|
Источником энергии может быть грунт, скальная порода, озеро, воздух
(для специальных моделей), вообще любой источник тепла с температурой -
1°С и выше, доступный в зимнее время. Это может быть река, море,
сточные воды, выход теплого воздуха из системы вентиляции или система
охлаждения какого-либо промышленного оборудования.
Внешний контур, собирающий тепло окружающей среды, представляет
собой полиэтиленовый трубопровод, уложенный в землю или в воду.
Материал трубопровода – ПНД. Диаметр трубопровода – 40 мм.
Теплоноситель – 30% раствор этиленгликоля (либо этилового спирта).
Необходимая длина трубопровода, уложенного в землю или опущенного в
скважину, рассчитывается по специальной программе Thermia.
Источником энергии может быть грунт, скальная порода, озеро, воздух
(для специальных моделей), вообще любой источник тепла с температурой -
1°С и выше, доступный в зимнее время. Это может быть река, море,
сточные воды, выход теплого воздуха из системы вентиляции или система
охлаждения какого-либо промышленного оборудования.
Внешний контур, собирающий тепло окружающей среды, представляет
собой полиэтиленовый трубопровод, уложенный в землю или в воду.
Материал трубопровода – ПНД. Диаметр трубопровода – 40 мм.
Теплоноситель – 30% раствор этиленгликоля (либо этилового спирта).
Необходимая длина трубопровода, уложенного в землю или опущенного в
скважину, рассчитывается по специальной программе Thermia.
Скважина
При использовании в качестве источника тепла скалистой
породы трубопровод опускается в скважину. Не обязательно
использовать одну глубокую скважину, можно пробурить
несколько не глубоких, более дешевых скважин, главное
получить общую расчетную глубину.
Для предварительных расчетов можно использовать
Следующее соотношение: на 1 метр скважины приходится
50-60 Вт тепловой энергии. Таким образом, для установки
теплового насоса производительностью 10 кВт необходима
скважина глубиной 200-170 метров.
Земляной контур
При использовании в качестве источника тепла участка земли
трубопровод зарывается в землю на глубину промерзания грунта
(выбирается для конкретного региона). Минимальное расстояние
между соседними трубопроводами – 0,8..1,2 м. Специальной
подготовки почвы, засыпок и т.п. не требуется. Предпочтения к
грунту – желательно использовать участок с влажным
грунтом, идеально с близкими грунтовыми водами, однако
сухой грунт не является помехой – это приводит лишь к
увеличению длины контура. Ориентировочное значение
тепловой мощности, приходящейся на 1 метр трубопровода
20..30 Вт.
Таким образом, для установки теплового насоса производительностью 10
кВт необходим земляной контур длинной 500..333 метра. Для укладки
такого контура потребуется участок земли площадью около 600-400 кв.
метров соответственно. При правильном расчете контур, уложенный в
землю, не оказывает влияния на садовые насаждения, и участок может
использоваться для выращивания культур точно также, как и при
отсутствии внешнего коллектора.
Озеро
При использовании в качестве источника тепла воды
ближайшего водоема, реки контур укладывается на дно. Этот
вариант является идеальным с любой точки зрения: короткий
внешний контур, «высокая» температура окружающей среды
(температура воды в водоеме зимой всегда положительная),
высокий коэффициент преобразования энергии тепловым
насосом. Главное условие - водоем должен быть проточным и
достаточным по размерам.
Ориентировочное значение тепловой мощности, приходящейся
на 1 метр трубопровода 30 Вт.
Таким образом, для установки теплового насоса производительностью 10
кВт необходимо уложить в озеро контур длинной 333 метра. Для того чтобы
трубопровод не всплывал, на 1 погонный метр трубопровода
устанавливается около 5 кг груза.
Воздушный контур
Вместо того, чтобы извлекать энергию из скважин, земли или
Водоема, теплонасосная установка Thermia Atria собирает
энергию из окружающего воздуха. Если возможности разместить
земляной коллектор нет, данная модель теплонасосной установки является
наилучшим выбором. Точно так же как и
обычные теплонасосные установки Atria дает тепло и горячую
воду в дом и сокращает потребление энергии до 75%.
Однако, в силу технических причин, теплонасосные установки с
воздушным контуром имеют серьезное ограничение в применении:
минимальная температура наружного воздуха -20°С. Причем, начиная с
температуры наружного воздуха -10 °С, установка ступенями подключает
электрические ТЭНы, т.к. коэффициент преобразования (КПД теплового
насоса) снижается. И, таким образом, при температуре -20°С и ниже по
сути работает только электрический нагрев.
Пиковый электродогрев. Зачем?
Практически во всех моделях тепловых насосов дополнительно
установлен электронагреватель. Зачем? Дело в том, что при выборе
отопительной установки номинальная мощность рассчитывается исходя из
максимальной потребности тепла, т.е. для покрытия тепловой нагрузки в
самый холодный зимний день. Для Владивостока, например, минимальная
расчетная температура минус 24 °С. Однако, исходя из многолетних
наблюдений, длительность такой температуры всего лишь несколько дней в
году, а это значит, что при расчете на максимальную мощность
значительная часть потенциала теплового насоса будет использоваться
очень редко.
Для выбора соотношения мощностей теплового насоса /
электронагревателя существует специальный интегральный график, кстати,
обладающий свойством универсальности для всех регионов России.
Из графика видно, что если источник тепла будет
состоять из 2-х источников, один - дорогостоящий, но вырабатывающий
«дешевую» энергию
(тепловой насос) с номинальной мощностью 60 %
от расчетной нагрузки, и другой, дешевый, но
вырабатывающий «дорогую» энергию
(электронагреватель), то за год первый источник
выработает приблизительно 92% энергии, а
второй около 8% энергии. Такая комбинация
позволяет снизить стоимость капитальных затрат
и увеличить срок окупаемости теплонасосной
установки. Причем определяющим фактором является не стоимость самой
установки, а стоимость обустройства внешнего контура – скважины, либо
земляного контура.
Принцип действия теплового насоса
Охлажденный теплоноситель, проходя по
внешниму трубопроводу нагревается на
несколько градусов.Внутри теплового насоса
теплоноситель, проходя через теплообменник,
называемый испарителем, отдает собранное из
окружающей среды тепло во внутренний
контур теплового насоса. Внутренний контур
теплового насоса заполнен хладагентом. Хладагент, имея очень низкую
температуру
кипения, проходя через испаритель,
превращается из жидкого состояния в
газообразное. Это происходит при низком
давлении и температуре -5ºС. Из испарителя
газообразный хладагент попадает в компрессор,
где он сжимается до высокого давления и высокой температуры. Далее
горячий газ поступает во второй теплообменник, конденсатор. В
конденсаторе происходит теплообмен между горячим газом и теплоносителем
из обратного трубопровода системы отопления дома. Хладагент отдает свое
тепло в систему отопления, охлаждается и снова переходит в жидкое
состояние, а нагретый теплоноситель системы отопления поступает к
отопительным приборам. При прохождении хладагента через редукционный
клапан давление понижается, хладагент попадает в испаритель, и цикл
повторяется снова.
1. Редукционный клапан
2. Испаритель
3. Конденсатор
4. Компрессор
5. Хладагент
Кондиционирование. Пассивное и активное. Принцип
Принцип холодоснабжения очень прост. В зимнее время тепловой насос
«трансформирует» тепло из окружающей среды для использования в системе
отопления. Летом, наоборот, «холод» из скважины (7-9 градусов)
используется, чтобы создать необходимый климат в помещениях дома.
|
