Artikel ini menjelaskan opsi untuk pemanas rumah dan pasokan air panas menggunakan pompa panas, kolektor surya, dan generator panas kavitasi. Metode perkiraan untuk menghitung pompa kalor dan generator panas diberikan. Perkiraan biaya memanaskan rumah menggunakan pompa panas diberikan.

Pompa panas. Desain pemanas rumah

Untuk memahami prinsip pengoperasiannya, Anda dapat melihat lemari es atau AC rumah tangga biasa.

Pompa panas modern digunakan untuk pekerjaan mereka potensi rendah sumber panas: tanah, air tanah, udara. Prinsip fisika yang sama berlaku baik di lemari es maupun di pompa kalor (fisikawan menyebut proses ini sebagai siklus Carnot). Pompa kalor adalah alat yang “memompa” panas dari ruang lemari es dan membuangnya ke radiator. AC “memompa” panas dari udara dalam ruangan dan membuangnya ke radiator, namun terletak di luar. Pada saat yang sama, lebih banyak panas ditambahkan ke panas yang “disedot” dari ruangan, yang mengubah energi listrik yang dikonsumsi oleh motor listrik AC.

Angka yang menyatakan perbandingan energi panas yang dihasilkan oleh pompa kalor (AC atau lemari es) dengan energi listrik yang dikonsumsi disebut “koefisien pemanasan” oleh para ahli pompa kalor. Pompa kalor terbaik memiliki koefisien pemanasan 3-4. Artinya, untuk setiap kilowatt-jam listrik yang dikonsumsi oleh motor listrik, dihasilkan 3-4 kilowatt-jam energi panas. (Satu kilowatt-jam sama dengan 860 kilokalori.) Faktor konversi ini (koefisien pemanasan) secara langsung bergantung pada suhu sumber panas; semakin tinggi suhu sumber, semakin besar faktor konversinya.

AC mengambil energi panas ini dari udara luar, dan pompa panas besar “memompa” panas tambahan ini, biasanya dari reservoir/air tanah atau tanah.

Meskipun suhu sumber-sumber ini jauh lebih rendah daripada suhu udara di rumah yang dipanaskan, pompa panas mengubah panas suhu rendah dari tanah atau air menjadi suhu tinggi diperlukan untuk menghangatkan rumah. Oleh karena itu, pompa kalor disebut juga “transformator panas”. (lihat proses transformasi di bawah)

Catatan: Pompa panas tidak hanya menghangatkan rumah, tetapi juga mendinginkan air di sungai tempat panas dipompa keluar. Dan di zaman kita, ketika sungai terlalu panas karena air limbah industri dan domestik, mendinginkan sungai sangat bermanfaat bagi kehidupan organisme hidup dan ikan di dalamnya. Semakin rendah suhu air maka semakin banyak oksigen yang dibutuhkan ikan untuk dapat larut di dalamnya. Di air hangat, ikan mati lemas, dan di air dingin mereka bahagia.Oleh karena itu, pompa panas sangat menjanjikan dalam penyelamatan. lingkungan dari " polusi termal".

Namun pemasangan sistem pemanas menggunakan pompa kalor masih terlalu mahal karena memerlukan banyak penggalian ditambah bahan habis pakai, seperti pipa untuk membuat kolektor/penukar panas.

Perlu juga diingat bahwa pada pompa kalor, seperti pada lemari es biasa, kompresor digunakan yang memampatkan fluida kerja - amonia atau freon. Pompa panas bekerja lebih baik dengan freon, tetapi freon sudah dilarang penggunaannya karena ketika memasuki atmosfer, ia membakar ozon di lapisan atasnya, yang melindungi bumi dari sinar ultraviolet Matahari.

Namun, menurut saya masa depan adalah milik pompa panas. Namun belum ada yang memproduksinya secara massal. Mengapa? Tidak sulit ditebak.

Jika muncul sumber energi alternatif yang murah, lalu di mana gas, minyak, dan batu bara yang diekstraksi akan ditempatkan, dan kepada siapa akan dijual. Dan apa yang harus kita hapus dari kerugian multi-miliar dolar akibat ledakan di tambang dan tambang?

Diagram skematik memanaskan rumah Anda dengan pompa panas

Prinsip pengoperasian pompa kalor

Sumber panas tingkat rendah dapat berupa udara luar dengan suhu -15 hingga +15°C, udara yang dikeluarkan dari ruangan dengan suhu 15-25°C, lapisan tanah bawah (4-10°C) dan air tanah (lebih dari 10°C), air danau dan sungai (0-10°C), permukaan (0-10°C) dan tanah dalam (lebih dari 20 m) (10°C). Di Belanda, misalnya, di kota Heerlen, tambang yang terendam banjir digunakan untuk tujuan ini. Air yang mengisi tambang tua pada ketinggian 700 meter memiliki suhu konstan 32°C.

Jika udara atmosfer atau ventilasi digunakan sebagai sumber panas, sistem pemanas beroperasi sesuai dengan skema udara-air. Pompa dapat ditempatkan di dalam atau di luar ruangan. Udara disuplai ke penukar panasnya menggunakan kipas angin.

Jika air tanah digunakan sebagai sumber panas, sistem beroperasi sesuai dengan skema “air-ke-air”. Air disuplai dari sumur menggunakan pompa ke penukar panas pompa, dan setelah panas dihilangkan, air tersebut dibuang ke sumur lain atau ke reservoir. Antibeku atau antibeku dapat digunakan sebagai pendingin perantara. Jika suatu perairan berfungsi sebagai sumber energi, lingkaran logam-plastik atau plastik ditempatkan di dasarnya. pipa plastik. Larutan glikol (antibeku) atau antibeku bersirkulasi melalui pipa, yang mentransfer panas ke freon melalui penukar panas pompa panas.

Saat menggunakan tanah sebagai sumber panas, sistem beroperasi sesuai dengan skema “air tanah”. Ada dua opsi yang memungkinkan untuk desain kolektor - vertikal dan horizontal.

• Jika kolektor ditempatkan secara horizontal, pipa logam-plastik diletakkan di parit sedalam 1,2-1,5 m atau dalam bentuk spiral di parit sedalam 2-4 m.Cara peletakan ini dapat mengurangi panjang parit secara signifikan.

Diagram pompa kalor dengan kolektor horizontal dengan peletakan pipa spiral

1 - pompa panas; 2 - pipa diletakkan di tanah; 3 - ketel pemanas tidak langsung; 4 - sistem pemanas "lantai hangat"; 5 - sirkuit suplai air panas.

Namun, ketika meletakkan dalam bentuk spiral, resistensi hidrodinamik meningkat secara signifikan, yang menyebabkan biaya tambahan untuk memompa cairan pendingin, dan resistensi juga meningkat seiring dengan bertambahnya panjang pipa.

• Bila kolektor ditempatkan secara vertikal, pipa diletakkan di sumur vertikal hingga kedalaman 20-100 m.

Diagram pemeriksaan vertikal

Foto wahana di teluk

Memasang probe ke dalam sumur

Perhitungan kolektor pompa kalor horizontal

Perhitungan kolektor pompa kalor horizontal.

q - pembuangan panas spesifik (dari pipa berjalan 1 m).

• pasir kering - 10 W/m,
• tanah liat kering - 20 W/m,
• tanah liat basah - 25 W/m,
• tanah liat dengan kadar air tinggi - 35 W/m.

Perbedaan suhu cairan pendingin muncul antara loop langsung dan loop balik kolektor.

Biasanya untuk perhitungannya diambil sama dengan 3°C. Kerugian dari skema ini adalah tidak disarankan untuk mendirikan bangunan di area di atas kolektor agar panas bumi dapat diisi kembali oleh radiasi matahari. Jarak optimal antar pipa dianggap 0,7-0,8 m, dalam hal ini panjang satu parit dipilih dari 30 hingga 120 m.

Contoh perhitungan pompa kalor

Saya akan memberikan perkiraan perhitungan pompa panas untuk rumah ramah lingkungan kami yang dijelaskan dalam artikel.

Dipercaya bahwa untuk memanaskan rumah dengan ketinggian langit-langit 3 m, diperlukan konsumsi 1 kW. Energi panas per 10 m2 luas. Dengan luas rumah 10x10m = 100 m2 diperlukan energi panas sebesar 10 kW.

Saat menggunakan lantai berpemanas, suhu cairan pendingin dalam sistem harus 35°C, dan suhu cairan pendingin minimum harus 0°C.

Tabel 1. Data pompa panas Thermia Villa.

Untuk memanaskan gedung, Anda perlu memilih pompa kalor dengan daya 15,6 kW (ukuran standar terdekat yang lebih besar), yang mengkonsumsi 5 kW untuk mengoperasikan kompresor. Kami memilih penghilangan panas dari lapisan permukaan tanah berdasarkan jenis tanah. Untuk (tanah liat basah) q adalah 25 W/m.

Mari kita hitung kekuatan kolektor termal:

Qo=Qwp-P, dimana

Qo- daya kolektor termal,kW;

Qwp- kekuatan pompa panas,kW;

P- daya listrik kompresor, kW.

Daya termal yang dibutuhkan kolektor adalah:

Qo=15,6-5=10,6 kW;

Sekarang mari kita tentukan panjang total pipa:

L=Qo/q, dimana q adalah pembuangan panas spesifik (dari 1 m pipa berjalan), kW/m.

L=10,6/0,025 = 424m.

Untuk mengatur kolektor seperti itu, Anda memerlukan 5 sirkuit yang masing-masing panjangnya 100 m Berdasarkan hal ini, kami akan menentukan luas lokasi yang diperlukan untuk memasang sirkuit.

A=Lхda, dimana da adalah jarak antar pipa (laying pitch), m.

Dengan langkah peletakan 0,75 m, luas situs yang dibutuhkan adalah:

A=500x0,75=375 m2.

Perhitungan kolektor vertikal

Saat memilih kolektor vertikal, sumur dibor hingga kedalaman 20 hingga 100 m, pipa logam-plastik atau plastik berbentuk U dibenamkan di dalamnya. Untuk melakukan ini, dua loop dimasukkan ke dalam satu sumur dan diisi dengan mortar semen. Penghapusan panas spesifik kolektor tersebut adalah 50 W/m.

Untuk perhitungan yang lebih akurat, gunakan data berikut:

• batuan sedimen kering - 20 W/m;
• tanah berbatu dan batuan sedimen jenuh air - 50 W/m;
• batuan dengan konduktivitas termal tinggi - 70 W/m;
• air tanah - 80 W/m.

Pada kedalaman lebih dari 15 m, suhu tanah kira-kira +10°C. Perlu diingat bahwa jarak antar sumur harus lebih dari 5 m, jika terdapat aliran bawah tanah di dalam tanah, maka sumur harus dibor tegak lurus dengan aliran tersebut.

Contoh: L=Qo/q=10,6/0,05=212 m.

Jadi, dengan pembuangan panas spesifik kolektor vertikal sebesar 50 W/m dan daya yang dibutuhkan sebesar 10,6 kW, panjang pipa L harus menjadi 212 m.

Untuk memasang kolektor, perlu mengebor tiga sumur dengan kedalaman 75 m, di masing-masing sumur kami menempatkan total dua loop pipa logam-plastik - 6 loop masing-masing 150 m.

Pengoperasian pompa kalor saat beroperasi sesuai dengan skema “Air Tanah”.

Pipa tersebut diletakkan di dalam tanah. Ketika cairan pendingin dipompa melaluinya, cairan pendingin tersebut memanas hingga mencapai suhu tanah. Selanjutnya, sesuai skema, air memasuki penukar panas pompa kalor dan memindahkan semua panas ke sirkuit internal pompa kalor.

Refrigeran di bawah tekanan dipompa ke sirkuit internal pompa kalor. Freon atau penggantinya digunakan sebagai zat pendingin, karena freon merusak lapisan ozon di atmosfer dan dilarang untuk digunakan dalam pembangunan baru. Refrigeran memiliki titik didih yang rendah sehingga ketika tekanan di evaporator turun tajam, refrigeran berubah dari cair menjadi gas pada suhu rendah.

Setelah evaporator, gas refrigeran masuk ke kompresor dan dikompresi oleh kompresor. Pada saat yang sama, ia memanas dan tekanannya meningkat. Refrigeran panas memasuki kondensor, tempat terjadinya pertukaran panas antara kondensor dan pendingin pipa kembali. Melepaskan panasnya, zat pendingin mendingin dan berubah menjadi cair. Pendingin memasuki sistem pemanas dan, ketika didinginkan kembali, memindahkan panasnya ke ruangan. Ketika refrigeran melewatinya katup pengurang tekanan, tekanannya turun dan kembali ke fase cair. Setelah ini, siklus berulang.

