Alternatīvu avotu meklēšana, kas nodrošina enerģiju daudzām cilvēka darbības jomām, pēdējā laikā ir kļuvusi par steidzamu uzdevumu. Cilvēki cenšas aktīvāk izmantot saules, vēja un ūdens avotu enerģiju, lai samazinātu ar ēku siltumapgādi saistīto problēmu risināšanas izmaksas. Tajā pašā laikā ekoloģijas jautājums nav mazsvarīgs, jo atmosfēru piesārņojošo kaitīgo izmešu samazināšana ir svarīgāka nekā jebkad agrāk.

Radīt labvēlīgus un komfortablus dzīves apstākļus mājokļu sektorā pēdējie gadi sāka izmantot vēja ģeneratorus, saules kolektorus un ekonomiskus siltuma ģeneratorus, vienlaikus veicot pasākumus, kas palīdz paaugstināt siltumapgādes objekta siltumizolāciju.

Pēc šajā jomā strādājošo profesionāļu domām, ģeotermālo siltumenerģijas avotu - speciālo sūkņu - izmantošana tiek uzskatīta par efektīvu un ekonomisku pasākumu. To fundamentālais dizains ļauj iegūt siltumu no vidi, pārveidojiet to un pārvietojiet uz lietošanas vietu (sīkāka informācija: " ").

Siltumsūkņu enerģijas avoti ir ūdens, gaiss un augsne, un siltuma ražošanas process notiek, izmantojot noteiktu vielu, ko sauc par aukstumaģentiem, fizikālās īpašības. Viņi spēj vārīties pat zemā temperatūrā.

Aprēķina procedūra siltumsūkņiem

Aprēķinu rezultāts galvenokārt ir atkarīgs no apsildāmās konstrukcijas individuālajām īpašībām un sastāv no vairākiem posmiem:

1. Pirmkārt, tiek noteikti siltuma zudumi, kas rodas caur ēkas norobežojošām konstrukcijām (tostarp logi, durvis, sienas, griesti). Lai to izdarītu, izmantojiet šādu formulu:
   
   Qok = Sx(alva – tout)x(1 + Σ β) x n / Rt (W), kurS – visu norobežojošo konstrukciju laukumu summa (m²);
   alva – gaisa temperatūra ēkas iekšienē (°C);
   tout – āra gaisa temperatūra (°C);
   
   n – koeficients, kas atspoguļo apkārtējās telpas ietekmi uz būves īpašībām. Ja telpa caur griestiem atrodas tiešā saskarē ar ārējo vidi, tad šis rādītājs ir vienāds ar 1. Ja objektam ir bēniņu stāvi, n ir vienāds ar 0,9. Ja objekts atrodas virs pagraba, koeficients ir 0,75 (sīkāk: " ").
   β ir papildu siltuma zudumu koeficients atkarībā no ēkas veida un tās ģeogrāfiskās atrašanās vietas. Šis rādītājs, aprēķinot siltumsūkni, ir robežās no 0,05 līdz 0,27;Rt ir termiskās pretestības rādītājs, ko nosaka pēc šādas formulas:Rt = 1/ α iekšējais + Σ (δі / λі) + 1/ α ārējais (m²x°C / W), kur:α iekšējais – žogu konstrukciju iekšējo virsmu siltumabsorbciju raksturojošais koeficients (W/m²x°C);
   δі / λі – ir aprēķināts būvniecībā izmantoto materiālu siltumvadītspējas rādītājs;
   α nar – žogu konstrukciju ārējo virsmu siltuma izkliedes vērtība (W/m²x°C);
2. Tālāk, lai aprēķinātu siltumsūkņus, izmantojiet formulu, lai noteiktuēkas kopējie siltuma zudumi:
   
   Qt.pot = Qok + Qi – Qbp, kur:
   
   Qi - izmaksas par gaisa sildīšanu, kas ieplūst caur dabiskām noplūdēm;
   Qbp ​​- siltuma ražošana sadzīves tehnikas darbības un cilvēka darbības rezultātā.
3. Šajā posmā patērētā siltumenerģija tiek aprēķināta katram objektam gada laikā:Qyear = 24x0,63xQt. pot.х((dх (alva - tout.medi.)/ (alva - tout.)) kW/stunda), kur:
   tout.av ir ārējā gaisā reģistrēto temperatūru vidējā aritmētiskā vērtība visā apkures periodā;
   d – dienu skaits apkures sezonā.
4. Tad jums ir jānosaka siltuma jauda, ​​kas nepieciešama ūdens sildīšanai visa gada garumā, kam tiek izmantota izteiksme:
   
   Qgv = V x17 (kW/stundā kalendārajā gadā), kur
   V x17 – diennakts ūdens uzsildīšanas apjoms līdz 50 °C.
5. Kopējo siltumenerģijas patēriņu nosaka pēc formulas:
   
   Q = Qgv + Qyear (kW/stundā vienu gadu)

1.1 ir korekcijas koeficients, jo, iestājoties kritiskai temperatūrai, siltumsūkņa slodze var palielināties.

Kad ir veikti nepieciešamie aprēķini, ir viegli izvēlēties konkrētai telpai piemērotu siltumsūkni, kas nodrošinās tajā komfortablu mikroklimatu telpā esošajiem cilvēkiem.

Kā aprēķināt apkures izmaksas lauku mājai?

Aprēķini tiek veikti, pamatojoties uz šādiem parametriem:

Pirmais parametrs ir ekspluatācijas izmaksas. Lai noteiktu šīs izmaksas, ir vērts ņemt vērā degvielas izmaksas, kas tiks izmantotas siltuma ražošanai. Šajā pozīcijā ir iekļautas arī uzturēšanas izmaksas. Visrentablākā pēc šī parametra būs apkure, kuras enerģijas nesējs būs piegādātā galvenā gāze. Nākamais efektīvākais ir SILTUMSŪKNIS.

Otrais parametrs ir aprīkojuma iegādes un uzstādīšanas izmaksas. Visrentablākais un ekonomiskākais variants iepirkuma un uzstādīšanas stadijā būtu elektriskā katla iegāde. Maksimālās izmaksas sagaida, ja nolemjat iegādāties katlus, kur enerģijas nesēji ir sašķidrinātā gāze gāzes tvertnēs vai dīzeļdegviela. Arī šeit SILTUMSŪKNIS ir optimāls.

Trešais parametrs ir jāuzskata par ērtību, izmantojot apkures iekārtas. Cietā kurināmā katlus šajā gadījumā var atzīmēt kā visprasīgāko uzmanību. Tiem ir nepieciešama jūsu klātbūtne un papildu degvielas iekraušana, savukārt elektriskie un tie, kas tiek darbināti ar galveno gāzes padevi, darbojas neatkarīgi. Tāpēc, apsildot lauku mājas, visērtāk ir izmantot gāzes un elektriskos katlus. Un šeit SILTUMSŪKNIM ir priekšrocība. Klimata kontrole ir visērtākā siltumsūkņu īpašība.

