Մարդկային գործունեության բազմաթիվ ոլորտներին էներգիա մատակարարող այլընտրանքային աղբյուրների որոնումը վերջերս հրատապ խնդիր է դարձել: Մարդիկ ձգտում են ավելի ակտիվ օգտագործել արևի, քամու և ջրի աղբյուրների էներգիան՝ շենքերի ջերմամատակարարման հետ կապված խնդիրների լուծման ծախսերը նվազեցնելու համար։ Միևնույն ժամանակ, էկոլոգիայի խնդիրը փոքր նշանակություն չունի, քանի որ մթնոլորտն աղտոտող վնասակար արտանետումների նվազեցումն առավել քան երբևէ կարևոր է։

Բնակարանային ոլորտում ստեղծել բարենպաստ և հարմարավետ կենսապայմաններ վերջին տարիներըսկսեցին օգտագործել քամու գեներատորներ, արևային կոլեկտորներ և տնտեսական ջերմային գեներատորներ միաժամանակ միջոցառումների իրականացման հետ, որոնք օգնում են բարձրացնել ջերմամատակարարման օբյեկտի ջերմամեկուսացումը:

Այս ոլորտում աշխատող մասնագետների կարծիքով, ջերմային էներգիայի երկրաջերմային աղբյուրների՝ հատուկ պոմպերի օգտագործումը համարվում է արդյունավետ և խնայող միջոց։ Նրանց հիմնարար դիզայնը հնարավորություն է տալիս ջերմություն հանել այնտեղից միջավայրը, փոխակերպեք այն և տեղափոխեք կիրառման վայր (ավելի մանրամասն՝ " "):

Ջերմային պոմպերի էներգիայի աղբյուրներն են ջուրը, օդը և հողը, իսկ ջերմության առաջացման գործընթացը տեղի է ունենում սառնագենտ կոչվող որոշ նյութերի ֆիզիկական հատկությունների օգտագործման շնորհիվ: Նրանք կարողանում են եռալ նույնիսկ ցածր ջերմաստիճանում։

Ջերմային պոմպերի հաշվարկման կարգը

Հաշվարկների արդյունքը հիմնականում կախված է ջեռուցվող կառուցվածքի անհատական ​​բնութագրերից և բաղկացած է մի քանի փուլից.

1. Նախևառաջ որոշվում են շենքի ծրարով առաջացող ջերմային կորուստները (դրանք ներառում են պատուհաններ, դռներ, պատեր, առաստաղներ): Դա անելու համար օգտագործեք հետևյալ բանաձևը.
   
   Qok = Sx(tin – tout)x(1 + Σ β) x n / Rt (W), որտեղS - բոլոր շրջափակող կառույցների տարածքների գումարը (մ²);
   անագ – շենքի ներսում օդի ջերմաստիճանը (°C);
   tout – արտաքին օդի ջերմաստիճանը (°C);
   
   n - գործակից, որն արտացոլում է շրջակա տարածքի ազդեցությունը կառուցվածքի բնութագրերի վրա: Եթե ​​սենյակը առաստաղի միջոցով անմիջականորեն շփվում է արտաքին միջավայրի հետ, ապա այս ցուցանիշը հավասար է 1-ի: Երբ օբյեկտն ունի ձեղնահարկի հատակներ, n-ը հավասար է 0,9-ի: Եթե ​​օբյեկտը գտնվում է նկուղի վերեւում, ապա գործակիցը 0,75 է (ավելի մանրամասն՝ " "):
   β-ն լրացուցիչ ջերմության կորստի գործակիցն է՝ կախված շենքի տեսակից և աշխարհագրական դիրքից: Այս ցուցանիշը, ջերմային պոմպը հաշվարկելիս, գտնվում է 0,05-ից 0,27 միջակայքում;Rt-ը ջերմային դիմադրության ցուցիչ է, որը որոշվում է հետևյալ բանաձևով.Rt = 1/ α ներքին + Σ (δі / λі) + 1/ α արտաքին (m²x°C / W), որտեղ.α ներքին – ցանկապատի կառույցների ներքին մակերեսների ջերմային կլանումը բնութագրող գործակից (W/m²x°C);
   δі / λі - շինարարության մեջ օգտագործվող նյութերի ջերմային հաղորդունակության հաշվարկված ցուցանիշ է.
   α nar – ցանկապատի կառույցների արտաքին մակերեսների ջերմային ցրման արժեքը (W/m²x°C);
2. Հաջորդը, ջերմային պոմպերը հաշվարկելու համար օգտագործեք բանաձևը որոշելու համարշենքի ջերմության ընդհանուր կորուստ.
   
   Qt.pot = Qok + Qi – Qbp, որտեղ:
   
   Qi - օդի ջեռուցման արժեքը, որը մտնում է բնական արտահոսքի վայրերով.
   Qbp ​​- ջերմության առաջացում կենցաղային տեխնիկայի և մարդկային գործունեության արդյունքում:
3. Այս փուլում տարվա ընթացքում յուրաքանչյուր օբյեկտի համար հաշվարկվում է սպառված ջերմային էներգիան.Q տարի = 24x0.63xQt: pot.х((dх (tin - tout.medi.)/ (tin - tout.)) կՎտ/ժամ), որտեղ:
   tout.av-ը ջերմաստիճանների միջին թվաբանական արժեքն է, որոնք գրանցվում են արտաքին օդում ջեռուցման ողջ ժամանակահատվածում.
   դ - ջեռուցման սեզոնի օրերի քանակը:
4. Այնուհետև անհրաժեշտ է որոշել ջերմային հզորությունը, որն անհրաժեշտ է ջրի տաքացման համար ամբողջ տարվա ընթացքում, որի համար օգտագործվում է արտահայտությունը.
   
   Qgv = V x17 (կՎտ/ժամ օրացուցային տարում), որտեղ
   V x17 – ջրի տաքացման օրական ծավալը մինչև 50 °C:
5. Ջերմային էներգիայի ընդհանուր սպառումը որոշվում է բանաձևով.
   
   Q = Qgv + Q տարի (կՎտ/ժամ մեկ տարվա համար)

1.1-ը ուղղիչ գործոն է, քանի որ կրիտիկական ջերմաստիճանի դեպքում ջերմային պոմպի բեռը կարող է մեծանալ:

Երբ կատարվեն անհրաժեշտ հաշվարկները, հեշտ է ընտրել տվյալ սենյակի համար հարմար ջերմային պոմպ, որը սենյակում գտնվող մարդկանց համար դրանում հարմարավետ միկրոկլիմա կապահովի։

Ինչպե՞ս հաշվարկել տան ջեռուցման ծախսերը:

Հաշվարկները կատարվում են հետևյալ պարամետրերի հիման վրա.

Առաջին պարամետրը գործառնական ծախսերն են: Այս ծախսերը որոշելու համար արժե հաշվի առնել վառելիքի արժեքը, որը կօգտագործվի ջերմություն առաջացնելու համար: Այս կետը ներառում է նաև պահպանման ծախսերը: Այս պարամետրով ամենաշահավետը կլինի ջեռուցումը, որի էներգակիրը կլինի մատակարարվող հիմնական գազը։ Հաջորդ ամենաարդյունավետը HEAT PUMP-ն է:

Երկրորդ պարամետրը սարքավորումների ձեռքբերման և տեղադրման արժեքն է: Գնումների և տեղադրման փուլում առավել շահավետ և խնայող տարբերակը կլինի էլեկտրական կաթսա գնելը: Առավելագույն ծախսերը սպասում են, եթե որոշեք գնել կաթսաներ, որտեղ էներգիայի կրիչները հեղուկ գազ են գազի տանկերում կամ դիզելային վառելիքում: Այստեղ նույնպես HEAT PUMP-ը օպտիմալ է:

Երրորդ պարամետրը պետք է համարել հարմարավետություն ջեռուցման սարքավորումների օգտագործման ժամանակ: Կոշտ վառելիքի կաթսաները այս դեպքում կարելի է նշել որպես ուշադրության առավել պահանջկոտ: Նրանք պահանջում են ձեր ներկայությունը և վառելիքի լրացուցիչ բեռնումը, մինչդեռ էլեկտրականները և հիմնական գազամատակարարմամբ սնվողները գործում են անկախ: Հետեւաբար, գազի եւ էլեկտրական կաթսաները ամենահարմարն են օգտագործել երկրի տների ջեռուցման ժամանակ: Եվ այստեղ HEAT PUMP-ն առավելություն ունի. Կլիմայի կառավարումը ջերմային պոմպերի ամենահարմար հատկանիշն է:

Այսօր Մոսկվայի մարզում ստեղծվել է գնային հետեւյալ իրավիճակը... Առանձնատներին գազ միացնելն արժե մոտ 600 հազար ռուբլի։ Նաև պահանջվում է նախագծային աշխատանքև համապատասխան հաստատումները, որոնք երբեմն տեւում են տարիներ և նույնպես արժեն։ Այստեղ ավելացրեք սարքավորումների արժեքը և դրա մաշվածության համեմատաբար կարճ ժամանակահատվածը (այդ պատճառով գազի ընկերություններն առաջարկում են ավելի հզոր գազի կաթսաներ, որպեսզի կաթսայի մաշվածությունն ավելի երկար տևի): Ջերմային պոմպերով ջեռուցումն արդեն համեմատելի է վերը նշված գնի հետ, սակայն որևէ հաստատում չի պահանջում: Ջերմային պոմպը սովորական էլեկտրական կենցաղային սարքավորում է, որը սպառում է 4 անգամ ավելի քիչ էլեկտրաէներգիա, քան սովորական էլեկտրական կաթսան, ինչպես նաև կլիմայի կառավարման սարք է, այսինքն՝ օդորակիչ: Ժամանակակից ջերմային պոմպերի և հատկապես բարձրորակ (պրեմիում դասի) շարժիչի կյանքը թույլ է տալիս աշխատել ավելի քան 20 տարի:

Մենք տալիս ենք տարբեր տեսակի և չափերի տների համար ջերմային պոմպերի հաշվարկման օրինակներ:

Նախ, դուք պետք է որոշեք ձեր շենքի ջերմության կորուստը, կախված դրա գտնվելու վայրից: Շարունակությունը կարդացեք «Ամբողջական նորություններում».

Առաջին հերթին, դուք պետք է որոշեք ջերմային պոմպի կամ կաթսայի հզորությունը, քանի որ սա որոշիչներից մեկն է տեխնիկական բնութագրերը. Այն ընտրվում է՝ ելնելով շենքի ջերմության կորստի քանակից։ Տան ջերմային հաշվեկշռի հաշվարկը, հաշվի առնելով դրա նախագծման առանձնահատկությունները, պետք է իրականացվի մասնագետի կողմից, սակայն, այս պարամետրի մոտավոր գնահատման համար, եթե տան շինարարությունը նախագծված է հաշվի առնելով շենքի ստանդարտները, կարող եք. օգտագործեք հետևյալ բանաձևը.
Q = k V ΔT
1 կՎտ/ժ = 860 կկալ/ժ
Որտեղ
Q - ջերմության կորուստ, (կկալ/ժ)
V-ը սենյակի ծավալն է (երկարություն × լայնություն × բարձրություն), m3;
ΔT - ձմռանը սենյակից դուրս և ներսում օդի ջերմաստիճանի առավելագույն տարբերություն, °C;
k-ը շենքի ջերմային փոխանցման ընդհանրացված գործակիցն է.
k = 3…4 - տախտակներից պատրաստված շենք;
k = 2…3 - աղյուսե պատեր մեկ շերտով;
k min-max = 1…2 - ստանդարտ որմնադրություն (աղյուս երկու շերտով);

k = 0.6 ... 1 - լավ մեկուսացված շենք;

Ձեր տան համար գազի կաթսայի հզորությունը հաշվարկելու օրինակ.

V = 10m × 10m × 3m = 300 m3 ծավալ ունեցող շենքի համար;

Աղյուսե շենքի ջերմային կորուստը (k max= 2) կլինի.
Q = 2 × 300 × 50 = 30000 կկալ/ժամ = 30000 / 860 = 35 կՎտ
Սա կլինի կաթսայի պահանջվող նվազագույն հզորությունը՝ հաշվարկված առավելագույն...

Որպես կանոն, ընտրվում է 1,5 անգամ էներգիայի պահուստ, սակայն պետք է հաշվի առնել այնպիսի գործոններ, ինչպիսիք են սենյակի անընդհատ օդափոխությունը, բաց պատուհաններն ու դռները, մեծ ապակեպատ տարածքը և այլն: Եթե ​​նախատեսում եք օգտագործել երկկողմանի կաթսա (ջեռուցում է սենյակը և մատակարարում տաք ջուր), ապա դրա հզորությունը պետք է հետագայում ավելացվի 10 - 40% -ով: Հավելումը կախված է տաք ջրի հոսքի քանակից:

Ձեր տան համար ջերմային պոմպի հզորությունը հաշվարկելու օրինակ.

At ΔT = (Tvn - Tnar) = 20 - (-30) = 50 ° C;
Աղյուսե շենքի ջերմության կորուստը (k min= 1) կլինի.
Q = 1 × 300 × 50 = 15000 կկալ/ժամ = 30000 / 860 = 17 կՎտ
Սա կլինի կաթսայի պահանջվող նվազագույն հզորությունը՝ հաշվարկված նվազագույնի, քանի որ ջերմային պոմպում այրում չկա, և ռեսուրսը կախված է դրա շարժիչի կյանքից և օրվա ընթացքում պտտվելուց... Միացման/անջատման ցիկլերի քանակը նվազեցնելու համար։ ջերմային պոմպի համար օգտագործվում են ջերմային կուտակիչ տանկեր:

Այսպիսով. Ձեզ անհրաժեշտ է, որ ջերմային պոմպը ժամում 3-5 անգամ աշխատի:
դրանք. 17 կՎտ/ժամ -3 ցիկլ

Ձեզ անհրաժեշտ կլինի բուֆերային բաք՝ 3 ցիկլ՝ 30 լ/կՎտ; 5 հարված՝ 20 լ/կՎտ։

17 կՎտ*30լ=500լ պահեստային հզորություն!!! Հաշվարկները մոտավոր են, այստեղ մեծ մարտկոցը լավ է, բայց գործնականում օգտագործում են 200 լիտր:

Հիմա եկեք հաշվարկենք ջերմային պոմպի արժեքը և դրա տեղադրումը ձեր տան համար.

Շենքի ծավալը նույնն է V = 10m × 10m × 3m = 300 m3;
Մենք հաշվարկել ենք մոտավոր հզորությունը -17 կՎտ։ Տարբեր արտադրողներ ունեն տարբեր էլեկտրահաղորդման գծեր, ուստի մեր խորհրդատուների հետ միասին ընտրեք ջերմային պոմպ՝ հիմնված որակի և արժեքի վրա: Օրինակ, Waterkotte-ն ունի 18 կՎտ ջերմային պոմպ, բայց կարող եք նաև տեղադրել 15 կՎտ ջերմային պոմպ, քանի որ անբավարար հզորության դեպքում յուրաքանչյուր ջերմային պոմպի մոտ 6 կՎտ գագաթնակետ կա: Պիկ վերտաքացումը տեղի է ունենում համեմատաբար արագ, և, հետևաբար, ջերմային պոմպի համար գերավճարի կարիք չկա: Հետևաբար, կարող եք ընտրել 15 կՎտ, քանի որ կարճաժամկետ կտրվածքով 15+6=21 կՎտ-ն ավելի բարձր է, քան ձեր ջերմության կարիքը:

Եկեք կանգ առնենք 18 կՎտ հզորության վրա: Ջերմային պոմպի արժեքը ստուգեք խորհրդատուների հետ, քանի որ այսօր առաքման պայմանները «մեղմ ասած» անկանխատեսելի են։ Հետեւաբար, գործարանային տարբերակը ներկայացված է կայքում:

Եթե ​​դուք գտնվում եք հարավային շրջաններում, ապա վերը նշված հաշվարկների հիման վրա ձեր տան ջերմության կորուստը ավելի քիչ կլինի, քանի որ. ΔT = (Tvn - Tnar) = 20 - (-10) = 30 ° C: կամ նույնիսկ ΔT = (Tvn - Tnar) = 20 - (-0) = 20 ° C: Դուք կարող եք ընտրել ավելի ցածր հզորության ջերմային պոմպ և նաև օդ-ջուր աշխատանքի սկզբունքով: Մեր օդի աղբյուրի ջերմային պոմպերը արդյունավետորեն գործում են մինչև -25 աստիճան և հետևաբար չեն պահանջում հորատման աշխատանքներ:

Կենտրոնական Ռուսաստանում և Սիբիրում շատ ավելի արդյունավետ են երկրաջերմային ջերմային պոմպերը, որոնք աշխատում են «ջուր-ջուր» սկզբունքով:

Երկրաջերմային դաշտի հորատումը տարբեր կարժենա՝ կախված տարածաշրջանից: Մոսկվայի մարզում ծախսերի հաշվարկը հետևյալն է.

