Các loại máy bơm nhiệt sưởi ấm gia đình

Các loại thiết kế của máy bơm nhiệt

Loại HP thường được ký hiệu bằng một cụm từ chỉ môi chất nguồn và chất mang nhiệt của hệ thống sưởi.

Có các giống sau:

TN "air - không khí";
TN "không khí - nước";
TN “đất - nước”;
TN "nước - nước".

Tùy chọn đầu tiên là một hệ thống phân chia thông thường hoạt động ở chế độ sưởi ấm. Dàn bay hơi được lắp trên đường phố, và một khối có dàn ngưng được lắp bên trong nhà. Sau đó được thổi bằng quạt, do đó khối không khí ấm được cung cấp cho phòng.

Nếu một hệ thống như vậy được trang bị một bộ trao đổi nhiệt đặc biệt có vòi phun, thì sẽ thu được một máy bơm nhiệt từ không khí sang nước. Nó được kết nối với hệ thống làm nóng nước.

Máy bay hơi HP không khí đối không hoặc không khí không nước có thể được đặt không phải trên đường phố, nhưng trong ống thông gió thải (nó phải được lắp đặt cưỡng bức). Trong trường hợp này, hiệu quả của HP sẽ được tăng lên nhiều lần.

Máy bơm nhiệt của loại "nước - nước" và "đất - nước" sử dụng cái gọi là bộ trao đổi nhiệt bên ngoài hoặc, nó còn được gọi là bộ thu nhiệt để tách nhiệt.

Sơ đồ của máy bơm nhiệt

Đây là một đường ống dài có vòng lặp, thường bằng nhựa, qua đó môi chất lỏng lưu thông, rửa thiết bị bay hơi. Cả hai loại HP đều là một thiết bị giống nhau: trong một trường hợp, bộ thu nhiệt được ngâm xuống đáy của bể chứa trên bề mặt và trong trường hợp thứ hai, bộ thu nhiệt được ngâm xuống đất. Bình ngưng của HP như vậy nằm trong bộ trao đổi nhiệt được kết nối với hệ thống đun nước.

Kết nối một HP theo sơ đồ "nước - nước" ít tốn công hơn nhiều so với "đất - nước", vì không cần đào đắp. Ở đáy của bể chứa, đường ống được đặt dưới dạng hình xoắn ốc. Tất nhiên, chỉ một vùng nước như vậy mới phù hợp với sơ đồ này, không bị đóng băng ở đáy vào mùa đông.

Đã đến lúc học tập kinh nghiệm nước ngoài một cách chi tiết

Hầu như tất cả mọi người đều đã biết về máy bơm nhiệt có khả năng tách nhiệt xung quanh để sưởi ấm các tòa nhà, và nếu cho đến gần đây, một khách hàng tiềm năng, theo quy luật, đặt một câu hỏi hoang mang “làm thế nào điều này có thể?”, Thì câu hỏi “làm thế nào là đúng” là ngày càng nghe nhiều. làm gì? ”.

Không dễ để trả lời câu hỏi này.

Để tìm kiếm câu trả lời cho vô số câu hỏi chắc chắn nảy sinh khi cố gắng thiết kế hệ thống sưởi với máy bơm nhiệt, bạn nên chuyển sang kinh nghiệm của các chuyên gia từ những quốc gia đã sử dụng máy bơm nhiệt trên bộ trao đổi nhiệt mặt đất trong một thời gian dài.

Chuyến thăm * tới triển lãm AHR EXPO-2008 của Mỹ, chủ yếu được thực hiện để thu thập thông tin về các phương pháp tính toán kỹ thuật của bộ trao đổi nhiệt trên mặt đất, không mang lại kết quả trực tiếp theo hướng này, nhưng một cuốn sách đã được bán tại gian hàng triển lãm ASHRAE, một số điều khoản làm cơ sở cho xuất bản phẩm này.

Cần phải nói ngay rằng, việc chuyển giao các phương pháp của Mỹ vào đất trong nước không phải là một việc dễ dàng. Người Mỹ không làm mọi thứ theo cách họ làm ở châu Âu. Chỉ có họ mới đo thời gian theo cùng đơn vị như chúng ta. Tất cả các đơn vị đo lường khác hoàn toàn là của Mỹ, hay đúng hơn là của Anh. Người Mỹ đặc biệt không may mắn với thông lượng nhiệt, có thể được đo bằng cả đơn vị nhiệt của Anh trên một đơn vị thời gian và bằng tấn lạnh, có lẽ được phát minh ra ở Mỹ.

