Tento článok popisuje možnosti vykurovania domu a zásobovania teplou vodou pomocou tepelného čerpadla, solárneho kolektora a generátora kavitačného tepla. Uvádza sa približná metóda výpočtu tepelného čerpadla a generátora tepla. Uvádzajú sa približné náklady na vykurovanie domu tepelným čerpadlom.

Tepelné čerpadlo. návrh vykurovania domu

Aby ste pochopili princíp jeho fungovania, môžete sa pozrieť na bežnú domácu chladničku alebo klimatizáciu.

Na svoju prácu využívajú moderné tepelné čerpadlá nízky potenciál zdroje tepla zem, podzemná voda, vzduch. V chladničke aj v tepelnom čerpadle funguje rovnaký fyzikálny princíp (fyzici tento proces nazývajú Carnotov cyklus). Tepelné čerpadlo je zariadenie, ktoré „odčerpáva“ teplo z priestoru chladničky a vrhá ho na radiátor. Klimatizácia "odčerpáva" teplo zo vzduchu v miestnosti a hodí ho na radiátor, ale nachádza sa na ulici. Zároveň sa k teplu „odsatému“ z miestnosti pridáva ďalšie teplo, do ktorého sa premenila elektrická energia spotrebovaná elektromotorom klimatizácie.

Číslo, ktoré vyjadruje pomer tepelnej energie vyrobenej tepelným čerpadlom (klimatizáciou alebo chladničkou) k ním spotrebovanej elektrickej energii, odborníci na tepelné čerpadlá nazývajú „koeficient vykurovania“. V najlepších tepelných čerpadlách dosahuje koeficient vykurovania 3-4. To znamená, že na každú kilowatthodinu elektriny spotrebovanej elektromotorom sa vygenerujú 3-4 kilowatthodiny tepelnej energie. (Jedna kilowatthodina zodpovedá 860 kilokalóriám.) Tento konverzný faktor (vykurovací faktor) priamo závisí od teploty zdroja tepla, čím vyššia je teplota zdroja, tým väčší je konverzný faktor.

Klimatizácia odoberá túto tepelnú energiu z vonkajšieho vzduchu a veľké tepelné čerpadlá toto dodatočné teplo „odčerpávajú“ zvyčajne zo zásobníka/podzemnej vody alebo zeme.

Teplota týchto zdrojov je síce oveľa nižšia ako teplota vzduchu vo vykurovanom dome, no toto nízkoteplotné teplo zeme alebo vody tepelné čerpadlo premení na vysoká teplota potrebné na vykurovanie domu. Preto sa tepelné čerpadlá nazývajú aj „tepelné transformátory“. (pozri proces transformácie nižšie)

Poznámka: Tepelné čerpadlá nielen ohrievajú domy, ale aj ochladzujú vodu v rieke, z ktorej sa odčerpáva teplo. A v našej dobe, keď sú rieky príliš prehriate priemyselnými a domácimi odpadovými vodami, je ochladzovanie rieky veľmi užitočné pre živé organizmy a ryby, aby v nej žili. Čím je teplota vody nižšia, tým viac sa v nej môže rozpustiť kyslík, ktorý je pre ryby potrebný. V teplej vode sa ryba dusí a v studenej slastne.Tepelné čerpadlá sú preto veľmi perspektívne v šetrení životné prostredie od " tepelné znečistenie".

Inštalácia vykurovacieho systému pomocou tepelných čerpadiel je však stále príliš nákladná, pretože je potrebných veľa zemných prác a spotrebný materiál, ako sú potrubia na vytvorenie kolektora / výmenníka tepla.

Je tiež potrebné pripomenúť, že v tepelných čerpadlách, ako v konvenčné chladničky, používa sa kompresor, ktorý stláča pracovnú kvapalinu - amoniak alebo freón. Tepelné čerpadlá fungujú lepšie na freón, ale používanie freónu už bolo zakázané, pretože pri vstupe do atmosféry spáli ozón v jej horných vrstvách, ktorý chráni Zem pred ultrafialovými lúčmi slnka.

A predsa sa mi zdá, že budúcnosť patrí tepelným čerpadlám. Tie však zatiaľ nikto sériovo nevyrába. prečo? Nie je ťažké uhádnuť.

Ak sa objaví alternatívny zdroj lacnej energie, tak kam dať vyprodukovaný plyn, ropu a uhlie, komu to predať. A čo odpísať z mnohomiliardových strát z výbuchov v baniach a baniach.

Schéma vykurovania domu tepelným čerpadlom

Ako funguje tepelné čerpadlo

Zdrojom nízkopotenciálneho tepla môže byť vonkajší vzduch s teplotou -15 až +15°C, vzduch odvádzaný z miestnosti s teplotou 15-25°C, podložie (4-10°C) a zem (viac viac ako 10°C) voda , jazerná a riečna voda (0-10°С), povrchová (0-10°С) a hlboká (viac ako 20 m) pôda (10°С). V Holandsku napríklad v meste Heerlen na tento účel slúži zatopená baňa. Voda, ktorá napĺňa starú baňu v úrovni 700 metrov, má stálu teplotu 32°C.

V prípade použitia atmosférického alebo vetracieho vzduchu ako zdroja tepla vykurovací systém pracuje podľa schémy „vzduch-voda“. Čerpadlo môže byť umiestnené vo vnútri alebo vonku. Vzduch je do jeho výmenníka privádzaný pomocou ventilátora.

Ak sa ako zdroj tepla používa podzemná voda, potom systém funguje podľa schémy „voda-voda“. Voda je zo studne privádzaná pomocou čerpadla do výmenníka tepla čerpadla a po odvedení tepla je odvádzaná buď do ďalšej studne alebo do zásobníka. Ako medzichladiaca kvapalina sa môže použiť nemrznúca zmes alebo nemrznúca zmes. Ak zásobník funguje ako zdroj energie, na jeho dno je položená slučka z kovoplastovej alebo plastovej rúry. Potrubím cirkuluje roztok glykolu (nemrznúca zmes) alebo nemrznúcej zmesi, ktorá cez výmenník tepelného čerpadla odovzdáva teplo freónu.

Pri použití pôdy ako zdroja tepla systém funguje podľa schémy "pôda-voda". Pre kolektorové zariadenie existujú dve možnosti - vertikálne a horizontálne.

• Pri horizontálnom kolektore sa kovoplastové rúry ukladajú do výkopov s hĺbkou 1,2-1,5 m alebo vo forme špirál do výkopov s hĺbkou 2-4 m.Tento spôsob kladenia môže výrazne znížiť dĺžku výkopov. .

Schéma tepelného čerpadla s horizontálnym kolektorom s uložením špirálového potrubia

1 - tepelné čerpadlo; 2 - potrubie uložené v zemi; 3 - nepriamy vykurovací kotol; 4 - vykurovací systém "teplá podlaha"; 5 - napájací okruh horúca voda.

Pri špirálovom ukladaní sa však hydrodynamický odpor veľmi zvyšuje, čo vedie k dodatočným nákladom na čerpanie chladiacej kvapaliny a odpor sa tiež zvyšuje so zvyšujúcou sa dĺžkou potrubí.

• Pri vertikálnom usporiadaní kolektora sa potrubia ukladajú do zvislých vrtov do hĺbky 20-100 m.

Schéma vertikálnej sondy

Fotografia sondy v zálive

Inštalácia sondy do studne

Výpočet horizontálneho kolektora tepelného čerpadla

Výpočet horizontálneho kolektora tepelného čerpadla.

q - špecifický odvod tepla (z 1 m potrubia).

• suchý piesok - 10 W/m,
• suchá hlina - 20 W/m,
• mokrá hlina - 25 W/m,
• íl s vysokým obsahom vody - 35 W/m.

Medzi priamou a spätnou slučkou kolektora sa objaví teplotný rozdiel chladiacej kvapaliny.

Zvyčajne sa na výpočet berie rovná 3 ° C. Nevýhodou takejto schémy je, že nie je žiaduce stavať budovy na mieste nad kolektorom, aby sa v dôsledku slnečného žiarenia doplnilo teplo zeme. Optimálna vzdialenosť medzi rúrkami sa považuje za 0,7-0,8 m. V tomto prípade sa dĺžka jedného výkopu volí od 30 do 120 m.

Príklad výpočtu tepelného čerpadla

Uvediem približný výpočet tepelného čerpadla pre náš ekodom, popísaný v článku.

Predpokladá sa, že na vykurovanie domu s výškou stropu 3 m je potrebné minúť 1 kW. Tepelná energia na 10 m2 plochy. Pri ploche domu ​​10x10m \u003d 100 m2 je potrebných 10 kW tepelnej energie.

Pri použití teplej podlahy musí byť teplota nosiča tepla v systéme 35 ° C a minimálna teplota nosiča tepla - 0 ° C.

Tabuľka 1. Údaje tepelného čerpadla Thermia Villa.

Na vykurovanie objektu zvoľte tepelné čerpadlo s výkonom 15,6 kW (najbližšia väčšia veľkosť), ktoré spotrebuje 5 kW na kompresor. Odvod tepla z povrchovej vrstvy pôdy volíme podľa druhu pôdy. Pre (mokrú hlinku) q je 25 W/m.

Vypočítajte výkon kolektora tepla:

Qo=Qwp-P, kde

Qo- kapacita tepelného kolektora, kW;

qwp- výkon tepelného čerpadla, kW;

P- elektrický výkon kompresora, kW.

Potrebný tepelný výkon kolektora bude:

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

Teraz určme celkovú dĺžku rúr:

L=Qo/q, kde q je špecifický odvod tepla (z 1 m. potrubia), kW/m.

L \u003d 10,6 / 0,025 \u003d 424 m.

Na usporiadanie takéhoto kolektora bude potrebných 5 obrysov s dĺžkou 100 m. Na základe toho určíme požadovanú plochu miesta na položenie obrysu.

A=Lxda, kde da je vzdialenosť medzi rúrkami (krok kladenia), m.

Pri kroku pokládky 0,75 m bude požadovaná plocha lokality:

A \u003d 500x0,75 \u003d 375 m2.

Výpočet vertikálneho kolektora

Pri výbere vertikálneho kolektora sa vŕtajú studne s hĺbkou 20 až 100 m. Do nich sú ponorené kovoplastové alebo plastové rúry v tvare U. Za týmto účelom sa do jednej jamky vložia dve slučky, ktoré sa naplnia cementovou maltou. Špecifický odvod tepla takýto kolektor je 50 W/m.

Pre presnejšie výpočty sa používajú nasledujúce údaje:

• suché sedimentárne horniny - 20 W / m;
• skalnatá pôda a vodou nasýtené sedimentárne horniny - 50 W / m;
• horniny s vysokou tepelnou vodivosťou - 70 W / m;
• podzemná voda - 80 W/m.

V hĺbkach viac ako 15 m je teplota zeme približne +10°C. Je potrebné vziať do úvahy, že vzdialenosť medzi studňami musí byť väčšia ako 5 m Ak sú v pôde podzemné prúdy, potom sa studne musia vŕtať kolmo na tok.

Príklad: L = Qo/q = 10,6/0,05 = 212 min.

Teda pri mernom odvode tepla vertikálneho kolektora 50 W/m a potrebnom výkone 10,6 kW by mala byť dĺžka potrubia L 212 m.

Na stavbu kolektora je potrebné vyvŕtať tri studne s hĺbkou každej 75 m. Do každej z nich umiestnime dve slučky z kovovo-plastovej rúry celkom - 6 obrysov po 150 m.

Prevádzka tepelného čerpadla pri prevádzke podľa schémy "Pôda-voda".

Potrubie je uložené v zemi. Pri čerpaní chladiacej kvapaliny cez ňu sa chladiaca kvapalina zohreje na teplotu pôdy. Ďalej podľa schémy voda vstupuje do výmenníka tepla tepelného čerpadla a odovzdáva všetko teplo vnútornému okruhu tepelného čerpadla.

Do vnútorného okruhu tepelného čerpadla bolo načerpané stlačené chladivo. Freón alebo jeho náhrady sa používajú ako chladivo, pretože freón ničí ozónovú vrstvu atmosféry a jeho použitie v novom vývoji je zakázané. Chladivo má nízky bod varu a preto pri prudkom poklese tlaku vo výparníku prechádza pri nízkej teplote z kvapalného skupenstva na plynné.

Po výparníku vstupuje plynné chladivo do kompresora a je stlačené kompresorom. Zároveň sa otepľuje a jeho tlak stúpa. Horúce chladivo vstupuje do kondenzátora, kde dochádza k výmene tepla medzi ním a nosičom tepla zo spätného potrubia. Chladivo sa vzdáva svojho tepla a ochladzuje sa a prechádza do kvapalného stavu. Chladiaca kvapalina vstupuje do vykurovacieho systému a opäť sa ochladzuje, prenáša svoje teplo do miestnosti. Keď prejde chladivo redukčný ventil jeho tlak klesá a opäť prechádza do kvapalnej fázy. Potom sa cyklus opakuje.

