Тепловые насосы

Тепловой насос для отопления и охлаждения под ключ

Эта техника по принципу работы похожа на домашний бытовой холодильник. Используется такой же вариант получения тепловой энергии, но работает в отличии от холодильника наоборот. Способ получения тепловой геотермальной электроэнергии достаточно прост – из недр земной поверхности постоянно выделяется некоторое количества тепла. Чтобы её собирать, нужна небольшая технологическая установка, она позволит направить всю энергию в жилой частный дом.

Принцип работы теплового насоса построен на компрессионном методе. Он прокачивает в замкнутой системе специальный хладагент, который под образующимся давлением образует тепловую энергию.

 

В некоторых странах энергию для обогрева жилых домов используют природные термальные источники. Это позволяет значительно экономить естественные природные ресурсы, улучшать экологическую обстановку в своей местности. Геотермальные установки располагают в районе гейзерного выброса, за счёт высокой температуры происходит теплообмен через металлически контуры.

Принцип геотермального снабжения используется во многих странах мира. Это даёт ощутимую финансовую экономию частных и бюджетных средств. Выгод от такой современной технологии получения тепловой энергии достаточно много.

Тепловые насосы работают в замкнутом системном контуре, обеспечивая постоянный цикл циркулирования теплообменной жидкости. За счёт этого происходит передача тепла в нужное пользователю место.

На поверхности земли окружающая температура постоянно меняется, внутри же (чем глубже) температура практически стабильна, как в зимний период, так и летом. Это внутреннее тепло из недр земли можно получать круглогодично с минимальными финансовыми и энергозатратами.

Важным (основным) элементом всей конструкции является подземный контур. Без него вся система не будет работать, поэтому к её качеству изготовления, монтажа уделяется особое внимание. Укладка теплообменного контура проводиться в предварительно вырытый котлован. Траншея должна быть вырыта чуть большего размера, чем сам теплообменник.

 

Это необходимо для обеспечения работ людьми внизу при монтажных мероприятиях. После того как вся система правильно уложена (смонтирована) внутри котлована, её аккуратно закапывают. Заполнение системы теплоносителем проводят в районе установки геотермального насоса через специализированные технологические переходники.

 

Купить тепловой насос для создания обогрева своего жилого загородного строения заказчики могут нужного типа и требуемой производительности. Приобрести геотермальную технику клиенты могут в специализированных компаниях путём оформления заявки через ихний интернет-ресурс.  

 

Специализированные организации помимо продаж такой техники, проводят установку, дальнейшее техническое обслуживание. Монтирование этих установок производиться специалистами этих же компаний в разумные сроки для покупателя. Герметичность смонтированной системы проверяется специалистами-наладчиками специализированных компаний.

 

За счёт применения такой техники для обогрева домовладения при расходе электричества в один киловатт, можно получать в свой частный жилой дом тепла на 4-6 киловатт тепловой энергии. Эти установки бывают с достаточно высоким коэффициентом полезного действия.

 

Приобретение жильцами загородных коттеджей тепловых геотермальных установок будет достаточно выгодным вариантом решения обогрева своих жилых строений.

Геотермальные тепловые насосы, РАСЧЁТЫ

Геотермальные тепловые насосы РАСЧЁТЫ

Источниками низкопотенциального тепла могут быть наружный воздух температурой от –15 до +15 °С, отводимый из помещения воздух (15–25 °С), подпочвенные (4–10 °С) и грунтовые (более 10 °C) воды, озерная и речная вода (0–10 °С), поверхностный (0–10 °С) и глубинный (более 20 м) грунт (10 °С).

Возможны два варианта получения низкопотенциального тепла из грунта: укладка металлопластиковых труб в траншеи глубиной 1,2–1,5 м либо в вертикальные скважины глубиной 20–100 м. Иногда трубы укладывают в виде спиралей в траншеи глубиной 2–4 м. Это значительно уменьшает общую длину траншей. Максимальная теплоотдача поверхностного грунта составляет 50–70 кВт·ч/м2 в год. Срок службы траншей и скважин составляет более 100 лет.