Tuy nhiên, vấn đề chính không phải là sự bất tiện về mặt kỹ thuật của việc tính toán lại các đơn vị đo lường được chấp nhận ở Hoa Kỳ, đơn vị đo lường mà người ta cuối cùng có thể làm quen, mà là sự thiếu vắng trong cuốn sách đã đề cập về cơ sở phương pháp luận rõ ràng để xây dựng một thuật toán tính toán. Các phương pháp tính toán thông thường và nổi tiếng được cung cấp quá nhiều không gian ở đó, trong khi một số điều khoản quan trọng vẫn hoàn toàn không được tiết lộ.

Đặc biệt, dữ liệu đầu vào liên quan đến vật lý như vậy để tính toán các bộ trao đổi nhiệt trên mặt đất thẳng đứng, chẳng hạn như nhiệt độ của chất lỏng lưu thông trong bộ trao đổi nhiệt và hệ số chuyển đổi bơm nhiệt, không thể được đặt tùy ý và trước khi tiến hành các tính toán liên quan đến nhiệt không ổn định chuyển trong mặt đất, cần phải xác định các phụ thuộc kết nối các tùy chọn này.

Tiêu chí cho hiệu suất của máy bơm nhiệt là hệ số chuyển đổi α, giá trị của hệ số này được xác định bằng tỷ số giữa công suất nhiệt của nó với công suất của bộ truyền động điện máy nén. Giá trị này là một hàm của nhiệt độ sôi trong thiết bị bay hơi t_u và sự ngưng tụ t_k, và liên quan đến máy bơm nhiệt "nước-nước", chúng ta có thể nói về nhiệt độ của chất lỏng tại đầu ra của thiết bị bay hơi t_{2 tôi}và ở đầu ra của tụ điện t₂_K:

? =? (t_{2 tôi}, t₂_K). (1)

Phân tích các đặc điểm danh mục của máy làm lạnh nối tiếp và máy bơm nhiệt nước thành nước giúp hiển thị chức năng này dưới dạng biểu đồ (Hình 1).

Sử dụng sơ đồ, có thể dễ dàng xác định các thông số của máy bơm nhiệt ở giai đoạn thiết kế ban đầu. Rõ ràng là, ví dụ, nếu hệ thống sưởi ấm kết nối với máy bơm nhiệt được thiết kế để cung cấp môi chất sưởi ấm có nhiệt độ dòng chảy là 50 ° C, thì hệ số chuyển đổi tối đa có thể có của máy bơm nhiệt sẽ là khoảng 3,5. Đồng thời, nhiệt độ của glycol ở đầu ra của thiết bị bay hơi không được thấp hơn + 3 ° C, có nghĩa là sẽ cần một bộ trao đổi nhiệt đắt tiền trên mặt đất.

Đồng thời, nếu ngôi nhà được sưởi ấm bằng hệ thống sưởi dưới sàn, chất làm mát có nhiệt độ 35 ° C sẽ đi vào hệ thống sưởi từ bình ngưng bơm nhiệt. Trong trường hợp này, máy bơm nhiệt có thể hoạt động hiệu quả hơn, ví dụ, với hệ số chuyển đổi là 4,3, nếu nhiệt độ của glycol được làm lạnh trong thiết bị bay hơi là khoảng -2 ° C.

Sử dụng bảng tính Excel, bạn có thể biểu thị hàm (1) dưới dạng phương trình:

? = 0,1729 • (41,5 + t_{2 tôi} - 0,015t_{2 tôi} • t₂_K - 0,437 • t₂_K (2)

Nếu, với hệ số chuyển đổi mong muốn và một giá trị nhất định của nhiệt độ chất làm mát trong hệ thống sưởi được cung cấp bởi bơm nhiệt, cần phải xác định nhiệt độ của chất lỏng được làm mát trong thiết bị bay hơi, thì phương trình (2) có thể được biểu diễn như sau:

(3)

Để chọn nhiệt độ của vật mang nhiệt trong hệ thống sưởi cho các giá trị đã cho của hệ số chuyển đổi bơm nhiệt và nhiệt độ của chất lỏng tại đầu ra của thiết bị bay hơi, bạn có thể sử dụng công thức:

(4)

Trong công thức (2)… (4) nhiệt độ được biểu thị bằng độ C.

Sau khi xác định những phụ thuộc này, bây giờ chúng ta có thể tiến hành trực tiếp kinh nghiệm của Mỹ.