Մենք վերցնում ենք մեր ջերմային պոմպի հզորությունը -18 կՎտ: Նման երկրաջերմային ջերմային պոմպի էլեկտրական սպառումը մոտավորապես 18/4 = 4,5 կՎտ/ժամ է վարդակից: Waterkotte-ն էլ ավելի քիչ ունի (այս բնութագիրը կոչվում է COP: Waterkotte ջերմային պոմպերն ունեն COP 5 կամ ավելի): Համաձայն էլեկտրաէներգիայի պահպանման օրենքի՝ էլեկտրաէներգիան փոխանցվում է համակարգին, վերածվում ջերմային էներգիայի, բացակայող հզորությունը ստանում ենք երկրաջերմային աղբյուրից, այսինքն՝ հորատման կարիք ունեցող զոնդերից։ Օրինակ՝ Երկրից 18-4,5 = 13,5 կՎտ (քանի որ աղբյուրն այս դեպքում կարող է լինել հորիզոնական կոլեկցիոներ, լճակ և այլն)։

Տարբեր վայրերում, նույնիսկ Մոսկվայի շրջանում, հողերի ջերմափոխանակումը տարբեր է: Միջին հաշվով՝ 30-ից մինչև 60 Վտ 1 մ/պ-ի դիմաց՝ կախված հողի խոնավությունից։

13,5 կՎտ կամ 13500 Վտ բաժանված ջերմափոխանակմամբ։ միջինում 50Վտ է ուրեմն 13500/50=270 մետր։ Հորատման աշխատանքներն արժեն միջինը 1200 ռուբլի/մ.մ. Մենք ստանում ենք 270*1200=324000 ռուբլի: բանտապահ՝ մուտքով ջեռուցման կայան։

Էկոնոմ դասի ջերմային պոմպի արժեքը 6-7 հազար դոլար է։ դրանք. 180-200 հազար ռուբլի

Արժեք ԸՆԴԱՄԵՆԸ 324 հազար + 180 հազար = 504 հազար ռուբլի

Ավելացնել տեղադրման արժեքը և ջերմային կուտակիչի արժեքը, և դուք կստանաք 600 հազար ռուբլիից մի փոքր ավելի, ինչը համեմատելի է հիմնական գազի մատակարարման արժեքի հետ: Ք.Ե.Դ.

Ջրի ջեռուցման և ջեռուցման համար շրջակա միջավայրի ցածր ջերմության օգտագործումը տնտեսապես շահավետ է դառնում համակարգի երկարատև օգտագործման դեպքում: Նման սարքերի լայն կիրառման խոչընդոտ է հանդիսանում սարքավորումների սկզբնական բարձր արժեքը և դրա տեղադրումը։ Հետեւաբար, ձեր սեփական ձեռքերով ջերմային պոմպի ամբողջական կամ մասնակի տեղադրումը միշտ տեղին է, ինչը թույլ է տալիս զգալի գումար խնայել:

Բրինձ. 1 Ջուր-ջուր ջերմային պոմպ տանը

Ջեռուցման համար ջերմային պոմպեր ստեղծելիս օգտագործվում է օդային զանգվածների, հողի և ջրի բնական ցածրորակ ջերմություն։ Ջրային տեսակները ջերմային էներգիա են կլանում հորերից, հորերից, լճակներից և այլ բաց ջրային մարմիններից: Ջերմային պոմպը աշխատում է սառնարանի նման, որը ջերմություն է վերցնում սառնարանի խցիկից և արտանետում այն ​​դրսում արտաքին ռադիատորի միջոցով:

Տեղադրման ժամանակ շրջանառվող հովացուցիչ նյութով առաջնային ջերմափոխանակիչը տեղադրվում է ջրի տարայի մեջ, որից ջերմություն է վերցվում։ Ջուրը ներծծվում է ջրի պոմպի միջոցով, անցնում խողովակային համակարգով և այնուհետև մտնում է գոլորշիացուցիչ՝ սարքի մեջ, երբ հեղուկը տաքանում է, այն գոլորշիանում է։ Գոլորշիատորում հովացուցիչ նյութը ջերմություն է փոխանցում ֆրեոնին, որի համար 6-8 C փոքր դրական ջերմաստիճանը եռման կետն է, և գազային սառնագենտը մտնում է կոմպրեսոր:

Այնտեղ այն սեղմվում է, ինչը հանգեցնում է գազի ջերմաստիճանի բարձրացմանը և կոնդենսատորին հետագա մատակարարմանը: Կոնդենսատորի մեջ ջերմային էներգիա 40 - 70 C ջերմաստիճան ունեցող գազից ջեռուցման համակարգում տեղափոխվում է ջրի մեջ, սառեցված գազը խտանում է և մտնում ճնշումը իջեցնող փականի (շնչափող): Դրա ճնշումը նվազում է, - դա հանգեցնում է գազի ավելի մեծ սառեցմանը հեղուկ վիճակի, որի դեպքում այն ​​կրկին մատակարարվում է գոլորշիացնողին: Համակարգը գործում է շրջանաձև փակ ցիկլային ռեժիմով:

Ջերմային պոմպի հաշվարկ

Ձեր սեփական ձեռքերով համակարգ նախագծելու համար նախ պետք է հաշվարկ կատարեք՝ հաշվի առնելով ջերմային էներգիայի կարիքները (պոմպերը կարող են լրացուցիչ օգտագործվել տան տաք ջրամատակարարման համար) և հնարավոր կորուստները: Հաշվարկման ալգորիթմը բաղկացած է հետևյալ գործողություններից.

1. Հաշվարկված է ջեռուցվող սենյակի մակերեսը։
2. Ստացված արժեքների հիման վրա ջեռուցման համար պահանջվող էներգիայի ընդհանուր քանակը որոշվում է քառակուսի մետրի համար 70 - 100 Վտ հաշվարկի հիման վրա: Պարամետրը կախված է առաստաղների բարձրությունից, արտադրության նյութից և տան ջերմային հաղորդունակության աստիճանից:
3. Տաք ջրամատակարարում ապահովելիս ստացված արժեքն ավելանում է 15 - 20%-ով:
4. Ստացված հզորության հիման վրա ընտրվում է կոմպրեսոր, հաշվարկվում և նախագծվում են համակարգի հիմնական բաղադրիչները՝ խողովակաշար, գոլորշիչ, կոնդենսատոր, էլեկտրական պոմպ և այլ բաղադրիչներ։

Ջերմային պոմպով ջեռուցման համակարգի բաղադրիչներ, երբ արտադրվում են ինքնուրույն

Սովորական տան սեփականատիրոջ համար բավականին դժվար է մրցել հայրենական և արտասահմանյան արտադրողների արդյունաբերական ջերմային պոմպերի հետ, այնուամենայնիվ, դրա տեղադրումը և առանձին բաղադրիչների արտադրությունը անհնարին խնդիր չէ: Ջերմային պոմպի տեղադրման ժամանակ հիմնական խնդիրը մնում է հաշվարկների ճիշտությունը, քանի որ սխալի դեպքում համակարգը կարող է ունենալ ցածր արդյունավետություն և դառնալ անարդյունավետ:

Կոմպրեսոր

Տեղադրման համար ձեզ հարկավոր կլինի նոր կամ օգտագործված: կոմպրեսորը գտնվում է աշխատանքային վիճակում՝ համապատասխան հզորության չսպառված ռեսուրսով։ Կոմպրեսորի սովորական հզորությունը պետք է լինի հաշվարկվածի 20-30%-ը, դուք կարող եք օգտագործել ստանդարտ գործարանային ագրեգատներ սառնարանների կամ պարուրաձև օդորակիչների համար, որոնք ավելի բարձր արդյունավետություն ունեն մխոցային սարքերի համեմատ:

Գոլորշիացնող և կոնդենսատոր

Հեղուկները սառեցնելու և տաքացնելու համար դրանք սովորաբար անցնում են ջերմափոխանակիչով տարայի մեջ դրված պղնձե խողովակներով։ Սառեցման տարածքը մեծացնելու համար պղնձե խողովակը դասավորված է պարույրի տեսքով, պահանջվող երկարությունը հաշվարկվում է խաչմերուկով բաժանված տարածքը հաշվարկելու բանաձևով: Ջերմափոխանակման բաքի ծավալը հաշվարկվում է արդյունավետ ջերմափոխանակման իրականացման հիման վրա, սովորական միջին արժեքը մոտ 120 լիտր է: Ջերմային պոմպի համար ռացիոնալ է օգտագործել օդորակիչների համար նախատեսված խողովակները, որոնք սկզբում ունեն պարուրաձև ձև և վաճառվում են կծիկներով:

Բրինձ. 3 Պղնձե խողովակ և բաք ջերմափոխանակիչի համար

Ջերմային պոմպերի շատ արտադրողներ փոխարինել են ջերմափոխանակիչների նախագծման այս մեթոդը ավելի կոմպակտով, օգտագործելով ջերմափոխանակությունը «խողովակի մեջ» սկզբունքով: Գոլորշիչի համար պլաստիկ խողովակի ստանդարտ տրամագիծը 32 մմ է, դրա մեջ տեղադրված է 19 մմ տրամագծով պղնձե խողովակ, գոլորշիացնողը ջերմամեկուսացված է, ջերմափոխանակիչի ընդհանուր երկարությունը մոտ 10-12 մ է: կոնդենսատոր, կարող եք օգտագործել 25 մմ: մետաղապլաստե խողովակ և 12,7 մմ. պղինձ.

Ջերմափոխանակիչի տարածքը և արդյունավետությունը մեծացնելու համար որոշ արհեստավորներ պտտում են մի քանի փոքր տրամագծով պղնձե խողովակների հյուսը, ծածկում դրանք բարակ մետաղալարով և կառուցվածքը տեղադրում պլաստիկի մեջ: Սա թույլ է տալիս ստանալ ջերմափոխանակման տարածք մոտ 1 խորանարդ մետր 10 մետր հատվածի վրա:

Թերմոստատիկ փական

Պատշաճ ընտրված սարքը կարգավորում է գոլորշիչի լցման աստիճանը և մեծապես պատասխանատու է ամբողջ համակարգի աշխատանքի համար: Օրինակ, եթե սառնագենտի մատակարարումը չափազանց մեծ է, այն ժամանակ չի ունենա ամբողջությամբ գոլորշիանալ, և հեղուկի կաթիլները կմտնեն կոմպրեսոր, ինչը կհանգեցնի նրա աշխատանքի խաթարմանը և ելքային գազի ջերմաստիճանի նվազմանը: Կոմպրեսորում ջերմաստիճանը բարձրացնելուց հետո գոլորշիչում չափազանց քիչ ֆրեոնը բավարար չի լինի ջրի պահանջվող ծավալը տաքացնելու համար:

Սենսորներ

Օգտագործման հեշտության, շահագործման մոնիտորինգի, անսարքությունների հայտնաբերման և համակարգը կարգավորելու համար անհրաժեշտ է ունենալ ներկառուցված ջերմաստիճանի տվիչներ: Տեղեկատվությունը կարևոր է համակարգի գործունեության բոլոր փուլերում, միայն դրա օգնությամբ, բանաձևերի միջոցով, կարելի է հաստատել ջրի ջերմային պոմպերի համար տեղադրված սարքավորումների ամենակարևոր պարամետրը՝ COP արդյունավետության ցուցանիշը:

Պոմպերի սարքավորումներ

Երբ ջերմային պոմպերն աշխատում են, ջուրը վերցվում և մատակարարվում է ջրհորից, ջրհորից կամ բաց ջրամբարից՝ օգտագործելով ջրի պոմպեր: Կարող են օգտագործվել սուզվող կամ մակերեսային տեսակներ, սովորաբար դրանց հզորությունը ցածր է, 100 - 200 Վտ բավարար է ջուր մատակարարելու համար: Աշխատանքը վերահսկելու և պոմպերն ու համակարգը պաշտպանելու համար լրացուցիչ տեղադրվում են զտիչներ, ճնշաչափ, ջրաչափեր և պարզ ավտոմատացում։

Ջերմային պոմպի սարքավորումները ձեր սեփական ձեռքերով հավաքելը մեծ դժվարություններ չի առաջացնում, եթե գիտեք, թե ինչպես վարվել պղնձի եռակցման և զոդման հատուկ գործիքի հետ: Ավարտված աշխատանքը կօգնի զգալի միջոցներ խնայել՝ բաղադրիչների արժեքը կկազմի մոտ 600 ԱՄՆ դոլար: Այսինքն՝ արդյունաբերական սարքավորումների գնումը կարժենա 10 անգամ ավելի (մոտ 6000 ԱՄՆ դոլար)։ Ինքն հավաքված կառուցվածքը, եթե ճիշտ հաշվարկված և կազմաձևված է, ունի մոտ 4 արդյունավետություն (COP), որը համապատասխանում է արդյունաբերական նմուշներին:

Ինչպես գիտեք, ջերմային պոմպերն օգտագործում են էներգիայի անվճար, վերականգնվող աղբյուրներ՝ օդի, հողի, ստորգետնյա, բաց, չսառչող ջրամբարների ցածրորակ ջերմություն, թափոններ և կեղտաջրեր և օդ, ինչպես նաև տեխնոլոգիական ձեռնարկությունների թափոնների ջերմություն: Սա հավաքելու համար ծախսվում է էլեկտրաէներգիա, սակայն ստացված ջերմային էներգիայի և սպառված էլեկտրաէներգիայի քանակի հարաբերակցությունը մոտ 3-7 անգամ է։

Եթե ​​խոսենք միայն մեր շուրջը գտնվող ցածրորակ ջերմության աղբյուրների մասին, որոնք օգտագործվում են ջեռուցման նպատակով, ապա սա. դրսի օդը -3-ից +15 °C ջերմաստիճանով, սենյակից սպառված օդը (15-25 °C), ընդերքը (4-10 °C) և ստորերկրյա ջրերը (մոտ 10 °C), լճի և գետի ջուրը (5): -10 °C), հողի մակերեսը (սառեցման կետից ցածր) (3-9 °C) և հողի խորությունը (ավելի քան 6 մ - 8 o C):

Շրջակա միջավայրից ջերմության արդյունահանում (ներքին թաղամաս).

Հեղուկ աշխատանքային միջավայր՝ սառնագենտը, ցածր ճնշման տակ մղվում է գոլորշիատորի մեջ: Գոլորշիատորը շրջապատող ջերմաստիճանների ջերմային մակարդակը ավելի բարձր է, քան աշխատանքային միջավայրի համապատասխան եռման կետը (սառնագենտն ընտրված է այնպես, որ այն կարողանա եռալ նույնիսկ զրոյից ցածր ջերմաստիճանում): Ջերմաստիճանի այս տարբերության շնորհիվ ջերմությունը փոխանցվում է շրջակա միջավայր՝ աշխատանքային միջավայր, որն այս ջերմաստիճաններում եռում և գոլորշիանում է (վերածվում է գոլորշու)։ Դրա համար պահանջվող ջերմությունը վերցվում է վերը նշված ցածր պոտենցիալ ջերմության աղբյուրներից որևէ մեկից:

Իմացեք ավելին վերականգնվող էներգիայի աղբյուրների մասին

Եթե ​​որպես ջերմության աղբյուր ընտրվում է մթնոլորտային կամ օդափոխվող օդը, ապա օգտագործվում են օդ-ջուր սխեմայի համաձայն գործող ջերմային պոմպեր: Պոմպը կարող է տեղադրվել ներսում կամ դրսում, ներկառուցված կամ հեռակառավարվող կոնդենսատորով: Օդը փչում է ջերմափոխանակիչի (գոլորշիատորի) միջոցով օդափոխիչի միջոցով:

Համեմատաբար ցածր ջերմաստիճան ունեցող ստորերկրյա ջրերը կամ երկրի մակերեսային շերտերից հողը կարող են օգտագործվել որպես ցածր պոտենցիալ ջերմային էներգիայի աղբյուր։ Հողի զանգվածի ջերմային պարունակությունը հիմնականում ավելի մեծ է։ Երկրի մակերևութային շերտերում հողի ջերմային ռեժիմը ձևավորվում է երկու հիմնական գործոնի՝ մակերեսի վրա արևային ճառագայթման ներթափանցման և երկրի ներսից ռադիոգենային ջերմության հոսքի ազդեցության տակ։ Արեգակնային ճառագայթման ինտենսիվության և արտաքին օդի ջերմաստիճանի սեզոնային և ամենօրյա փոփոխություններն առաջացնում են հողի վերին շերտերի ջերմաստիճանի տատանումներ։ Արտաքին օդի ջերմաստիճանի ամենօրյա տատանումների ներթափանցման խորությունը և արևային ճառագայթման ինտենսիվությունը, կախված կոնկրետ հողի և կլիմայական պայմաններից, տատանվում է մի քանի տասնյակ սանտիմետրից մինչև մեկուկես մետր: Արտաքին օդի ջերմաստիճանի սեզոնային տատանումների ներթափանցման խորությունը և արևային ճառագայթման ինտենսիվությունը, որպես կանոն, չի գերազանցում 15-20 մ-ը։

Հորիզոնական ջերմափոխանակիչների տեսակները.

