บทความนี้จะอธิบายตัวเลือกสำหรับการทำความร้อนภายในบ้านและการจ่ายน้ำร้อนโดยใช้ปั๊มความร้อน ตัวเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ และเครื่องกำเนิดความร้อนแบบคาวิเทชั่น ให้วิธีการโดยประมาณในการคำนวณปั๊มความร้อนและเครื่องกำเนิดความร้อน ให้ราคาโดยประมาณในการทำความร้อนบ้านโดยใช้ปั๊มความร้อน

ปั๊มความร้อน การออกแบบเครื่องทำความร้อนในบ้าน

เพื่อให้เข้าใจหลักการทำงานของมันคุณสามารถดูตู้เย็นหรือเครื่องปรับอากาศในครัวเรือนทั่วไปได้

ปั๊มความร้อนสมัยใหม่ถูกนำมาใช้ในการทำงาน ศักยภาพต่ำแหล่งความร้อน: พื้นดิน น้ำใต้ดิน อากาศ หลักการทางกายภาพเดียวกันนี้ใช้ทั้งในตู้เย็นและปั๊มความร้อน (นักฟิสิกส์เรียกกระบวนการนี้ว่าวัฏจักรการ์โนต์) ปั๊มความร้อนเป็นอุปกรณ์ที่ "ปั๊ม" ความร้อนจากตู้เย็นแล้วส่งไปที่หม้อน้ำ เครื่องปรับอากาศจะ “ปั๊ม” ความร้อนจากอากาศในห้องแล้วส่งไปที่หม้อน้ำ แต่จะอยู่ด้านนอก ในเวลาเดียวกันความร้อนที่ "ดูด" จากห้องจะถูกเพิ่มเข้าไปมากขึ้นซึ่งพลังงานไฟฟ้าที่ใช้โดยมอเตอร์ไฟฟ้าของเครื่องปรับอากาศได้ถูกแปลงไป

ตัวเลขที่แสดงอัตราส่วนของพลังงานความร้อนที่สร้างโดยปั๊มความร้อน (เครื่องปรับอากาศหรือตู้เย็น) ต่อพลังงานไฟฟ้าที่ใช้เรียกว่า “ค่าสัมประสิทธิ์ความร้อน” โดยผู้เชี่ยวชาญด้านปั๊มความร้อน ปั๊มความร้อนที่ดีที่สุดมีค่าสัมประสิทธิ์ความร้อนอยู่ที่ 3-4 นั่นคือสำหรับไฟฟ้าทุกๆ กิโลวัตต์-ชั่วโมงที่ใช้โดยมอเตอร์ไฟฟ้า พลังงานความร้อนจะถูกสร้างขึ้น 3-4 กิโลวัตต์-ชั่วโมง (หนึ่งกิโลวัตต์-ชั่วโมงเท่ากับ 860 กิโลแคลอรี) ปัจจัยการแปลง (สัมประสิทธิ์ความร้อน) นี้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของแหล่งความร้อนโดยตรง ยิ่งอุณหภูมิของแหล่งความร้อนสูงเท่าใด ค่าปัจจัยการแปลงก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

เครื่องปรับอากาศใช้พลังงานความร้อนนี้จากอากาศภายนอก และปั๊มความร้อนขนาดใหญ่จะ "สูบออก" ความร้อนเพิ่มเติมนี้ ซึ่งมักจะมาจากอ่างเก็บน้ำ/น้ำใต้ดิน หรือดิน

แม้ว่าอุณหภูมิของแหล่งเหล่านี้จะต่ำกว่าอุณหภูมิอากาศในบ้านที่ให้ความร้อนมาก แต่ปั๊มความร้อนจะแปลงความร้อนอุณหภูมิต่ำจากดินหรือน้ำไปเป็น อุณหภูมิสูงจำเป็นต้องทำให้บ้านร้อน ดังนั้นปั๊มความร้อนจึงถูกเรียกว่า "หม้อแปลงความร้อน" (ดูกระบวนการเปลี่ยนแปลงด้านล่าง)

บันทึก:ปั๊มความร้อนไม่เพียงแต่ทำให้บ้านอบอุ่นเท่านั้น แต่ยังทำให้น้ำในแม่น้ำเย็นลงซึ่งความร้อนจะถูกสูบออกไปอีกด้วย และในยุคของเรา เมื่อแม่น้ำร้อนเกินไปจากน้ำเสียจากอุตสาหกรรมและครัวเรือน การระบายความร้อนของแม่น้ำมีประโยชน์อย่างมากต่อชีวิตของสิ่งมีชีวิตและปลาในนั้น ยิ่งอุณหภูมิของน้ำต่ำลง ออกซิเจนที่จำเป็นสำหรับปลาก็จะละลายในน้ำได้มากขึ้นเท่านั้น ในน้ำอุ่นปลาจะหายใจไม่ออกและในน้ำเย็นพวกมันจะมีความสุข ดังนั้น ปั๊มความร้อน จึงมีแนวโน้มที่ดีในการช่วยเหลือ สิ่งแวดล้อมจาก " มลพิษทางความร้อน".

แต่การติดตั้งระบบทำความร้อนโดยใช้ปั๊มความร้อนยังคงมีราคาแพงเกินไปเนื่องจากต้องใช้การขุดค้นจำนวนมากบวกกับวัสดุสิ้นเปลืองเช่นท่อเพื่อสร้างตัวสะสม/ตัวแลกเปลี่ยนความร้อน

นอกจากนี้ยังควรจดจำด้วยว่าในปั๊มความร้อนเช่นเดียวกับใน ตู้เย็นปกติใช้คอมเพรสเซอร์เพื่อบีบอัดสารทำงาน - แอมโมเนียหรือฟรีออน ปั๊มความร้อนทำงานได้ดีกว่ากับฟรีออน แต่ฟรีออนถูกห้ามใช้แล้วเนื่องจากเมื่อมันเข้าสู่ชั้นบรรยากาศมันจะเผาผลาญโอโซนในชั้นบนซึ่งปกป้องโลกจากรังสีอัลตราไวโอเลตของดวงอาทิตย์

สำหรับฉันแล้วดูเหมือนว่าอนาคตจะเป็นของปั๊มความร้อน แต่ยังไม่มีใครผลิตพวกมันออกมาเป็นจำนวนมาก ทำไม เดาได้ไม่ยาก

หากมีแหล่งพลังงานราคาถูกทางเลือกปรากฏขึ้น จะต้องใส่ก๊าซ น้ำมัน และถ่านหินที่สกัดได้ที่ไหน และผู้ที่จะขายให้ และเราควรตัดขาดทุนมูลค่าหลายพันล้านดอลลาร์จากการระเบิดในเหมืองและเหมืองอย่างไร?

แผนภาพทำความร้อนบ้านของคุณด้วยปั๊มความร้อน

หลักการทำงานของปั๊มความร้อน

แหล่งที่มาของความร้อนคุณภาพต่ำอาจเป็นอากาศภายนอกที่มีอุณหภูมิ -15 ถึง +15°C อากาศที่ระบายออกจากห้องที่มีอุณหภูมิ 15-25°C ดินใต้ผิวดิน (4-10°C) และน้ำใต้ดิน (เพิ่มเติม อุณหภูมิที่มากกว่า 10°C) น้ำในทะเลสาบและแม่น้ำ (0-10°C) พื้นผิว (0-10°C) และดินลึก (มากกว่า 20 ม.) (10°C) ตัวอย่างเช่น ในเนเธอร์แลนด์ ในเมืองเฮียร์เลน มีการใช้เหมืองที่ถูกน้ำท่วมเพื่อจุดประสงค์นี้ น้ำที่เติมเหมืองเก่าที่ระดับ 700 เมตร มีอุณหภูมิคงที่ 32°C

หากใช้อากาศในชั้นบรรยากาศหรืออากาศระบายอากาศเป็นแหล่งความร้อน ระบบทำความร้อนจะทำงานตามรูปแบบอากาศและน้ำ ปั๊มสามารถติดตั้งในอาคารหรือกลางแจ้งได้ อากาศถูกส่งไปยังเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนโดยใช้พัดลม

หากใช้น้ำใต้ดินเป็นแหล่งความร้อน ระบบจะทำงานตามรูปแบบ "น้ำสู่น้ำ" น้ำจะถูกส่งจากบ่อน้ำโดยใช้ปั๊มไปยังตัวแลกเปลี่ยนความร้อนของปั๊ม และหลังจากนำความร้อนออกแล้ว น้ำจะถูกระบายลงบ่ออื่นหรือในอ่างเก็บน้ำ สารป้องกันการแข็งตัวหรือสารป้องกันการแข็งตัวสามารถใช้เป็นสารหล่อเย็นระดับกลางได้ หากแหล่งน้ำทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงาน จะมีห่วงโลหะพลาสติกหรือพลาสติกอยู่ด้านล่าง ท่อพลาสติก. สารละลายไกลคอล (สารป้องกันการแข็งตัว) หรือสารป้องกันการแข็งตัวไหลเวียนผ่านท่อซึ่งถ่ายเทความร้อนไปยังฟรีออนผ่านตัวแลกเปลี่ยนความร้อนของปั๊มความร้อน

เมื่อใช้ดินเป็นแหล่งความร้อน ระบบจะทำงานตามรูปแบบ "น้ำบาดาล" มีสองตัวเลือกที่เป็นไปได้สำหรับการออกแบบตัวสะสม - แนวตั้งและแนวนอน

• เมื่อตัวสะสมอยู่ในแนวนอนท่อโลหะพลาสติกจะถูกวางในร่องลึก 1.2-1.5 ม. หรือในรูปของเกลียวในร่องลึก 2-4 ม. วิธีการวางนี้สามารถลดความยาวของร่องลึกได้อย่างมาก

แผนผังของปั๊มความร้อนที่มีตัวสะสมแนวนอนพร้อมการวางท่อเกลียว

1 - ปั๊มความร้อน; 2 - ท่อวางอยู่ในพื้นดิน; 3 - หม้อต้มน้ำร้อนทางอ้อม; 4 - ระบบทำความร้อน "พื้นอุ่น"; 5 - วงจรจ่ายไฟ น้ำร้อน.

อย่างไรก็ตามเมื่อวางเป็นเกลียวความต้านทานทางอุทกพลศาสตร์จะเพิ่มขึ้นอย่างมากซึ่งนำไปสู่ค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมในการสูบน้ำหล่อเย็นและความต้านทานก็เพิ่มขึ้นเมื่อความยาวของท่อเพิ่มขึ้น

• เมื่อตัวสะสมอยู่ในแนวตั้ง ท่อจะถูกวางในบ่อแนวตั้งที่ความลึก 20-100 ม.

แผนภาพโพรบแนวตั้ง

ภาพถ่ายของยานสำรวจในอ่าว

การติดตั้งโพรบลงในบ่อน้ำ

การคำนวณตัวสะสมปั๊มความร้อนแนวนอน

การคำนวณตัวสะสมปั๊มความร้อนแนวนอน

q - การกำจัดความร้อนจำเพาะ (จากท่อวิ่ง 1 ม.)

• ทรายแห้ง - 10 วัตต์/เมตร
• ดินเหนียวแห้ง - 20 วัตต์/ม.
• ดินเหนียวเปียก - 25 วัตต์/ม.
• ดินเหนียวที่มีปริมาณน้ำสูง - 35 วัตต์/ม.

ความแตกต่างของอุณหภูมิน้ำหล่อเย็นจะปรากฏขึ้นระหว่างลูปทางตรงและทางกลับของตัวสะสม

โดยปกติในการคำนวณจะใช้อุณหภูมิเท่ากับ 3°C ข้อเสียของโครงการนี้คือไม่แนะนำให้สร้างอาคารในพื้นที่เหนือตัวสะสมเพื่อให้ความร้อนของโลกถูกเติมเต็มเนื่องจากการแผ่รังสีแสงอาทิตย์ ระยะห่างที่เหมาะสมระหว่างท่อคือ 0.7-0.8 ม. ในกรณีนี้จะเลือกความยาวของร่องลึกหนึ่งอันตั้งแต่ 30 ถึง 120 ม.

ตัวอย่างการคำนวณปั๊มความร้อน

ฉันจะให้การคำนวณโดยประมาณของปั๊มความร้อนสำหรับบ้านเชิงนิเวศของเราที่อธิบายไว้ในบทความ

เชื่อกันว่าการทำความร้อนบ้านที่มีเพดานสูง 3 ม. จำเป็นต้องใช้ไฟ 1 กิโลวัตต์ พลังงานความร้อนต่อพื้นที่ 10 ตร.ม. ด้วยพื้นที่บ้าน 10x10 ม. = 100 ตร.ม. ต้องใช้พลังงานความร้อน 10 กิโลวัตต์

เมื่อใช้พื้นที่ทำความร้อน อุณหภูมิน้ำหล่อเย็นในระบบควรเป็น 35°C และอุณหภูมิน้ำหล่อเย็นขั้นต่ำควรเป็น 0°C

ตารางที่ 1. ข้อมูลปั๊มความร้อน Thermia Villa

เพื่อให้ความร้อนแก่อาคารคุณต้องเลือกปั๊มความร้อนที่มีกำลัง 15.6 kW (ขนาดมาตรฐานที่ใหญ่กว่าที่ใกล้ที่สุด) ซึ่งใช้ 5 kW ในการใช้งานคอมเพรสเซอร์ เราเลือกการกำจัดความร้อนจากชั้นผิวดินตามชนิดของดิน สำหรับ (ดินเหนียวเปียก) q คือ 25 วัตต์/ม.

คำนวณพลังของตัวสะสมความร้อน:

Qo=Qwp-P โดยที่

คิว- กำลังสะสมความร้อน, กิโลวัตต์;

Qwp- พลังงานปั๊มความร้อน, กิโลวัตต์;

ป- พลังงานไฟฟ้าของคอมเพรสเซอร์, กิโลวัตต์

พลังงานความร้อนที่ต้องการของตัวสะสมจะเป็น:

Qo=15.6-5=10.6 กิโลวัตต์;

ทีนี้มาพิจารณาความยาวรวมของท่อ:

L=Qo/q โดยที่ q คือการกำจัดความร้อนจำเพาะ (จากท่อที่วิ่งอยู่ 1 เมตร) kW/m

ยาว=10.6/0.025 = 424 ม.

ในการจัดระเบียบตัวสะสมคุณจะต้องมี 5 วงจรแต่ละวงจรยาว 100 ม. จากนี้เราจะกำหนดพื้นที่ที่ต้องการของไซต์สำหรับการวางวงจร

A=Lхda โดยที่ da คือระยะห่างระหว่างท่อ (ระยะพิทช์) m

ด้วยขั้นตอนการวาง 0.75 ม. พื้นที่ที่ต้องการของไซต์จะเป็น:

ก=500x0.75=375 ตร.ม.

การคำนวณตัวสะสมแนวตั้ง

เมื่อเลือกตัวสะสมแนวตั้งบ่อจะถูกเจาะลึก 20 ถึง 100 ม. ท่อโลหะพลาสติกหรือพลาสติกรูปตัวยูถูกแช่อยู่ในนั้น ในการทำเช่นนี้ให้สอดสองห่วงเข้าไปในบ่อเดียวแล้วเทปูนซีเมนต์ลงไป การกำจัดความร้อนจำเพาะของตัวสะสมดังกล่าวคือ 50 W/m

เพื่อการคำนวณที่แม่นยำยิ่งขึ้น ให้ใช้ข้อมูลต่อไปนี้:

• หินตะกอนแห้ง - 20 วัตต์/เมตร;
• ดินหินและหินตะกอนที่มีน้ำอิ่มตัว - 50 W/m;
• หินที่มีค่าการนำความร้อนสูง - 70 W/m;
• น้ำบาดาล - 80 วัตต์/ม.

ที่ระดับความลึกมากกว่า 15 เมตร อุณหภูมิพื้นดินจะอยู่ที่ประมาณ +10°C ต้องคำนึงว่าระยะห่างระหว่างบ่อต้องมากกว่า 5 ม. หากมีกระแสใต้ดินอยู่ในดินต้องเจาะบ่อในแนวตั้งฉากกับการไหล

ตัวอย่าง: L=Qo/q=10.6/0.05=212 ม.

ดังนั้น ด้วยการกำจัดความร้อนจำเพาะของตัวสะสมแนวตั้งที่ 50 วัตต์/เมตร และกำลังที่ต้องการ 10.6 กิโลวัตต์ ความยาวท่อ L ควรอยู่ที่ 212 ม.

ในการติดตั้งตัวสะสมจำเป็นต้องเจาะสามหลุมที่มีความลึก 75 ม. ในแต่ละหลุมเราวางท่อโลหะพลาสติกสองห่วงรวม - 6 ห่วงแต่ละ 150 ม.