Phương pháp tính toán máy bơm nhiệt

Tất nhiên, quá trình lựa chọn và tính toán một máy bơm nhiệt là một hoạt động rất phức tạp về mặt kỹ thuật và phụ thuộc vào các đặc tính riêng của đối tượng, nhưng có thể rút gọn nó thành các bước sau:

Tổn thất nhiệt qua vỏ tòa nhà (tường, trần, cửa sổ, cửa ra vào) được xác định. Điều này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng tỷ lệ sau:

Qok \ u003d S * (thiếc - tout) * (1 + Σ β) * n / Rt (W) trong đó

chào hàng - nhiệt độ không khí bên ngoài (° C);

thiếc - nhiệt độ không khí bên trong (° C);

S là tổng diện tích của tất cả các kết cấu bao quanh (m2);

n là hệ số chỉ ảnh hưởng của môi trường đến các đặc tính của vật. Đối với mặt bằng tiếp xúc trực tiếp với môi trường bên ngoài qua trần n = 1; đối với vật có tầng áp mái n = 0,9; nếu vật nằm phía trên tầng hầm n = 0,75;

β là hệ số mất nhiệt phụ thuộc vào loại công trình và vị trí địa lý; β có thể thay đổi từ 0,05 đến 0,27;

Rt - điện trở nhiệt, được xác định bằng biểu thức sau:

Rt = 1 / α_{Nội bộ} + Σ (δ_tôi / λ_tôi ) + 1 / α_{giường tầng}(m2 * ° С / W), trong đó:

δ_tôi / λі là chỉ số tính toán về độ dẫn nhiệt của vật liệu sử dụng trong xây dựng.

α_{giường tầng}- hệ số tản nhiệt của bề mặt ngoài của kết cấu bao quanh (W / m2 * ° C);

α_{Nội bộ}- hệ số hấp thụ nhiệt của bề mặt bên trong của kết cấu bao quanh (W / m2 * ° C);

- Nhiệt lượng mất mát toàn phần của kết cấu được tính theo công thức:

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

Qi - chi phí năng lượng để sưởi ấm không khí đi vào phòng qua các lỗ rò rỉ tự nhiên;

Qbp - tỏa nhiệt do hoạt động của các thiết bị gia dụng và hoạt động của con người.

2. Dựa trên số liệu thu được, mức tiêu thụ nhiệt năng hàng năm được tính cho từng đối tượng:

Qyear = 24 * 0,63 * Qt. mồ hôi. * ((d * (thiếc - tout.av.) / (thiếc - tout.)) (kWh mỗi năm) trong đó:

tvn - nhiệt độ không khí khuyến nghị bên trong phòng;

chào hàng - nhiệt độ không khí bên ngoài;

tout.average - trung bình cộng của nhiệt độ không khí ngoài trời trong toàn bộ mùa sưởi ấm;

d là số ngày của thời kỳ đun nóng.

3. Để phân tích đầy đủ, cũng cần tính mức nhiệt năng cần thiết để làm nóng nước:

Qhv \ u003d V * 17 (kW / h mỗi năm.) Trong đó:

V là thể tích đun nóng hàng ngày của nước đến 50 ° C.

Khi đó nhiệt năng tiêu thụ toàn phần được xác định theo công thức:

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

Tính đến các dữ liệu thu được, sẽ không khó để chọn máy bơm nhiệt phù hợp nhất để sưởi ấm và cung cấp nước nóng. Hơn nữa, công suất tính toán được xác định như. Qtn = 1,1 * Q, trong đó:

Qtn = 1,1 * Q, trong đó:

1.1 - hệ số hiệu chỉnh cho biết khả năng tăng tải đối với máy bơm nhiệt khi xảy ra nhiệt độ tới hạn.

Sau khi thực hiện tính toán máy bơm nhiệt, bạn có thể chọn máy bơm nhiệt phù hợp nhất có thể cung cấp các thông số vi khí hậu cần thiết trong các phòng có bất kỳ đặc tính kỹ thuật nào. Và với khả năng tích hợp hệ thống này với một hệ thống điều hòa không khí sàn có sưởi, nó không chỉ có chức năng mà còn có giá trị thẩm mỹ cao.

Đọc thêm:

Cách tính toán chính xác số lượng và độ sâu giếng cho HP có thể tham khảo trong video sau:

Nếu bạn thích tài liệu, tôi sẽ biết ơn nếu bạn giới thiệu nó cho bạn bè hoặc để lại một bình luận hữu ích.

Các loại máy bơm nhiệt

Máy bơm nhiệt được chia thành ba loại chính theo nguồn năng lượng cấp thấp:

Không khí.
Sơn lót.
Nước - Nguồn có thể là nước ngầm và các khối nước trên bề mặt.