V chladnom období tepelné čerpadlo funguje ako ohrievač a v horúcom počasí ho možno použiť na chladenie miestnosti (zároveň tepelné čerpadlo nevykuruje, ale ochladzuje nosič tepla - vodu. A chladené voda zase môže byť použitá na chladenie vzduchu v miestnosti).

Vo všeobecnosti je tepelné čerpadlo Carnotov stroj, ktorý beží v opačnom smere. Chladnička prečerpáva teplo z vychladeného objemu do okolitého vzduchu. Ak umiestnite chladničku na ulicu, odoberaním tepla z vonkajšieho vzduchu a jeho prenosom do domu môžete do určitej miery vykurovať miestnosť takým jednoduchým spôsobom.

Ako však ukazuje prax, iba jedno tepelné čerpadlo na zásobovanie domu teplom a horúca voda nedostatočné. Dovolím si ponúknuť podľa môjho názoru optimálnu schému vykurovania a zásobovania teplou vodou doma.

Navrhovaná schéma zásobovania domu teplom a teplou vodou

1 - generátor tepla; 2 - slnečný kolektor; 3 - nepriamy vykurovací kotol; 4 - tepelné čerpadlo; 5 - potrubie v zemi; 6 - cirkulačný blok solárneho systému; 7 - vykurovací radiátor; 8 - okruh prívodu teplej vody; 9 - vykurovací systém "teplá podlaha".

Táto schéma predpokladá súčasné použitie troch zdrojov tepla. Hlavnú úlohu v ňom zohráva generátor tepla (1), tepelné čerpadlo (4) a solárny kolektor(2), ktoré slúžia ako pomocné prvky a v dôsledku toho pomáhajú znižovať náklady na spotrebovanú elektrickú energiu a zvyšujú účinnosť vykurovania. Súčasné použitie troch zdrojov vykurovania takmer úplne eliminuje nebezpečenstvo odmrazovací systém.

Koniec koncov, pravdepodobnosť zlyhania súčasne a generátora tepla, tepelného čerpadla a solárneho kolektora je zanedbateľná. Diagram ukazuje dve možnosti vykurovania priestorov: radiátory (7) a „teplú podlahu“ (9). To neznamená, že by sa mali použiť obe možnosti, ale iba ilustruje možnosť použitia jednej aj druhej.

Princíp činnosti vykurovacieho okruhu

Zdroj tepla (1) dodáva ohriatu vodu do kotla (3) a okruhu pozostávajúceho z vykurovacích radiátorov (7). Taktiež ohriata chladiaca kvapalina z tepelného čerpadla (4) a solárneho kolektora (2) vstupuje do kotla. Časť vody ohriatej tepelným čerpadlom je dodávaná aj na vstup generátora tepla. Miešanie s "spiatočkou" vykurovacieho okruhu zvyšuje jeho teplotu. To prispieva k efektívnejšiemu ohrevu vody v kavitátore generátora tepla. Voda ohriata a akumulovaná v kotli sa privádza do okruhu systému „teplá podlaha“ (9) a okruhu prívodu teplej vody (8).

Samozrejme, účinnosť tejto schémy sa bude v rôznych zemepisných šírkach líšiť. Slnečný kolektor bude mať totiž najväčšiu účinnosť v lete a samozrejme za slnečného počasia. V našich zemepisných šírkach nie je potrebné v lete vykurovať obytné priestory, takže generátor tepla je možné úplne vypnúť. A keďže naše leto je poriadne horúce a život bez klimatizácie si len ťažko vieme predstaviť, tepelné čerpadlo má byť zapnuté na chladiaci režim. Prirodzene, potrubie z tepelného čerpadla do kotla bude zablokované. Má teda riešiť problém zásobovania teplou vodou len pomocou solárneho systému. A iba ak sa solárny systém s touto úlohou nevyrovná, použite generátor tepla.

Ako vidíte, schéma je pomerne zložitá a drahá. Všeobecné približné náklady v závislosti od zvolenej schémy sú uvedené nižšie.

Náklady na vertikálny kolektor:

• Tepelné čerpadlo 6000 €;
• Vŕtacie práce 6000 €;
• Prevádzkové náklady (elektrina): cca 400 € ročne.

Pre horizontálne potrubie:

• Tepelné čerpadlo 6000 €;
• Vŕtacie práce 3000 €;
• Prevádzkové náklady (elektrina): cca 450 eur ročne.

Z veľkých nákladov bude potrebné zakúpiť potrubia a zaplatiť pracovníkov.

Inštalácia plochého solárneho kolektora (napr. Vitosol 100-F a 300 l ohrievača vody) bude stáť 3200 €.

Poďme teda od jednoduchého k zložitému. Najprv zostavíme jednoduchú schému vykurovania domu na základe generátora tepla, odladíme ho a postupne doň pridávame nové prvky, ktoré zvýšia efektivitu inštalácie.

Zostavme vykurovací systém podľa schémy:

Schéma vykurovania domu pomocou generátora tepla

1 - generátor tepla; 2 - nepriamy vykurovací kotol; 3 - vykurovací systém "teplá podlaha"; 4 - okruh prívodu teplej vody.

V dôsledku toho sme dostali najjednoduchšiu schému dodávky tepla pre dom. Podelil som sa o svoje myšlienky, aby som povzbudil iniciatívnych ľudí k rozvoju alternatívnych zdrojov energie. Ak má niekto nejaké nápady alebo námietky k tomu, čo bolo napísané vyššie, podeľme sa o svoje myšlienky, nazbierajme vedomosti a skúsenosti v tejto veci a zachránime naše životné prostredie a urobíme život o niečo lepším.

Ako vidíme tu, hlavným a jediným prvkom, ktorý ohrieva chladiacu kvapalinu, je generátor tepla. Hoci schéma poskytuje iba jeden zdroj vykurovania, poskytuje možnosť ďalšieho pridania ďalších vykurovacích zariadení. Na to sa predpokladá použitie nepriameho vykurovacieho kotla s možnosťou pridania alebo odobratia výmenníkov tepla.

Použitie vykurovacích radiátorov dostupných v okruhu znázornenom na obrázku vyššie nie je určené. Ako viete, systém "teplej podlahy" sa efektívnejšie vyrovná s úlohou vykurovania priestorov a šetrí energiu.

Pozor: Ceny sú platné pre rok 2009.

4.1. Ako funguje tepelné čerpadlo

Využívanie alternatívnych zdrojov energie šetrných k životnému prostrediu môže zabrániť vzniku energetickej krízy na Ukrajine. Spolu s hľadaním a rozvojom tradičných zdrojov (plyn, ropa) je perspektívnym smerom využitie energie akumulovanej v nádržiach, pôde, geotermálnych zdrojoch, technologických emisií (vzduch, voda, odpadové vody a pod.). Teplota týchto zdrojov je však dosť nízka (0–25 °C) a pre ich efektívne využitie je potrebné túto energiu preniesť na vyššiu teplotnú úroveň (50–90 °C). Táto transformácia je realizovaná tepelnými čerpadlami (TH), ktoré sú v skutočnosti parokompresnými chladiacimi strojmi (obr. 4.1).

Nízkoteplotný zdroj (LTS) ohrieva výparník (3), v ktorom chladivo vrie pri teplote –10 °С…+5 °С. Ďalej je teplo odovzdané chladivu prenášané klasickým paro-kompresným cyklom do kondenzátora (4), odkiaľ ide k spotrebiteľovi (HTP) na vyššej úrovni.

Tepelné čerpadlá sa používajú v rôznych priemyselných odvetví priemysel, bytový a verejný sektor. V súčasnosti je vo svete v prevádzke viac ako 10 miliónov tepelných čerpadiel rôznych výkonov: od desiatok kilowattov až po megawatty. Každý rok sa flotila HP doplní o približne 1 milión kusov. V Štokholme teda tepelná čerpacia stanica s výkonom 320 MW, využívajúca v zime morskú vodu s teplotou +4 °C, zabezpečuje teplo pre celé mesto. V roku 2004 bola kapacita tepelných čerpadiel inštalovaných v Európe 4 531 MW a ekvivalent 1,81 miliardy m 3 tepelnej energie vyrobili tepelné čerpadlá na celom svete. zemný plyn. Energeticky efektívne tepelné čerpadlá využívajúce geotermálnu a podzemnú vodu. V Spojených štátoch federálna legislatíva nariadila používanie geotermálnych tepelných čerpadiel (GHP) pri výstavbe nových verejných budov. Vo Švédsku 50 % všetkého vykurovania zabezpečujú geotermálne tepelné čerpadlá. Do roku 2020 bude podľa prognóz Svetového energetického výboru podiel geotermálnych tepelných čerpadiel predstavovať 75 %. Životnosť čerpadla s plynovou turbínou je 25–50 rokov. Perspektívy využitia tepelných čerpadiel na Ukrajine sú uvedené v.

Tepelné čerpadlá sa delia podľa princípu činnosti (kompresorové, absorpčné) a podľa typu reťazca prenosu tepla „zdroj-spotrebiteľ“. Rozlišujú sa tieto typy tepelných čerpadiel: vzduch-vzduch, vzduch-voda, voda-vzduch, voda-voda, zem-vzduch, zem-voda, kde je zdrojom tepla uvedené ako prvé. Ak sa na vykurovanie používa iba tepelné čerpadlo, potom sa systém nazýva monovalentný. Ak je okrem tepelného čerpadla pripojený aj ďalší zdroj tepla, pracujúci samostatne alebo paralelne s tepelným čerpadlom, systém sa nazýva bivalentný.

Ryža. 4.1. Schéma hydraulického tepelného čerpadla:

1 - kompresor; 2 – nízkoúrovňový zdroj tepla (LHL); 3 – výparník tepelného čerpadla;

4 - kondenzátor tepelného čerpadla; 5 - spotrebič tepla vysoký stupeň(HTP);

6 - nízkoteplotný výmenník tepla; 7 - regulátor prietoku chladiva;

8 - vysokoteplotný výmenník tepla

Tepelné čerpadlo s hydraulickým potrubím (vodné čerpadlá, výmenníky tepla, uzatváracie ventily atď.) sa nazýva jednotka tepelného čerpadla. Ak je médium chladené vo výparníku totožné s médiom ohrievaným v kondenzátore (voda-voda, vzduch-vzduch), tak zmenou prietokov týchto médií je možné zmeniť režim VT na reverzný (chladenie na ohrev a naopak). Ak sú médiami plyny, potom sa takáto zmena režimu nazýva reverzibilný pneumatický cyklus, ak kvapaliny - reverzibilný hydraulický cyklus (obr. 4.2).

Ryža. 4.3. Schéma tepelného čerpadla vzduch-voda

Tepelné čerpadlá vzduch-voda sú široko používané v klimatizačných systémoch. Vonkajší vzduch je vháňaný cez výparník a teplo odvádzané z kondenzátora ohrieva vodu používanú na vykurovanie miestnosti v miestnosti (obrázok 4.3).

Výhodou takýchto systémov je dostupnosť nízkopotenciálneho zdroja tepla (vzduchu). Teplota vzduchu sa však pohybuje v širokom rozmedzí, dosahuje záporné hodnoty. V tomto prípade je účinnosť tepelného čerpadla značne znížená. Zmena vonkajšej teploty vzduchu zo 7 °C na mínus 10 °С teda vedie k zníženiu výkonu tepelného čerpadla 1,5–2 krát.

Na dodávku vody z TČ do vykurovaných priestorov sú v nich inštalované výmenníky tepla, v literatúre označované ako „fan coily“. Voda je do fancoilov privádzaná hydraulickým systémom - čerpacou stanicou (obr. 4.4).

Ryža. 4.4. Schéma čerpacej stanice:

P - tlakomery; RB - expanzná nádrž; AB - akumulačná nádrž; RP - prietokový spínač; H - čerpadlo;

BK - vyvažovací ventil; F - filter; OK - spätný ventil; B - ventil; T - teplomer;

PC - poistný ventil; TP – výmenník tepla freón-kvapalina; THC - trojcestný ventil; KPZh - ventil na dopĺňanie kvapaliny; KPV - ventil prívodu vzduchu; KVV - odvzdušňovací ventil

Na zlepšenie presnosti udržiavania teploty v miestnosti a zníženie zotrvačnosti sú v hydraulickom systéme inštalované skladovacie nádrže. Kapacita zásobníka sa dá určiť podľa vzorca:

kde je chladiaci výkon HP, kW;

- objem chladených miestností, m 3;

je množstvo vody v systéme, l;

Z je počet krokov výkonu HP.