1. սերիական միացված խողովակներից պատրաստված ջերմափոխանակիչ;
2. զուգահեռ միացված խողովակներից պատրաստված ջերմափոխանակիչ;
3. հորիզոնական կոլեկցիոներ, որը դրված է խրամատում;
4. հանգույցի ձևավորված ջերմափոխանակիչ;
5. ջերմափոխանակիչ պարույրի տեսքով, որը գտնվում է հորիզոնական (այսպես կոչված, «փեղկավոր» կոլեկտոր);
6. ջերմափոխանակիչ պարույրի տեսքով, որը գտնվում է ուղղահայաց:

Ջուրը լավ է կուտակում արևի ջերմությունը։ Նույնիսկ ցուրտ ձմեռային շրջանում ստորերկրյա ջրերն ունեն +7-ից +12°C մշտական ​​ջերմաստիճան։ Սա ջերմության այս աղբյուրի առավելությունն է: Ջերմաստիճանի մշտական ​​մակարդակի շնորհիվ այս ջերմային աղբյուրը ջերմային պոմպի միջոցով ամբողջ տարվա ընթացքում ունի փոխակերպման բարձր արագություն: Ցավոք, ստորերկրյա ջրերը բավարար քանակությամբ ամենուր հասանելի չեն: Ստորերկրյա ջրերը որպես աղբյուր օգտագործելիս ջրհորից մատակարարվում է սուզվող պոմպի միջոցով ջերմափոխանակիչի (գոլորշիատորի) մուտքի մոտ, որը գործում է «ջուր-ջուր/բաց համակարգ» սխեմայով. Ջերմափոխանակիչի ելքից ջուրը կամ մղվում է մեկ այլ ջրհորի մեջ, կամ թափվում է ջրամբար: Բաց համակարգերի առավելությունը ձեռք բերելու հնարավորությունն է մեծ քանակությամբջերմային էներգիա համեմատաբար ցածր գնով: Այնուամենայնիվ, հորերը պահանջում են սպասարկում: Բացի այդ, նման համակարգերի օգտագործումը հնարավոր չէ բոլոր ոլորտներում: Հողի և ստորերկրյա ջրերի հիմնական պահանջները հետևյալն են.
- հողի բավարար թափանցելիություն, որը թույլ է տալիս համալրել ջրի պաշարները.
- ստորերկրյա ջրերի լավ քիմիական բաղադրություն (օրինակ՝ երկաթի ցածր պարունակություն), որը խուսափում է խողովակների պատերի վրա նստվածքների ձևավորման և կոռոզիայի հետ կապված խնդիրներից:

Բաց համակարգերն ավելի հաճախ օգտագործվում են մեծ շենքերի ջեռուցման կամ հովացման համար: Աշխարհի ամենամեծ երկրաջերմային ջերմափոխանակման համակարգը ստորերկրյա ջրերը օգտագործում է որպես ցածրորակ ջերմային էներգիայի աղբյուր: Այս համակարգը գտնվում է ԱՄՆ-ում՝ Կենտուկի նահանգի Լուիսվիլ քաղաքում։ Համակարգը օգտագործվում է հյուրանոցային և գրասենյակային համալիրի ջերմային և սառը մատակարարման համար. դրա հզորությունը մոտավորապես 10 ՄՎտ է:

Վերցնենք մեկ այլ աղբյուր՝ ջրամբար, որի հատակին կարելի է դնել պլաստմասե խողովակի օղակներ՝ «ջուր-ջուր/փակ համակարգ» սխեմայով։ Խողովակաշարով շրջանառվում է էթիլեն գլիկոլի լուծույթ (հակասառեցում), որը ջերմությունը փոխանցում է սառնագենտին ջերմափոխանակիչի (գոլորշիչի) միջոցով:
Հողն ունի երկար ժամանակ արևային էներգիա կուտակելու հատկություն, որն ապահովում է ջերմության աղբյուրի համեմատաբար միատեսակ ջերմաստիճան ամբողջ տարվա ընթացքում և, հետևաբար, ջերմային պոմպի փոխակերպման բարձր գործակից: Հողի վերին շերտերում ջերմաստիճանը տատանվում է՝ կախված սեզոնից։ Սառեցման գծից ցածր ջերմաստիճանի այս տատանումները զգալիորեն կրճատվում են: Հողում կուտակված ջերմությունը արդյունահանվում է հորիզոնական դրված կնքված ջերմափոխանակիչների միջոցով, որոնք նաև կոչվում են հողային կոլեկտորներ կամ ուղղահայաց դրված ջերմափոխանակիչների, այսպես կոչված, երկրաջերմային զոնդերի միջոցով: Շրջակա միջավայրի ջերմությունը փոխանցվում է ջրի և էթիլենգլիկոլի (աղաջր կամ միջին) խառնուրդով, որի սառեցման ջերմաստիճանը պետք է լինի մոտավորապես -13°C (հաշվի առնելով արտադրողի տվյալները): Դրա շնորհիվ աղաջրը շահագործման ընթացքում չի սառչում:
Սա նշանակում է, որ գետնից ցածր աստիճանի ջերմություն ստանալու երկու հնարավոր տարբերակ կա. Պլաստիկ խողովակների հորիզոնական տեղադրում 1,3-1,7 մ խորությամբ խրամուղիներում՝ կախված տարածքի կլիմայական պայմաններից, կամ ուղղահայաց հորեր՝ 20-100 մ խորությամբ։ պարույրներ, բայց 2-4 մ երեսարկման խորությամբ, դա զգալիորեն կնվազեցնի խրամուղիների ընդհանուր երկարությունը: Մակերեւութային հողի առավելագույն ջերմային փոխանցումը կազմում է 7-ից մինչև 25 Վտ/մ, երկրաջերմայինից՝ 20-50 Վտ/մ/մ: Ըստ արտադրող ընկերությունների, խրամատների և հորերի ծառայության ժամկետը ավելի քան 100 տարի է:

Մի փոքր ավելին ուղղահայաց վերգետնյա ջերմափոխանակիչների մասին:

1986 թվականից Շվեյցարիայում՝ Ցյուրիխի մերձակայքում, հետազոտություններ են իրականացվում ուղղահայաց գրունտային ջերմափոխանակիչներ ունեցող համակարգի վրա։ Հողի զանգվածում տեղադրվել է 105 մ խորությամբ ուղղահայաց կոաքսիալ տիպի վերգետնյա ջերմափոխանակիչ, որն օգտագործվել է որպես ցածրորակ ջերմային էներգիայի աղբյուր մեկաբնակարան բնակելի շենքում տեղադրված ջերմափոխանակման համակարգի համար։ Ուղղահայաց գրունտային ջերմափոխանակիչը ապահովում էր գագաթնակետային հզորություն մոտավորապես 70 Վտ մեկ մետր երկարության համար՝ ստեղծելով զգալի ջերմային բեռ շրջակա հողի զանգվածի վրա: Ջերմային էներգիայի տարեկան արտադրությունը կազմում է մոտ 13 ՄՎտժ։
Հիմնական հորատանցքից 0,5 և 1 մ հեռավորության վրա հորատվել են երկու լրացուցիչ հորեր, որոնցում տեղադրվել են ջերմաստիճանի տվիչներ 1, 2, 5, 10, 20, 35, 50, 65, 85 և 105 մ խորության վրա, որից հետո հորերը լցվել են կավե ցեմենտի խառնուրդով: Ջերմաստիճանը չափվում էր յուրաքանչյուր երեսուն րոպեն մեկ։ Բացի հողի ջերմաստիճանից, գրանցվել են նաև այլ պարամետրեր՝ հովացուցիչ նյութի շարժման արագությունը, կոմպրեսորի շարժիչի կողմից էներգիայի սպառումը, օդի ջերմաստիճանը և այլն:

Առաջին դիտարկման շրջանը տևել է 1986-1991 թվականներին։ Չափումները ցույց են տվել, որ արտաքին օդի ջերմության և արևի ճառագայթման ազդեցությունը նկատվում է հողի մակերեսային շերտում մինչև 15 մ խորության վրա, այս մակարդակից ցածր հողի ջերմային ռեժիմը ձևավորվում է հիմնականում ջերմության պատճառով: երկրի ներսից. Շահագործման առաջին 2-3 տարիների ընթացքում ուղղահայաց ջերմափոխանակիչը շրջապատող հողի զանգվածի ջերմաստիճանը կտրուկ իջել է, սակայն ամեն տարի ջերմաստիճանի անկումը նվազում է, և մի քանի տարի անց համակարգը հասել է հաստատունին մոտ ռեժիմի, երբ ջերմաստիճանը ջերմափոխանակիչի շուրջ հողի զանգվածը 1-ով ցածր է եղել սկզբնականից.-2 °C.