การทำงานของปั๊มความร้อนเมื่อทำงานตามรูปแบบ "น้ำบาดาล"

ท่อวางอยู่ในพื้นดิน เมื่อมีการสูบสารหล่อเย็นผ่าน สารตัวหลังจะร้อนขึ้นจนถึงอุณหภูมิของดิน นอกจากนี้ตามรูปแบบน้ำจะเข้าสู่ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนของปั๊มความร้อนและถ่ายเทความร้อนทั้งหมดไปยังวงจรภายในของปั๊มความร้อน

สารทำความเย็นภายใต้ความดันจะถูกสูบเข้าไปในวงจรภายในของปั๊มความร้อน ฟรีออนหรือสารทดแทนถูกใช้เป็นสารทำความเย็น เนื่องจากฟรีออนทำลายชั้นโอโซนในบรรยากาศและห้ามใช้ในการพัฒนาใหม่ สารทำความเย็นมีจุดเดือดต่ำ ดังนั้นเมื่อความดันในเครื่องระเหยลดลงอย่างรวดเร็ว สารทำความเย็นจะเปลี่ยนจากของเหลวเป็นก๊าซที่อุณหภูมิต่ำ

หลังจากเครื่องระเหย ก๊าซทำความเย็นจะเข้าสู่คอมเพรสเซอร์และถูกบีบอัดโดยคอมเพรสเซอร์ ในขณะเดียวกันก็ร้อนขึ้นและความดันก็เพิ่มขึ้น สารทำความเย็นที่ร้อนจะเข้าสู่คอนเดนเซอร์ซึ่งมีการแลกเปลี่ยนความร้อนเกิดขึ้นระหว่างคอนเดนเซอร์กับสารหล่อเย็น ไปป์ไลน์ส่งคืน. เมื่อให้ความร้อน สารทำความเย็นจะเย็นลงและกลายเป็นสถานะของเหลว สารหล่อเย็นจะเข้าสู่ระบบทำความร้อน และเมื่อเย็นลงอีกครั้ง ก็จะถ่ายเทความร้อนไปที่ห้อง เมื่อสารทำความเย็นผ่าน วาล์วลดความดัน,ความดันลดลงและกลับเข้าสู่สถานะของเหลว หลังจากนั้นวงจรจะเกิดซ้ำ

ในฤดูหนาว ปั๊มความร้อนจะทำงานเป็นเครื่องทำความร้อน และในสภาพอากาศร้อนก็สามารถใช้เพื่อทำให้ห้องเย็นลงได้ (ในกรณีนี้ ปั๊มความร้อนจะไม่ให้ความร้อน แต่จะทำความเย็นให้กับน้ำหล่อเย็น-น้ำ และน้ำเย็นใน หมุนใช้ทำให้อากาศภายในห้องเย็นลงได้)

โดยทั่วไปปั๊มความร้อนจะเป็นเครื่องจักรคาร์โนต์ที่ทำงานถอยหลัง ตู้เย็นจะสูบความร้อนจากปริมาตรความเย็นไปสู่อากาศโดยรอบ หากคุณวางตู้เย็นไว้ข้างนอก โดยดึงความร้อนจากอากาศภายนอกแล้วถ่ายเทเข้าไปภายในบ้าน คุณสามารถทำให้ห้องร้อนด้วยวิธีง่ายๆ ในระดับหนึ่งได้

อย่างไรก็ตาม ตามที่แสดงให้เห็นในทางปฏิบัติ ปั๊มความร้อนเพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอที่จะจ่ายความร้อนและน้ำร้อนให้กับบ้านได้ ฉันกล้าเสนอว่าอะไรคือแผนการทำความร้อนและน้ำร้อนที่เหมาะสมที่สุดสำหรับบ้าน

โครงการที่เสนอเพื่อจัดหาบ้านด้วยความร้อนและน้ำร้อน

1 - เครื่องกำเนิดความร้อน; 2 - ตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์; 3 - หม้อต้มน้ำร้อนทางอ้อม; 4 - ปั๊มความร้อน; 5 - ท่อส่งลงดิน; 6 - หน่วยการไหลเวียนของระบบสุริยะ 7 - หม้อน้ำทำความร้อน; 8 - วงจรจ่ายน้ำร้อน; 9 - ระบบทำความร้อน "พื้นอุ่น"

โครงการนี้เกี่ยวข้องกับการใช้แหล่งความร้อนสามแหล่งพร้อมกัน บทบาทหลักเล่นโดยเครื่องกำเนิดความร้อน (1) ปั๊มความร้อน (4) และ ตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์(2) ซึ่งทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบเสริมและช่วยลดค่าไฟฟ้าที่ใช้ส่งผลให้ประสิทธิภาพการทำความร้อนเพิ่มขึ้น การใช้แหล่งความร้อนสามแหล่งพร้อมกันช่วยขจัดอันตรายได้เกือบทั้งหมด ระบบค้าง.

ท้ายที่สุดแล้ว ความน่าจะเป็นที่จะเกิดความล้มเหลวของทั้งเครื่องกำเนิดความร้อน ปั๊มความร้อน และตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ในเวลาเดียวกันนั้นมีน้อยมาก แผนภาพแสดงสองตัวเลือกสำหรับห้องทำความร้อน: หม้อน้ำ (7) และ "พื้นอุ่น" (9) นี่ไม่ได้หมายความว่าคุณต้องใช้ทั้งสองตัวเลือก แต่เพียงแสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ในการใช้ทั้งสองตัวเลือกเท่านั้น

หลักการทำงานของวงจรทำความร้อน

เครื่องกำเนิดความร้อน (1) จ่ายน้ำร้อนให้กับหม้อต้มน้ำ (3) และวงจรที่ประกอบด้วยเครื่องทำความร้อนหม้อน้ำ (7) หม้อไอน้ำยังได้รับน้ำหล่อเย็นที่ให้ความร้อนจากปั๊มความร้อน (4) และตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ (2) ส่วนหนึ่งของน้ำอุ่นจากปั๊มความร้อนจะถูกส่งไปยังอินพุตของเครื่องกำเนิดความร้อนด้วย เมื่อผสมกับวงจรทำความร้อน "กลับ" จะทำให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้น สิ่งนี้มีส่วนช่วยให้น้ำร้อนในคาวิเตเตอร์ของเครื่องกำเนิดความร้อนมีประสิทธิภาพมากขึ้น น้ำร้อนและสะสมในหม้อไอน้ำจะถูกส่งไปยังวงจรระบบ "พื้นอุ่น" (9) และวงจรจ่ายน้ำร้อน (8)

แน่นอนว่าประสิทธิผลของโครงการนี้จะแตกต่างกันไปในแต่ละละติจูด ท้ายที่สุดแล้ว ตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์จะมีประสิทธิภาพมากที่สุดในฤดูร้อนและแน่นอนในสภาพอากาศที่มีแดดจ้า ในละติจูดของเรา ไม่จำเป็นต้องให้ความร้อนแก่ที่อยู่อาศัยในฤดูร้อน ดังนั้นจึงสามารถปิดเครื่องกำเนิดความร้อนได้เลย และเนื่องจากฤดูร้อนของเราค่อนข้างร้อนและเราแทบจะจินตนาการไม่ออกว่าชีวิตของเราหากไม่มีเครื่องปรับอากาศ ปั๊มความร้อนจึงควรเปิดในโหมดทำความเย็น โดยธรรมชาติแล้วท่อที่ส่งจากปั๊มความร้อนไปยังหม้อไอน้ำจะถูกปิดกั้น ดังนั้นปัญหาการจัดหาน้ำร้อนจึงควรจะแก้ไขได้ด้วยความช่วยเหลือของระบบสุริยะเท่านั้น และเฉพาะในกรณีที่ระบบสุริยะไม่สามารถรับมือกับงานนี้ได้ ให้ใช้เครื่องกำเนิดความร้อน

อย่างที่คุณเห็นโครงการนี้ค่อนข้างซับซ้อนและมีราคาแพง ค่าใช้จ่ายโดยประมาณทั่วไปขึ้นอยู่กับรูปแบบที่เลือกแสดงไว้ด้านล่าง

ค่าใช้จ่ายสำหรับตัวสะสมแนวตั้ง:

• ปั๊มความร้อน 6000 €;
• งานเจาะ 6000 €;
• ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน (ไฟฟ้า): ประมาณ 400 €ต่อปี

สำหรับตัวสะสมแนวนอน:

• ปั๊มความร้อน 6000 €;
• งานเจาะ 3000 €;
• ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน (ไฟฟ้า): ประมาณ 450 ยูโรต่อปี

ค่าใช้จ่ายจำนวนมากจะรวมถึงการซื้อท่อและการจ่ายเงินคนงาน

การติดตั้งตัวเก็บพลังงานแสงอาทิตย์แบบแผ่นเรียบ (เช่น Vitosol 100-F และเครื่องทำน้ำอุ่นขนาด 300 ลิตร) จะมีราคา 3,200 ยูโร

เริ่มจากง่ายไปซับซ้อนกันดีกว่า ขั้นแรก เราจะประกอบวงจรทำความร้อนในบ้านแบบง่ายๆ โดยใช้เครื่องกำเนิดความร้อน ตรวจแก้จุดบกพร่อง และค่อยๆ เพิ่มองค์ประกอบใหม่เข้าไปซึ่งจะทำให้เราสามารถเพิ่มประสิทธิภาพของการติดตั้งได้

มาประกอบระบบทำความร้อนตามแผนภาพต่อไปนี้:

โครงการทำความร้อนบ้านโดยใช้เครื่องกำเนิดความร้อน

1 - เครื่องกำเนิดความร้อน; 2 - หม้อต้มน้ำร้อนทางอ้อม; 3 - ระบบทำความร้อน "พื้นอุ่น"; 4 - วงจรจ่ายน้ำร้อน

ในที่สุดเราก็ได้ โครงการที่ง่ายที่สุดการทำความร้อนในบ้าน ฉันแบ่งปันความคิดเพื่อกระตุ้นให้คนเชิงรุกพัฒนาแหล่งพลังงานทางเลือก หากใครมีความคิดเห็นหรือข้อโต้แย้งต่อสิ่งที่เขียนไว้ข้างต้น มาแบ่งปันความคิด สะสมความรู้และประสบการณ์ในเรื่องนี้ แล้วเราจะรักษาสิ่งแวดล้อมและทำให้ชีวิตดีขึ้นอีกนิด

ดังที่เราเห็นที่นี่ องค์ประกอบหลักและองค์ประกอบเดียวที่ให้ความร้อนแก่สารหล่อเย็นคือตัวกำเนิดความร้อน แม้ว่าวงจรจะมีแหล่งความร้อนเพียงแหล่งเดียว แต่ก็ทำให้สามารถเพิ่มอุปกรณ์ทำความร้อนเพิ่มเติมได้ ในการทำเช่นนี้สันนิษฐานว่ามีการใช้หม้อต้มน้ำร้อนทางอ้อมโดยมีความเป็นไปได้ที่จะเพิ่มหรือถอดตัวแลกเปลี่ยนความร้อน

การใช้เครื่องทำความร้อนหม้อน้ำที่มีอยู่ในแผนภาพที่แสดงในรูปที่หนึ่งด้านบนไม่ได้ตั้งใจ ดังที่คุณทราบระบบ "พื้นอุ่น" สามารถรับมือกับงานห้องทำความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นและช่วยให้คุณประหยัดพลังงาน

โปรดทราบ: ราคานี้ใช้ได้สำหรับปี 2009

4.1. หลักการทำงานของปั๊มความร้อน

การใช้แหล่งพลังงานทางเลือกที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมสามารถป้องกันวิกฤตพลังงานในการผลิตเบียร์ในยูเครนได้ นอกเหนือจากการค้นหาและพัฒนาแหล่งดั้งเดิม (ก๊าซ น้ำมัน) ทิศทางที่น่าหวังคือการใช้พลังงานที่สะสมในอ่างเก็บน้ำ ดิน แหล่งความร้อนใต้พิภพ การปล่อยมลพิษทางเทคโนโลยี (อากาศ น้ำ น้ำเสีย ฯลฯ) อย่างไรก็ตาม อุณหภูมิของแหล่งเหล่านี้ค่อนข้างต่ำ (0–25 °C) และเพื่อการใช้งานอย่างมีประสิทธิภาพ จำเป็นต้องถ่ายโอนพลังงานนี้ไปยังระดับอุณหภูมิที่สูงขึ้น (50–90 °C) การเปลี่ยนแปลงนี้เกิดขึ้นได้จากปั๊มความร้อน (TH) ซึ่งเป็นเครื่องทำความเย็นแบบอัดไอ (รูปที่ 4.1)

แหล่งอุณหภูมิต่ำ (LT) จะทำให้เครื่องระเหยร้อน (3) โดยที่สารทำความเย็นจะเดือดที่อุณหภูมิ –10 °C…+5 °C ถัดไป ความร้อนที่ถ่ายโอนไปยังสารทำความเย็นจะถูกถ่ายโอนโดยวงจรการอัดไอแบบคลาสสิกไปยังคอนเดนเซอร์ (4) จากจุดที่จ่ายให้กับผู้บริโภค (HTP) ในระดับที่สูงขึ้น

ปั๊มความร้อนถูกนำมาใช้ใน อุตสาหกรรมต่างๆภาคอุตสาหกรรม ที่อยู่อาศัย และภาครัฐ ปัจจุบันมีปั๊มความร้อนหลากหลายขนาดมากกว่า 10 ล้านเครื่องที่ใช้งานอยู่ในโลก: ตั้งแต่สิบกิโลวัตต์ไปจนถึงเมกะวัตต์ ทุกปีกองเรือ TN จะถูกเติมเต็มประมาณ 1 ล้านหน่วย ดังนั้นในสตอกโฮล์มความร้อน สถานีสูบน้ำด้วยกำลังการผลิต 320 เมกะวัตต์ ใช้น้ำทะเลที่มีอุณหภูมิ +4°C ในฤดูหนาว ให้ความร้อนทั่วทั้งเมือง ในปี พ.ศ. 2547 กำลังการผลิตปั๊มความร้อนที่ติดตั้งในยุโรปอยู่ที่ 4,531 เมกะวัตต์ และพลังงานปั๊มความร้อนเทียบเท่ากับ 1.81 พันล้าน ลบ.ม. ถูกสร้างขึ้นทั่วโลกโดยปั๊มความร้อน ก๊าซธรรมชาติ. ปั๊มความร้อนที่ใช้ความร้อนใต้พิภพและน้ำใต้ดินประหยัดพลังงาน ในสหรัฐอเมริกา กฎหมายของรัฐบาลกลางได้อนุมัติข้อกำหนดสำหรับการบังคับใช้ปั๊มความร้อนใต้พิภพ (GHP) ในการก่อสร้างอาคารสาธารณะแห่งใหม่ ในสวีเดน 50% ของการทำความร้อนทั้งหมดมาจากปั๊มความร้อนจากแหล่งพื้นดิน ตามรายงานของคณะกรรมการพลังงานโลกภายในปี 2563 ส่วนแบ่งของปั๊มความร้อนใต้พิภพจะอยู่ที่ 75% อายุการใช้งานของหน่วยกังหันก๊าซคือ 25–50 ปี แนวโน้มการใช้ปั๊มความร้อนในยูเครนแสดงอยู่ใน

ปั๊มความร้อนแบ่งตามหลักการทำงาน (คอมเพรสเซอร์ การดูดซับ) และประเภทของห่วงโซ่การถ่ายเทความร้อน "ผู้บริโภคต้นทาง" ปั๊มความร้อนประเภทต่อไปนี้มีความโดดเด่น: อากาศสู่อากาศ, อากาศสู่น้ำ, น้ำสู่อากาศ, น้ำสู่น้ำ, พื้นดินสู่อากาศ, พื้นดินสู่น้ำ โดยที่แหล่งความร้อนอยู่ ระบุไว้ก่อน หากใช้เฉพาะปั๊มความร้อนเพื่อให้ความร้อน ระบบจะเรียกว่าโมโนวาเลนท์ นอกเหนือจากปั๊มความร้อนแล้ว แหล่งความร้อนอื่นเชื่อมต่ออยู่ โดยทำงานแยกกันหรือขนานกับปั๊มความร้อน ระบบจะเรียกว่าไบวาเลนต์

ข้าว. 4.1. แผนภาพปั๊มความร้อนไฮดรอลิก:

1 – คอมเพรสเซอร์; 2 – แหล่งความร้อนระดับต่ำ (LHS); 3 – เครื่องระเหยปั๊มความร้อน;

4 – คอนเดนเซอร์ปั๊มความร้อน; 5 – ผู้บริโภคความร้อน ระดับสูง(เอชทีพี);

6 – เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนอุณหภูมิต่ำ 7 – ตัวควบคุมการไหลของสารทำความเย็น;

8 – เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่อุณหภูมิสูง

ปั๊มความร้อนพร้อมท่อไฮดรอลิก (ปั๊มน้ำ, เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน, วาล์วปิดฯลฯ) เรียกว่า หน่วยปั๊มความร้อน หากตัวกลางที่ระบายความร้อนในเครื่องระเหยนั้นเหมือนกับตัวกลางที่ให้ความร้อนในคอนเดนเซอร์ (น้ำ-น้ำ, อากาศ-อากาศ) ดังนั้นโดยการเปลี่ยนการไหลของตัวกลางเหล่านี้จึงเป็นไปได้ที่จะเปลี่ยนโหมด HP เป็นแบบย้อนกลับ (เย็นลงเป็นร้อน) และในทางกลับกัน). หากสื่อเป็นก๊าซการเปลี่ยนแปลงระบอบการปกครองดังกล่าวเรียกว่าวงจรนิวแมติกแบบพลิกกลับได้หากเป็นของเหลว - วงจรไฮดรอลิกแบบพลิกกลับได้ (รูปที่ 4.2)

ข้าว. 4.3. แผนภาพปั๊มความร้อนอากาศและน้ำ

ปั๊มความร้อนแบบอากาศสู่น้ำถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบปรับอากาศ อากาศภายนอกจะถูกเป่าผ่านเครื่องระเหย และความร้อนที่ถูกดึงออกจากคอนเดนเซอร์จะทำให้น้ำที่ใช้ทำความร้อนภายในอาคารร้อนขึ้น (รูปที่ 4.3)

ข้อดีของระบบดังกล่าวคือความพร้อมของแหล่งความร้อน (อากาศ) ระดับต่ำ อย่างไรก็ตามอุณหภูมิของอากาศจะแปรผันเป็นช่วงกว้างถึง ค่าลบ. ในกรณีนี้ประสิทธิภาพของปั๊มความร้อนจะลดลงอย่างมาก ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอากาศภายนอกจาก 7 °C เป็นลบ 10 °C จะทำให้ประสิทธิภาพของปั๊มความร้อนลดลง 1.5–2 เท่า

ในการจ่ายน้ำจากปั๊มความร้อนไปยังห้องที่ให้ความร้อนจะมีการติดตั้งตัวแลกเปลี่ยนความร้อนในตัวเรียกว่า "คอยล์พัดลม" ในวรรณคดี น้ำถูกส่งไปยังชุดคอยล์พัดลมโดยระบบไฮดรอลิก - สถานีสูบน้ำ (รูปที่ 4.4)

ข้าว. 4.4. แผนภาพสถานีสูบน้ำ:

P – เกจวัดความดัน RB – ถังขยาย; AB – ถังเก็บน้ำ; RP – สวิตช์การไหล; ยังไม่มีข้อความ – ปั๊ม;

BC – วาล์วปรับสมดุล; F – ตัวกรอง; ตกลง – เช็ควาล์ว; B – วาล์ว; T – เทอร์โมมิเตอร์;

พีซี – วาล์วนิรภัย; TP – เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบฟรีออนและของเหลว THXK – วาล์วสามทาง; KPV - วาล์วเติมของเหลว KPV - วาล์วแต่งหน้าอากาศ KVV - วาล์วปล่อยอากาศ

เพื่อเพิ่มความแม่นยำในการรักษาอุณหภูมิห้องและลดแรงเฉื่อย จึงได้ติดตั้งถังเก็บในระบบไฮดรอลิก ความจุของถังเก็บสามารถกำหนดได้จากสูตร:

ความสามารถในการทำความเย็นของ HP, kW อยู่ที่ไหน;

– ปริมาตรของห้องเย็น m 3 ;

– ปริมาณน้ำในระบบ, l;

Z – จำนวนระดับพลัง HP

หาก V AB กลายเป็นลบ แสดงว่าไม่ได้ติดตั้งถังเก็บ

เพื่อชดเชยการขยายตัวทางความร้อนของน้ำ จึงได้ติดตั้งถังขยายในระบบไฮดรอลิก มีการติดตั้งถังขยายไว้ที่ด้านดูดของปั๊ม ปริมาตรของถังขยายถูกกำหนดโดยสูตร:

โดยที่ V syst คือปริมาตรของระบบ l;

k – สัมประสิทธิ์การขยายตัวตามปริมาตรของของเหลว (น้ำ 3.7·10 -4, สารป้องกันการแข็งตัว (4.0–5.5)·10 -4)

ΔT – ความแตกต่างของอุณหภูมิของเหลว (เมื่อทำงานในโหมดทำความเย็นเท่านั้น)

ΔT = t สภาพแวดล้อม – ​​4 °C; เมื่อทำงานในโหมดปั๊มความร้อน ΔT=60 °C – 4 °C = 56 °C);

P ตั้งค่าวาล์วนิรภัยล่วงหน้า

แรงดันในระบบ (P syst) ขึ้นอยู่กับตำแหน่งสัมพัทธ์ของสถานีสูบน้ำและผู้บริโภคขั้นสุดท้าย (คอยล์พัดลม) หากสถานีสูบน้ำตั้งอยู่ต่ำกว่าผู้ใช้บริการขั้นสุดท้าย ความดัน (ระบบ P) จะถูกกำหนดเป็นความแตกต่างของความสูงสูงสุด (เป็นบาร์) บวก 0.3 บาร์ หากสถานีสูบน้ำตั้งอยู่เหนือผู้บริโภคทั้งหมด ระบบ P = 1.5 บาร์

ถังขยายจะถูกปั๊มล่วงหน้าด้วยอากาศโดยมีแรงดันน้อยกว่าที่คำนวณไว้ 0.1–0.3 บาร์ และหลังการติดตั้ง ความดันจะกลับสู่สภาวะปกติ

การออกแบบถังขยายแสดงไว้ในรูปที่ 1 4.5.