Šodien Maskavas reģionā ir izveidojusies šāda cenu situācija... Gāzes pieslēgšana privātmājām maksā apmēram 600 tūkstošus rubļu. Nepieciešams arī projektēšanas darbi un attiecīgie saskaņojumi, kas dažkārt ilgst gadiem un arī maksā naudu. Šeit pieskaita iekārtu pašizmaksu un salīdzinoši īso tās nolietojuma periodu (tādēļ gāzes kompānijas piedāvā jaudīgākus gāzes katlus, lai katla nolietojums aizņemtu ilgāku laiku). Apkure ar siltumsūkņiem jau ir salīdzināma ar augstākminēto cenu, bet tai nav nepieciešami nekādi saskaņojumi. Siltumsūknis ir izplatīta sadzīves elektroierīce, kas patērē 4 reizes mazāk elektrības nekā parastais elektriskais boileris un ir arī klimata kontroles iekārta, t.i., gaisa kondicionieris. Mūsdienu siltumsūkņu un īpaši kvalitatīvo (premium klases) dzinēja kalpošanas laiks ļauj tiem darboties vairāk nekā 20 gadus.

Mēs sniedzam piemērus siltumsūkņu aprēķināšanai dažāda veida un izmēra mājām.

Pirmkārt, jums ir jānosaka jūsu ēkas siltuma zudumi atkarībā no tās atrašanās vietas reģiona. Vairāk lasiet sadaļā "Pilnas ziņas"

Pirmkārt, jums ir jāizlemj par siltumsūkņa vai katla jaudu, jo tas ir viens no izšķirošajiem tehniskajiem parametriem. To izvēlas, pamatojoties uz ēkas siltuma zudumu apjomu. Mājas siltuma bilances aprēķins, ņemot vērā tās projektēšanas īpatnības, jāveic speciālistam, tomēr šī parametra aptuvenai aplēsei, ja mājas konstrukcija projektēta, ņemot vērā būvnormatīvus, var izmantojiet šādu formulu:
Q = k V ΔT
1 kW/h = 860 kcal/h
Kur
Q - siltuma zudumi, (kcal/h)
V ir telpas tilpums (garums × platums × augstums), m3;
ΔT - maksimālā atšķirība starp gaisa temperatūru ārā un telpā ziemā, °C;
k ir ēkas vispārinātais siltuma pārneses koeficients;
k = 3…4 - ēka no dēļiem;
k = 2…3 - ķieģeļu sienas vienā kārtā;
k min-max = 1…2 - standarta mūris (ķieģelis divās kārtās);

k = 0,6...1 - labi siltināta ēka;

Jūsu mājas gāzes katla jaudas aprēķināšanas piemērs:

Ēkai ar tilpumu V = 10m × 10m × 3m = 300 m3;

Ķieģeļu ēkas siltuma zudumi (k max = 2) būs:
Q = 2 × 300 × 50 = 30 000 kcal / stundā = 30 000 / 860 = 35 kW
Tā būs nepieciešamā minimālā katla jauda, ​​kas aprēķināta līdz maksimālajam...

Parasti tiek izvēlēta 1,5 kārtīga jaudas rezerve, tomēr jāņem vērā tādi faktori kā pastāvīgi strādājoša telpas ventilācija, atvērti logi un durvis, liela stiklojuma platība utt. Ja plānojat izmantot divkontūru katlu (telpas apkure un karstā ūdens padeve), tad tā jauda vēl jāpalielina par 10 - 40%. Piedeva ir atkarīga no karstā ūdens plūsmas daudzuma.

Piemērs siltumsūkņa jaudas aprēķināšanai jūsu mājā:

Pie ΔT = (Tvn - Tnar) = 20 - (-30) = 50°C;
Ķieģeļu ēkas siltuma zudumi (k min= 1) būs:
Q = 1 × 300 × 50 = 15 000 kcal / stundā = 30 000 / 860 = 17 kW
Tā būs vajadzīgā katla minimālā jauda, ​​kas aprēķināta līdz minimumam, jo ​​siltumsūknī nav izdegšanas un resurss ir atkarīgs no tā motora dzīves un cikliskuma dienas laikā... Lai samazinātu ieslēgšanas/izslēgšanas ciklu skaitu No siltumsūkņa tiek izmantotas siltuma akumulatoru tvertnes.

Tātad: jums ir nepieciešams, lai siltumsūknis darbotos 3-5 reizes stundā.
tie. 17 kW/stundā -3 cikli

Jums būs nepieciešama bufera tvertne - 3 cikli - 30 l/kW; 5 takti - 20 l/kW.

17 kW*30l=500l uzglabāšanas jauda!!! Aprēķini ir aptuveni, šeit liels akumulators ir labs, bet praksē tie izmanto 200 litrus.

Tagad aprēķināsim siltumsūkņa un tā uzstādīšanas izmaksas jūsu mājai:

Ēkas tilpums ir vienāds V = 10m × 10m × 3m = 300 m3;
Mēs aprēķinājām aptuveno jaudu -17 kW. Dažādiem ražotājiem ir dažādas elektropārvades līnijas, tāpēc izvēlieties siltumsūkni pēc kvalitātes un izmaksām kopā ar mūsu konsultantiem. Piemēram, Waterkotte ir 18 kW siltumsūknis, bet var uzstādīt arī 15 kW siltumsūkni, jo, ja nav pietiekamas jaudas, katrā siltumsūknī ir tuvāk 6 kW maksimums. Maksimālā uzsildīšana notiek salīdzinoši ātri un tāpēc nav nepieciešams pārmaksāt par siltumsūkni. Tāpēc jūs varat izvēlēties 15 kW, jo īstermiņā 15+6=21 kW ir augstāks par jūsu siltuma nepieciešamību.

Apstāsimies pie 18 kW. Siltumsūkņa izmaksas pārbaudiet pie konsultantiem, jo ​​šodien piegādes apstākļi ir “maigi izsakoties” neparedzami. Tāpēc rūpnīcas versija tiek prezentēta vietnē.

Ja atrodaties dienvidu reģionos, jūsu mājas siltuma zudumi, pamatojoties uz iepriekš minētajiem aprēķiniem, būs mazāki, jo ΔT = (Tvn - Tnar) = 20 - (-10) = 30°C. vai pat ΔT = (Tvn - Tnar) = 20 - (-0) = 20°C. Var izvēlēties mazākas jaudas siltumsūkni un arī pēc gaiss-ūdens darbības principa. Mūsu gaisa siltumsūkņi efektīvi darbojas līdz pat -25 grādiem un tāpēc nav nepieciešami urbšanas darbi.