1996 թվականի աշնանը՝ համակարգի գործարկումից տասը տարի անց, չափումները վերսկսվեցին։ Այս չափումները ցույց են տվել, որ հողի ջերմաստիճանը էապես չի փոխվել: Հետագա տարիներին գրանցվել են հողի ջերմաստիճանի աննշան տատանումներ 0,5 °C-ի սահմաններում՝ կախված տարեկան ջեռուցման բեռից: Այսպիսով, համակարգը աշխատանքի առաջին մի քանի տարիներից հետո հասել է քվազի-ստացիոնար ռեժիմի:

Փորձարարական տվյալների հիման վրա կառուցվել են հողի զանգվածում տեղի ունեցող գործընթացների մաթեմատիկական մոդելներ, որոնք հնարավորություն են տվել երկարաժամկետ կանխատեսել հողի զանգվածի ջերմաստիճանի փոփոխությունները։

Մաթեմատիկական մոդելավորումը ցույց է տվել, որ ջերմաստիճանի տարեկան նվազումը աստիճանաբար կնվազի, իսկ ջերմափոխանակիչի շուրջ հողի զանգվածի ծավալը, որը ենթակա է ջերմաստիճանի նվազման, կավելանա ամեն տարի։ Գործողության շրջանի վերջում սկսվում է վերածննդի գործընթացը՝ հողի ջերմաստիճանը սկսում է բարձրանալ։ Վերականգնման գործընթացի բնույթը նման է ջերմային «ընտրության» գործընթացի բնույթին. շահագործման առաջին տարիներին նկատվում է հողի ջերմաստիճանի կտրուկ աճ, իսկ հաջորդ տարիներին ջերմաստիճանի բարձրացման տեմպերը նվազում են: «Վերածնման» շրջանի տեւողությունը կախված է գործառնական շրջանի երկարությունից: Այս երկու ժամանակաշրջանները մոտավորապես նույնն են։ Քննարկվող դեպքում վերգետնյա ջերմափոխանակիչի շահագործման ժամկետը եղել է երեսուն տարի, իսկ «վերածնման» ժամկետը նույնպես գնահատվում է երեսուն տարի։

Այսպիսով, երկրագնդից ցածր ջերմություն օգտագործող շենքերի ջեռուցման և հովացման համակարգերը էներգիայի հուսալի աղբյուր են, որը կարող է օգտագործվել ամենուր: Այս աղբյուրը կարող է օգտագործվել բավականին երկար ժամանակ և կարող է թարմացվել գործառնական շրջանի վերջում:

Հորիզոնական ջերմային պոմպի կոլեկտորի հաշվարկ

Խողովակի յուրաքանչյուր մետրից ջերմության հեռացումը կախված է բազմաթիվ պարամետրերից՝ երեսարկման խորությունից, ստորերկրյա ջրերի առկայությունից, հողի որակից և այլն: Մոտավորապես կարելի է ենթադրել, որ հորիզոնական կոլեկտորների համար այն 20 Վտ.մ. Ավելի ճիշտ՝ չոր ավազ՝ 10, չոր կավ՝ 20, թաց կավ՝ 25, բարձր ջրի պարունակությամբ կավ՝ 35 Վտ.մ. Հաշվարկներում հովացուցիչ նյութի ջերմաստիճանի տարբերությունը հանգույցի առաջ և հետադարձ գծերում սովորաբար համարվում է 3 °C: Կոլեկտորային վայրում ոչ մի շենք չպետք է կանգնեցվի այնպես, որ երկրի ջերմությունը, այսինքն. մեր էներգիայի աղբյուրը համալրվել է արեգակնային ճառագայթման էներգիայով:

Դրված խողովակների միջև նվազագույն հեռավորությունը պետք է լինի առնվազն 0,7-0,8 մ: Մեկ խրամուղու երկարությունը կարող է տատանվել 30-ից մինչև 150 մ, կարևոր է, որ միացված սխեմաների երկարությունները մոտավորապես նույնն են: Որպես առաջնային հովացուցիչ նյութ, խորհուրդ է տրվում օգտագործել էթիլեն գլիկոլի լուծույթ (միջին) սառեցման կետով մոտավորապես -13 o C: Հաշվարկների ժամանակ պետք է հաշվի առնել, որ լուծույթի ջերմային հզորությունը 0 ° C ջերմաստիճանում: կազմում է 3,7 կՋ/(կգ Կ), իսկ խտությունը՝ 1,05 գ/սմ 3։ Միջավայր օգտագործելիս խողովակներում ճնշման կորուստը 1,5 անգամ ավելի մեծ է, քան ջրի շրջանառության ժամանակ: Ջերմային պոմպի տեղադրման առաջնային շղթայի պարամետրերը հաշվարկելու համար ձեզ հարկավոր է որոշել միջավայրի հոսքի արագությունը.

Vs = Qo 3600 / (1.05 3.7 .t),
որտեղ t-ը մատակարարման և վերադարձի գծերի ջերմաստիճանի տարբերությունն է, որը հաճախ հավասար է 3 o K-ի: Այնուհետև Qo-ն ցածր պոտենցիալ աղբյուրից (հող) ստացվող ջերմային հզորությունն է: Վերջին արժեքը հաշվարկվում է որպես Qwp ջերմային պոմպի ընդհանուր հզորության և սառնագենտի P ջեռուցման վրա ծախսվող էլեկտրական հզորության տարբերությունը.

Qo = Qwp - P, kW:

Կոլեկտորային խողովակների L ընդհանուր երկարությունը և դրա համար A տարածքի ընդհանուր տարածքը հաշվարկվում են բանաձևերով.

Այստեղ q-ն կոնկրետ (խողովակի 1 մ-ից) ջերմության հեռացումն է. da - խողովակների միջև հեռավորությունը (երեսարկման սկիպիդար):

Հաշվարկի օրինակ. Ջերմային պոմպ.
Նախնական պայմաններ. 120-240 մ2 մակերեսով տնակի ջերմային պահանջարկ (ջերմային կորուստների հիման վրա՝ հաշվի առնելով ներթափանցումը) - 13 կՎտ; Ջեռուցման համակարգում ջրի ջերմաստիճանը համարվում է 35 °C (հատակային ջեռուցում); Հովացուցիչ նյութի նվազագույն ջերմաստիճանը գոլորշիչի ելքում 0 °C է: Շենքը տաքացնելու համար սարքավորումների առկա տեխնիկական տեսականուց ընտրվել է 14,5 կՎտ հզորությամբ ջերմային պոմպ՝ հաշվի առնելով կրիչի մածուցիկության հետ կապված կորուստները՝ գետնից ջերմային էներգիա ընտրելիս և փոխանցելիս՝ 3,22: կՎտ. Ջերմահեռացումը հողի մակերեսային շերտից (չոր կավ), q հավասար է 20 Վտ/մ.պ. Բանաձևերի համաձայն մենք հաշվարկում ենք.