Ak je V AB záporné, zásobník nie je nainštalovaný.

Na kompenzáciu tepelnej rozťažnosti vody v hydraulickom systéme sú inštalované expanzné nádrže. Expanzné nádoby sú inštalované na sacej strane čerpadla. Objem expanznej nádrže je určený vzorcom:

kde V syst je objem sústavy, l;

k je koeficient objemovej rozťažnosti kvapaliny (voda 3,7 10 -4, nemrznúca zmes (4,0–5,5) 10 -4);

ΔT - teplotný rozdiel kvapaliny (len pri prevádzke v režime chladenia)

ΔT \u003d t env - 4 ° С; pri prevádzke v režime tepelného čerpadla ΔT=60 °С – 4 °С = 56 °С);

R prev - nastavenie poistného ventilu.

Tlak v systéme (P syst) závisí od relatívnej polohy čerpacej stanice a koncového užívateľa (fan coil). Ak je čerpacia stanica umiestnená pod koncovým spotrebiteľom, potom sa tlak (P syst) určí ako maximálny výškový rozdiel (v baroch) plus 0,3 bar. Ak je čerpacia stanica umiestnená nad všetkými spotrebičmi, potom P syst = 1,5 bar.

Expanzná nádoba sa predfúkne vzduchom na tlak o 0,1–0,3 bar menší ako vypočítaný a po inštalácii sa tlak normalizuje.

Konštrukcia expanzných nádrží je znázornená na obr. 4.5.

Ryža. 4.5. Dizajn expanznej nádoby:

1 - poloha membrány pred inštaláciou (predbežné čerpanie vzduchom o 0,1–0,3 bar);

2 - poloha membrány po pripojení nádrže k sieti;

3 - poloha membrány pri tepelnej expanzii kvapaliny.

K dispozícii sú expanzné jednotky (obrázok 4.6) na udržiavanie tlaku na vodnej strane veľkoobjemových vykurovacích a klimatizačných systémov. Jednotka je vybavená voľne programovateľným procesorom a môže byť prepojená s centrálnym ovládacím panelom. To výrazne zjednodušuje kontrolu nad fungovaním systému.

Technické údaje:

1. Objem, l 200–5 000;
2. Maximálny pretlak, bar 10,0;
3. Maximálna teplota, °С 120.

Prietokový spínač (RP) vypne chladič, keď nie je prietok kvapaliny, čo zabraňuje zamrznutiu kvapaliny vo výmenníku tepla (TP). Trojcestný ventil zmiešava dva prúdy tekutiny (A a B), pričom udržuje požadovanú teplotu tekutiny. Trojcestný ventil je riadený mikrokontrolérom.

Ryža. 4.6. Expanzná jednotka pre vykurovacie a klimatizačné systémy

Dizajn trojcestný ventil znázornené na obr. 4.7.

V dolnej krajnej polohe uzatváracieho kužeľa je uzavretý priechod k toku B, v hornej polohe kužeľa je uzavretý priechod k toku A. 24 V.

Ryža. 4.7. Trojcestný ventil na reguláciu prietoku tekutiny

Výstup pohonu dáva riadiaci signál o polohe uzatváracieho kužeľa. Celková doba pohybu kužeľa je 100–150 sekúnd. Kužeľ je možné manuálne posúvať pomocou šesťhranného kľúča.

Únik kvapaliny s uzavretým kanálom nepresahuje 1% priepustnosti. V prípade poruchy trojcestného ventilu a hydraulický systém za trojcestným ventilom bude kvapalina cirkulovať cez spätný ventil (OK).

Na nastavenie odhadovaného prietoku v systéme sa používa vyvažovací ventil, čo je vysoko presný ručný alebo automatický regulačný ventil. Vyvažovací ventil má výstupy na meranie prietoku a tlaku tekutiny. K dispozícii sú vyvažovacie ventily, ktoré sa nastavujú pomocou nastavovacieho ovládača. Na nastavenie vyvažovacieho ventilu sa vypočítané hodnoty prietoku a tlaku zadajú do regulátora nastavenia, po ktorom regulátor automaticky nastaví vyvažovací ventil do požadovanej polohy.

K expanznej nádrži sú pripojené ventily dopĺňania kvapaliny (KPZh) a ventily doplňovania vzduchu (KPV). Pri inštalácii filtra (F) dávajte pozor na smer prúdenia kvapaliny cez filter. V najvyššom bode hydraulického okruhu je inštalovaný automatický odvzdušňovací ventil (VC). Bezpečnostný ventil nastavte podľa maximálneho povoleného tlaku najslabšieho prvku v sieti plus 1 bar (7–10 bar).

Ak je potrebné pracovať podľa bivalentnej schémy, je možné paralelne s TČ pripojiť kotol s elektrickým ohrevom podľa schémy na obr. 4.8.

Ryža. 4.8. Elektrické schéma elektrický kotol do systému tepelného čerpadla

4.2.2. Tepelné čerpadlá s vodnými zdrojmi tepla

Tepelné čerpadlá s vodnými zdrojmi tepla (rieky, jazerá, moria) využívajú naakumulovanú slnečnú energiu. Táto energia je ideálnym zdrojom pre tepelné čerpadlá, keďže je dodávaná nepretržite, hoci je menej dostupná ako vzduch. Teplota vody v nezamŕzajúcich nádržiach neklesá pod 4 °C a artézska voda má takmer stálu teplotu 10–12 °C. Vzhľadom na to, že pri odbere tepla nie je možné ochladiť vodu pod 0 °C, teplotný rozdiel na výmenníku tepla je niekoľko stupňov. Súčasne, aby sa zvýšil výber požadovaného množstva tepla, je potrebné zvýšiť prietok vody. Pre VT malého výkonu sa neodporúča čerpať podzemnú vodu z hĺbky viac ako 15 m. V opačnom prípade budú potrebné vysoké náklady na čerpadlá a ich prevádzku.

Ryža. 4.9. Tepelné čerpadlo využívajúce teplo podzemná voda

Okruh odberu tepla zo zásobníka môže byť otvorený alebo uzavretý. V prvom prípade je voda zo zásobníka prečerpaná cez chladič, ochladená a vrátená do zásobníka (obr. 4.9). Takýto systém vyžaduje filtráciu vody privádzanej do chladiča a pravidelné čistenie výmenníka tepla. Spravidla je inštalovaný medziľahlý skladací výmenník tepla. Naberanie a vracanie vody sa musí vykonávať v smere prúdenia podzemnej vody, aby nedošlo k „obtekaniu“ vody. Nasávacie potrubie musí byť s spätný ventil(4), ktorý sa nachádza v mieste nasávania alebo za hlbokou pumpou (5). Prívod a odvod podzemnej vody k tepelnému čerpadlu musí byť chránený pred zamrznutím a uložený so sklonom k ​​studni.

Vzdialenosť medzi vstupnou (2) a vratnou (1) studňou musí byť minimálne 5 m.Výstup vody v vratnej studni musí byť pod hladinou podzemnej vody.

Objemový prietok vody sa určuje z chladiaceho výkonu tepelného čerpadla

kde L je objemový prietok vody, m 3 / h

c p je merná tepelná kapacita vody rovná 1,163 10 -3 kWh/kg K;

– hustota vody, 1000 kg/m3;

- teplotný rozdiel medzi prívodnou a vratnou vodou.

Kde . (4)

Ak vezmeme Q x \u003d 12 kW (určené podľa pasu tepelného čerpadla), a \u003d 4 K, potom m 3 / h.

Na dne nádrže je položený uzavretý okruh. Približná hodnota tepelného výkonu na 1 m potrubia s uzavretou slučkou je asi 30 W. To znamená, že na získanie 10 kW tepla musí mať okruh dĺžku 300 m. Aby okruh neplával, je potrebné nainštalovať záťaž cca 5 kg na 1 bežný meter.

4.2.3. Tepelné čerpadlá so zemnými výmenníkmi tepla

Ground HP využíva tepelnú energiu nahromadenú v zemi vďaka jej ohrevu Slnkom alebo inými zdrojmi. Teplo uložené v zemi je transformované horizontálne uloženými zemnými výmenníkmi tepla (nazývanými aj zemné kolektory) alebo vertikálne umiestnenými zemnými výmenníkmi tepla (zemné sondy).

Ryža. 4.10. Tepelné čerpadlo zem-zdroj

Pozemné výmenníky tepla sú spravidla vyrobené z polyetylénových alebo kovoplastových rúr s priemerom 25–40 mm.

Pri horizontálnej verzii (obr. 4.10) je potrubie, v ktorom kvapalina cirkuluje, uložené v zemi do hĺbky pod úrovňou zamrznutia pôdy (1,2–1,5 m). Minimálna vzdialenosť medzi potrubiami je 0,7–1,0 m.V závislosti od priemeru potrubia možno na každý štvorcový meter plochy odberu tepla uložiť 1,4–2,0 m potrubia. Dĺžka každej vetvy horizontálneho kolektora nesmie presiahnuť 100 m, inak bude tlaková strata v potrubí a požadovaný výkon čerpadla príliš veľký.

Množstvo premeneného tepla a tým aj veľkosť potrebnej plochy pre umiestnenie zemného kolektora výrazne závisí od termofyzikálnych vlastností pôdy a klimatických podmienok územia. Termofyzikálne vlastnosti, ako tepelná kapacita a tepelná vodivosť, sú veľmi závislé od zloženia a stavu pôdy. V tomto smere je určujúci podiel vody, obsah minerálnych zložiek (kremeň, živec), ako aj podiel a veľkosť pórov vyplnených vzduchom. Akumulačné vlastnosti a tepelná vodivosť pôdy sú tým vyššie, čím je väčší podiel vody, minerálnych zložiek a čím nižší je obsah pórov.

Priemerná hodnota merného tepelného výkonu pôdy je uvedená v tabuľke 1.

Tabuľka 1. Priemerná hodnota merného tepelného výkonu pôdy

Typ pôdy	Merný výkon pôdneho kolektora, W / m 2	Merný výkon zemnej sondy, W/m
piesková suchá	10–15	20
pieskovo mokrý	15–20	40
Suchá hlina	20–25	60
Hlina mokrá	25–30	80
Akvifer	30–35	80–100

Potrebná plocha pre umiestnenie kolektora sa vypočíta podľa vzorcov (5) a (6)

kde je tepelný výkon HP, W;

– spotreba energie HP zo siete, W;

g - špecifický výkon pôdneho kolektora, W / m 2.

Ak je teda chladiaci výkon HP 10 kW, potom v piesočnatej vlhkej pôde (g \u003d 20 W / m 2) bude potrebná plocha na umiestnenie kolektora

Na transformáciu tepla z takejto oblasti je potrebné položiť do zeme polyetylénové rúry s priemerom 25 × 2,3 mm a dĺžkou 500 × 1,4 = 700 m (1,4 je merná spotreba potrubia na meter štvorcový plochy). Rúry musia byť uložené v samostatných okruhoch po 100 m, t.j. 7 okruhov.

Všetky rozvádzače a zberače by mali byť umiestnené na prístupných miestach pre kontrolu, napríklad v samostatných rozvodných šachtách mimo domu alebo v pivničnej šachte domu. Kovania musia byť vyrobené z materiálov odolných voči korózii. Všetky potrubia v dome a prestupy cez steny musia byť tepelne izolované s difúznou nepriepustnosťou pre pary, aby nedochádzalo ku kondenzácii, napr. v prívodnom a spätnom potrubí je studená (vzhľadom na teplotu suterénu) chladiaca kvapalina.

Pri vertikálnej verzii pôdnej sondy sa vyvŕta vrt s hĺbkou 60–200 m, do ktorého je spustených niekoľko potrubí v tvare U (obr. 4.11).

A	b

Ryža. 4.11. Tepelné čerpadlo zem-zdroj

a - všeobecná schéma, b - schéma pôdnej sondy

1 - spätné vedenie, 2 - prívodné vedenie, 3 - slučková sonda, 4 - ochranný uzáver

V hlinenej vlhkej pôde s chladiacim výkonom tepelného čerpadla 10 kW by mala byť dĺžka sondy (hĺbka studne)

Odporúča sa vytvoriť 2 slučky s hĺbkou 50 m s priemerom D y \u003d 32 × 3 mm. Celková dĺžka rúr bude 200 m. Studňa s rúrami je vyplnená betonitom, ktorý dobre vedie teplo. Množstvo chladiacej kvapaliny je určené vnútorným objemom potrubí kolektora (sondy) a prívodných potrubí. Priemer prívodných rúrok je o jednu veľkosť väčší ako kolektorové potrubie. V našom príklade s rúrkou sondy Dy = 32 × 3 mm a prívodnou rúrou Dy = 40 × 2,3 mm s dĺžkou 10 m bude vnútorný objem (tabuľka 2), berúc do úvahy prívodné vedenie, 2 × 100 × 0,531 + 10 × 0,984 = 116 ,04 l. Prietok chladiacej kvapaliny tepelného čerpadla sa zistí podľa pasu pre tepelné čerpadlo. Vezmime si 1600 l / h. Potom bude prietok na slučku 800 l / h.