Centrālajā Krievijā un Sibīrijā ģeotermālie siltumsūkņi, kas darbojas pēc “ūdens-ūdens” principa, ir daudz efektīvāki.

Ģeotermālā lauka urbšana maksās atšķirīgi atkarībā no reģiona. Maskavas reģionā izmaksu aprēķins ir šāds:

Mēs ņemam mūsu siltumsūkņa jaudu -18 kW. Šāda ģeotermālā siltumsūkņa elektroenerģijas patēriņš ir aptuveni 18/4 = 4,5 kW/stundā no kontaktligzdas. Waterkotte ir vēl mazāk (šo raksturlielumu sauc par COP. Waterkotte siltumsūkņu COP ir 5 vai vairāk). Saskaņā ar jaudas nezūdamības likumu elektriskā jauda tiek nodota sistēmai, pārveidota par siltumenerģiju.Trūkstošo jaudu mēs iegūstam no ģeotermālā avota, tas ir, no zondēm, kuras nepieciešams urbt. Piemēram, 18-4,5 = 13,5 kW no Zemes (jo avots šajā gadījumā var būt horizontāls kolektors, dīķis utt.).

Augsņu siltuma pārnese dažādās vietās, pat Maskavas reģionā, ir atšķirīga. Vidēji no 30 līdz 60 W uz 1 m.p., atkarībā no augsnes mitruma.

13,5 kW jeb 13500 W dalīts ar siltuma pārnesi. vidēji tas ir 50W tātad 13500/50=270 metri. Urbšanas darbi maksā vidēji 1200 rubļu/m.p. Mēs iegūstam 270*1200=324000 rubļu. pabeigti ar ieeju siltummezglā.

Ekonomiskās klases siltumsūkņa izmaksas ir 6-7 tūkstoši dolāru. tie. 180-200 tūkstoši rubļu

Izmaksas KOPĀ 324 tūkstoši + 180 tūkstoši = 504 tūkstoši rubļu

Pievienojiet uzstādīšanas izmaksas un siltuma akumulatora izmaksas, un jūs iegūsit nedaudz vairāk par 600 tūkstošiem rubļu, kas ir salīdzināms ar galvenās gāzes piegādes izmaksām. Q.E.D.

Zemas kvalitātes apkārtējā siltuma izmantošana ūdens sildīšanai un apkurei kļūst ekonomiski izdevīga, ilgstoši izmantojot sistēmu. Šķērslis šādu ierīču plašai izmantošanai ir iekārtas un tās uzstādīšanas augstās sākotnējās izmaksas. Tāpēc vienmēr aktuāla ir pilnīga vai daļēja siltumsūkņa uzstādīšana ar savām rokām, kas ļauj ievērojami ietaupīt naudu.

Rīsi. Mājā 1 ūdens-ūdens siltumsūknis

Veidojot siltumsūkņus apkurei, tiek izmantots dabiskais zemas kvalitātes gaisa masu, augsnes un ūdens siltums. Ūdens sugas absorbē siltumenerģiju no akām, akām, dīķiem un citām atklātām ūdenstilpēm. Siltumsūknis darbojas kā ledusskapis, kas ņem siltumu no ledusskapja nodalījuma un izlaiž to ārā caur ārējo radiatoru.

Uzstādīšanas laikā primārais siltummainis ar cirkulējošo dzesēšanas šķidrumu tiek ievietots ūdens traukā, no kura tiek ņemts siltums. Ūdens tiek iesūkts ar ūdens sūkni, iziet cauri cauruļu sistēmai un pēc tam nonāk iztvaicētājā - ierīcē, kad šķidrums tiek uzkarsēts, tas iztvaiko. Iztvaicētājā dzesēšanas šķidrums nodod siltumu freonam, kuram viršanas temperatūra ir neliela pozitīva temperatūra 6 - 8 C, un gāzveida aukstumaģents nonāk kompresorā.

Tur tas tiek saspiests, izraisot gāzes temperatūras paaugstināšanos un turpmāku piegādi kondensatoram. Kondensatorā siltumenerģija no gāzes ar temperatūru 40 - 70 C tiek pārnesta uz ūdeni apkures sistēmā, atdzesētā gāze kondensējas un nonāk spiediena samazināšanas vārstā (droselē). Tās spiediens samazinās - tas noved pie lielākas gāzes dzesēšanas līdz šķidram stāvoklim, kurā tā atkal tiek piegādāta iztvaicētājam. Sistēma darbojas apļveida slēgtā cikliskā režīmā.

Siltumsūkņa aprēķins

Lai projektētu sistēmu ar savām rokām, vispirms ir jāveic aprēķins, ņemot vērā siltumenerģijas vajadzības (sūkņus var papildus izmantot, lai nodrošinātu karstā ūdens piegādi mājā) un iespējamiem zudumiem. Aprēķinu algoritms sastāv no šādām darbībām.

1. Tiek aprēķināta apsildāmās telpas platība.
2. Pamatojoties uz iegūtajām vērtībām, kopējais apkurei nepieciešamās enerģijas daudzums tiek noteikts, pamatojoties uz aprēķinu 70 - 100 vati uz kvadrātmetru. Parametrs ir atkarīgs no griestu augstuma, ražošanas materiāla un mājas siltumvadītspējas pakāpes.
3. Nodrošinot karstā ūdens piegādi, iegūtā vērtība tiek palielināta par 15 - 20%.
4. Pamatojoties uz saņemto jaudu, tiek izvēlēts kompresors, tiek aprēķinātas un projektētas galvenās sistēmas sastāvdaļas: cauruļvads, iztvaicētājs, kondensators, elektriskais sūknis un citas sastāvdaļas.

Sastāvdaļas apkures sistēmai ar siltumsūkni, ja tās tiek ražotas atsevišķi

Parastam mājas īpašniekam ir diezgan grūti konkurēt ar pašmāju un ārvalstu ražotāju industriālajiem siltumsūkņiem, tomēr tā uzstādīšana un atsevišķu komponentu izgatavošana nav neiespējams uzdevums. Galvenais uzdevums, uzstādot siltumsūkni, paliek aprēķinu pareizība, jo kļūdas gadījumā sistēma var būt zema efektivitāte un kļūt neefektīva.

