Pengiraan pam haba: Pam haba dan sistem penjimatan tenaga: GK Informtech

Jenis reka bentuk pam haba

Jenis pam haba biasanya dilambangkan dengan frasa yang menunjukkan medium sumber dan pembawa haba sistem pemanasan.
Terdapat jenis berikut:

• Air "udara - udara";
• Air "udara - air";
• TN "tanah - air";
• TH "air - air".

Pilihan pertama adalah sistem pemecahan konvensional yang beroperasi dalam mod pemanasan. Penyejat dipasang di luar rumah, dan unit dengan kondensor dipasang di dalam rumah. Yang terakhir ditiup oleh kipas angin, kerana jisim udara hangat dibekalkan ke bilik.

Sekiranya sistem sedemikian dilengkapi dengan penukar haba khas dengan muncung, jenis "udara-air" HP akan diperolehi. Ia disambungkan ke sistem pemanasan air.

Penyejat HP jenis "udara-ke-udara" atau "udara-ke-air" tidak boleh diletakkan di luar, tetapi di saluran pengudaraan ekzos (mesti dipaksa). Dalam kes ini, kecekapan pam haba akan meningkat beberapa kali.

Pam haba jenis "air-ke-air" dan "tanah-ke-air" menggunakan penukar haba luaran yang disebut atau, seperti yang disebut juga, pengumpul untuk mengeluarkan haba.

Rajah skema pam haba

Ini adalah tiub berulung panjang, biasanya plastik, di mana media cair beredar di sekitar penyejat. Kedua-dua jenis pam panas mewakili peranti yang sama: dalam satu kes, pengumpul direndam di bahagian bawah takungan permukaan, dan pada yang kedua - ke dalam tanah. Pemeluwap pam haba sedemikian terletak di penukar haba yang disambungkan ke sistem pemanasan air panas.

Penyambungan pam panas mengikut skema "air - air" jauh lebih sukar daripada "tanah - air", kerana tidak perlu melakukan kerja tanah. Di bahagian bawah takungan, paip diletakkan dalam bentuk spiral. Sudah tentu, untuk skema ini, hanya takungan yang sesuai yang tidak membeku ke dasar pada musim sejuk.

Pengelasan pam haba mengikut ciri media

Klasifikasi pam haba cukup besar. Peranti dibahagikan mengikut jenis cecair kerja, prinsip mengubah keadaan fizikalnya, penggunaan alat penukaran, sifat pembawa tenaga yang diperlukan untuk operasi. Memandangkan terdapat model di pasaran dengan pelbagai kombinasi kriteria klasifikasi, menjadi jelas bahawa agak sukar untuk menyenaraikan semuanya. Walau bagaimanapun, anda boleh mempertimbangkan prinsip asas pembahagian kumpulan.

Pemasangan, reka bentuk dan ciri akhir pam haba bergantung pada parameter sumber haba dan medium penerima. Beberapa jenis penyelesaian kejuruteraan ditawarkan hari ini.

Udara ke udara

Pam haba udara ke udara adalah peranti yang paling biasa. Mereka ringkas dan cukup ringkas. Penghawa dingin isi rumah dengan mod pemanasan beroperasi pada mekanik jenis ini. Prinsip operasi adalah mudah:

• penukar haba luaran disejukkan di bawah suhu udara dan menghilangkan haba;
• selepas mampatan freon masuk ke dalam radiator, suhunya meningkat dengan banyak;
• kipas di dalam bilik, meniup penukar haba, memanaskan bilik.

Pengekstrakan tenaga dari persekitaran tidak semestinya dilakukan oleh penukar haba luaran. Untuk tujuan ini, udara dapat ditiup ke unit yang terletak di dalam bilik. Ini adalah bagaimana beberapa sistem saluran berfungsi.

Sekiranya freon dimampatkan dan dikembangkan dalam penghawa dingin, maka udara sederhana digunakan dalam pam haba pusaran. Mekanik kerja serupa: sebelum memasuki penukar haba dalaman, gas dimampatkan, dan setelah mengeluarkan tenaga, ia dihembus ke ruang pengekstrakan panas oleh aliran yang kuat.

Pam haba pusaran adalah pemasangan besar dan besar yang hanya berfungsi dengan berkesan apabila suhu persekitaran tinggi. Oleh itu, sistem sedemikian dipasang di bengkel industri, mereka menggunakan gas ekzos tungku atau udara panas dari sistem penghawa dingin utama sebagai sumber haba.

Air-air

Pam haba air ke air berfungsi berdasarkan prinsip yang sama seperti pemasangan lain. Hanya media penghantaran yang berbeza. Peralatan ini dilengkapi dengan probe tenggelam untuk sampai ke ufuk air bawah tanah dengan suhu positif walaupun pada musim sejuk yang keras.

Bergantung pada keperluan pemanasan, sistem pam haba air ke air boleh mempunyai ukuran yang sama sekali berbeza. Contohnya, bermula dari beberapa telaga yang digerudi di sekitar sebuah rumah persendirian, diakhiri dengan penukar haba kawasan besar yang terletak betul-betul di dalam akuifer, yang diletakkan semasa fasa pembinaan bangunan.

Pam haba air ke air dibezakan oleh produktiviti yang lebih tinggi dan kuasa output yang berkesan... Sebabnya ialah peningkatan kapasiti haba cecair. Lapisan air di mana probe atau penukar haba terletak dengan cepat membebaskan tenaga, dan kerana isipadu yang besar, ia sedikit mengurangkan ciri-cirinya, menyumbang kepada operasi sistem yang stabil. Juga, peralatan air-air dicirikan oleh peningkatan kecekapan.

Nasihat! Dalam keadaan tertentu, litar air-air dapat dilakukan tanpa nod pertengahan dalam bentuk tangki simpanan untuk rangkaian pemanasan. Dengan betul menilai keadaan iklim yang ada dan memilih kekuatan pemasangan, pemanas air dengan pam panas dipasang di rumah dan sistem pemanasan lantai yang berkesan diatur.

Air-udara, udara-air

Sistem gabungan mesti dipilih dengan berhati-hati. Pada masa yang sama, keadaan iklim yang ada dinilai dengan teliti. Contohnya, kitaran pam haba air-ke-udara mempunyai kecekapan pemanasan yang baik di kawasan-kawasan yang mempunyai beku yang teruk. Sistem air-air bersama dengan lantai yang hangat dan dandang simpanan untuk pemanasan sekunder mampu menunjukkan penjimatan maksimum di kawasan di mana suhu udara jarang turun di bawah -5 ... -10 darjah.

Cairkan (air garam)-air

Pam haba kelas ini adalah sejenis sejagat. Ia boleh digunakan secara harfiah di mana sahaja. Petunjuk output haba yang berguna adalah tetap dan stabil. Prinsip pengoperasian alat air garam didasarkan pada pengekstrakan haba, pertama-tama, dari tanah, yang mempunyai nilai kelembapan normal atau mengalami kebocoran air.

Sistem ini mudah dipasang: untuk meletakkan penukar haba luaran, cukup untuk menguburkannya ke kedalaman tertentu. Anda juga boleh memilih salah satu pilihan untuk peralatan dengan cecair kerja gas atau cecair.

Pengiraan pam haba kelas air garam dibuat mengikut tahap permintaan tenaga untuk pemanasan. Terdapat banyak kaedah untuk penentuan kuantitatifnya. Anda boleh membuat pengiraan yang paling tepat, dengan mengambil kira bahan dinding rumah, reka bentuk tingkap, sifat tanah, suhu udara rata-rata tertimbang dan banyak lagi.

Pengilang sistem air garam menawarkan pelbagai pilihan untuk model yang berbeza dalam penggunaan kuasa unit penukaran, reka bentuk dan dimensi penukar haba luaran, dan parameter litar output. Tidak sukar untuk memilih pam haba yang optimum mengikut senarai keperluan yang telah dibentuk.

Sudah tiba masanya untuk mempelajari pengalaman asing secara substansial

Hampir semua orang sekarang tahu mengenai pam haba yang mampu mengeluarkan haba dari persekitaran untuk memanaskan bangunan, dan jika tidak lama dahulu, seorang calon pelanggan biasanya mengajukan pertanyaan yang bingung "bagaimana mungkin?", Sekarang pertanyaan "bagaimana betul? Untuk dilakukan ? "

Jawapan untuk soalan ini tidak mudah.

Untuk mencari jawapan kepada banyak persoalan yang pasti timbul ketika cuba merancang sistem pemanasan dengan pam haba, disarankan untuk beralih kepada pengalaman pakar di negara-negara di mana pam haba pada penukar haba tanah telah lama digunakan.

Kunjungan * ke pameran Amerika AHR EXPO-2008, yang dilakukan terutamanya untuk mendapatkan maklumat mengenai kaedah pengiraan kejuruteraan untuk penukar haba tanah, tidak membawa hasil langsung ke arah ini, tetapi sebuah buku dijual di pameran ASHRAE pendirian, beberapa peruntukan yang menjadi asas untuk penerbitan ini.