Pada musim dingin, pompa kalor berfungsi sebagai pemanas, dan pada cuaca panas dapat digunakan untuk mendinginkan ruangan (dalam hal ini, pompa kalor tidak memanaskan, tetapi mendinginkan cairan pendingin - air. Dan air dingin, di gilirannya, dapat digunakan untuk mendinginkan udara dalam ruangan).

Secara umum pompa kalor merupakan mesin Carnot yang bekerja secara terbalik. Kulkas memompa panas dari volume yang didinginkan ke udara sekitar. Jika Anda meletakkan lemari es di luar, kemudian dengan mengekstraksi panas dari udara luar dan memindahkannya ke dalam rumah, Anda dapat memanaskan ruangan sampai batas tertentu dengan cara sederhana ini.

Namun, seperti yang ditunjukkan oleh praktik, pompa panas saja tidak cukup untuk memasok panas dan air panas ke rumah. Saya berani mengusulkan, menurut saya, skema pemanas dan pasokan air panas yang optimal untuk rumah.

Skema yang diusulkan untuk memasok rumah dengan panas dan air panas

1 - generator panas; 2 - kolektor surya; 3 - ketel pemanas tidak langsung; 4 - pompa panas; 5 - pipa di dalam tanah; 6 - unit sirkulasi tata surya; 7 - radiator pemanas; 8 - sirkuit pasokan air panas; 9 - sistem pemanas "lantai hangat".

Skema ini melibatkan penggunaan tiga sumber panas secara bersamaan. Peran utama dimainkan oleh generator panas (1), pompa panas (4) dan kolektor surya(2), yang berfungsi sebagai elemen tambahan dan membantu mengurangi biaya listrik yang dikonsumsi, sehingga meningkatkan efisiensi pemanasan. Penggunaan tiga sumber pemanas secara bersamaan hampir sepenuhnya menghilangkan bahaya pembekuan sistem.

Lagi pula, kemungkinan kegagalan generator panas, pompa panas, dan kolektor surya secara bersamaan dapat diabaikan. Diagram menunjukkan dua opsi untuk pemanas ruangan: radiator (7) dan “lantai hangat” (9). Ini tidak berarti bahwa Anda harus menggunakan kedua opsi tersebut, tetapi hanya menggambarkan kemungkinan menggunakan salah satu opsi dan opsi lainnya.

Prinsip pengoperasian sirkuit pemanas

Generator panas (1) menyuplai air panas ke boiler (3) dan sirkuit yang terdiri dari radiator pemanas (7). Boiler juga menerima cairan pendingin panas dari pompa kalor (4) dan kolektor surya (2). Sebagian air yang dipanaskan oleh pompa kalor juga disuplai ke input generator panas. Bercampur dengan "kembalinya" sirkuit pemanas, ini meningkatkan suhunya. Hal ini berkontribusi pada pemanasan air yang lebih efisien di kavitator generator panas. Air yang dipanaskan dan terakumulasi dalam boiler disuplai ke sirkuit sistem “lantai hangat” (9) dan sirkuit pasokan air panas (8).

Tentu saja, efektivitas skema ini akan berbeda di berbagai wilayah. Bagaimanapun, kolektor surya akan paling efisien di musim panas dan, tentu saja, saat cuaca cerah. Di garis lintang kita, tidak perlu memanaskan tempat tinggal di musim panas, sehingga generator panas bisa dimatikan sama sekali. Dan karena musim panas kita cukup terik dan kita hampir tidak dapat membayangkan hidup kita tanpa AC, pompa panas seharusnya dihidupkan dalam mode pendinginan. Secara alami, saluran pipa dari pompa panas ke boiler akan tersumbat. Oleh karena itu, masalah pasokan air panas seharusnya dapat diselesaikan hanya dengan bantuan tata surya. Dan hanya jika tata surya tidak dapat mengatasi tugas ini, gunakan generator panas.

Seperti yang Anda lihat, skema ini cukup rumit dan mahal. Perkiraan umum biaya tergantung pada skema yang dipilih ditunjukkan di bawah ini.

Biaya untuk kolektor vertikal:

• Pompa panas 6000 €;
• Pekerjaan pengeboran 6000 €;
• Biaya operasional (listrik): sekitar 400 € per tahun.

Untuk kolektor horizontal:

• Pompa panas 6000 €;
• Pekerjaan pengeboran 3000 €;
• Biaya operasional (listrik): sekitar 450 euro per tahun.

Pengeluaran besar akan mencakup pembelian pipa dan gaji pekerja.

Pemasangan kolektor surya pelat datar (misalnya, Vitosol 100-F dan pemanas air 300 l) akan menelan biaya € 3200.

Jadi mari kita beralih dari yang sederhana ke yang rumit. Pertama, kita akan merakit sirkuit pemanas rumah sederhana berdasarkan generator panas, melakukan debug, dan secara bertahap menambahkan elemen baru ke dalamnya yang akan meningkatkan efisiensi instalasi.

Mari merakit sistem pemanas sesuai dengan diagram berikut:

Skema pemanasan rumah menggunakan generator panas

1 - generator panas; 2 - ketel pemanas tidak langsung; 3 - sistem pemanas "lantai hangat"; 4 - sirkuit pasokan air panas.

Pada akhirnya kami mendapatkannya skema paling sederhana memanaskan rumah, saya berbagi pemikiran saya untuk mendorong masyarakat proaktif mengembangkan sumber energi alternatif. Jika ada yang punya ide atau keberatan dengan apa yang tertulis di atas, mari berbagi pemikiran, mari kumpulkan pengetahuan dan pengalaman dalam hal ini, dan kita akan menyelamatkan lingkungan kita dan membuat kehidupan sedikit lebih baik.

Seperti yang kita lihat di sini, elemen utama dan satu-satunya yang memanaskan cairan pendingin adalah generator panas. Meskipun rangkaian hanya menyediakan satu sumber pemanas, rangkaian ini memungkinkan kemungkinan penambahan perangkat pemanas tambahan lebih lanjut. Untuk melakukan ini, diasumsikan bahwa boiler pemanas tidak langsung digunakan dengan kemungkinan menambah atau melepas penukar panas.

Penggunaan radiator pemanas yang tersedia pada diagram yang ditunjukkan pada gambar satu di atas tidak dimaksudkan. Seperti yang Anda ketahui, sistem "lantai hangat" mengatasi tugas memanaskan ruangan lebih efektif dan memungkinkan Anda menghemat energi.

Harap dicatat: Harga berlaku untuk tahun 2009.

4.1. Prinsip pengoperasian pompa kalor

Penggunaan sumber energi alternatif yang ramah lingkungan dapat mencegah krisis energi yang terjadi di Ukraina. Seiring dengan pencarian dan pengembangan sumber-sumber tradisional (gas, minyak), arah yang menjanjikan adalah penggunaan energi yang terakumulasi di reservoir, tanah, sumber panas bumi, emisi teknologi (udara, air, air limbah, dll). Namun, suhu sumber-sumber ini cukup rendah (0–25 °C) dan agar penggunaannya efektif, energi ini perlu dipindahkan ke tingkat suhu yang lebih tinggi (50–90 °C). Transformasi ini diwujudkan oleh pompa kalor (TH), yang pada dasarnya adalah mesin pendingin kompresi uap (Gbr. 4.1).

Sumber suhu rendah (LT) memanaskan evaporator (3), di mana zat pendingin mendidih pada suhu –10 °C…+5 °C. Selanjutnya, panas yang dipindahkan ke zat pendingin dipindahkan melalui siklus kompresi uap klasik ke kondensor (4), dari mana panas tersebut disuplai ke konsumen (HTP) pada tingkat yang lebih tinggi.

Pompa panas digunakan di berbagai industri sektor industri, perumahan dan publik. Saat ini, lebih dari 10 juta pompa kalor dengan berbagai kapasitas beroperasi di dunia: dari puluhan kilowatt hingga megawatt. Setiap tahun armada TN diisi ulang sekitar 1 juta unit. Misalnya, di Stockholm, stasiun pompa panas berkapasitas 320 MW, menggunakan air laut dengan suhu +4 ° C di musim dingin, menyediakan panas ke seluruh kota. Pada tahun 2004, kapasitas pompa kalor yang terpasang di Eropa adalah 4.531 MW, dan setara dengan 1,81 miliar m 3 energi pompa kalor dihasilkan di seluruh dunia oleh pompa kalor. gas alam. Pompa panas yang menggunakan panas bumi dan air tanah hemat energi. Di Amerika Serikat, undang-undang federal telah menyetujui persyaratan untuk penggunaan wajib pompa panas bumi (GHP) dalam pembangunan gedung-gedung publik baru. Di Swedia, 50% dari seluruh pemanasan disediakan oleh pompa panas sumber tanah. Pada tahun 2020, menurut Komite Energi Dunia, penggunaan pompa panas bumi akan mencapai 75%. Masa pakai unit turbin gas adalah 25–50 tahun. Prospek penggunaan pompa panas di Ukraina ditunjukkan pada.

Pompa kalor dibagi menurut prinsip operasinya (kompresor, penyerapan) dan jenis rantai perpindahan panas “sumber-konsumen”. Jenis pompa kalor berikut ini dibedakan: udara-ke-udara, udara-ke-air, air-ke-udara, air-ke-air, tanah-ke-udara, tanah-ke-air, dimana sumber panasnya berada ditunjukkan terlebih dahulu. Jika hanya pompa kalor yang digunakan untuk pemanasan, sistem tersebut disebut sistem monovalen. Jika, selain pompa kalor, sumber panas lain dihubungkan, beroperasi secara terpisah atau paralel dengan pompa kalor, sistem tersebut disebut bivalen.

Beras. 4.1. Diagram pompa panas hidrolik:

1 – kompresor; 2 – sumber panas tingkat rendah (LHS); 3 – evaporator pompa panas;

4 – kondensor pompa panas; 5 – konsumen panas level tinggi(HTP);

6 – penukar panas suhu rendah; 7 – pengatur aliran zat pendingin;

8 – penukar panas suhu tinggi

Pompa panas dengan pipa hidrolik (pompa air, penukar panas, katup penutup dll.) disebut unit pompa kalor. Jika media yang didinginkan di evaporator sama dengan media yang dipanaskan di kondensor (air-air, udara-udara), maka dengan mengubah aliran media tersebut dimungkinkan untuk mengubah mode HP menjadi sebaliknya (pendinginan ke pemanasan dan sebaliknya). Jika medianya adalah gas, maka perubahan rezim seperti itu disebut siklus pneumatik reversibel, jika cairan disebut siklus hidrolik reversibel (Gbr. 4.2).

Beras. 4.3. Diagram pompa kalor udara-air

Pompa panas udara-ke-air banyak digunakan dalam sistem pendingin udara. Udara luar dihembuskan melalui evaporator, dan panas yang dikeluarkan dari kondensor memanaskan air yang digunakan untuk pemanas dalam ruangan (Gambar 4.3).

Keuntungan dari sistem tersebut adalah tersedianya sumber panas (udara) tingkat rendah. Namun, suhu udara bervariasi dalam rentang yang luas, mencapai nilai negatif. Dalam hal ini, efisiensi pompa kalor sangat berkurang. Jadi, perubahan suhu udara luar dari 7 °C menjadi minus 10 °C menyebabkan penurunan kinerja pompa kalor sebesar 1,5–2 kali lipat.

Untuk memasok air dari pompa panas ke ruangan berpemanas, penukar panas dipasang di dalamnya, yang dalam literatur disebut "kumparan kipas". Air disuplai ke unit koil kipas melalui sistem hidrolik - stasiun pompa (Gbr. 4.4).

Beras. 4.4. Diagram stasiun pompa:

P – pengukur tekanan; RB – tangki ekspansi; AB – tangki penyimpanan; RP – saklar aliran; N – pompa;

BC – katup keseimbangan; F – menyaring; OK – katup periksa; B – katup; T – termometer;

PC – katup pengaman; TP – penukar panas freon-cair; ТХК – katup tiga arah; KPV – katup pengisian cairan; KPV – katup pengisi udara; KVV – katup pelepas udara

Untuk meningkatkan keakuratan menjaga suhu ruangan dan mengurangi inersia, tangki penyimpanan dipasang di sistem hidrolik. Kapasitas tangki penyimpanan dapat ditentukan dengan rumus:

dimana kapasitas pendinginan HP, kW;

– volume ruangan berpendingin, m 3 ;

– jumlah air dalam sistem, l;

Z – jumlah tahapan daya HP.

Jika V AB ternyata negatif, maka tangki penyimpanan tidak dipasang.