Kompresors

Uzstādīšanai jums būs nepieciešams jauns vai lietots. kompresors ir darba stāvoklī ar nebeidzamu piemērotas jaudas resursu. Parastajai kompresora jaudai jābūt 20 - 30% no aprēķinātās, ledusskapjiem vai spirālveida gaisa kondicionieriem varat izmantot standarta rūpnīcas vienības, kurām ir augstāka efektivitāte salīdzinājumā ar virzuļa ierīcēm.

Iztvaicētājs un kondensators

Lai atdzesētu un sildītu šķidrumus, tie parasti tiek izlaisti caur vara caurulēm, kas ievietotas traukā ar siltummaini. Lai palielinātu dzesēšanas laukumu, vara caurule ir sakārtota spirāles formā, nepieciešamo garumu aprēķina, izmantojot formulu, lai aprēķinātu laukumu, kas dalīts ar šķērsgriezumu. Siltummaiņas tvertnes tilpums tiek aprēķināts, pamatojoties uz efektīvas siltuma apmaiņas ieviešanu, parastā vidējā vērtība ir aptuveni 120 litri. Siltumsūknim ir racionāli izmantot gaisa kondicionētāju caurules, kurām sākotnēji ir spirālveida forma un kuras tiek pārdotas ruļļos.

Rīsi. 3 Vara caurule un tvertne siltummainim

Daudzi siltumsūkņu ražotāji šo siltummaiņu projektēšanas metodi ir aizstājuši ar kompaktāku, izmantojot siltuma apmaiņu pēc principa “caurule caurulē”. Iztvaicētāja plastmasas caurules standarta diametrs ir 32 mm, tajā ievietota vara caurule ar diametru 19 mm, iztvaicētājs ir termiski izolēts, siltummaiņa kopējais garums ir aptuveni 10 - 12 m. kondensators, varat izmantot 25 mm. metāla plastmasas caurule un 12,7 mm. varš.

Lai palielinātu siltummaiņa laukumu un efektivitāti, daži amatnieki savij vairāku maza diametra vara cauruļu pinumu, pārklāj tās ar plānu stiepli un ievieto konstrukciju plastmasā. Tas ļauj iegūt aptuveni 1 kubikmetra siltuma apmaiņas laukumu 10 metru segmentā.

Termostata vārsts

Pareizi izvēlēta ierīce regulē iztvaicētāja piepildījuma pakāpi un lielā mērā ir atbildīga par visas sistēmas darbību. Piemēram, ja aukstumaģenta padeve ir pārāk liela, tam nebūs laika pilnībā iztvaikot, un šķidruma pilieni iekļūs kompresorā, izraisot tā darbības traucējumus un izplūdes gāzes temperatūras pazemināšanos. Pārāk maz freona iztvaicētājā pēc temperatūras paaugstināšanas kompresorā nepietiks, lai uzsildītu nepieciešamo ūdens daudzumu.

Sensori

Lietošanas ērtībai, darbības uzraudzībai, kļūdu noteikšanai un sistēmas iestatīšanai ir nepieciešami iebūvēti temperatūras sensori. Informācija ir svarīga visos sistēmas darbības posmos, tikai ar tās palīdzību, izmantojot formulas, var noteikt svarīgāko ūdens siltumsūkņu uzstādītās iekārtas parametru - COP efektivitātes rādītāju.

Sūkņu aprīkojums

Siltumsūkņiem darbojoties, ūdens tiek ņemts un piegādāts no akas, akas vai atklātas rezervuāra, izmantojot ūdenssūkņus. Var izmantot iegremdējamos vai virszemes tipus, parasti to jauda ir maza, ūdens padevei pietiek ar 100 - 200 W. Lai kontrolētu darbību un aizsargātu sūkņus un sistēmu, papildus tiek uzstādīti filtri, manometrs, ūdens skaitītāji un vienkārša automatizācija.

Siltumsūkņa aprīkojuma montāža ar savām rokām nesagādā nekādas lielas grūtības, ja zināt, kā rīkoties ar īpašu instrumentu vara metināšanai un lodēšanai. Pabeigtais darbs palīdzēs ietaupīt ievērojamus līdzekļus - komponentu izmaksas būs aptuveni 600 USD. Tas ir, rūpniecisko iekārtu iegāde maksās 10 reizes vairāk (apmēram 6000 USD). Pašsamontētas konstrukcijas, ja tā ir pareizi aprēķināta un konfigurēta, efektivitāte (COP) ir aptuveni 4, kas atbilst rūpnieciskajam dizainam.

Kā zināms, siltumsūkņi izmanto bezmaksas, atjaunojamos enerģijas avotus: zemas kvalitātes siltumu no gaisa, augsnes, pazemes, atklātām, neaizsalstošām rezervuāriem, notekūdeņiem un notekūdeņiem un gaisu, kā arī tehnoloģisko uzņēmumu siltumenerģiju. Lai to savāktu, tiek tērēta elektroenerģija, bet saņemtās siltumenerģijas daudzuma attiecība pret patērētās elektroenerģijas daudzumu ir aptuveni 3-7 reizes.

Ja mēs runājam tikai par zemas kvalitātes siltuma avotiem ap mums, ko izmanto apkurei, tas ir; āra gaiss ar temperatūru no -3 līdz +15 °C, no telpas izvadītais gaiss (15-25 °C), zemes dzīles (4-10 °C) un gruntsūdeņi (apmēram 10 °C), ezeru un upju ūdens (5 -10 °C), zemes virsma (zem sasalšanas punkta) (3-9 °C) un grunts dziļumā (vairāk nekā 6 m - 8 o C).

Siltuma ieguve no apkārtējās vides (iekšējais rajons).

Iztvaicētājā zemā spiedienā tiek iesūknēta šķidra darba vide, aukstumaģents. Iztvaicētāja apkārtējo temperatūru termiskais līmenis ir augstāks par atbilstošo darba vides viršanas temperatūru (dzesētājs ir izvēlēts tā, lai tas varētu vārīties pat mīnusā temperatūrā). Šīs temperatūras starpības dēļ siltums tiek pārnests uz vidi, darba vidi, kas pie šīm temperatūrām uzvārās un iztvaiko (pārvēršas tvaikos). Šim nolūkam nepieciešamais siltums tiek ņemts no jebkura no iepriekšminētajiem zema potenciāla siltuma avotiem.

Uzziniet vairāk par atjaunojamiem enerģijas avotiem

Ja par siltuma avotu tiek izvēlēts atmosfēras vai ventilācijas gaiss, tiek izmantoti siltumsūkņi, kas darbojas pēc shēmas gaiss-ūdens. Sūkni var novietot iekštelpās vai ārā, ar iebūvētu vai attālinātu kondensatoru. Gaiss tiek izpūsts caur siltummaini (iztvaicētāju), izmantojot ventilatoru.