Tabuľka 2. Špecifický vnútorný objem potrubí

Tlaková strata v potrubiach závisí od priemeru potrubia, hustoty a prietoku chladiacej kvapaliny a určuje sa podľa údajov výrobcu potrubia. Takže pre HDPE rúry (vysokohustotný polyetylén) 32 × 3 mm a prietok 800 l / h je 154,78 Pa / m a pre potrubia s priemerom 40 × 2,3 - 520,61 Pa / m. Odkiaľ bude celkový pokles tlaku v sieti 36161,1 Pa, čo je potrebné vziať do úvahy pri výbere čerpadla.

Životnosť pôdneho kolektora závisí od kyslosti pôdy: pri normálnej kyslosti (pH = 5,0) - 50–75 rokov, pri vysokej kyslosti (pH > 5,0) - 25–30 rokov.

4.1. Účinnosť tepelného čerpadla

Ako hlavný ukazovateľ účinnosti tepelného čerpadla sa používa prepočítavací koeficient alebo vykurovací koeficient COP (koeficient výkonu), ktorý sa rovná pomeru tepelného výkonu tepelného čerpadla k výkonu spotrebovaného kompresorom. V režime chladenia sa na vyhodnotenie účinnosti používa pomer energetickej účinnosti (EER), ktorý sa rovná pomeru chladiaceho výkonu tepelného čerpadla k výkonu spotrebovaného kompresorom.

kde je energia vydaná HTP;

- tepelná energia odoberaná z INT;

- spotrebovaná elektrická energia;

A sú to teploty kondenzácie a varu v tepelnom čerpadle.

Teplota je určená tlakom kondenzácie chladiva vo VT a - teplotou VT. Takže, ak vezmeme = 281,16 K (8 ° C) a = 323,16 K (50 ° C), potom sa COP bude rovnať 7,7. Ak je teplo odvádzané vodou, potom rôzne chladivá umožňujú dosiahnuť nasledovné teploty: R717, R502, R22 - asi +50 °C, R134a - +70 °C, R142 - +100 °C.

Malo by sa pamätať na základné pravidlo z (4): čím menší je teplotný rozdiel medzi zdrojom a prijímačom tepla v tepelnom čerpadle, tým vyšší je konverzný faktor.

Keď tepelné čerpadlá využívajú teplo a chlad súčasne (napríklad chladenie chladných miestností a vykurovanie kancelárskych priestorov), potom

S ekvipotenciálnym cyklom =

Pri vyššie uvedených teplotách môže celkový konverzný faktor dosiahnuť hodnotu 12,7, čo charakterizuje vysokú energetickú účinnosť tepelného čerpadla. Skutočné ROP sú o niečo nižšie a sú rádovo 3–5.

V absorpčných tepelných čerpadlách je prepočítavací koeficient nižší ako u kompresných, a to z dôvodu veľkých strát v prvkoch absorpčného okruhu. Takže pri použití podzemnej vody s T 0 = 281,16 K (8 ° C) a teplotou užitočného tepla = 323,16 K (50 ° C), konverzný koeficient absorpcie HP bude len 1,45. Užitočná teplota tepla v absorpčných tepelných čerpadlách závisí aj od teploty ohrevu generátora. Pri vyššie uvedených teplotách musí byť ohrev generátora minimálne 150 °C.

Počas vykurovacej sezóny (október-máj) si vykurovanie 100 m 2 obytnej plochy elektrokotlom vyžiada 37 440 kW elektrickej energie a tepelné čerpadlo - 12 024 kW. Pri tarife 0,24 UAH za 1 kW elektriny bude úspora 6100 UAH. (údaje od Santechnik LTD and Co., Ltd.).

Podľa http://www.aeroprof.by je použitie HP 1,2–1,5-krát výnosnejšie ako najefektívnejší plynový kotol.

Náklady na tepelné čerpadlo sa dajú približne odhadnúť na 750-1500 UAH na 1 kW vyrobenej tepelnej energie. Doba návratnosti je 7-14 rokov.

4.2. Výber zariadení pre tepelné čerpadlá

Výber zariadenia začína výpočtom potreby tepla objektu. V súčasnosti existuje množstvo programov na výpočet tepla na báze PC, ktoré možno nájsť na internete alebo získať od dodávateľov zariadení.

Približný výpočet je možné vykonať na základe vykurovanej plochy budovy a množstva spotrebovanej teplej vody. Taktiež v prípade periodických plánovaných výpadkov elektriny je potrebné zvýšiť tepelný výkon tepelného čerpadla. Ak doba výpadku napájania nepresiahne 2 hodiny, tento faktor možno ignorovať.

Merná spotreba tepla závisí od typu budovy:

• budova s ​​nízkou spotrebou (moderné materiály, izolácia stien, okná s dvojitým zasklením) - 40 W / m 2;
• novostavba, dobrá tepelná izolácia - 50 W / m 2;
• budova so štandardnou tepelnou izoláciou - 80 W / m 2;
• staré budovy bez špeciálnej izolácie - 120 W / m 2.

Účtovanie dodatočného tepelného výkonu na kompenzáciu tepelných strát počas plánovaných výpadkov elektriny sa vykonáva nasledovne.

Určte dennú (za 24 hodín) spotrebu tepla

kde je vykurovací výkon TČ, kW;

- čas výpadku prúdu.

Výpočet dodatočného tepelného výkonu na prípravu teplej vody vychádza zo spotreby cca 50 litrov vody na jednu osobu pri teplote 45 °C, čo zodpovedá 0,25 kW / osobu. Presnejší výpočet je možné vykonať pomocou údajov v tabuľke 3.

Tabuľka 3. Denná spotreba teplej vody

Kategória	Spotreba vody, l/os		Merná spotreba tepla, Wh/os	Spotreba tepla na teplú vodu, kW/os
	tempo. voda 60°C	tempo. voda 45°C
Nízka spotreba	10–20	15–30	600–1200	0,08–0,15
Štandardná spotreba	20–40	30–60	1200–2400	0,15–0,3
Byt zaberajúci poschodie	32	45	1800	0,225
Rodinný bytový dom	35	50	2000	0,25

Uvažujme príklad zostrojenia tepelného čerpadla s reverzibilným hydraulickým cyklom, pracujúceho celoročne v dvoch režimoch (chladenie alebo vykurovanie), v závislosti od ročného obdobia, s použitím zariadení a softvéru od CIAT (Francúzsko).

Počiatočné požiadavky:

1. Tepelný výkon 510 kW.

2. Zdroj nízkej teploty - morská voda s teplotou:

teplé obdobie roka ≤20 °С,

chladné obdobie roka 7 °С.

3. Vysokoteplotný spotrebič - voda s teplotou na výstupe z výmenníka 55 °C.

4. Minimálna vonkajšia teplota vzduchu je mínus 10 °С (Krym, Ukrajina).

Tento problém vyriešime pomocou tepelného čerpadla s reverzibilným hydraulickým cyklom, ktorého schéma je na obr. 2.

Vzhľadom na to, že vonkajšia teplota vzduchu je v tepelnom čerpadle záporná (mínus 10 °C), používame dvojokruhový systém. V primárnom okruhu používame roztok etylénglykolu s bodom tuhnutia pod -10 °C (20% zmes etylénglykolu a vody).

V súlade s počiatočnými požiadavkami volíme teplotný rozdiel vo vysokoteplotnom okruhu Dt out = 5 °C (50/55 °C). Vtedy by mala byť teplota chladiacej kvapaliny v okruhu kondenzátora 55/60 °C, resp. Na dosiahnutie takýchto teplôt v tepelnom čerpadle je vhodné použiť chladivo R134a.

V súlade s počiatočnými požiadavkami nastavíme teplotný rozdiel INT 7/4 °C, potom v okruhu výparníka bude teplotný rozdiel 5/2 °C, resp.

Pomocou programu výberu zariadení CIAT zisťujeme typ a parametre tepelného čerpadla v prevádzkových režimoch vykurovania a chladenia. Program vybral tepelné čerpadlo HYDROCIAT 2500B X LW/LWP R134a s parametrami uvedenými v tabuľke. 4, vzhľad ktorý je znázornený na obr. 12.

Tabuľka 4. Špecifikácie chladiča vody HYDROCIAT 2500B X LW/LWP R134a

Parameter	Režim vykurovania	Režim chladenia
Výkon výparníka, kW	326,0	395,9
chladiaca kvapalina	MEG20 %	MEG20 %
Teplota nosiča tepla vo výparníku (vstup/výstup), °C	5,0/2,0	6,0/2,0
Prietok chladiacej kvapaliny cez výparník, m 3 / h	102,8	93,4
Kapacita kondenzátora, kW	517,0	553,9
Teplota chladiacej kvapaliny v kondenzátore (vstup/výstup), °C	55/60	45,1/50
Prietok chladiacej kvapaliny cez kondenzátor, m 3 / h	93,4	102,1
Príkon, kW	191	158,0

Ryža. 4.12. Tepelné čerpadlo HYDROCIAT 2500B X LW/LWP R134a

1. Teplota vody (výstup-vstup): 55/50 °С.
2. Teplota 20% roztoku etylénglykolu v primárnom okruhu (výstup-vstup): 60/55 °C.
3. Spotreba 20% roztoku etylénglykolu: 93,4 m 3 / h (pozri tabuľku 1).

Program CIAT vyberá doskový výmenník tepla PWB 30 11 s výkonom 517 kW (tabuľka 5).

Tabuľka 5. Technické údaje výmenníka PWB 30 11 so 43 doskami (tepelné čerpadlo - spotrebič) v režime vykurovania

Nízkoteplotný výmenník tepla "morská voda-tepelné čerpadlo" v režime vykurovania sa volí podľa nasledujúcich počiatočných údajov:

1. Zdroj nekvalitného tepla (primárny okruh): morská voda s teplotou na vstupe/výstupe 7/4 °C.
2. Teplota 20 % roztoku etylénglykolu v primárnom okruhu je 5/2 °C.
3. Spotreba 20% roztoku etylénglykolu je 102,8 m 3 / h.

Program CIAT vyberie doskový výmenník tepla PWB 45 11.

Tabuľka 6. Technické údaje výmenníka tepla PWB 45 11 so 63 doskami (tepelné čerpadlo more)

Vykonajte overovací výpočet predtým vypočítaného výmenníka tepla PWB 30 11 so 43 doskami pre teplé obdobie roka a určte teplotu vody na výstupe / vstupe do spotrebiteľa.

Program CIAT ukázal, že počas letného obdobia bude mať výmenník tepla PWB 30 11 výkon 437 kW a teploty chladiacej kvapaliny (výstup/vstup) 7,5/12°C. (Tabuľka 7)

Tabuľka 7. Technické údaje výmenníka PWB 30 11 so 43 doskami (tepelné čerpadlo - spotrebiteľ) v režime chladenia

Zvolené tepelné čerpadlo HYDROCIAT 2500 XLW/LWP R134a teda poskytuje:

• v chladnom období roka je vykurovací výkon 517 kW s príkonom 191 kW;
• v teplom období roka je chladiaci výkon 395,9 kW pri príkone 158 kW.

Nižšie je schéma zapojenia tepelného čerpadla s reverzibilným hydraulickým cyklom vypočítaná vyššie.

Ryža. 4.13. Schematický diagram tepelného čerpadla s reverzibilným hydraulickým cyklom

Názvoslovie niektorých tepelných čerpadiel CIAT je uvedené v tabuľke. 8.

Tabuľka 8. Tepelné čerpadlá od CIAT (Francúzsko)

Typ tepelného čerpadla		Produktivita, kW		Oblasť použitia
		v chlade	teplom	jednotlivé domy	bytové domy	verejné budovy	výroby
AUREA 2		7…28	9…36	+
DYNACIAT LG/LGP/ILG		35…350	40…370		+	+
HYDROCIAT LW/LWP		275…1140	350…1420		+	+	+

Záver.

1. Tepelné čerpadlá využívajúce obnoviteľné zdroje tepla sú energeticky najúčinnejšie vykurovacie zariadenia.
2. Systémy založené na HP sú spoľahlivé, bezpečné a odolné.
3. Príjem tepla tepelným čerpadlom je ekologický technologický proces.
4. Moderné klimatické zariadenia (napríklad CIAT, Francúzsko) umožňujú vytvárať HP s výkonom od desiatok kW do MW.