Untuk mengimbangi ekspansi termal air, tangki ekspansi dipasang di sistem hidrolik. Tangki ekspansi dipasang di sisi hisap pompa. Volume tangki ekspansi ditentukan dengan rumus:

dimana V syst adalah volume sistem, l;

k – koefisien muai volumetrik cairan (air 3,7·10 -4, antibeku (4,0–5,5)·10 -4);

ΔT – perbedaan suhu cairan (saat beroperasi hanya dalam mode pendinginan)

ΔT = t lingkungan – 4 °С; saat beroperasi dalam mode pompa kalor ΔT=60 °C – 4 °C = 56 °C);

P pra – menyetel katup pengaman.

Tekanan dalam sistem (P syst) bergantung pada posisi relatif stasiun pemompaan dan konsumen akhir (koil kipas). Jika stasiun pompa terletak di bawah konsumen akhir, maka tekanan (P syst) ditentukan sebagai perbedaan ketinggian maksimum (dalam bar) ditambah 0,3 bar. Jika stasiun pompa terletak di atas semua konsumen, maka P syst = 1,5 bar.

Tangki ekspansi dipompa terlebih dahulu dengan udara hingga tekanan 0,1–0,3 bar lebih kecil dari tekanan yang dihitung, dan setelah pemasangan, tekanan dibawa ke normal.

Desain tangki ekspansi ditunjukkan pada Gambar. 4.5.

Beras. 4.5. Desain tangki ekspansi:

1 – posisi membran sebelum pemasangan (pra-pemompaan dengan udara sebesar 0,1–0,3 bar);

2 – posisi membran setelah menghubungkan tangki ke jaringan;

3 – posisi membran selama ekspansi termal cairan.

Unit ekspansi diproduksi (Gbr. 4.6) yang mempertahankan tekanan di sisi air dalam sistem pemanas dan pendingin udara bervolume besar. Unit ini dilengkapi dengan prosesor yang dapat diprogram secara bebas dan dapat dihubungkan melalui antarmuka ke panel kendali pusat. Ini sangat menyederhanakan kontrol atas fungsi sistem.

Spesifikasi:

1. Volume, l 200–5.000;
2. Maksimum tekanan berlebih, bilah 10.0;
3. Suhu maksimum, °C 120.

Sakelar aliran (RP) mematikan mesin pendingin jika tidak ada aliran cairan, yang mencegah pembekuan cairan di penukar panas (HE). Katup tiga arah mencampurkan dua aliran fluida (A dan B), mempertahankan suhu fluida tertentu. Katup tiga arah dikendalikan oleh mikrokontroler.

Beras. 4.6. Unit ekspansi untuk sistem pemanas dan pendingin udara

Desain katup tiga arah ditunjukkan pada Gambar. 4.7.

Pada posisi ekstrim bawah kerucut penutup, saluran ke aliran B ditutup, pada posisi atas kerucut, saluran ke aliran A ditutup.Untuk memindahkan kerucut penutup sepanjang seluruh langkah dari satu ekstrim posisi ke yang lain, tegangan suplai kontrol disuplai ke penggerak listrik dalam kisaran 0 hingga 10 V. Catu daya motor listrik - 24 V.

Beras. 4.7. Katup tiga arah untuk mengatur aliran fluida

Sinyal kontrol tentang posisi kerucut penutup dikeluarkan dari output penggerak. Waktu pukulan penuh kerucut adalah 100–150 detik. Dimungkinkan untuk memindahkan kerucut secara manual menggunakan kunci hex.

Kebocoran cairan saat saluran ditutup tidak melebihi 1% dari throughput. Jika katup tiga arah rusak dan sistem hidrolik setelah katup tiga arah, cairan akan bersirkulasi melalui katup periksa (OK).

Untuk mengatur aliran fluida yang dihitung dalam sistem, digunakan katup penyeimbang, yaitu katup kontrol manual atau otomatis dengan presisi tinggi. Katup penyeimbang memiliki keluaran untuk mengukur aliran dan tekanan fluida. Tersedia katup penyeimbang yang disesuaikan oleh pengontrol komisioning. Untuk mengkonfigurasi katup penyeimbang, nilai aliran dan tekanan yang dihitung dimasukkan ke dalam pengontrol penyesuaian, setelah itu pengontrol secara otomatis mengatur katup penyeimbang ke posisi yang diperlukan.

Tangki ekspansi terhubung ke katup umpan cair (LPV) dan katup umpan udara (APV). Saat memasang filter (F), Anda harus memperhatikan arah aliran fluida yang melalui filter. Katup pelepas udara otomatis (VV) dipasang di titik tertinggi sirkuit hidrolik. Katup pengaman disesuaikan dengan tekanan maksimum yang diizinkan dari elemen terlemah dalam jaringan ditambah 1 bar (7–10 bar).

Jika perlu untuk bekerja sesuai dengan rangkaian bivalen, Anda dapat menghubungkan boiler berpemanas listrik secara paralel dengan HP sesuai dengan diagram yang ditunjukkan pada Gambar. 4.8.

Beras. 4.8. Diagram koneksi ketel listrik ke sistem pompa panas

4.2.2. Pompa panas dengan sumber panas air

Pompa kalor dengan sumber panas air (sungai, danau, laut) menggunakan akumulasi energi matahari. Energi ini merupakan sumber ideal untuk pompa kalor karena disuplai secara terus menerus, meskipun ketersediaannya lebih sedikit dibandingkan udara. Suhu air di reservoir non-beku tidak turun di bawah 4 °C, dan air artesis memiliki suhu yang hampir konstan yaitu 10–12 °C. Mengingat saat mengekstraksi panas, air tidak dapat didinginkan di bawah 0 °C, perbedaan suhu pada penukar panas adalah beberapa derajat. Pada saat yang sama, untuk meningkatkan pelepasan jumlah panas yang dibutuhkan, perlu untuk meningkatkan konsumsi air. Untuk HP berdaya rendah, tidak disarankan untuk memompa air tanah dari kedalaman lebih dari 15 m, karena akan memerlukan biaya yang besar untuk pompa dan pengoperasiannya.

Beras. 4.9. Pompa panas menggunakan panas air tanah

Sirkuit ekstraksi panas dari reservoir bisa terbuka atau tertutup. Dalam kasus pertama, air dari reservoir dipompa melalui pendingin, didinginkan dan dikembalikan ke reservoir (Gbr. 4.9). Sistem seperti itu memerlukan penyaringan air yang disuplai ke pendingin dan pembersihan penukar panas secara berkala. Biasanya, penukar panas perantara yang dapat dilipat dipasang. Pengambilan dan pengembalian air harus dilakukan searah dengan aliran air tanah untuk mencegah “melewati” air. Saluran masuk harus mempunyai katup periksa (4), yang terletak di titik masuk atau setelah pompa sumur dalam (5). Pasokan air tanah dan drainase ke pompa panas harus dilindungi dari pembekuan dan diletakkan dengan kemiringan ke arah sumur.

Jarak antara sumur masuk (2) dan sumur kembali (1) minimal 5 m, titik keluar air pada sumur kembali harus berada di bawah permukaan air tanah.

Laju aliran volumetrik air ditentukan dari kapasitas pendinginan HP

dimana L adalah laju aliran volumetrik air, m 3 / jam

c p – kapasitas panas spesifik air sebesar 1,163 · 10 -3 kWh/kg K;

– massa jenis air, 1000 kg/m3;

– perbedaan suhu antara air masuk dan air kembali.

Di mana . (4)

Jika kita mengambil Q x = 12 kW (ditentukan dari paspor pompa kalor), a = 4 K, maka m 3 / jam.

Sirkuit tertutup diletakkan di dasar reservoir. Perkiraan nilai daya termal per 1 m pipa sirkuit tertutup adalah sekitar 30 W. Artinya, untuk menghasilkan panas sebesar 10 kW, rangkaian harus memiliki panjang 300 m.Untuk mencegah rangkaian mengambang, harus dipasang beban sekitar 5 kg per 1 meter linier.

4.2.3. Pompa panas dengan penukar panas tanah

HP Tanah menggunakan energi panas yang terakumulasi di dalam tanah karena pemanasannya oleh Matahari atau sumber lainnya. Panas yang terakumulasi di dalam tanah diubah menggunakan penukar panas tanah yang diletakkan secara horizontal (juga disebut pengumpul tanah) atau menggunakan penukar panas yang ditempatkan secara vertikal (probe tanah).

Beras. 4.10. Pompa panas sumber tanah

Biasanya, penukar panas tanah terbuat dari pipa polietilen atau logam-plastik dengan diameter 25–40 mm.

Dengan desain horizontal (Gbr. 4.10), pipa tempat cairan bersirkulasi dikubur di dalam tanah hingga kedalaman di bawah tingkat pembekuan tanah (1,2–1,5 m). Jarak minimum antar pipa adalah 0,7–1,0 m Tergantung pada diameter pipa, pipa 1,4–2,0 m dapat dipasang untuk setiap meter persegi area pemasukan panas. Panjang setiap cabang kolektor horizontal tidak boleh melebihi 100 m, jika tidak, kehilangan tekanan dalam pipa dan daya pompa yang dibutuhkan akan terlalu tinggi.

Jumlah panas yang diubah, dan akibatnya, ukuran permukaan yang diperlukan untuk lokasi pengumpul tanah, sangat bergantung pada sifat termofisika tanah dan kondisi iklim daerah tersebut. Sifat termofisika, seperti kapasitas panas dan konduktivitas termal, sangat bergantung pada komposisi dan kondisi tanah. Dalam hal ini yang menjadi faktor penentunya adalah proporsi air, kandungan komponen mineral (kuarsa, feldspar), serta proporsi dan ukuran pori-pori yang terisi udara. Semakin tinggi proporsi komponen air dan mineral serta semakin rendah kandungan pori, semakin tinggi sifat penyimpanan dan konduktivitas termal tanah.

Nilai rata-rata daya termal spesifik tanah diberikan pada Tabel 1.

Tabel 1. Nilai rata-rata daya termal spesifik tanah

Jenis tanah	Kekuatan spesifik pengumpul tanah, W/m 2	Kekuatan spesifik probe tanah, W/m
Berpasir kering	10–15	20
berpasir basah	15–20	40
Tanah liat kering	20–25	60
Tanah liat basah	25–30	80
akuifer	30–35	80–100

Luas yang dibutuhkan untuk lokasi kolektor dihitung dengan menggunakan rumus (5) dan (6)

di mana keluaran panas dari pompa kalor, W;

– konsumsi daya transformator dari jaringan, W;

g – daya spesifik pengumpul tanah, W/m2.

Jadi, jika kapasitas pendinginan HP adalah 10 kW, maka pada tanah basah berpasir (g = 20 W/m2) diperlukan luas untuk menempatkan kolektor.

Untuk mengubah panas dari area seperti itu, perlu untuk meletakkannya di tanah pipa polietilen dengan diameter 25 × 2,3 mm dan panjang 500 × 1,4 = 700 m (1,4 adalah konsumsi pipa spesifik per meter persegi luas). Pipa harus dipasang dalam sirkuit terpisah masing-masing 100 m, yaitu 7 sirkuit.

Semua distributor dan manifold harus ditempatkan di lokasi yang dapat diakses untuk pemeriksaan, seperti poros distribusi terpisah di luar rumah atau di poros basement rumah. Perlengkapan harus terbuat dari bahan tahan korosi. Semua pipa di dalam rumah dan pintu masuk melalui dinding harus diisolasi secara termal untuk memastikan impermeabilitas difusi terhadap uap untuk menghindari munculnya kondensasi, karena ada cairan pendingin yang dingin (relatif terhadap suhu ruang bawah tanah) di jalur suplai dan pengembalian.

Dengan desain vertikal pemeriksaan tanah, sebuah sumur dibor hingga kedalaman 60–200 m, di mana beberapa pipa berbentuk U diturunkan (Gbr. 4.11).

A	B

Beras. 4.11. Pompa panas dengan probe tanah

a – diagram umum, b – diagram pemeriksaan tanah

1 – jalur balik, 2 – jalur suplai, 3 – probe loop, 4 – tutup pelindung

Di tanah liat dan lembab dengan kapasitas pendinginan pompa panas 10 kW, panjang probe (kedalaman sumur) harus

Disarankan untuk membuat 2 loop dengan kedalaman penguburan 50 m dan diameter Dy = 32 × 3 mm. Panjang total pipa adalah 200 m, Sumur yang berisi pipa diisi dengan bentonit, yang menghantarkan panas dengan baik. Jumlah cairan pendingin ditentukan oleh volume internal pipa kolektor (probe) dan pipa suplai. Diameter pipa suplai diambil lebih besar dari pipa kolektor. Dalam contoh kita, dengan pipa probe D у = 32 × 3 mm dan pipa suplai D у = 40 × 2,3 mm, panjang 10 m, volume internal (Tabel 2), dengan mempertimbangkan jalur suplai, akan menjadi 2 × 100 × 0,531 +10 × 0,984 = 116 ,04 liter. Laju aliran pendingin pompa kalor ditentukan dari lembar data pompa kalor. Mari kita ambil 1600 l/jam. Maka laju aliran per putaran akan menjadi 800 l/jam.