Par zema potenciāla siltumenerģijas avotu var izmantot gruntsūdeņus ar relatīvi zemu temperatūru vai augsni no zemes virsmas slāņiem. Augsnes masas siltuma saturs parasti ir lielāks. Augsnes termiskais režīms zemes virsējos slāņos veidojas divu galveno faktoru ietekmē - uz virsmas krītošā saules starojuma un radiogēnā siltuma plūsmas no zemes zarnām. Sezonālas un ikdienas izmaiņas saules starojuma intensitātē un ārējā gaisa temperatūrā izraisa augsnes augšējo slāņu temperatūras svārstības. Āra gaisa temperatūras ikdienas svārstību iespiešanās dziļums un krītošā saules starojuma intensitāte atkarībā no konkrētajiem augsnes un klimatiskajiem apstākļiem svārstās no vairākiem desmitiem centimetru līdz pusotram metram. Ārējā gaisa temperatūras sezonālo svārstību iespiešanās dziļums un krītošā saules starojuma intensitāte parasti nepārsniedz 15-20 m.

Horizontālo siltummaiņu veidi:

1. siltummainis, kas izgatavots no sērijveidā savienotām caurulēm;
2. siltummainis, kas izgatavots no paralēli savienotām caurulēm;
3. horizontāls kolektors, kas ielikts tranšejā;
4. cilpas formas siltummainis;
5. siltummainis spirāles formā, kas atrodas horizontāli (tā sauktais "slinky" kolektors);
6. siltummainis spirāles formā, kas atrodas vertikāli.

Ūdens labi uzkrāj saules siltumu. Arī aukstajā ziemas periodā gruntsūdeņu temperatūra ir nemainīga no +7 līdz +12°C. Tā ir šī siltuma avota priekšrocība. Pastāvīgā temperatūras līmeņa dēļ šim siltuma avotam ir augsts konversijas ātrums caur siltumsūkni visa gada garumā. Diemžēl gruntsūdeņi ne visur ir pieejami pietiekamā daudzumā. Izmantojot gruntsūdeņus kā avotu, padeve tiek veikta no akas, izmantojot iegremdējamo sūkni, līdz ieejai siltumsūkņa siltummainī (iztvaicētājā), kas darbojas saskaņā ar shēmu “ūdens-ūdens/atvērta sistēma”; no Siltummaiņa izvadā ūdens tiek iesūknēts citā akā vai izliets rezervuārā. Atvērto sistēmu priekšrocība ir iespēja iegūt liels daudzums siltumenerģija par salīdzinoši zemām izmaksām. Tomēr akām nepieciešama apkope. Turklāt šādu sistēmu izmantošana nav iespējama visās jomās. Galvenās prasības augsnei un gruntsūdeņiem ir šādas:
- pietiekama augsnes caurlaidība, kas ļauj papildināt ūdens rezerves;
- labs gruntsūdeņu ķīmiskais sastāvs (piemēram, zems dzelzs saturs), kas ļauj izvairīties no problēmām, kas saistītas ar nosēdumu veidošanos uz cauruļu sienām un koroziju.

Atvērtās sistēmas biežāk izmanto lielu ēku apkures vai dzesēšanas nodrošināšanai. Pasaulē lielākā ģeotermālā siltuma pārneses sistēma izmanto gruntsūdeņus kā zemas kvalitātes siltumenerģijas avotu. Šī sistēma atrodas ASV Luisvilā, Kentuki štatā. Sistēma tiek izmantota viesnīcas un biroju kompleksa siltuma un aukstuma apgādei; tā jauda ir aptuveni 10 MW.

Ņemsim citu avotu - rezervuāru, tā apakšā var likt plastmasas caurules cilpas, shēma “ūdens-ūdens/slēgta sistēma”. Cauruļvadā cirkulē etilēnglikola šķīdums (antifrīzs), kas caur siltumsūkņa siltummaini (iztvaicētāju) nodod siltumu aukstumaģentam.
Augsnei piemīt spēja uzkrāt saules enerģiju ilgā laika periodā, kas nodrošina samērā vienmērīgu siltuma avota temperatūru visa gada garumā un līdz ar to arī augstu siltumsūkņa konversijas koeficientu. Temperatūra augsnes augšējos slāņos mainās atkarībā no sezonas. Zem sasalšanas līnijas šīs temperatūras svārstības ir ievērojami samazinātas. Zemē uzkrātais siltums tiek izņemts caur horizontāli novietotiem noslēgtiem siltummaiņiem, ko sauc arī par zemes kolektoriem, vai caur vertikāli novietotiem siltummaiņiem, tā sauktajām ģeotermālajām zondēm. Apkārtējo siltumu pārnes ūdens un etilēnglikola (sālījuma vai barotnes) maisījums, kura sasalšanas temperatūrai jābūt aptuveni -13°C (ņem vērā ražotāja datus). Pateicoties tam, sālījums darbības laikā nesasalst.
Tas nozīmē, ka ir divi iespējamie varianti zemas kvalitātes siltuma iegūšanai no zemes. Plastmasas cauruļu horizontālā ieguldīšana tranšejās ar dziļumu 1,3-1,7 m atkarībā no apgabala klimatiskajiem apstākļiem vai vertikālās akās ar dziļumu 20-100 m Cauruļu ieguldīšanu tranšejās var veikt arī spirāles, bet ar 2-4 m dziļumu, tas ievērojami samazinās tranšeju kopējo garumu. Virszemes augsnes maksimālā siltuma pārnese ir no 7 līdz 25 W uz m.p., no ģeotermālās 20-50 W uz m.p. Pēc ražošanas uzņēmumu datiem, tranšeju un aku kalpošanas laiks ir vairāk nekā 100 gadi.

Nedaudz vairāk par vertikālajiem zemes siltummaiņiem.

Kopš 1986. gada Šveicē, netālu no Cīrihes, tiek veikti pētījumi par sistēmu ar vertikāliem zemes siltummaiņiem. Grunts masā tika uzstādīts vertikālais koaksiālais tipa zemes siltummainis ar dziļumu 105 m. Šis siltummainis tika izmantots kā zemas kvalitātes siltumenerģijas avots siltumnesējai, kas uzstādīta viendzīvokļa dzīvojamā mājā. Vertikālais zemes siltummainis nodrošināja maksimālo jaudu aptuveni 70 W uz garuma metru, radot ievērojamu termisko slodzi uz apkārtējo zemes masu. Siltumenerģijas ražošanas apjoms gadā ir aptuveni 13 MWh.
0,5 un 1 m attālumā no galvenās akas tika izurbti divi papildu urbumi, kuros tika uzstādīti temperatūras sensori 1, 2, 5, 10, 20, 35, 50, 65, 85 un 105 m dziļumā, pēc tam akas tika piepildītas ar māla-cementa maisījumu. Temperatūra tika mērīta ik pēc trīsdesmit minūtēm. Papildus zemes temperatūrai tika reģistrēti arī citi parametri: dzesēšanas šķidruma kustības ātrums, kompresora piedziņas enerģijas patēriņš, gaisa temperatūra utt.