Literatúra.

1. V. Maake, G.-Yu. Eckert, J.-L. Koshpen. Učebnica chladenia: Per. z francúzštiny - M .: Vydavateľstvo Moskovskej univerzity, 1998. - 1142 s., ill.
2. Ray D., McMichael D. Tepelné čerpadlá: Per. z angličtiny. - M.: Energoizdat, 1982. - 224 s., ill.
3. El Sadin Hasan. Výber optimálnych parametrov pre systém zásobovania teplom a chladom obytného domu // Kholodilnaya Tekhnika, 2003, č. 3, s. 18–21.
4. Ovcharenko V.A. Ovcharenko A.V. Tepelné čerpadlá Vikoristannya / / Cold M + T, 2006, č. 2 s. 34–36.
5. Päť krokov k zbaveniu sa závislosti na metáne//Vykurovanie Zásobovanie vodou Vetranie + klimatizácie, 2006, č. 1, s. 30-41.
6. Bondar E.S., Kalugin P.V. Energeticky úsporné klimatizačné systémy s chladiarenským skladom//S.O.K., 2006, č. 3, s. 44–48.
7. Systémy tepelných čerpadiel Viesmann. Konštrukčný návod.5829 122-2 GUS 2/2000
8. Belova. Klimatizačné systémy s chladičmi a fancoilmi

Typy konštrukcií tepelných čerpadiel

Typ TČ sa zvyčajne označuje slovným spojením označujúcim zdrojové médium a nosič tepla vykurovacieho systému.

Existujú nasledujúce odrody:

• TN "vzduch - vzduch";
• TN "vzduch - voda";
• TN "pôda - voda";
• TN „voda – voda“.

Úplne prvou možnosťou je konvenčný split systém pracujúci v režime vykurovania. Výparník je namontovaný na ulici a vo vnútri domu je inštalovaný blok s kondenzátorom. Ten je fúkaný ventilátorom, vďaka čomu sa do miestnosti privádza teplá vzduchová hmota.

Ak je takýto systém vybavený špeciálnym výmenníkom tepla s odbočkami, získa sa tepelné čerpadlo vzduch-voda. Je napojený na systém ohrevu vody.

HP výparník vzduch-vzduch alebo vzduch-voda môže byť umiestnený nie na ulici, ale v kanáli odsávacie vetranie(treba to prinútiť). V tomto prípade sa účinnosť HP niekoľkonásobne zvýši.

Tepelné čerpadlá typu "voda - voda" a "pôda - voda" využívajú na odber tepla takzvaný externý výmenník tepla alebo, ako sa tiež nazýva, kolektor.

Schéma tepelného čerpadla

Toto je dlhá slučková rúrka, zvyčajne plastová, cez ktorú cirkuluje kvapalné médium a umýva výparník. Oba typy HP sú rovnaké zariadenie: v jednom prípade je kolektor ponorený na dno povrchovej nádrže av druhom na zem. Kondenzátor takejto TČ je umiestnený vo výmenníku tepla napojenom na systém ohrevu vody.

Pripojenie TČ podľa schémy „voda – voda“ je oveľa menej prácne ako „pôda – voda“, keďže nie sú potrebné zemné práce. Na dne nádrže je potrubie položené vo forme špirály. Samozrejme, pre túto schému je vhodná iba taká vodná plocha, ktorá v zime nezamrzne na dno.

Je čas podrobne si naštudovať zahraničné skúsenosti

Takmer každý už vie o tepelných čerpadlách schopných odoberať okolité teplo na vykurovanie budov, a ak sa donedávna potenciálny zákazník spravidla pýtal zmätene „ako je to možné?“, teraz je otázka „ako je to správne“ stále viac počuť. robiť?".

Na túto otázku nie je ľahké odpovedať.

Pri hľadaní odpovedí na množstvo otázok, ktoré sa nevyhnutne vynárajú pri navrhovaní vykurovacích systémov s tepelnými čerpadlami, je vhodné odkázať na skúsenosti odborníkov z krajín, kde sa tepelné čerpadlá na báze zemných výmenníkov tepla používajú už dlhú dobu. .

Priame výsledky v tomto smere nepriniesla návšteva* americkej výstavy AHR EXPO-2008, ktorá bola uskutočnená najmä za účelom získania informácií o metódach inžinierskych výpočtov zemných výmenníkov, ale na výstavnom stánku ASHRAE bola predaná kniha, z ktorých niektoré ustanovenia slúžili ako základ pre túto publikáciu.

Hneď treba povedať, že prenesenie amerických metód na domácu pôdu nie je ľahká úloha. Američania nerobia veci tak ako v Európe. Len oni merajú čas v rovnakých jednotkách ako my. Všetky ostatné merné jednotky sú čisto americké alebo skôr britské. Američania mali smolu najmä na tepelný tok, ktorý sa dá merať ako v britských tepelných jednotkách za jednotku času, tak aj v tonách chladenia, ktoré zrejme vymysleli v Amerike.

Hlavným problémom však nebola technická nepohodlnosť prepočítavania meracích jednotiek akceptovaných v Spojených štátoch, na ktoré sa dá časom zvyknúť, ale absencia jasného metodologického základu pre konštrukciu výpočtového algoritmu v spomínanej knihe. Príliš veľa priestoru sa venuje rutinným a dobre známym metódam výpočtu, pričom niektoré dôležité ustanovenia zostávajú úplne nezverejnené.

Predovšetkým také fyzikálne súvisiace počiatočné údaje pre výpočet vertikálnych zemných výmenníkov tepla, ako je teplota kvapaliny cirkulujúcej vo výmenníku tepla a koeficient premeny tepelného čerpadla, nie je možné ľubovoľne nastaviť a predtým, ako sa pristúpi k výpočtom súvisiacim s nestabilným prenosom tepla v pôde je potrebné určiť závislosti spájajúce tieto možnosti.

Kritériom účinnosti tepelného čerpadla je konverzný faktor?, ktorého hodnota je určená pomerom jeho tepelného výkonu k výkonu elektrického pohonu kompresora. Táto hodnota je funkciou teplôt varu vo výparníku t u a kondenzácie t k a vo vzťahu k tepelným čerpadlám „voda-voda“ môžeme hovoriť o teplotách kvapaliny na výstupe z výparníka t 2I a na výstupe kondenzátor t2K:

? \u003d? (t 2I, t 2 K). (1)

Analýza katalógových charakteristík sériových chladiacich strojov a tepelných čerpadiel voda-voda umožnila zobraziť túto funkciu vo forme diagramu (obr. 1).

Pomocou diagramu je ľahké určiť parametre tepelného čerpadla už v počiatočných fázach projektovania. Je napríklad zrejmé, že ak je vykurovací systém pripojený k tepelnému čerpadlu navrhnutý tak, aby privádzal vykurovacie médium s výstupnou teplotou 50°C, potom maximálny možný konverzný faktor tepelného čerpadla bude cca 3,5. Zároveň by teplota glykolu na výstupe z výparníka nemala byť nižšia ako +3°C, čo znamená, že bude potrebný drahý zemný výmenník tepla.

Zároveň, ak je dom vykurovaný podlahovým kúrením, z kondenzátora tepelného čerpadla sa do vykurovacieho systému dostane chladivo s teplotou 35°C. V tomto prípade môže tepelné čerpadlo pracovať efektívnejšie napríklad s konverzným faktorom 4,3, ak je teplota ochladzovaného glykolu vo výparníku okolo -2°C.

Pomocou tabuliek programu Excel môžete funkciu (1) vyjadriť ako rovnicu:

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

Ak je pri požadovanom prevodnom faktore a danej hodnote teploty chladiacej kvapaliny vo vykurovacom systéme poháňanom tepelným čerpadlom potrebné určiť teplotu kvapaliny ochladzovanej vo výparníku, potom rovnicu (2) možno znázorniť ako:

Teplotu nosiča tepla vo vykurovacom systéme je možné zvoliť pre dané hodnoty konverzného koeficientu tepelného čerpadla a teplotu kvapaliny na výstupe z výparníka podľa vzorca:

Vo vzorcoch (2)…(4) sú teploty vyjadrené v stupňoch Celzia.

Po určení týchto závislostí môžeme teraz prejsť priamo k americkej skúsenosti.

Metodika výpočtu tepelných čerpadiel

Samozrejme, proces výberu a výpočtu tepelného čerpadla je technicky veľmi zložitá operácia a závisí od individuálne vlastnosti objekt, ale zhruba to možno zredukovať na tieto kroky:

Zisťujú sa tepelné straty plášťom budovy (steny, stropy, okná, dvere). To možno vykonať pomocou nasledujúceho pomeru:

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

tout - teplota vonkajšieho vzduchu (°C);

cín – vnútorná teplota vzduchu (°C);

S je celková plocha všetkých obvodových konštrukcií (m2);

n - koeficient udávajúci vplyv prostredia na vlastnosti objektu. Pre priestory v priamom kontakte s vonkajším prostredím cez stropy n=1; pre objekty s podkrovnými podlahami n=0,9; ak sa objekt nachádza nad suterénom n = 0,75;

β je koeficient dodatočných tepelných strát, ktorý závisí od typu budovy a jej geografickej polohy, β sa môže meniť od 0,05 do 0,27;

Rt - tepelný odpor, je určený nasledujúcim výrazom:

Rt \u003d 1 / α int + Σ (δ i / λ i) + 1 / α out (m2 * ° С / W), kde:

δ і / λі - vypočítaný ukazovateľ tepelnej vodivosti materiálov používaných v stavebníctve.

α nar - koeficient tepelného rozptylu vonkajších povrchov obvodových konštrukcií (W / m2 * ° C);

α int - koeficient tepelnej absorpcie vnútorných povrchov obvodových konštrukcií (W / m2 * ° C);

- Celková tepelná strata konštrukcie sa vypočíta podľa vzorca:

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

Qi - náklady na energiu na ohrev vzduchu vstupujúceho do miestnosti prirodzenými únikmi;

Qbp ​​​​ - uvoľňovanie tepla v dôsledku fungovania domácich spotrebičov a ľudskej činnosti.

2. Na základe získaných údajov sa vypočíta ročná spotreba tepelnej energie pre každý jednotlivý objekt:

Qrok = 24*0,63*Qt. pot.*((d*(tin — tout.av.)/ (tin — tout.)) (kWh za rok), kde:

tout - vonkajšia teplota vzduchu;

tout.average - aritmetický priemer vonkajšej teploty vzduchu za celú vykurovaciu sezónu;

d je počet dní vykurovacieho obdobia.

Qhv \u003d V * 17 (kW / h za rok.), kde:

V je objem denného ohrevu vody do 50 °C.

Potom sa celková spotreba tepelnej energie určí podľa vzorca:

Q \u003d Qgw + Qrok (kW/h za rok.)

S prihliadnutím na získané údaje nebude ťažké vybrať to najvhodnejšie tepelné čerpadlo na vykurovanie a zásobovanie teplou vodou. Okrem toho sa vypočítaný výkon určí ako. Qtn=1,1*Q, kde:

Qtn=1,1*Q, kde:

1.1 - korekčný faktor označujúci možnosť zvýšenia zaťaženia tepelného čerpadla pri výskyte kritických teplôt.

Po vykonaní výpočtu tepelných čerpadiel si môžete vybrať najvhodnejšie tepelné čerpadlo, ktoré dokáže zabezpečiť požadované parametre mikroklímy v miestnostiach s akýmikoľvek technickými charakteristikami. A vzhľadom na možnosť integrácie tohto systému s klimatizačnou jednotkou s vyhrievanou podlahou je možné poznamenať nielen jeho funkčnosť, ale aj vysokú estetickú hodnotu.

Ak sa vám materiál páčil, budem vďačný, ak ho odporučíte priateľom alebo zanecháte užitočný komentár.

Typy tepelných čerpadiel

Tepelné čerpadlá sú rozdelené do troch hlavných typov podľa zdroja nízkokvalitnej energie:

• Vzduch.
• Priming.
• Voda – zdrojom môžu byť podzemné vody a nádrže na povrchu.

Pre systémy ohrevu vody, ktoré sú bežnejšie, sa používajú tieto typy tepelných čerpadiel:

"Vzduch-voda" - typ vzduchu tepelné čerpadlo, ktoré vykuruje budovu nasávaním vzduchu zvonku cez vonkajšiu jednotku. Funguje na princípe klimatizácie, len naopak, premieňa energiu vzduchu na teplo. Takéto tepelné čerpadlo si nevyžaduje veľké náklady na inštaláciu, nepotrebuje naň vyčleniť pozemok a navyše vŕtať studňu. Účinnosť prevádzky pri nízkych teplotách (-25ºС) však klesá a je potrebný dodatočný zdroj tepelnej energie.