Tabel 2. Volume internal spesifik pipa

Kehilangan tekanan dalam pipa tergantung pada diameter pipa, kepadatan dan laju aliran cairan pendingin dan ditentukan berdasarkan data dari produsen pipa. Jadi, untuk pipa HDPE (high Density Polyethylene) 32×3 mm dan debit aliran 800 l/h adalah 154,78 Pa/m, dan untuk pipa diameter 40×2,3 – 520,61 Pa/m. Oleh karena itu, penurunan tekanan total dalam jaringan akan menjadi 36161,1 Pa, yang harus diperhitungkan saat memilih pompa.

Masa pakai ground collector bergantung pada keasaman tanah: pada keasaman normal (pH = 5,0) – 50–75 tahun, pada keasaman tinggi (pH >5,0) – 25–30 tahun.

4.1. Efisiensi pompa panas

Sebagai indikator utama efisiensi pompa kalor, digunakan koefisien konversi atau koefisien pemanasan COP (koefisien kinerja), sama dengan rasio output termal pompa kalor dengan daya yang dikonsumsi oleh kompresor. Dalam mode pendinginan, EER (rasio efisiensi energi) digunakan untuk mengevaluasi efisiensi, sama dengan rasio kapasitas pendinginan pompa kalor terhadap daya yang dikonsumsi oleh kompresor.

dimana energi yang dikeluarkan oleh HTP;

– energi panas diambil dari INT;

– mengkonsumsi listrik;

Dan – suhu kondensasi dan titik didih di pompa kalor.

Suhu ditentukan oleh tekanan kondensasi zat pendingin di HP, dan oleh suhu HP. Jadi, jika kita ambil = 281,16 K (8 °C) dan = 323,16 K (50 °C), maka COPnya adalah 7,7. Jika panas dihilangkan dengan air, maka berbagai zat pendingin memungkinkan Anda mencapai suhu berikut: R717, R502, R22 - sekitar +50 °C, R134a - +70 °C, R142 - +100 °C.

Anda harus mengingat aturan dasar berikut dari (4): semakin kecil perbedaan suhu antara sumber panas dan heat sink di pompa kalor, semakin tinggi koefisien konversinya.

Ketika pompa kalor menggunakan panas dan dingin secara bersamaan (misalnya, mendinginkan lemari es dan memanaskan ruangan kantor), maka

Dengan siklus ekuipotensial =

Pada suhu di atas, koefisien konversi total dapat mencapai 12,7, yang mencirikan efisiensi energi yang tinggi dari pompa kalor. SOP sebenarnya agak lebih rendah dan berada di urutan 3–5.

Pada pompa kalor absorpsi, koefisien konversinya lebih rendah dibandingkan pompa kalor kompresi karena rugi-rugi yang besar pada elemen rangkaian absorpsi. Jadi, bila menggunakan air tanah dengan T0 = 281,16 K (8°C) dan suhu panas berguna = 323,16 K (50 °C), koefisien konversi panas serapan hanya akan menjadi 1,45. Temperatur panas yang berguna dalam pompa kalor serapan juga bergantung pada temperatur pemanasan generator. Pada suhu yang ditunjukkan di atas, pemanasan generator harus minimal 150 °C.

Selama musim pemanasan (Oktober–Mei), memanaskan 100 m2 ruang hidup dengan ketel listrik akan membutuhkan listrik sebesar 37,440 kW, dan dengan pompa panas – 12,024 kW. Dengan tarif 0,24 UAH per 1 kW listrik, penghematannya akan menjadi 6100 UAH. (data dari Santekhnik LTD dan Co LLC).

Menurut http://www.aeroprof.by, penggunaan HP 1,2–1,5 kali lebih menguntungkan dibandingkan rumah boiler gas yang paling efisien.

Biaya pompa panas diperkirakan mencapai 750–1500 UAH per 1 kW tenaga panas yang dihasilkan. Periode pengembalian adalah 7–14 tahun.

4.2. Memilih peralatan untuk pompa panas

Pemilihan peralatan dimulai dengan perhitungan konsumsi panas bangunan. Saat ini terdapat berbagai macam program untuk menghitung konsumsi panas pada PC yang dapat ditemukan di Internet atau diperoleh dari pemasok peralatan.

Perkiraan perhitungan dapat dibuat berdasarkan luas bangunan yang dipanaskan dan jumlah air panas yang dikonsumsi. Selain itu, jika terjadi pemadaman listrik terencana secara berkala, perlu untuk meningkatkan daya termal pompa kalor. Jika waktu pemadaman listrik tidak melebihi 2 jam, faktor ini dapat diabaikan.

Konsumsi panas spesifik tergantung pada jenis bangunan:

• bangunan konsumsi rendah (bahan modern, insulasi dinding, jendela berlapis ganda) - 40 W/m2;
• gedung baru, isolasi termal yang baik - 50 W/m2;
• bangunan dengan insulasi termal standar - 80 W/m2;
• bangunan tua tanpa insulasi khusus - 120 W/m2.

Perhitungan daya panas tambahan untuk mengkompensasi kehilangan panas selama pemadaman listrik yang direncanakan dilakukan sebagai berikut.

Tentukan konsumsi panas harian (24 jam).

dimana kapasitas pemanasan elemen pemanas, kW;

– waktu tanpa listrik.

Perhitungan daya panas tambahan untuk menyiapkan air panas didasarkan pada konsumsi sekitar 50 liter air oleh satu orang pada suhu 45 °C, yang setara dengan 0,25 kW/orang. Perhitungan yang lebih akurat dapat dilakukan dengan menggunakan data pada Tabel 3.

Tabel 3. Konsumsi air panas harian

Kategori	Konsumsi air, l/orang		Konsumsi panas spesifik, Wh/orang	Konsumsi panas untuk air panas, kW/orang
	laju. air 60°С	laju. air 45°С
Konsumsi rendah	10–20	15–30	600–1200	0,08–0,15
Konsumsi standar	20–40	30–60	1200–2400	0,15–0,3
Apartemen menempati satu lantai	32	45	1800	0,225
Bangunan tempat tinggal keluarga tunggal	35	50	2000	0,25

Mari kita perhatikan contoh pembuatan pompa kalor dengan siklus hidrolik reversibel, yang beroperasi sepanjang tahun dalam dua mode (pendinginan atau pemanasan) tergantung pada periode tahun tersebut, menggunakan peralatan dan perangkat lunak dari CIAT (Prancis).

Persyaratan awal:

1. Kapasitas pemanasan 510 kW.

2. Sumber suhu rendah – air laut dengan suhu:

periode hangat tahun ini ≤20 °С,

periode dingin tahun ini 7 °C.

3. Konsumen bersuhu tinggi – air dengan suhu di outlet penukar panas 55 °C.

4. Suhu udara luar minimum – minus 10 °C (Krimea, Ukraina).

Kami akan menyelesaikan masalah ini menggunakan pompa kalor dengan siklus hidrolik reversibel, diagramnya ditunjukkan pada Gambar. 2.

Mengingat suhu udara luar di pompa kalor negatif (minus 10 °C), kami menggunakan sistem sirkuit ganda. Pada rangkaian primer kami menggunakan larutan etilen glikol dengan titik beku di bawah –10 °C (campuran 20% etilen glikol dan air).

Sesuai dengan persyaratan awal, kami memilih perbedaan suhu di sirkuit suhu tinggi Dtout = 5 °C (50/55 °C). Maka suhu cairan pendingin di sirkuit kondensor masing-masing harus 55/60 °C. Untuk mendapatkan suhu seperti itu dalam pompa kalor, disarankan menggunakan refrigeran R134a.

Sesuai dengan persyaratan awal, kita atur perbedaan suhu INT menjadi 7/4 °C, kemudian pada rangkaian evaporator perbedaan suhu akan menjadi 5/2 °C.

Dengan menggunakan program pemilihan peralatan CIAT, kami akan menentukan jenis dan parameter pompa kalor dalam mode operasi pemanasan dan pendinginan. Program memilih pompa kalor HYDROCIAT 2500B X LW/LWP R134a dengan parameter yang diberikan dalam tabel. 4, penampilan yang ditunjukkan pada Gambar. 12.

Tabel 4. Karakteristik teknis mesin pendingin air HYDROCIAT 2500B X LW/LWP R134a

Parameter	Modus pemanasan	Modus pendinginan
Kapasitas evaporator, kW	326,0	395,9
Pendingin	MEG20%	MEG20%
Suhu cairan pendingin di evaporator (input/outlet), °C	5,0/2,0	6,0/2,0
Aliran cairan pendingin melalui evaporator, m 3 /jam	102,8	93,4
Kapasitas kapasitor, kW	517,0	553,9
Suhu cairan pendingin di kondensor (input/outlet), °C	55/60	45,1/50
Aliran cairan pendingin melalui kondensor, m 3 / jam	93,4	102,1
Konsumsi daya, kW	191	158,0

Beras. 4.12. Pompa panas HYDROCIAT 2500B X LW/LWP R134a

1. Suhu air (saluran keluar-masuk): 55/50 °C.
2. Suhu larutan etilen glikol 20% pada rangkaian primer (output-input): 60/55 °C.
3. Konsumsi larutan etilen glikol 20%: 93,4 m 3 /jam (lihat Tabel 1).

Program CIAT memilih penukar panas pelat PWB 30 11 dengan kapasitas 517 kW (Tabel 5).

Tabel 5. Karakteristik teknis penukar panas PWB 30 11 dengan 43 pelat (pompa panas - konsumen) dalam mode pemanasan

Kami memilih penukar panas pompa panas air laut suhu rendah dalam mode pemanasan sesuai dengan data awal berikut:

1. Sumber panas tingkat rendah (sirkuit primer): air laut dengan suhu masuk/keluar – 7/4 °C.
2. Suhu larutan etilen glikol 20% pada rangkaian primer adalah 5/2 °C.
3. Konsumsi larutan etilen glikol 20% adalah 102,8 m 3 /jam.

Program CIAT memilih penukar panas pelat PWB 45 11.

Tabel 6. Karakteristik teknis alat penukar panas PWB 45 11 dengan 63 pelat (pompa panas laut)

Mari kita lakukan perhitungan verifikasi penukar panas PWB 30 11 yang dihitung sebelumnya dengan 43 pelat untuk periode hangat tahun ini dan tentukan suhu air di saluran keluar/masuk ke konsumen.

Program CIAT menunjukkan bahwa di musim panas kinerja penukar panas PWB 30 11 akan menjadi 437 kW dan suhu cairan pendingin (outlet/inlet) 7,5/12 ºС. (Tabel 7)

Tabel 7. Karakteristik teknis penukar panas PWB 30 11 dengan 43 pelat (pompa panas - konsumen) dalam mode pendinginan

Oleh karena itu, pompa panas HYDROCIAT 2500 XLW/LWP R134a yang dipilih menyediakan:

• di musim dingin, kapasitas pemanasan 517 kW dengan konsumsi daya 191 kW;
• di musim panas, kapasitas pendinginan 395,9 kW dengan konsumsi daya 158 kW.

Di bawah ini adalah diagram skema pompa kalor siklus hidrolik reversibel yang dihitung di atas.

Beras. 4.13. Diagram skema pompa kalor dengan siklus hidrolik reversibel

Kisaran beberapa pompa panas CIAT diberikan dalam tabel. 8.

Tabel 8. Pompa kalor dari CIAT (Prancis)

Jenis pompa panas		Produktivitas, kW		Daerah aplikasi
		dalam dingin	oleh panas	rumah individu	bangunan apartemen	bangunan umum	produksi
AURA 2		7…28	9…36	+
DYNACIAT LG/LGP/ILG		35…350	40…370		+	+
HIDROCIAT LW/LWP		275…1140	350…1420		+	+	+

Kesimpulan.

1. Pompa kalor yang menggunakan sumber panas terbarukan adalah peralatan pemanas yang paling hemat energi.
2. Sistem yang dibangun berdasarkan TN dapat diandalkan, aman, dan tahan lama.
3. Menghasilkan panas melalui pompa kalor merupakan proses teknologi yang ramah lingkungan.
4. Peralatan pengontrol iklim modern (misalnya CIAT, Prancis) memungkinkan terciptanya HP dengan kapasitas puluhan kW hingga MW.

Literatur.