Segera harus dikatakan bahawa pemindahan metodologi Amerika ke tanah domestik bukanlah tugas yang mudah. Bagi orang Amerika, perkara tidak sama seperti di Eropah. Hanya mereka mengukur masa dalam unit yang sama seperti kita. Semua unit pengukuran lain adalah Amerika semata-mata, atau lebih tepatnya British. Orang Amerika sangat tidak beruntung dengan aliran haba, yang dapat diukur baik dalam unit termal Inggeris, disebut satuan waktu, dan dalam jumlah pendinginan, yang mungkin diciptakan di Amerika.

Masalah utama, bagaimanapun, bukanlah masalah teknikal untuk menghitung ulang unit pengukuran yang diadopsi di Amerika Syarikat, yang mana seseorang dapat membiasakannya dari masa ke masa, tetapi ketiadaan dalam buku yang disebutkan itu asas metodologi yang jelas untuk membuat pengiraan algoritma. Terlalu banyak ruang diberikan untuk kaedah pengiraan rutin dan terkenal, sementara beberapa peruntukan penting tetap tidak diketahui sepenuhnya.

Khususnya, data awal yang berkaitan secara fizikal untuk mengira penukar haba tanah menegak, seperti suhu bendalir yang beredar di penukar haba dan faktor penukaran pam haba, tidak dapat ditetapkan dengan sewenang-wenangnya, dan sebelum meneruskan pengiraan yang berkaitan dengan haba yang tidak stabil pemindahan di tanah, perlu untuk menentukan hubungan yang menghubungkan parameter ini.

Kriteria kecekapan pam haba adalah pekali penukaran α, yang nilainya ditentukan oleh nisbah kuasa termalnya dengan kuasa pemacu elektrik pemampat. Nilai ini adalah fungsi titik didih tu pada penyejat dan tk pemeluwapan, dan berkaitan dengan pam haba air ke air, kita boleh bercakap mengenai suhu cecair di saluran keluar dari penyejat t2I dan di saluran keluar dari pemeluwap t2K:

? =? (t2И, t2K). (satu)

Analisis ciri-ciri katalog mesin penyejuk bersiri dan pam panas air-ke-air memungkinkan untuk memaparkan fungsi ini dalam bentuk gambar rajah (Gambar 1).

Dengan menggunakan gambarajah, mudah untuk menentukan parameter pam haba pada peringkat awal reka bentuk. Jelaslah, misalnya, bahawa jika sistem pemanasan yang disambungkan ke pam panas dirancang untuk membekalkan medium pemanasan dengan suhu aliran 50 ° C, maka faktor penukaran maksimum pam haba adalah sekitar 3.5. Pada masa yang sama, suhu glikol di saluran keluar penyejat tidak boleh lebih rendah daripada + 3 ° С, yang bermaksud bahawa penukar haba tanah yang mahal akan diperlukan.

Pada masa yang sama, jika rumah dipanaskan dengan lantai yang hangat, pembawa haba dengan suhu 35 ° C akan memasuki sistem pemanasan dari kondensor pam panas. Dalam kes ini, pam haba dapat berfungsi dengan lebih efisien, misalnya, dengan faktor penukaran 4.3, jika suhu glikol yang disejukkan di dalam penyejat adalah sekitar -2 ° C.

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

? = 0.1729 • (41.5 + t2I - 0.015t2I • t2K - 0.437 • t2K (2)

Sekiranya, pada faktor penukaran yang diinginkan dan nilai tertentu suhu penyejuk dalam sistem pemanasan yang dikuasakan oleh pam panas, perlu menentukan suhu cecair yang disejukkan di penyejat, maka persamaan (2) dapat ditunjukkan seperti:

(3)

Anda boleh memilih suhu penyejuk dalam sistem pemanasan pada nilai pekali penukaran pam panas yang diberikan dan suhu cecair di saluran keluar penyejat dengan menggunakan formula:

(4)

Dalam formula (2) ... (4) suhu dinyatakan dalam darjah Celsius.

Setelah mengenal pasti kebergantungan ini, kita sekarang dapat langsung ke pengalaman Amerika.

Kaedah untuk mengira pam haba

Sudah tentu, proses memilih dan mengira pam haba adalah operasi yang sangat rumit secara teknikal dan bergantung pada ciri-ciri individu objek, tetapi secara kasar dapat dikurangkan ke tahap berikut:

Kerugian haba melalui sampul bangunan (dinding, siling, tingkap, pintu) ditentukan. Ini dapat dilakukan dengan menerapkan nisbah berikut:

Qok = S * (tvn - tnar) * (1 + Σ β) * n / Rt (W) di mana

tnar - suhu udara luar (° С);

tvn - suhu udara dalaman (° С);

S adalah luas keseluruhan struktur tertutup (m2);

n - pekali yang menunjukkan pengaruh persekitaran terhadap ciri-ciri objek. Untuk bilik yang bersentuhan langsung dengan persekitaran luar melalui siling n = 1; untuk objek dengan tingkat loteng n = 0.9; jika objek itu terletak di atas ruang bawah tanah n = 0.75;

β adalah pekali kehilangan haba tambahan, yang bergantung pada jenis struktur dan lokasi geografinya β dapat bervariasi dari 0,05 hingga 0,27;

RT - rintangan terma, ditentukan oleh ungkapan berikut:

Rt = 1 / αint + Σ (δі / λі) + 1 / αout (m2 * ° С / W), di mana:

δі / λі adalah petunjuk yang dikira bagi kekonduksian terma bahan yang digunakan dalam pembinaan.

αout adalah pekali pelesapan terma permukaan luar struktur penutup (W / m2 * оС);

αin - pekali penyerapan haba permukaan dalaman struktur penutup (W / m2 * оС);

- Keseluruhan kehilangan haba struktur dikira dengan formula:

Qt.pot = Qok + Qi - Qbp, di mana:

Qi - penggunaan tenaga untuk memanaskan udara yang memasuki bilik melalui kebocoran semula jadi;

Qbp ​​- pelepasan haba kerana fungsi peralatan rumah tangga dan aktiviti manusia.

2. Berdasarkan data yang diperoleh, penggunaan tenaga haba tahunan untuk setiap objek individu dikira:

Qyear = 24 * 0.63 * Qt. periuk. * ((d * (tvn - tout.) / (tvn - tout.)) (kW / jam setahun.) di mana:

• suhu udara dalaman yang disyorkan;

tnar - suhu udara luar;

tout.av - nilai min aritmetik suhu udara luar untuk keseluruhan musim pemanasan;

d adalah bilangan hari tempoh pemanasan.

3. Untuk analisis lengkap, anda juga perlu mengira tahap kuasa haba yang diperlukan untuk memanaskan air:

Qgv = V * 17 (kW / jam setahun.) Di mana:

V ialah isipadu pemanasan harian air hingga 50 ° С.

Maka jumlah penggunaan tenaga haba akan ditentukan oleh formula:

Q = Qgv + Qyear (kW / jam setahun)

Dengan mengambil kira data yang diperoleh, tidak sukar untuk memilih pam haba yang paling sesuai untuk pemanasan dan bekalan air panas. Selain itu, kuasa yang dikira akan ditentukan sebagai. Qtn = 1.1 * Q, di mana:

Qtn = 1.1 * Q, di mana:

1.1 adalah faktor pembetulan yang menunjukkan kemungkinan peningkatan beban pada pam haba dalam tempoh suhu kritikal.

Setelah mengira pam haba, anda boleh memilih pam haba yang paling sesuai yang mampu memberikan parameter mikroklimat yang diperlukan di bilik dengan sebarang ciri teknikal. Dan memandangkan kemungkinan mengintegrasikan sistem ini dengan unit penyaman udara, lantai yang hangat dapat dilihat bukan hanya kerana fungsinya, tetapi juga dengan kos estetiknya yang tinggi.

Bagaimana membuat pam haba DIY?

Kos pam haba agak tinggi, walaupun anda tidak mengambil kira pembayaran untuk perkhidmatan pakar yang akan memasangnya. Tidak semua orang mempunyai keupayaan kewangan yang mencukupiuntuk segera membayar pemasangan peralatan tersebut. Dalam hal ini, banyak yang mulai mengajukan pertanyaan, adakah mungkin membuat pam panas dengan tangan anda sendiri dari bahan sekerap? Itu mungkin. Di samping itu, semasa bekerja, anda tidak boleh menggunakan alat ganti yang baru, tetapi bekas.
Oleh itu, jika anda memutuskan untuk membuat pam panas dengan tangan anda sendiri, maka sebelum memulakan kerja, anda mesti:

• periksa keadaan pendawaian di rumah anda;
• pastikan meter elektrik berfungsi dan periksa bahawa kuasa peranti ini sekurang-kurangnya 40 ampere.