Đối với hệ thống làm nóng nước, phổ biến hơn, các loại máy bơm nhiệt sau được sử dụng:

Các loại máy bơm nhiệt sưởi ấm gia đình "Air-to-water" - một máy bơm nhiệt kiểu không khí làm nóng tòa nhà bằng cách hút không khí từ bên ngoài qua một thiết bị bên ngoài. Nó hoạt động theo nguyên lý của máy điều hòa nhiệt độ, chỉ ngược lại, chuyển hóa năng lượng của không khí thành nhiệt năng. Một máy bơm nhiệt như vậy không đòi hỏi chi phí lắp đặt lớn, nó không cần phải bố trí một mảnh đất cho nó và hơn nữa, khoan giếng. Tuy nhiên, hiệu suất hoạt động ở nhiệt độ thấp (-25ºС) giảm và cần phải có thêm nguồn nhiệt năng.

Thiết bị "nước ngầm" đề cập đến địa nhiệt và tạo ra nhiệt từ mặt đất bằng cách sử dụng một bộ thu nhiệt được đặt ở độ sâu dưới lớp đất đóng băng. Ngoài ra còn có sự phụ thuộc vào diện tích của địa điểm và cảnh quan, nếu bộ thu gom được đặt theo chiều ngang. Để bố trí thẳng đứng, cần phải khoan giếng.

Các loại máy bơm nhiệt sưởi ấm gia đình "Water-water" được lắp đặt ở nơi có hồ chứa hoặc mạch nước ngầm gần đó. Trong trường hợp đầu tiên, bộ thu gom được đặt dưới đáy của bể chứa, trong trường hợp thứ hai, một hoặc vài giếng được khoan, nếu diện tích của khu vực cho phép. Đôi khi độ sâu của nước ngầm quá lớn, do đó chi phí lắp đặt một máy bơm nhiệt như vậy có thể rất cao.

Mỗi loại máy bơm nhiệt đều có những ưu và nhược điểm riêng, nếu tòa nhà ở xa vùng nước hoặc mạch nước ngầm quá sâu thì hệ thống dẫn nước sẽ không hoạt động."Không khí-nước" sẽ chỉ phù hợp ở những vùng tương đối ấm, nơi nhiệt độ không khí trong mùa lạnh không xuống dưới -25º C.

Phương pháp tính toán công suất của máy bơm nhiệt

Ngoài việc xác định nguồn năng lượng tối ưu, cần phải tính toán công suất của máy bơm nhiệt cần thiết để sưởi ấm. Nó phụ thuộc vào lượng nhiệt thất thoát của công trình. Hãy tính toán công suất của một máy bơm nhiệt để sưởi ấm một ngôi nhà bằng cách sử dụng một ví dụ cụ thể.

Để làm điều này, chúng tôi sử dụng công thức Q = k * V * ∆T, trong đó

Q là nhiệt lượng mất đi (kcal / giờ). 1 kWh = 860 kcal / h;
V là thể tích của ngôi nhà tính bằng m3 (chúng tôi nhân diện tích với chiều cao của trần nhà);
∆Т là tỷ số giữa nhiệt độ tối thiểu bên ngoài và bên trong cơ sở trong thời kỳ lạnh nhất trong năm, ° C. Từ cái bên trong chúng ta trừ cái bên ngoài;
k là hệ số truyền nhiệt tổng quát của tòa nhà. Đối với một công trình bằng gạch có hai lớp xây k = 1; đối với một tòa nhà được cách nhiệt tốt k = 0,6.

Do đó, việc tính toán công suất của một máy bơm nhiệt để sưởi ấm một ngôi nhà bằng gạch có diện tích 100 mét vuông và chiều cao trần 2,5 m, với sự khác biệt về ttº từ -30º bên ngoài đến + 20º bên trong, sẽ như sau:

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

12500/860 = 14,53 kW. Đó là, đối với một ngôi nhà gạch tiêu chuẩn có diện tích 100 m2, bạn sẽ cần một thiết bị 14 kilowatt.

Người tiêu dùng chấp nhận lựa chọn loại và công suất của máy bơm nhiệt dựa trên một số điều kiện:

đặc điểm địa lý của khu vực (sự gần gũi của các vùng nước, sự hiện diện của nước ngầm, một khu vực miễn phí cho một nhà thu gom);
đặc điểm khí hậu (nhiệt độ);
loại và khối lượng bên trong của phòng;
cơ hội tài chính.

Xem xét tất cả các khía cạnh trên, bạn sẽ có thể đưa ra sự lựa chọn thiết bị tốt nhất. Để lựa chọn chính xác và hiệu quả hơn một máy bơm nhiệt, tốt hơn là liên hệ với các chuyên gia, họ sẽ có thể tính toán chi tiết hơn và cung cấp tính khả thi về kinh tế khi lắp đặt thiết bị.

Từ lâu và rất thành công, máy bơm nhiệt đã được sử dụng trong các tủ lạnh và máy điều hòa không khí gia đình và công nghiệp.

