Ev ısıtması için ısı pompası çeşitleri

Isı pompası tasarım çeşitleri

HP tipi genellikle ısıtma sisteminin kaynak ortamını ve ısı taşıyıcısını belirten bir ifade ile belirtilir.

Aşağıdaki çeşitler vardır:

• TN "hava - hava";
• TN "hava - su";
• TN "toprak - su";
• TN "su - su".

İlk seçenek, ısıtma modunda çalışan geleneksel bir split sistemdir. Evaporatör sokağa monte edilmiştir ve evin içine kondansatörlü bir blok yerleştirilmiştir. İkincisi, odaya sıcak hava kütlesinin verilmesi nedeniyle bir fan tarafından üflenir.

Böyle bir sistem, nozullu özel bir ısı eşanjörü ile donatılmışsa, havadan suya bir ısı pompası elde edilecektir. Su ısıtma sistemine bağlıdır.

Havadan havaya veya havadan suya HP evaporatörü sokağa değil, egzoz havalandırma kanalına yerleştirilebilir (zorlanmalıdır). Bu durumda, HP'nin verimliliği birkaç kat artacaktır.

"Su - su" ve "toprak - su" tipi ısı pompaları, ısıyı çıkarmak için harici ısı eşanjörü veya aynı zamanda bir kollektör olarak adlandırılır.

Isı pompasının şematik diyagramı

Bu, içinden sıvı bir ortamın dolaştığı, buharlaştırıcıyı yıkayan, genellikle plastik olan uzun ilmekli bir borudur. Her iki HP türü de aynı cihazdır: bir durumda, toplayıcı bir yüzey rezervuarının dibine ve ikincisinde zemine daldırılır. Böyle bir HP'nin kondansatörü, bir su ısıtma sistemine bağlı bir ısı eşanjöründe bulunur.

Bir HP'yi "su - su" şemasına göre bağlamak, toprak işlerine gerek olmadığı için "toprak - su" dan çok daha az zahmetlidir. Rezervuarın dibine boru spiral şeklinde döşenir. Tabii ki, kışın dibe kadar donmayan bu şema için sadece böyle bir su kütlesi uygundur.

Yabancı deneyimi ayrıntılı olarak incelemenin zamanı geldi

Hemen hemen herkes, binaları ısıtmak için ortam ısısını çekebilen ısı pompalarını zaten biliyor ve yakın zamana kadar potansiyel bir müşteri, kural olarak, şaşkın bir soru sorduysa, “bu nasıl mümkün olabilir?”, Şimdi “nasıl doğru” sorusu giderek duydum. yapmak?".

Bu soruya cevap vermek kolay değil.

Isı pompalı ısıtma sistemleri tasarlamaya çalışırken kaçınılmaz olarak ortaya çıkan sayısız soruya cevap bulmak için, ısı pompalarının toprak ısı eşanjörlerinde uzun süredir kullanıldığı ülkelerdeki uzmanların deneyimine başvurmanız tavsiye edilir.

Esas olarak toprak ısı eşanjörlerinin mühendislik hesaplama yöntemleri hakkında bilgi edinmek amacıyla gerçekleştirilen Amerikan fuarı AHR EXPO-2008'e bir ziyaret* bu yönde doğrudan sonuçlar getirmedi, ancak ASHRAE fuar standında bir kitap satıldı, bazı hükümleri bu yayınlara temel teşkil etmiştir.

Amerikan yöntemlerinin yerli toprağa aktarılmasının kolay bir iş olmadığını hemen söylemek gerekir. Amerikalılar her şeyi Avrupa'da yaptıkları gibi yapmıyorlar. Sadece onlar zamanı bizimle aynı birimlerde ölçerler. Diğer tüm ölçü birimleri tamamen Amerikan veya daha doğrusu İngiliz'dir. Amerikalılar, hem birim zamandaki İngiliz ısı birimlerinde hem de muhtemelen Amerika'da icat edilen tonlarca soğutmada ölçülebilen ısı akışı konusunda özellikle şanssızdı.