Zariadenie "podzemná voda" sa vzťahuje na geotermálne a vyrába teplo zo zeme pomocou kolektora uloženého do hĺbky pod zamrznutím pôdy. Existuje tiež závislosť od oblasti lokality a krajiny, ak je kolektor umiestnený horizontálne. Pre vertikálne usporiadanie bude potrebné vyvŕtať studňu.

"Voda-voda" sa inštaluje tam, kde je v blízkosti nádrž alebo podzemná voda. V prvom prípade je kolektor položený na dne nádrže, v druhom je vyvŕtaná studňa alebo niekoľko, ak to oblasť miesta umožňuje. Niekedy je hĺbka podzemnej vody príliš veľká, takže náklady na inštaláciu takéhoto tepelného čerpadla môžu byť veľmi vysoké.

Každý typ tepelného čerpadla má svoje výhody a nevýhody, ak je budova ďaleko od vodnej plochy alebo je spodná voda príliš hlboká, tak voda-voda nebude fungovať. "Vzduch-voda" bude relevantná iba v relatívne teplých oblastiach, kde teplota vzduchu počas chladného obdobia neklesne pod -25 ° C.

Spôsob výpočtu výkonu tepelného čerpadla

Okrem určenia optimálneho zdroja energie bude potrebné vypočítať výkon tepelného čerpadla potrebný na vykurovanie. Závisí to od veľkosti tepelných strát budovy. Vypočítajme si výkon tepelného čerpadla na vykurovanie domu na konkrétnom príklade.

Na to použijeme vzorec Q=k*V*∆T, kde

• Q je tepelná strata (kcal/hod). 1 kWh = 860 kcal/h;
• V je objem domu v m3 (plochu vynásobíme výškou stropov);
• ∆Т je pomer minimálnych teplôt vonku a vnútri priestorov počas najchladnejšieho obdobia roka, °C. Od vnútorného tº odpočítame vonkajšie;
• k je zovšeobecnený súčiniteľ prestupu tepla budovy. Pre murovanú stavbu s dvomi vrstvami muriva k=1; pre dobre izolovanú budovu k=0,6.

Výpočet výkonu tepelného čerpadla na vykurovanie tehlového domu s rozlohou 100 m2 a výškou stropu 2,5 m, s rozdielom v ttº od -30º vonku do +20º vnútri, bude teda nasledovný:

Q \u003d (100 x 2,5) x (20- (-30)) x 1 \u003d 12 500 kcal / hodinu

12500/860= 14,53 kW. To znamená, že pre štandardný tehlový dom s rozlohou 100 m2 budete potrebovať 14-kilowattové zariadenie.

Spotrebiteľ akceptuje výber typu a výkonu tepelného čerpadla na základe niekoľkých podmienok:

• geografické vlastnosti oblasti (blízkosť vodných útvarov, prítomnosť podzemnej vody, voľná plocha pre kolektor);
• klimatické vlastnosti (teplota);
• typ a vnútorný objem miestnosti;
• finančné príležitosti.

Vzhľadom na všetky vyššie uvedené aspekty si budete môcť vybrať tú najlepšiu výbavu. Pre efektívnejší a správnejší výber tepelného čerpadla je lepšie kontaktovať špecialistov, ktorí budú schopní vykonať podrobnejšie výpočty a poskytnúť ekonomickú realizovateľnosť inštalácie zariadenia.

Dlhodobo a veľmi úspešne sa tepelné čerpadlá používajú v domácich a priemyselných chladničkách a klimatizáciách.

Dnes sa tieto zariadenia začali využívať na plnenie funkcie opačného charakteru – vykurovanie domácnosti v chladnom období.

Pozrime sa, ako sa tepelné čerpadlá používajú na vykurovanie súkromných domov a čo potrebujete vedieť, aby ste správne vypočítali všetky jeho komponenty.

Príklad výpočtu tepelného čerpadla

Vyberieme tepelné čerpadlo pre vykurovací systém jednoposchodového domu s celkovou plochou 70 m2. m so štandardnou výškou stropu (2,5 m), racionálnou architektúrou a tepelnou izoláciou obvodových konštrukcií, ktoré spĺňajú požiadavky moderných stavebných predpisov. Na vykurovanie 1.m2. m takéhoto objektu, podľa všeobecne uznávaných noriem, musíte minúť 100 W tepla. Na vykurovanie celého domu teda budete potrebovať:

Q \u003d 70 x 100 \u003d 7000 W \u003d 7 kW tepelnej energie.

Vyberáme tepelné čerpadlo značky "TeploDarom" (model L-024-WLC) s tepelným výkonom W = 7,7 kW. Kompresor jednotky spotrebuje N = 2,5 kW elektrickej energie.

Výpočet kolektora

Pôda v oblasti určenej na výstavbu kolektora je ílovitá, hladina podzemnej vody je vysoká (berieme výhrevnosť p = 35 W/m).

Výkon kolektora je určený vzorcom:

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

L = 5200 / 35 = 148,5 m (približne).

Vychádzajúc zo skutočnosti, že položiť okruh dlhší ako 100 m je iracionálne z dôvodu príliš vysokého hydraulický odpor, akceptujeme nasledovné: kolektor tepelného čerpadla bude pozostávať z dvoch okruhov - 100 m a 50 m dlhých.

Oblasť lokality, ktorú bude potrebné vziať pod kolektor, je určená vzorcom:

Kde A je krok medzi susednými časťami obrysu. Akceptujeme: A = 0,8 m.

Potom S = 150 x 0,8 = 120 štvorcových. m.

Návratnosť tepelného čerpadla

Pokiaľ ide o to, ako dlho bude môcť človek svoje peniaze investované do niečoho vrátiť, znamená to, aká výhodná bola samotná investícia. V oblasti vykurovania je všetko dosť ťažké, pretože si poskytujeme pohodlie a teplo a všetky systémy sú drahé, ale v tomto prípade môžete hľadať možnosť, ktorá by vám vrátila vynaložené peniaze znížením nákladov pri používaní. A keď začnete hľadať vhodné riešenie, porovnávate všetko: plynový kotol, tepelné čerpadlo či elektrokotol. Budeme analyzovať, ktorý systém sa oplatí rýchlejšie a efektívnejšie.

Pojem návratnosti, v tomto prípade zavedenie tepelného čerpadla na modernizáciu existujúceho systému zásobovania teplom, možno jednoducho vysvetliť takto:

K dispozícii je jeden systém - samostatný plynový kotol, ktorý zabezpečuje vykurovací systém a TÚV. K dispozícii je klimatizácia typu split-systém, ktorá poskytuje chlad do jednej miestnosti. Inštalované 3 delené systémy v rôznych miestnostiach.

A existuje aj hospodárnejšia vyspelá technológia – tepelné čerpadlo, ktoré bude vykurovať / chladiť domy a ohrievať vodu v správnom množstve pre dom alebo byt. Je potrebné zistiť, o koľko sa zmenili celkové náklady na zariadenia a počiatočné náklady, ako aj posúdiť, o koľko sa znížili ročné náklady na prevádzku vybraných typov zariadení. A určiť, o koľko rokov sa drahšie zariadenie oplatí s výslednou úsporou. V ideálnom prípade sa porovná niekoľko navrhovaných konštrukčných riešení a vyberie sa cenovo najvýhodnejšie.

Urobíme výpočet a zistíme, aká je doba návratnosti tepelného čerpadla na Ukrajine

Zvážte konkrétny príklad

• Dom na 2 poschodí, dobre zateplený, s celkovou rozlohou 150 m2.
• Systém rozvodu tepla / vykurovania: okruh 1 - podlahové kúrenie, okruh 2 - radiátory (alebo fancoilové jednotky).
• Je inštalovaný plynový kotol na vykurovanie a ohrev teplej vody (TÚV), napríklad 24kW, dvojokruhový.
• Klimatizácia z delených systémov pre 3 izby domu.

Ročné náklady na vykurovanie a ohrev vody

1. Orientačné náklady na kotolňu s plynovým kotlom 24 kW (kotol, potrubie, rozvody, zásobník, merač, montáž) sú cca 1000 Eur. Klimatizácia (jeden split systém) pre takýto dom bude stáť asi 800 eur. Spolu s úpravou kotolne, projekčné práce, napojenie na plynovodnú sieť a montážne práce - 6100 eur.

1. Približná cena tepelného čerpadla Mycond s dodatočným fancoil systémom, inštalačnými prácami a elektrickou prípojkou je 6650 eur.

1. Rast kapitálových investícií je: K2-K1 = 6650 - 6100 = 550 eur (alebo asi 16500 UAH)
2. Zníženie prevádzkových nákladov je: C1-C2 = 27252 - 7644 = 19608 UAH.
3. Doba návratnosti Tokup. = 16500 / 19608 = 0,84 roka!

Jednoduché použitie tepelného čerpadla

Tepelné čerpadlá sú najuniverzálnejšie, multifunkčné a energeticky efektívne zariadenie na vykurovanie domu, bytu, kancelárie alebo komerčného objektu.

Inteligentný riadiaci systém s týždenným alebo denným programovaním, automatickým prepínaním sezónnych nastavení, udržiavaním teploty v domácnosti, ekonomickými režimami, ovládaním podriadeného kotla, kotla, obehových čerpadiel, reguláciou teploty v dvoch vykurovacích okruhoch, je najpokročilejší a najpokročilejší . Invertorové ovládanie kompresora, ventilátora, čerpadiel, umožňuje maximálnu úsporu energie.

Prevádzka tepelného čerpadla pri prevádzke zem-voda

Uloženie kolektora do zeme je možné vykonať tromi spôsobmi.

Horizontálna možnosť

Rúry sú položené v zákopoch "had" do hĺbky presahujúcej hĺbku zamrznutia pôdy (v priemere - od 1 do 1,5 m).

Takýto zberač bude vyžadovať pozemok s dostatočne veľkou rozlohou, ale môže ho postaviť každý majiteľ domu - nebudú potrebné žiadne zručnosti okrem schopnosti pracovať s lopatou.

Malo by sa však vziať do úvahy, že ručná konštrukcia výmenníka tepla je dosť namáhavý proces.

Vertikálna možnosť

Kolektorové potrubia vo forme slučiek v tvare písmena „U“ sú ponorené do vrtov s hĺbkou 20 až 100 m. V prípade potreby je možné vybudovať niekoľko takýchto vrtov. Po inštalácii potrubí sa jamky naplnia cementovou maltou.

Výhodou vertikálneho kolektora je, že na jeho stavbu je potrebná veľmi malá plocha. Neexistuje však spôsob, ako vŕtať studne s hĺbkou viac ako 20 m svojpomocne - budete si musieť najať tím vŕtačov.

Kombinovaný variant

Tento kolektor možno považovať za variáciu horizontálneho, ale bude vyžadovať oveľa menej miesta na stavbu.

Na mieste je vykopaná kruhová studňa s hĺbkou 2 m.

Rúry výmenníka tepla sú uložené v špirále, takže okruh je ako vertikálne namontovaná pružina.

Po dokončení inštalačných prác studňa zaspí. Rovnako ako v prípade horizontálneho výmenníka tepla je možné všetku potrebnú prácu vykonať ručne.

Zberač je naplnený nemrznúcou zmesou - nemrznúcou zmesou alebo roztokom etylénglykolu. Aby sa zabezpečila jeho cirkulácia, do okruhu narazí špeciálne čerpadlo. Po absorpcii tepla pôdy vstupuje nemrznúca zmes do výparníka, kde dochádza k výmene tepla medzi ňou a chladivom.

Je potrebné vziať do úvahy, že neobmedzený odber tepla z pôdy, najmä vertikálnym kolektorom, môže viesť k nežiaducim následkom pre geológiu a ekológiu lokality. Preto je v letnom období nanajvýš žiaduce prevádzkovať HP typu „pôda – voda“ v reverznom režime – klimatizácia.

Plynový vykurovací systém má veľa výhod a jednou z hlavných sú nízke náklady na plyn. Ako vybaviť domáce vykurovanie plynom, budete vyzvaní schémou vykurovania súkromného domu s plynovým kotlom. Zvážte návrh vykurovacieho systému a požiadavky na výmenu.

Prečítajte si o vlastnostiach výberu solárnych panelov na vykurovanie domácnosti v tejto téme.

Výpočet horizontálneho kolektora tepelného čerpadla

Účinnosť horizontálneho kolektora závisí od teploty média, v ktorom je ponorený, od jeho tepelnej vodivosti, ako aj od plochy kontaktu s povrchom potrubia. Metóda výpočtu je pomerne komplikovaná, preto sa vo väčšine prípadov používajú spriemerované údaje.

Predpokladá sa, že každý meter výmenníka tepla poskytuje HP nasledujúci tepelný výkon:

• 10 W - keď je pochovaný v suchej piesočnatej alebo skalnatej pôde;
• 20 W - v suchej hlinenej pôde;
• 25 W - v mokrej hlinenej pôde;
• 35 W - vo veľmi vlhkej ílovitej pôde.

Na výpočet dĺžky kolektora (L) by sa mal požadovaný tepelný výkon (Q) vydeliť výhrevnosťou pôdy (p):

• Pozemok nad kolektorom nie je zastavaný, zatienený, vysadený stromami či kríkmi.
• Vzdialenosť medzi susednými závitmi špirály alebo úsekov "hada" je najmenej 0,7 m.

Ako fungujú tepelné čerpadlá

V každom HP je pracovné médium nazývané chladivo. Zvyčajne freón pôsobí v tejto kapacite, menej často - amoniak. Samotné zariadenie pozostáva iba z troch komponentov:

Výparník a kondenzátor sú dva zásobníky, ktoré vyzerajú ako dlhé zakrivené rúrky - cievky. Kondenzátor je jedným koncom pripojený k výstupu kompresora a výparník k vstupu. Konce cievok sú spojené a na križovatke medzi nimi je inštalovaný redukčný ventil. Výparník je v kontakte - priamo alebo nepriamo - so zdrojovým médiom, kým kondenzátor je v kontakte s vykurovacím systémom alebo systémom TÚV.

Ako funguje tepelné čerpadlo

Prevádzka HP je založená na vzájomnej závislosti objemu, tlaku a teploty plynu. Tu je to, čo sa deje vo vnútri agregátu:

1. Amoniak, freón alebo iné chladivo, ktoré sa pohybuje cez výparník, sa zo zdrojového média zohreje napríklad na teplotu +5 stupňov.
2. Po prechode výparníkom sa plyn dostane ku kompresoru, ktorý ho prečerpá do kondenzátora.
3. Chladivo čerpané kompresorom je zadržiavané v kondenzátore redukčným ventilom, takže jeho tlak je tu vyšší ako vo výparníku. Ako viete, so zvyšujúcim sa tlakom sa zvyšuje teplota akéhokoľvek plynu. Presne to sa deje s chladivom – zohreje sa na 60 – 70 stupňov. Pretože kondenzátor je umývaný chladiacou kvapalinou cirkulujúcou vo vykurovacom systéme, tento sa tiež zahrieva.
4. Cez redukčný ventil je chladivo po malých častiach vypúšťané do výparníka, kde jeho tlak opäť klesá. Plyn expanduje a ochladzuje a keďže časť vnútornej energie stratil v dôsledku prenosu tepla v predchádzajúcej fáze, jeho teplota klesne pod počiatočných +5 stupňov. Po výparníku sa opäť ohrieva, potom je kompresorom čerpaný do kondenzátora - a tak ďalej v kruhu. Vedecky sa tento proces nazýva Carnotov cyklus.

Ale HP zostáva stále veľmi ziskové: za každú spotrebovanú kWh elektriny je možné získať 3 až 5 kWh tepla.

Vplyv počiatočných údajov na výsledok výpočtu

Využime teraz matematický model vytvorený v priebehu výpočtov, aby sme mohli sledovať vplyv rôznych počiatočných údajov na konečný výsledok výpočtu. Je potrebné poznamenať, že výpočty vykonané v programe Excel umožňujú vykonať takúto analýzu veľmi rýchlo.

Na začiatok sa pozrime, ako jeho tepelná vodivosť ovplyvňuje hodnotu tepelného toku do WGT zo zeme.

Ako viete, tepelné čerpadlá využívajú voľné a obnoviteľné zdroje energie: nekvalitné teplo vzduchu, pôdy, podzemné, odpadové a odpadové vody z technologických procesov, otvorené nezamŕzajúce zásobníky. Na to sa minie elektrina, ale pomer množstva prijatej tepelnej energie k množstvu spotrebovanej elektrickej energie je asi 3-7. Presnejšie povedané, zdrojmi nekvalitného tepla môže byť vonkajší vzduch s teplotou -15 až +15°C, odpadový vzduch (15-25°C), podložie (4-10°C) a podzemná voda (viac ako 10 °C) voda , jazerná a riečna voda (0-10 °С), povrchová (0-10 °С) a hlboká (viac ako 20 m) pôda (10 °С).

Ak je ako zdroj tepla zvolený atmosférický alebo vetrací vzduch, využívajú sa tepelné čerpadlá pracujúce podľa schémy „vzduch-voda“. Čerpadlo môže byť umiestnené vo vnútri alebo vonku. Vzduch je do jeho výmenníka privádzaný pomocou ventilátora.

Pri využívaní podzemnej vody ako zdroja tepla sa zo studne čerpá čerpadlom do výmenníka tepla čerpadla voda-voda a buď sa prečerpáva do inej studne, alebo sa vypúšťa do zásobníka.
Ak je zdrojom zásobník, na jeho dne je položená slučka z kovoplastovej alebo plastovej rúry. Cez potrubie cirkuluje roztok glykolu (nemrznúca zmes), ktorý odovzdáva teplo freónu cez výmenník tepla tepelného čerpadla.

Existujú dve možnosti na získanie nízkokvalitného tepla z pôdy: kladenie kovoplastových rúr do výkopov hlbokých 1,2 až 1,5 m alebo do zvislých vrtov hlbokých 20 až 100 m. Niekedy sa potrubia ukladajú vo forme špirál v zákopoch 2 až 4. m. To výrazne znižuje celkovú dĺžku zákopov. Maximálny prenos tepla povrchovej pôdy je 50-70 kWh/m 2 za rok. Životnosť zákopov a studní je podľa zahraničných firiem viac ako 100 rokov.

Výpočet horizontálneho kolektora tepelného čerpadla

Odvod tepla z každého metra potrubia závisí od mnohých parametrov: hĺbka pokládky, dostupnosť podzemnej vody, kvalita pôdy atď. Predbežne možno uvažovať, že pre horizontálne kolektory je to 20 W / m. Presnejšie: suchý piesok - 10, suchá hlina - 20, mokrá hlina - 25, hlina s vysokým obsahom vody - 35 W/m. Rozdiel v teplote chladiacej kvapaliny v priamom a spätnom potrubí slučky sa vo výpočtoch zvyčajne predpokladá na 3 °C. Na mieste nad kolektorom by sa nemali stavať budovy, aby sa vďaka slnečnému žiareniu dopĺňalo teplo zeme.

Minimálna vzdialenosť medzi uloženými rúrami by mala byť 0,7-0,8 m Dĺžka jedného výkopu je zvyčajne od 30 do 120 m Ako chladivo primárneho okruhu sa odporúča použiť 25% roztok glykolu. Pri výpočtoch je potrebné vziať do úvahy, že jeho tepelná kapacita pri teplote 0 ° C je 3,7 kJ / (kg.K), hustota - 1,05 g / cm3. Pri použití nemrznúcej zmesi je tlaková strata v potrubí 1,5-krát väčšia ako pri cirkulácii vody. Pre výpočet parametrov primárneho okruhu inštalácie tepelného čerpadla bude potrebné určiť spotrebu nemrznúcej zmesi:

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

Kde.t je teplotný rozdiel medzi prívodným a spätným vedením, ktorý sa často považuje za 3 K, a Qo je tepelná energia získaná z nízkopotenciálneho zdroja (pôdy). Posledná hodnota sa vypočíta ako rozdiel medzi celkovým výkonom tepelného čerpadla Qwp a elektrickým výkonom vynaloženým na ohrev freónu P:

Qo = Qwp - P, kW.

Celková dĺžka kolektorových rúr L a celková plocha plochy pod ňou A sa vypočítajú podľa vzorcov:

Tu q - špecifický (z 1 m potrubia) odvod tepla; da - vzdialenosť medzi rúrkami (krok kladenia).

Príklad výpočtu tepelného čerpadla

Počiatočné podmienky: potreba tepla chaty s rozlohou 120-240 m 2 (v závislosti od tepelnej izolácie) - 12 kW; teplota vody vo vykurovacom systéme by mala byť 35 ° C; minimálna teplota nosiča tepla je 0 °С. Na vykurovanie objektu bolo zvolené tepelné čerpadlo WPS 140 l (Buderus) s výkonom 14,5 kW (najbližší väčší štandardný rozmer), ktoré spotrebuje na vykurovanie 3,22 kW freónu. Odvod tepla z povrchovej vrstvy zeminy (suchá hlina) q je 20 W/m. Podľa vyššie uvedených vzorcov vypočítame:

1. požadovaný tepelný výkon kolektora Qo = 14,5 - 3,22 = 11,28 kW;
2. celková dĺžka potrubí L = Qo / q = 11,28 / 0,020 = 564 m Na usporiadanie takéhoto kolektora je potrebných 6 okruhov s dĺžkou 100 m;
3. s krokom pokládky 0,75 m, požadovaná plocha miesta A \u003d 600 × 0,75 \u003d 450 m 2;
4. celková spotreba roztoku glykolu Vs = 11.28.3600 / (1.05.3.7.3) = 3,51 m 3 / h, prietok na okruh je 0,58 m 3 / h.

Pre kolektorové zariadenie vyberáme kovovo-plastové potrubie veľkosti 32Ch3 (napríklad Henco). Tlaková strata v ňom bude 45 Pa / m; odpor jedného okruhu je približne 7 kPa; prietok chladiacej kvapaliny - 0,3 m / s.

Výpočet sondy

Pri použití zvislých vrtov s hĺbkou 20 až 100 m sa do nich ponoria kovoplastové alebo plastové (s priemermi nad 32 mm) rúry v tvare U. Do jednej jamky sa spravidla vkladajú dve slučky, po ktorých sa naleje cementovou maltou. Merný odvod tepla takejto sondy môže byť v priemere rovný 50 W/m. Môžete sa tiež zamerať na nasledujúce údaje o odvode tepla:

• suché sedimentárne horniny - 20 W / m;
• skalnatá pôda a vodou nasýtené sedimentárne horniny - 50 W / m;
• horniny s vysokou tepelnou vodivosťou - 70 W / m;
• podzemná voda - 80 W/m.

Teplota pôdy v hĺbke viac ako 15 m je konštantná a je približne +10 °C. Vzdialenosť medzi studňami by mala byť väčšia ako 5 m.V prítomnosti podzemných prúdov by mali byť studne umiestnené na priamke kolmej na tok.

Výber priemerov potrubí sa vykonáva na základe tlakových strát pre požadovaný prietok chladiacej kvapaliny. Výpočet prietoku kvapaliny sa môže uskutočniť pre .t = 5 °C.

Príklad výpočtu: Počiatočné údaje sú rovnaké ako pri výpočte horizontálneho kolektora vyššie. Pri mernom odvode tepla sondy 50 W/m a požadovanom výkone 11,28 kW by mala byť dĺžka sondy L 225 m.

Na konštrukciu kolektora je potrebné vyvŕtať tri studne s hĺbkou 75 m. Do každej z nich umiestnime dve slučky z kovovo-plastovej rúry veľkosti 26Ch3; celkom - 6 vrstevníc po 150 m.

Celkový prietok chladiacej kvapaliny pri t = 5 °С bude 2,1 m3/h; prietok jedným okruhom - 0,35 m3 / h. Obvody budú mať nasledujúce hydraulické charakteristiky: tlaková strata v potrubí - 96 Pa / m (nosič tepla - 25% roztok glykolu); odpor slučky - 14,4 kPa; rýchlosť prúdenia - 0,3 m/s.

Výber vybavenia

Keďže teplota nemrznúcej zmesi sa môže meniť (od -5 do +20 °C), je potrebná expanzná nádrž v primárnom okruhu jednotky tepelného čerpadla.

Odporúča sa tiež nainštalovať akumulačnú nádrž na spiatočke: kompresor tepelného čerpadla pracuje v režime zapnutia/vypnutia. Príliš časté štarty môžu viesť k zrýchlenému opotrebovaniu jeho častí. Nádrž je tiež užitočná ako akumulátor energie - v prípade výpadku prúdu. Jeho minimálny objem sa odoberá rýchlosťou 10-20 litrov na 1 kW výkonu tepelného čerpadla.

Pri použití druhého zdroja energie (elektrický, plynový kotol, kotol na kvapalné alebo tuhé palivá) sa do okruhu pripája cez zmiešavací ventil ktorého pohon je riadený tepelným čerpadlom resp spoločný systém automatizácie.

V prípade možných výpadkov elektriny je potrebné zvýšiť výkon inštalovaného tepelného čerpadla o faktor vypočítaný podľa vzorca: f = 24/(24 - t off), kde t off je doba trvania výpadku elektriny.

V prípade možného výpadku elektriny na 4 hodiny bude tento koeficient rovný 1,2.

Výkon tepelného čerpadla je možné zvoliť na základe monovalentného alebo bivalentného režimu jeho prevádzky. V prvom prípade sa predpokladá využitie tepelného čerpadla ako jediného generátora tepelnej energie.

Malo by sa vziať do úvahy: aj u nás je trvanie období s nízkou teplotou vzduchu malou súčasťou vykurovacieho obdobia. Napríklad pre strednú oblasť Ruska je čas, keď teplota klesne pod -10 °C, iba 900 hodín (38 dní), pričom samotná sezóna trvá 5112 hodín a priemerná januárová teplota je približne -10 °C. Preto je najvhodnejšia prevádzka tepelného čerpadla v bivalentnom režime, ktorý umožňuje zahrnutie dodatočného generátora tepla v obdobiach, keď teplota vzduchu klesne pod určitú hodnotu: -5 ° C - v južných oblastiach Ruska , -10 ° C - v centrálnych. To umožňuje znížiť náklady na tepelné čerpadlo a najmä na inštaláciu primárneho okruhu (ukladanie rýh, vŕtanie studní a pod.), ktoré výrazne narastajú so zvyšovaním kapacity inštalácie.

V podmienkach Stredného regiónu Ruska sa pre približné posúdenie pri výbere tepelného čerpadla pracujúceho v bivalentnom režime môžete zamerať na pomer 70/30: 70 % potreby tepla pokrýva tepelné čerpadlo, a zvyšných 30 % elektrokotlom alebo iným generátorom tepla. V južných regiónoch sa môžete riadiť pomerom výkonu tepelného čerpadla a prídavného generátora tepla, často používaného v západnej Európe: 50 ku 50.

Pre chatu s rozlohou 200 m 2 pre 4 osoby s tepelnou stratou 70 W/m 2 (prepočítané pri teplote vonkajšieho vzduchu -28 °C) bude potreba tepla 14 kW. K tejto hodnote pridajte 700 W pre teplú úžitkovú vodu. V dôsledku toho bude požadovaný výkon tepelného čerpadla 14,7 kW.

Ak existuje možnosť dočasného výpadku prúdu, musíte toto číslo zvýšiť o príslušný faktor. Povedzme, že denná doba odstávky je 4 hodiny, potom by mal byť výkon tepelného čerpadla 17,6 kW (násobiaci faktor - 1,2). V prípade monovalentnej prevádzky si môžete vybrať tepelné čerpadlo zem-voda logafix WPS 160 L (Buderus) s výkonom 17,1 kW so spotrebou 5,5 kW elektrickej energie.

Pre bivalentný systém s prídavným elektrickým ohrievačom a teplotou inštalácie -10 °C pri zohľadnení potreby teplej vody a bezpečnostného faktora by mal byť výkon tepelného čerpadla 11,4 W a elektrokotla - 6,2 kW. (celkovo - 17,6 ). Špičkový elektrický výkon spotrebovaný systémom bude 9,7 kW.

Ako vypočítať náklady na vykurovanie vidieckeho domu?

Výpočty sa robia na základe nasledujúcich parametrov:

Prvým parametrom sú prevádzkové náklady. Na určenie týchto nákladov je potrebné zvážiť náklady na palivo, ktoré sa použije na výrobu tepla. Táto položka zahŕňa aj náklady na údržbu. Najvýnosnejšie v tomto parametri bude vykurovanie, ktorého nosičom energie bude dodávaný hlavný plyn. Ďalším najúčinnejším je TEPELNÉ ČERPADLO.

Druhým parametrom sú náklady na nákup zariadenia a jeho inštaláciu. Najziskovejším a najhospodárnejším v štádiu nákupu a inštalácie bude nákup elektrického kotla. Maximálne náklady sa očakávajú, ak sa rozhodnete pre kúpu kotlov, kde nosičom energie je skvapalnený plyn v plynových nádržiach alebo motorová nafta. Aj tu je TEPELNÉ ČERPADLO optimálne.

Tretí parameter by sa mal považovať za pohodlie pri používaní vykurovacieho zariadenia. Kotly na tuhé palivá v tomto prípade ju možno označiť za najnáročnejšiu na pozornosť. Vyžadujú vašu prítomnosť a doplnenie paliva, zatiaľ čo elektrické a plynové pohony fungujú nezávisle. Pretože plyn a elektrické kotly najpohodlnejšie na použitie pri vykurovaní vidieckych domov. A tu má TEPELNÉ ČERPADLO výhodu. Klimatizácia je najpohodlnejšou vlastnosťou tepelných čerpadiel.

K dnešnému dňu je cenová situácia v Moskovskom regióne nasledovná... Pripojenie plynu k súkromným domom stojí asi 600 000 rubľov. Tiež sa vyžaduje dizajnérske práce a k tomu prislúchajúce schválenia, ktoré sa niekedy naťahujú roky a stoja aj peniaze. Pridajte sem náklady na vybavenie a relatívne krátku dobu opotrebenia (preto plynárenské spoločnosti ponúkajú výkonnejšie plynové kotly aby opotrebovanie-horenie kotla trvalo dlhšie). Vykurovanie na tepelných čerpadlách je už porovnateľné s uvedenou cenou, ale nevyžaduje žiadne schválenia. Tepelné čerpadlo je bežný elektrospotrebič pre domácnosť, ktorý spotrebuje 4-krát menej elektriny ako bežný elektrokotol a je zároveň aj klimatizačným zariadením, teda klimatizáciou. Motorový zdroj moderných tepelných čerpadiel a ešte kvalitnejších (prémiová trieda) im umožňuje pracovať viac ako 20 rokov.

Uvádzame príklady výpočtu tepelných čerpadiel pre rôzne druhy a veľkosti domov.

Najprv musíte určiť tepelné straty vašej budovy v závislosti od oblasti umiestnenia. Prečítajte si viac v "Úplné správy"

V prvom rade je potrebné určiť výkon tepelného čerpadla alebo kotla, keďže ten je jedným z rozhodujúcich technické údaje. Vyberá sa na základe veľkosti tepelných strát budovy. Výpočet tepelnej bilancie domu, berúc do úvahy vlastnosti jeho konštrukcie, by mal vykonať odborník, avšak na približné posúdenie tohto parametra, ak je budova domu navrhnutá s ohľadom na stavebné predpisy, musíte môže použiť nasledujúci vzorec:
Q = k V ∆T
1 kWh = 860 kcal/h
Kde
Q - tepelné straty, (kcal/h)
V je objem miestnosti (dĺžka × šírka × výška), m3;
ΔT - maximálny rozdiel medzi teplotou vzduchu zvonku a vnútri miestnosti v zime, °С;
k je zovšeobecnený súčiniteľ prestupu tepla budovy;
k \u003d 3 ... 4 - budova z dosiek;
k \u003d 2 ... 3 - tehlové steny v jednej vrstve;
k min-max \u003d 1 ... 2 - štandardné murivo (tehla v dvoch vrstvách);

k \u003d 0,6 ... 1 - dobre izolovaná budova;

Príklad výpočtu výkonu plynového kotla pre váš dom:

Pre budovu s objemom V = 10 m × 10 m × 3 m = 300 m3;

Tepelné straty tehlovej budovy (k max \u003d 2) budú:
Q \u003d 2 × 300 × 50 \u003d 30 000 kcal / h \u003d 30 000 / 860 \u003d 35 kW
Toto bude požadovaný minimálny výkon kotla vypočítaný na maximum ...

Zvyčajne sa volí 1,5-násobok výkonovej rezervy, avšak faktory ako neustále bežiace vetranie miestnosti, otvorené prieduchy a dvere veľké námestie zasklenie atď. Ak sa plánuje použitie dvojokruhového kotla (vykurovanie miestností a zásobovanie teplou vodou), jeho kapacita by sa mala ďalej zvýšiť o 10 - 40%. Prísada závisí od množstva spotreby teplej vody.

Príklad výpočtu výkonu tepelného čerpadla pre váš dom:

Pri ΔT = (Tvn - Tnar) = 20 - (-30) = 50 °С;
Tepelné straty tehlovej budovy (k min \u003d 1) budú:
Q \u003d 1 × 300 × 50 \u003d 15 000 kcal / h \u003d 30 000 / 860 \u003d 17 kW
Toto bude požadovaný minimálny výkon kotla, vypočítaný na minimum, pretože nedochádza k vyhoreniu tepelného čerpadla a zdroj závisí od jeho motorického zdroja a cyklovania počas dňa ... Zníženie počtu cyklov zapnutia / vypnutia tepelného čerpadla sa používajú zásobníky tepla.

Takže: Tepelné čerpadlo musí cyklovať 3-5 krát za hodinu.
tie. 17 kW/s hodina -3 cykly

Budete potrebovať vyrovnávaciu nádrž - 3 cykly - 30 l / kW; 5 cyklov - 20 l/kW.

17 kW*30l=500l skladovacia kapacita!!! Výpočty sú približné, tu je dobrá veľká batéria, ale v praxi uvádzajú 200 litrov.

Teraz poďme vypočítať náklady na tepelné čerpadlo a jeho inštaláciu pre váš dom:

Objem budovy je rovnaký V = 10m × 10m × 3m = 300 m3;
Približný výkon sme vypočítali -17kW. Rôzni výrobcovia majú rôzny rozsah výkonov, preto si tepelné čerpadlo vyberajte podľa kvality a ceny spolu s našimi poradcami. Napríklad Waterkotte má 18kW tepelné čerpadlo, ale môžete dodať aj 15kW, keďže v prípade nedostatočného výkonu je v každom tepelnom čerpadle bližšie 6kW špička. Špičkový dohrev trvá relatívne krátko, a preto nie je potrebné preplácať tepelné čerpadlo. Preto si môžete vybrať aj 15 kW, pretože krátkodobo je 15+6=21kW vyššie ako vaše potreby tepla.

Zastavme sa pri 18kW. Cenu tepelného čerpadla špecifikujte s poradcami, keďže dnes sú dodacie podmienky „mierne povedané“ nepredvídateľné. Preto stránka prezentuje továreň.

Ak sa nachádzate v južných oblastiach, tepelné straty vášho domu na základe vyššie uvedených výpočtov budú menšie, pretože ΔT \u003d (Tvn - Tnar) \u003d 20 - (-10) \u003d 30 ° С. a potom ΔT \u003d (Tvn - Tnar) \u003d 20 - (-0) \u003d 20 ° С. Môžete si vybrať tepelné čerpadlo s menším výkonom a navyše podľa princípu fungovania „vzduch-voda“. Naše vzduchové tepelné čerpadlá fungujú efektívne až do -25 stupňov, a preto nie je potrebné vŕtať.

V strednom Rusku a na Sibíri sú geotermálne tepelné čerpadlá fungujúce na princípe „voda-voda“ oveľa efektívnejšie.

Vŕtanie geotermálneho poľa bude stáť rôzne v závislosti od regiónu. V moskovskom regióne je výpočet nákladov nasledovný:

Odoberáme výkon nášho tepelného čerpadla -18kW. Elektrická spotreba takéhoto zemného tepelného čerpadla je približne 18/4=4,5 kWh zo zásuvky. Waterkotte má ešte menej (táto charakteristika sa nazýva COP. Tepelné čerpadlá Waterkotte majú COP 5 a viac). Podľa zákona zachovania výkonu sa elektrická energia prenáša do systému a mení sa na tepelnú energiu, ktorú získavame z geotermálneho zdroja, teda zo sond, ktoré je potrebné navŕtať. 18-4,5 = 13,5 kW napríklad zo Zeme (keďže zdrojom v tomto prípade môže byť horizontálny kolektor, jazierko a pod.).

Prenos tepla pôd na rôznych miestach, dokonca aj v moskovskom regióne, je odlišný. V priemere od 30 do 60W na 1 ot./min., v závislosti od vlhkosti pôdy.

13,5 kW alebo 13500 W delené prestupom tepla. v priemere je to 50W takže 13500/50=270 metrov. Vŕtacie práce stoja v priemere 1200 rubľov / m.p. Získame 270 * 1200 \u003d 324 000 rubľov. na kľúč so vstupom do vykurovacieho bodu.

Náklady na tepelné čerpadlo ekonomickej triedy = 6-7 tisíc dolárov. tie. 180-200 tisíc rubľov

Náklady CELKOM 324 tisíc + 180 tisíc = 504 tisíc rubľov

Pridajte náklady na inštaláciu a náklady na tepelný akumulátor a dostanete o niečo viac ako 600 tisíc rubľov, čo je porovnateľné s nákladmi na dodávku hlavného plynu. Q.E.D.