ข้าว. 4.5. การออกแบบถังขยาย:

1 – ตำแหน่งของเมมเบรนก่อนการติดตั้ง (สูบลมล่วงหน้า 0.1–0.3 บาร์)

2 – ตำแหน่งของเมมเบรนหลังจากเชื่อมต่อถังเข้ากับเครือข่าย

3 – ตำแหน่งของเมมเบรนระหว่างการขยายตัวทางความร้อนของของเหลว

มีการผลิตยูนิตขยาย (รูปที่ 4.6) ซึ่งรักษาแรงดันด้านน้ำในระบบทำความร้อนและปรับอากาศปริมาณมาก อุปกรณ์นี้มาพร้อมกับโปรเซสเซอร์ที่ตั้งโปรแกรมได้อย่างอิสระ และสามารถเชื่อมต่อผ่านอินเทอร์เฟซไปยังแผงควบคุมส่วนกลางได้ สิ่งนี้ทำให้การควบคุมการทำงานของระบบง่ายขึ้นอย่างมาก

ข้อมูลจำเพาะ:

1. ปริมาณลิตร 200–5,000;
2. ขีดสุด แรงดันเกิน, บาร์ 10.0;
3. อุณหภูมิสูงสุด°C 120

สวิตช์การไหล (RP) จะปิดเครื่องทำความเย็นในกรณีที่ไม่มีการไหลของของเหลว ซึ่งจะช่วยป้องกันการแข็งตัวของของเหลวในตัวแลกเปลี่ยนความร้อน (HE) วาล์วสามทางผสมกระแสของของไหลสองรายการ (A และ B) เพื่อรักษาอุณหภูมิของของไหลที่กำหนด วาล์วสามทางถูกควบคุมโดยไมโครคอนโทรลเลอร์

ข้าว. 4.6. หน่วยขยายสำหรับระบบทำความร้อนและปรับอากาศ

ออกแบบ วาล์วสามทางแสดงในรูปที่. 4.7.

ในตำแหน่งสุดขั้วล่างของกรวยปิด ทางผ่านไปยังการไหล B จะถูกปิด ในตำแหน่งด้านบนของกรวย ทางผ่านไปยังการไหล A จะถูกปิด เพื่อย้ายกรวยปิดไปเหนือจังหวะทั้งหมดจากสุดขั้วด้านหนึ่ง ตำแหน่งอื่นแรงดันไฟฟ้าควบคุมจะจ่ายให้กับไดรฟ์ไฟฟ้าในช่วงตั้งแต่ 0 ถึง 10 V แหล่งจ่ายไฟของมอเตอร์ไฟฟ้า - 24 V.

ข้าว. 4.7. วาล์วสามทางเพื่อควบคุมการไหลของของไหล

สัญญาณควบคุมเกี่ยวกับตำแหน่งของกรวยปิดจะออกจากเอาต์พุตชุดขับ จังหวะเต็มของกรวยคือ 100–150 วินาที สามารถเคลื่อนย้ายกรวยด้วยตนเองได้โดยใช้ปุ่มเลขฐานสิบหก

การรั่วไหลของของเหลวเมื่อปิดช่องไม่เกิน 1% ของปริมาณงาน หากวาล์วสามทางผิดปกติและ ระบบไฮดรอลิกหลังจากวาล์วสามทาง ของเหลวจะไหลเวียนผ่านเช็ควาล์ว (OK)

ในการตั้งค่าการไหลของของไหลที่คำนวณได้ในระบบ จะใช้วาล์วปรับสมดุลซึ่งเป็นวาล์วควบคุมแบบแมนนวลหรืออัตโนมัติที่มีความแม่นยำสูง วาล์วปรับสมดุลมีเอาต์พุตสำหรับวัดการไหลและความดันของของไหล มีวาล์วปรับสมดุลซึ่งปรับโดยตัวควบคุมการทดสอบการใช้งาน ในการกำหนดค่าวาล์วปรับสมดุล ค่าที่คำนวณได้ของการไหลและความดันจะถูกป้อนลงในตัวควบคุมการปรับ หลังจากนั้นตัวควบคุมจะตั้งค่าวาล์วปรับสมดุลไปยังตำแหน่งที่ต้องการโดยอัตโนมัติ

ถังขยายเชื่อมต่อกับวาล์วป้อนของเหลว (LPV) และวาล์วป้อนอากาศ (APV) เมื่อติดตั้งตัวกรอง (F) คุณต้องใส่ใจกับทิศทางการไหลของของไหลผ่านตัวกรอง มีการติดตั้งวาล์วปล่อยลมอัตโนมัติ (VV) ไว้ที่จุดสูงสุดของวงจรไฮดรอลิก วาล์วนิรภัยปรับตามแรงดันสูงสุดที่อนุญาตขององค์ประกอบที่อ่อนแอที่สุดในเครือข่ายบวก 1 บาร์ (7–10 บาร์)

หากจำเป็นต้องทำงานตามวงจรไบวาเลนต์ คุณสามารถเชื่อมต่อหม้อต้มน้ำที่ให้ความร้อนด้วยไฟฟ้าขนานกับ HP ตามแผนภาพที่แสดงในรูปที่ 1 4.8.

ข้าว. 4.8. แผนภาพการเชื่อมต่อ หม้อต้มน้ำไฟฟ้าสู่ระบบปั๊มความร้อน

4.2.2. ปั๊มความร้อนพร้อมแหล่งความร้อนของน้ำ

ปั๊มความร้อนที่มีแหล่งความร้อนของน้ำ (แม่น้ำ ทะเลสาบ ทะเล) ใช้พลังงานสะสมของดวงอาทิตย์ พลังงานนี้เป็นแหล่งที่เหมาะสำหรับปั๊มความร้อนเนื่องจากมีการจ่ายอย่างต่อเนื่อง แม้ว่าจะมีให้น้อยกว่าอากาศก็ตาม อุณหภูมิของน้ำในอ่างเก็บน้ำที่ไม่เป็นน้ำแข็งจะไม่ลดลงต่ำกว่า 4 °C และน้ำบาดาลมีอุณหภูมิเกือบคงที่ที่ 10–12 °C เมื่อพิจารณาว่าเมื่อดึงความร้อน น้ำไม่สามารถระบายความร้อนให้ต่ำกว่า 0 °C ได้ อุณหภูมิที่แตกต่างกันบนตัวแลกเปลี่ยนความร้อนจะอยู่ที่หลายองศา ในเวลาเดียวกันเพื่อเพิ่มการเลือกปริมาณความร้อนที่ต้องการจำเป็นต้องเพิ่มการใช้น้ำ สำหรับ HP ที่ใช้พลังงานต่ำไม่แนะนำให้สูบน้ำใต้ดินจากระดับความลึกมากกว่า 15 ม. มิฉะนั้นจะต้องมีค่าใช้จ่ายจำนวนมากสำหรับปั๊มและการดำเนินงาน

ข้าว. 4.9. ปั๊มความร้อนโดยใช้ความร้อน น้ำบาดาล

วงจรสกัดความร้อนจากอ่างเก็บน้ำสามารถเปิดหรือปิดได้ ในกรณีแรก น้ำจากอ่างเก็บน้ำจะถูกสูบผ่านเครื่องทำความเย็น ระบายความร้อน และกลับสู่อ่างเก็บน้ำ (รูปที่ 4.9) ระบบดังกล่าวต้องการการกรองน้ำที่จ่ายให้กับเครื่องทำความเย็นและการทำความสะอาดตัวแลกเปลี่ยนความร้อนเป็นระยะ ตามกฎแล้วจะมีการติดตั้งตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบยุบได้ระดับกลาง น้ำเข้าและไหลกลับจะต้องดำเนินการในทิศทางการไหลของน้ำใต้ดินเพื่อป้องกันการ "บายพาส" น้ำ ท่อไอดีจะต้องมีเช็ควาล์ว (4) อยู่ที่จุดไอดีหรือหลังปั๊มบ่อน้ำลึก (5) การจ่ายน้ำใต้ดินและการระบายน้ำไปยังปั๊มความร้อนจะต้องได้รับการปกป้องจากการแช่แข็งและวางโดยเอียงไปทางบ่อน้ำ

ระยะห่างระหว่างบ่อรับ (2) และบ่อกลับ (1) ต้องมีอย่างน้อย 5 เมตร จุดจ่ายน้ำในบ่อกลับต้องต่ำกว่าระดับน้ำใต้ดิน

อัตราการไหลของน้ำตามปริมาตรถูกกำหนดจากความสามารถในการทำความเย็นของ HP

โดยที่ L คืออัตราการไหลของน้ำตามปริมาตร m 3 / h

c p – ความจุความร้อนจำเพาะของน้ำเท่ากับ 1.163 10 -3 kWh/kg K;

– ความหนาแน่นของน้ำ 1,000 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร

– ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างน้ำเข้าและน้ำกลับ

ที่ไหน . (4)

หากเราใช้ Q x = 12 kW (พิจารณาจากพาสปอร์ตปั๊มความร้อน) a = 4 K จากนั้น m 3 / ชม.

วงจรปิดจะวางอยู่ที่ด้านล่างของอ่างเก็บน้ำ ค่าพลังงานความร้อนโดยประมาณต่อ 1 เมตรของไปป์ไลน์วงจรปิดคือประมาณ 30 วัตต์ นั่นคือในการผลิตความร้อน 10 kW วงจรจะต้องมีความยาว 300 ม. เพื่อป้องกันไม่ให้วงจรลอยต้องติดตั้งโหลดประมาณ 5 กก. ต่อ 1 เมตรเชิงเส้น

4.2.3. ปั๊มความร้อนพร้อมเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนภาคพื้นดิน

Ground HP ใช้พลังงานความร้อนที่สะสมอยู่ในดินเนื่องจากการให้ความร้อนจากดวงอาทิตย์หรือแหล่งอื่นๆ ความร้อนที่สะสมอยู่ในดินจะถูกเปลี่ยนรูปโดยใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนจากพื้นดินที่วางในแนวนอน (หรือที่เรียกว่าเครื่องสะสมความร้อนจากพื้นดิน) หรือใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนในแนวตั้ง (หัววัดกราวด์)

ข้าว. 4.10. ปั๊มความร้อนจากแหล่งกราวด์

ตามกฎแล้วเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนภาคพื้นดินทำจากท่อโพลีเอทิลีนหรือโลหะพลาสติกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 25–40 มม.

ด้วยการออกแบบแนวนอน (รูปที่ 4.10) ท่อที่ของเหลวไหลเวียนจะถูกฝังอยู่ในพื้นดินจนถึงระดับความลึกต่ำกว่าระดับการแช่แข็งของดิน (1.2–1.5 ม.) ระยะห่างขั้นต่ำระหว่างท่อคือ 0.7–1.0 ม. ขึ้นอยู่กับเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อสำหรับแต่ละท่อ ตารางเมตรสามารถวางท่อยาว 1.4–2.0 ม. เหนือบริเวณช่องรับความร้อน ความยาวของกิ่งสะสมแนวนอนแต่ละกิ่งไม่ควรเกิน 100 ม. มิฉะนั้นการสูญเสียแรงดันในท่อและกำลังปั๊มที่ต้องการจะสูงเกินไป

ปริมาณความร้อนที่ถูกเปลี่ยนรูปและดังนั้นขนาดของพื้นผิวที่ต้องการสำหรับตำแหน่งของตัวสะสมดินจึงขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางอุณหฟิสิกส์ของดินและสภาพภูมิอากาศของพื้นที่อย่างมีนัยสำคัญ คุณสมบัติทางอุณหฟิสิกส์ เช่น ความจุความร้อนและการนำความร้อน ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบและสภาพของดินเป็นอย่างมาก ในเรื่องนี้ ปัจจัยกำหนดคือสัดส่วนของน้ำ ปริมาณส่วนประกอบของแร่ธาตุ (ควอตซ์ เฟลด์สปาร์) รวมถึงสัดส่วนและขนาดของรูพรุนที่เต็มไปด้วยอากาศ ยิ่งสัดส่วนของส่วนประกอบของน้ำและแร่ธาตุสูงขึ้น ตลอดจนปริมาณรูพรุนที่น้อยลง คุณสมบัติในการกักเก็บและการนำความร้อนของดินก็จะยิ่งสูงขึ้นตามไปด้วย

ค่าเฉลี่ยของพลังงานความร้อนจำเพาะของดินแสดงไว้ในตารางที่ 1

ตารางที่ 1 ค่าเฉลี่ยของพลังงานความร้อนจำเพาะของดิน

ประเภทของดิน	กำลังเฉพาะของตัวเก็บดิน W/m 2	กำลังไฟฟ้าจำเพาะของหัววัดดิน W/m
ทรายแห้ง	10–15	20
ทรายเปียก	15–20	40
ดินเหนียวแห้ง	20–25	60
ดินเหนียวเปียก	25–30	80
ชั้นหินอุ้มน้ำ	30–35	80–100

พื้นที่ที่ต้องการสำหรับตำแหน่งของตัวสะสมคำนวณโดยใช้สูตร (5) และ (6)

ความร้อนของปั๊มความร้อนอยู่ที่ไหน W;

– การใช้พลังงานของหม้อแปลงไฟฟ้าจากเครือข่าย W;

g คือกำลังเฉพาะของตัวเก็บดิน W/m2

ดังนั้น หากความสามารถในการทำความเย็นของ HP คือ 10 kW ดังนั้นในดินเปียกที่เป็นทราย (g = 20 W/m2) จะต้องมีพื้นที่ในการวางตัวรวบรวม

ในการเปลี่ยนความร้อนจากบริเวณดังกล่าวจำเป็นต้องวางลงบนพื้น ท่อโพลีเอทิลีนโดยมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 25 × 2.3 มม. และความยาว 500 × 1.4 = 700 ม. (1.4 คือ อัตราการใช้ท่อเฉพาะต่อพื้นที่ตารางเมตร) ต้องวางท่อในวงจรแยกกัน ระยะละ 100 ม. เช่น 7 วงจร

ผู้จัดจำหน่ายและท่อร่วมทั้งหมดควรอยู่ในตำแหน่งที่สามารถเข้าถึงได้เพื่อตรวจสอบ เช่น เพลาจ่ายที่แยกจากกันนอกบ้าน หรือในปล่องใต้ดินของโรงเรือน ข้อต่อจะต้องทำจากวัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อน ท่อทั้งหมดในบ้านและทางเข้าผ่านผนังจะต้องมีฉนวนความร้อนเพื่อให้แน่ใจว่าไอน้ำไม่ซึมผ่านเพื่อหลีกเลี่ยงการควบแน่นเนื่องจาก มีสารหล่อเย็นเย็น (สัมพันธ์กับอุณหภูมิห้องใต้ดิน) ในท่อจ่ายและส่งคืน

ด้วยการออกแบบหัววัดดินในแนวตั้ง จะมีการเจาะบ่อน้ำที่ความลึก 60–200 ม. โดยมีการวางท่อรูปตัวยูหลายท่อลง (รูปที่ 4.11)

ก	ข

ข้าว. 4.11. ปั๊มความร้อนพร้อมหัววัดกราวด์

a – แผนภาพทั่วไป, b – แผนภาพโพรบดิน

1 – สายส่งกลับ, 2 – สายจ่าย, 3 – หัววัดแบบวนรอบ, 4 – ฝาครอบป้องกัน

ในดินเหนียว ดินชื้นที่มีความสามารถในการทำความเย็นของปั๊มความร้อน 10 kW ความยาวของโพรบ (ความลึกของบ่อ) ควรเป็น

ขอแนะนำให้ทำ 2 ลูปโดยมีความลึกในการฝัง 50 ม. และเส้นผ่านศูนย์กลาง Dy = 32 × 3 มม. ความยาวรวมของท่อจะอยู่ที่ 200 ม. บ่อน้ำที่มีท่อเต็มไปด้วยเบนโทไนท์ซึ่งนำความร้อนได้ดี ปริมาณสารหล่อเย็นถูกกำหนดโดยปริมาตรภายในของท่อสะสม (โพรบ) และท่อจ่าย เส้นผ่านศูนย์กลางของท่อจ่ายจะใหญ่กว่าท่อสะสม ในตัวอย่างของเรา ด้วยท่อโพรบ D у = 32 × 3 มม. และท่อจ่าย D у = 40 × 2.3 มม. ยาว 10 ม. ปริมาตรภายใน (ตารางที่ 2) โดยคำนึงถึงสายจ่ายจะเป็น 2 × 100 × 0.531 +10 × 0.984 = 116 .04 ลิตร อัตราการไหลของน้ำหล่อเย็นของปั๊มความร้อนพิจารณาจากเอกสารข้อมูลของปั๊มความร้อน ลองใช้ 1600 ลิตร/ชม. กัน อัตราการไหลต่อลูปจะเป็น 800 ลิตร/ชม.