Ancak asıl sorun, Amerika Birleşik Devletleri'nde kabul edilen ve sonunda alışılabilecek olan ölçü birimlerini yeniden hesaplamanın teknik zorluğu değil, söz konusu kitapta bir hesaplama algoritması oluşturmak için açık bir metodolojik temelin olmamasıydı. Rutin ve iyi bilinen hesaplama yöntemlerine çok fazla yer verilirken, bazı önemli hükümler tamamen açıklanmadan kalıyor.

Özellikle, ısı eşanjöründe dolaşan sıvının sıcaklığı ve ısı pompası dönüşüm katsayısı gibi dikey toprak ısı eşanjörlerinin hesaplanması için bu tür fiziksel olarak ilgili girdi verileri, kararsız ısı ile ilgili hesaplamalara geçmeden önce keyfi olarak ayarlanamaz. zeminde transfer, bu seçenekleri birbirine bağlayan bağımlılıkları belirlemek gerekir.

Bir ısı pompasının verimliliği için kriter, değeri termal gücünün kompresör elektrikli tahrikinin gücüne oranı ile belirlenen dönüşüm faktörü α'dır. Bu değer, buharlaştırıcıdaki t kaynama sıcaklıklarının bir fonksiyonudur._sen ve yoğunlaşma t_kve ısı pompaları "su-su" ile ilgili olarak, evaporatörün çıkışındaki sıvının sıcaklığı hakkında konuşabiliriz t_2I ve kapasitörün çıkışında t_2K:

? = ?(t_2I,T_2K).         (1)

Seri soğutma makinelerinin ve sudan suya ısı pompalarının katalog özelliklerinin bir analizi, bu işlevi bir diyagram şeklinde göstermeyi mümkün kıldı (Şekil 1).

Diyagramı kullanarak, tasarımın ilk aşamalarında ısı pompasının parametrelerini belirlemek kolaydır. Örneğin, ısı pompasına bağlı ısıtma sistemi, akış sıcaklığı 50°C olan bir ısıtma ortamını besleyecek şekilde tasarlanmışsa, ısı pompasının olası maksimum dönüştürme faktörünün yaklaşık 3.5 olacağı açıktır. Aynı zamanda, evaporatörün çıkışındaki glikolün sıcaklığı +3°C'den düşük olmamalıdır, bu da pahalı bir toprak ısı eşanjörünün gerekli olacağı anlamına gelir.

Aynı zamanda, eğer ev yerden ısıtma ile ısıtılıyorsa, ısı pompası kondenserinden ısıtma sistemine 35°C sıcaklıkta bir soğutma sıvısı girecektir. Bu durumda, evaporatördeki soğutulmuş glikolün sıcaklığı yaklaşık -2°C ise, ısı pompası örneğin 4.3'lük bir dönüşüm faktörü ile daha verimli çalışabilir.

Excel elektronik tablolarını kullanarak (1) fonksiyonunu bir denklem olarak ifade edebilirsiniz:

? = 0.1729 • (41.5 + t_2I – 0.015 ton_2I • T_2K – 0.437 • ton_2K      (2)

İstenen dönüştürme faktörü ve bir ısı pompası tarafından çalıştırılan ısıtma sistemindeki soğutma sıvısı sıcaklığının belirli bir değeri ile, evaporatörde soğutulan sıvının sıcaklığının belirlenmesi gerekiyorsa, denklem (2) şu şekilde temsil edilebilir:

         (3)

Isı pompası dönüşüm katsayısının verilen değerleri ve evaporatörün çıkışındaki sıvının sıcaklığı için ısıtma sistemindeki ısı taşıyıcının sıcaklığını seçmek için aşağıdaki formülü kullanabilirsiniz:

    (4)

(2)…(4) formüllerinde sıcaklıklar Santigrat derece olarak ifade edilir.

Bu bağımlılıkları belirledikten sonra artık doğrudan Amerikan deneyimine geçebiliriz.