 

Пример расчета теплового насоса

Исходные условия: теплопотребность коттеджа площадью 120–240 м2 (в зависимости от теплоизоляции) – 12 кВт; температура воды в системе отопления должна быть 35 °С; минимальная температура теплоносителя – 0 °С. Для обогрева здания выбран тепловой насос мощностью 14,5 кВт (ближайший больший типоразмер), затрачивающий на нагрев фреона 3,22 кВт. Теплосъем с поверхностного слоя грунта (сухая глина) q равняется 20 Вт/м. В соответствии с показанными выше формулами рассчитываем: 1) требуемую тепловую мощность коллектора Qo = 14,5 – 3,22 = 11,28 кВт; 2) суммарную длину труб L = Qo/q = 11,28/0,020 = 564 м. Для организации такого коллектора потребуется 6 контуров длиной по 100 м; 3) при шаге укладки 0,75 м необходимая площадь участка А = 600 х 0,75 = 450 м2; 4) общий расход гликолевого раствора Vs = 11,28·3600/ (1,05·3,7·3) = 3,484 м3/ч, расход на один контур равен 0,58 м3/ч. Для устройства коллектора выбираем металлопластиковую трубу типоразмера 32 (например, РЕ32х2). Потери давления в ней составят 45 Па/м; сопротивление одного контура – примерно 7 кПа; скорость потока теплоносителя – 0,3 м/с.

Расчет горизонтального коллектора теплового насоса

Съем тепла с каждого метра трубы зависит от многих параметров: глубины укладки, наличия грунтовых вод, качества грунта и т.д. Ориентировочно можно считать, что для горизонтальных коллекторов он составляет 20 Вт/м. Более точно: сухой песок – 10, сухая глина – 20, влажная глина – 25, глина с большим содержанием воды – 35 Вт/м. Разницу температуры теплоносителя в прямой и обратной линии петли при расчетах принимают обычно равной 3 °С. На участке над коллектором не следует возводить строений, чтобы тепло земли пополнялось за счет солнечной радиации. Минимальное расстояние между проложенными трубами должно быть 0,7–0,8 м. Длина одной траншеи составляет обычно от 30 до 120 м. В качестве теплоносителя первичного контура рекомендуется использовать 25-процентный раствор гликоля. В расчетах следует учесть, что его теплоемкость при температуре 0 °С составляет 3,7 кДж/(кг·К), плотность – 1,05 г/см3. При использовании антифриза потери давления в трубах в 1,5 раза больше, чем при циркуляции воды. Для расчета параметров первичного контура теплонасосной установки потребуется определить расход антифриза:
Vs=Qo·3600/(1,05·3,7·.t),
где .t – разность температур между подающей и возвратной линиями, которую часто принимают равной 3 К,
а Qo – тепловая мощность, получаемая от низкопотенциального источника (грунт).
Последняя величина рассчитывается как разница полной мощности теплового насоса Qwp и электрической мощности, затрачиваемой на нагрев фреона P:
Qo=Qwp–P,кВт.
Суммарная длина труб коллектора L и общая площадь участка под него A рассчитываются по формулам:
L=Qo/q, A=L·da.
Здесь q – удельный (с 1 м трубы) теплосъем; da – расстояние между трубами (шаг укладки).

Расчет зонда

При использовании вертикальных скважин глубиной от 20 до 100 м в них погружаются U-образные металлопластиковые или пластиковые (при диаметрах выше 32 мм) трубы. Как правило, в одну скважину вставляется две петли, после чего она заливается цементным раствором. В среднем удельный теплосъем такого зонда можно принять равным 50 Вт/м. Можно также ориентироваться на следующие данные по теплосъему:

* сухие осадочные породы – 20 Вт/м;

* каменистая почва и насыщенные водой осадочные породы – 50 Вт/м;

* каменные породы с высокой теплопроводностью – 70 Вт/м;

* подземные воды – 80 Вт/м.

Температура грунта на глубине более 15 м постоянна и составляет примерно +10 °С. Расстояние между скважинами должно быть больше 5 м. При наличии подземных течений, скважины должны располагаться на линии, перпендикулярной потоку. Подбор диаметров труб проводится исходя из потерь давления для требуемого расхода теплоносителя. Расчет расхода жидкости может проводиться для t = 5 °С. Пример расчета. Исходные данные – те же, что в приведенном выше расчете горизонтальногоколлектора. При удельном теплосъеме зонда 50 Вт/м и требуемой мощности 11,28 кВт длина зонда L должна составить 225 м. Для устройства коллектора необходимо пробурить три скважины глубиной по 75 м. В каждой из них размещаем по две петли из металлопластиковой трубы типоразмера 25 (РЕ25х2.0); всего – 6 контуров по 150 м.

Общий расход теплоносителя при .t = 5 °С составит 2,1 м3/ч; расход через один контур – 0,35 м3/ч. Контуры будут иметь следующие гидравлические характеристики: потери давления в трубе – 96 Па/м (теплоноситель – 25-процентный раствора гликоля); сопротивление контура – 14,4 кПа; скорость потока – 0,3 м/с.

Источник — оффициальный представитель WESWEN в России.

ОСТАЛИСЬ ВОПРОСЫ?