ตารางที่ 2. ปริมาตรภายในเฉพาะของท่อ

การสูญเสียแรงดันในท่อขึ้นอยู่กับเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อ ความหนาแน่น และอัตราการไหลของน้ำหล่อเย็น และถูกกำหนดตามข้อมูลของผู้ผลิตท่อ ดังนั้น สำหรับท่อ HDPE (โพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง) 32 × 3 มม. และอัตราการไหล 800 ลิตร/ชม. คือ 154.78 Pa/m และสำหรับท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 40 × 2.3 – 520.61 Pa/m ดังนั้นแรงดันตกทั้งหมดในเครือข่ายจะเท่ากับ 36161.1 Pa ซึ่งจะต้องนำมาพิจารณาเมื่อเลือกปั๊ม

อายุการใช้งานของตัวสะสมพื้นดินขึ้นอยู่กับความเป็นกรดของดิน: ที่ความเป็นกรดปกติ (pH = 5.0) – 50–75 ปี ที่ความเป็นกรดสูง (pH >5.0) – 25–30 ปี

4.1. ประสิทธิภาพของปั๊มความร้อน

ในฐานะที่เป็นตัวบ่งชี้หลักของประสิทธิภาพของปั๊มความร้อนจะใช้ค่าสัมประสิทธิ์การแปลงหรือค่าสัมประสิทธิ์การทำความร้อน COP (สัมประสิทธิ์ประสิทธิภาพ) เท่ากับอัตราส่วนของเอาต์พุตความร้อนของปั๊มความร้อนต่อพลังงานที่ใช้โดยคอมเพรสเซอร์ ในโหมดทำความเย็น EER (อัตราส่วนประสิทธิภาพพลังงาน) ใช้ในการประเมินประสิทธิภาพ ซึ่งเท่ากับอัตราส่วนของความสามารถในการทำความเย็นของปั๊มความร้อนต่อพลังงานที่ใช้โดยคอมเพรสเซอร์

พลังงานที่ HTP ปล่อยออกมาอยู่ที่ไหน

– พลังงานความร้อนที่นำมาจาก INT

– การใช้ไฟฟ้า;

และ – อุณหภูมิการควบแน่นและจุดเดือดในปั๊มความร้อน

อุณหภูมิถูกกำหนดโดยความดันการควบแน่นของสารทำความเย็นใน HP และโดยอุณหภูมิของ HP ดังนั้น หากเราใช้ = 281.16 K (8 °C) และ = 323.16 K (50 °C) COP จะเท่ากับ 7.7 หากความร้อนถูกกำจัดด้วยน้ำ สารทำความเย็นต่างๆ จะทำให้ได้อุณหภูมิดังต่อไปนี้: R717, R502, R22 - ประมาณ +50 °C, R134a - +70 °C, R142 - +100 °C

คุณควรจำกฎพื้นฐานที่ตามมาจาก (4): ยิ่งความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างแหล่งความร้อนและแผงระบายความร้อนในปั๊มความร้อนมีค่าน้อยลง ค่าสัมประสิทธิ์การแปลงก็จะยิ่งสูงขึ้น

เมื่อปั๊มความร้อนใช้ความร้อนและความเย็นในเวลาเดียวกัน (เช่น การทำความเย็นตู้เย็นและการทำความร้อนในพื้นที่สำนักงาน) จากนั้น

ด้วยวงจรสมศักย์ =

ที่อุณหภูมิข้างต้น ค่าสัมประสิทธิ์การแปลงรวมสามารถสูงถึง 12.7 ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูงของปั๊มความร้อน SOP ที่แท้จริงค่อนข้างต่ำกว่าและอยู่ในลำดับที่ 3–5

ในปั๊มความร้อนแบบดูดซับ ค่าสัมประสิทธิ์การแปลงจะต่ำกว่าปั๊มความร้อนแบบอัด เนื่องจากการสูญเสียองค์ประกอบของวงจรการดูดซึมอย่างมาก ดังนั้น เมื่อใช้น้ำบาดาลที่มี T0 = 281.16 K (8°C) และอุณหภูมิความร้อนที่เป็นประโยชน์ = 323.16 K (50 °C) ค่าสัมประสิทธิ์การแปลงความร้อนจากการดูดซับจะเท่ากับ 1.45 เท่านั้น อุณหภูมิความร้อนที่เป็นประโยชน์ในปั๊มความร้อนแบบดูดซับยังขึ้นอยู่กับอุณหภูมิความร้อนของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าด้วย ที่อุณหภูมิที่ระบุไว้ข้างต้น ความร้อนของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าควรมีอย่างน้อย 150 °C

ในช่วงฤดูร้อน (ตุลาคม-พฤษภาคม) การทำความร้อนพื้นที่อยู่อาศัยขนาด 100 ตร.ม. ด้วยหม้อต้มน้ำไฟฟ้าจะต้องใช้ไฟฟ้า 37,440 กิโลวัตต์ และด้วยปั๊มความร้อน - 12,024 กิโลวัตต์ ด้วยอัตราภาษี 0.24 UAH ต่อไฟฟ้า 1 กิโลวัตต์ ประหยัดได้ 6100 UAH (ข้อมูลจาก Santekhnik LTD และ Co LLC)

จากข้อมูลของ http://www.aeroprof.by การใช้ HP นั้นให้ผลกำไรมากกว่าโรงต้มก๊าซที่มีประสิทธิภาพสูงสุดถึง 1.2–1.5 เท่า

ราคาของปั๊มความร้อนสามารถประมาณได้ที่ 750–1500 UAH ต่อ 1 kW ของพลังงานความร้อนที่สร้างขึ้น ระยะเวลาคืนทุนคือ 7-14 ปี

4.2. การเลือกอุปกรณ์สำหรับปั๊มความร้อน

การเลือกอุปกรณ์เริ่มต้นด้วยการคำนวณการใช้ความร้อนของอาคาร ปัจจุบันมีโปรแกรมมากมายสำหรับคำนวณการใช้ความร้อนบนพีซีซึ่งสามารถพบได้บนอินเทอร์เน็ตหรือรับจากซัพพลายเออร์อุปกรณ์

การคำนวณโดยประมาณสามารถทำได้โดยพิจารณาจากพื้นที่ทำความร้อนของอาคารและปริมาณน้ำร้อนที่ใช้ นอกจากนี้ ในกรณีที่ไฟฟ้าดับตามแผนเป็นระยะ จำเป็นต้องเพิ่มพลังงานความร้อนของปั๊มความร้อน หากเวลาไฟฟ้าดับไม่เกิน 2 ชั่วโมง ปัจจัยนี้สามารถละเว้นได้

การใช้ความร้อนจำเพาะขึ้นอยู่กับประเภทของอาคาร:

• อาคารที่มีการสิ้นเปลืองน้อย (วัสดุสมัยใหม่ ฉนวนผนัง หน้าต่างกระจกสองชั้น) - 40 วัตต์/ตร.ม.
• อาคารใหม่ ฉนวนกันความร้อนที่ดี - 50 วัตต์/ตร.ม.
• อาคารที่มีฉนวนกันความร้อนมาตรฐาน - 80 วัตต์/ตร.ม.
• อาคารเก่าที่ไม่มีฉนวนพิเศษ - 120 วัตต์/ตร.ม.

การบัญชีพลังงานความร้อนเพิ่มเติมเพื่อชดเชยการสูญเสียความร้อนระหว่างไฟฟ้าดับตามแผนดำเนินการดังนี้

กำหนดปริมาณการใช้ความร้อนรายวัน (24 ชั่วโมง)

ความสามารถในการทำความร้อนขององค์ประกอบความร้อนอยู่ที่ไหน kW;

– เวลาไม่มีไฟฟ้า

การคำนวณพลังงานความร้อนเพิ่มเติมในการเตรียมน้ำร้อนคำนวณจากการใช้น้ำประมาณ 50 ลิตรต่อคน 1 คน ที่อุณหภูมิ 45 °C ซึ่งเท่ากับ 0.25 กิโลวัตต์/คน การคำนวณที่แม่นยำยิ่งขึ้นสามารถทำได้โดยใช้ข้อมูลในตารางที่ 3

ตารางที่ 3. การใช้น้ำร้อนทุกวัน

หมวดหมู่	ปริมาณการใช้น้ำ ลิตร/คน		การใช้ความร้อนจำเพาะ Wh/คน	ปริมาณการใช้ความร้อนของน้ำร้อน กิโลวัตต์/คน
	ก้าว. น้ำ 60°ซ	ก้าว. น้ำ 45°ซ
การบริโภคต่ำ	10–20	15–30	600–1200	0,08–0,15
การบริโภคที่ได้มาตรฐาน	20–40	30–60	1200–2400	0,15–0,3
อพาร์ตเมนต์มีหนึ่งชั้น	32	45	1800	0,225
อาคารพักอาศัยเดี่ยว	35	50	2000	0,25

ลองพิจารณาตัวอย่างการสร้างปั๊มความร้อนที่มีวงจรไฮดรอลิกแบบพลิกกลับได้ ซึ่งทำงานตลอดทั้งปีในสองโหมด (ทำความเย็นหรือทำความร้อน) ขึ้นอยู่กับช่วงเวลาของปี โดยใช้อุปกรณ์และซอฟต์แวร์จาก CIAT (ฝรั่งเศส)

ข้อกำหนดเบื้องต้น:

1. กำลังทำความร้อน 510 กิโลวัตต์

2. แหล่งกำเนิดอุณหภูมิต่ำ – น้ำทะเลมีอุณหภูมิ:

ช่วงเวลาที่อบอุ่นของปี ≤20 °С

ช่วงเย็นปีที่ 7 °C

3. ผู้ใช้บริการที่มีอุณหภูมิสูง – น้ำที่มีอุณหภูมิที่ช่องระบายความร้อน 55 °C

4. อุณหภูมิอากาศภายนอกต่ำสุด – ลบ 10 °C (ไครเมีย ยูเครน)

เราจะแก้ไขปัญหานี้โดยใช้ปั๊มความร้อนที่มีวงจรไฮดรอลิกแบบพลิกกลับได้ซึ่งแผนภาพแสดงไว้ในรูปที่ 1 2.

เมื่อพิจารณาว่าอุณหภูมิอากาศภายนอกในปั๊มความร้อนติดลบ (ลบ 10 °C) เราจึงใช้ระบบวงจรคู่ ในวงจรปฐมภูมิ เราใช้สารละลายเอทิลีนไกลคอลที่มีจุดเยือกแข็งต่ำกว่า –10 °C (ส่วนผสม 20% ของเอทิลีนไกลคอลกับน้ำ)

ตามข้อกำหนดเบื้องต้น เราเลือกความแตกต่างของอุณหภูมิในวงจรอุณหภูมิสูง Dtout = 5 °C (50/55 °C) จากนั้นอุณหภูมิน้ำหล่อเย็นในวงจรคอนเดนเซอร์ควรอยู่ที่ 55/60 °C ตามลำดับ เพื่อให้ได้อุณหภูมิดังกล่าวในปั๊มความร้อน ขอแนะนำให้ใช้สารทำความเย็น R134a

ตามข้อกำหนดเบื้องต้น เราตั้งค่าความแตกต่างของอุณหภูมิ INT ไว้ที่ 7/4 °C จากนั้นในวงจรคอยล์เย็น ความแตกต่างของอุณหภูมิจะเท่ากับ 5/2 °C ตามลำดับ

เมื่อใช้โปรแกรมการเลือกอุปกรณ์ CIAT เราจะกำหนดประเภทและพารามิเตอร์ของปั๊มความร้อนในโหมดการทำงานทำความร้อนและความเย็น โปรแกรมเลือกปั๊มความร้อน HYDROCIAT 2500B X LW/LWP R134a พร้อมพารามิเตอร์ที่กำหนดในตาราง 4, รูปร่างซึ่งแสดงไว้ในรูปที่. 12.

ตารางที่ 4. ลักษณะทางเทคนิคของเครื่องทำความเย็นน้ำ HYDROCIAT 2500B X LW/LWP R134a

พารามิเตอร์	โหมดทำความร้อน	โหมดทำความเย็น
ความจุเครื่องระเหย, กิโลวัตต์	326,0	395,9
น้ำยาหล่อเย็น	MEG20%	MEG20%
อุณหภูมิน้ำหล่อเย็นในคอยล์เย็น (ทางเข้า/ออก), °C	5,0/2,0	6,0/2,0
น้ำหล่อเย็นไหลผ่านเครื่องระเหย m 3 /ชม	102,8	93,4
ความจุของตัวเก็บประจุ, kW	517,0	553,9
อุณหภูมิน้ำหล่อเย็นในคอนเดนเซอร์ (อินพุต/เอาต์พุต), °C	55/60	45,1/50
น้ำหล่อเย็นไหลผ่านคอนเดนเซอร์ m 3 / ชม	93,4	102,1
การใช้พลังงานกิโลวัตต์	191	158,0

ข้าว. 4.12. ปั๊มความร้อน HYDROCIAT 2500B X LW/LWP R134a

1. อุณหภูมิน้ำ(ออก-เข้า): 55/50 °C.
2. อุณหภูมิของสารละลายเอทิลีนไกลคอล 20% ในวงจรปฐมภูมิ (เอาต์พุต-อินพุต): 60/55 °C
3. การใช้สารละลายเอทิลีนไกลคอล 20%: 93.4 ลบ.ม./ชม. (ดูตารางที่ 1)

โปรแกรม CIAT เลือกเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่น PWB 30 11 ที่มีความจุ 517 kW (ตารางที่ 5)

ตารางที่ 5. ลักษณะทางเทคนิคของตัวแลกเปลี่ยนความร้อน PWB 30 11 พร้อม 43 แผ่น (ปั๊มความร้อน - คอนซูเมอร์) ในโหมดทำความร้อน

เราเลือกเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนจากน้ำทะเล-ปั๊มความร้อนอุณหภูมิต่ำในโหมดทำความร้อนตามข้อมูลเริ่มต้นต่อไปนี้:

1. แหล่งที่มาของความร้อนคุณภาพต่ำ (วงจรหลัก): น้ำทะเลที่มีอุณหภูมิทางเข้า/ออก – 7/4 °C
2. อุณหภูมิของสารละลายเอทิลีนไกลคอล 20% ในวงจรปฐมภูมิคือ 5/2 °C
3. ปริมาณการใช้สารละลายเอทิลีนไกลคอล 20% คือ 102.8 ลบ.ม. /ชม.

โปรแกรม CIAT เลือกแผ่นแลกเปลี่ยนความร้อน PWB 45 11

ตารางที่ 6. ลักษณะทางเทคนิคของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน PWB 45 11 พร้อม 63 แผ่น (ปั๊มความร้อนทะเล)

เรามาทำการคำนวณการตรวจสอบเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน PWB 30 11 ที่คำนวณไว้ก่อนหน้านี้พร้อมแผ่น 43 แผ่นสำหรับช่วงเวลาที่อากาศอบอุ่นของปี และกำหนดอุณหภูมิของน้ำที่ทางออก/ทางเข้าไปยังผู้บริโภค

โปรแกรม CIAT แสดงให้เห็นว่าในช่วงฤดูร้อนประสิทธิภาพของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน PWB 30 11 จะเป็น 437 kW และอุณหภูมิน้ำหล่อเย็นจะอยู่ที่ (ทางออก/ทางเข้า) 7.5/12 ºС (ตารางที่ 7)

ตารางที่ 7. ลักษณะทางเทคนิคของตัวแลกเปลี่ยนความร้อน PWB 30 11 พร้อม 43 แผ่น (ปั๊มความร้อน - คอนซูเมอร์) ในโหมดทำความเย็น

ดังนั้น ปั๊มความร้อน HYDROCIAT 2500 XLW/LWP R134a ที่เลือกจึงให้:

• ในฤดูหนาวความสามารถในการทำความร้อนคือ 517 กิโลวัตต์โดยใช้พลังงาน 191 กิโลวัตต์
• ในฤดูร้อนสามารถทำความเย็นได้ 395.9 กิโลวัตต์ โดยใช้พลังงาน 158 กิโลวัตต์

ด้านล่างนี้เป็นแผนผังของปั๊มความร้อนวงจรไฮดรอลิกแบบพลิกกลับได้ซึ่งคำนวณไว้ข้างต้น

ข้าว. 4.13. แผนผังของปั๊มความร้อนที่มีวงจรไฮดรอลิกแบบพลิกกลับได้

ช่วงของปั๊มความร้อน CIAT บางรุ่นแสดงไว้ในตาราง 8.

ตารางที่ 8. ปั๊มความร้อนจาก CIAT (ฝรั่งเศส)

ประเภทปั๊มความร้อน		ผลผลิตกิโลวัตต์		พื้นที่ใช้งาน
		ในความเย็น	โดยความร้อน	บ้านแต่ละหลัง	อาคารอพาร์ตเมนต์	อาคารสาธารณะ	การผลิต
ออเรีย 2		7…28	9…36	+
ไดนาเซียท แอลจี/แอลจีพี/ไอแอลจี		35…350	40…370		+	+
ไฮโดรเซียต LW/LWP		275…1140	350…1420		+	+	+

บทสรุป.

1. ปั๊มความร้อนที่ใช้แหล่งความร้อนหมุนเวียนเป็นอุปกรณ์ทำความร้อนที่ประหยัดพลังงานมากที่สุด
2. ระบบที่สร้างขึ้นบนพื้นฐานของ TN นั้นเชื่อถือได้ ปลอดภัย และทนทาน
3. การผลิตความร้อนผ่านปั๊มความร้อนเป็นกระบวนการทางเทคโนโลยีที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
4. อุปกรณ์ควบคุมสภาพอากาศสมัยใหม่ (เช่น CIAT ประเทศฝรั่งเศส) ทำให้สามารถสร้าง HP ที่มีความจุตั้งแต่สิบกิโลวัตต์ถึงเมกะวัตต์ได้

วรรณกรรม.