Isı pompalarını hesaplama metodolojisi

Tabii ki, bir ısı pompası seçme ve hesaplama süreci teknik olarak çok karmaşık bir işlemdir ve nesnenin bireysel özelliklerine bağlıdır, ancak yaklaşık olarak aşağıdaki adımlara indirgenebilir:

Bina kabuğundaki (duvarlar, tavanlar, pencereler, kapılar) ısı kayıpları belirlenir. Bu, aşağıdaki oran kullanılarak yapılabilir:

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

tout - dış hava sıcaklığı (°C);

kalay – iç hava sıcaklığı (°C);

S, tüm kapalı yapıların toplam alanıdır (m2);

n, çevrenin nesnenin özellikleri üzerindeki etkisini gösteren bir katsayıdır. Tavanlar aracılığıyla dış ortamla doğrudan temas halinde olan tesisler için n=1; çatı katı olan nesneler için n=0.9; nesne bodrum katının üzerindeyse n = 0.75;

β, binanın tipine ve coğrafi konumuna bağlı olan ek ısı kaybı katsayısıdır; β, 0,05 ile 0,27 arasında değişebilir;

Rt - termal direnç, aşağıdaki ifade ile belirlenir:

Rt = 1/ α_dahili + Σ ( δ_Bence /λ_Bence ) + 1/α_ranza (m2*°С / W), burada:

δ_Bence / λі, inşaatta kullanılan malzemelerin ısıl iletkenliğinin hesaplanmış göstergesidir.

α_ranza- kapalı yapıların dış yüzeylerinin termal dağılım katsayısı (W / m2 * ° C);

α_dahili- kapalı yapıların iç yüzeylerinin ısıl emilim katsayısı (W / m2 * ° C);

- Yapının toplam ısı kaybı aşağıdaki formüle göre hesaplanır:

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

Qi - odaya doğal sızıntılar yoluyla giren havayı ısıtmak için enerji maliyetleri;

Qbp ​​​​- ev aletlerinin işleyişi ve insan faaliyetleri nedeniyle ısı salınımı.

2. Elde edilen verilere dayanarak, her bir nesne için yıllık termal enerji tüketimi hesaplanır:

Qyıl = 24*0.63*Qt. ter.*(( d*( kalay — tut.av.)/ ( kalay — tout.)) (yıllık kWh) burada:

tvn - oda içinde önerilen hava sıcaklığı;

tout - dış hava sıcaklığı;

tout.average - tüm ısıtma sezonu için dış hava sıcaklığının aritmetik ortalaması;

d, ısıtma süresinin gün sayısıdır.

3. Tam bir analiz için, suyu ısıtmak için gereken ısıl güç seviyesinin de hesaplanması gerekecektir:

Qhv \u003d V * 17 (yılda kW / s.) Burada:

V, suyun 50 °C'ye kadar günlük ısıtılma hacmidir.

Daha sonra toplam termal enerji tüketimi aşağıdaki formülle belirlenir:

Q \u003d Qgw + Qyear (yılda kW / s.)

Elde edilen veriler dikkate alındığında, ısıtma ve sıcak su temini için en uygun ısı pompasını seçmek zor olmayacaktır. Ayrıca hesaplanan güç olarak belirlenir. Qtn=1.1*Q, burada:

Qtn=1.1*Q, burada:

1.1 - kritik sıcaklıkların meydana gelmesi sırasında ısı pompası üzerindeki yükü artırma olasılığını gösteren düzeltme faktörü.

Isı pompalarının hesabını yaptıktan sonra her türlü teknik özelliğe sahip odalarda gerekli mikro iklim parametrelerini sağlayabilecek en uygun ısı pompasını seçebilirsiniz. Ve bu sistemi ısıtmalı zemin klima ünitesi ile entegre etme imkanı göz önüne alındığında, sadece işlevselliği değil, aynı zamanda yüksek estetik değeri de not edilebilir.

Daha fazla oku:

HP için kuyuların sayısı ve derinliğinin nasıl doğru bir şekilde hesaplanacağı aşağıdaki videoda bulunabilir:

Malzemeyi beğendiyseniz, arkadaşlarınıza tavsiye ederseniz veya faydalı bir yorum bırakırsanız minnettar olacağım.

Isı pompası çeşitleri

Isı pompaları, düşük dereceli enerji kaynağına göre üç ana tipe ayrılır:

• Hava.
• Hazırlama.
• Su - Kaynak, yeraltı suyu ve yüzeydeki su kütleleri olabilir.