Ngày nay, những thiết bị này bắt đầu được sử dụng để thực hiện chức năng ngược lại - sưởi ấm ngôi nhà trong mùa lạnh.

Chúng ta hãy xem máy bơm nhiệt được sử dụng như thế nào để sưởi ấm nhà riêng và những điều bạn cần biết để tính toán chính xác tất cả các thành phần của nó.

Ví dụ tính toán bơm nhiệt

Chúng tôi sẽ chọn một máy bơm nhiệt cho hệ thống sưởi của một ngôi nhà một tầng với tổng diện tích là 70 sq. m với chiều cao trần tiêu chuẩn (2,5 m), kiến trúc hợp lý và khả năng cách nhiệt của kết cấu bao quanh đáp ứng các yêu cầu của quy chuẩn xây dựng hiện đại. Để sưởi ấm sq đầu tiên. m của một vật thể như vậy, theo các tiêu chuẩn được chấp nhận chung, bạn phải tiêu thụ 100 W nhiệt. Vì vậy, để sưởi ấm toàn bộ ngôi nhà, bạn sẽ cần:

Q \ u003d 70 x 100 \ u003d 7000 W \ u003d 7 kW năng lượng nhiệt.

Chúng tôi chọn một máy bơm nhiệt nhãn hiệu "TeploDarom" (model L-024-WLC) với công suất tỏa nhiệt W = 7,7 kW. Máy nén của tổ máy tiêu thụ điện năng N = 2,5 kW.

Tính toán bộ sưu tập

Đất trong khu vực được bố trí xây dựng công trình thu gom là đất sét, mực nước ngầm cao (lấy nhiệt trị p = 35 W / m).

Sức mạnh của bộ thu được xác định theo công thức:

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

L = 5200/35 = 148,5 m (ước chừng).

Dựa trên thực tế rằng việc đặt một mạch dài hơn 100 m là không hợp lý do lực cản thủy lực quá cao, chúng tôi giả định như sau: bộ thu nhiệt của bơm nhiệt sẽ bao gồm hai mạch - dài 100 m và 50 m.

Diện tích của địa điểm sẽ cần được lấy theo bộ thu được xác định theo công thức:

S = L x A,

Trong đó A là bước giữa các phần liền kề của đường bao. Ta chấp nhận: A = 0,8 m.

Khi đó S = 150 x 0,8 = 120 sq. m.

Hoàn vốn của một máy bơm nhiệt

Khi nói đến thời gian một người có thể hoàn lại tiền của mình đã đầu tư vào một thứ gì đó, điều đó có nghĩa là bản thân khoản đầu tư đó đã sinh lợi như thế nào. Trong lĩnh vực sưởi ấm, mọi thứ đều khá khó khăn, vì chúng tôi tự cung cấp cho mình sự thoải mái và ấm áp, và tất cả các hệ thống đều đắt tiền, nhưng trong trường hợp này, bạn có thể tìm kiếm một lựa chọn có thể trả lại số tiền đã bỏ ra bằng cách giảm chi phí khi sử dụng. Và khi bạn bắt đầu tìm kiếm một giải pháp phù hợp, bạn sẽ so sánh mọi thứ: nồi hơi đốt gas, máy bơm nhiệt hay nồi hơi điện. Chúng tôi sẽ phân tích xem hệ thống nào sẽ thanh toán nhanh hơn và hiệu quả hơn.

Khái niệm hoàn vốn, trong trường hợp này, việc giới thiệu một máy bơm nhiệt để hiện đại hóa hệ thống cung cấp nhiệt hiện có, nếu đơn giản, có thể được giải thích như sau:

Có một hệ thống - một lò hơi đốt khí riêng lẻ, cung cấp hệ thống sưởi và nước nóng độc lập. Có một máy điều hòa không khí tách biệt hệ thống cung cấp lạnh cho một phòng. Đã lắp đặt 3 hệ thống phân chia trong các phòng khác nhau.

Và có một công nghệ tiên tiến tiết kiệm hơn - một máy bơm nhiệt sẽ làm nóng / làm mát nhà và làm nóng nước với số lượng phù hợp cho một ngôi nhà hoặc căn hộ. Cần phải xác định xem tổng chi phí thiết bị và chi phí ban đầu đã thay đổi bao nhiêu, cũng như đánh giá chi phí vận hành các loại thiết bị đã chọn hàng năm đã giảm bao nhiêu. Và để xác định xem thiết bị đắt tiền hơn sẽ được đền đáp trong bao nhiêu năm với số tiền tiết kiệm được. Lý tưởng nhất là so sánh một số giải pháp thiết kế được đề xuất và lựa chọn giải pháp tiết kiệm chi phí nhất.