1. W. Maake, G.-Y. Eckert, J.-L. Cochepin. Buku Ajar Teknologi Pendinginan: Terjemahan. dari Perancis – M.: Rumah Penerbitan Universitas Moskow, 1998. – 1142 hal., sakit.
2. Ray D., McMichael D. Pompa panas: Terjemahan. dari bahasa Inggris – M.: Energoizdat, 1982. – 224 hal., sakit.
3. El Sadeen Hasan. Pemilihan parameter optimal untuk sistem pasokan panas dan dingin untuk bangunan tempat tinggal // Peralatan pendingin, 2003, No. 3, hlm. 18–21.
4. Ovcharenko V.A. Ovcharenko A.V. Vikoristannya pompa kalor//Holod M+T, 2006, No.2 hal. 34–36.
5. Lima langkah untuk menghilangkan kecanduan metana//Ventilasi Pasokan Air Pemanas + Pendingin Udara, 2006, No.1, hal. 30–41.
6. Bondar E.S., Kalugin P.V. Sistem pendingin udara hemat energi dengan akumulasi dingin//S.O.K., 2006, No.3, hal. 44–48.
7. Viesmann.Sistem pompa panas. Instruksi desain.5829 122-2 GUS 2/2000
8. Belova. Sistem pendingin udara dengan pendingin dan koil kipas

Jenis desain pompa panas

Jenis pompa kalor biasanya dilambangkan dengan frasa yang menunjukkan media sumber dan pendingin sistem pemanas.

Ada varietas berikut:

• TN “udara-ke-udara”;
• HP "udara - air";
• TN “tanah - air”;
• TN "air - air".

Opsi pertama adalah sistem split konvensional yang beroperasi dalam mode pemanasan. Evaporator dipasang di luar, dan unit dengan kondensor dipasang di dalam rumah. Yang terakhir dihembuskan oleh kipas angin, yang menyebabkan massa udara hangat disuplai ke dalam ruangan.

Jika sistem seperti itu dilengkapi dengan penukar panas khusus dengan pipa, hasilnya adalah penukar panas udara-air. Itu terhubung ke sistem pemanas air.

Evaporator HP tipe “udara-ke-udara” atau “udara-ke-air” tidak dapat ditempatkan di jalan, tetapi di dalam saluran ventilasi pembuangan(harus dipaksakan). Dalam hal ini, efisiensi HP akan meningkat beberapa kali lipat.

Pompa kalor jenis “air-ke-air” dan “tanah-ke-air” menggunakan apa yang disebut penukar panas eksternal atau, disebut juga, pengumpul, untuk mengekstraksi panas.

Diagram skema pengoperasian pompa kalor

Ini adalah pipa melingkar panjang, biasanya plastik, tempat cairan bersirkulasi, mencuci evaporator. Kedua jenis HP mewakili perangkat yang sama: dalam satu kasus, kolektor dibenamkan di dasar reservoir permukaan, dan yang kedua, di dalam tanah. Kondensor pompa kalor semacam itu terletak di penukar panas yang terhubung ke sistem pemanas air.

Menghubungkan VT sesuai dengan skema “air-air” jauh lebih memakan waktu dibandingkan “air tanah”, karena tidak diperlukan pekerjaan penggalian. Pipa diletakkan secara spiral di dasar reservoir. Tentu saja, hanya reservoir yang tidak membeku di musim dingin yang cocok untuk skema ini.

Waktunya telah tiba untuk mempelajari pengalaman asing secara substansial

Hampir semua orang sekarang tahu tentang pompa panas yang mampu mengekstraksi panas dari lingkungan untuk memanaskan bangunan, dan jika sampai saat ini calon pelanggan biasanya menanyakan pertanyaan yang membingungkan “bagaimana ini mungkin?”, Sekarang pertanyaan “bagaimana ini benar? “semakin terdengar do?”.

Tidak mudah untuk menjawab pertanyaan ini.

Untuk mencari jawaban atas berbagai pertanyaan yang pasti muncul ketika mencoba merancang sistem pemanas dengan pompa panas, disarankan untuk beralih ke pengalaman spesialis dari negara-negara di mana pompa panas pada penukar panas darat telah lama digunakan.

Kunjungan* ke pameran Amerika AHR EXPO 2008, yang dilakukan terutama untuk memperoleh informasi tentang metode perhitungan teknik penukar panas tanah, tidak membawa hasil langsung ke arah ini, tetapi sebuah buku dijual di stand pameran ASHRAE, beberapa di antaranya ketentuan-ketentuan yang menjadi dasar penerbitan ini.

Harus segera dikatakan bahwa mentransfer metode Amerika ke dalam negeri bukanlah tugas yang mudah. Bagi orang Amerika, segalanya tidak sama dengan di Eropa. Hanya saja mereka mengukur waktu dalam satuan yang sama seperti kita. Semua unit pengukuran lainnya adalah murni Amerika, atau lebih tepatnya Inggris. Orang Amerika sangat tidak beruntung dengan aliran panas, yang dapat diukur dalam satuan termal Inggris per satuan waktu, dan dalam ton pendinginan, yang mungkin ditemukan di Amerika.

Masalah utamanya, bagaimanapun, bukanlah ketidaknyamanan teknis dalam menghitung ulang satuan pengukuran yang diadopsi di Amerika Serikat, yang dapat menjadi terbiasa seiring berjalannya waktu, tetapi tidak adanya dasar metodologis yang jelas dalam buku tersebut untuk membangun algoritma perhitungan. . Terlalu banyak ruang yang dikhususkan untuk metode perhitungan rutin dan terkenal, sementara beberapa ketentuan penting tetap dirahasiakan.

Secara khusus, data awal yang terkait secara fisik untuk menghitung penukar panas tanah vertikal, seperti suhu cairan yang bersirkulasi dalam penukar panas dan koefisien konversi pompa panas, tidak dapat diatur secara sembarangan, dan sebelum melanjutkan dengan perhitungan yang berkaitan dengan panas tidak stabil. pertukaran di lapangan, perlu untuk menentukan ketergantungan yang menghubungkan parameter-parameter ini.

Kriteria efisiensi pompa kalor adalah koefisien konversi?, yang nilainya ditentukan oleh rasio daya termalnya dengan daya penggerak listrik kompresor. Nilai ini merupakan fungsi dari suhu didih di evaporator tu dan suhu kondensasi t k, dan dalam kaitannya dengan pompa kalor air-ke-air, kita dapat berbicara tentang suhu cairan di saluran keluar evaporator t 2I dan di saluran keluar. kondensor t 2 K:

? = ?(t 2Saya,t 2 K). (1)

Analisis karakteristik katalog mesin pendingin serial dan pompa panas air-ke-air memungkinkan untuk menampilkan fungsi ini dalam bentuk diagram (Gbr. 1).

Dengan menggunakan diagram, mudah untuk menentukan parameter pompa kalor secara maksimal tahap awal desain. Jelas, misalnya, jika sistem pemanas yang dihubungkan ke pompa kalor dirancang untuk menyuplai cairan pendingin dengan suhu suplai 50°C, maka koefisien konversi maksimum yang mungkin dari pompa kalor adalah sekitar 3,5. Dalam hal ini, suhu glikol di saluran keluar evaporator tidak boleh lebih rendah dari +3°C, yang berarti diperlukan penukar panas tanah yang mahal.

Pada saat yang sama, jika rumah dipanaskan menggunakan pemanas di bawah lantai, cairan pendingin dengan suhu 35°C akan mengalir dari kondensor pompa kalor ke sistem pemanas. Dalam hal ini, pompa kalor dapat beroperasi lebih efisien, misalnya dengan faktor konversi 4,3, jika suhu glikol yang didinginkan di evaporator sekitar -2°C.

Dengan menggunakan spreadsheet Excel, Anda dapat menyatakan fungsi (1) sebagai persamaan:

0,1729 (41,5 + t 2I – 0,015t 2I t 2 K – 0,437 t 2 K (2)

Jika, dengan koefisien konversi yang diinginkan dan nilai suhu cairan pendingin tertentu dalam sistem pemanas yang ditenagai oleh pompa kalor, perlu untuk menentukan suhu cairan yang didinginkan di evaporator, maka persamaan (2) dapat disajikan sebagai:

Anda dapat memilih suhu cairan pendingin dalam sistem pemanas pada nilai koefisien konversi pompa kalor tertentu dan suhu cairan di saluran keluar evaporator menggunakan rumus:

Dalam rumus (2)…(4) suhu dinyatakan dalam derajat Celcius.

Setelah mengidentifikasi ketergantungan ini, kita sekarang dapat beralih langsung ke pengalaman Amerika.

Metode perhitungan untuk pompa kalor

Tentu saja, proses pemilihan dan penghitungan pompa kalor adalah operasi yang secara teknis rumit dan bergantung pada karakteristik individu objeknya, namun secara garis besar dapat direduksi menjadi tahapan sebagai berikut:

Kehilangan panas melalui selubung bangunan (dinding, langit-langit, jendela, pintu) ditentukan. Hal ini dapat dilakukan dengan menerapkan hubungan berikut:

Qok = S*(timah – tout)* (1 + Σ β) *n / Rt(W)di mana

tout – suhu udara luar (°C);

timah – suhu udara internal (°C);

S – luas total seluruh struktur penutup (m2);

n – koefisien yang menunjukkan pengaruh lingkungan terhadap karakteristik suatu benda. Untuk ruangan yang bersentuhan langsung dengan lingkungan luar melalui plafon n=1; untuk objek dengan lantai loteng n=0,9; jika benda terletak di atas basement n = 0,75;

β – koefisien kehilangan panas tambahan, yang bergantung pada jenis struktur dan lokasi geografisnya β dapat bervariasi dari 0,05 hingga 0,27;

Rt – ketahanan termal, ditentukan oleh ekspresi berikut:

Rt = 1/ α internal + Σ (δ i / λ i) + 1/ α eksternal (m2*°C / W), dimana:

δ і / λі – indikator perhitungan konduktivitas termal bahan yang digunakan dalam konstruksi.

α nar – koefisien disipasi termal permukaan luar struktur penutup (W/m2*оС);

α internal – koefisien penyerapan termal permukaan internal struktur penutup (W/m2*оС);

— Total kehilangan panas struktur dihitung dengan menggunakan rumus:

Qt.pot = Qok + Qi – Qbp, dimana:

Qi adalah konsumsi energi untuk memanaskan udara yang masuk ke dalam ruangan melalui kebocoran alami;

Qbp ​​​​- pembangkitan panas karena berfungsinya peralatan rumah tangga dan aktivitas manusia.

2. Berdasarkan data yang diperoleh, konsumsi energi panas tahunan untuk setiap objek dihitung:

Qtahun = 24*0,63*Qt. sweat.*((d*(tin - tout.av.)/ (tin - tout.))(kW/jam per tahun.) dimana:

tout – suhu udara luar;

tout.av – nilai rata-rata aritmatika suhu udara luar untuk seluruh musim pemanasan;

d – jumlah hari periode pemanasan.

Qgv = V * 17 (kW/jam per tahun) dimana:

V – volume pemanasan air harian hingga 50 °C.

Maka total konsumsi energi panas akan ditentukan dengan rumus:

Q = Qgv + Qtahun (kW/jam per tahun.)

Dengan mempertimbangkan data yang diperoleh, memilih pompa panas yang paling cocok untuk pemanas dan pasokan air panas tidaklah sulit. Selain itu, daya yang dihitung akan ditentukan sebagai: Qтн=1.1*Q, dimana:

Qтн=1.1*Q, dimana:

1.1 – faktor koreksi yang menunjukkan kemungkinan peningkatan beban pada pompa kalor selama periode suhu kritis.

Setelah menghitung pompa kalor, Anda dapat memilih pompa kalor yang paling sesuai yang dapat memberikan parameter iklim mikro yang diperlukan di ruangan dengan karakteristik teknis apa pun. Dan mengingat kemungkinan mengintegrasikan sistem ini dengan sistem kontrol iklim lantai berpemanas, tidak hanya fungsinya yang dapat diperhatikan, tetapi juga nilai estetika yang tinggi.

Jika Anda menyukai materinya, saya akan berterima kasih jika Anda merekomendasikannya kepada teman Anda atau memberikan komentar yang bermanfaat.

Jenis Pompa Panas

Pompa kalor dibagi menjadi tiga jenis utama berdasarkan sumber energi tingkat rendah:

• Udara.
• Cat dasar.
• Air – sumbernya dapat berupa air tanah dan badan air permukaan.

Untuk sistem pemanas air, yang lebih umum, jenis pompa kalor berikut digunakan:

"Udara-air" - tipe udara pompa panas yang memanaskan bangunan dengan mengalirkan udara dari luar melalui unit eksternal. Ia bekerja berdasarkan prinsip AC, hanya sebaliknya, mengubah energi udara menjadi panas. Pompa kalor seperti itu tidak memerlukan biaya pemasangan yang besar, tidak perlu mengalokasikan sebidang tanah untuk itu dan, terlebih lagi, mengebor sumur. Namun, efisiensi pengoperasian pada suhu rendah (-25ºС) berkurang dan diperlukan sumber energi panas tambahan.