Daha yaygın olan su ısıtma sistemleri için aşağıdaki ısı pompası türleri kullanılır:

"Havadan suya" - bir dış ünite vasıtasıyla dışarıdan hava çekerek binayı ısıtan hava tipi bir ısı pompası. Bir klima prensibi ile çalışır, sadece tersine, havanın enerjisini ısıya dönüştürür. Böyle bir ısı pompası, büyük kurulum maliyetleri gerektirmez, bunun için bir arazi parçası tahsis etmesine ve ayrıca bir kuyu açmasına gerek yoktur. Bununla birlikte, düşük sıcaklıklarda (-25ºС) çalışmanın verimi düşer ve ek bir termal enerji kaynağı gerekir.

"Yeraltı suyu" cihazı jeotermal anlamına gelir ve toprağın donma noktasının altındaki bir derinliğe yerleştirilmiş bir toplayıcı kullanarak yerden ısı üretir. Toplayıcı yatay olarak yerleştirilmişse, sitenin alanına ve manzaraya da bir bağımlılık vardır. Dikey bir düzenleme için bir kuyunun delinmesi gerekecektir.

Yakınlarda bir rezervuar veya yeraltı suyunun bulunduğu yere "su-su" kurulur. İlk durumda, toplayıcı rezervuarın dibine serilir, ikincisinde, alanın alanı izin veriyorsa, bir veya birkaç kuyu delinir. Bazen yeraltı suyunun derinliği çok fazladır, bu nedenle böyle bir ısı pompası kurmanın maliyeti çok yüksek olabilir.

Her tip ısı pompasının avantajları ve dezavantajları vardır, eğer bina bir su kütlesinden uzaktaysa veya yeraltı suyu çok derinse, sudan suya çalışmayacaktır."Hava-su", yalnızca soğuk mevsimde hava sıcaklığının -25º C'nin altına düşmediği nispeten sıcak bölgelerde geçerli olacaktır.

Bir ısı pompasının gücünü hesaplama yöntemi

Optimum enerji kaynağının belirlenmesine ek olarak, ısıtma için gerekli olan ısı pompasının gücünün hesaplanması gerekecektir. Binanın ısı kaybı miktarına bağlıdır. Belirli bir örnek kullanarak bir evi ısıtmak için bir ısı pompasının gücünü hesaplayalım.

Bunu yapmak için Q=k*V*∆T formülünü kullanırız, burada

• Q, ısı kaybıdır (kcal/saat). 1 kWh = 860 kcal/h;
• V, evin m3 cinsinden hacmidir (alanı tavan yüksekliğiyle çarparız);
• ∆Т, yılın en soğuk döneminde, °C'de, bina içindeki ve dışındaki minimum sıcaklıkların oranıdır. Dahili tº'den harici olanı çıkarırız;
• k, binanın genelleştirilmiş ısı transfer katsayısıdır. İki kat yığma tuğla bir bina için k=1; iyi yalıtılmış bir bina için k=0.6.

Böylece, bir ısı pompasının 100 m2'lik bir tuğla evi ve 2,5 m'lik bir tavan yüksekliği ısıtmak için gücünün hesaplanması, ttº'de -30º'den +20º'ye kadar bir farkla aşağıdaki gibi olacaktır:

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

12500/860= 14,53 kW. Yani 100 m2 alana sahip standart bir tuğla ev için 14 kilovatlık bir cihaza ihtiyacınız olacak.

Tüketici, bir dizi koşula bağlı olarak ısı pompasının tipini ve gücünü seçmeyi kabul eder:

• bölgenin coğrafi özellikleri (su kütlelerinin yakınlığı, yeraltı suyunun varlığı, bir toplayıcı için serbest alan);
• iklim özellikleri (sıcaklık);
• odanın tipi ve iç hacmi;
• finansal fırsatlar.

Yukarıdaki tüm yönleri göz önünde bulundurarak, en iyi ekipman seçimini yapabileceksiniz. Daha verimli ve doğru bir ısı pompası seçimi için uzmanlarla iletişime geçmek daha iyidir, daha ayrıntılı hesaplamalar yapabilecekler ve ekipmanın kurulumunun ekonomik fizibilitesini sağlayacaklardır.

Isı pompaları uzun süredir ve çok başarılı bir şekilde ev ve endüstriyel buzdolaplarında ve klimalarda kullanılmaktadır.

