker vi den eksterne;
• k er den generaliserte varmeoverføringskoeffisienten til bygningen. For en murbygning med to lag murverk k=1; for et godt isolert bygg k=0,6.

Dermed vil beregningen av kraften til en varmepumpe for oppvarming av et murhus på 100 kvm og en takhøyde på 2,5 m, med en forskjell i ttº fra -30º ute til +20º inne, være som følger:

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

12500/860= 14,53 kW. Det vil si at for et standard murhus med et areal på 100 m2, trenger du en enhet på 14 kilowatt.

Forbrukeren aksepterer valget av type og effekt på varmepumpen basert på en rekke forhold:

• geografiske trekk ved området (nærhet til vannforekomster, tilstedeværelse av grunnvann, et fritt område for en samler);
• klimatrekk (temperatur);
• type og indre volum av rommet;
• økonomiske muligheter.

Med tanke på alle de ovennevnte aspektene, vil du kunne gjøre det beste valget av utstyr. For et mer effektivt og riktig valg av en varmepumpe er det bedre å kontakte spesialister, de vil være i stand til å foreta mer detaljerte beregninger og gi den økonomiske muligheten for å installere utstyret.

I lang tid og med stor suksess har varmepumper blitt brukt i husholdnings- og industrikjøleskap og klimaanlegg.

I dag begynte disse enhetene å bli brukt til å utføre funksjonen til den motsatte naturen - oppvarming av hjemmet i den kalde årstiden.

La oss se hvordan varmepumper brukes til oppvarming av private hus og hva du trenger å vite for å kunne beregne alle komponentene riktig.

Eksempel på beregning av varmepumpe

Vi vil velge en varmepumpe for varmesystemet til et en-etasjes hus med et totalt areal på 70 kvm. m med standard takhøyde (2,5 m), rasjonell arkitektur og termisk isolasjon av omsluttende strukturer som oppfyller kravene til moderne byggeforskrifter. For oppvarming av 1. kvm. m av et slikt objekt, i henhold til allment aksepterte standarder, må du bruke 100 W varme. For å varme opp hele huset trenger du derfor:

Q \u003d 70 x 100 \u003d 7000 W \u003d 7 kW termisk energi.

Vi velger et varmepumpemerke "TeploDarom" (modell L-024-WLC) med en varmeeffekt på W = 7,7 kW. Kompressoren til enheten bruker N = 2,5 kW elektrisitet.

Samlerberegning

Jordsmonnet i området som er tildelt for konstruksjon av oppsamleren er leireholdig, grunnvannstanden er høy (vi tar brennverdien p = 35 W/m).

Samlerkraft bestemmes av formelen:

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

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

Basert på det faktum at å legge en krets lengre enn 100 m er irrasjonelt på grunn av for høy hydraulisk motstand, antar vi følgende: varmepumpekollektoren vil bestå av to kretser - 100 m og 50 m lang.

Området på stedet som må tas under samleren bestemmes av formelen:

S = L x A,

Hvor A er trinnet mellom tilstøtende seksjoner av konturen. Vi aksepterer: A = 0,8 m.

Da er S = 150 x 0,8 = 120 kvm. m.

Tilbakebetaling av en varmepumpe

Når det gjelder hvor lenge en person vil kunne returnere pengene sine investert i noe, betyr det hvor lønnsom selve investeringen var. Innenfor oppvarming er alt ganske vanskelig, siden vi gir oss komfort og varme, og alle systemer er dyre, men i dette tilfellet kan du se etter et alternativ som vil returnere pengene brukt ved å redusere kostnadene ved bruk. Og når du begynner å lete etter en passende løsning, sammenligner du alt: en gasskjel, en varmepumpe eller en elektrisk kjele. Vi vil analysere hvilket system som vil lønne seg raskere og mer effektivt.