Chúng tôi sẽ tính toán và tìm ra thời gian hoàn vốn của máy bơm nhiệt ở Ukraine là gì

Hãy xem xét một ví dụ cụ thể

Nhà 2 lầu, cách nhiệt tốt, tổng diện tích 150m2.
Hệ thống phân phối nhiệt / sưởi ấm: mạch 1 - hệ thống sưởi sàn, mạch 2 - bộ tản nhiệt (hoặc bộ phận cuộn dây quạt).
Một lò hơi khí đốt để sưởi ấm và cung cấp nước nóng (DHW), ví dụ, 24kW, mạch kép, được lắp đặt.
Hệ thống điều hòa chia đôi cho 3 phòng của ngôi nhà.

Chi phí sưởi ấm và đun nước hàng năm

Tối đa sản lượng nhiệt HP để sưởi ấm, kW	19993,59
Tối đa tiêu thụ điện năng HP khi làm việc để sưởi ấm, kW	7283,18

Tối đa công suất sưởi của HP để cấp nước nóng, kW	2133,46
Tối đa tiêu thụ điện năng HP khi làm việc trên nguồn cấp nước nóng, kW	866,12

Chi phí ước tính của một phòng lò hơi với lò hơi đốt khí 24 kW (lò hơi, đường ống, hệ thống dây điện, bể chứa, đồng hồ đo, lắp đặt) là khoảng 1000 Euro. Một hệ thống điều hòa không khí (một hệ thống phân chia) cho một ngôi nhà như vậy sẽ có giá khoảng 800 euro. Tổng cộng, với việc bố trí phòng lò hơi, công việc thiết kế, kết nối với mạng lưới đường ống dẫn khí và công việc lắp đặt - 6100 euro.

Chi phí ước tính của một máy bơm nhiệt Mycond với hệ thống cuộn dây quạt bổ sung, công việc lắp đặt và kết nối điện là 6650 euro.

Tăng trưởng đầu tư vốn là: K2-K1 = 6650 - 6100 = 550 euro (hoặc khoảng 16500 UAH)
Mức giảm chi phí hoạt động là: C1-C2 = 27252 - 7644 = 19608 UAH.
Tokup thời gian hoàn vốn. = 16500/19608 = 0,84 năm!

Dễ sử dụng máy bơm nhiệt

Máy bơm nhiệt là thiết bị linh hoạt, đa chức năng và tiết kiệm năng lượng nhất để sưởi ấm một ngôi nhà, căn hộ, văn phòng hoặc cơ sở thương mại.

Hệ thống điều khiển thông minh với lập trình hàng tuần hoặc hàng ngày, tự động chuyển đổi cài đặt theo mùa, duy trì nhiệt độ trong nhà, chế độ tiết kiệm, điều khiển nồi hơi phụ, nồi hơi, máy bơm tuần hoàn, kiểm soát nhiệt độ trong hai mạch sưởi, là loại tiên tiến và hiện đại nhất . Điều khiển biến tần đối với hoạt động của máy nén, quạt, máy bơm, cho phép tiết kiệm tối đa năng lượng tiêu thụ.

Hoạt động của bơm nhiệt trong quá trình vận hành nước ngầm

Đặt bộ thu xuống đất có thể được thực hiện theo ba cách.

Tùy chọn ngang

Các đường ống được đặt trong rãnh "rắn" đến độ sâu vượt quá độ sâu đóng băng của đất (trung bình - từ 1 đến 1,5 m).

Một nhà sưu tập như vậy sẽ yêu cầu một khu đất có diện tích đủ lớn, nhưng bất kỳ chủ nhà nào cũng có thể xây dựng nó - không cần kỹ năng nào khác ngoài khả năng làm việc với một cái xẻng.

Tuy nhiên, cần lưu ý rằng việc chế tạo một bộ trao đổi nhiệt bằng tay là một quá trình khá tốn công sức.

Tùy chọn dọc

Ống góp dạng vòng, có hình chữ “U”, được ngâm trong các giếng có độ sâu từ 20 đến 100 m. Nếu cần thiết, có thể xây dựng một số giếng như vậy. Sau khi các đường ống được lắp đặt, các giếng được lấp đầy bằng vữa xi măng.

Ưu điểm của một bộ thu thẳng đứng là cần một diện tích rất nhỏ để xây dựng nó. Tuy nhiên, không có cách nào để tự mình khoan giếng có độ sâu trên 20 m - bạn sẽ phải thuê một đội thợ khoan.

Biến thể kết hợp

Bộ sưu tập này có thể được coi là một biến thể của bộ thu nằm ngang, nhưng nó sẽ cần ít không gian hơn để xây dựng.