Bugün, bu cihazlar, zıt doğanın işlevini yerine getirmek için kullanılmaya başlandı - soğuk mevsimde evi ısıtmak.

Özel evleri ısıtmak için ısı pompalarının nasıl kullanıldığını ve tüm bileşenlerini doğru bir şekilde hesaplamak için bilmeniz gerekenleri görelim.

Isı pompası hesaplama örneği

Toplam alanı 70 metrekare olan tek katlı bir evin ısıtma sistemi için bir ısı pompası seçeceğiz. standart tavan yüksekliği (2,5 m), rasyonel mimari ve modern bina kodlarının gereksinimlerini karşılayan kapalı yapıların ısı yalıtımı ile m. 1. metrekareyi ısıtmak için. Böyle bir nesnenin m'si, genel kabul görmüş standartlara göre, 100 W ısı harcamanız gerekir. Böylece, tüm evi ısıtmak için ihtiyacınız olacak:

Q \u003d 70 x 100 \u003d 7000 W \u003d 7 kW termal enerji.

W = 7,7 kW ısı çıkışı olan bir ısı pompası markası "TeploDarom" (model L-024-WLC) seçiyoruz. Ünitenin kompresörü N = 2,5 kW elektrik tüketir.

koleksiyoncu hesaplama

Kolektörün inşası için ayrılan alandaki toprak killi, yeraltı suyu seviyesi yüksek (ısıl değeri p = 35 W/m alıyoruz).

Toplayıcı gücü aşağıdaki formülle belirlenir:

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

Boy = 5200 / 35 = 148,5 m (yaklaşık).

Aşırı yüksek hidrolik direnç nedeniyle 100 m'den daha uzun bir devre döşemenin mantıksız olduğu gerçeğine dayanarak, aşağıdakileri varsayıyoruz: ısı pompası kollektörü, 100 m ve 50 m uzunluğunda iki devreden oluşacaktır.

Toplayıcı altına alınması gereken site alanı aşağıdaki formüle göre belirlenir:

S = L x A,

A, konturun bitişik bölümleri arasındaki adımdır. Kabul ediyoruz: A = 0,8 m.

O zaman S = 150 x 0.8 = 120 metrekare. m.

Bir ısı pompasının geri ödemesi

Bir kişinin bir şeye yatırdığı parayı ne kadar sürede iade edebileceği söz konusu olduğunda, yatırımın kendisinin ne kadar karlı olduğu anlamına gelir. Isıtma alanında, kendimize konfor ve sıcaklık sağladığımız için her şey oldukça zordur ve tüm sistemler pahalıdır, ancak bu durumda, kullanım sırasında maliyetleri düşürerek harcanan parayı iade edecek bir seçenek arayabilirsiniz. Ve uygun bir çözüm aramaya başladığınızda, her şeyi karşılaştırırsınız: bir gaz kazanı, bir ısı pompası veya bir elektrikli kazan. Hangi sistemin daha hızlı ve verimli bir şekilde amorti edeceğini analiz edeceğiz.

Geri ödeme kavramı, bu durumda, mevcut ısı besleme sistemini modernize etmek için bir ısı pompasının tanıtılması, basitçe şöyle açıklanabilir:

Bir sistem var - bağımsız ısıtma ve sıcak su sağlayan ayrı bir gaz kazanı. Bir odaya soğuk sağlayan split sistem klima bulunmaktadır. Farklı odalara 3 split sistem kurdum.

Ve daha ekonomik bir ileri teknoloji var - evleri ısıtacak / soğutacak ve bir ev veya daire için doğru miktarlarda suyu ısıtacak bir ısı pompası. Toplam ekipman maliyetinin ve ilk maliyetlerin ne kadar değiştiğini belirlemek ve ayrıca seçilen ekipman türlerinin yıllık işletim maliyetlerinin ne kadar azaldığını değerlendirmek gerekir. Ve ortaya çıkan tasarruflarla kaç yıl daha pahalı ekipmanın karşılığını vereceğini belirlemek için. İdeal olarak, önerilen birkaç tasarım çözümü karşılaştırılır ve en uygun maliyetli olanı seçilir.

Ukrayna'da bir ısı pompasının geri ödeme süresinin ne olduğunu hesaplayıp öğreneceğiz

Belirli bir örnek düşünün

• Toplam 150 metrekare alana sahip, iyi yalıtılmış 2 katlı ev.
• Isı / ısıtma dağıtım sistemi: devre 1 - yerden ısıtma, devre 2 - radyatörler (veya fan coil üniteleri).
• Isıtma ve sıcak su temini (DHW) için bir gaz kazanı, örneğin 24kW, çift devre kuruludur.
• Evin 3 odası için split klima sistemi.

Yıllık ısıtma ve su ısıtma maliyetleri

Maks. ısıtma için ısı çıkışı HP, kW	19993,59
Maks. ısıtma için çalışırken güç tüketimi HP, kW	7283,18

Maks. sıcak su temini için HP'nin ısıtma kapasitesi, kW	2133,46
Maks. sıcak su kaynağı üzerinde çalışırken güç tüketimi HP, kW	866,12

1. 24 kW doğalgaz kazanlı bir kazan dairesinin (kazan, borulama, kablolama, tank, sayaç, tesisat) yaklaşık maliyeti 1000 Euro civarındadır. Böyle bir ev için bir klima sistemi (bir split sistem) yaklaşık 800 avroya mal olacak. Toplamda, kazan dairesinin düzenlenmesi, tasarım çalışması, gaz boru hattı ağına bağlantı ve kurulum işi ile - 6100 Euro.

1. Ek fan coil sistemi, montaj işi ve elektrik bağlantısı olan bir Mycond ısı pompasının yaklaşık maliyeti 6650 Euro'dur.

1. Sermaye yatırımlarının büyümesi: K2-K1 = 6650 - 6100 = 550 Euro (veya yaklaşık 16500 UAH)
2. İşletme maliyetlerindeki azalma: C1-C2 = 27252 - 7644 = 19608 UAH.
3. Geri ödeme süresi Tokup. = 16500 / 19608 = 0.84 yıl!

Isı pompasının kullanım kolaylığı

Isı pompaları, bir ev, apartman dairesi, ofis veya ticari tesisi ısıtmak için en çok yönlü, çok işlevli ve enerji açısından verimli ekipmanlardır.

Haftalık veya günlük programlama, mevsimsel ayarların otomatik olarak değiştirilmesi, evlerde sıcaklığın korunması, ekonomik modlar, bir bağımlı kazanın kontrolü, kazan, sirkülasyon pompaları, iki ısıtma devresinde sıcaklık kontrolü ile akıllı bir kontrol sistemi, en gelişmiş ve gelişmiş sistemdir. . Kompresör, fan, pompaların çalışmasının inverter kontrolü, enerji tüketiminde maksimum tasarruf sağlar.

Yeraltı suyu çalışması sırasında ısı pompası çalışması

Kollektörün zemine döşenmesi üç şekilde yapılabilir.

Yatay seçenek

Borular, toprağın donma derinliğini aşan bir derinliğe kadar "yılan" hendeklerine döşenir (ortalama olarak - 1 ila 1,5 m).

Böyle bir toplayıcı, yeterince geniş bir alana sahip bir arsa gerektirecektir, ancak herhangi bir ev sahibi bunu inşa edebilir - bir kürekle çalışma yeteneğinden başka hiçbir beceriye ihtiyaç duyulmaz.

Bununla birlikte, bir ısı eşanjörünün elle yapımının oldukça zahmetli bir süreç olduğu dikkate alınmalıdır.

Dikey seçenek

“U” harfi şeklindeki toplayıcı borular, 20 ila 100 m derinliğindeki kuyulara daldırılır, gerekirse bu tür birkaç kuyu inşa edilebilir. Borular döşendikten sonra kuyular çimento harcı ile doldurulur.

Dikey kollektörün avantajı, yapımı için çok küçük bir alana ihtiyaç duyulmasıdır. Bununla birlikte, derinliği 20 m'den fazla olan kuyuları kendi başınıza açmanın bir yolu yoktur - bir sondaj ekibi kiralamanız gerekecektir.

Kombine varyant

Bu toplayıcı, yatay olanın bir varyasyonu olarak kabul edilebilir, ancak inşa etmek için çok daha az alan gerektirecektir.

Sahada 2 m derinliğinde yuvarlak bir kuyu kazılmıştır.

Eşanjör boruları, devre dikey olarak monte edilmiş bir yay gibi olacak şekilde spiral şeklinde döşenmiştir.

Kurulum işinin tamamlanmasının ardından kuyu uykuya dalar. Yatay bir ısı eşanjöründe olduğu gibi, gerekli tüm iş miktarı elle yapılabilir.

Toplayıcı, antifriz - antifriz veya etilen glikol çözeltisi ile doldurulur. Sirkülasyonunu sağlamak için devreye özel bir pompa çarpar. Toprağın ısısını emen antifriz, evaporatöre girer ve burada onunla soğutucu akışkan arasında ısı değişimi gerçekleşir.

Özellikle toplayıcı dikey olarak yerleştirildiğinde, yerden sınırsız ısı çekilmesinin, sitenin jeolojisi ve ekolojisi için istenmeyen sonuçlara yol açabileceği dikkate alınmalıdır. Bu nedenle, yaz aylarında, "toprak - su" tipi HP'nin ters modda - klimada çalıştırılması oldukça arzu edilir.

Gazlı ısıtma sisteminin birçok avantajı vardır ve ana olanlardan biri düşük gaz maliyetidir. Bir ev gazlı ısıtma ile nasıl donatılır, sizden gaz kazanlı özel bir ev için bir ısıtma şeması istenecektir. Isıtma sisteminin tasarımını ve değiştirme gereksinimlerini göz önünde bulundurun.

Bu konuda ev ısıtması için güneş panelleri seçmenin özelliklerini okuyun.

Bir ısı pompasının yatay kollektörünün hesaplanması

Yatay bir kollektörün verimliliği, daldırıldığı ortamın sıcaklığına, termal iletkenliğine ve ayrıca boru yüzeyi ile temas alanına bağlıdır. Hesaplama yöntemi oldukça karmaşıktır, bu nedenle çoğu durumda ortalama veriler kullanılır.

Isı eşanjörünün her bir metresinin HP'ye aşağıdaki ısı çıkışını sağladığına inanılmaktadır:

• 10 W - kuru kumlu veya kayalık toprağa gömüldüğünde;
• 20 W - kuru killi toprakta;
• 25 W - ıslak killi toprakta;
• 35 W - çok nemli killi toprakta.

Bu nedenle, kollektörün (L) uzunluğunu hesaplamak için gerekli ısıl güç (Q), toprağın kalorifik değerine (p) bölünmelidir:

L=Q/p.

Verilen değerler ancak aşağıdaki koşulların sağlanması durumunda geçerli kabul edilebilir:

• Toplayıcının üzerindeki arazi, ağaç veya çalılarla oluşturulmamış, gölgelenmemiş veya dikilmemiştir.
• Spiralin bitişik dönüşleri veya "yılan" bölümleri arasındaki mesafe en az 0,7 m'dir.

Isı pompaları nasıl çalışır?

Herhangi bir HP'de soğutucu adı verilen bir çalışma ortamı vardır. Freon genellikle bu kapasitede hareket eder, daha az sıklıkla - amonyak. Cihazın kendisi sadece üç bileşenden oluşur:

Evaporatör ve kondansatör, uzun kavisli borular - bobinler gibi görünen iki rezervuardır. Kondansatör bir ucunda kompresör çıkışına ve evaporatör girişe bağlanır. Bobinlerin uçları birleştirilir ve aralarına bir basınç düşürücü valf takılır. Kondenser ısıtma veya DHW sistemi ile temas halindeyken, evaporatör kaynak ortam ile doğrudan veya dolaylı olarak temas halindedir.

Bir ısı pompası nasıl çalışır?

HP'nin çalışması, gazın hacminin, basıncının ve sıcaklığının birbirine bağımlılığına dayanır. İşte agreganın içinde olanlar:

1. Evaporatörden geçen amonyak, freon veya diğer soğutucu akışkan, örneğin kaynak ortamdan +5 derecelik bir sıcaklığa kadar ısınır.
2. Evaporatörü geçtikten sonra gaz kompresöre ulaşır ve bu gaz onu kondensere pompalar.
3. Kompresör tarafından pompalanan soğutucu akışkan bir basınç düşürme valfi tarafından kondenserde tutulur, bu nedenle buradaki basıncı evaporatördekinden daha yüksektir. Bildiğiniz gibi, artan basınçla, herhangi bir gazın sıcaklığı artar.Soğutucuya olan tam olarak budur - 60 - 70 dereceye kadar ısınır. Kondenser, ısıtma sisteminde dolaşan soğutucu tarafından yıkandığından, ikincisi de ısıtılır.
4. Basınç düşürme valfi aracılığıyla, soğutucu akışkan, basıncının tekrar düştüğü evaporatöre küçük parçalar halinde boşaltılır. Gaz genişler ve soğur ve önceki aşamadaki ısı transferi sonucunda iç enerjisinin bir kısmı onun tarafından kaybedildiğinden, sıcaklığı ilk +5 derecenin altına düşer. Evaporatörün ardından tekrar ısınır, ardından kompresör tarafından kondansatöre pompalanır - ve bir daire içinde böyle devam eder. Bilimsel olarak bu sürece Carnot döngüsü denir.

Ancak HP hala çok karlı: harcanan her kWh elektrik için 3 ila 5 kWh ısı elde etmek mümkündür.

İlk verilerin hesaplama sonucu üzerindeki etkisi

Şimdi çeşitli başlangıç ​​verilerinin hesaplamanın nihai sonucu üzerindeki etkisini izlemek için hesaplamalar sırasında oluşturulan matematiksel modeli kullanalım. Unutulmamalıdır ki Excel üzerinde yapılan hesaplamalar bu tür bir analizin çok hızlı bir şekilde yapılmasına olanak sağlamaktadır.

Başlangıç ​​olarak, termal iletkenliğinin topraktan WGT'ye olan ısı akışının büyüklüğünü nasıl etkilediğini görelim.

Hesaplama örneğimiz ısıl iletkenliğe sahip toprak için yapılmıştır ? \u003d 2.076 W / (K • m) ve özgül ısı akısı q idi_yD = 41,4 W Şek. 3 q fonksiyonunu gösterir_yD = ?(?) diğer hesaplama koşulları değişmeden.

 

VGT'nin yazın klima sisteminin soğutma makinelerinden ısıyı uzaklaştırma modunda kullanılması durumunda, kışın bir ısı pompası ile birlikte çalışan toprak ısı eşanjörlerinin veriminin arttığı bilinmektedir. Şek. Şekil 4, kışın zeminden VGT'ye özgü ısı akışının, binanın yıllık soğuk ihtiyacının, ısıtma için yıllık ısı ihtiyacına olan bağımlılığının doğasını göstermektedir.

Avrupa uygulamasında, toprak kaynaklı ısı pompalarının yapımında, genellikle bir kuyuya monte edilmiş iki U şeklinde polietilen borulu VGT'ler kullanılır. Matematiksel model, böyle bir teknik çözümün etkinliğini değerlendirmeyi mümkün kılar (Şekil 5). Diyagramın sol ve sağ sütunlarındaki spesifik ısı akısı değerleri, bir ve iki U borulu ısı eşanjörünün tasarımına karşılık gelen VGT'nin eşdeğer çapının değerleri için hesaplanır.

Isı pompasının evaporatöründe soğutulan glikol ile toprak arasındaki sıcaklık farkı, topraktaki ısı transferinin yoğunlaştırılması için belirleyicidir. Şek. Şekil 6, özgül ısı akışının bu sıcaklık farkına bağımlılığını göstermektedir.

Özellikle, Şekil 3…6'nın topraktan VGT'ye özgü ısı akışının mutlak değerlerini göstermediği, ancak argümanlardan birinden bu değerlerdeki değişimin doğasını gösterdiğine dikkat edilmelidir. argümanlar değişmeden kalır veya daha doğrusu hesaplama örneğimizde tanımlandığı veya verildiği şekliyle kalır. Bu nedenle, belirli projelerde VGT'nin uzunluğunu hesaplamak için bu şekillerde gösterilen diyagramlar tarafından yönlendirilmek imkansızdır.

 

Formül (6) kullanılarak dikey toprak ısı eşanjörlerinin uzunluğunun belirlenmesi önerilir.