Langkah pertama ialah beli pemampat... Anda boleh membelinya di syarikat khusus atau dengan menghubungi kedai pembaikan peralatan penyejukan. Di sana anda boleh membeli pemampat dari penghawa dingin. Ia sangat sesuai untuk membuat pam haba. Seterusnya, ia mesti dipasang ke dinding menggunakan pendakap L-300.

Sekarang anda boleh melangkah ke peringkat seterusnya - pembuatan kapasitor. Untuk melakukan ini, anda perlu mencari tangki keluli tahan karat untuk air dengan isipadu hingga 120 liter. Ia dipotong separuh, dan gegelung dipasang di dalamnya. Anda boleh membuatnya sendiri menggunakan tiub tembaga dari peti sejuk. Sebagai alternatif, anda boleh membuatnya dari paip tembaga berdiameter kecil.

Agar tidak mengalami masalah dengan pembuatan gegelung, perlu mengambil silinder gas biasa dan wayar tembaga angin di sekelilingnya... Semasa kerja ini, perlu memperhatikan jarak antara belokan, yang harus sama. Untuk memasang tiub pada kedudukan ini, anda harus menggunakan sudut berlubang aluminium, yang digunakan untuk melindungi sudut dempul. Dengan menggunakan gegelung, tiub harus diletakkan sehingga gegelung wayar bertentangan dengan lubang di sudut. Ini akan memastikan nada giliran yang sama, dan selain itu, strukturnya akan cukup kuat.

Semasa gegelung dipasang, dua bahagian tangki yang disiapkan disambungkan dengan kimpalan. Dalam kes ini, penjagaan mesti dilakukan untuk mengimpal sambungan berulir.

Untuk membuat penyejat, anda boleh menggunakan bekas air plastik dengan jumlah isipadu 60 - 80 liter. Gegelung dipasang di dalamnya dari paip dengan diameter ¾ ". Paip air biasa boleh digunakan untuk menghantar dan mengalirkan air.

Di dinding menggunakan L-braket dengan ukuran yang diinginkan membetulkan penyejat.

Apabila semua kerja selesai, yang tinggal hanyalah menjemput pakar penyejukan. Dia akan memasang sistem, mengimpal paip tembaga dan mengepam di freon.

Jenis pam haba

Pam haba dibahagikan kepada tiga jenis utama mengikut sumber tenaga kelas rendah:

• Udara.
• Priming.
• Air - Sumbernya adalah air bawah tanah dan permukaan air permukaan.

Untuk sistem pemanasan air, yang lebih biasa, jenis pam haba berikut digunakan:

Air-to-air adalah pam haba jenis udara yang memanaskan bangunan dengan menarik udara dari luar melalui unit luaran. Ia berfungsi berdasarkan prinsip penghawa dingin, sebaliknya, menukar tenaga udara menjadi panas. Pam haba seperti itu tidak memerlukan kos pemasangan yang besar, tidak perlu memperuntukkan sebidang tanah untuk itu dan, lebih-lebih lagi, untuk menggerudi telaga. Walau bagaimanapun, kecekapan operasi pada suhu rendah (-25 ° C) menurun dan sumber tenaga haba tambahan diperlukan.

Peranti "tanah-air" merujuk kepada panas bumi dan menghasilkan haba dari tanah menggunakan pengumpul, diletakkan hingga kedalaman di bawah beku tanah. Juga, terdapat pergantungan pada kawasan laman web dan lanskap, jika pengumpul terletak secara mendatar. Untuk penempatan menegak, anda perlu menggerudi telaga.

"Air-ke-air" dipasang di mana terdapat badan air atau air bawah tanah di dekatnya. Dalam kes pertama, takungan diletakkan di bahagian bawah takungan, di kedua, telaga digerudi atau beberapa, jika kawasan tapak membenarkan.Kadang-kadang kedalaman air bawah tanah terlalu dalam, jadi kos pemasangan pam panas seperti itu sangat tinggi.

Setiap jenis pam haba mempunyai kelebihan dan kekurangan tersendiri, jika bangunannya jauh dari takungan atau air bawah tanah terlalu dalam, air ke air tidak akan berfungsi. "Air-air" hanya akan relevan di kawasan yang cukup panas, di mana suhu udara pada musim sejuk tidak turun di bawah -25 ° C.

Pemasangan pam haba DIY

Sekarang bahagian utama sistem sudah siap, ia tetap menghubungkannya ke peranti untuk pengambilan dan pengedaran haba. Kerja ini boleh dilakukan sendiri. Ini tidak sukar. Proses memasang alat pengambilan haba boleh berbeza dan banyak bergantung pada jenis pam yang akan digunakan sebagai sebahagian daripada sistem pemanasan.

Air tanah jenis pam menegak

Di sini juga, kos tertentu akan diperlukan, kerana ketika memasang pam seperti itu, anda tidak dapat melakukannya tanpa menggunakan rig penggerudian. Semua kerja dimulakan dengan pembuatan telaga, yang kedalamannya seharusnya 50-150 meter... Seterusnya, probe panas bumi diturunkan, selepas itu disambungkan ke pam.

Air tanah jenis pam mendatar

Apabila pam sedemikian dipasang, perlu menggunakan manifold yang dibentuk oleh sistem paip. Ia mesti terletak di bawah tahap pembekuan tanah. Ketepatan dan kedalaman penempatan pengumpul sangat bergantung pada zon iklim. Pertama, lapisan tanah dikeluarkan. Kemudian paip diletakkan, dan kemudian mereka diisi semula dengan tanah.
Anda boleh menggunakan cara lain - peletakan paip individu untuk air di parit yang digali. Setelah memutuskan untuk menggunakannya, pertama sekali anda perlu menggali parit, di mana kedalamannya harus berada di bawah paras beku.

Kaedah untuk mengira kuasa pam haba

Sebagai tambahan untuk menentukan sumber tenaga yang optimum, perlu mengira kuasa pam haba yang diperlukan untuk pemanasan. Ia bergantung pada jumlah kehilangan haba di bangunan. Mari kirakan kekuatan pam haba untuk memanaskan rumah menggunakan contoh tertentu.

Untuk ini, kami menggunakan formula Q = k * V * ∆T, di mana

• Q ialah kehilangan haba (kcal / jam). 1 kWh = 860 kkal / j;
• V ialah isipadu rumah dalam m3 (luasnya dikalikan dengan ketinggian siling);
• ∆Т adalah nisbah suhu minimum di luar dan di dalam premis dalam tempoh paling sejuk tahun ini, ° С. Kurangkan bahagian luar dari bahagian dalam tº;
• k adalah pekali pemindahan haba umum bangunan. Untuk bangunan bata dengan batu dalam dua lapisan k = 1; untuk bangunan bertebat dengan baik k = 0.6.

Oleh itu, pengiraan kuasa pam haba untuk memanaskan rumah bata seluas 100 meter persegi dan ketinggian siling 2.5 m, dengan perbezaan ttº dari -30º luar hingga + 20º di dalam, adalah seperti berikut:

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

12500/860 = 14.53 kW. Iaitu, untuk rumah bata standard dengan luas 100 m, diperlukan alat 14-kilowatt.

Pengguna menerima pilihan jenis dan kuasa pam haba berdasarkan beberapa syarat:

• ciri geografi kawasan itu (jarak badan air, kehadiran air bawah tanah, kawasan bebas untuk pengumpul);
• ciri iklim (suhu);
• jenis dan kelantangan dalaman bilik;
• peluang kewangan.

Dengan mempertimbangkan semua aspek di atas, anda akan dapat membuat pilihan peralatan yang terbaik. Untuk pemilihan pam panas yang lebih cekap dan tepat, lebih baik menghubungi pakar, mereka akan dapat membuat pengiraan yang lebih terperinci dan memberikan kemungkinan ekonomi untuk memasang peralatan.

Untuk masa yang lama dan sangat berjaya, pam haba telah digunakan di dalam peti sejuk dan penghawa dingin domestik dan perindustrian.

Hari ini, peranti ini mula digunakan untuk melakukan fungsi yang berlawanan - memanaskan kediaman semasa cuaca sejuk.

Mari kita lihat bagaimana pam haba digunakan untuk memanaskan rumah persendirian dan apa yang perlu anda ketahui untuk mengira semua komponennya dengan betul.

Apa itu pam haba, skopnya

Definisi teknikal pam haba adalah alat untuk memindahkan tenaga dari satu kawasan ke kawasan lain sambil meningkatkan kecekapan kerjanya. Mekanik ini tidak sukar digambarkan. Mari kita bayangkan satu baldi air sejuk dan segelas air panas. Jumlah tenaga yang sama dikeluarkan untuk memanaskannya dari tanda haba tertentu. Namun, keberkesanan aplikasinya berbeza. Sekiranya pada masa yang sama mengurangkan suhu baldi air sebanyak 1 darjah, tenaga termal yang diperoleh dapat membawa cecair di dalam gelas hampir mendidih.