1. ว. ว. เมค, G.-Y. เอคเคิร์ต, เจ.-แอล. โคเชปิน. ตำราเรียนเทคโนโลยีทำความเย็น: แปล. จากภาษาฝรั่งเศส – อ.: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยมอสโก, 2541. – 1142 หน้า, ป่วย
2. Ray D., McMichael D. ปั๊มความร้อน: การแปล จากอังกฤษ – อ.: Energoizdat, 1982. – 224 หน้า, ป่วย.
3. เอล ซาดีน ฮาซัน. การเลือกพารามิเตอร์ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับระบบจ่ายความร้อนและความเย็นสำหรับอาคารพักอาศัย // อุปกรณ์ทำความเย็น, 2546, ฉบับที่ 3, หน้า 18–21
4. ออฟชาเรนโก วี.เอ. ออฟชาเรนโก เอ.วี. ปั๊มความร้อน Vikoristannya//Holod M+T, 2549, ฉบับที่ 2 หน้า 34–36.
5. ห้าขั้นตอนในการกำจัดการติดมีเทน//การทำความร้อนน้ำประปา การระบายอากาศ + เครื่องปรับอากาศ, 2006, ฉบับที่ 1, หน้า. 30–41.
6. Bondar E.S., คาลูกิน พี.วี. ระบบปรับอากาศประหยัดพลังงานแบบสะสมความเย็น//S.O.K., 2549, ฉบับที่ 3, หน้า. 44–48.
7. Viesmann ระบบปั๊มความร้อน คำแนะนำการออกแบบ 5829 122-2 GUS 2/2000
8. เบโลวา. ระบบปรับอากาศพร้อมชิลเลอร์และคอยล์พัดลม

ประเภทของการออกแบบปั๊มความร้อน

ประเภทของปั๊มความร้อนมักจะแสดงด้วยวลีที่ระบุตัวกลางต้นทางและสารหล่อเย็นของระบบทำความร้อน

มีพันธุ์ดังต่อไปนี้:

• TN "อากาศสู่อากาศ";
• HP "อากาศ - น้ำ";
• TN "ดิน - น้ำ";
• ทีเอ็นที "น้ำ-น้ำ"

ตัวเลือกแรกคือระบบแยกแบบธรรมดาที่ทำงานในโหมดทำความร้อน เครื่องระเหยถูกติดตั้งไว้ด้านนอกและติดตั้งหน่วยที่มีคอนเดนเซอร์ไว้ภายในบ้าน หลังถูกพัดลมเป่าเนื่องจากมีการจ่ายมวลอากาศอุ่นให้กับห้อง

หากระบบดังกล่าวติดตั้งเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบพิเศษพร้อมท่อ ผลลัพธ์ก็คือเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบอากาศและน้ำ เชื่อมต่อกับระบบทำน้ำร้อน

เครื่องระเหย HP ประเภท "อากาศสู่อากาศ" หรือ "อากาศสู่น้ำ" ไม่สามารถวางบนถนน แต่อยู่ในท่อ การระบายอากาศเสีย(มันจะต้องถูกบังคับ). ในกรณีนี้ ประสิทธิภาพของ HP จะเพิ่มขึ้นหลายครั้ง

ปั๊มความร้อนประเภท "น้ำสู่น้ำ" และ "พื้นดินสู่น้ำ" ใช้สิ่งที่เรียกว่าตัวแลกเปลี่ยนความร้อนภายนอกหรือที่เรียกกันว่าตัวสะสมเพื่อดึงความร้อน

แผนผังการทำงานของปั๊มความร้อน

นี่คือท่อที่มีวงยาวซึ่งมักจะเป็นพลาสติกซึ่งมีของเหลวไหลเวียนเพื่อล้างเครื่องระเหย HP ทั้งสองประเภทแสดงถึงอุปกรณ์เดียวกัน: ในกรณีหนึ่ง ตัวสะสมจะถูกจุ่มที่ด้านล่างของอ่างเก็บน้ำพื้นผิว และในกรณีที่สอง - ลงบนพื้น คอนเดนเซอร์ของปั๊มความร้อนดังกล่าวอยู่ในตัวแลกเปลี่ยนความร้อนที่เชื่อมต่อกับระบบทำน้ำร้อน

การเชื่อมต่อ VT ตามโครงการ "น้ำ-น้ำ" นั้นใช้แรงงานน้อยกว่า "น้ำบาดาล" มากเนื่องจากไม่จำเป็นต้องมีการขุดค้น ท่อวางเป็นเกลียวที่ด้านล่างของอ่างเก็บน้ำ แน่นอนว่ามีเพียงอ่างเก็บน้ำที่ไม่แข็งตัวในฤดูหนาวเท่านั้นที่เหมาะกับโครงการนี้

ถึงเวลาแล้วที่จะศึกษาประสบการณ์ต่างประเทศอย่างเป็นรูปธรรม

ตอนนี้เกือบทุกคนรู้เกี่ยวกับปั๊มความร้อนที่สามารถดึงความร้อนจากสิ่งแวดล้อมมาทำความร้อนในอาคารได้และตามกฎแล้วหากผู้มีโอกาสเป็นลูกค้ามักจะถามคำถามที่น่างงงวยว่า "เป็นไปได้อย่างไร" ตอนนี้คำถาม "สิ่งนี้ถูกต้องอย่างไร ” ได้ยินมากขึ้นทำ?”.

ไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะตอบคำถามนี้

ในการค้นหาคำตอบสำหรับคำถามมากมายที่หลีกเลี่ยงไม่ได้เมื่อพยายามออกแบบระบบทำความร้อนด้วยปั๊มความร้อนขอแนะนำให้หันไปหาประสบการณ์ของผู้เชี่ยวชาญจากประเทศเหล่านั้นที่ใช้ปั๊มความร้อนบนเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนภาคพื้นดินมาเป็นเวลานาน

การเยี่ยมชม* นิทรรศการอเมริกัน AHR EXPO 2008 ซึ่งดำเนินการเพื่อรับข้อมูลเกี่ยวกับวิธีการคำนวณทางวิศวกรรมของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนภาคพื้นดินเป็นหลัก ไม่ได้ให้ผลลัพธ์โดยตรงในทิศทางนี้ แต่มีหนังสือวางขายที่บูธนิทรรศการ ASHRAE บางส่วน บทบัญญัติที่ใช้เป็นพื้นฐานสำหรับสิ่งพิมพ์นี้

ควรจะกล่าวทันทีว่าการถ่ายโอนวิธีการแบบอเมริกันไปยังดินในประเทศไม่ใช่เรื่องง่าย สำหรับชาวอเมริกันทุกอย่างไม่เหมือนกับในยุโรป มีเพียงพวกเขาเท่านั้นที่วัดเวลาในหน่วยเดียวกับที่เราทำ หน่วยวัดอื่นๆ ทั้งหมดเป็นหน่วยวัดแบบอเมริกันล้วนๆ หรือเป็นหน่วยวัดแบบอังกฤษ ชาวอเมริกันโชคไม่ดีเป็นพิเศษกับการไหลของความร้อน ซึ่งสามารถวัดได้ทั้งในหน่วยความร้อนของอังกฤษต่อหน่วยเวลา และหน่วยเป็นตันของความเย็น ซึ่งอาจถูกประดิษฐ์ขึ้นในอเมริกา

อย่างไรก็ตามปัญหาหลักไม่ใช่ความไม่สะดวกทางเทคนิคในการคำนวณหน่วยการวัดที่ใช้ในสหรัฐอเมริกาใหม่ซึ่งสามารถคุ้นเคยได้เมื่อเวลาผ่านไป แต่ไม่มีในหนังสือที่กล่าวถึงพื้นฐานวิธีการที่ชัดเจนสำหรับการสร้างอัลกอริทึมการคำนวณ . มีการใช้พื้นที่มากเกินไปในการคำนวณตามปกติและเป็นที่รู้จัก ในขณะที่ข้อกำหนดที่สำคัญบางประการยังคงไม่เปิดเผยอย่างสมบูรณ์

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ข้อมูลเริ่มต้นที่เกี่ยวข้องทางกายภาพสำหรับการคำนวณเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนพื้นดินแนวตั้ง เช่น อุณหภูมิของของเหลวที่หมุนเวียนในตัวแลกเปลี่ยนความร้อนและค่าสัมประสิทธิ์การแปลงของปั๊มความร้อน ไม่สามารถตั้งค่าได้ตามอำเภอใจ และก่อนที่จะดำเนินการคำนวณที่เกี่ยวข้องกับความร้อนที่ไม่คงที่ การแลกเปลี่ยนภาคพื้นดินจำเป็นต้องพิจารณาการพึ่งพาที่เชื่อมต่อพารามิเตอร์เหล่านี้

เกณฑ์สำหรับประสิทธิภาพของปั๊มความร้อนคือค่าสัมประสิทธิ์การแปลงค่าซึ่งถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของพลังงานความร้อนต่อกำลังของไดรฟ์ไฟฟ้าของคอมเพรสเซอร์ ค่านี้เป็นฟังก์ชันของอุณหภูมิการเดือดในเครื่องระเหย t u และอุณหภูมิการควบแน่น t k และสัมพันธ์กับปั๊มความร้อนแบบน้ำสู่น้ำเราสามารถพูดคุยเกี่ยวกับอุณหภูมิของเหลวที่ทางออกของเครื่องระเหย t 2I และที่ทางออกของ คอนเดนเซอร์ t 2 K:

? = ?(เสื้อ 2I,เสื้อ 2 K) (1)

การวิเคราะห์คุณลักษณะแค็ตตาล็อกของเครื่องทำความเย็นแบบอนุกรมและปั๊มความร้อนจากน้ำสู่น้ำทำให้สามารถแสดงฟังก์ชันนี้ในรูปแบบของแผนภาพ (รูปที่ 1)

การใช้แผนภาพทำให้ง่ายต่อการกำหนดพารามิเตอร์ของปั๊มความร้อนมากที่สุด ระยะเริ่มแรกออกแบบ. ตัวอย่างเช่น เห็นได้ชัดว่าหากระบบทำความร้อนที่เชื่อมต่อกับปั๊มความร้อนได้รับการออกแบบให้จ่ายสารหล่อเย็นที่มีอุณหภูมิจ่าย 50°C ค่าสัมประสิทธิ์การแปลงสูงสุดที่เป็นไปได้ของปั๊มความร้อนจะอยู่ที่ประมาณ 3.5 ในกรณีนี้ อุณหภูมิไกลคอลที่ทางออกของเครื่องระเหยไม่ควรต่ำกว่า +3°C ซึ่งหมายความว่าจำเป็นต้องใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนจากพื้นดินที่มีราคาแพง

ในเวลาเดียวกัน หากบ้านได้รับความร้อนโดยใช้ระบบทำความร้อนใต้พื้น สารหล่อเย็นที่มีอุณหภูมิ 35°C จะไหลจากคอนเดนเซอร์ของปั๊มความร้อนเข้าสู่ระบบทำความร้อน ในกรณีนี้ ปั๊มความร้อนสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ตัวอย่างเช่น ด้วยปัจจัยการแปลงเป็น 4.3 ถ้าอุณหภูมิของไกลคอลที่ถูกทำให้เย็นลงในเครื่องระเหยอยู่ที่ประมาณ -2°C

เมื่อใช้สเปรดชีต Excel คุณสามารถแสดงฟังก์ชัน (1) เป็นสมการได้:

0.1729 (41.5 + เสื้อ 2I – 0.015t 2I เสื้อ 2 K – 0.437 เสื้อ 2 K (2)

หากด้วยค่าสัมประสิทธิ์การแปลงที่ต้องการและค่าอุณหภูมิน้ำหล่อเย็นที่กำหนดในระบบทำความร้อนที่ขับเคลื่อนโดยปั๊มความร้อนจำเป็นต้องกำหนดอุณหภูมิของของเหลวที่ระบายความร้อนในเครื่องระเหย จากนั้นสมการ (2) จึงสามารถนำเสนอเป็น:

คุณสามารถเลือกอุณหภูมิน้ำหล่อเย็นในระบบทำความร้อนตามค่าสัมประสิทธิ์การแปลงปั๊มความร้อนที่กำหนดและอุณหภูมิของเหลวที่ทางออกของเครื่องระเหยโดยใช้สูตร:

ในสูตร (2)…(4) อุณหภูมิจะแสดงเป็นองศาเซลเซียส

เมื่อระบุการพึ่งพาเหล่านี้แล้ว ตอนนี้เราจึงสามารถย้ายไปยังประสบการณ์แบบอเมริกันได้โดยตรง

วิธีการคำนวณปั๊มความร้อน

แน่นอนว่ากระบวนการเลือกและคำนวณปั๊มความร้อนเป็นการดำเนินการที่ซับซ้อนทางเทคนิคมากและขึ้นอยู่กับ ลักษณะเฉพาะส่วนบุคคลวัตถุ แต่โดยคร่าว ๆ ก็สามารถลดระดับลงได้ดังต่อไปนี้:

พิจารณาการสูญเสียความร้อนผ่านเปลือกอาคาร (ผนัง เพดาน หน้าต่าง ประตู) ซึ่งสามารถทำได้โดยใช้ความสัมพันธ์ต่อไปนี้:

Qok = S*(tin – tout)* (1 + Σ β) *n / Rt(W)โดยที่

โน้มน้าว – อุณหภูมิอากาศภายนอก (°C);

ดีบุก – อุณหภูมิอากาศภายใน (°C);

S – พื้นที่รวมของโครงสร้างปิดล้อมทั้งหมด (m2)

n – สัมประสิทธิ์บ่งบอกถึงอิทธิพลของสภาพแวดล้อมที่มีต่อลักษณะของวัตถุ สำหรับห้องที่สัมผัสโดยตรงกับสภาพแวดล้อมภายนอกผ่านเพดาน n=1; สำหรับวัตถุที่มีพื้นห้องใต้หลังคา n=0.9; ถ้าวัตถุตั้งอยู่เหนือชั้นใต้ดิน n = 0.75;

β – สัมประสิทธิ์การสูญเสียความร้อนเพิ่มเติมซึ่งขึ้นอยู่กับประเภทของโครงสร้างและที่ตั้งทางภูมิศาสตร์ β สามารถเปลี่ยนแปลงได้ตั้งแต่ 0.05 ถึง 0.27

Rt – ความต้านทานความร้อน กำหนดโดยนิพจน์ต่อไปนี้:

Rt = 1/ α ภายใน + Σ (δ i / λ i) + 1/ α ภายนอก (m2*°C / W) โดยที่:

δ і / лі – ตัวบ่งชี้ที่คำนวณได้ของการนำความร้อนของวัสดุที่ใช้ในการก่อสร้าง

α nar – สัมประสิทธิ์การกระจายความร้อนของพื้นผิวภายนอกของโครงสร้างที่ปิดล้อม (W/m2*оС)

α ภายใน – สัมประสิทธิ์การดูดกลืนความร้อนของพื้นผิวภายในของโครงสร้างที่ปิดล้อม (W/m2*оС);

— การสูญเสียความร้อนทั้งหมดของโครงสร้างคำนวณโดยใช้สูตร:

Qt.pot = Qok + Qi – Qbp โดยที่:

Qi คือการใช้พลังงานเพื่อให้ความร้อนแก่อากาศที่เข้ามาในห้องผ่านการรั่วไหลตามธรรมชาติ

Qbp ​​​​- การสร้างความร้อนเนื่องจากการทำงานของเครื่องใช้ในครัวเรือนและกิจกรรมของมนุษย์

2. จากข้อมูลที่ได้รับ การคำนวณการใช้พลังงานความร้อนต่อปีสำหรับแต่ละวัตถุ:

ไตรมาสปี = 24*0.63*คิวที เหงื่อ.*((d*(tin - tout.av.)/ (tin - tout.))(kW/ชั่วโมงต่อปี) โดยที่:

tout – อุณหภูมิอากาศภายนอก

tout.av - ค่าเฉลี่ยเลขคณิตของอุณหภูมิอากาศภายนอกตลอดฤดูร้อน

d คือจำนวนวันของช่วงการให้ความร้อน

Qgv = V * 17 (kW/ชั่วโมงต่อปี) โดยที่:

V คือปริมาตรการให้น้ำร้อนรายวันสูงถึง 50 °C

จากนั้นปริมาณการใช้พลังงานความร้อนทั้งหมดจะถูกกำหนดโดยสูตร:

Q = Qgv + Qyear (กิโลวัตต์/ชั่วโมงต่อปี)

เมื่อคำนึงถึงข้อมูลที่ได้รับการเลือกปั๊มความร้อนที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการทำความร้อนและการจ่ายน้ำร้อนจะไม่ใช่เรื่องยาก นอกจากนี้ กำลังที่คำนวณได้จะถูกกำหนดเป็น: Qтн=1.1*Q โดยที่:

Qтн=1.1*Q โดยที่:

1.1 – ปัจจัยแก้ไขที่บ่งบอกถึงความเป็นไปได้ในการเพิ่มภาระบนปั๊มความร้อนในช่วงอุณหภูมิวิกฤต

หลังจากคำนวณปั๊มความร้อนแล้วคุณสามารถเลือกปั๊มความร้อนที่เหมาะสมที่สุดซึ่งสามารถให้พารามิเตอร์ปากน้ำที่ต้องการในห้องที่มีลักษณะทางเทคนิคได้ และด้วยความเป็นไปได้ที่จะรวมระบบนี้เข้ากับระบบควบคุมสภาพอากาศบนพื้นแบบทำความร้อนเราจึงสามารถสังเกตได้ไม่เพียง แต่ฟังก์ชันการทำงานเท่านั้น แต่ยังมีคุณค่าด้านสุนทรียภาพสูงอีกด้วย

หากคุณชอบเนื้อหานี้ ฉันจะขอบคุณมากหากคุณแนะนำให้เพื่อน ๆ หรือแสดงความคิดเห็นที่เป็นประโยชน์

ประเภทของปั๊มความร้อน

ปั๊มความร้อนแบ่งออกเป็น 3 ประเภทหลักตามแหล่งพลังงานเกรดต่ำ:

• อากาศ.
• การรองพื้น
• น้ำ - แหล่งที่มาอาจเป็นแหล่งน้ำใต้ดินและแหล่งน้ำผิวดิน

สำหรับระบบทำน้ำร้อนซึ่งเป็นเรื่องปกติมากขึ้นจะใช้ปั๊มความร้อนประเภทต่อไปนี้:

"อากาศน้ำ" - ประเภทอากาศปั๊มความร้อนที่ให้ความร้อนแก่อาคารโดยการดึงอากาศจากภายนอกผ่าน หน่วยภายนอก. ทำงานบนหลักการของเครื่องปรับอากาศ ในทางกลับกัน โดยเปลี่ยนพลังงานลมให้เป็นความร้อน ปั๊มความร้อนดังกล่าวไม่ต้องการค่าติดตั้งจำนวนมากไม่จำเป็นต้องจัดสรรที่ดินและโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการเจาะบ่อน้ำ อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพการทำงานที่อุณหภูมิต่ำ (-25°С) จะลดลง และจำเป็นต้องมีแหล่งพลังงานความร้อนเพิ่มเติม

อุปกรณ์ “น้ำบาดาล” เป็นอุปกรณ์ความร้อนใต้พิภพและดึงความร้อนจากพื้นดินโดยใช้ตัวสะสมซึ่งวางไว้ที่ระดับความลึกต่ำกว่าจุดเยือกแข็งของดิน นอกจากนี้ยังขึ้นอยู่กับพื้นที่ของไซต์และภูมิทัศน์หากตัวสะสมอยู่ในแนวนอน สำหรับตำแหน่งแนวตั้ง คุณจะต้องเจาะบ่อน้ำ

“น้ำ-น้ำ” ติดตั้งในบริเวณที่มีบ่อน้ำหรือน้ำใต้ดินอยู่ใกล้ๆ ในกรณีแรกตัวสะสมจะถูกวางไว้ที่ด้านล่างของอ่างเก็บน้ำในส่วนที่สองจะมีการเจาะบ่อน้ำหรือหลายบ่อหากพื้นที่ของไซต์อนุญาต บางครั้งความลึกของน้ำใต้ดินสูงเกินไป ดังนั้นค่าใช้จ่ายในการติดตั้งปั๊มความร้อนดังกล่าวจึงสูงมาก

ปั๊มความร้อนแต่ละประเภทมีข้อดีและข้อเสียของตัวเอง หากอาคารตั้งอยู่ไกลจากแหล่งน้ำหรือน้ำใต้ดินลึกเกินไป “น้ำต่อน้ำ” จะไม่ทำงาน “อากาศ-น้ำ” จะเกี่ยวข้องเฉพาะในภูมิภาคที่ค่อนข้างอบอุ่น ซึ่งอุณหภูมิของอากาศในฤดูหนาวไม่ลดลงต่ำกว่า -25°C

วิธีการคำนวณกำลังของปั๊มความร้อน

นอกจากการระบุแหล่งพลังงานที่เหมาะสมแล้ว คุณจะต้องคำนวณกำลังของปั๊มความร้อนที่จำเป็นสำหรับการทำความร้อนด้วย ขึ้นอยู่กับปริมาณความร้อนที่สูญเสียไปจากอาคาร ลองคำนวณกำลังของปั๊มความร้อนเพื่อให้ความร้อนในบ้านโดยใช้ตัวอย่างเฉพาะ

เมื่อต้องการทำเช่นนี้ เราใช้สูตร Q=k*V*∆T โดยที่

• Q คือการสูญเสียความร้อน (กิโลแคลอรี/ชั่วโมง) 1 กิโลวัตต์/ชม. = 860 กิโลแคลอรี/ชม.
• V คือปริมาตรของบ้านในหน่วย m3 (พื้นที่คูณด้วยความสูงของเพดาน)
• ∆T – อัตราส่วนของอุณหภูมิต่ำสุดภายนอกและภายในห้องในช่วงที่หนาวที่สุดของปี คือ °C จากภายในtºเราลบอันภายนอก
• k คือค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนทั่วไปของอาคาร สำหรับอาคารก่ออิฐฉาบปูน 2 ชั้น k=1; สำหรับอาคารที่มีฉนวนอย่างดี k=0.6

ดังนั้นการคำนวณกำลังของปั๊มความร้อนเพื่อให้ความร้อนแก่บ้านอิฐขนาด 100 ตร.ม. และความสูงเพดาน 2.5 ม. โดยมีความแตกต่างระหว่าง -30° ภายนอกถึง +20° ภายในจะเป็นดังนี้:

Q = (100x2.5) x (20- (-30)) x 1 = 12,500 กิโลแคลอรี/ชั่วโมง

12500/860= 14.53 กิโลวัตต์ นั่นคือสำหรับบ้านอิฐมาตรฐานที่มีพื้นที่ 100 ม. คุณจะต้องมีอุปกรณ์ขนาด 14 กิโลวัตต์

ผู้บริโภคสามารถเลือกประเภทและกำลังของปั๊มความร้อนได้ตามเงื่อนไขหลายประการ:

• ลักษณะทางภูมิศาสตร์ของพื้นที่ (ความใกล้ชิดของอ่างเก็บน้ำ, การมีน้ำใต้ดิน, ที่ดินว่างสำหรับนักสะสม)
• ลักษณะภูมิอากาศ (อุณหภูมิ);
• ประเภทและปริมาตรภายในของห้อง
• โอกาสทางการเงิน

เมื่อพิจารณาถึงประเด็นข้างต้นทั้งหมดแล้ว คุณสามารถเลือกอุปกรณ์ได้อย่างเหมาะสมที่สุด สำหรับการเลือกปั๊มความร้อนที่มีประสิทธิภาพและถูกต้องมากขึ้นควรติดต่อผู้เชี่ยวชาญจะดีกว่าโดยพวกเขาจะสามารถทำการคำนวณโดยละเอียดเพิ่มเติมและให้ความเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจในการติดตั้งอุปกรณ์

ปั๊มความร้อนถูกใช้มาเป็นเวลานานและประสบความสำเร็จอย่างมากในตู้เย็นและเครื่องปรับอากาศในประเทศและอุตสาหกรรม

ปัจจุบันอุปกรณ์เหล่านี้เริ่มถูกนำมาใช้เพื่อทำหน้าที่ตรงกันข้าม นั่นคือการทำความร้อนในบ้านในช่วงอากาศหนาวเย็น

มาดูกันว่าปั๊มความร้อนใช้ในการทำความร้อนในบ้านส่วนตัวอย่างไรและสิ่งที่คุณต้องรู้เพื่อคำนวณส่วนประกอบทั้งหมดอย่างถูกต้อง

ตัวอย่างการคำนวณปั๊มความร้อน

เราจะเลือกองค์ประกอบความร้อนสำหรับระบบทำความร้อน บ้านชั้นเดียวด้วยพื้นที่รวม 70 ตร.ม. ม. ด้วยความสูงเพดานมาตรฐาน (2.5 ม.) สถาปัตยกรรมที่มีเหตุผลและฉนวนกันความร้อนของโครงสร้างปิดล้อมที่ตรงตามข้อกำหนดของรหัสอาคารสมัยใหม่ สำหรับทำความร้อนพื้นที่ 1 ตร.ม. m ของวัตถุดังกล่าว ตามมาตรฐานที่ยอมรับโดยทั่วไป จำเป็นต้องใช้ความร้อน 100 W ดังนั้นเพื่อให้ความร้อนทั่วทั้งบ้านคุณจะต้อง:

Q = 70 x 100 = 7000 W = 7 kW ของพลังงานความร้อน

เราเลือกปั๊มความร้อนยี่ห้อ TeploDarom (รุ่น L-024-WLC) ที่มีกำลังความร้อน W = 7.7 kW คอมเพรสเซอร์ของตัวเครื่องใช้ไฟฟ้า N = 2.5 kW

การคำนวณอ่างเก็บน้ำ

ดินในพื้นที่จัดสรรสำหรับการก่อสร้างตัวสะสมเป็นดินเหนียว ระดับน้ำใต้ดินอยู่ในระดับสูง (เราถือว่าค่าความร้อน p = 35 W/m)

กำลังสะสมถูกกำหนดโดยสูตร:

คิวเค = W – ยังไม่มีข้อความ = 7.7 – 2.5 = 5.2 กิโลวัตต์

ยาว = 5200 / 35 = 148.5 ม. (โดยประมาณ)

จากข้อเท็จจริงที่ว่าการวางรูปทรงที่มีความยาวมากกว่า 100 ม. นั้นไม่สมเหตุสมผลเนื่องจากมีความสูงมากเกินไป ความต้านทานไฮดรอลิกเราถือว่าสิ่งต่อไปนี้: ตัวสะสมปั๊มความร้อนจะประกอบด้วยสองวงจร - ยาว 100 ม. และยาว 50 ม.

พื้นที่ของไซต์ที่จะต้องจัดสรรให้กับนักสะสมจะถูกกำหนดโดยใช้สูตร:

โดยที่ A คือขั้นตอนระหว่างส่วนที่อยู่ติดกันของเส้นขอบ เรายอมรับ: A = 0.8 ม.

แล้ว S = 150 x 0.8 = 120 ตร.ม. ม.

การคืนทุนของปั๊มความร้อน

เมื่อพูดถึงระยะเวลาที่บุคคลหนึ่งจะได้เงินคืนจากการลงทุนในบางสิ่ง เราหมายถึงว่าการลงทุนนั้นทำกำไรได้มากเพียงใด ในภาคการทำความร้อนทุกอย่างค่อนข้างยากเนื่องจากเราให้ความสะดวกสบายและความอบอุ่นแก่ตัวเองและระบบทั้งหมดมีราคาแพง แต่ในกรณีนี้ คุณสามารถค้นหาตัวเลือกที่จะคืนเงินที่ใช้ไปโดยการลดต้นทุนระหว่างการใช้งาน และเมื่อคุณเริ่มมองหาวิธีแก้ปัญหาที่เหมาะสม คุณจะต้องเปรียบเทียบทุกอย่าง ไม่ว่าจะเป็นหม้อต้มแก๊ส ปั๊มความร้อน หรือหม้อต้มน้ำไฟฟ้า เราจะมาวิเคราะห์ว่าระบบไหนจะได้ผลเร็วกว่าและมีประสิทธิภาพมากกว่ากัน

แนวคิดของการคืนทุนในกรณีนี้การแนะนำปั๊มความร้อนเพื่อปรับปรุงระบบจ่ายความร้อนที่มีอยู่ให้ทันสมัยสามารถอธิบายได้ดังนี้:

มีระบบเดียว - หม้อต้มก๊าซส่วนบุคคลซึ่งมีให้ ระบบทำความร้อนและน้ำประปา มีเครื่องปรับอากาศแบบแยกระบบที่ให้ลมเย็นไปหนึ่งห้อง ติดตั้งระบบแยก 3 ระบบในห้องต่างๆ

และมีเทคโนโลยีขั้นสูงที่ประหยัดกว่าคือปั๊มความร้อนที่จะให้ความร้อน/เย็นแก่บ้านและทำน้ำร้อนในปริมาณที่เหมาะสมสำหรับบ้านหรืออพาร์ตเมนต์ มีความจำเป็นต้องพิจารณาว่าต้นทุนรวมของอุปกรณ์และต้นทุนเริ่มต้นเปลี่ยนแปลงไปเท่าใดและเพื่อประเมินต้นทุนประจำปีในการดำเนินงานอุปกรณ์ประเภทที่เลือกลดลงเท่าใด และกำหนดว่าจะใช้เวลากี่ปีกว่าอุปกรณ์ราคาแพงกว่าจะจ่ายเองพร้อมกับการประหยัดที่เกิดขึ้น ตามหลักการแล้ว จะมีการเปรียบเทียบโซลูชันการออกแบบที่นำเสนอหลายรายการ และเลือกวิธีที่คุ้มค่าที่สุด

เราจะทำการคำนวณและค้นหาระยะเวลาคืนทุนสำหรับปั๊มความร้อนในยูเครน

ลองดูตัวอย่างที่เฉพาะเจาะจง

• บ้านมี 2 ชั้น ฉนวนกันความร้อนอย่างดี พื้นที่รวม 150 ตร.ม.
• ระบบกระจายความร้อน/ทำความร้อน: วงจร 1 – พื้นทำความร้อน, วงจร 2 – หม้อน้ำ (หรือคอยล์พัดลม)
• มีการติดตั้งหม้อต้มก๊าซเพื่อให้ความร้อนและการจ่ายน้ำร้อน (DHW) เช่น 24 กิโลวัตต์ วงจรคู่
• ระบบปรับอากาศแบบแยกส่วน 3 ห้องของบ้าน

ค่าทำความร้อนและน้ำร้อนรายปี

1. ราคาโดยประมาณของห้องหม้อไอน้ำที่มีหม้อต้มก๊าซขนาด 24 kW (หม้อไอน้ำ, ท่อ, สายไฟ, ถัง, เมตร, การติดตั้ง) อยู่ที่ประมาณ 1,000 ยูโร ระบบปรับอากาศ (ระบบแยกเดียว) สำหรับบ้านดังกล่าวจะมีราคาประมาณ 800 ยูโร โดยรวมรวมถึงการติดตั้งห้องหม้อไอน้ำ, งานออกแบบ, การเชื่อมต่อกับเครือข่ายท่อส่งก๊าซและงานติดตั้ง - 6,100 ยูโร

1. ราคาโดยประมาณของปั๊มความร้อน Mycond พร้อมระบบคอยล์พัดลมเพิ่มเติม งานติดตั้งและการเชื่อมต่อกับเครือข่ายไฟฟ้าคือ 6,650 ยูโร

1. การเติบโตของเงินลงทุนคือ: K2-K1 = 6650 – 6100 = 550 ยูโร (หรือประมาณ 16,500 UAH)
2. ต้นทุนการดำเนินงานที่ลดลงคือ: C1-C2 = 27252 – 7644 = 19608 UAH
3. ระยะเวลาคืนทุน Tokup = 16500 / 19608 = 0.84 ปี!

ใช้งานง่ายของปั๊มความร้อน

ปั๊มความร้อนเป็นอุปกรณ์อเนกประสงค์ มัลติฟังก์ชั่น และประหยัดพลังงานมากที่สุดสำหรับการทำความร้อนในบ้าน อพาร์ทเมนต์ สำนักงาน หรืออาคารเชิงพาณิชย์

ระบบควบคุมอัจฉริยะพร้อมการตั้งโปรแกรมรายสัปดาห์หรือรายวัน การสลับการตั้งค่าตามฤดูกาลโดยอัตโนมัติ การรักษาอุณหภูมิในบ้าน โหมดประหยัด การควบคุมหม้อต้มทาส หม้อต้มน้ำ ปั๊มหมุนเวียน, การควบคุมอุณหภูมิในวงจรทำความร้อน 2 วงจร ขั้นสูงและล้ำหน้าที่สุด การควบคุมอินเวอร์เตอร์ของคอมเพรสเซอร์ พัดลม และปั๊มช่วยให้ประหยัดพลังงานได้สูงสุด

การทำงานของปั๊มความร้อนเมื่อทำงานตามระบบน้ำบาดาล

สามารถติดตั้งตัวสะสมบนพื้นได้สามวิธี

ตัวเลือกแนวนอน

ท่อถูกวางในร่องลึกในรูปแบบ "งู" ที่ระดับความลึกเกินความลึกเยือกแข็งของดิน (โดยเฉลี่ยจาก 1 ถึง 1.5 ม.)

นักสะสมดังกล่าวจะต้องมีที่ดินค่อนข้างใหญ่ แต่เจ้าของบ้านสามารถสร้างมันได้ - ไม่จำเป็นต้องมีทักษะอื่นใดนอกจากความสามารถในการทำงานกับพลั่ว

อย่างไรก็ตาม ควรคำนึงว่าการสร้างเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนด้วยตนเองนั้นเป็นกระบวนการที่ค่อนข้างใช้แรงงานคนมาก

ตัวเลือกแนวตั้ง

ท่อสะสมในรูปแบบของห่วงที่มีรูปร่างเหมือนตัวอักษร "U" จะถูกจุ่มลงในบ่อน้ำที่มีความลึก 20 ถึง 100 ม. หากจำเป็น สามารถสร้างบ่อดังกล่าวได้หลายบ่อ หลังจากติดตั้งท่อแล้ว บ่อจะเต็มไปด้วยปูนซีเมนต์

ข้อดีของตัวสะสมแนวตั้งคือการก่อสร้างต้องใช้พื้นที่ขนาดเล็กมาก อย่างไรก็ตาม ไม่มีทางที่จะเจาะบ่อลึกเกิน 20 ม. ด้วยตัวเองได้ คุณจะต้องจ้างทีมผู้เจาะ

ตัวเลือกรวม

ตัวสะสมนี้ถือได้ว่าเป็นแนวนอนประเภทหนึ่ง แต่การก่อสร้างจะต้องใช้พื้นที่น้อยกว่ามาก

มีการขุดบ่อน้ำทรงกลมที่มีความลึก 2 เมตรบนเว็บไซต์

ท่อแลกเปลี่ยนความร้อนถูกวางเป็นเกลียวเพื่อให้วงจรดูเหมือนสปริงที่ติดตั้งในแนวตั้ง

เมื่องานติดตั้งเสร็จสิ้นจะมีการถมหลุมใหม่ เช่นเดียวกับในกรณีของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแนวนอนงานที่จำเป็นทั้งหมดสามารถทำได้ด้วยมือของคุณเอง

ตัวสะสมเต็มไปด้วยสารป้องกันการแข็งตัว - สารป้องกันการแข็งตัวหรือสารละลายเอทิลีนไกลคอล เพื่อให้แน่ใจว่ามีการไหลเวียนจะมีการใส่ปั๊มพิเศษเข้าไปในวงจร เมื่อดูดซับความร้อนของดินแล้ว สารป้องกันการแข็งตัวจะเข้าสู่เครื่องระเหยซึ่งเกิดการแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างมันกับสารทำความเย็น

ควรคำนึงว่าการสกัดความร้อนจากพื้นดินอย่างไม่จำกัด โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อตัวสะสมตั้งอยู่ในแนวตั้ง อาจส่งผลที่ไม่พึงประสงค์ต่อธรณีวิทยาและนิเวศวิทยาของพื้นที่ ดังนั้นในฤดูร้อน จึงเป็นที่ต้องการอย่างมากในการใช้งาน HP ประเภท "น้ำในดิน" ในโหมดย้อนกลับ - เครื่องปรับอากาศ

ระบบทำความร้อนด้วยแก๊สมีข้อดีมากมายและข้อดีประการหนึ่งคือต้นทุนก๊าซต่ำ แผนภาพการทำความร้อนสำหรับบ้านส่วนตัวที่มีหม้อต้มแก๊สจะบอกวิธีจัดระบบทำความร้อนในบ้านด้วยแก๊ส พิจารณาข้อกำหนดการออกแบบและการเปลี่ยนระบบทำความร้อน

อ่านเกี่ยวกับคุณสมบัติของการเลือกแผงโซลาร์เซลล์เพื่อให้ความร้อนแก่บ้านของคุณได้ในหัวข้อนี้

การคำนวณตัวสะสมปั๊มความร้อนแนวนอน

ประสิทธิภาพของตัวสะสมแนวนอนขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของตัวกลางที่แช่อยู่ค่าการนำความร้อนและพื้นที่สัมผัสกับพื้นผิวของท่อ วิธีการคำนวณค่อนข้างซับซ้อน ดังนั้นในกรณีส่วนใหญ่จะใช้ข้อมูลเฉลี่ย

เชื่อกันว่าเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแต่ละเมตรจะให้พลังงานความร้อนแก่ HP ดังต่อไปนี้:

• 10 วัตต์ – เมื่อฝังในดินทรายหรือหินแห้ง
• 20 วัตต์ – ในดินเหนียวแห้ง
• 25 วัตต์ – ในดินเหนียวเปียก
• 35 วัตต์ – ในดินเหนียวที่ชื้นมาก

ดังนั้นในการคำนวณความยาวของตัวสะสม (L) พลังงานความร้อนที่ต้องการ (Q) ควรหารด้วยค่าความร้อนของดิน (p):

• พื้นที่ที่ดินเหนือท่อระบายน้ำไม่ได้รับการพัฒนา ให้ร่มเงา หรือปลูกต้นไม้หรือพุ่มไม้
• ระยะห่างระหว่างเกลียวหรือส่วนของ "งู" ที่อยู่ติดกันคืออย่างน้อย 0.7 ม.