1) կոլեկտորի պահանջվող ջերմային հզորությունը Qo = 14,5 - 3,22 = 11,28 կՎտ;
2) խողովակի ընդհանուր երկարությունը L = Qo/q = 11,28/0,020 = 564 մ.պ. Նման կոլեկտոր կազմակերպելու համար կպահանջվի 100 մ երկարությամբ 6 շղթա.
3) 0,75 մ երեսարկման քայլով, տեղանքի պահանջվող տարածքը A = 600 x 0,75 = 450 մ2 է.
4) էթիլենգլիկոլի լուծույթի ընդհանուր լցումը Vs = 11,28 3600/ (1,05 3,7 3) = 3,51 մ3, մեկ շղթայում 0,58 մ3 է։

Կոլեկտորը տեղադրելու համար մենք ընտրում ենք 32x3 չափսի պլաստիկ խողովակ: Դրանում ճնշման կորուստը կկազմի 45 Պա/մ.մ.; մեկ շղթայի դիմադրությունը մոտավորապես 7 կՊա է; հովացուցիչ նյութի հոսքի արագությունը՝ 0,3 մ/վ:

Զոնդի հաշվարկ

20-ից 100 մ խորությամբ ուղղահայաց հորեր օգտագործելիս դրանց մեջ ընկղմվում են U-աձև պլաստիկ խողովակներ (32 մմ-ից սկսած տրամագծով): Որպես կանոն, երկու հանգույց տեղադրվում է մեկ ջրհորի մեջ, որը լցված է կասեցման լուծույթով: Միջին հաշվով, նման զոնդի հատուկ ջերմության հեռացումը կարող է հավասար լինել 50 Վտ/մ.մ. Կարող եք նաև կենտրոնանալ ջերմության հեռացման վերաբերյալ հետևյալ տվյալների վրա.

• չոր նստվածքային ապարներ - 20 Վտ / մ;
• քարքարոտ հող և ջրով հագեցած նստվածքային ապարներ՝ 50 Վտ/մ;
• բարձր ջերմային հաղորդունակությամբ ժայռեր՝ 70 Վտ/մ;
• ստորերկրյա ջրեր՝ 80 Վտ/մ.

15 մ-ից ավելի խորության վրա հողի ջերմաստիճանը մշտական ​​է և մոտավորապես +9 °C է։ Հորերի միջև հեռավորությունը պետք է լինի 5 մ-ից ավելի, ստորգետնյա հոսքերի առկայության դեպքում հորերը պետք է տեղակայվեն հոսքին ուղղահայաց գծի վրա:
Խողովակների տրամագծերի ընտրությունը կատարվում է հովացուցիչ նյութի պահանջվող հոսքի համար ճնշման կորուստների հիման վրա: Հեղուկի հոսքի հաշվարկը կարող է իրականացվել t = 5 °C-ի համար:

Հաշվարկի օրինակ.

Նախնական տվյալները նույնն են, ինչ հորիզոնական ջրամբարի վերը նշված հաշվարկում: 50 Վտ/մ սպեցիֆիկ ջերմության հեռացման և 11,28 կՎտ պահանջվող հզորության դեպքում զոնդի երկարությունը L պետք է լինի 225 մ:
Կոլեկտոր տեղադրելու համար անհրաժեշտ է հորատել 75 մ խորությամբ երեք հորատանցք, որոնցից յուրաքանչյուրում մենք տեղադրում ենք 32x3 ստանդարտ չափսի երկու խողովակի հանգույց; ընդհանուր - 150 մ-ական 6 շղթա:

Հովացուցիչ նյութի ընդհանուր հոսքի արագությունը t = 5 °C-ում կկազմի 2,1 մ3/ժ; Մեկ շղթայի միջոցով հոսքի արագությունը 0,35 մ3/ժ է: Շղթաները կունենան հետևյալ հիդրավլիկ բնութագրերը. միացման դիմադրություն - 14,4 կՊա; հոսքի արագությունը՝ 0,3 մ/վ։

Սարքավորումների ընտրություն

Քանի որ անտիֆրիզի ջերմաստիճանը կարող է տարբեր լինել (-5-ից մինչև +20 °C), ջերմային պոմպի տեղադրման առաջնային շղթայում պահանջվում է հիդրավլիկ ընդարձակման բաք:
Խորհուրդ է տրվում նաև ջերմային պոմպի ջեռուցման (կոնդենսատոր) գծի վրա տեղադրել պահեստային բաք. ջերմային պոմպի կոմպրեսորը աշխատում է «միացված-անջատված» ռեժիմով: Շատ հաճախակի մեկնարկները կարող են հանգեցնել դրա մասերի արագացված մաշվածության: Բաքը օգտակար է նաև որպես էներգիայի պահպանման սարք հոսանքազրկման դեպքում։ Դրա նվազագույն ծավալը վերցվում է 20-30 լիտր 1 կՎտ ջերմային պոմպի հզորության համար:

Երկվալենտ, էներգիայի երկրորդ աղբյուր (էլեկտրական, գազ, հեղուկ կամ պինդ վառելիքի կաթսա) օգտագործելիս այն միացված է շղթային մարտկոցի բաքի միջոցով, որը նաև ջերմային հիդրավլիկ դիստրիբյուտոր է. կաթսայի ակտիվացումը վերահսկվում է ջերմային պոմպի կամ վերին մակարդակի ավտոմատացման համակարգ:
Հնարավոր անջատումների դեպքում տեղադրված ջերմային պոմպի հզորությունը կարող եք ավելացնել բանաձևով հաշվարկված գործակցով՝ f = 24/(24 - տ անջատում), որտեղ t անջատումը էլեկտրամատակարարման ընդհատման տեւողությունն է։

4 ժամով հնարավոր հոսանքազրկման դեպքում այդ գործակիցը հավասար կլինի 1,2-ի։
Ջերմային պոմպի հզորությունը կարելի է ընտրել՝ ելնելով դրա աշխատանքի միավալենտ կամ երկվալենտ ռեժիմից: Առաջին դեպքում ենթադրվում է, որ ջերմային պոմպը օգտագործվում է որպես ջերմային էներգիայի միակ գեներատոր։

Պետք է հաշվի առնել. անգամ մեր երկրում օդի ցածր ջերմաստիճանով ժամանակաշրջանների տեւողությունը ջեռուցման սեզոնի չնչին մասն է։ Օրինակ, համար Կենտրոնական շրջանՌուսաստանում ջերմաստիճանը -10 °C-ից ցածր է իջնում ​​ընդամենը 900 ժամ (38 օր), մինչդեռ սեզոնի տևողությունը 5112 ժամ է, իսկ հունվարի միջին ջերմաստիճանը մոտավորապես -10 °C է։ Հետևաբար, առավել նպատակահարմար է ջերմային պոմպը գործարկել երկվալենտ ռեժիմով, որը ներառում է լրացուցիչ աղբյուրի միացում այն ​​ժամանակաշրջաններում, երբ օդի ջերմաստիճանը իջնում ​​է որոշակի մակարդակից՝ -5 °C Ռուսաստանի հարավային շրջաններում, -10 °C՝ Ռուսաստանի հարավային շրջաններում։ կենտրոնական շրջանները։ Սա թույլ է տալիս նվազեցնել ջերմային պոմպի արժեքը և, հատկապես, առաջնային սխեմայի տեղադրումը (խրամատների տեղադրում, հորատման հորեր և այլն), ինչը մեծապես ավելանում է տեղադրման հզորության բարձրացման հետ:

Ռուսաստանի Կենտրոնական շրջանի պայմաններում, երկվալենտ ռեժիմով աշխատող ջերմային պոմպ ընտրելիս մոտավոր գնահատականի համար կարող եք կենտրոնանալ 70/30 հարաբերակցության վրա. ջերմային պահանջարկի 70%-ը ծածկված է ջերմային պոմպով, իսկ մնացած 30%-ը էլեկտրական կամ ջերմային էներգիայի այլ աղբյուրի կողմից։ Հարավային շրջաններում դուք կարող եք առաջնորդվել ջերմային պոմպի հզորության և Արևմտյան Եվրոպայում հաճախ օգտագործվող լրացուցիչ ջերմության աղբյուրի հարաբերակցությամբ՝ 50-ից 50:

70 Վտ/մ2 ջերմային կորուստներով 4 անձի համար 200 մ2 մակերեսով քոթեջի համար (հաշվարկված է -28 °C արտաքին օդի ջերմաստիճանում) ջերմության պահանջը կկազմի 14 կՎտ։ Այս արժեքին պետք է ավելացնել 700 Վտ սանիտարական տաք ջրի պատրաստման համար: Արդյունքում ջերմային պոմպի պահանջվող հզորությունը կկազմի 14,7 կՎտ։