Pirmais novērošanas periods ilga no 1986. līdz 1991. gadam. Mērījumi ir parādījuši, ka ārējā gaisa siltuma un saules starojuma ietekme tiek novērota augsnes virskārtā dziļumā līdz 15 m. Zem šī līmeņa augsnes termiskais režīms veidojas galvenokārt siltuma ietekmē. no zemes iekšpuses. Pirmajos 2-3 darbības gados vertikālo siltummaini ieskaujošās augsnes masas temperatūra strauji pazeminājās, bet katru gadu temperatūras kritums samazinājās, un pēc dažiem gadiem sistēma sasniedza konstantam tuvu režīmu, kad temperatūra no plkst. augsnes masa ap siltummaini kļuva par 1 mazāka nekā sākotnējā.-2 °C.

1996. gada rudenī, desmit gadus pēc sistēmas darbības sākuma, mērījumi tika atsākti. Šie mērījumi parādīja, ka zemes temperatūra būtiski nemainījās. Turpmākajos gados tika reģistrētas nelielas zemes temperatūras svārstības 0,5 °C robežās atkarībā no gada apkures slodzes. Tādējādi sistēma sasniedza gandrīz stacionāru režīmu pēc dažiem pirmajiem darbības gadiem.

Pamatojoties uz eksperimentāliem datiem, tika konstruēti augsnes masā notiekošo procesu matemātiskie modeļi, kas ļāva veikt ilgtermiņa augsnes masas temperatūras izmaiņu prognozi.

Matemātiskā modelēšana parādīja, ka ikgadējā temperatūras pazemināšanās pakāpeniski samazināsies, un augsnes masas apjoms ap siltummaini, pakļaujoties temperatūrai, katru gadu palielināsies. Darbības perioda beigās sākas reģenerācijas process: augsnes temperatūra sāk paaugstināties. Reģenerācijas procesa būtība ir līdzīga siltuma “atlases” procesa būtībai: pirmajos darbības gados strauji paaugstinās augsnes temperatūra, un turpmākajos gados temperatūras paaugstināšanās ātrums samazinās. "Reģenerācijas" perioda ilgums ir atkarīgs no darbības perioda ilguma. Šie divi periodi ir aptuveni vienādi. Izskatāmajā gadījumā zemes siltummaiņa darbības laiks bija trīsdesmit gadi, un arī “reģenerācijas” periods tiek lēsts uz trīsdesmit gadiem.

Tādējādi ēku apkures un dzesēšanas sistēmas, kurās izmanto zemas kvalitātes siltumu no zemes, ir uzticams enerģijas avots, ko var izmantot visur. Šo avotu var izmantot diezgan ilgu laiku, un to var atjaunot ekspluatācijas perioda beigās.

Horizontālā siltumsūkņa kolektora aprēķins

Siltuma noņemšana no katra caurules metra ir atkarīga no daudziem parametriem: ieguldīšanas dziļuma, gruntsūdeņu klātbūtnes, augsnes kvalitātes utt. Aptuveni varam pieņemt, ka horizontālajiem kolektoriem tas ir 20 W.m.p. Precīzāk: sausas smiltis - 10, sauss māls - 20, mitrs māls - 25, māls ar augstu ūdens saturu - 35 W.m.p. Dzesēšanas šķidruma temperatūras starpība cilpas priekšējā un atgaitas līnijās aprēķinos parasti tiek uzskatīta par 3 °C. Kolektora vietā nedrīkst celt ēkas, lai zemes siltums, t.i. mūsu enerģijas avots tika papildināts ar saules starojuma enerģiju.

Minimālajam attālumam starp ieliktajām caurulēm jābūt vismaz 0,7-0,8 m Vienas tranšejas garums var svārstīties no 30 līdz 150 m, svarīgi, lai savienoto ķēžu garumi būtu aptuveni vienādi. Kā primāro dzesēšanas šķidrumu ieteicams izmantot etilēnglikola šķīdumu (vidējo) ar sasalšanas temperatūru aptuveni -13 o C. Aprēķinos jāņem vērā, ka šķīduma siltumietilpība 0 ° C temperatūrā ir 3,7 kJ/(kg K), un blīvums ir 1,05 g/cm 3 . Izmantojot barotni, spiediena zudumi caurulēs ir 1,5 reizes lielāki nekā cirkulējot ūdeni. Lai aprēķinātu siltumsūkņa iekārtas primārās ķēdes parametrus, jums būs jānosaka vides plūsmas ātrums:

Vs = Qo 3600 / (1,05 3,7 .t),
kur t ir temperatūras starpība starp pieplūdes un atgaitas līnijām, kas bieži vien ir vienāda ar 3 o K. Tad Qo ir siltuma jauda, ​​kas saņemta no zema potenciāla avota (zemes). Pēdējo vērtību aprēķina kā starpību starp siltumsūkņa kopējo jaudu Qwp un elektrisko jaudu, kas iztērēta aukstumaģenta P sildīšanai:

Qo = Qwp - P, kW.

Kopējais kolektora cauruļu garums L un tam paredzētā laukuma A kopējā platība tiek aprēķināta, izmantojot formulas:

Šeit q ir specifiskā (no 1 m caurules) siltuma noņemšanas; da - attālums starp caurulēm (ieguldīšanas solis).

Aprēķinu piemērs. Siltumsūknis.
Sākotnējie nosacījumi: vasarnīcas ar platību 120-240 m2 siltuma pieprasījums (pamatojoties uz siltuma zudumiem, ņemot vērā infiltrāciju) - 13 kW; Ūdens temperatūra apkures sistēmā tiek pieņemta 35 °C (apsildāmās grīdas); Minimālā dzesēšanas šķidruma temperatūra iztvaicētāja izejā ir 0 °C. Ēkas apsildīšanai no esošā tehniskā aprīkojuma klāsta tika izvēlēts siltumsūknis ar jaudu 14,5 kW, ņemot vērā vides viskozitātes radītos zudumus, izvēloties un pārvadot siltumenerģiju no zemes, sastādot 3,22 kW. Siltuma noņemšana no augsnes virskārtas (sausais māls), q ir 20 W/m.p. Saskaņā ar formulām mēs aprēķinām:

1) kolektora nepieciešamā siltuma jauda Qo = 14,5 - 3,22 = 11,28 kW;
2) kopējais caurules garums L = Qo/q = 11,28/0,020 = 564 m.p. Lai organizētu šādu kolektoru, būs nepieciešami 6 ķēdes 100 m garumā;
3) ar ieklāšanas soli 0,75 m, nepieciešamais vietas laukums ir A = 600 x 0,75 = 450 m2;
4) kopējais etilēnglikola šķīduma pildījums Vs = 11,28 3600/ (1,05 3,7 3) = 3,51 m3, vienā kontūrā ir 0,58 m3.