Perangkat “air tanah” adalah perangkat panas bumi dan mengekstraksi panas dari tanah menggunakan pengumpul yang ditempatkan pada kedalaman di bawah titik beku tanah. Ada juga ketergantungan pada luas situs dan lanskap jika kolektor ditempatkan secara horizontal. Untuk lokasi vertikal, Anda perlu mengebor sumur.

“Air-air” dipasang jika terdapat kolam atau air tanah di dekatnya. Dalam kasus pertama, kolektor diletakkan di dasar reservoir, yang kedua, satu atau beberapa sumur dibor, jika area situs memungkinkan. Terkadang kedalaman air tanah terlalu besar, sehingga biaya pemasangan pompa panas seperti itu bisa sangat tinggi.

Setiap jenis pompa kalor mempunyai kelebihan dan kekurangan masing-masing, jika bangunan terletak jauh dari badan air atau air tanah terlalu dalam, maka “water-to-water” tidak akan berfungsi. “Udara-air” hanya relevan di wilayah yang relatif hangat, di mana suhu udara di musim dingin tidak turun di bawah -25º C.

Metode untuk menghitung daya pompa kalor

Selain menentukan sumber energi optimal, Anda perlu menghitung daya pompa kalor yang dibutuhkan untuk pemanasan. Hal ini tergantung pada jumlah panas yang hilang dari bangunan. Mari kita hitung kekuatan pompa kalor untuk memanaskan rumah menggunakan contoh spesifik.

Untuk melakukannya, kita menggunakan rumus Q=k*V*∆T, di mana

• Q adalah kehilangan panas (kkal/jam). 1 kW/jam = 860 kkal/jam;
• V adalah volume rumah dalam m3 (luas dikalikan dengan tinggi langit-langit);
• ∆T – rasio suhu minimum di luar dan di dalam ruangan selama periode terdingin dalam setahun, °C. Dari tº internal kita kurangi tº eksternal;
• k adalah koefisien perpindahan panas umum bangunan. Untuk bangunan bata dengan pasangan bata dua lapis k=1; untuk bangunan yang terisolasi dengan baik k=0,6.

Jadi, perhitungan daya pompa kalor untuk memanaskan rumah bata seluas 100 meter persegi dan tinggi langit-langit 2,5 m, dengan selisih ttº dari -30º di luar hingga +20º di dalam, adalah sebagai berikut:

Q = (100x2,5) x (20- (-30)) x 1 = 12500 kkal/jam

12500/860= 14,53kW. Artinya, untuk rumah bata standar dengan luas 100 m, Anda membutuhkan perangkat berkekuatan 14 kilowatt.

Konsumen menentukan pilihan jenis dan kekuatan pompa kalor berdasarkan beberapa kondisi:

• ciri-ciri geografis daerah tersebut (kedekatan dengan waduk, keberadaan air tanah, lahan bebas untuk pengumpul);
• fitur iklim (suhu);
• jenis dan volume internal ruangan;
• peluang finansial.

Dengan mempertimbangkan semua aspek di atas, Anda dapat membuat pilihan peralatan yang optimal. Untuk pemilihan pompa panas yang lebih efisien dan benar, lebih baik menghubungi spesialis, mereka akan dapat membuat perhitungan yang lebih rinci dan memastikan kelayakan ekonomi pemasangan peralatan.

Pompa kalor telah digunakan sejak lama dan sangat berhasil pada lemari es dan AC rumah tangga dan industri.

Saat ini, perangkat ini mulai digunakan untuk melakukan fungsi sebaliknya - memanaskan rumah selama cuaca dingin.

Mari kita lihat bagaimana pompa panas digunakan untuk memanaskan rumah-rumah pribadi dan apa yang perlu Anda ketahui untuk menghitung semua komponennya dengan benar.

Contoh perhitungan pompa kalor

Kami akan memilih elemen pemanas untuk sistem pemanas rumah satu lantai dengan luas total 70 meter persegi. m dengan ketinggian langit-langit standar (2,5 m), arsitektur rasional dan insulasi termal struktur penutup yang memenuhi persyaratan kode bangunan modern. Untuk memanaskan 1 meter persegi. m dari objek seperti itu, menurut standar yang berlaku umum, perlu mengeluarkan 100 W panas. Jadi, untuk memanaskan seluruh rumah Anda membutuhkan:

Q = 70 x 100 = 7000 W = 7 kW energi panas.

Kami memilih pompa kalor merk TeploDarom (model L-024-WLC) dengan daya termal W = 7,7 kW. Kompresor unit mengkonsumsi listrik N = 2,5 kW.

Perhitungan waduk

Tanah di areal yang dialokasikan untuk pembangunan pengumpul adalah tanah liat, muka air tanah tinggi (kita asumsikan nilai kalor p = 35 W/m).

Daya kolektor ditentukan dengan rumus:

Qk = W – N = 7,7 – 2,5 = 5,2 kW.

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

Berdasarkan kenyataan bahwa peletakan kontur dengan panjang lebih dari 100 m tidak rasional karena terlalu tinggi resistensi hidrolik, kami berasumsi sebagai berikut: pengumpul pompa kalor akan terdiri dari dua sirkuit - panjang 100 m dan panjang 50 m.

Luas tapak yang perlu dialokasikan untuk kolektor akan ditentukan dengan menggunakan rumus:

Dimana A adalah langkah antara bagian kontur yang berdekatan. Kami menerima: A = 0,8 m.

Maka S = 150 x 0,8 = 120 persegi. M.

Pengembalian pompa panas

Ketika berbicara tentang berapa lama waktu yang dibutuhkan seseorang untuk mendapatkan kembali uangnya yang diinvestasikan pada sesuatu, yang kami maksud adalah seberapa menguntungkan investasi itu sendiri. Di sektor pemanas, semuanya cukup sulit, karena kami memberikan kenyamanan dan kehangatan, dan semua sistem mahal, tetapi dalam hal ini, Anda dapat mencari opsi yang akan mengembalikan uang yang dikeluarkan dengan mengurangi biaya selama penggunaan. Dan ketika Anda mulai mencari solusi yang sesuai, Anda membandingkan semuanya: ketel gas, pompa panas, atau ketel listrik. Kami akan menganalisis sistem mana yang akan memberikan hasil lebih cepat dan efisien.

Konsep payback, dalam hal ini pengenalan pompa kalor untuk memodernisasi sistem penyediaan panas yang ada, secara sederhana dapat dijelaskan sebagai berikut:

Ada satu sistem - boiler gas individual, yang menyediakan sistem pemanas dan air panas domestik. Terdapat AC split system yang memberikan udara dingin pada satu ruangan. 3 sistem split dipasang di ruangan berbeda.

Dan ada teknologi canggih yang lebih ekonomis - pompa panas, yang akan memanaskan/mendinginkan rumah dan memanaskan air dalam jumlah yang tepat untuk rumah atau apartemen. Penting untuk menentukan seberapa besar perubahan total biaya peralatan dan biaya awal, serta memperkirakan seberapa besar penurunan biaya tahunan pengoperasian jenis peralatan yang dipilih. Dan tentukan berapa tahun yang diperlukan agar peralatan yang lebih mahal dapat membayar sendiri dengan penghematan yang dihasilkan. Idealnya, beberapa solusi desain yang diusulkan dibandingkan dan dipilih yang paling hemat biaya.

Kami akan melakukan perhitungan dan mencari tahu berapa periode pengembalian pompa panas di Ukraina

Mari kita lihat contoh spesifiknya

• Rumah ini memiliki 2 lantai, terisolasi dengan baik, dengan luas total 150 meter persegi.
• Distribusi panas/sistem pemanas: sirkuit 1 – lantai berpemanas, sirkuit 2 – radiator (atau koil kipas).
• Ketel gas untuk pemanas dan pasokan air panas (DHW) telah dipasang, misalnya 24 kW, sirkuit ganda.
• Sistem AC split untuk 3 ruangan rumah.

Biaya pemanas dan pemanas air tahunan

1. Perkiraan biaya ruang ketel dengan ketel gas 24 kW (ketel, perpipaan, kabel, tangki, meteran, instalasi) adalah sekitar 1000 Euro. Sistem pendingin udara (satu sistem split) untuk rumah seperti itu akan menelan biaya sekitar 800 euro. Totalnya, termasuk pemasangan ruang ketel, pekerjaan desain, sambungan ke jaringan pipa gas, dan pekerjaan pemasangan - 6.100 euro.

1. Perkiraan biaya pompa panas Mycond dengan sistem koil kipas tambahan, pekerjaan pemasangan, dan koneksi ke jaringan listrik adalah 6.650 euro.

1. Pertumbuhan investasi modal adalah: K2-K1 = 6650 – 6100 = 550 euro (atau sekitar 16500 UAH)
2. Pengurangan biaya operasional adalah: C1-C2 = 27252 – 7644 = 19608 UAH.
3. Periode pengembalian tokup. = 16500/19608 = 0,84 tahun!

Kemudahan penggunaan pompa panas

Pompa panas adalah peralatan paling serbaguna, multifungsi dan hemat energi untuk memanaskan rumah, apartemen, kantor, atau fasilitas komersial.

Sistem kontrol cerdas dengan program mingguan atau harian, peralihan otomatis pengaturan musiman, menjaga suhu di dalam rumah, mode ekonomis, kontrol boiler budak, boiler, pompa sirkulasi, kontrol suhu di dua sirkuit pemanas, adalah yang paling canggih dan canggih. Kontrol inverter pada kompresor, kipas, dan pompa memungkinkan penghematan energi maksimum.

Pengoperasian pompa kalor saat bekerja sesuai dengan skema air tanah

Kolektor dapat dipasang di tanah dengan tiga cara.

Opsi horisontal

Pipa-pipa tersebut dipasang di parit-parit dengan pola “ular” hingga kedalaman melebihi kedalaman pembekuan tanah (rata-rata, dari 1 hingga 1,5 m).

Kolektor seperti itu akan membutuhkan sebidang tanah yang cukup luas, tetapi pemilik rumah mana pun dapat membangunnya - tidak diperlukan keterampilan selain kemampuan bekerja dengan sekop.

Namun, harus diingat bahwa membuat penukar panas secara manual adalah proses yang memakan waktu.

Opsi vertikal

Pipa kolektor berbentuk loop berbentuk huruf “U” dibenamkan dalam sumur sedalam 20 sampai 100 m, bila perlu dapat dibuat beberapa sumur serupa. Setelah memasang pipa, sumur diisi dengan mortar semen.

Kelebihan kolektor vertikal adalah konstruksinya memerlukan lahan yang sangat kecil. Namun, tidak ada cara untuk mengebor sendiri sumur dengan kedalaman lebih dari 20 m - Anda harus menyewa tim pengebor.

Opsi gabungan

Kolektor ini dapat dianggap sebagai tipe horizontal, namun konstruksinya akan membutuhkan lebih sedikit ruang.

Sebuah sumur bundar sedalam 2 m digali di lokasi tersebut.

Pipa penukar panas diletakkan secara spiral, sehingga rangkaiannya tampak seperti pegas yang dipasang vertikal.

Setelah pekerjaan instalasi selesai, sumur ditimbun kembali. Seperti halnya penukar panas horizontal, semua pekerjaan yang diperlukan dapat dilakukan dengan tangan.

Kolektor diisi dengan larutan antibeku - antibeku atau etilen glikol. Untuk memastikan sirkulasinya, pompa khusus dimasukkan ke dalam sirkuit. Setelah menyerap panas tanah, antibeku memasuki evaporator, di mana terjadi pertukaran panas antara antibeku dan zat pendingin.

Perlu diingat bahwa ekstraksi panas yang tidak terbatas dari tanah, terutama bila kolektor ditempatkan secara vertikal, dapat menimbulkan konsekuensi yang tidak diinginkan bagi geologi dan ekologi lokasi. Oleh karena itu, di musim panas, sangat diinginkan untuk mengoperasikan HP tipe “air tanah” dalam mode terbalik - AC.

Sistem pemanas gas memiliki banyak keunggulan dan salah satu yang utama adalah rendahnya biaya gas. Diagram pemanasan rumah pribadi dengan boiler gas akan memberi tahu Anda cara mengatur pemanasan rumah Anda dengan gas. Mari pertimbangkan desain sistem pemanas dan persyaratan penggantian.

Baca tentang fitur memilih panel surya untuk memanaskan rumah Anda di topik ini.

Perhitungan kolektor pompa kalor horizontal

Efisiensi kolektor horizontal bergantung pada suhu media tempat ia direndam, konduktivitas termalnya, dan luas kontak dengan permukaan pipa. Metode perhitungannya cukup rumit, sehingga dalam banyak kasus digunakan data rata-rata.

Dipercaya bahwa setiap meter penukar panas memberi HP keluaran panas berikut:

• 10 W – bila terkubur di tanah kering berpasir atau berbatu;
• 20 W – di tanah liat kering;
• 25 W – di tanah liat basah;
• 35 W – di tanah liat yang sangat lembab.

Jadi, untuk menghitung panjang kolektor (L), daya termal yang dibutuhkan (Q) harus dibagi dengan nilai kalor tanah (p):

• Areal lahan di atas selokan tidak dikembangkan, dinaungi atau ditanami pohon atau semak.
• Jarak antara putaran spiral atau bagian “ular” yang berdekatan setidaknya 0,7 m.

Prinsip pengoperasian pompa kalor

Setiap HP mengandung media kerja yang disebut zat pendingin. Biasanya freon bertindak dalam kapasitas ini, lebih jarang amonia. Perangkat itu sendiri hanya terdiri dari tiga komponen:

Evaporator dan kondensor merupakan dua buah reservoir yang bentuknya seperti tabung – kumparan panjang yang melengkung. Kondensor dihubungkan pada salah satu ujungnya ke pipa keluar kompresor, dan evaporator dihubungkan ke pipa masuk. Ujung-ujung kumparan disambung dan katup pengurang tekanan dipasang di persimpangan di antara keduanya. Evaporator bersentuhan – langsung atau tidak langsung – dengan media sumber, dan kondensor bersentuhan dengan sistem pemanas atau air panas.

Prinsip kerja pompa kalor

Pengoperasian HP didasarkan pada saling ketergantungan volume gas, tekanan dan suhu. Inilah yang terjadi di dalam unit:

1. Amonia, freon, atau zat pendingin lainnya, yang bergerak melalui evaporator, dipanaskan dari media sumber, katakanlah, hingga suhu +5 derajat.
2. Setelah melewati evaporator, gas mencapai kompresor, yang kemudian memompanya ke kondensor.
3. Refrigeran yang dipompa oleh kompresor ditahan di kondensor oleh katup pengurang tekanan, sehingga tekanannya di sini lebih tinggi daripada di evaporator. Seperti diketahui, dengan meningkatnya tekanan, suhu gas pun meningkat. Inilah yang terjadi pada zat pendingin - ia memanas hingga 60 - 70 derajat. Karena kondensor dicuci oleh cairan pendingin yang bersirkulasi dalam sistem pemanas, kondensor juga memanas.
4. Melalui katup pengurang tekanan, zat pendingin dibuang dalam porsi kecil ke evaporator, dimana tekanannya turun lagi. Gas mengembang dan mendingin, dan karena sebagian energi internalnya hilang akibat pertukaran panas pada tahap sebelumnya, suhunya turun di bawah suhu semula +5 derajat. Mengikuti evaporator dipanaskan kembali, kemudian dipompa ke kondensor oleh kompresor - begitu seterusnya secara melingkar. Secara ilmiah, proses ini disebut siklus Carnot.

Namun HP tetap sangat menguntungkan: untuk setiap kWh listrik yang dikeluarkan, Anda bisa mendapatkan panas antara 3 hingga 5 kWh.

Pengaruh data awal terhadap hasil perhitungan

Sekarang mari kita gunakan model matematika yang dibangun selama perhitungan untuk memantau pengaruh berbagai data awal terhadap hasil akhir perhitungan. Perhatikan bahwa perhitungan yang dilakukan di Excel memungkinkan analisis tersebut dilakukan dengan sangat cepat.

Pertama, mari kita lihat bagaimana besarnya aliran panas ke VGT dari tanah dipengaruhi oleh konduktivitas termalnya.

Seperti diketahui, pompa kalor menggunakan sumber energi gratis dan terbarukan: potensi panas rendah dari udara, tanah, bawah tanah, limbah dan air limbah dari proses teknologi, dan reservoir terbuka dan tidak membeku. Listrik dihabiskan untuk ini, namun perbandingan jumlah energi panas yang diterima dengan jumlah energi listrik yang dikonsumsi adalah sekitar 3-7. Lebih tepatnya, sumber panas tingkat rendah dapat berupa udara luar dengan suhu -15 hingga +15°C, udara yang dikeluarkan dari lokasi (15-25°C), lapisan tanah bawah (4-10°C) dan air tanah (lebih dari 10°C), air danau dan sungai (0-10°C), permukaan (0-10°C) dan tanah dalam (lebih dari 20 m) (10°C).

Jika udara atmosfer atau ventilasi dipilih sebagai sumber panas, pompa panas yang beroperasi sesuai dengan skema udara-air digunakan. Pompa dapat ditempatkan di dalam atau di luar ruangan. Udara disuplai ke penukar panasnya menggunakan kipas angin.

Ketika air tanah digunakan sebagai sumber panas, air tersebut disuplai dari sumur menggunakan pompa ke dalam penukar panas pompa yang beroperasi sesuai dengan skema “air-ke-air”, dan dipompa ke sumur lain atau dibuang ke reservoir. .
Jika sumbernya adalah reservoir, lingkaran pipa logam-plastik atau plastik diletakkan di bagian bawahnya. Larutan glikol (antibeku) bersirkulasi melalui pipa, yang mentransfer panas ke freon melalui penukar panas pompa panas.

Ada dua pilihan untuk memperoleh panas tingkat rendah dari tanah: memasang pipa logam-plastik di parit sedalam 1,2-1,5 m atau di sumur vertikal sedalam 20-100 m Terkadang pipa dipasang dalam bentuk spiral di parit 2-4 kedalaman m. Hal ini secara signifikan mengurangi total panjang parit. Perpindahan panas maksimum permukaan tanah adalah 50-70 kWh/m2 per tahun. Menurut perusahaan asing, umur parit dan sumur lebih dari 100 tahun.

Perhitungan kolektor pompa kalor horizontal

Pembuangan panas dari setiap meter pipa bergantung pada banyak parameter: kedalaman peletakan, keberadaan air tanah, kualitas tanah, dll. Sebagai panduan kasar, dapat diasumsikan bahwa untuk kolektor horizontal adalah 20 W/m. Lebih tepatnya: pasir kering - 10, tanah liat kering - 20, tanah liat basah - 25, tanah liat dengan kadar air tinggi - 35 W/m. Perbedaan suhu cairan pendingin pada jalur maju dan mundur loop dalam perhitungan biasanya diambil sebesar 3 °C. Tidak boleh ada bangunan yang didirikan di area di atas kolektor sehingga panas bumi dapat digantikan oleh radiasi matahari.

Jarak minimum antara pipa yang dipasang harus 0,7-0,8 m Panjang satu parit biasanya 30 hingga 120 m, disarankan untuk menggunakan larutan glikol 25% sebagai pendingin utama. Dalam perhitungannya, perlu diperhatikan bahwa kapasitas panasnya pada suhu 0 °C adalah 3,7 kJ/(kg.K), massa jenisnya adalah 1,05 g/cm 3. Saat menggunakan antibeku, kehilangan tekanan di dalam pipa 1,5 kali lebih besar dibandingkan saat mensirkulasikan air. Untuk menghitung parameter sirkuit utama instalasi pompa panas, Anda perlu menentukan konsumsi antibeku:

Vs = Qo.3600 / (1.05.3.7..t),

Dimana t adalah perbedaan suhu antara jalur suplai dan jalur balik, yang sering dianggap 3 K, dan Qo adalah daya termal yang diterima dari sumber berpotensi rendah (tanah). Nilai terakhir dihitung sebagai selisih antara daya total pompa kalor Qwp dan daya listrik yang dihabiskan untuk memanaskan freon P:

Qo = Qwp - P, kW.

Panjang total pipa kolektor L dan luas total luas A dihitung dengan menggunakan rumus:

Di sini q adalah pembuangan panas spesifik (dari 1 m pipa); da - jarak antar pipa (peletakan lapangan).

Contoh Perhitungan Pompa Panas

Kondisi awal: kebutuhan panas sebuah pondok dengan luas 120-240 m2 (tergantung pada isolasi termal) - 12 kW; suhu air dalam sistem pemanas harus 35 °C; suhu pendingin minimum - 0 °C. Untuk memanaskan gedung, dipilih pompa kalor WPS 140 l (Buderus) dengan daya 14,5 kW (ukuran standar terdekat lebih besar), yang mengkonsumsi freon 3,22 kW untuk pemanasan. Perpindahan panas dari lapisan permukaan tanah (tanah liat kering) q sama dengan 20 W/m. Sesuai dengan rumus di atas, kami menghitung:

1. daya termal kolektor yang dibutuhkan Qo = 14,5 - 3,22 = 11,28 kW;
2. panjang pipa total L = Qo/q = 11,28/0,020 = 564 m Untuk mengatur kolektor seperti itu, diperlukan 6 sirkuit dengan panjang 100 m;
3. dengan langkah peletakan 0,75 m, luas tapak yang dibutuhkan adalah A = 600 H 0,75 = 450 m 2;
4. laju alir total larutan glikol Vs = 11.28.3600/ (1.05.3.7.3) = 3,51 m 3 /jam, laju alir per rangkaian adalah 0,58 m 3 /jam.

Untuk konstruksi kolektor, kami memilih pipa logam-plastik dengan ukuran standar 32x3 (misalnya, Henco). Kehilangan tekanan di dalamnya akan menjadi 45 Pa/m; resistansi satu rangkaian kira-kira 7 kPa; kecepatan aliran cairan pendingin - 0,3 m/s.

Perhitungan penyelidikan

Saat menggunakan sumur vertikal dengan kedalaman 20 hingga 100 m, pipa logam-plastik atau plastik berbentuk U (dengan diameter di atas 32 mm) dibenamkan ke dalamnya. Biasanya, dua loop dimasukkan ke dalam satu sumur, setelah itu diisi dengan mortar semen. Rata-rata, pembuangan panas spesifik dari probe semacam itu dapat dianggap sama dengan 50 W/m. Anda juga dapat fokus pada data pembuangan panas berikut:

• batuan sedimen kering - 20 W/m;
• tanah berbatu dan batuan sedimen jenuh air - 50 W/m;
• batuan dengan konduktivitas termal tinggi - 70 W/m;
• air tanah - 80 W/m.

Suhu tanah pada kedalaman lebih dari 15 m adalah konstan dan kira-kira +10 °C. Jarak antar sumur harus lebih dari 5 m, jika terdapat aliran bawah tanah, maka sumur harus ditempatkan pada garis tegak lurus aliran.

Pemilihan diameter pipa dilakukan berdasarkan kehilangan tekanan untuk aliran cairan pendingin yang dibutuhkan. Perhitungan aliran fluida dapat dilakukan untuk t = 5 °C.

Contoh perhitungan: Data awal sama dengan perhitungan kolektor horizontal di atas. Dengan pembuangan panas spesifik probe sebesar 50 W/m dan daya yang dibutuhkan sebesar 11,28 kW, panjang probe L harus 225 m.

Untuk memasang kolektor, perlu mengebor tiga sumur sedalam 75 m, di masing-masing sumur kami menempatkan dua loop pipa logam-plastik dengan ukuran standar 26x3; total - 6 sirkuit masing-masing 150 m.

Total laju aliran cairan pendingin pada t = 5 °C adalah 2,1 m3/jam; laju aliran melalui satu sirkuit adalah 0,35 m3/jam. Sirkuit akan memiliki karakteristik hidraulik berikut: kehilangan tekanan dalam pipa - 96 Pa/m (pendingin - larutan glikol 25%); resistansi rangkaian - 14,4 kPa; kecepatan aliran - 0,3 m/s.

Pemilihan peralatan

Karena suhu antibeku dapat bervariasi (dari -5 hingga +20 °C), tangki ekspansi diperlukan di sirkuit utama instalasi pompa kalor.

Disarankan juga untuk memasang tangki penyimpanan di saluran balik: kompresor pompa panas beroperasi dalam mode “on-off”. Penyalaan yang terlalu sering dapat menyebabkan percepatan keausan pada bagian-bagiannya. Tangki juga berguna sebagai penyimpan energi jika terjadi pemadaman listrik. Volume minimumnya diambil pada laju 10-20 liter per 1 kW daya pompa panas.

Saat menggunakan sumber energi kedua (ketel bahan bakar listrik, gas, cair atau padat), dihubungkan ke sirkuit melalui katup pencampur, penggeraknya dikendalikan oleh pompa panas atau sistem umum otomatisasi.

Jika terjadi kemungkinan pemadaman listrik, daya pompa kalor terpasang perlu ditingkatkan dengan faktor yang dihitung dengan rumus: f = 24/(24 - t off), di mana t off adalah durasi gangguan pasokan listrik .

Jika terjadi kemungkinan pemadaman listrik selama 4 jam, koefisien ini akan sama dengan 1,2.