Menurut mekanik ini, pam haba berfungsi, dengan mana anda boleh memanaskan kolam atau menyediakan pemanasan sepenuhnya untuk rumah negara. Pemasangan memindahkan haba dari satu kawasan ke kawasan lain, biasanya dari luar bilik ke bahagian dalam. Terdapat banyak aplikasi untuk teknik ini.

1. Dengan penarafan kuasa tertentu dari pam haba, pemanasan rumah menjadi murah dan efisien.
2. Mudah membuat DHW dengan pam haba menggunakan dandang pemanasan semula.
3. Dengan beberapa usaha dan reka bentuk yang tepat, adalah mungkin untuk membuat sistem pemanasan sepenuhnya autonomi yang dikuasakan oleh panel solar.
4. Sebilangan besar model pam haba adalah pilihan yang boleh diterima untuk pemanasan lantai yang digunakan sebagai litar pemanasan.

Untuk memilih dan membeli sistem yang sesuai, anda mesti menetapkan tugas menghadapinya dengan betul. Dan hanya selepas itu, kemukakan keperluan kuasa dan nilai penerimaan setiap jenis dandang haba untuk memenuhi semua keperluan.

Contoh pengiraan pam haba

Kami akan memilih pam haba untuk sistem pemanasan rumah satu tingkat dengan keluasan 70 kaki persegi. m dengan ketinggian siling standard (2.5 m), seni bina rasional dan penebat haba struktur selubung yang memenuhi kehendak kod bangunan moden. Untuk pemanasan suku pertama. objek seperti itu, mengikut piawaian yang diterima umum, perlu menghabiskan 100 W panas. Oleh itu, untuk memanaskan seluruh rumah anda memerlukan:

Q = 70 x 100 = 7000 W = 7 kW tenaga haba.

Kami memilih pam haba jenama "TeploDarom" (model L-024-WLC) dengan kuasa terma W = 7.7 kW. Pemampat unit menggunakan elektrik N = 2.5 kW.

Pengiraan takungan

Tanah di tapak yang diperuntukkan untuk pembinaan pemungut adalah tanah liat, paras air bawah tanah tinggi (kami mengambil nilai kalori p = 35 W / m).

Daya pemungut ditentukan oleh formula:

Qk = W - N = 7.7 - 2.5 = 5.2 kW.

L = 5200/35 = 148.5 m (lebih kurang)

Berdasarkan kenyataan bahawa tidak rasional meletakkan litar dengan panjang lebih dari 100 m kerana rintangan hidraulik yang terlalu tinggi, kami menerima perkara berikut: manifold pam panas akan terdiri daripada dua litar - panjang 100 m dan 50 m.

Kawasan laman web yang perlu diperuntukkan untuk pengumpul ditentukan oleh formula:

S = L x A,

Di mana A adalah langkah antara bahagian kontur yang bersebelahan. Kami menerima: A = 0,8 m.

Kemudian S = 150 x 0.8 = 120 sq. m.

Kecekapan dan COP

Ini jelas menunjukkan bahawa energy tenaga yang kita dapat dari sumber percuma. (Klik untuk membesarkan)

Pertama, mari kita tentukan dari segi:

• Kecekapan - pekali kecekapan, iaitu berapa banyak tenaga berguna yang diperoleh sebagai peratusan tenaga yang dibelanjakan untuk operasi sistem;
• COP - pekali prestasi.

Petunjuk seperti kecekapan sering digunakan untuk tujuan pengiklanan: "Kecekapan pam kami adalah 500%!" Sepertinya mereka mengatakan yang sebenarnya - untuk 1 kW tenaga yang habis (untuk operasi penuh semua sistem dan unit), mereka menghasilkan 5 kW tenaga haba.

Namun, ingat bahawa kecekapan tidak boleh lebih tinggi dari 100% (penunjuk ini dikira untuk sistem tertutup), jadi lebih logik menggunakan penunjuk COP (digunakan untuk mengira sistem terbuka), yang menunjukkan faktor penukaran tenaga terpakai menjadi tenaga berguna.

Biasanya COP diukur dalam angka dari 1 hingga 7. Semakin tinggi bilangannya, semakin berkesan pam haba. Dalam contoh di atas (pada kecekapan 500%), COP adalah 5.

Bayaran balik pam haba

Apabila tiba masanya seseorang mengembalikan wangnya yang dilaburkan dalam sesuatu, ini bermakna betapa menguntungkan pelaburan itu sendiri. Dalam bidang pemanasan, semuanya sukar, kerana kita memberi kita keselesaan dan kepanasan, dan semua sistem itu mahal, tetapi dalam kes ini, anda boleh mencari pilihan seperti itu yang akan mengembalikan wang yang dibelanjakan dengan mengurangkan kos semasa digunakan. Dan apabila anda mula mencari penyelesaian yang sesuai, anda membandingkan semuanya: dandang gas, pam panas atau dandang elektrik. Kami akan menganalisis sistem mana yang akan membuahkan hasil dengan lebih pantas dan cekap.

Konsep pembayaran balik, dalam hal ini, pengenalan pam haba untuk memodenkan sistem bekalan haba yang ada, secara sederhana, dapat dijelaskan sebagai berikut:

Terdapat satu sistem - dandang gas individu, yang menyediakan pemanasan autonomi dan bekalan air panas. Terdapat penghawa dingin sistem split yang menyediakan satu bilik dengan sejuk. Memasang 3 sistem perpecahan di bilik yang berbeza.

Dan ada teknologi canggih yang lebih ekonomik - pam haba yang akan memanaskan / menyejukkan rumah dan memanaskan air dalam jumlah yang tepat untuk sebuah rumah atau apartmen. Adalah perlu untuk menentukan berapa jumlah kos peralatan dan kos awal telah berubah, dan juga untuk menganggarkan berapa kos operasi tahunan jenis peralatan yang dipilih telah menurun. Dan untuk menentukan berapa tahun, dengan penjimatan yang dihasilkan, peralatan yang lebih mahal akan terbayar. Sebaik-baiknya, beberapa penyelesaian reka bentuk yang dicadangkan dibandingkan dan yang paling jimat dipilih.

Kami akan melakukan pengiraan dan vyyaski, berapakah tempoh pembayaran balik pam panas di Ukraine

Mari pertimbangkan contoh tertentu

• Rumah ini terletak di 2 tingkat, bertebat dengan baik, dengan keluasan 150 m persegi.
• Sistem pengagihan haba / pemanasan: litar 1 - pemanasan bawah lantai, litar 2 - radiator (atau unit gegelung kipas).
• Dandang gas dipasang untuk pemanasan dan bekalan air panas (DHW), misalnya 24kW, litar berganda.
• Sistem penyaman udara dari sistem perpecahan untuk 3 bilik rumah.

Kos tahunan untuk pemanasan dan pemanasan air

Maks. kapasiti pemanasan pam haba untuk pemanasan, kW	19993,59
Maks. penggunaan kuasa pam haba semasa operasi untuk pemanasan, kW	7283,18

Maks. kapasiti pemanasan pam haba untuk bekalan air panas, kW	2133,46
Maks. penggunaan kuasa pam haba semasa beroperasi pada bekalan air panas, kW	866,12

1. Kos anggaran bilik dandang dengan dandang gas 24 kW (dandang, paip, pendawaian, tangki, meter, pemasangan) adalah kira-kira 1000 Euro. Sistem penyaman udara (satu sistem perpecahan) untuk rumah seperti itu akan menelan belanja kira-kira 800 euro. Secara keseluruhan dengan susunan rumah dandang, kerja reka bentuk, sambungan ke rangkaian saluran paip gas dan kerja pemasangan - 6100 euro.

1. Kos anggaran pam haba Mycond dengan tambahan sistem gegelung kipas, kerja pemasangan dan penyambungan ke saluran elektrik adalah 6,650 euro.

1. Pertumbuhan pelaburan adalah: K2-K1 = 6650 - 6100 = 550 euro (atau sekitar 16500 UAH)
2. Mengurangkan kos operasi adalah: C1-C2 = 27252 - 7644 = 19608 UAH.
3. Tocup tempoh pembayaran balik. = 16500/19608 = 0.84 tahun!

Kemudahan penggunaan pam haba

Pam haba adalah peralatan yang paling serba boleh, pelbagai fungsi dan tenaga untuk memanaskan rumah, pangsapuri, pejabat atau kemudahan komersial.

Sistem kawalan pintar dengan pengaturcaraan mingguan atau harian, pertukaran tetapan bermusim secara automatik, menjaga suhu di rumah, mod ekonomi, mengawal dandang hamba, dandang, pam edaran, kawalan suhu dalam dua litar pemanasan, adalah yang paling maju dan maju. Kawalan penyongsang operasi pemampat, kipas, pam, membolehkan penjimatan tenaga maksimum.

Faedah pam haba dan kemungkinan pemasangannya

Seperti yang dinyatakan dalam iklan, kelebihan utama pam haba adalah kecekapan pemanasan. Untuk tahap tertentu, ini adalah bagaimana ia berfungsi. Sekiranya pam panas mempunyai persekitaran pengekstrakan tenaga yang memberikan suhu optimum, pemasangan berfungsi dengan cekap, kos pemanasan dikurangkan sekitar 70-80%. Walau bagaimanapun, selalu ada kes apabila pam panas boleh membazirkan wang.

Kecekapan pam haba ditentukan oleh ciri teknologi berikut:

• parameter had had untuk mengurangkan suhu oleh cecair kerja;
• perbezaan minimum suhu penukar luaran dan persekitaran, di mana pengekstrakan haba sangat kecil;
• tahap penggunaan tenaga dan output haba yang berguna.

Kebolehlaksanaan penggunaan pam panas bergantung kepada beberapa faktor.

1. Kawasan di mana peralatan tersebut tidak menunjukkan hasil yang baik adalah kawasan dengan musim sejuk yang sejuk dan suhu harian purata rendah. Dalam kes ini, pam haba tidak dapat mengeluarkan haba yang cukup dari persekitaran, mendekati zon kecekapan sifar. Pertama sekali, ini berlaku untuk sistem udara ke udara.
2. Dengan peningkatan jumlah ruang yang dipanaskan, parameter teknologi pam haba meningkat hampir secara eksponen. Penukar haba menjadi lebih besar, ukuran dan bilangan probe rendaman di dalam air atau bumi semakin meningkat. Pada titik tertentu, kos pam panas untuk pemanasan, perbelanjaan yang diperlukan untuk pemasangan dan penyelenggaraannya, serta pembayaran untuk tenaga yang habis, menjadi pelaburan yang tidak rasional. Jauh lebih murah untuk membuat skema pemanasan gas klasik dengan dandang.
3. Semakin kompleks sistemnya, semakin mahal dan bermasalah untuk memperbaikinya sekiranya berlaku kerosakan. Ini adalah penambahan negatif pada ukuran kawasan yang dipanaskan dan ciri-ciri zon iklim.

Nasihat! Secara amnya, penggunaan pam panas sebagai satu-satunya sumber haba untuk kediaman hanya dapat dipertimbangkan dalam sejumlah keadaan. Selalu bijak menggunakan sistem sokongan yang komprehensif. Di sini, jumlah kemungkinan kombinasi hanya dibatasi oleh sumber tenaga yang ada dan kemampuan kewangan pemiliknya.

Yang klasik adalah pam panas dan dandang gas / bahan api pepejal yang berfungsi bersama. Ideanya mudah: produk pembakaran bahan bakar dikeluarkan melalui paip lebar. Ia menempatkan penukar pam haba. Tangki simpanan dan dandang pemanasan tidak langsung dipasang di sistem pemanasan dan bekalan air panas. Peralatan (dandang dan pam) diaktifkan secara serentak apabila suhu cecair di rangkaian pengedaran turun. Bekerja secara berpasangan, mereka hampir sepenuhnya menggunakan tenaga bahan bakar pembakaran, menunjukkan petunjuk kecekapan mendekati maksimum.

Sistem dengan penyesuaian dengan ciri-ciri persekitaran didasarkan pada pam termal, blok kipas, senapang panas dari mana-mana kelas. Pada suhu udara yang cukup tinggi di luar (hingga -5 ... -10 darjah Celsius), pam panas beroperasi secara normal, memberikan output daya yang mencukupi untuk pemanasan. Ciri reka bentuk sistem adalah lokasi penukar haba luarannya di saluran pengudaraan yang berasingan. Apabila suhu luar turun di bawah tanda optimum, udara yang dibekalkan dipanaskan oleh senapang panas (diesel, elektrik atau gas).

Perlu diperhatikan: kebanyakan skema yang menyediakan penyesuaian dengan suhu udara atau menstabilkan parameter operasi pam panas diterapkan pada peranti udara-ke-udara dan udara-ke-air. Sistem lain, kerana penukar haba luaran yang terpencil di dalam tanah atau air, tidak membenarkan penciptaan keadaan operasi "rumah hijau" seperti itu.

Operasi pam haba semasa bekerja mengikut skema air bawah tanah

Pemungut boleh dikebumikan dengan tiga cara.

Pilihan mendatar

Paip diletakkan di parit seperti ular hingga kedalaman melebihi kedalaman pembekuan tanah (rata-rata - dari 1 hingga 1.5 m).
Pemungut seperti ini akan memerlukan sebidang tanah dari kawasan yang cukup besar, tetapi mana-mana pemilik rumah dapat membinanya - tidak diperlukan kemahiran, selain kemampuan untuk bekerja dengan sekop.

Walau bagaimanapun, perlu diambil kira bahawa pembinaan penukar haba dengan tangan adalah proses yang agak sukar.

Pilihan menegak

Paip takungan dalam bentuk gelung yang berbentuk huruf "U" direndam di dalam sumur dengan kedalaman 20 hingga 100 m. Sekiranya perlu, beberapa telaga seperti itu dapat dibina. Setelah memasang paip, telaga diisi dengan mortar simen.

Kelebihan pengumpul menegak ialah kawasan yang sangat kecil diperlukan untuk pembinaannya. Walau bagaimanapun, tidak ada cara untuk mengebor sumur lebih dari 20 m sendiri - anda perlu menyewa pasukan penggerudi.

Pilihan gabungan

Pengumpul ini boleh dianggap sebagai jenis mendatar, tetapi lebih sedikit ruang yang diperlukan untuk pembinaannya.
Telaga bulat digali di tapak dengan kedalaman 2 m.

Tiub penukar haba diletakkan dalam lingkaran, sehingga litarnya seperti mata air yang dipasang secara menegak.

Setelah selesai kerja pemasangan, telaga diisi. Seperti halnya penukar haba mendatar, semua kerja yang diperlukan dapat dilakukan dengan tangan.

Pengumpul diisi dengan larutan antikulat - antibeku atau etilena glikol. Untuk memastikan peredarannya, pam khas dipotong ke dalam litar. Setelah menyerap panas tanah, antibeku menuju ke penyejat, di mana pertukaran haba berlaku di antara ia dan bahan pendingin.

Perlu diingat bahawa pengekstrakan haba tanpa had dari tanah, terutamanya apabila pengumpul berada di kedudukan menegak, boleh mengakibatkan akibat yang tidak diingini bagi geologi dan ekologi laman web ini. Oleh itu, pada musim panas, sangat wajar untuk mengoperasikan pam haba jenis "tanah - air" dalam mod terbalik - penyaman udara.

Sistem pemanasan gas mempunyai banyak kelebihan, dan salah satu yang utama adalah kos gas yang rendah. Cara melengkapkan pemanasan rumah dengan gas, anda akan diminta oleh skema pemanasan rumah persendirian dengan dandang gas. Pertimbangkan keperluan reka bentuk dan penggantian sistem pemanasan.

Baca mengenai ciri memilih panel solar untuk pemanasan rumah dalam topik ini.

Cara mengira dan memilih pam haba

Pengiraan dan reka bentuk pam haba

Cara mengira dan memilih pam haba.

Seperti yang anda ketahui, pam haba menggunakan sumber tenaga yang boleh diperbaharui secara percuma: haba udara rendah, tanah, bawah tanah, badan air tanpa pembekuan terbuka, sisa dan air buangan dan udara, serta pembaziran haba dari perusahaan teknologi. Untuk mengumpulkannya, elektrik digunakan, tetapi nisbah jumlah tenaga haba yang diterima dengan jumlah elektrik yang digunakan adalah sekitar 3-7 kali.

Sekiranya kita hanya membincangkan sumber haba kelas rendah di sekitar kita untuk tujuan pemanasan, itu adalah; udara luar dengan suhu –3 hingga +15 ° С, udara dikeluarkan dari bilik (15–25 ° С), tanah bawah tanah (4–10 ° С) dan tanah (sekitar 10 ° C) perairan, tasik dan air sungai ( 5–10 ° С), permukaan tanah (di bawah titik beku) (3–9 ° С) dan tanah dalam (lebih dari 6 m - 8 ° C).

Pengambilan haba dari persekitaran (daerah dalam).

Medium penyejuk cecair dipam di penyejat pada tekanan rendah. Tahap suhu termal di sekitar penyejat lebih tinggi daripada titik didih yang sesuai dari medium kerja (bahan pendingin dipilih sedemikian rupa sehingga dapat mendidih walaupun pada suhu di bawah sifar). Kerana perbezaan suhu ini, panas dipindahkan ke lingkungan, ke lingkungan kerja, yang pada suhu ini mendidih dan menguap (berubah menjadi wap). Haba yang diperlukan untuk ini diambil dari mana-mana sumber haba kelas rendah yang disenaraikan di atas.

Ketahui lebih lanjut mengenai sumber tenaga yang boleh diperbaharui

Sekiranya atmosfera atau udara pengudaraan dipilih sebagai sumber haba, pam haba yang beroperasi mengikut skema "air-air" digunakan. Pam boleh terletak di dalam atau di luar rumah, dengan kondensor terpasang atau jauh. Udara ditiup melalui penukar haba (penyejat) menggunakan kipas.

Sebagai sumber tenaga termal kelas rendah, air bawah tanah dengan suhu yang relatif rendah atau tanah lapisan permukaan bumi dapat digunakan. Kandungan haba jisim tanah pada amnya lebih tinggi. Rejim termal tanah lapisan permukaan bumi terbentuk di bawah pengaruh dua faktor utama - sinaran suria yang jatuh di permukaan dan aliran panas radiogenik dari bahagian dalam bumi. Perubahan bermusim dan harian dalam intensiti sinaran matahari dan suhu udara luar menyebabkan turun naik suhu lapisan atas tanah. Kedalaman penembusan turun naik harian suhu udara luar dan intensiti sinaran suria yang berlaku, bergantung pada keadaan tanah dan iklim tertentu, berkisar antara beberapa puluh sentimeter hingga satu setengah meter. Kedalaman penembusan turun naik bermusim pada suhu udara luar dan intensiti sinaran suria yang terjadi tidak melebihi, biasanya, 15-20 m.

Jenis penukar haba mendatar:

- penukar haba yang diperbuat daripada paip yang dihubungkan secara bersiri; - penukar haba yang diperbuat daripada paip bersambung selari; - pengumpul mendatar diletakkan di parit; - penukar haba dalam bentuk gelung; - penukar haba dalam bentuk lingkaran, terletak secara mendatar (yang disebut "pengumpul" licin); - penukar haba dalam bentuk lingkaran, terletak secara menegak.

Air mengumpul haba suria dengan baik. Walaupun pada musim sejuk, air bawah tanah mempunyai suhu tetap +7 hingga + 12 ° C. Inilah kelebihan sumber haba ini. Oleh kerana tahap suhu tetap, sumber haba ini mempunyai kadar penukaran yang tinggi melalui pam panas sepanjang tahun. Malangnya, air tanah tidak mencukupi di mana-mana. Ketika digunakan sebagai sumber air bawah tanah, penyediaan dilakukan dari sumur dengan bantuan pam tenggelam ke saluran masuk ke penukar panas (penyejat) pam panas yang beroperasi sesuai dengan sistem "air-ke-air / terbuka "Skema, dari saluran penukar haba, air disalurkan ke telaga lain, atau dibuang ke dalam badan air. Kelebihan sistem terbuka adalah kemampuan memperoleh sejumlah besar tenaga terma dengan kos yang agak rendah. Walau bagaimanapun, telaga memerlukan penyelenggaraan. Selain itu, penggunaan sistem seperti itu tidak mungkin dilakukan di semua kawasan. Keperluan utama untuk tanah dan air bawah tanah adalah seperti berikut:

- kebolehtelapan air tanah yang mencukupi, yang memungkinkan pengisian semula bekalan air; - komposisi kimia air bawah tanah yang baik (contohnya kandungan zat besi rendah) untuk mengelakkan masalah yang berkaitan dengan pembentukan deposit di dinding paip dan kakisan.

Sistem terbuka lebih kerap digunakan untuk memanaskan atau menyejukkan bangunan besar. Sistem pemindahan haba panas bumi terbesar di dunia menggunakan air bawah tanah sebagai sumber tenaga haba kelas rendah. Sistem ini terletak di Louisville, Kentucky, Amerika Syarikat. Sistem ini digunakan untuk bekalan panas dan sejuk di kompleks hotel dan pejabat; kapasiti kira-kira 10 MW.

Mari ambil sumber lain - takungan, di bahagian bawahnya anda boleh meletakkan gelung dari paip plastik, skema "air-air / sistem tertutup". Larutan etilena glikol (antibeku) beredar melalui saluran paip, yang memindahkan haba ke penyejuk melalui penukar haba (penyejat) pam haba.

Tanah mempunyai kemampuan untuk mengumpulkan tenaga suria untuk jangka waktu yang panjang, yang memastikan suhu sumber haba yang agak seragam sepanjang tahun dan, dengan itu, faktor penukaran pam panas yang tinggi.Suhu di tanah atas berbeza mengikut musim. Di bawah titik beku, turun naik suhu ini dikurangkan dengan ketara. Haba yang terkumpul di dalam tanah dipulihkan dengan menggunakan penukar panas tertutup secara mendatar, juga disebut pengumpul tanah, atau dengan cara penukar haba yang diletakkan secara menegak, yang disebut prob panas bumi. Panas persekitaran dipindahkan oleh campuran air dan etilena glikol (air garam atau medium), titik beku yang seharusnya sekitar -13 ° C (perhatikan data pengeluar). Berkat ini, air garam tidak membeku semasa operasi.

Ini bermaksud bahawa terdapat dua pilihan untuk mendapatkan haba kelas rendah dari tanah. Peletakan paip plastik secara mendatar di parit sedalam 1,3-1,7 m, bergantung pada kondisi iklim di daerah ini, atau sumur menegak sedalam 20-100 m. Pipa dapat diletakkan di parit dalam bentuk spiral, tetapi dengan kedalaman peletakan 2 - 4 m, ini akan mengurangkan keseluruhan panjang parit secara signifikan. Pemindahan haba maksimum permukaan tanah adalah dari 7 hingga 25 W dengan l.p., dari panas bumi 20-50 W dengan l.p. Menurut syarikat pembuatan, jangka hayat parit dan telaga lebih dari 100 tahun.

Sedikit lebih lanjut mengenai penukar haba tanah menegak.

Sejak tahun 1986, di Switzerland, berhampiran Zurich, kajian telah dilakukan pada sistem dengan penukar haba tanah menegak [4]. Penukar haba sepaksi tanah menegak dengan kedalaman 105 m dipasang di tanah besar. Penukar haba ini digunakan sebagai sumber tenaga haba kelas rendah untuk sistem pemindahan haba yang dipasang di bangunan kediaman satu keluarga. Penukar haba tanah menegak memberikan daya puncak sekitar 70 watt per meter panjangnya, yang menghasilkan beban terma yang signifikan pada jisim tanah di sekitarnya. Pengeluaran haba tahunan sekitar 13 MWh.

Pada jarak 0,5 dan 1 m dari sumur utama, dua telaga tambahan digerudi, di mana sensor suhu dipasang pada kedalaman 1, 2, 5, 10, 20, 35, 50, 65, 85 dan 105 m, selepas itu telaga diisi campuran tanah liat-simen. Suhu diukur setiap tiga puluh minit. Selain suhu tanah, parameter lain juga dicatat: kecepatan pergerakan penyejuk, penggunaan tenaga pemacu pemampat, suhu udara, dll.

Tempoh pemerhatian pertama berlangsung dari tahun 1986 hingga 1991. Pengukuran telah menunjukkan bahawa pengaruh haba udara luar dan sinaran suria diperhatikan pada lapisan permukaan tanah pada kedalaman 15 m. Di bawah tahap ini, rejim terma tanah terbentuk terutamanya disebabkan oleh panas bahagian dalam bumi. Selama 2-3 tahun pertama operasi, suhu jisim tanah yang mengelilingi penukar haba menegak turun dengan mendadak, tetapi setiap tahun penurunan suhu menurun, dan setelah beberapa tahun sistem memasuki mod yang hampir sama, ketika suhu jisim tanah di sekitar penukar haba menjadi 1 -2 ° C.

Pada musim gugur 1996, sepuluh tahun setelah bermulanya operasi sistem, pengukuran dilanjutkan. Pengukuran ini menunjukkan bahawa suhu tanah tidak berubah secara signifikan. Pada tahun-tahun berikutnya, sedikit turun naik suhu tanah dicatatkan dalam lingkungan 0,5 ° C, bergantung pada beban pemanasan tahunan. Oleh itu, sistem ini mencapai rejim separa pegun setelah beberapa tahun pertama beroperasi.

Berdasarkan data eksperimen, model matematik proses yang berlaku di massif tanah dibangun, yang memungkinkan untuk membuat ramalan jangka panjang perubahan suhu massif tanah.

Pemodelan matematik menunjukkan bahawa penurunan suhu tahunan secara beransur-ansur akan menurun, dan jumlah jisim tanah di sekitar penukar panas, yang mengalami penurunan suhu, akan meningkat setiap tahun.Pada akhir tempoh operasi, proses regenerasi bermula: suhu tanah mulai meningkat. Sifat proses regenerasi mirip dengan sifat proses "pengekstrakan" haba: pada tahun-tahun pertama operasi, terdapat peningkatan suhu tanah yang tajam, dan pada tahun-tahun berikutnya laju kenaikan suhu menurun. Jangka masa "regenerasi" bergantung pada jangka masa operasi. Kedua-dua tempoh ini hampir sama. Dalam kes ini, tempoh operasi penukar haba tanah adalah tiga puluh tahun, dan tempoh "regenerasi" juga diperkirakan tiga puluh tahun.

Oleh itu, sistem pemanasan dan penyejukan untuk bangunan yang menggunakan haba kelas rendah dari bumi merupakan sumber tenaga yang boleh dipercayai yang boleh digunakan di mana-mana sahaja. Sumber ini dapat digunakan untuk waktu yang cukup lama dan dapat diperbaharui pada akhir tempoh operasi.

Pengiraan pemungut pam haba mendatar

Penyingkiran haba dari setiap meter paip bergantung pada banyak parameter: kedalaman pemasangan, ketersediaan air bawah tanah, kualiti tanah, dll. Secara kasar dapat dianggap bahawa untuk pengumpul mendatar adalah 20 W.m.p. Lebih tepat lagi: pasir kering - 10, tanah liat kering - 20, tanah liat basah - 25, tanah liat dengan kandungan air tinggi - 35 W.m.p. Perbezaan suhu penyejuk dalam garisan langsung dan kembali gelung dalam pengiraan biasanya diambil sebagai 3 ° C. Di laman pemungut, bangunan tidak boleh didirikan sehingga panas bumi, iaitu sumber tenaga kita diisi semula dengan tenaga dari sinaran suria.

Jarak minimum antara paip yang dipasang hendaklah sekurang-kurangnya 0,7-0,8 m. Panjang satu parit dapat bervariasi dari 30 hingga 150 m. Adalah penting bahawa panjang litar yang disambungkan lebih kurang sama. Sebaiknya gunakan larutan etilena glikol (medium) dengan titik beku sekitar -13 ° C sebagai medium pemanasan dalam litar utama. Dalam pengiraan, perlu diambil kira bahawa kapasiti haba larutan pada suhu 0 ° C adalah 3,7 kJ / (kg K), dan ketumpatannya adalah 1,05 g / cm3. Semasa menggunakan medium, kehilangan tekanan pada paip adalah 1.5 kali lebih besar daripada ketika mengedarkan air. Untuk mengira parameter litar utama pemasangan pam haba, anda perlu menentukan kadar aliran medium:

Vs = Qo 3600 / (1.05 3.7. T),

Di mana .t - perbezaan suhu antara talian bekalan dan pulangan, yang sering dianggap 3 oK. Kemudian Qo - kuasa haba yang diterima dari sumber berpotensi rendah (tanah). Nilai terakhir dikira sebagai perbezaan antara jumlah kuasa pam haba Qwp dan kuasa elektrik yang dibelanjakan untuk memanaskan bahan pendingin. P:

Qo = Qwp - P, kW.

Panjang keseluruhan paip pemungut L dan jumlah kawasan laman web untuknya A dikira dengan formula:

L = Qo / q,

A = L da.

Di sini q - penyingkiran haba khusus (dari 1 m paip); da - jarak antara paip (langkah meletakkan).

Contoh pengiraan. Pam haba.

Keadaan awal: permintaan haba sebuah pondok dengan luas 120-240 m2 (berdasarkan kehilangan haba, dengan mengambil kira penyusupan) - 13 kW; suhu air dalam sistem pemanasan dianggap 35 ° C (pemanasan bawah lantai); suhu minimum penyejuk di saluran keluar ke penyejat ialah 0 ° С. Untuk memanaskan bangunan, pam haba 14.5 kW dipilih dari rangkaian peralatan teknikal yang ada, dengan mengambil kira kerugian pada kelikatan medium, ketika mengekstraksi dan memindahkan tenaga haba dari tanah, adalah 3,22 kW. Penyingkiran haba dari lapisan permukaan tanah (tanah liat kering), q sama dengan 20 W / m.p. Sesuai dengan formula, kami mengira:

1) output haba pemungut yang diperlukan Qo = 14.5 - 3.22 = 11.28 kW;

2) jumlah panjang paip L = Qo / q = 11.28 / 0.020 = 564 l.p. Untuk mengatur pengumpul sedemikian, anda memerlukan 6 litar sepanjang 100 m;

3) dengan langkah meletakkan 0,75 m, kawasan laman web yang diperlukan A = 600 x 0.75 = 450 m2;

4) cas am larutan etilena glikol Vs = 11.28 3600 / (1.05 3.7 3) = 3.51 m3, dalam satu litar sama dengan 0,58 m3.

Untuk alat pemungut, kami memilih paip plastik bersaiz standard 32x3. Kehilangan tekanan di dalamnya ialah 45 Pa / m.p.; rintangan satu litar lebih kurang 7 kPa; kadar aliran penyejuk - 0,3 m / s.

Pengiraan Probe

Semasa menggunakan sumur menegak dengan kedalaman 20 hingga 100 m, paip plastik berbentuk U (dengan diameter dari 32 mm) direndam di dalamnya. Sebagai peraturan, dua gelung dimasukkan ke dalam satu sumur, diisi dengan larutan penggantungan. Rata-rata, output haba spesifik probe tersebut dapat diambil sama dengan 50 W / m.p. Anda juga boleh memfokuskan data berikut pada output haba:

- batuan sedimen kering - 20 W / m; - tanah berbatu dan batuan enapan tepu air - 50 W / m; - batu dengan kekonduksian terma yang tinggi - 70 W / m; - air bawah tanah - 80 W / m.

Suhu tanah pada kedalaman lebih dari 15 m adalah tetap dan kira-kira +9 ° С. Jarak antara sumur harus lebih dari 5 m. Sekiranya terdapat arus bawah tanah, telaga harus terletak pada garis tegak lurus dengan aliran.

Pemilihan diameter paip dilakukan berdasarkan kehilangan tekanan untuk kadar aliran penyejuk yang diperlukan. Pengiraan kadar aliran cecair dapat dilakukan untuk t = 5 ° С.

Contoh pengiraan.

Data awal adalah sama seperti dalam pengiraan takungan mendatar di atas. Dengan output haba spesifik probe 50 W / m dan daya yang diperlukan 11.28 kW, panjang probe L hendaklah 225 m.

Untuk memasang pemungut, perlu menggerudi tiga telaga dengan kedalaman 75 m. Di masing-masing, kita meletakkan dua gelung paip 32x3; secara keseluruhan - 6 litar, masing-masing 150 m.

Kadar aliran keseluruhan penyejuk pada suhu .t = 5 ° С ialah 2.1 m3 / j; kadar aliran melalui satu litar - 0,35 m3 / j. Litar akan mempunyai ciri hidraulik berikut: kehilangan tekanan dalam paip - 96 Pa / m (pembawa haba - larutan etilena glikol 25%); rintangan gelung - 14.4 kPa; kelajuan aliran - 0.3 m / s.

Pemilihan peralatan

Oleh kerana suhu antibeku boleh berbeza (dari –5 hingga +20 ° C), tangki pengembangan hidraulik diperlukan di litar utama unit pam panas.

Anda juga disyorkan untuk memasang tangki simpanan pada saluran pemanasan (pemeluwapan) pam haba: pemampat pam haba beroperasi dalam mod on-off. Permulaan yang terlalu kerap boleh menyebabkan pemakaian bahagiannya dipercepat. Tangki ini juga berguna sebagai penumpuk tenaga - sekiranya berlaku gangguan bekalan elektrik. Isipadu minimumnya diambil pada kadar 20-30 liter setiap 1 kW kuasa pam haba.

Semasa menggunakan bivalence, sumber tenaga kedua (dandang elektrik, gas, cecair atau pepejal), ia disambungkan ke litar melalui tangki penumpuk, yang juga merupakan termohidrodistributor, pengaktifan dandang dikendalikan oleh pam haba atau tahap atas sistem automasi.

Sekiranya berlaku gangguan elektrik, kuasa pam haba yang dipasang dapat ditingkatkan dengan pekali yang dihitung dengan formula: f = 24 / (24 - t off), di mana t off adalah jangka masa pemadaman kuasa.

Sekiranya berlaku gangguan bekalan elektrik selama 4 jam, pekali ini akan sama dengan 1.2.

Kekuatan pam haba boleh dipilih berdasarkan mod operasi monovalen atau bivalen. Dalam kes pertama, diandaikan bahawa pam haba digunakan sebagai satu-satunya penjana tenaga haba.

Perlu diingat: walaupun di negara kita, jangka masa dengan suhu udara rendah adalah sebahagian kecil dari musim pemanasan. Sebagai contoh, untuk wilayah Tengah Rusia, saat suhu turun di bawah –10 ° С hanya 900 jam (38 hari), sementara tempoh musim itu sendiri adalah 5112 jam, dan suhu Januari rata-rata sekitar –10 ° С. Oleh itu, yang paling pantas adalah operasi pam panas dalam mod bivalen, yang menyediakan kemasukan sumber tambahan dalam tempoh ketika suhu udara turun di bawah suhu tertentu: –5 ° С - di wilayah selatan Rusia, - 10 ° С - di bahagian tengah. Ini memungkinkan untuk mengurangkan kos pam panas dan, terutamanya, kerja pemasangan litar utama (meletakkan parit, sumur penggerudian, dll.), Yang meningkat dengan peningkatan kapasiti pemasangan.

Di wilayah Tengah Rusia, untuk anggaran kasar ketika memilih pam haba yang beroperasi dalam mod bivalen, seseorang dapat memfokus pada nisbah 70/30: 70% permintaan haba dilindungi oleh pam panas, dan selebihnya 30 - oleh elektrik atau sumber tenaga haba lain. Di wilayah selatan, anda dapat dipandu oleh nisbah kuasa pam panas dan sumber haba tambahan, yang sering digunakan di Eropah Barat: 50 hingga 50.

Untuk sebuah pondok seluas 200 m2 untuk 4 orang dengan kehilangan haba 70 W / m2 (dikira untuk –28 ° C di luar suhu udara), permintaan haba adalah 14 kW. Untuk nilai ini, tambahkan 700 W untuk penyediaan air panas domestik. Akibatnya, kuasa pam haba yang diperlukan ialah 14.7 kW.

Sekiranya terdapat kemungkinan pemadaman elektrik sementara, anda perlu menambah bilangan ini dengan faktor yang sesuai. Katakan waktu penutupan harian adalah 4 jam, maka kuasa pam haba mestilah 17.6 kW (faktor pendaraban adalah 1.2). Sekiranya terdapat mod monovalen, anda boleh memilih pam haba tanah-ke-air dengan kapasiti 17.1 kW, menghabiskan 6.0 kW elektrik.

Untuk sistem bivalen dengan pemanas elektrik tambahan dan suhu bekalan air sejuk 10 ° C untuk keperluan mendapatkan air panas dan faktor keselamatan, kuasa pam panas harus 11.4 W, dan kuasa dandang elektrik - 6.2 kW (secara keseluruhan - 17.6) ... Daya elektrik puncak yang digunakan oleh sistem ialah 9.7 kW.

Kos anggaran penggunaan elektrik setiap musim, ketika pam haba beroperasi dalam mod monovalen, adalah 500 rubel, dan dalam mod bivalen pada suhu di bawah (-10 ° C) - 12,500. Kos pembawa tenaga apabila hanya menggunakan yang sesuai dandang akan: elektrik - 42,000, bahan bakar diesel - 25,000, dan gas - kira-kira 8,000 rubel. (dengan adanya paip yang dibekalkan dan harga gas yang rendah di Rusia). Pada masa ini, untuk keadaan kami, dari segi kecekapan kerja, pam panas hanya dapat dibandingkan dengan dandang gas siri baru, dan dari segi kos operasi, ketahanan, keselamatan (tidak diperlukan ruang dandang) dan keramahan alam sekitar, ia mengatasi semua jenis pengeluaran tenaga haba yang lain.

Perhatikan bahawa semasa memasang pam haba, pertama sekali, anda harus menjaga penebat bangunan dan memasang tingkap berlapis dua dengan kekonduksian terma yang rendah, yang akan mengurangkan kehilangan haba bangunan, dan dengan itu kos kerja dan peralatan.

https://www.patlah.ru

© "Ensiklopedia Teknologi dan Teknik" Patlakh V.V. 1993-2007

Pengiraan pemungut pam haba mendatar

Kecekapan pengumpul mendatar bergantung pada suhu medium di mana ia direndam, kekonduksian termal, dan kawasan hubungan dengan permukaan paip. Kaedah pengiraan agak rumit, oleh itu, dalam kebanyakan kes, data rata-rata digunakan.

Dipercayai bahawa setiap meter penukar haba memberi HP output haba berikut:

• 10 W - apabila dikebumikan di tanah berpasir kering atau berbatu;
• 20 W - di tanah liat kering;
• 25 W - di tanah liat basah;
• 35 W - di tanah liat yang sangat lembap.

Oleh itu, untuk mengira panjang pengumpul (L), kuasa terma yang diperlukan (Q) harus dibahagi dengan nilai kalori tanah (p):

L = Q / p.

Nilai yang diberikan hanya dapat dianggap sah jika syarat berikut dipenuhi:

• Kawasan tanah di atas pemungut tidak dibina, tidak berlorek atau ditanam dengan pokok atau semak.
• Jarak antara putaran lingkaran yang berdekatan atau bahagian "ular" sekurang-kurangnya 0.7 m.

Bagaimana pam haba berfungsi

Sebarang pam haba mempunyai medium kerja yang disebut sebagai pendingin. Biasanya freon bertindak dalam kapasiti ini, lebih jarang amonia. Peranti itu sendiri hanya terdiri daripada tiga komponen:

Penyejat dan kondensor adalah dua tangki, yang kelihatan seperti tiub melengkung panjang - gegelung.Kondensor disambungkan pada satu hujung ke saluran keluar pemampat, dan penyejat ke saluran masuk. Hujung gegelung bergabung dan injap pengurangan tekanan dipasang di persimpangan di antara mereka. Penyejat bersentuhan - secara langsung atau tidak langsung - dengan medium sumber, dan kondensor bersentuhan dengan sistem pemanasan atau DHW.

Bagaimana pam haba berfungsi

Operasi HP didasarkan pada saling bergantung antara jumlah gas, tekanan dan suhu. Inilah yang berlaku di dalam unit:

1. Amonia, freon atau bahan pendingin lain, bergerak di sepanjang penyejat, memanaskan dari medium sumber, misalnya, pada suhu +5 darjah.
2. Setelah melalui penyejat, gas mencapai pemampat, yang mengepamnya ke kondensor.
3. Bahan pendingin yang dikeluarkan oleh pemampat ditahan di kondensor oleh injap pengurang tekanan, jadi tekanannya lebih tinggi di sini daripada di penyejat. Seperti yang anda ketahui, dengan peningkatan tekanan, suhu setiap gas meningkat. Inilah yang berlaku dengan bahan pendingin - ia memanaskan hingga 60 - 70 darjah. Oleh kerana kondensor dicuci oleh penyejuk yang beredar dalam sistem pemanasan, yang terakhir juga memanas.
4. Bahan pendingin dikeluarkan dalam bahagian kecil melalui injap pengurangan tekanan ke penyejat, di mana tekanannya turun lagi. Gas mengembang dan menyejuk, dan kerana sebahagian tenaga dalaman hilang olehnya akibat pertukaran haba pada tahap sebelumnya, suhunya turun di bawah +5 darjah awal. Setelah penyejat, ia dipanaskan lagi, kemudian dipam ke kondensor oleh pemampat - dan seterusnya dalam bulatan. Secara saintifik, proses ini dipanggil kitaran Carnot.

Tetapi pam haba tetap sangat menguntungkan: untuk setiap kW * h elektrik yang dibelanjakan, mungkin untuk memperoleh dari 3 hingga 5 kW * h haba.

Penjimatan tenaga

Penggunaan sumber tenaga alternatif hari ini adalah tugas keutamaan untuk hampir semua bidang aktiviti manusia moden. Penggunaan tenaga angin, air, matahari secara aktif memungkinkan untuk tidak hanya mengurangi biaya sumber kewangan dalam pelaksanaan semua jenis operasi teknologi, tetapi juga memberikan kesan yang baik terhadap keadaan lingkungan (terkait dengan penurunan pelepasan bahan pencemar ke atmosfera).

Trend yang serupa dapat dilihat di sektor kediaman, memandangkan pengumpul suria, penjana angin, penjana haba ekonomi semakin sering digunakan untuk mewujudkan keadaan hidup yang baik, dan juga langkah-langkah yang diambil untuk meningkatkan tahap penebat haba semua elemen struktur.

Ukuran yang sangat berkesan dari sudut ekonomi adalah penggunaan pam haba - sumber tenaga panas bumi. Pada prinsipnya, pam haba dirancang sedemikian rupa sehingga mereka dapat mengeluarkan haba secara harfiah sedikit demi sedikit dari persekitaran, dan hanya kemudian mengubahnya dan mengarahkannya ke tempat penggunaan langsung. Udara, air, tanah dapat bertindak sebagai sumber tenaga untuk pam panas, sementara keseluruhan proses direalisasikan kerana sifat fizikal beberapa bahan (bahan pendingin) untuk mendidih pada suhu rendah.

Oleh itu, kos sumber tradisional untuk prestasi penjana haba yang disajikan hanya berkaitan dengan pengangkutan tenaga, sementara bahagian utamanya terlibat dari luar. Oleh kerana ciri-ciri asas pam haba, pekali prestasi mereka dapat mencapai 3-5 unit, iaitu dengan menghabiskan 100 W tenaga elektrik untuk operasi pam panas, anda dapat memperoleh tenaga terma hingga 0,5 kW.