Một giếng tròn được đào trên khu vực này với độ sâu 2 m.

Các ống trao đổi nhiệt được đặt theo hình xoắn ốc, do đó mạch điện giống như một lò xo được gắn thẳng đứng.

Sau khi hoàn thành công việc lắp đặt, giếng chìm vào giấc ngủ. Như trong trường hợp thiết bị trao đổi nhiệt nằm ngang, tất cả các khối lượng công việc cần thiết có thể được thực hiện bằng tay.

Bộ thu được đổ đầy dung dịch chống đông - chống đông hoặc ethylene glycol. Để đảm bảo sự lưu thông của nó, một máy bơm đặc biệt đã đâm vào mạch điện. Sau khi hấp thụ nhiệt của đất, chất chống đông đi vào thiết bị bay hơi, nơi diễn ra quá trình trao đổi nhiệt giữa đất và chất làm lạnh.

Cần lưu ý rằng việc khai thác nhiệt không giới hạn từ mặt đất, đặc biệt là khi bộ thu nhiệt được đặt theo phương thẳng đứng, có thể dẫn đến những hậu quả không mong muốn đối với địa chất và sinh thái của khu vực. Vì vậy, vào mùa hè, việc vận hành HP của loại "đất - nước" ở chế độ điều hòa ngược lại là rất mong muốn.

Hệ thống sưởi bằng gas có rất nhiều ưu điểm và một trong những ưu điểm chính là chi phí gas thấp. Làm thế nào để trang bị cho một ngôi nhà với hệ thống sưởi bằng gas, bạn sẽ được gợi ý bởi một sơ đồ sưởi ấm cho một ngôi nhà riêng với một lò hơi gas. Xem xét thiết kế của hệ thống sưởi ấm và các yêu cầu thay thế.

Đọc về các tính năng của việc lựa chọn tấm pin mặt trời để sưởi ấm trong nhà trong chủ đề này.

Tính toán bộ thu nhiệt ngang của máy bơm nhiệt

Hiệu quả của bộ thu nhiệt nằm ngang phụ thuộc vào nhiệt độ của môi trường mà nó được ngâm, độ dẫn nhiệt của nó, cũng như diện tích tiếp xúc với bề mặt ống. Phương pháp tính toán khá phức tạp, do đó, trong hầu hết các trường hợp, dữ liệu trung bình được sử dụng.

Người ta tin rằng mỗi mét của bộ trao đổi nhiệt cung cấp cho HP sản lượng nhiệt sau:

10 W - khi chôn trong đất cát hoặc đá khô;
20 W - đất sét khô;
25 W - đất sét ướt;
35 W - đất sét rất ẩm.

Do đó, để tính chiều dài của ống góp (L), nhiệt điện yêu cầu (Q) phải được chia cho nhiệt trị của đất (p):

L = Q / p.

Các giá trị đã cho chỉ có thể được coi là hợp lệ nếu các điều kiện sau được đáp ứng:

Phần đất phía trên nhà thu gom không được xây dựng, che mát, trồng cây, bụi rậm.
Khoảng cách giữa các vòng xoắn liền kề của đường xoắn ốc hoặc các phần của "con rắn" ít nhất là 0,7 m.

Cách thức hoạt động của máy bơm nhiệt

Trong bất kỳ HP nào cũng có một môi chất làm việc được gọi là môi chất lạnh. Freon thường hoạt động trong khả năng này, ít thường xuyên hơn - amoniac. Bản thân thiết bị chỉ bao gồm ba thành phần:

Thiết bị bay hơi và thiết bị ngưng tụ là hai bình chứa trông giống như các ống - cuộn dây dài cong. Bình ngưng được kết nối ở một đầu với đầu ra máy nén và thiết bị bay hơi với đầu vào. Các đầu của cuộn dây được nối với nhau và một van giảm áp được lắp đặt ở điểm nối giữa chúng. Dàn bay hơi tiếp xúc - trực tiếp hoặc gián tiếp - với môi chất nguồn, trong khi dàn ngưng tiếp xúc với hệ thống sưởi hoặc DHW.

Cách hoạt động của máy bơm nhiệt

Hoạt động của HP dựa trên sự phụ thuộc lẫn nhau của thể tích, áp suất và nhiệt độ của khí. Đây là những gì xảy ra bên trong tập hợp:

Amoniac, freon hoặc chất làm lạnh khác, di chuyển qua dàn bay hơi, nóng lên từ môi trường nguồn, ví dụ, đến nhiệt độ +5 độ.
Sau khi đi qua thiết bị bay hơi, khí đến máy nén, bơm vào bình ngưng.
Chất làm lạnh được bơm bởi máy nén được giữ trong bình ngưng bằng van giảm áp, do đó áp suất của nó ở đây cao hơn ở thiết bị bay hơi. Như đã biết, khi áp suất tăng, nhiệt độ của chất khí nào cũng tăng.Đây chính xác là những gì xảy ra với chất làm lạnh - nó nóng lên đến 60-70 độ. Vì bình ngưng được rửa sạch bởi chất làm mát lưu thông trong hệ thống sưởi, nên bình ngưng cũng được làm nóng.
Thông qua van giảm áp, chất làm lạnh được xả từng phần nhỏ vào thiết bị bay hơi, tại đây áp suất của nó lại giảm xuống. Chất khí nở ra và nguội đi, và vì một phần nội năng đã bị nó mất đi do truyền nhiệt ở giai đoạn trước, nên nhiệt độ của nó giảm xuống dưới +5 độ ban đầu. Sau thiết bị bay hơi, nó nóng lên trở lại, sau đó được máy nén bơm vào bình ngưng - và cứ như vậy theo vòng tròn. Về mặt khoa học, quá trình này được gọi là chu trình Carnot.

Nhưng HP vẫn rất có lãi: với mỗi kWh điện chi tiêu, có thể thu được từ 3 đến 5 kWh nhiệt.

Ảnh hưởng của dữ liệu ban đầu đến kết quả tính toán

Bây giờ chúng ta hãy sử dụng mô hình toán học được xây dựng trong quá trình tính toán để theo dõi ảnh hưởng của các dữ liệu ban đầu khác nhau đến kết quả cuối cùng của phép tính. Cần lưu ý rằng các tính toán được thực hiện trên Excel cho phép phân tích như vậy được thực hiện rất nhanh chóng.

Để bắt đầu, chúng ta hãy xem độ dẫn nhiệt của nó ảnh hưởng như thế nào đến độ lớn của thông lượng nhiệt đối với WGT từ đất.

Ví dụ tính toán của chúng tôi đã được thực hiện đối với đất có tính dẫn nhiệt? \ u003d 2,076 W / (K • m), và thông lượng nhiệt riêng là q_y_d = 41,4 W. Trên hình. 3 hiển thị hàm q_y_d =? (?) với các điều kiện tính khác không đổi.

Được biết, khi VGT được sử dụng vào mùa hè ở chế độ loại bỏ nhiệt từ các máy lạnh của hệ thống điều hòa không khí, hiệu suất của các bộ trao đổi nhiệt mặt đất hoạt động trong mùa đông cùng với một máy bơm nhiệt tăng lên. Đường cong trong hình. Hình 4 cho thấy bản chất của sự phụ thuộc của thông lượng nhiệt riêng từ mặt đất lên VGT vào mùa đông vào tỷ lệ giữa nhu cầu lạnh hàng năm của tòa nhà và nhu cầu nhiệt hàng năm để sưởi ấm.

Theo thông lệ của Châu Âu, trong việc xây dựng các máy bơm nhiệt nguồn mặt đất, thường sử dụng VGT với hai ống polyetylen hình chữ U được lắp đặt trong một giếng. Mô hình toán học giúp bạn có thể đánh giá hiệu quả của một giải pháp kỹ thuật như vậy (Hình 5). Các giá trị của thông lượng nhiệt riêng trong cột bên trái và bên phải của biểu đồ được tính toán cho các giá trị của đường kính tương đương của VGT, tương ứng với thiết kế của bộ trao đổi nhiệt với một và hai ống chữ U.

Sự chênh lệch nhiệt độ giữa mặt đất và glycol được làm lạnh trong thiết bị bay hơi của máy bơm nhiệt là yếu tố quyết định đối với việc tăng cường truyền nhiệt trong lòng đất. Trên hình. 6 cho thấy sự phụ thuộc của thông lượng nhiệt riêng vào sự chênh lệch nhiệt độ này.

Cần đặc biệt lưu ý rằng Hình 3… 6 không hiển thị các giá trị tuyệt đối của thông lượng nhiệt riêng từ đất đến VGT, mà là bản chất của sự thay đổi các giá trị này từ một trong các đối số, trong khi nhiều đối số khác các đối số vẫn không thay đổi, hay đúng hơn, như chúng đã được định nghĩa hoặc đưa ra trong ví dụ tính toán của chúng tôi. Vì vậy, không thể được hướng dẫn bởi các sơ đồ thể hiện trong các hình này để tính toán chiều dài của VGT trong các dự án cụ thể.

Nên xác định chiều dài của các bộ trao đổi nhiệt thẳng đứng trên mặt đất theo công thức (6).