Kekuatan pompa kalor dapat dipilih berdasarkan mode operasi monovalen atau bivalen. Dalam kasus pertama, diasumsikan bahwa pompa kalor digunakan sebagai satu-satunya pembangkit energi panas.

Perlu diingat: bahkan di negara kita, durasi periode dengan suhu udara rendah hanyalah sebagian kecil dari musim pemanasan. Misalnya, untuk wilayah Tengah Rusia, waktu turunnya suhu di bawah -10 °C hanya 900 jam (38 hari), sedangkan durasi musimnya sendiri adalah 5112 jam, dan suhu rata-rata di bulan Januari kira-kira - 10 °C. Oleh karena itu, cara yang paling tepat adalah mengoperasikan pompa panas dalam mode bivalen, yang melibatkan menyalakan generator panas tambahan selama periode ketika suhu udara turun di bawah tingkat tertentu: -5 °C di wilayah selatan Rusia, -10 °C di wilayah tengah. Hal ini memungkinkan Anda untuk mengurangi biaya pompa panas dan, terutama, pemasangan sirkuit primer (meletakkan parit, mengebor sumur, dll.), yang meningkat pesat seiring dengan meningkatnya daya instalasi.

Dalam kondisi wilayah Tengah Rusia, untuk perkiraan kasar ketika memilih pompa panas yang beroperasi dalam mode bivalen, Anda dapat fokus pada rasio 70/30: 70% dari kebutuhan panas ditanggung oleh pompa panas, dan sisanya 30% oleh ketel listrik atau generator panas lainnya. Di wilayah selatan, Anda dapat dipandu oleh rasio daya pompa panas dan generator panas tambahan, yang sering digunakan Eropa Barat: 50 hingga 50.

Untuk cottage dengan luas 200 m2 untuk 4 orang dengan kehilangan panas 70 W/m2 (dihitung pada suhu udara luar -28 °C), kebutuhan panasnya adalah 14 kW. Untuk nilai ini harus ditambahkan 700 W untuk persiapan air panas sanitasi. Hasilnya, daya pompa kalor yang dibutuhkan adalah 14,7 kW.

Jika ada kemungkinan pemadaman listrik sementara, Anda perlu menambah jumlah ini dengan faktor yang sesuai. Katakanlah waktu mati harian adalah 4 jam, maka daya pompa kalor harus 17,6 kW (faktor peningkatan - 1,2). Untuk mode monovalen, Anda dapat memilih pompa kalor air tanah Logafix WPS 160 L (Buderus) dengan daya 17,1 kW, mengonsumsi listrik 5,5 kW.

Untuk sistem bivalen dengan pemanas listrik tambahan dan suhu pemasangan -10 ° C, dengan mempertimbangkan kebutuhan untuk memperoleh air panas dan faktor keamanan, daya pompa kalor harus 11,4 W, dan ketel listrik - 6,2 kW (jumlah - 17,6 ). Daya listrik puncak yang dikonsumsi oleh sistem adalah 9,7 kW.

Bagaimana cara menghitung biaya pemanasan rumah pedesaan?

Perhitungan dilakukan berdasarkan parameter berikut:

Parameter pertama adalah biaya operasional. Untuk menentukan biaya tersebut, ada baiknya memperhitungkan biaya bahan bakar yang akan digunakan untuk menghasilkan panas. Item ini juga termasuk biaya pemeliharaan. Yang paling menguntungkan dalam hal parameter ini adalah pemanasan, yang pembawa energinya adalah gas utama yang disuplai. Yang paling efisien berikutnya adalah POMPA PANAS.

Parameter kedua adalah biaya pembelian peralatan dan pemasangannya. Pilihan yang paling menguntungkan dan ekonomis pada tahap pengadaan dan pemasangan adalah pembelian boiler listrik. Biaya maksimum menunggu jika Anda memutuskan untuk membeli boiler yang pembawa energinya adalah gas cair dalam tangki bensin atau bahan bakar diesel. Di sini juga, POMPA PANAS juga optimal.

Parameter ketiga harus diperhatikan kenyamanan saat menggunakan peralatan pemanas. Boiler bahan bakar padat dalam hal ini, mereka dapat dianggap sebagai yang paling menuntut perhatian. Mereka memerlukan kehadiran Anda dan pengisian bahan bakar tambahan, sementara yang bertenaga listrik dan yang ditenagai oleh pasokan gas utama beroperasi secara independen. Karena gas dan ketel listrik yang paling nyaman digunakan saat memanaskan rumah pedesaan. Dan disini POMPA PANAS mempunyai keunggulan. Kontrol iklim adalah karakteristik pompa kalor yang paling nyaman.

Saat ini, situasi harga berikut telah berkembang di wilayah Moskow... Menghubungkan gas ke rumah pribadi membutuhkan biaya sekitar 600 ribu rubel. Juga diperlukan pekerjaan desain dan persetujuan terkait, yang terkadang memakan waktu bertahun-tahun dan juga memerlukan biaya. Tambahkan di sini biaya peralatan dan masa pakainya yang relatif singkat (itulah sebabnya perusahaan gas menawarkan yang lebih bertenaga ketel gas sehingga keausan dan burnout pada boiler memakan waktu lebih lama). Pemanasan dengan pompa kalor sudah sebanding dengan harga di atas, namun tidak memerlukan persetujuan apapun. Pompa kalor adalah peralatan rumah tangga listrik biasa yang mengkonsumsi listrik 4 kali lebih sedikit dibandingkan ketel listrik konvensional dan juga merupakan alat pengatur suhu, yaitu AC. Masa pakai motor pompa kalor modern, dan terutama yang berkualitas tinggi (kelas premium), memungkinkannya beroperasi selama lebih dari 20 tahun.

Kami memberikan contoh perhitungan pompa kalor untuk berbagai jenis dan ukuran rumah.

Pertama, Anda perlu menentukan kehilangan panas bangunan Anda, bergantung pada wilayah lokasinya. Baca lebih lanjut di "Berita lengkap"

Pertama-tama, Anda perlu memutuskan kekuatan pompa panas atau boiler, karena ini adalah salah satu penentu karakteristik teknis. Itu dipilih berdasarkan jumlah kehilangan panas bangunan. Perhitungan keseimbangan panas sebuah rumah, dengan mempertimbangkan kekhasan desainnya, harus dilakukan oleh seorang spesialis, namun, untuk perkiraan kasar parameter ini, jika konstruksi rumah dirancang dengan mempertimbangkan standar bangunan, Anda dapat gunakan rumus berikut:
Q = k V ΔT
1 kW/jam = 860 kkal/jam
Di mana
Q - kehilangan panas, (kkal/jam)
V adalah volume ruangan (panjang × lebar × tinggi), m3;
ΔT - perbedaan maksimum antara suhu udara di luar dan di dalam ruangan di musim dingin, °C;
k adalah koefisien perpindahan panas umum bangunan;
k = 3…4 - bangunan terbuat dari papan;
k = 2…3 - dinding bata dalam satu lapisan;
k min-max = 1…2 - pasangan bata standar (bata dalam dua lapisan);

k = 0,6...1 - bangunan yang terisolasi dengan baik;

Contoh penghitungan kekuatan boiler gas untuk rumah Anda:

Untuk bangunan dengan volume V = 10m × 10m × 3m = 300 m3;

Kehilangan panas pada bangunan bata (k maks= 2) adalah:
Q = 2 ×300 × 50 = 30000 kkal/jam = 30000 / 860 = 35 kW
Ini akan menjadi daya boiler minimum yang diperlukan, dihitung hingga maksimum...

Biasanya 1,5 kali cadangan daya dipilih, namun faktor-faktor seperti ventilasi ruangan yang terus berjalan, membuka jendela dan pintu, persegi besar kaca, dll. Jika Anda berencana menggunakan boiler sirkuit ganda (memanaskan ruangan dan memasok air panas), maka kekuatannya harus ditingkatkan 10 - 40%. Penambahannya tergantung pada jumlah aliran air panas.

Contoh penghitungan kekuatan pompa kalor untuk rumah Anda:

Pada ΔT = (Tvn - Tnar) = 20 - (-30) = 50°C;
Kehilangan panas pada bangunan bata (k min= 1) adalah:
Q = 1 ×300 × 50 = 15000 kkal/jam = 30000 / 860 = 17 kW
Ini akan menjadi daya minimum yang dibutuhkan boiler, dihitung minimum, karena tidak ada pemadaman pada pompa panas dan sumber daya bergantung pada masa pakai motor dan siklusnya di siang hari... Untuk mengurangi jumlah siklus hidup/mati pompa panas, tangki akumulator panas digunakan.

Jadi: Anda memerlukan pompa kalor untuk berputar 3-5 kali per jam.
itu. 17 kW/jam -3 siklus

Anda memerlukan tangki penyangga - 3 siklus - 30 l/kW; 5 langkah - 20 l/kW.

17 kW*30l=kapasitas penyimpanan 500l!!! Perhitungannya hanya perkiraan, di sini baterainya besar bagus, tapi prakteknya pakai 200 liter.

Sekarang mari kita hitung biaya pompa kalor dan pemasangannya untuk rumah Anda:

Volume bangunan tersebut sama V = 10m × 10m × 3m = 300 m3;
Kami menghitung perkiraan daya menjadi -17 kW. Pabrikan yang berbeda memiliki saluran listrik yang berbeda, jadi pilihlah pompa panas berdasarkan kualitas dan biaya bersama dengan konsultan kami. Misalnya, Waterkotte memiliki pompa kalor 18 kW, tetapi Anda juga dapat memasang pompa kalor 15 kW, karena jika daya tidak mencukupi, ada penutup puncak 6 kW di setiap pompa kalor. Pemanasan ulang puncak terjadi relatif cepat dan oleh karena itu tidak perlu membayar lebih untuk pompa kalor. Oleh karena itu, Anda dapat memilih 15 kW, karena dalam jangka pendek 15+6=21 kW lebih tinggi dari kebutuhan panas Anda.

Mari kita berhenti di 18 kW. Periksa biaya pompa panas dengan konsultan, karena kondisi pengiriman saat ini “secara halus” tidak dapat diprediksi. Oleh karena itu, versi pabrik disajikan di situs.

Jika Anda berada di wilayah selatan, maka kehilangan panas di rumah Anda berdasarkan perhitungan di atas akan lebih sedikit ΔT = (Tvn - Tnar) = 20 - (-10) = 30°C. atau bahkan ΔT = (Tvn - Tnar) = 20 - (-0) = 20°C. Anda dapat memilih pompa panas dengan daya lebih rendah dan juga prinsip pengoperasian udara-ke-air. Pompa panas sumber udara kami beroperasi secara efisien hingga -25 derajat dan oleh karena itu tidak memerlukan pekerjaan pengeboran.

Di Rusia tengah dan Siberia, pompa panas bumi yang beroperasi dengan prinsip “air-ke-air” jauh lebih efektif.

Pengeboran ladang panas bumi akan memerlukan biaya yang berbeda-beda tergantung wilayahnya. Di wilayah Moskow, perhitungan biayanya adalah sebagai berikut:

Kami mengambil kekuatan pompa panas kami -18 kW. Konsumsi listrik pompa panas bumi tersebut kira-kira 18/4 = 4,5 kW/jam dari stopkontak. Waterkotte memiliki COP yang lebih sedikit lagi (karakteristik ini disebut COP. Pompa kalor Waterkotte memiliki COP 5 atau lebih). Menurut hukum kekekalan daya, daya listrik ditransfer ke sistem, diubah menjadi daya panas.Kami memperoleh daya yang hilang dari sumber panas bumi, yaitu dari probe yang perlu dibor. 18-4.5 = 13.5 kW dari Bumi misalnya (karena sumber dalam hal ini dapat berupa kolektor horizontal, kolam, dll.).

Perpindahan panas tanah di berbagai tempat, bahkan di wilayah Moskow, berbeda-beda. Rata-rata, dari 30 hingga 60 W per 1 m.p., tergantung pada kelembaban tanah.

13,5 kW atau 13500 W dibagi dengan perpindahan panas. rata-rata 50W jadi 13500/50=270 meter. Biaya pekerjaan pengeboran rata-rata 1.200 rubel/m.p. Kami mendapatkan 270*1200=324000 rubel. turnkey dengan masuk ke stasiun pemanas.

Biaya pompa kalor kelas ekonomi adalah 6-7 ribu dolar. itu. 180-200 ribu rubel

Biaya TOTAL 324 ribu + 180 ribu = 504 ribu rubel

Tambahkan biaya pemasangan dan biaya akumulator panas dan Anda akan mendapatkan sedikit lebih dari 600 ribu rubel, yang sebanding dengan biaya pasokan gas utama. Q.E.D.