หลักการทำงานของปั๊มความร้อน

HP ใดๆ มีสารทำงานที่เรียกว่าสารทำความเย็น โดยปกติแล้วฟรีออนจะทำหน้าที่ในลักษณะนี้ซึ่งมักมีแอมโมเนียน้อยกว่า ตัวอุปกรณ์ประกอบด้วยส่วนประกอบสามส่วนเท่านั้น:

เครื่องระเหยและคอนเดนเซอร์เป็นอ่างเก็บน้ำสองแห่งที่มีลักษณะคล้ายท่อโค้งยาว-คอยล์ คอนเดนเซอร์เชื่อมต่อที่ปลายด้านหนึ่งเข้ากับท่อทางออกของคอมเพรสเซอร์ และเครื่องระเหยเชื่อมต่อกับท่อทางเข้า ปลายของคอยล์ถูกต่อเข้าด้วยกันและมีการติดตั้งวาล์วลดแรงดันที่ทางแยกระหว่างกัน เครื่องระเหยสัมผัสกับสื่อต้นทางโดยตรงหรือโดยอ้อม และคอนเดนเซอร์สัมผัสกับระบบทำความร้อนหรือน้ำร้อน

หลักการทำงานของปั๊มความร้อน

การทำงานของ HP ขึ้นอยู่กับการพึ่งพาซึ่งกันและกันของปริมาตรก๊าซ ความดัน และอุณหภูมิ นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้นภายในหน่วย:

1. แอมโมเนีย ฟรีออน หรือสารทำความเย็นอื่น ๆ ที่เคลื่อนที่ผ่านเครื่องระเหยจะถูกให้ความร้อนจากตัวกลางต้นทางจนถึงอุณหภูมิ +5 องศา
2. หลังจากผ่านเครื่องระเหยแล้ว ก๊าซจะไปถึงคอมเพรสเซอร์ซึ่งจะปั๊มเข้าไปในคอนเดนเซอร์
3. สารทำความเย็นที่ปั๊มโดยคอมเพรสเซอร์จะถูกกักไว้ในคอนเดนเซอร์โดยวาล์วลดแรงดัน ดังนั้นความดันที่นี่จึงสูงกว่าในเครื่องระเหย ดังที่ทราบกันดีว่าเมื่อความดันเพิ่มขึ้น อุณหภูมิของก๊าซใดๆ จะเพิ่มขึ้น นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้นกับสารทำความเย็น - มันร้อนได้ถึง 60 - 70 องศา เนื่องจากคอนเดนเซอร์ถูกล้างโดยสารหล่อเย็นที่หมุนเวียนอยู่ในระบบทำความร้อน คอนเดนเซอร์จึงร้อนขึ้นเช่นกัน
4. ผ่านวาล์วลดความดัน สารทำความเย็นจะถูกปล่อยออกเป็นส่วนเล็กๆ ลงในเครื่องระเหย ซึ่งความดันจะลดลงอีกครั้ง ก๊าซขยายตัวและเย็นลง และเนื่องจากพลังงานภายในส่วนหนึ่งสูญเสียไปเนื่องจากการแลกเปลี่ยนความร้อนในระยะก่อนหน้า อุณหภูมิจึงลดลงต่ำกว่า +5 องศาเดิม เครื่องระเหยจะถูกทำให้ร้อนอีกครั้ง จากนั้นคอมเพรสเซอร์จะปั๊มเข้าไปในคอนเดนเซอร์ - และต่อเนื่องกันเป็นวงกลม ในทางวิทยาศาสตร์ กระบวนการนี้เรียกว่าวัฏจักรการ์โนต์

แต่ HP ยังคงทำกำไรได้มาก: ทุกๆ กิโลวัตต์ชั่วโมงของไฟฟ้าที่ใช้ไป คุณจะได้รับความร้อนตั้งแต่ 3 ถึง 5 กิโลวัตต์ชั่วโมง

อิทธิพลของข้อมูลเบื้องต้นต่อผลการคำนวณ

ตอนนี้ให้เราใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่สร้างขึ้นระหว่างการคำนวณเพื่อติดตามอิทธิพลของข้อมูลเริ่มต้นต่างๆ ต่อผลลัพธ์สุดท้ายของการคำนวณ โปรดทราบว่าการคำนวณใน Excel ช่วยให้การวิเคราะห์ดังกล่าวดำเนินการได้อย่างรวดเร็ว

อันดับแรก มาดูกันว่าขนาดของความร้อนที่ไหลไปยัง VGT จากดินได้รับผลกระทบจากการนำความร้อนของมันอย่างไร

ดังที่คุณทราบ ปั๊มความร้อนใช้แหล่งพลังงานหมุนเวียนฟรี: ความร้อนเกรดต่ำจากอากาศ ดิน ใต้ดิน น้ำเสีย และน้ำเสีย กระบวนการทางเทคโนโลยี, เปิดอ่างเก็บน้ำที่ไม่เป็นน้ำแข็ง มีการใช้ไฟฟ้าไปกับสิ่งนี้ แต่อัตราส่วนของปริมาณพลังงานความร้อนที่ได้รับต่อปริมาณพลังงานไฟฟ้าที่ใช้คือประมาณ 3-7 แม่นยำยิ่งขึ้น แหล่งที่มาของความร้อนคุณภาพต่ำอาจเป็นอากาศภายนอกที่มีอุณหภูมิตั้งแต่ -15 ถึง +15°C อากาศที่ถูกกำจัดออกจากสถานที่ (15-25°C) ดินใต้ผิวดิน (4-10°C) และน้ำใต้ดิน (มากกว่า 10°C) น้ำในทะเลสาบและแม่น้ำ (0-10°C) พื้นผิว (0-10°C) และดินลึก (มากกว่า 20 ม.) (10°C)

หากเลือกอากาศในชั้นบรรยากาศหรืออากาศระบายอากาศเป็นแหล่งความร้อน ปั๊มความร้อนที่ทำงานตามรูปแบบอากาศและน้ำจะถูกใช้ ปั๊มสามารถติดตั้งในอาคารหรือกลางแจ้งได้ อากาศถูกส่งไปยังเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนโดยใช้พัดลม

เมื่อใช้น้ำใต้ดินเป็นแหล่งความร้อน น้ำจะถูกจ่ายจากบ่อน้ำโดยใช้ปั๊มเข้าสู่ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนของปั๊มที่ทำงานตามรูปแบบ "น้ำสู่น้ำ" และจะถูกสูบเข้าไปในบ่ออื่นหรือปล่อยลงสู่อ่างเก็บน้ำ .
หากแหล่งกำเนิดเป็นอ่างเก็บน้ำ จะมีการวางห่วงของท่อโลหะพลาสติกหรือพลาสติกไว้ที่ด้านล่าง สารละลายไกลคอล (สารป้องกันการแข็งตัว) ไหลเวียนผ่านท่อ ซึ่งถ่ายเทความร้อนไปยังฟรีออนผ่านตัวแลกเปลี่ยนความร้อนของปั๊มความร้อน

มีสองทางเลือกในการรับความร้อนคุณภาพต่ำจากพื้นดิน: การวางท่อโลหะพลาสติกในร่องลึก 1.2-1.5 ม. หรือในบ่อแนวตั้งลึก 20-100 ม. บางครั้งท่อจะถูกวางในรูปแบบของเกลียวในร่องลึก 2-4 ลึก ม. ซึ่งจะช่วยลดความยาวทั้งหมดของร่องลึกได้อย่างมาก การถ่ายเทความร้อนสูงสุดของดินผิวดินคือ 50-70 kWh/m2 ต่อปี ตามที่ บริษัท ต่างประเทศระบุอายุการใช้งานของร่องลึกและบ่อน้ำนั้นมากกว่า 100 ปี

การคำนวณตัวสะสมปั๊มความร้อนแนวนอน

การนำความร้อนออกจากท่อแต่ละเมตรขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์หลายอย่าง เช่น ความลึกของการวาง น้ำใต้ดิน คุณภาพดิน ฯลฯ ตามแนวทางคร่าวๆ สามารถสันนิษฐานได้ว่าสำหรับตัวสะสมแนวนอนจะอยู่ที่ 20 วัตต์/ม. แม่นยำยิ่งขึ้น: ทรายแห้ง - 10, ดินเหนียวแห้ง - 20, ดินเหนียวเปียก - 25, ดินเหนียวที่มีปริมาณน้ำสูง - 35 วัตต์/ม. โดยทั่วไปความแตกต่างของอุณหภูมิน้ำหล่อเย็นในเส้นไปข้างหน้าและย้อนกลับของลูปในการคำนวณมักจะอยู่ที่ 3 °C ไม่ควรสร้างอาคารในบริเวณเหนือตัวสะสมเพื่อให้ความร้อนของโลกถูกเติมเต็มด้วยรังสีดวงอาทิตย์

ระยะห่างขั้นต่ำระหว่างท่อที่วางควรอยู่ที่ 0.7-0.8 ม. ความยาวของร่องลึกหนึ่งอันมักจะอยู่ระหว่าง 30 ถึง 120 ม. ขอแนะนำให้ใช้สารละลายไกลคอล 25% เป็นสารหล่อเย็นหลัก ในการคำนวณควรคำนึงถึงความจุความร้อนที่อุณหภูมิ 0 °C คือ 3.7 kJ/(kg.K) ความหนาแน่น 1.05 g/cm 3 เมื่อใช้สารป้องกันการแข็งตัว การสูญเสียแรงดันในท่อจะมากกว่าเมื่อหมุนเวียนน้ำ 1.5 เท่า เพื่อคำนวณค่าพารามิเตอร์ของความร้อนวงจรปฐมภูมิ หน่วยสูบน้ำคุณจะต้องกำหนดปริมาณการใช้สารป้องกันการแข็งตัว:

เทียบกับ = Qo.3600 / (1.05.3.7..t)

โดยที่ t คือความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างท่อจ่ายและท่อส่งกลับ ซึ่งมักจะมีค่าเท่ากับ 3 K และ Qo คือพลังงานความร้อนที่ได้รับจากแหล่งกำเนิดที่มีศักยภาพต่ำ (กราวด์) ค่าหลังคำนวณเป็นความแตกต่างระหว่างกำลังรวมของปั๊มความร้อน Qwp และพลังงานไฟฟ้าที่ใช้ไปกับการทำความร้อนฟรีออน P:

Qo = Qwp - P, กิโลวัตต์

ความยาวรวมของท่อสะสม L และพื้นที่รวมของพื้นที่ A คำนวณโดยใช้สูตร:

โดยที่ q คือการกำจัดความร้อนจำเพาะ (จากท่อ 1 ม.) ดา - ระยะห่างระหว่างท่อ (ระยะพิทช์)

ตัวอย่างการคำนวณปั๊มความร้อน

เงื่อนไขเริ่มต้น: ความต้องการความร้อนของกระท่อมที่มีพื้นที่ 120-240 m2 (ขึ้นอยู่กับฉนวนกันความร้อน) - 12 kW; อุณหภูมิของน้ำในระบบทำความร้อนควรเป็น 35 °C; อุณหภูมิน้ำหล่อเย็นขั้นต่ำ - 0 °C เพื่อให้ความร้อนแก่อาคารได้เลือกปั๊มความร้อน WPS 140 l (Buderus) ที่มีกำลัง 14.5 kW (ขนาดมาตรฐานที่ใหญ่กว่าที่ใกล้ที่สุด) ซึ่งใช้ฟรีออน 3.22 kW เพื่อให้ความร้อน การนำความร้อนออกจากชั้นผิวดิน (ดินเหนียวแห้ง) q เท่ากับ 20 วัตต์/เมตร ตามสูตรที่แสดงข้างต้น เราคำนวณ:

1. พลังงานความร้อนสะสมที่ต้องการ Qo = 14.5 - 3.22 = 11.28 kW;
2. ความยาวท่อทั้งหมด L = Qo/q = 11.28/0.020 = 564 ม. ในการจัดระเบียบตัวรวบรวมดังกล่าว ต้องใช้ 6 วงจร ยาว 100 ม.
3. ด้วยขั้นตอนการวาง 0.75 ม. พื้นที่ที่ต้องการของไซต์คือ A = 600 H 0.75 = 450 m 2;
4. อัตราการไหลรวมของสารละลายไกลคอล Vs = 11.28.3600/ (1.05.3.7.3) = 3.51 ม.3 /ชม. อัตราการไหลต่อวงจรคือ 0.58 ม.3 /ชม.

ในการสร้างตัวสะสมเราเลือกท่อโลหะพลาสติกขนาดมาตรฐาน 32×3 (เช่น Henco) การสูญเสียแรงดันจะอยู่ที่ 45 Pa/m; ความต้านทานของวงจรเดียวคือประมาณ 7 kPa; ความเร็วการไหลของน้ำหล่อเย็น - 0.3 m/s

การคำนวณโพรบ

เมื่อใช้บ่อแนวตั้งที่มีความลึก 20 ถึง 100 ม. ท่อโลหะพลาสติกหรือพลาสติกรูปตัวยู (ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางสูงกว่า 32 มม.) จะถูกแช่อยู่ในนั้น ตามกฎแล้วจะมีการสอดสองห่วงเข้าไปในบ่อเดียวหลังจากนั้นจึงเต็มไปด้วยปูนซีเมนต์ โดยเฉลี่ยแล้ว การนำความร้อนจำเพาะของโพรบดังกล่าวออกจะเท่ากับ 50 วัตต์/เมตร คุณยังสามารถมุ่งเน้นไปที่ข้อมูลการกำจัดความร้อนต่อไปนี้:

• หินตะกอนแห้ง - 20 วัตต์/เมตร;
• ดินหินและหินตะกอนที่มีน้ำอิ่มตัว - 50 W/m;
• หินที่มีค่าการนำความร้อนสูง - 70 W/m;
• น้ำบาดาล - 80 วัตต์/ม.

อุณหภูมิดินที่ความลึกมากกว่า 15 เมตร คงที่ และอยู่ที่ประมาณ +10 °C ระยะห่างระหว่างบ่อน้ำควรมากกว่า 5 ม. ในกรณีที่มีกระแสใต้ดินบ่อน้ำควรอยู่ในเส้นตั้งฉากกับการไหล

การเลือกเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อจะขึ้นอยู่กับการสูญเสียแรงดันสำหรับการไหลของสารหล่อเย็นที่ต้องการ การคำนวณการไหลของของไหลสามารถทำได้ที่ t = 5 °C

ตัวอย่างการคำนวณ: ข้อมูลเริ่มต้นเหมือนกับในการคำนวณตัวรวบรวมแนวนอนด้านบน ด้วยการกำจัดความร้อนจำเพาะของโพรบที่ 50 W/m และกำลังที่ต้องการ 11.28 kW ความยาวโพรบ L ควรอยู่ที่ 225 ม.

ในการติดตั้งตัวสะสมจำเป็นต้องเจาะสามหลุมที่มีความลึก 75 ม. ในแต่ละหลุมเราวางท่อโลหะพลาสติกสองห่วงขนาดมาตรฐาน 26×3; รวม 6 วงจร 150 ม.

อัตราการไหลของน้ำหล่อเย็นทั้งหมดที่ t = 5 °C จะเท่ากับ 2.1 ลบ.ม./ชม. อัตราการไหลผ่านหนึ่งวงจรคือ 0.35 ลบ.ม./ชม. วงจรจะมีลักษณะไฮดรอลิกดังต่อไปนี้: การสูญเสียแรงดันในท่อ - 96 Pa/m (สารหล่อเย็น - สารละลายไกลคอล 25%); ความต้านทานวงจร - 14.4 kPa; ความเร็วการไหล - 0.3 ม. / วินาที

การเลือกอุปกรณ์

เนื่องจากอุณหภูมิของสารป้องกันการแข็งตัวอาจแตกต่างกัน (ตั้งแต่ -5 ถึง +20 °C) จึงจำเป็นต้องมีถังขยายในวงจรหลักของการติดตั้งปั๊มความร้อน

ขอแนะนำให้ติดตั้งถังเก็บบนท่อส่งคืน: คอมเพรสเซอร์ปั๊มความร้อนทำงานในโหมด "เปิด-ปิด" การสตาร์ทบ่อยเกินไปอาจทำให้ชิ้นส่วนสึกหรอเร็วขึ้น ถังยังมีประโยชน์เป็นอุปกรณ์กักเก็บพลังงานในกรณีที่ไฟฟ้าดับ ปริมาตรขั้นต่ำจะใช้ในอัตรา 10-20 ลิตรต่อกำลังปั๊มความร้อน 1 กิโลวัตต์

เมื่อใช้แหล่งพลังงานที่สอง (หม้อต้มไฟฟ้า แก๊ส ของเหลว หรือเชื้อเพลิงแข็ง) จะเชื่อมต่อกับวงจรผ่าน วาล์วผสมไดรฟ์ที่ถูกควบคุมโดยปั๊มความร้อนหรือ ระบบทั่วไประบบอัตโนมัติ

ในกรณีที่เกิดไฟฟ้าดับจำเป็นต้องเพิ่มกำลังของปั๊มความร้อนที่ติดตั้งตามปัจจัยที่คำนวณโดยสูตร: f = 24/(24 - t ปิด) โดยที่ t off คือระยะเวลาของการหยุดชะงักของแหล่งจ่ายไฟ .

