Тепловые насосы.

Тепловой насос — устройство для переноса тепловой энергии от источника к потребителю. В отличие от самопроизвольной передачи тепла, которая всегда происходит от горячего тела к холодному, тепловой насос переносит тепло в обратном направлении.

Для работы тепловому насосу нужен внешний источник энергии. Наиболее распространенная конструкция теплового насоса состоит из компрессора, теплового расширительного клапана, испарителя и конденсатора. Теплоноситель, циркулирующий внутри этих компонентов, называется хладагентом.

Известными примерами тепловых насосов являются холодильники и кондиционеры. Тепловые насосы могут использоваться как для нагревания, так и для охлаждения. Когда тепловой насос используется для нагревания, он реализует тот же тип термодинамического цикла, что и холодильник, но в противоположном направлении, высвобождая тепло в нагреваемом помещении и забирая тепло из более холодного окружающего воздуха.

По прогнозам Международного энергетического агентства, тепловые насосы будут обеспечивать 10 % потребностей в энергии на отопление в странах ОЭСР к 2020 году и 30 % — к 2050 году

Выбор мощности воздушного теплового насоса

После учета климатических условий, анализа системы распределения тепла в доме и определения температуры подачи в контурах, учета возможного расположения основных блоков и вспомогательных модулей - производят расчет теплопроизводительности теплового насоса. Тепловая мощность ТН должна быть достаточной, чтобы полностью перекрывать все теплопотери здания в самый холодный период года.

Все расчеты лучше доверить специалистам, однако для предварительной оценки мощности можно произвести и самостоятельный расчет.

Сначала определяют тепловую нагрузку, необходимую для обеспечения дома отоплением и горячим водоснабжением.

Рот. = 0,050*200=10 кВт,

где  0,050 кВт / м2 - норма теплопотерь утепленного дома;  200 – площадь дома.

Ргвс = 0,25*4=1кВт,

где 0,25 – тепловая мощность для ГВС на 1 человека; 4 – количество проживающих в доме людей.

Робщ.=10+1=11кВт

С учетом разницы температур и точки бивалентности, расчетное значение тепловой мощности ТН:

Ртн =(10+1)*(20-(-7))/(20-(-22))= 11*27/42=7,07кВт,

где +20, -7, -22  - значения температуры воздуха в помещении, температуры точки бивалентности и наружной расчетной температуры.

Аналогично по подходящим теплопоступлениям определяют необходимую мощность ТН при работе на кондиционирование дома. Потом выбирают модель с ближайшими большими показателями.

От правильности и грамотности проведения расчетов зависит эффективность работы системы тепло/холодоснабжения.

Типы тепловых насосов

В зависимости от принципа работы тепловые насосы подразделяются на компрессионные и абсорбционные. Компрессионные тепловые насосы всегда приводятся в действие с помощью механической энергии (электроэнергии), в то время как абсорбционные тепловые насосы могут также использовать тепло в качестве источника энергии (с помощью электроэнергии или топлива).
Также известны полупроводниковые тепловые насосы, использующие в своей работе эффект Пельтье. В зависимости от источника отбора тепла тепловые насосы подразделяются на :

1) Геотермальные (используют тепло земли, наземных либо подземных грунтовых вод)

Основная статья: Геотермальный тепловой насос

а) замкнутого типа

  • горизонтальные

    Горизонтальный геотермальный тепловой насос

Коллектор размещается кольцами или извилисто в горизонтальных траншеях ниже глубины промерзания грунта (обычно от 1,2 м и более). Такой способ является наиболее экономически эффективным для жилых объектов при условии отсутствия дефицита земельной площади под контур.

  • вертикальные

Коллектор размещается вертикально в скважины глубиной до 200 м. Этот способ применяется в случаях, когда площадь земельного участка не позволяет разместить контур горизонтально или существует угроза повреждения ландшафта.

  • водные

Коллектор размещается извилисто либо кольцами в водоёме (озере, пруду, реке) ниже глубины промерзания. Это наиболее дешёвый вариант, но есть требования по минимальной глубине и объёму воды в водоёме для конкретного региона.

  • С непосредственным теплообменом (DX — сокр. от англ. direct exchange — «прямой обмен»)

В отличие от предыдущих типов, хладагент компрессором теплового насоса подаётся по медным трубкам, расположенным:

  • Вертикально в скважинах длиной 30 м и диаметром 80 мм

  • Под углом в скважинах длиной 15 м и диаметром 80 мм

  • Горизонтально в грунте ниже глубины промерзания

Циркуляция хладагента компрессором теплового насоса и теплообмен фреона напрямую через стенку медной трубы с более высокими показателями теплопроводности обеспечивает высокую эффективность и надёжность геотермальной отопительной системы. Также использование такой технологии позволяет уменьшить общую длину бурения скважин, уменьшая таким образом стоимость установки DX Direct Exchange Heatpump

б) открытого типа
Подобная система использует в качестве теплообменной жидкости воду, циркулирующую непосредственно через систему геотермального теплового насоса в рамках открытого цикла, то есть вода после прохождения по системе возвращается в землю. Этот вариант возможно реализовать на практике лишь при наличии достаточного количества относительно чистой воды и при условии, что такой способ использования грунтовых вод не запрещён законодательством.

2) Воздушные (источником отбора тепла является воздух) Используют в качестве источника низкопотенциальной тепловой энергии воздух. Причем источником теплоты может быть не только наружный (атмосферный) воздух, но и вытяжной вентиляционный воздух (общеобменной или местной) вентиляции зданий.

3) Использующие производное (вторичное) тепло (например, тепло трубопровода центрального отопления). Подобный вариант является наиболее целесообразным для промышленных объектов, где есть источники паразитного тепла, которое требует утилизации.

+38 (050) 77-36-513

+38 (097) 18-26-366

promenergotorg@gmail.com

  • Facebook Social Icon
  • Linkedin
  • You Tube Social Icon
  • Twitter Social Icon
  • Google Business

Юридический адрес:

ул. Серегина, 4а, оф 22, Полтава, 36008, Украина

Реквизиты ООО "ПРОМЭНЕРГОТОРГ"           ПАО КБ «ПРИВАТБАНК»

р/с:           26009054622032

МФО:       331401

ЕГРПОУ: 41472971

© 2017-2021 by PROMENERGOTORG

По вопросам создания сайта пишите: sborsite@gmail.com