Konseptet med tilbakebetaling, i dette tilfellet, introduksjonen av en varmepumpe for å modernisere det eksisterende varmeforsyningssystemet, hvis enkelt, kan forklares som følger:

Det er ett system - en individuell gasskjele, som gir uavhengig oppvarming og varmt vann. Det er et klimaanlegg med delt system som gir kulde til ett rom. Installert 3 delte systemer i forskjellige rom.

Og det finnes en mer økonomisk avansert teknologi – en varmepumpe som skal varme/kjøle hus og varme opp vann i riktige mengder til hus eller leilighet. Det er nødvendig å fastslå hvor mye den totale kostnaden for utstyr og startkostnader har endret seg, samt å vurdere hvor mye de årlige kostnadene ved å drive de utvalgte utstyrstypene har gått ned. Og for å finne ut hvor mange år dyrere utstyr vil lønne seg med de resulterende besparelsene. Ideelt sett sammenlignes flere foreslåtte designløsninger og den mest kostnadseffektive velges.

Vi vil beregne og finne ut hva som er tilbakebetalingstiden for en varmepumpe i Ukraina

Tenk på et spesifikt eksempel

• Hus i 2 etasjer, godt isolert, med et samlet areal på 150 kvm.
• Varme-/varmedistribusjonssystem: krets 1 - gulvvarme, krets 2 - radiatorer (eller viftekonvektorer).
• En gasskjele for oppvarming og varmtvannsforsyning (DHW), for eksempel 24kW, dobbeltkrets, er installert.
• Delt klimaanlegg for 3 rom i huset.

Årlige kostnader til oppvarming og oppvarming av vann

Maks. varmeeffekt HK for oppvarming, kW	19993,59
Maks. strømforbruk HK ved arbeid for oppvarming, kW	7283,18

Maks. varmekapasitet på HK for varmtvannsforsyning, kW	2133,46
Maks. strømforbruk HK ved arbeid på varmtvannsforsyning, kW	866,12

1. Den omtrentlige kostnaden for et fyrrom med en 24 kW gasskjele (kjele, rør, ledninger, tank, måler, installasjon) er omtrent 1000 Euro. Et klimaanlegg (ett delt system) for et slikt hus vil koste rundt 800 euro. Totalt, med arrangement av kjelerommet, designarbeid, tilkobling til gassrørledningsnettet og installasjonsarbeid - 6100 euro.

1. Omtrentlig kostnad for en Mycond varmepumpe med ekstra viftekonvektorsystem, installasjonsarbeid og elektrisk tilkobling er 6650 euro.

1. Veksten av kapitalinvesteringer er: K2-K1 = 6650 - 6100 = 550 euro (eller ca. 16500 UAH)
2. Reduksjonen i driftskostnadene er: C1-C2 = 27252 - 7644 = 19608 UAH.
3. Tilbakebetalingstid Tokup. = 16500 / 19608 = 0,84 år!

Brukervennlighet for varmepumpen

Varmepumper er det mest allsidige, multifunksjonelle og energieffektive utstyret for oppvarming av hus, leiligheter, kontorer eller kommersielle anlegg.

Et intelligent styringssystem med ukentlig eller daglig programmering, automatisk veksling av sesonginnstillinger, opprettholdelse av temperaturen i husene, økonomiske moduser, styring av en slavekjele, kjele, sirkulasjonspumper, temperaturkontroll i to varmekretser, er det mest avanserte og avanserte. . Inverterkontroll av driften av kompressor, vifte, pumper, gir maksimale besparelser i energiforbruk.

Varmepumpedrift under grunnvannsdrift

Å legge oppsamleren i bakken kan gjøres på tre måter.

Horisontalt alternativ

Rør legges i grøfter "slange" til en dybde som overstiger dybden av jordfrysing (i gjennomsnitt - fra 1 til 1,5 m).

En slik samler vil kreve en tomt med et tilstrekkelig stort område, men enhver huseier kan bygge den - ingen andre ferdigheter enn evnen til å jobbe med en spade vil være nødvendig.

Det bør imidlertid tas i betraktning at konstruksjonen av en varmeveksler for hånd er en ganske arbeidskrevende prosess.

Vertikalt alternativ

Samlerrør i form av løkker, med form av bokstaven "U", er nedsenket i brønner med en dybde på 20 til 100 m. Om nødvendig kan flere slike brønner bygges. Etter at rørene er installert, fylles brønnene med sementmørtel.

Fordelen med en vertikal samler er at det trengs et veldig lite område for konstruksjonen. Det er imidlertid ingen måte å bore brønner med en dybde på mer enn 20 m på egen hånd - du må ansette et team av borere.

Kombinert variant

Denne samleren kan betraktes som en variant av den horisontale, men den vil kreve mye mindre plass å bygge.

En rund brønn graves på stedet med en dybde på 2 m.

Varmevekslerrørene legges i en spiral, slik at kretsen blir som en vertikalt montert fjær.

Etter at installasjonsarbeidet er fullført, sovner brønnen. Som i tilfellet med en horisontal varmeveksler, kan alt nødvendig arbeid utføres for hånd.

Samleren er fylt med frostvæske - frostvæske eller etylenglykolløsning. For å sikre sirkulasjonen krasjer en spesiell pumpe inn i kretsen. Etter å ha absorbert varmen fra jorda, kommer frostvæsken inn i fordamperen, hvor varmevekslingen finner sted mellom den og kjølemediet.

Det bør tas i betraktning at ubegrenset uttak av varme fra bakken, spesielt når kollektoren er plassert vertikalt, kan føre til uønskede konsekvenser for stedets geologi og økologi. Derfor, om sommeren, er det svært ønskelig å bruke HP av typen "jord - vann" i omvendt modus - klimaanlegg.

Gassvarmesystemet har mange fordeler, og en av de viktigste er den lave kostnaden for gass. Hvordan utstyre et hjem med gassoppvarming, vil du bli bedt om en oppvarmingsordning for et privat hus med en gasskjele. Vurder utformingen av varmesystemet og kravene til utskifting.

Les om funksjonene ved å velge solcellepaneler for oppvarming av hjemmet i dette emnet.

Beregning av den horisontale kollektoren til en varmepumpe

Effektiviteten til en horisontal kollektor avhenger av temperaturen på mediet den er nedsenket i, dens termiske ledningsevne, samt kontaktområdet med røroverflaten. Beregningsmetoden er ganske komplisert, derfor brukes gjennomsnittsdata i de fleste tilfeller.

Det antas at hver meter av varmeveksleren gir HP følgende varmeeffekt:

• 10 W - når begravd i tørr sandholdig eller steinete jord;
• 20 W - i tørr leirejord;
• 25 W - i våt leirejord;
• 35 W - i svært fuktig leirjord.

For å beregne lengden på oppsamleren (L), bør derfor den nødvendige termiske kraften (Q) divideres med jordas brennverdi (p):

L=Q/p.

Verdiene som er oppgitt kan bare anses som gyldige hvis følgende betingelser er oppfylt:

• Landet over samleren er ikke bygget opp, skyggelagt eller beplantet med trær eller busker.
• Avstanden mellom tilstøtende svinger av spiralen eller deler av "slangen" er minst 0,7 m.

Hvordan varmepumper fungerer

I enhver HP er det et arbeidsmedium som kalles et kjølemiddel. Freon virker vanligvis i denne egenskapen, sjeldnere - ammoniakk. Selve enheten består av bare tre komponenter:

Fordamperen og kondensatoren er to reservoarer som ser ut som lange buede rør - spoler. Kondensatoren er koblet i den ene enden til kompressorutløpet, og fordamperen til innløpet. Endene av spolene er sammenføyd og en trykkreduksjonsventil er installert i krysset mellom dem. Fordamperen er i kontakt - direkte eller indirekte - med kildemediet, mens kondensatoren er i kontakt med varme- eller varmtvannssystemet.

Slik fungerer en varmepumpe

Driften av HP er basert på den gjensidige avhengigheten av volumet, trykket og temperaturen til gassen. Her er hva som skjer inne i aggregatet:

1. Ammoniakk, freon eller annet kjølemiddel, som beveger seg gjennom fordamperen, varmes opp fra kildemediet, for eksempel til en temperatur på +5 grader.
2. Etter å ha passert fordamperen, når gassen kompressoren, som pumper den inn i kondensatoren.
3. Kjølemediet som pumpes av kompressoren holdes i kondensatoren av en trykkreduksjonsventil, så trykket er høyere her enn i fordamperen. Som du vet, med økende trykk, øker temperaturen til enhver gass.Det er akkurat det som skjer med kjølemediet - det varmes opp til 60 - 70 grader. Siden kondensatoren vaskes av kjølevæsken som sirkulerer i varmesystemet, varmes også sistnevnte opp.
4. Gjennom trykkreduksjonsventilen slippes kjølemediet ut i små porsjoner til fordamperen, hvor trykket faller igjen. Gassen ekspanderer og avkjøles, og siden en del av den indre energien gikk tapt av den som et resultat av varmeoverføring i forrige trinn, synker temperaturen under de første +5 grader. Etter fordamperen varmes den opp igjen, deretter pumpes den inn i kondensatoren av kompressoren - og så videre i en sirkel. Vitenskapelig kalles denne prosessen Carnot-syklusen.

Men HP er fortsatt svært lønnsomt: For hver kWh elektrisitet som brukes, er det mulig å få fra 3 til 5 kWh varme.

Påvirkning av innledende data på beregningsresultatet

La oss nå bruke den matematiske modellen som ble bygget i løpet av beregninger for å spore innflytelsen av ulike innledende data på det endelige resultatet av beregningen. Det skal bemerkes at beregningene utført på Excel gjør at en slik analyse kan utføres veldig raskt.

Til å begynne med, la oss se hvordan dens varmeledningsevne påvirker størrelsen på varmefluksen til WGT fra jorda.

Vårt regneeksempel ble utført for jord med varmeledningsevne ? \u003d 2,076 W / (K • m), og den spesifikke varmefluksen var q_yd = 41,4 W. På fig. 3 viser funksjonen q_yd = ?(?) med andre beregningsbetingelser uendret.

 

Det er kjent at når VGT brukes om sommeren i modusen for å fjerne varme fra kjølemaskinene til klimaanlegget, øker effektiviteten til jordvarmevekslere som opererer om vinteren sammen med en varmepumpe. Kurven i fig. Figur 4 viser arten av avhengigheten av den spesifikke varmefluksen fra bakken til VGT om vinteren av forholdet mellom byggets årlige behov for kulde og dets årlige behov for varme til oppvarming.

I europeisk praksis, ved konstruksjon av bergvarmepumper, brukes vanligvis VGT-er med to U-formede polyetylenrør installert i en brønn. Den matematiske modellen gjør det mulig å evaluere effektiviteten til en slik teknisk løsning (fig. 5). Verdiene for den spesifikke varmefluksen i venstre og høyre kolonne i diagrammet beregnes for verdiene til den ekvivalente diameteren til VGT, tilsvarende utformingen av varmeveksleren med ett og to U-rør.

Temperaturforskjellen mellom grunnen og glykolen avkjølt i fordamperen til varmepumpen er avgjørende for intensiveringen av varmeoverføringen i grunnen. På fig. 6 viser avhengigheten av den spesifikke varmefluksen av denne temperaturforskjellen.

Det bør spesielt bemerkes at figurene 3...6 ikke viser de absolutte verdiene for den spesifikke varmefluksen fra jorda til VGT, men arten av endringen i disse verdiene fra ett av argumentene, mens mange andre argumenter forblir uendret, eller rettere sagt, slik de ble definert eller gitt i vårt regneeksempel. Derfor er det umulig å bli veiledet av diagrammene vist i disse figurene for å beregne lengden på VGT i spesifikke prosjekter.

 

Det anbefales å bestemme lengden på vertikale jordvarmevekslere ved hjelp av formel (6).