ในกรณีที่ไฟฟ้าดับเป็นเวลา 4 ชั่วโมง ค่าสัมประสิทธิ์นี้จะเท่ากับ 1.2

สามารถเลือกกำลังของปั๊มความร้อนได้ตามโหมดการทำงานแบบโมโนวาเลนท์หรือไบวาเลนท์ ในกรณีแรกสันนิษฐานว่าปั๊มความร้อนถูกใช้เป็นตัวกำเนิดพลังงานความร้อนเพียงตัวเดียว

ควรคำนึงถึง: แม้แต่ในประเทศของเรา ระยะเวลาที่มีอุณหภูมิอากาศต่ำก็เป็นเพียงส่วนเล็ก ๆ ของฤดูร้อน ตัวอย่างเช่น สำหรับภาคกลางของรัสเซีย เวลาที่อุณหภูมิลดลงต่ำกว่า -10 °C คือเพียง 900 ชั่วโมง (38 วัน) ในขณะที่ระยะเวลาของฤดูกาลคือ 5,112 ชั่วโมง และอุณหภูมิเฉลี่ยในเดือนมกราคมจะอยู่ที่ประมาณ - 10 องศาเซลเซียส ดังนั้นสิ่งที่เหมาะสมที่สุดคือการใช้งานปั๊มความร้อนในโหมดไบวาเลนท์ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการเปิดเครื่องกำเนิดความร้อนเพิ่มเติมในช่วงเวลาที่อุณหภูมิอากาศลดลงต่ำกว่าระดับที่กำหนด: -5 °C ในพื้นที่ทางตอนใต้ของรัสเซีย -10 °C ในภาคกลาง สิ่งนี้ช่วยให้คุณลดต้นทุนของปั๊มความร้อนและโดยเฉพาะอย่างยิ่งการติดตั้งวงจรหลัก (การวางร่องลึก การขุดบ่อ ฯลฯ) ซึ่งเพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อกำลังการติดตั้งเพิ่มขึ้น

ในสภาวะของภูมิภาคตอนกลางของรัสเซีย สำหรับการประมาณการคร่าวๆ เมื่อเลือกปั๊มความร้อนที่ทำงานในโหมดไบวาเลนท์ คุณสามารถมุ่งเน้นไปที่อัตราส่วน 70/30: 70% ของความต้องการความร้อนถูกครอบคลุมโดยปั๊มความร้อน และส่วนที่เหลือ 30% โดยหม้อต้มน้ำไฟฟ้าหรือเครื่องกำเนิดความร้อนอื่นๆ ในภาคใต้ คุณสามารถควบคุมอัตราส่วนกำลังของปั๊มความร้อนและเครื่องกำเนิดความร้อนเพิ่มเติมซึ่งมักใช้ในภาคใต้ได้ ยุโรปตะวันตก: 50 ถึง 50

สำหรับกระท่อมที่มีพื้นที่ 200 ตร.ม. สำหรับ 4 คน โดยสูญเสียความร้อน 70 วัตต์/ตร.ม. (คำนวณที่อุณหภูมิอากาศภายนอก -28 °C) ความต้องการความร้อนจะอยู่ที่ 14 กิโลวัตต์ ควรเพิ่มค่านี้ 700 W สำหรับการเตรียมน้ำร้อนเพื่อสุขอนามัย เป็นผลให้กำลังปั๊มความร้อนที่ต้องการคือ 14.7 กิโลวัตต์

หากมีความเป็นไปได้ที่จะเกิดไฟฟ้าดับชั่วคราว คุณจะต้องเพิ่มจำนวนนี้ตามปัจจัยที่เหมาะสม สมมติว่าเวลาปิดเครื่องทุกวันคือ 4 ชั่วโมง ดังนั้นกำลังของปั๊มความร้อนควรอยู่ที่ 17.6 กิโลวัตต์ (ปัจจัยเพิ่มขึ้น - 1.2) ในกรณีของโหมดโมโนวาเลนท์ คุณสามารถเลือกปั๊มความร้อนน้ำบาดาล Logafix WPS 160 L (Buderus) ที่มีกำลัง 17.1 kW ใช้ไฟฟ้า 5.5 kW

สำหรับระบบไบวาเลนต์ที่มีเครื่องทำความร้อนไฟฟ้าเพิ่มเติมและอุณหภูมิการติดตั้ง -10 ° C โดยคำนึงถึงความจำเป็นในการได้รับน้ำร้อนและปัจจัยด้านความปลอดภัย กำลังของปั๊มความร้อนควรเป็น 11.4 W และหม้อต้มน้ำไฟฟ้า - 6.2 กิโลวัตต์ (รวม - 17.6 ). กำลังไฟฟ้าสูงสุดที่ใช้โดยระบบคือ 9.7 กิโลวัตต์

จะคำนวณค่าทำความร้อนสำหรับบ้านในชนบทได้อย่างไร?

การคำนวณขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ต่อไปนี้:

พารามิเตอร์แรกคือต้นทุนการดำเนินงาน เพื่อกำหนดต้นทุนเหล่านี้ควรคำนึงถึงต้นทุนเชื้อเพลิงที่จะใช้ในการสร้างความร้อนด้วย รายการนี้ยังรวมค่าบำรุงรักษาด้วย ผลกำไรสูงสุดในแง่ของพารามิเตอร์นี้คือการให้ความร้อนซึ่งผู้ให้บริการพลังงานจะเป็นก๊าซหลักที่จ่ายให้ ที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดรองลงมาคือ HEAT PUMP

พารามิเตอร์ที่สองคือต้นทุนในการซื้ออุปกรณ์และติดตั้ง ตัวเลือกที่ให้ผลกำไรและประหยัดที่สุดในขั้นตอนการจัดหาและการติดตั้งคือการซื้อหม้อต้มน้ำไฟฟ้า ต้นทุนสูงสุดรออยู่หากคุณตัดสินใจซื้อหม้อไอน้ำที่ตัวพาพลังงานเป็นก๊าซเหลวในถังแก๊สหรือน้ำมันดีเซล ปั๊มความร้อนก็เหมาะสมที่สุดเช่นเดียวกัน

พารามิเตอร์ที่สามควรพิจารณาถึงความสะดวกเมื่อใช้อุปกรณ์ทำความร้อน หม้อต้มเชื้อเพลิงแข็งในกรณีนี้สามารถสังเกตได้ว่าเป็นที่ต้องการความสนใจมากที่สุด พวกเขาต้องการการมีอยู่ของคุณและการโหลดเชื้อเพลิงเพิ่มเติม ในขณะที่ไฟฟ้าและที่ขับเคลื่อนโดยแหล่งจ่ายก๊าซหลักทำงานแยกจากกัน เพราะแก๊สและ หม้อต้มน้ำไฟฟ้าสะดวกสบายที่สุดในการใช้เมื่อทำความร้อนบ้านในชนบท และที่นี่ HEAT PUMP ก็มีข้อได้เปรียบ การควบคุมสภาพอากาศเป็นคุณลักษณะที่สะดวกสบายที่สุดของปั๊มความร้อน

วันนี้สถานการณ์ราคาต่อไปนี้ได้รับการพัฒนาในภูมิภาคมอสโก... การเชื่อมต่อก๊าซกับบ้านส่วนตัวมีราคาประมาณ 600,000 รูเบิล จำเป็นด้วย งานออกแบบและการอนุมัติที่เกี่ยวข้อง ซึ่งบางครั้งอาจใช้เวลานานหลายปีและต้องเสียค่าใช้จ่ายด้วย เพิ่มค่าใช้จ่ายของอุปกรณ์และระยะเวลาการสึกหรอที่ค่อนข้างสั้นที่นี่ (ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมบริษัทก๊าซจึงเสนอเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพมากกว่า หม้อต้มก๊าซเพื่อให้หม้อไอน้ำสึกหรอและเหนื่อยหน่ายนานขึ้น) การทำความร้อนด้วยปั๊มความร้อนสามารถเทียบเคียงได้กับราคาข้างต้นแล้ว แต่ไม่จำเป็นต้องได้รับการอนุมัติใด ๆ ปั๊มความร้อนเป็นเครื่องใช้ไฟฟ้าในครัวเรือนทั่วไปที่กินไฟน้อยกว่าหม้อต้มน้ำไฟฟ้าทั่วไปถึง 4 เท่าและยังเป็นอุปกรณ์ควบคุมสภาพอากาศ เช่น เครื่องปรับอากาศ อายุการใช้งานของมอเตอร์ของปั๊มความร้อนสมัยใหม่ และโดยเฉพาะอย่างยิ่งปั๊มความร้อนคุณภาพสูง (ระดับพรีเมี่ยม) ทำให้ปั๊มความร้อนสามารถทำงานได้นานกว่า 20 ปี

เรายกตัวอย่างการคำนวณปั๊มความร้อนสำหรับ หลากหลายชนิดและขนาดบ้าน

ขั้นแรก คุณต้องพิจารณาการสูญเสียความร้อนของอาคารของคุณ โดยขึ้นอยู่กับภูมิภาคของสถานที่ตั้ง อ่านเพิ่มเติมใน "ข่าวเต็ม"

ก่อนอื่นคุณต้องตัดสินใจเกี่ยวกับพลังของปั๊มความร้อนหรือหม้อไอน้ำเนื่องจากนี่เป็นหนึ่งในปัจจัยชี้ขาด ลักษณะทางเทคนิค. เลือกตามปริมาณการสูญเสียความร้อนของอาคาร การคำนวณสมดุลความร้อนของบ้านโดยคำนึงถึงคุณสมบัติของการออกแบบควรดำเนินการโดยผู้เชี่ยวชาญอย่างไรก็ตามสำหรับการประมาณค่าพารามิเตอร์นี้โดยคร่าวหากการก่อสร้างบ้านได้รับการออกแบบโดยคำนึงถึงมาตรฐานการก่อสร้างคุณสามารถทำได้ ใช้สูตรต่อไปนี้:
Q = k V ΔT
1 กิโลวัตต์/ชม. = 860 กิโลแคลอรี/ชม
ที่ไหน
Q - การสูญเสียความร้อน (kcal/h)
V คือปริมาตรของห้อง (ยาว × กว้าง × สูง), m3;
ΔT - ความแตกต่างสูงสุดระหว่างอุณหภูมิอากาศภายนอกและภายในห้อง เวลาฤดูหนาว, °ซ;
k คือค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนทั่วไปของอาคาร
k = 3…4 - อาคารทำจากไม้กระดาน
k = 2…3 - กำแพงอิฐในชั้นเดียว
k min-max = 1…2 - อิฐมาตรฐาน (อิฐสองชั้น)

k = 0.6...1 - อาคารที่มีฉนวนอย่างดี

ตัวอย่างการคำนวณกำลังของหม้อต้มก๊าซสำหรับบ้านของคุณ:

สำหรับอาคารที่มีปริมาตร V = 10m × 10m × 3m = 300 m3;

การสูญเสียความร้อนของอาคารก่ออิฐ (k max= 2) จะเป็น:
Q = 2 ×300 × 50 = 30,000 กิโลแคลอรี/ชั่วโมง = 30,000 / 860 = 35 กิโลวัตต์
นี่จะเป็นกำลังหม้อไอน้ำขั้นต่ำที่ต้องการ โดยคำนวณเป็นค่าสูงสุด...

โดยปกติแล้วจะเลือกพลังงานสำรอง 1.5 เท่า อย่างไรก็ตาม ปัจจัยต่างๆ เช่น การระบายอากาศในห้องที่ทำงานอย่างต่อเนื่อง เปิดหน้าต่างและประตู สี่เหลี่ยมใหญ่กระจก ฯลฯ หากคุณวางแผนที่จะใช้หม้อไอน้ำสองวงจร (ทำความร้อนในห้องและจ่ายน้ำร้อน) ควรเพิ่มพลังงานอีก 10 - 40% สารเติมแต่งขึ้นอยู่กับปริมาณการไหลของน้ำร้อน

ตัวอย่างการคำนวณกำลังของปั๊มความร้อนสำหรับบ้านของคุณ:

ที่ ΔT = (Tvn - Tnar) = 20 - (-30) = 50°C;
การสูญเสียความร้อนของอาคารอิฐ (k min= 1) จะเป็น:
Q = 1 ×300 × 50 = 15,000 กิโลแคลอรี/ชั่วโมง = 30,000 / 860 = 17 กิโลวัตต์
นี่จะเป็นกำลังขั้นต่ำที่ต้องการของหม้อไอน้ำซึ่งคำนวณให้น้อยที่สุด เนื่องจากไม่มีความเหนื่อยหน่ายในปั๊มความร้อนและทรัพยากรขึ้นอยู่กับอายุการใช้งานของมอเตอร์และการหมุนเวียนในระหว่างวัน... เพื่อลดจำนวนรอบการเปิด/ปิด ของปั๊มความร้อนใช้ถังเก็บความร้อน

ดังนั้น: คุณต้องใช้ปั๊มความร้อนเพื่อหมุนเวียน 3-5 ครั้งต่อชั่วโมง
เหล่านั้น. 17 กิโลวัตต์/ชั่วโมง -3 รอบ

คุณจะต้องมีถังบัฟเฟอร์ - 3 รอบ - 30 ลิตร/กิโลวัตต์; 5 จังหวะ - 20 ลิตร/กิโลวัตต์

ความจุ 17 kW*30l=500l!!! การคำนวณเป็นการประมาณ แบตเตอรี่ขนาดใหญ่ดี แต่ในทางปฏิบัติใช้ 200 ลิตร

ตอนนี้มาคำนวณต้นทุนของปั๊มความร้อนและการติดตั้งสำหรับบ้านของคุณกัน:

ปริมาตรของอาคารเท่ากัน V = 10m × 10m × 3m = 300 m3;
เราคำนวณกำลังไฟฟ้าโดยประมาณเป็น -17 กิโลวัตต์ ผู้ผลิตแต่ละรายมีสายไฟที่แตกต่างกัน ดังนั้นควรเลือกปั๊มความร้อนโดยพิจารณาจากคุณภาพและราคาร่วมกับที่ปรึกษาของเรา ตัวอย่างเช่น Waterkotte มีปั๊มความร้อน 18 kW แต่คุณยังสามารถติดตั้งปั๊มความร้อน 15 kW ได้ด้วย เนื่องจากหากมีพลังงานไม่เพียงพอ ปั๊มความร้อนแต่ละตัวจะมีจุดสูงสุด 6 kW เข้ามาใกล้ยิ่งขึ้น การทำความร้อนซ้ำสูงสุดเกิดขึ้นค่อนข้างเร็ว ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องจ่ายเงินมากเกินไปสำหรับปั๊มความร้อน ดังนั้น คุณสามารถเลือก 15 kW ได้ เนื่องจากในระยะสั้น 15+6=21 kW นั้นสูงกว่าความร้อนที่คุณต้องการ

หยุดที่ 18 กิโลวัตต์ครับ ตรวจสอบราคาปั๊มความร้อนกับที่ปรึกษา เนื่องจากเงื่อนไขการส่งมอบในปัจจุบัน “เป็นเรื่องที่คาดเดาไม่ได้” ดังนั้นจึงมีการนำเสนอเวอร์ชันจากโรงงานบนเว็บไซต์

หากคุณอยู่ในภาคใต้ การสูญเสียความร้อนของบ้านตามการคำนวณข้างต้นจะน้อยลงเนื่องจาก ΔT = (ทีวี - ทีนาร์) = 20 - (-10) = 30°C หรือแม้กระทั่ง ΔT = (ทีวี - ทีนาร์) = 20 - (-0) = 20°C คุณสามารถเลือกปั๊มความร้อนที่มีกำลังไฟต่ำกว่าและยังใช้หลักการทำงานของอากาศสู่น้ำได้ด้วย ปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศของเราทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพจนถึงระดับ -25 องศา ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องเจาะ

ในภาคกลางของรัสเซียและไซบีเรีย ปั๊มความร้อนใต้พิภพที่ทำงานบนหลักการ "น้ำสู่น้ำ" มีประสิทธิภาพมากกว่ามาก

การขุดเจาะแหล่งความร้อนใต้พิภพจะมีราคาแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับภูมิภาค ในภูมิภาคมอสโกการคำนวณต้นทุนมีดังนี้:

เราใช้พลังงานของปั๊มความร้อนของเรา -18 kW ปริมาณการใช้ไฟฟ้าของปั๊มความร้อนใต้พิภพดังกล่าวจะอยู่ที่ประมาณ 18/4 = 4.5 กิโลวัตต์ต่อชั่วโมงจากทางออก Waterkotte มีน้อยกว่านั้นอีก (ลักษณะนี้เรียกว่า COP ปั๊มความร้อน Waterkotte มี COP 5 ขึ้นไป) ตามกฎการอนุรักษ์พลังงานพลังงานไฟฟ้าจะถูกถ่ายโอนไปยังระบบโดยแปลงเป็นพลังงานความร้อนเราได้รับพลังงานที่หายไปจากแหล่งความร้อนใต้พิภพนั่นคือจากโพรบที่ต้องเจาะ 18-4.5 = 13.5 kW จากโลก เป็นต้น (เนื่องจากแหล่งกำเนิดในกรณีนี้อาจเป็นตัวสะสมแนวนอน สระน้ำ เป็นต้น)

การถ่ายเทความร้อนของดินในสถานที่ต่าง ๆ แม้แต่ในภูมิภาคมอสโกก็แตกต่างกัน โดยเฉลี่ยจาก 30 ถึง 60 W ต่อ 1 m.p. ขึ้นอยู่กับความชื้นในดิน

13.5 kW หรือ 13500 W หารด้วยการถ่ายเทความร้อน โดยเฉลี่ยจะอยู่ที่ 50W ดังนั้น 13500/50=270 เมตร งานเจาะมีค่าใช้จ่ายเฉลี่ย 1,200 รูเบิล/m.p. เราได้รับ 270*1200=324000 รูเบิล กุญแจแบบครบวงจรพร้อมทางเข้าสู่สถานีทำความร้อน

ราคาของปั๊มความร้อนชั้นประหยัดอยู่ที่ 6-7,000 ดอลลาร์ เหล่านั้น. 180-200,000 รูเบิล

ราคารวม 324,000 + 180,000 = 504,000 รูเบิล

เพิ่มต้นทุนการติดตั้งและต้นทุนตัวสะสมความร้อนแล้วคุณจะได้รับมากกว่า 600,000 รูเบิลเล็กน้อยซึ่งเทียบได้กับต้นทุนการจัดหาก๊าซหลัก Q.E.D.