Lai uzstādītu kolektoru, mēs izvēlamies plastmasas cauruli ar izmēru 32x3. Spiediena zudums tajā būs 45 Pa/m.p.; vienas ķēdes pretestība ir aptuveni 7 kPa; dzesēšanas šķidruma plūsmas ātrums - 0,3 m/s.

Zondes aprēķins

Izmantojot vertikālas akas ar dziļumu no 20 līdz 100 m, tajās tiek iegremdētas U-veida plastmasas caurules (ar diametru no 32 mm). Parasti vienā iedobē tiek ievietotas divas cilpas, kas piepildītas ar suspensijas šķīdumu. Vidēji šādas zondes īpatnējo siltuma atdalīšanu var pieņemt ar 50 W/m.p. Varat arī koncentrēties uz šādiem siltuma noņemšanas datiem:

• sausie nogulumieži - 20 W/m;
• akmeņaina augsne un ar ūdeni piesātināti nogulumieži - 50 W/m;
• ieži ar augstu siltumvadītspēju - 70 W/m;
• gruntsūdeņi - 80 W/m.

Augsnes temperatūra vairāk nekā 15 m dziļumā ir nemainīga un ir aptuveni +9 °C. Attālumam starp akām jābūt lielākam par 5 m.. Pazemes plūsmu klātbūtnē akas jānovieto uz līnijas, kas ir perpendikulāra plūsmai.
Cauruļu diametru izvēle tiek veikta, pamatojoties uz spiediena zudumiem vajadzīgajai dzesēšanas šķidruma plūsmai. Šķidruma plūsmas aprēķinu var veikt t = 5 °C.

Aprēķinu piemērs.

Sākotnējie dati ir tādi paši kā iepriekš minētajā horizontālā rezervuāra aprēķinā. Ar zondes īpatnējo siltuma atdalīšanu 50 W/m un nepieciešamo jaudu 11,28 kW, zondes garumam L jābūt 225 m.
Lai uzstādītu kolektoru, nepieciešams urbt trīs akas ar dziļumu 75 m. Katrā no tām ievietojam divas cauruļu cilpas ar standarta izmēru 32x3; kopā - 6 apļi pa 150 m katrā.

Kopējais dzesēšanas šķidruma plūsmas ātrums pie t = 5 °C būs 2,1 m3/h; plūsmas ātrums caur vienu kontūru ir 0,35 m3/h. Kontūriem būs šādi hidrauliskie raksturlielumi: spiediena zudums caurulē - 96 Pa/m (dzesēšanas šķidrums - 25% etilēnglikola šķīdums); ķēdes pretestība - 14,4 kPa; plūsmas ātrums - 0,3 m/s.

Aprīkojuma izvēle

Tā kā antifrīza temperatūra var mainīties (no -5 līdz +20 °C), siltumsūkņa uzstādīšanas primārajā kontūrā ir nepieciešama hidrauliskā izplešanās tvertne.
Uz siltumsūkņa apkures (kondensatora) līnijas ieteicams uzstādīt arī akumulācijas tvertni: siltumsūkņa kompresors darbojas “ieslēgts-izslēgts” režīmā. Pārāk bieža iedarbināšana var izraisīt tā detaļu paātrinātu nodilumu. Tvertne noder arī kā enerģijas uzkrāšanas ierīce strāvas padeves pārtraukuma gadījumā. Tā minimālais tilpums tiek ņemts ar ātrumu 20-30 litri uz 1 kW siltumsūkņa jaudas.

Izmantojot bivalenci, otru enerģijas avotu (elektrisko, gāzes, šķidrā vai cietā kurināmā katlu), tas tiek pievienots ķēdei caur akumulatora tvertni, kas vienlaikus ir arī termohidrauliskais sadalītājs, katla aktivizēšanu kontrolē siltumsūknis vai augstākā līmeņa automatizācijas sistēma.
Iespējamu elektroenerģijas padeves pārtraukumu gadījumā uzstādītā siltumsūkņa jaudu var palielināt par koeficientu, kas aprēķināts pēc formulas: f = 24/(24 - t off), kur t off ir strāvas padeves pārtraukuma ilgums.

Iespējamā strāvas padeves pārtraukuma gadījumā uz 4 stundām šis koeficients būs vienāds ar 1,2.
Siltumsūkņa jaudu var izvēlēties atkarībā no tā darbības monovalentā vai divvērtīgā režīma. Pirmajā gadījumā tiek pieņemts, ka siltumsūknis tiek izmantots kā vienīgais siltumenerģijas ģenerators.

Jāņem vērā: pat mūsu valstī zemas gaisa temperatūras periodu ilgums ir neliela apkures sezonas daļa. Piemēram, priekš Centrālais reģions Krievijā laiks, kad temperatūra pazeminās zem -10 °C, ir tikai 900 stundas (38 dienas), savukārt pašas sezonas ilgums ir 5112 stundas, bet janvāra vidējā temperatūra ir aptuveni -10 °C. Tāpēc vispiemērotākais ir siltumsūkni darbināt bivalentā režīmā, kas ietver papildu avota ieslēgšanu periodos, kad gaisa temperatūra nokrītas zem noteikta līmeņa: -5 °C Krievijas dienvidu reģionos, -10 °C centrālajiem reģioniem. Tas ļauj samazināt siltumsūkņa izmaksas un jo īpaši primārās ķēdes uzstādīšanu (tranšeju ierīkošana, urbumu urbšana utt.), kas ievērojami palielinās, palielinoties uzstādīšanas jaudai.

Krievijas Centrālā reģiona apstākļos aptuvenai aplēsei, izvēloties siltumsūkni, kas darbojas bivalentā režīmā, varat koncentrēties uz attiecību 70/30: 70% no siltuma pieprasījuma sedz siltumsūknis, un atlikušos 30 % no elektriskā vai cita siltumenerģijas avota. Dienvidu reģionos varat vadīties pēc siltumsūkņa jaudas un papildu siltuma avota attiecības, ko bieži izmanto Rietumeiropā: 50 pret 50.