Եթե ​​կա էլեկտրաէներգիայի ժամանակավոր անջատման հավանականություն, ապա անհրաժեշտ է այդ թիվը ավելացնել համապատասխան գործակցով։ Ենթադրենք, օրական անջատման ժամանակը 4 ժամ է, ապա ջերմային պոմպի հզորությունը պետք է լինի 17,6 կՎտ (աճող գործակիցը՝ 1,2)։ Միավալենտ ռեժիմի դեպքում կարող եք ընտրել 17,1 կՎտ հզորությամբ ստորերկրյա ջրերի ջերմային պոմպ՝ սպառելով 6,0 կՎտ էլեկտրաէներգիա։

Լրացուցիչ էլեկտրական ջեռուցիչով և 10 ° C սառը ջրամատակարարման ջերմաստիճանով երկվալենտ համակարգի համար տաք ջրի և անվտանգության գործոնի անհրաժեշտության համար ջերմային պոմպի հզորությունը պետք է լինի 11,4 Վտ, իսկ էլեկտրական կաթսանը՝ 6,2 կՎտ (ընդհանուր - 17.6): Համակարգի կողմից սպառվող էլեկտրաէներգիայի առավելագույն հզորությունը կկազմի 9,7 կՎտ:

Սեզոնին սպառվող էլեկտրաէներգիայի մոտավոր արժեքը, երբ ջերմային պոմպը աշխատում է միավալենտ ռեժիմով, կկազմի 500 ռուբլի, իսկ երկվալենտ ռեժիմում (-10C) ցածր ջերմաստիճանի դեպքում՝ 12,500: Միայն համապատասխան կաթսա օգտագործելիս էներգիայի արժեքը կլինի՝ էլեկտրաէներգիա: - 42 000, դիզվառելիք՝ 25 000, իսկ գազը՝ մոտ 8 000 ռուբլի։ (մատակարարված խողովակի և Ռուսաստանում առկա գազի ցածր գների առկայության դեպքում): Ներկայումս, մեր պայմանների համար, գործառնական արդյունավետության առումով, ջերմային պոմպը կարելի է համեմատել միայն նոր սերիայի գազի կաթսայի հետ, իսկ շահագործման ծախսերի, երկարակեցության, անվտանգության (կաթսայատուն չի պահանջվում) և շրջակա միջավայրի բարեկեցության առումով այն գերազանցում է բոլորին: ջերմային էներգիայի արտադրության այլ տեսակներ:

Նկատի ունեցեք, որ ջերմային պոմպեր տեղադրելիս առաջին հերթին պետք է հոգ տանել շենքը մեկուսացնելու և ցածր ջերմահաղորդականությամբ երկկողմանի պատուհանների տեղադրման մասին, ինչը կնվազեցնի շենքի ջերմային կորուստները, հետևաբար՝ աշխատանքի և սարքավորումների արժեքը։

Հաշվի առնելով այն հանգամանքը, որ ջերմային պոմպը ձեռք բերելու և տեղադրելու համար բավականին զգալի ծախսեր պահանջող սարքավորում է, դրա ընտրության հարցը պետք է հատկապես ուշադիր վերաբերվել: Առաջին բանը, որ պոտենցիալ գնորդը պետք է անի, այն սարքավորման հզորության առնվազն մոտավոր հաշվարկն է, որը հարմար է կոնկրետ պայմաններում արդյունավետ շահագործման համար: Իհարկե, դուք կարող եք դիմել մասնագետներին ջերմային պոմպի դիզայնը կազմելու համար, բայց մոտավոր ծախսերը գնահատելու համար կարող եք ինքներդ կատարել որոշ նախնական հաշվարկներ:

Ջերմային պոմպը, որի դիզայնը բավականին բարդ ձեռնարկություն է, ընտրվում է կախված տան տարածքից, դրա մեկուսացման աստիճանից և ցուրտ սեզոնում միջին ջերմաստիճանի արժեքներից: Պահանջվող հզորության հաշվարկից բացի, ամբողջական նախագիծը ներառում է երկրաջերմային պոմպի համար հողային ջրամբարի պարամետրերի որոշում, ջր-ջրային համակարգի դեպքում ջրհորի համար խողովակների քանակի և տրամագծի հաշվարկ: Ջերմային պոմպի ճիշտ հաշվարկը ներառում է բազմաթիվ գործոնների հաշվառում՝ տեղում հողի բնութագրերից մինչև այն նյութը, որից կառուցված է տունը:

Ջերմային պոմպի վրա հիմնված ջեռուցման համակարգի մշակում

Եթե ​​դուք լրջորեն հետաքրքրված եք տան ջեռուցման այնպիսի առաջադեմ մեթոդով, ինչպիսին են ջերմային պոմպերը, ապա ավելի լավ է նախընտրել մասնագիտացված կրթություն և նման սարքավորումների հետ աշխատելու մեծ փորձ ունեցող մասնագետների ծառայությունները: Դա պայմանավորված է նրանով, որ ջերմային պոմպի և տան ողջ ջեռուցման համակարգի ճիշտ մշակումը թույլ կտա երկար տարիներ մոռանալ ջերմային խնդիրների մասին՝ վայելելով կայուն արդյունավետ աշխատանքսարքավորումներ.

Առաջին հերթին, արժե որոշել ջերմության աղբյուրը, որը կվերածվի էներգիայի ջեռուցման համակարգում հովացուցիչ նյութի համար: Անկախ նրանից, թե դա հող է, ջուր կամ օդ, որոշում է ինչպես ջերմային պոմպերի արտադրությունը (ավելի ճիշտ՝ արտադրության տեխնոլոգիան), այնպես էլ բուն սարքավորումների արտադրողականությունն ու գինը և տեղադրման աշխատանքները: Ամենաարդյունավետ համակարգերից մեկը ջուր-ջուր է, սակայն դրա համար պահանջվում է տան մոտ ջրամբարի առկայությունը կամ տեղում ստորերկրյա ջրերի բավարար քանակություն:

Հարկ է հաշվի առնել, որ ջերմային պոմպը ավելի շատ օգտագործվում է ցածր ջերմաստիճանի ջերմային աղբյուրների համար՝ իդեալականորեն համակցված «տաք հատակ» համակարգի հետ, սակայն հնարավոր է նաև ավանդական գեներատորների հետ համադրություն: Ջերմային պոմպեր ընտրելիս դրանց ջերմային հաշվարկն իրականացվում է այնպես, որ հաշվի առնվի, թե արդյոք այն ի վիճակի է ինքնուրույն տաքացնել սենյակը նույնիսկ ամենածայրահեղ ցրտին, թե արդյոք անհրաժեշտ է համակարգում լրացուցիչ ջերմության աղբյուր ապահովել: , օրինակ, էլեկտրական կաթսա: Թերմոդինամիկական հաշվարկը հաշվի է առնում նվազագույն ջերմաստիճանները, որոնց կարելի է հասնել ձմռանը:

Անհրաժեշտ է նաև հաշվի առնել տանը տաք ջրամատակարարման անհրաժեշտությունը, եթե նման ֆունկցիոնալությունը պահանջվում է, ապա լրացուցիչ 20% ներառվում է պահանջվող հզորության մեջ:

Ջերմային պոմպի հաշվարկման օրինակ

Այսպիսով, մենք ունենք երկհարկանի շինություն՝ 250 քմ մակերեսով։ 2,7 մ առաստաղի բարձրությամբ Ենթադրենք, որ սենյակում ջերմաստիճանը +20°C է, իսկ դրսում՝ -26°C: Հաջորդը, մենք հաշվարկում ենք ջերմային պոմպի հզորությունը տան ջեռուցման համար.

0,434*250*2,7*(20-(-26)) = 13475,7 կՎտ - առավելագույն պահանջվող ջեռուցման հզորությունը՝ համաձայն SP 50.13330-2012

Այս հաշվարկը մեծ կորուստներ չի ենթադրում։ Կորուստներն այս դեպքում կարող են լինել նույնիսկ 13475,7 կՎտ-ից պակաս:

Ավելի ճշգրիտ ջերմային հաշվարկներ կարող են կատարվել անհատապես: Այն հաշվի կառնի պատերի, պատուհանների, առաստաղների և այլնի բոլոր նյութերը:

Ջերմային պոմպի շղթայի հաշվարկը, որը կօգտագործվի սենյակի ջեռուցման և հովացման համար, ավելի բարդ է և իրականացվում է մասնագետների կողմից: