Mga uri ng heat pump para sa pagpainit ng bahay

Mga uri ng disenyo ng mga heat pump

Ang uri ng HP ay karaniwang tinutukoy ng isang pariralang nagsasaad ng source medium at ang heat carrier ng heating system.

Mayroong mga sumusunod na varieties:

• TN "hangin - hangin";
• TN "hangin - tubig";
• TN "lupa - tubig";
• TN "tubig - tubig".

Ang pinakaunang opsyon ay isang conventional split system na tumatakbo sa heating mode. Ang evaporator ay naka-mount sa kalye, at isang bloke na may condenser ay naka-install sa loob ng bahay. Ang huli ay hinipan ng isang tagahanga, dahil kung saan ang isang mainit na masa ng hangin ay ibinibigay sa silid.

Kung ang naturang sistema ay nilagyan ng isang espesyal na heat exchanger na may mga tubo ng sanga, ang isang air-to-water heat pump ay makukuha. Ito ay konektado sa sistema ng pagpainit ng tubig.

Ang isang air-to-air o air-to-water heat pump evaporator ay maaaring ilagay hindi sa kalye, ngunit sa exhaust ventilation duct (dapat itong pilitin). Sa kasong ito, ang kahusayan ng HP ay tataas nang maraming beses.

Ang mga heat pump ng mga uri ng "tubig - tubig" at "lupa - tubig" ay gumagamit ng tinatawag na external heat exchanger o, kung tawagin din, isang kolektor upang kunin ang init.

Schematic diagram ng heat pump

Ito ay isang mahabang looped pipe, kadalasang plastik, kung saan ang isang likidong daluyan ay nagpapalipat-lipat, naghuhugas ng pangsingaw. Ang parehong mga uri ng HP ay parehong aparato: sa isang kaso, ang kolektor ay nahuhulog sa ilalim ng isang reservoir sa ibabaw, at sa pangalawa, sa lupa. Ang condenser ng naturang HP ay matatagpuan sa isang heat exchanger na konektado sa isang water heating system.

Ang pagkonekta ng isang HP ayon sa "tubig - tubig" na pamamaraan ay hindi gaanong mahirap kaysa sa "lupa - tubig", dahil hindi na kailangan ang mga gawaing lupa. Sa ilalim ng reservoir, ang tubo ay inilalagay sa anyo ng isang spiral. Siyempre, ang gayong katawan ng tubig lamang ang angkop para sa pamamaraang ito, na hindi nag-freeze sa ilalim sa taglamig.

Panahon na upang pag-aralan nang detalyado ang karanasan sa dayuhan

Halos lahat ay alam na ang tungkol sa mga heat pump na may kakayahang kumuha ng ambient heat para sa pagpainit ng mga gusali, at kung hanggang kamakailan lamang ang isang potensyal na customer, bilang panuntunan, ay nagtanong ng isang nalilitong tanong na "paano ito posible?", Ngayon ang tanong na "paano ito tama" ay lalong naririnig. do?".

Hindi madaling sagutin ang tanong na ito.

Sa paghahanap ng isang sagot sa maraming mga katanungan na hindi maiiwasang lumabas kapag sinusubukang magdisenyo ng mga sistema ng pag-init na may mga heat pump, ipinapayong bumaling sa karanasan ng mga espesyalista mula sa mga bansang iyon kung saan ang mga heat pump sa ground heat exchangers ay ginamit nang mahabang panahon.

Ang isang pagbisita * sa eksibisyon ng Amerikano na AHR EXPO-2008, na pangunahing isinagawa upang makakuha ng impormasyon sa mga pamamaraan ng pagkalkula ng engineering ng mga exchanger ng init sa lupa, ay hindi nagdala ng mga direktang resulta sa direksyon na ito, ngunit isang libro ang naibenta sa ASHRAE exhibition stand, ang ilan sa mga probisyon nito ay nagsilbing batayan para sa mga publikasyong ito.

Dapat sabihin kaagad na ang paglipat ng mga pamamaraan ng Amerikano sa domestic na lupa ay hindi isang madaling gawain. Ang mga Amerikano ay hindi gumagawa ng mga bagay tulad ng ginagawa nila sa Europa. Sila lang ang sumusukat ng oras sa parehong mga yunit tulad ng ginagawa namin. Ang lahat ng iba pang mga yunit ng pagsukat ay purong Amerikano, o sa halip, British. Ang mga Amerikano ay lalong hindi pinalad sa heat flux, na maaaring masukat sa parehong mga British thermal unit bawat yunit ng oras, at sa tonelada ng paglamig, na malamang na naimbento sa America.

Ang pangunahing problema, gayunpaman, ay hindi ang teknikal na abala ng muling pagkalkula ng mga yunit ng pagsukat na tinanggap sa Estados Unidos, na sa kalaunan ay masasanay, ngunit ang kawalan sa nabanggit na aklat ng isang malinaw na metodolohikal na batayan para sa pagbuo ng isang algorithm ng pagkalkula. Masyadong maraming espasyo ang ibinibigay sa nakagawian at kilalang mga pamamaraan ng pagkalkula, habang ang ilang mahahalagang probisyon ay nananatiling ganap na hindi isiniwalat.

Sa partikular, ang naturang pisikal na nauugnay na data ng pag-input para sa pagkalkula ng mga vertical ground heat exchanger, tulad ng temperatura ng likidong umiikot sa heat exchanger at ang heat pump conversion coefficient, ay hindi maaaring itakda nang basta-basta, at bago magpatuloy sa mga kalkulasyon na nauugnay sa hindi matatag na init. paglipat sa lupa, kinakailangan upang matukoy ang mga dependency na kumukonekta sa mga opsyon na ito.

Ang criterion para sa kahusayan ng isang heat pump ay ang conversion factor α, ang halaga nito ay tinutukoy ng ratio ng thermal power nito sa kapangyarihan ng compressor electric drive. Ang halagang ito ay isang function ng kumukulong temperatura sa evaporator t_u at paghalay t_k, at may kaugnayan sa mga heat pump na "tubig-tubig" maaari nating pag-usapan ang tungkol sa temperatura ng likido sa labasan ng evaporator t_2I at sa output ng kapasitor t_2K:

? = ?(t_2I,t_2K).         (1)

Ang pagsusuri sa mga katangian ng catalog ng mga serial refrigeration machine at water-to-water heat pump ay naging posible upang ipakita ang function na ito sa anyo ng isang diagram (Larawan 1).

Gamit ang diagram, madaling matukoy ang mga parameter ng heat pump sa pinakaunang yugto ng disenyo. Malinaw, halimbawa, na kung ang sistema ng pag-init na konektado sa heat pump ay idinisenyo upang magbigay ng medium ng pag-init na may temperatura ng daloy na 50°C, kung gayon ang maximum na posibleng conversion factor ng heat pump ay magiging mga 3.5. Kasabay nito, ang temperatura ng glycol sa labasan ng evaporator ay hindi dapat mas mababa sa +3°C, na nangangahulugan na ang isang mamahaling ground heat exchanger ay kinakailangan.

Kasabay nito, kung ang bahay ay pinainit ng underfloor heating, ang isang coolant na may temperatura na 35°C ay papasok sa sistema ng pag-init mula sa heat pump condenser. Sa kasong ito, ang heat pump ay maaaring gumana nang mas mahusay, halimbawa, na may conversion factor na 4.3, kung ang temperatura ng cooled glycol sa evaporator ay humigit-kumulang -2°C.

Gamit ang mga spreadsheet ng Excel, maaari mong ipahayag ang function (1) bilang isang equation:

? = 0.1729 • (41.5 + t_2I – 0.015t_2I • t_2K – 0.437 • t_2K      (2)

Kung, sa nais na kadahilanan ng conversion at isang naibigay na halaga ng temperatura ng coolant sa sistema ng pag-init na pinapagana ng isang heat pump, kinakailangan upang matukoy ang temperatura ng likido na pinalamig sa evaporator, kung gayon ang equation (2) ay maaaring katawanin bilang:

         (3)

Upang piliin ang temperatura ng heat carrier sa heating system para sa mga ibinigay na halaga ng heat pump conversion coefficient at ang temperatura ng likido sa labasan ng evaporator, maaari mong gamitin ang formula:

    (4)

Sa mga pormula (2)…(4) ang mga temperatura ay ipinahayag sa degrees Celsius.

Nang matukoy ang mga dependency na ito, maaari na tayong magpatuloy nang direkta sa karanasan sa Amerika.

Pamamaraan para sa pagkalkula ng mga heat pump

Siyempre, ang proseso ng pagpili at pagkalkula ng heat pump ay isang teknikal na napakakomplikadong operasyon at nakasalalay sa mga indibidwal na katangian ng bagay, ngunit humigit-kumulang ito ay maaaring bawasan sa mga sumusunod na hakbang:

Ang mga pagkawala ng init sa pamamagitan ng sobre ng gusali (mga dingding, kisame, bintana, pinto) ay tinutukoy. Magagawa ito gamit ang sumusunod na ratio:

Qok \u003d S * ( tin - tout) * (1 + Σ β ) * n / Rt (W) kung saan

tout - temperatura sa labas ng hangin (°C);

lata - panloob na temperatura ng hangin (°C);

S ay ang kabuuang lugar ng lahat ng nakapaloob na istruktura (m2);

n ay isang koepisyent na nagpapahiwatig ng impluwensya ng kapaligiran sa mga katangian ng bagay. Para sa mga lugar na direktang nakikipag-ugnayan sa panlabas na kapaligiran sa pamamagitan ng mga kisame n=1; para sa mga bagay na may sahig na attic n=0.9; kung ang bagay ay matatagpuan sa itaas ng basement n = 0.75;

Ang β ay ang koepisyent ng karagdagang pagkawala ng init, na nakasalalay sa uri ng gusali at lokasyong heograpikal nito, ang β ay maaaring mag-iba mula 0.05 hanggang 0.27;

Rt - thermal resistance, ay tinutukoy ng sumusunod na expression:

Rt = 1/ α_panloob + Σ ( δ_i /λ_i ) + 1/α_higaan (m2*°C / W), kung saan:

δ_i / λі ay ang kinakalkula na tagapagpahiwatig ng thermal conductivity ng mga materyales na ginamit sa konstruksiyon.

α_higaan- koepisyent ng thermal dissipation ng mga panlabas na ibabaw ng nakapaloob na mga istraktura (W / m2 * ° C);

α_panloob- koepisyent ng thermal absorption ng mga panloob na ibabaw ng nakapaloob na mga istraktura (W / m2 * ° C);

- Ang kabuuang pagkawala ng init ng istraktura ay kinakalkula ayon sa formula:

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

Qi - mga gastos sa enerhiya para sa pagpainit ng hangin na pumapasok sa silid sa pamamagitan ng natural na pagtagas;

Qbp ​​- pagpapalabas ng init dahil sa paggana ng mga gamit sa bahay at mga aktibidad ng tao.

2. Batay sa data na nakuha, ang taunang pagkonsumo ng thermal energy ay kinakalkula para sa bawat indibidwal na bagay:

Qyear = 24*0.63*Qt. pawis.*(( d*( tin — tout.av.)/ ( tin — tout.)) (kWh kada taon) kung saan:

tvn - inirerekomendang temperatura ng hangin sa loob ng silid;

tout - temperatura sa labas ng hangin;

tout.average - ang arithmetic mean ng panlabas na temperatura ng hangin para sa buong panahon ng pag-init;

d ay ang bilang ng mga araw ng panahon ng pag-init.

3. Para sa kumpletong pagsusuri, kakailanganin ding kalkulahin ang antas ng thermal power na kinakailangan para magpainit ng tubig:

Qhv \u003d V * 17 (kW / h bawat taon.) kung saan:

Ang V ay ang dami ng araw-araw na pag-init ng tubig hanggang 50 °C.

Pagkatapos ang kabuuang pagkonsumo ng thermal energy ay tinutukoy ng formula:

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

Isinasaalang-alang ang nakuha na data, hindi magiging mahirap na piliin ang pinaka-angkop na heat pump para sa pagpainit at supply ng mainit na tubig. Bukod dito, ang kinakalkula na kapangyarihan ay tinutukoy bilang. Qtn=1.1*Q, kung saan:

Qtn=1.1*Q, kung saan:

1.1 - kadahilanan ng pagwawasto na nagpapahiwatig ng posibilidad ng pagtaas ng pagkarga sa heat pump sa panahon ng paglitaw ng mga kritikal na temperatura.

Ang pagkakaroon ng pagkalkula ng mga heat pump, maaari mong piliin ang pinaka-angkop na heat pump na maaaring magbigay ng kinakailangang mga parameter ng microclimate sa mga silid na may anumang mga teknikal na katangian. At binigyan ng posibilidad na isama ang sistemang ito sa isang heated floor air conditioning unit, maaari itong mapansin hindi lamang ang pag-andar nito, kundi pati na rin ang mataas na aesthetic na halaga nito.

Magbasa pa:

Kung paano wastong kalkulahin ang bilang at lalim ng mga balon para sa HP ay makikita sa sumusunod na video:

Kung nagustuhan mo ang materyal, magpapasalamat ako kung inirerekomenda mo ito sa mga kaibigan o mag-iwan ng kapaki-pakinabang na komento.

Mga uri ng heat pump

Ang mga heat pump ay nahahati sa tatlong pangunahing uri ayon sa pinagmumulan ng mababang uri ng enerhiya:

• Hangin.
• Priming.
• Tubig - Ang pinagmulan ay maaaring tubig sa lupa at mga anyong tubig sa ibabaw.

Para sa mga sistema ng pagpainit ng tubig, na mas karaniwan, ang mga sumusunod na uri ng mga heat pump ay ginagamit:

"Air-to-water" - isang air type heat pump na nagpapainit sa gusali sa pamamagitan ng paglabas ng hangin mula sa labas sa pamamagitan ng panlabas na unit. Gumagana ito sa prinsipyo ng isang air conditioner, sa kabaligtaran lamang, na ginagawang init ang enerhiya ng hangin. Ang nasabing heat pump ay hindi nangangailangan ng malalaking gastos sa pag-install, hindi nito kailangang maglaan ng isang piraso ng lupa para dito at, bukod dito, mag-drill ng isang balon. Gayunpaman, ang kahusayan ng operasyon sa mababang temperatura (-25ºС) ay bumababa at isang karagdagang mapagkukunan ng thermal energy ay kinakailangan.

Ang aparatong "tubig-lupa" ay tumutukoy sa geothermal at gumagawa ng init mula sa lupa gamit ang isang kolektor na inilatag sa lalim sa ilalim ng pagyeyelo ng lupa. Mayroon ding pag-asa sa lugar ng site at sa tanawin, kung ang kolektor ay matatagpuan nang pahalang. Para sa isang patayong pag-aayos, ang isang balon ay kailangang drilled.

Naka-install ang "Water-water" kung saan may malapit na reservoir o tubig sa lupa. Sa unang kaso, ang kolektor ay inilalagay sa ilalim ng reservoir, sa pangalawa, ang isang balon ay drilled o ilang, kung ang lugar ng site ay pinapayagan. Minsan ang lalim ng tubig sa lupa ay masyadong malaki, kaya ang halaga ng pag-install ng naturang heat pump ay maaaring napakataas.

Ang bawat uri ng heat pump ay may mga pakinabang at disadvantages nito, kung ang gusali ay malayo sa isang katawan ng tubig o ang tubig sa lupa ay masyadong malalim, kung gayon ang tubig-sa-tubig ay hindi gagana.Ang "air-water" ay magiging may kaugnayan lamang sa medyo mainit-init na mga rehiyon, kung saan ang temperatura ng hangin sa panahon ng malamig na panahon ay hindi bumaba sa ibaba -25º C.

Paraan para sa pagkalkula ng kapangyarihan ng isang heat pump

Bilang karagdagan sa pagtukoy ng pinakamainam na mapagkukunan ng enerhiya, kakailanganin upang kalkulahin ang kapangyarihan ng heat pump na kinakailangan para sa pagpainit. Depende ito sa dami ng pagkawala ng init ng gusali. Kalkulahin natin ang kapangyarihan ng isang heat pump para sa pagpainit ng bahay gamit ang isang partikular na halimbawa.

Upang gawin ito, ginagamit namin ang formula Q=k*V*∆T, kung saan

• Ang Q ay pagkawala ng init (kcal/oras). 1 kWh = 860 kcal/h;
• Ang V ay ang dami ng bahay sa m3 (pinarami namin ang lugar sa taas ng mga kisame);
• Ang ∆Т ay ang ratio ng pinakamababang temperatura sa labas at loob ng lugar sa panahon ng pinakamalamig na panahon ng taon, °C. Mula sa panloob na tº ay ibawas natin ang panlabas;
• k ay ang pangkalahatang koepisyent ng paglipat ng init ng gusali. Para sa isang brick building na may dalawang layer ng masonerya k=1; para sa isang well-insulated na gusali k=0.6.

Kaya, ang pagkalkula ng kapangyarihan ng isang heat pump para sa pagpainit ng isang brick house na 100 sq.m at isang taas ng kisame na 2.5 m, na may pagkakaiba sa ttº mula -30º sa labas hanggang +20º sa loob, ay ang mga sumusunod:

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

12500/860= 14.53 kW. Iyon ay, para sa isang karaniwang brick house na may lawak na 100 m2, kakailanganin mo ng 14-kilowatt na aparato.

Tinatanggap ng mamimili ang pagpili ng uri at kapangyarihan ng heat pump batay sa ilang mga kundisyon:

• heograpikal na mga tampok ng lugar (kalapitan ng mga katawan ng tubig, ang pagkakaroon ng tubig sa lupa, isang libreng lugar para sa isang kolektor);
• mga tampok ng klima (temperatura);
• uri at panloob na dami ng silid;
• mga pagkakataon sa pananalapi.

Isinasaalang-alang ang lahat ng mga aspeto sa itaas, magagawa mong gawin ang pinakamahusay na pagpipilian ng kagamitan. Para sa isang mas mahusay at tamang pagpili ng isang heat pump, mas mahusay na makipag-ugnay sa mga espesyalista, magagawa nilang gumawa ng mas detalyadong mga kalkulasyon at magbigay ng kakayahang pang-ekonomiya ng pag-install ng kagamitan.

Sa loob ng mahabang panahon at napakatagumpay, ang mga heat pump ay ginamit sa mga refrigerator at air conditioner ng sambahayan at industriya.

Ngayon, ang mga aparatong ito ay nagsimulang gamitin upang maisagawa ang pag-andar ng kabaligtaran na kalikasan - pagpainit ng bahay sa panahon ng malamig na panahon.

Tingnan natin kung paano ginagamit ang mga heat pump para sa pagpainit ng mga pribadong bahay at kung ano ang kailangan mong malaman upang makalkula nang tama ang lahat ng mga bahagi nito.

Halimbawa ng pagkalkula ng heat pump

Pumili kami ng isang heat pump para sa sistema ng pag-init ng isang isang palapag na bahay na may kabuuang lugar na 70 sq. m na may karaniwang taas ng kisame (2.5 m), makatwirang arkitektura at thermal insulation ng mga nakapaloob na istruktura na nakakatugon sa mga kinakailangan ng modernong mga code ng gusali. Para sa pagpainit ng 1st sq. m ng naturang bagay, ayon sa karaniwang tinatanggap na mga pamantayan, kailangan mong gumastos ng 100 W ng init. Kaya, para sa pagpainit ng buong bahay kakailanganin mo:

Q \u003d 70 x 100 \u003d 7000 W \u003d 7 kW ng thermal energy.

Pumili kami ng tatak ng heat pump na "TeploDarom" (modelo L-024-WLC) na may heat output na W = 7.7 kW. Ang compressor ng unit ay kumokonsumo ng N = 2.5 kW ng kuryente.

Pagkalkula ng kolektor

Ang lupa sa lugar na inilaan para sa pagtatayo ng kolektor ay clayey, ang antas ng tubig sa lupa ay mataas (kinuha namin ang calorific value p = 35 W / m).

Ang kapangyarihan ng kolektor ay tinutukoy ng formula:

Qk \u003d W - N \u003d 7.7 - 2.5 \u003d 5.2 kW.

L = 5200 / 35 = 148.5 m (tinatayang).

Batay sa katotohanan na ang pagtula ng isang circuit na mas mahaba kaysa sa 100 m ay hindi makatwiran dahil sa labis na mataas na haydroliko na resistensya, ipinapalagay namin ang mga sumusunod: ang kolektor ng heat pump ay binubuo ng dalawang circuit - 100 m at 50 m ang haba.

Ang lugar ng site na kailangang kunin sa ilalim ng kolektor ay tinutukoy ng formula:

S = L x A,

Kung saan ang A ay ang hakbang sa pagitan ng mga katabing seksyon ng tabas. Tinatanggap namin: A = 0.8 m.

Pagkatapos S = 150 x 0.8 = 120 sq. m.

Payback ng isang heat pump

Pagdating sa kung gaano katagal maibabalik ng isang tao ang kanyang perang ipinuhunan sa isang bagay, nangangahulugan ito kung gaano kalaki ang puhunan mismo. Sa larangan ng pag-init, ang lahat ay medyo mahirap, dahil binibigyan namin ang aming sarili ng ginhawa at init, at lahat ng mga sistema ay mahal, ngunit sa kasong ito, maaari kang maghanap ng isang opsyon na magbabalik ng pera na ginugol sa pamamagitan ng pagbawas ng mga gastos kapag gumagamit. At kapag nagsimula kang maghanap ng angkop na solusyon, inihambing mo ang lahat: isang gas boiler, isang heat pump o isang electric boiler. Susuriin namin kung aling sistema ang magbabayad nang mas mabilis at mas mahusay.

Ang konsepto ng payback, sa kasong ito, ang pagpapakilala ng isang heat pump upang gawing makabago ang umiiral na sistema ng supply ng init, kung simple, ay maaaring ipaliwanag tulad ng sumusunod:

Mayroong isang sistema - isang indibidwal na gas boiler, na nagbibigay ng independiyenteng pagpainit at mainit na tubig. Mayroong split-system air conditioner na nagbibigay ng malamig sa isang silid. Nag-install ng 3 split system sa iba't ibang kwarto.

At mayroong isang mas matipid na advanced na teknolohiya - isang heat pump na magpapainit / magpapalamig ng mga bahay at magpainit ng tubig sa tamang dami para sa isang bahay o apartment. Ito ay kinakailangan upang matukoy kung magkano ang kabuuang halaga ng kagamitan at mga paunang gastos ay nagbago, pati na rin upang masuri kung magkano ang taunang gastos ng pagpapatakbo ng mga napiling uri ng kagamitan ay nabawasan. At upang matukoy kung gaano karaming taon ang mas mamahaling kagamitan ay magbabayad sa mga resultang matitipid. Sa isip, ang ilang mga iminungkahing solusyon sa disenyo ay inihambing at ang pinaka-epektibong gastos ay pinili.

Kakalkulahin namin at malalaman kung ano ang payback period ng isang heat pump sa Ukraine

Isaalang-alang ang isang partikular na halimbawa

• Bahay sa 2 palapag, well insulated, na may kabuuang lawak na 150 sq.
• Heat / heating distribution system: circuit 1 - underfloor heating, circuit 2 - radiators (o fan coil units).
• Ang isang gas boiler para sa pagpainit at supply ng mainit na tubig (DHW), halimbawa, 24kW, double-circuit, ay naka-install.
• Split air conditioning system para sa 3 silid ng bahay.

Taunang gastos sa pagpainit at pagpainit ng tubig

Max. init output HP para sa pagpainit, kW	19993,59
Max. pagkonsumo ng kuryente HP kapag nagtatrabaho para sa pagpainit, kW	7283,18

Max. kapasidad ng pagpainit ng HP para sa supply ng mainit na tubig, kW	2133,46
Max. pagkonsumo ng kuryente HP kapag nagtatrabaho sa supply ng mainit na tubig, kW	866,12

1. Ang tinatayang halaga ng isang boiler room na may 24 kW gas boiler (boiler, piping, wiring, tank, meter, installation) ay humigit-kumulang 1000 Euros. Ang isang air conditioning system (isang split system) para sa naturang bahay ay nagkakahalaga ng halos 800 euro. Sa kabuuan, kasama ang pag-aayos ng boiler room, disenyo ng trabaho, koneksyon sa network ng pipeline ng gas at pag-install ng trabaho - 6100 euros.

1. Ang tinatayang halaga ng isang Mycond heat pump na may karagdagang fan coil system, trabaho sa pag-install at koneksyon sa kuryente ay 6650 euros.

1. Ang paglago ng mga pamumuhunan sa kapital ay: K2-K1 = 6650 - 6100 = 550 euros (o mga 16500 UAH)
2. Ang pagbawas sa mga gastos sa pagpapatakbo ay: C1-C2 = 27252 - 7644 = 19608 UAH.
3. Payback period Tokup. = 16500 / 19608 = 0.84 taon!

Dali ng paggamit ng heat pump

Ang mga heat pump ay ang pinaka versatile, multifunctional at energy efficient equipment para sa pagpainit ng bahay, apartment, opisina o komersyal na pasilidad.

Ang isang matalinong sistema ng kontrol na may lingguhan o pang-araw-araw na programming, awtomatikong paglipat ng mga pana-panahong setting, pagpapanatili ng temperatura sa mga bahay, mga mode na pang-ekonomiya, kontrol ng isang slave boiler, boiler, mga circulation pump, kontrol sa temperatura sa dalawang heating circuit, ay ang pinaka-advance at advanced . Ang kontrol ng inverter sa pagpapatakbo ng compressor, fan, pump, ay nagbibigay-daan sa maximum na pagtitipid sa pagkonsumo ng enerhiya.

Ang pagpapatakbo ng heat pump sa panahon ng pagpapatakbo ng tubig sa lupa

Ang paglalagay ng kolektor sa lupa ay maaaring gawin sa tatlong paraan.

Pahalang na opsyon

Ang mga tubo ay inilalagay sa mga trenches na "ahas" sa lalim na lumampas sa lalim ng pagyeyelo ng lupa (sa karaniwan - mula 1 hanggang 1.5 m).

Ang nasabing kolektor ay mangangailangan ng isang kapirasong lupa ng isang sapat na malaking lugar, ngunit ang sinumang may-ari ng bahay ay maaaring magtayo nito - walang mga kasanayan maliban sa kakayahang magtrabaho gamit ang isang pala ang kakailanganin.

Gayunpaman, dapat itong isaalang-alang na ang pagtatayo ng isang heat exchanger sa pamamagitan ng kamay ay isang medyo matrabaho na proseso.

Vertical na opsyon

Ang mga tubo ng kolektor sa anyo ng mga loop, na may hugis ng titik na "U", ay nahuhulog sa mga balon na may lalim na 20 hanggang 100 m. Kung kinakailangan, maraming mga naturang balon ang maaaring itayo. Matapos mai-install ang mga tubo, ang mga balon ay puno ng semento mortar.

Ang bentahe ng isang patayong kolektor ay ang isang napakaliit na lugar ay kinakailangan para sa pagtatayo nito. Gayunpaman, walang paraan upang mag-drill ng mga balon na may lalim na higit sa 20 m sa iyong sarili - kakailanganin mong umarkila ng isang pangkat ng mga driller.

Pinagsamang variant

Ang kolektor na ito ay maaaring ituring na isang pagkakaiba-iba ng pahalang, ngunit mangangailangan ito ng mas kaunting espasyo upang bumuo.

Ang isang bilog na balon ay hinukay sa site na may lalim na 2 m.

Ang mga tubo ng heat exchanger ay inilalagay sa isang spiral, upang ang circuit ay tulad ng isang patayong naka-mount na spring.

Sa pagkumpleto ng gawaing pag-install, ang balon ay natutulog. Tulad ng sa kaso ng isang pahalang na heat exchanger, ang lahat ng kinakailangang dami ng trabaho ay maaaring gawin sa pamamagitan ng kamay.

Ang kolektor ay puno ng antifreeze - antifreeze o ethylene glycol solution. Upang matiyak ang sirkulasyon nito, isang espesyal na bomba ang bumagsak sa circuit. Ang pagkakaroon ng pagsipsip ng init ng lupa, ang antifreeze ay pumapasok sa evaporator, kung saan nagaganap ang palitan ng init sa pagitan nito at ng nagpapalamig.

Dapat itong isaalang-alang na ang walang limitasyong pagkuha ng init mula sa lupa, lalo na kapag ang kolektor ay matatagpuan patayo, ay maaaring humantong sa hindi kanais-nais na mga kahihinatnan para sa heolohiya at ekolohiya ng site. Samakatuwid, sa tag-araw, lubos na kanais-nais na patakbuhin ang HP ng uri ng "lupa - tubig" sa reverse mode - air conditioning.

Ang sistema ng pagpainit ng gas ay may maraming mga pakinabang at ang isa sa mga pangunahing ay ang mababang halaga ng gas. Kung paano magbigay ng kasangkapan sa isang bahay na may gas heating, sasabihan ka ng isang heating scheme para sa isang pribadong bahay na may gas boiler. Isaalang-alang ang disenyo ng sistema ng pag-init at ang mga kinakailangan para sa pagpapalit.

Basahin ang tungkol sa mga tampok ng pagpili ng mga solar panel para sa pagpainit ng bahay sa paksang ito.

Pagkalkula ng pahalang na kolektor ng isang heat pump

Ang kahusayan ng isang pahalang na kolektor ay nakasalalay sa temperatura ng daluyan kung saan ito nahuhulog, ang thermal conductivity nito, pati na rin ang lugar ng pakikipag-ugnay sa ibabaw ng tubo. Ang paraan ng pagkalkula ay medyo kumplikado, samakatuwid, sa karamihan ng mga kaso, ginagamit ang average na data.

Ito ay pinaniniwalaan na ang bawat metro ng heat exchanger ay nagbibigay sa HP ng sumusunod na heat output:

• 10 W - kapag inilibing sa tuyong mabuhangin o mabatong lupa;
• 20 W - sa tuyong luwad na lupa;
• 25 W - sa wet clay soil;
• 35 W - sa sobrang mamasa-masa na luad na lupa.

Kaya, upang makalkula ang haba ng kolektor (L), ang kinakailangang thermal power (Q) ay dapat na hatiin sa calorific value ng lupa (p):

L=Q/p.

Ang mga halagang ibinigay ay maaari lamang ituring na wasto kung ang mga sumusunod na kundisyon ay natutugunan:

• Ang lupa sa itaas ng kolektor ay hindi itinatayo, nililiman, o tinatamnan ng mga puno o palumpong.
• Ang distansya sa pagitan ng mga katabing pagliko ng spiral o mga seksyon ng "ahas" ay hindi bababa sa 0.7 m.

Paano gumagana ang mga heat pump

Sa anumang HP mayroong gumaganang medium na tinatawag na nagpapalamig. Karaniwang kumikilos ang Freon sa kapasidad na ito, mas madalas - ammonia. Ang aparato mismo ay binubuo lamang ng tatlong bahagi:

Ang evaporator at condenser ay dalawang reservoir na mukhang mahabang curved tubes - coils. Ang condenser ay konektado sa isang dulo sa compressor outlet, at ang evaporator sa pumapasok. Ang mga dulo ng mga coils ay pinagsama at ang isang presyon ng pagbabawas ng balbula ay naka-install sa kantong sa pagitan ng mga ito. Ang evaporator ay nakikipag-ugnayan - direkta o hindi direkta - sa source medium, habang ang condenser ay nakikipag-ugnayan sa heating o DHW system.

Paano gumagana ang isang heat pump

Ang pagpapatakbo ng HP ay batay sa pagkakaugnay ng dami, presyon at temperatura ng gas. Narito ang nangyayari sa loob ng pinagsama-samang:

1. Ang ammonia, freon o iba pang nagpapalamig, na gumagalaw sa evaporator, ay umiinit mula sa pinagmulang daluyan, halimbawa, sa temperatura na +5 degrees.
2. Matapos maipasa ang evaporator, ang gas ay umabot sa compressor, na nagbomba nito sa condenser.
3. Ang nagpapalamig na pumped ng compressor ay hawak sa condenser sa pamamagitan ng pressure reducing valve, kaya mas mataas ang pressure nito dito kaysa sa evaporator. Tulad ng alam mo, sa pagtaas ng presyon, ang temperatura ng anumang gas ay tumataas.Ito ay eksakto kung ano ang nangyayari sa nagpapalamig - ito ay umiinit hanggang 60 - 70 degrees. Dahil ang condenser ay hugasan ng coolant na nagpapalipat-lipat sa sistema ng pag-init, ang huli ay pinainit din.
4. Sa pamamagitan ng pressure reducing valve, ang nagpapalamig ay ibinubuhos sa maliliit na bahagi sa evaporator, kung saan bumababa muli ang presyon nito. Ang gas ay lumalawak at lumalamig, at dahil ang bahagi ng panloob na enerhiya ay nawala nito bilang resulta ng paglipat ng init sa nakaraang yugto, ang temperatura nito ay bumaba sa ibaba ng paunang +5 degrees. Kasunod ng evaporator, ito ay umiinit muli, pagkatapos ay ibomba ito sa condenser ng compressor - at iba pa sa isang bilog. Sa agham, ang prosesong ito ay tinatawag na Carnot cycle.

Ngunit ang HP ay nananatiling lubhang kumikita: para sa bawat kWh ng kuryenteng ginastos, posibleng makakuha ng mula 3 hanggang 5 kWh ng init.

Impluwensya ng paunang data sa resulta ng pagkalkula

Gamitin natin ngayon ang mathematical model na binuo sa kurso ng mga kalkulasyon upang masubaybayan ang impluwensya ng iba't ibang paunang data sa huling resulta ng pagkalkula. Dapat pansinin na ang mga kalkulasyon na isinagawa sa Excel ay nagpapahintulot sa gayong pagsusuri na maisagawa nang napakabilis.

Upang magsimula, tingnan natin kung paano nakakaapekto ang thermal conductivity nito sa magnitude ng heat flux sa WGT mula sa lupa.

Ang aming halimbawa ng pagkalkula ay isinagawa para sa lupa na may thermal conductivity ? \u003d 2.076 W / (K • m), at ang tiyak na heat flux ay q_yd = 41.4 W. Sa fig. Ipinapakita ng 3 ang function q_yd = ?(?) na may iba pang kundisyon sa pagkalkula na hindi nagbabago.

 

Ito ay kilala na kapag ang VGT ay ginagamit sa tag-araw sa paraan ng pag-alis ng init mula sa mga nagpapalamig na makina ng air conditioning system, ang kahusayan ng mga ground heat exchanger na tumatakbo sa taglamig kasama ang isang heat pump ay tumataas. Ang kurba sa fig. Ipinapakita ng Figure 4 ang likas na katangian ng pag-asa ng tiyak na init ng init mula sa lupa hanggang sa VGT sa taglamig sa ratio ng taunang pangangailangan ng gusali para sa malamig sa taunang pangangailangan nito para sa init para sa pagpainit.

Sa pagsasanay sa Europa, sa pagtatayo ng ground source heat pump, ang mga VGT na may dalawang U-shaped na polyethylene pipe na naka-install sa isang balon ay karaniwang ginagamit. Ginagawang posible ng modelong matematikal na suriin ang pagiging epektibo ng naturang teknikal na solusyon (Larawan 5). Ang mga halaga ng tiyak na heat flux sa kaliwa at kanang mga haligi ng diagram ay kinakalkula para sa mga halaga ng katumbas na diameter ng VGT, na naaayon sa disenyo ng heat exchanger na may isa at dalawang U-tubes.

Ang pagkakaiba sa temperatura sa pagitan ng lupa at ng glycol na pinalamig sa evaporator ng heat pump ay mapagpasyahan para sa pagtindi ng paglipat ng init sa lupa. Sa fig. Ang 6 ay nagpapakita ng pag-asa ng tiyak na pagkilos ng init sa pagkakaiba ng temperatura na ito.

Lalo na dapat pansinin na ang Mga Figure 3…6 ay hindi nagpapakita ng ganap na mga halaga ng tiyak na pagkilos ng init mula sa lupa hanggang sa VGT, ngunit ang likas na katangian ng pagbabago sa mga halagang ito mula sa isa sa mga argumento, habang marami pang iba. ang mga argumento ay nananatiling hindi nagbabago, o sa halip, tulad ng mga ito ay tinukoy o ibinigay sa aming halimbawa ng pagkalkula. Samakatuwid, imposibleng magabayan ng mga diagram na ipinapakita sa mga figure na ito upang kalkulahin ang haba ng VGT sa mga partikular na proyekto.

 

Inirerekomenda na matukoy ang haba ng vertical ground heat exchangers gamit ang formula (6).