Kotedžai 200 m2 platībā 4 personām ar siltuma zudumiem 70 W/m2 (rēķinot pie -28 °C ārējā gaisa temperatūras), siltuma nepieciešamība būs 14 kW. Šai vērtībai jāpievieno 700 W sanitārā karstā ūdens sagatavošanai. Rezultātā nepieciešamā siltumsūkņa jauda būs 14,7 kW.

Ja ir iespējams īslaicīgs strāvas padeves pārtraukums, jums šis skaitlis jāpalielina par atbilstošu koeficientu. Pieņemsim, ka ikdienas izslēgšanas laiks ir 4 stundas, tad siltumsūkņa jaudai jābūt 17,6 kW (pieaugošais koeficients - 1,2). Monovalentā režīma gadījumā var izvēlēties gruntsūdens siltumsūkni ar jaudu 17,1 kW, kas patērē 6,0 kW elektroenerģijas.

Divvērtīgai sistēmai ar papildu elektrisko sildītāju un aukstā ūdens padeves temperatūru 10 ° C karstā ūdens nepieciešamībai un drošības koeficientam siltumsūkņa jaudai jābūt 11,4 W, bet elektriskā katla - 6,2 kW (kopējā - 17.6) . Maksimālā sistēmas patērētā elektriskā jauda būs 9,7 kW.

Aptuvenās patērētās elektroenerģijas izmaksas sezonā, siltumsūknim darbojoties monovalentā režīmā, būs 500 rubļu, bet divvērtīgajā režīmā pie temperatūras zem (-10C) - 12 500. Enerģijas izmaksas, izmantojot tikai atbilstošo katlu, būs: elektrība - 42 000, dīzeļdegviela - 25 000 un gāze - apmēram 8000 rubļu. (piegādātās caurules klātbūtnē un Krievijā esošās zemās gāzes cenas). Šobrīd mūsu apstākļiem pēc darbības efektivitātes siltumsūkni var salīdzināt tikai ar jaunas sērijas gāzes katlu un ekspluatācijas izmaksu, izturības, drošības (katlu telpa nav nepieciešama) un videi draudzīguma ziņā pārspēj visus. citi siltumenerģijas ražošanas veidi.

Ņemiet vērā, ka, uzstādot siltumsūkņus, pirmkārt, ir jāparūpējas par ēkas siltināšanu un pakešu logu uzstādīšanu ar zemu siltumvadītspēju, kas samazinās ēkas siltuma zudumus, līdz ar to arī darbu un aprīkojuma izmaksas.

Ņemot vērā to, ka siltumsūknis ir iekārta, kura iegādei un uzstādīšanai prasa diezgan ievērojamas izmaksas, tā izvēles jautājums būtu jārisina īpaši rūpīgi. Pirmā lieta, kas potenciālajam pircējam jādara, ir vismaz aptuvens aprēķins par iekārtu jaudu, kas ir piemērota efektīvai darbībai konkrētos apstākļos. Protams, var vērsties pie speciālistiem, lai izstrādātu siltumsūkņa projektu, taču, lai novērtētu aptuvenās izmaksas, dažus sākotnējos aprēķinus varat veikt pats.

Siltumsūknis, kura dizains ir diezgan sarežģīts pasākums, tiek izvēlēts atkarībā no mājas platības, izolācijas pakāpes un vidējām temperatūras vērtībām aukstajā sezonā. Papildus vajadzīgās jaudas aprēķināšanai pilnais projekts ietver ģeotermālā sūkņa zemes rezervuāra parametru noteikšanu, urbuma cauruļu skaita un diametra aprēķināšanu ūdens-ūdens sistēmas gadījumā. Pareizs siltumsūkņa aprēķins ietver daudzu faktoru ievērošanu: sākot no augsnes īpašībām uz vietas un beidzot ar materiālu, no kura māja ir būvēta.

Apkures sistēmas izstrāde uz siltumsūkņa bāzes

Ja jūs nopietni interesē tik progresīva mājas apkures metode kā siltumsūkņi, tad vislabāk ir dot priekšroku speciālistu pakalpojumiem ar specializētu izglītību un lielu pieredzi darbā ar šādām iekārtām. Tas tāpēc, ka pareiza siltumsūkņa un visas mājas apkures sistēmas izstrāde ļaus aizmirst par siltuma problēmām uz daudziem gadiem, baudot stabilu efektīvs darbs iekārtas.

Pirmkārt, ir vērts izlemt par siltuma avotu, kas tiks pārvērsts enerģijā dzesēšanas šķidrumam apkures sistēmā. Neatkarīgi no tā, vai tā ir augsne, ūdens vai gaiss, nosaka gan siltumsūkņu ražošanu (pareizāk sakot, ražošanas tehnoloģiju), gan pašu iekārtu un uzstādīšanas darbu produktivitāti un cenu. Viena no visefektīvākajām sistēmām ir ūdens-ūdens, bet tai ir nepieciešams rezervuārs pie mājas vai pietiekams gruntsūdens daudzums vietā.

Ir vērts ņemt vērā, ka siltumsūknis vairāk tiek izmantots zemas temperatūras siltuma avotiem, ideāli kombinējot ar “siltās grīdas” sistēmu, taču iespējama arī kombinācija ar tradicionālajiem ģeneratoriem. Izvēloties siltumsūkņus, to termiskais aprēķins tiek veikts tā, lai ņemtu vērā, vai tas spēj patstāvīgi sildīt telpu pat vislielākajā aukstumā, vai arī sistēmā ir nepieciešams nodrošināt papildu siltuma avotu , piemēram, elektriskais apkures katls. Termodinamiskajā aprēķinā tiek ņemtas vērā minimālās temperatūras, kuras var sasniegt ziemā.

Jāņem vērā arī nepieciešamība pēc karstā ūdens padeves mājās, ja šāda funkcionalitāte ir nepieciešama, tad nepieciešamajā jaudā tiek iekļauti papildus 20%.

Siltumsūkņa aprēķina piemērs

Tātad, mums ir divstāvu ēka ar platību 250 kv.m. ar griestu augstumu 2,7 m Pieņemsim, ka temperatūra telpā ir +20°C un ārā -26°C. Tālāk mēs aprēķinām siltumsūkņa jaudu mājas apkurei:

0,434*250*2,7*(20-(-26)) = 13475,7 kW - maksimālā nepieciešamā apkures jauda saskaņā ar SP 50.13330-2012

Šis aprēķins neparedz lielus zaudējumus. Zudumi šajā gadījumā var būt pat mazāki par 13475,7 kW.

Precīzākus siltuma aprēķinus var veikt individuāli. Tajā tiks ņemti vērā visi materiāli sienām, logiem, griestiem utt.

Siltumsūkņa kontūras aprēķins, kas tiks izmantots telpas apkurei un dzesēšanai, ir sarežģītāks, un to veic speciālisti.