hőszivattyúk
4.1. A működési elve a hőszivattyú
Az alternatív források használata a tiszta energia képes megakadályozni a fenyegető energiaválság Ukrajnában. Együtt a keresést és fejlesztése a hagyományos források (gázolaj), ígéretes irány az, hogy a tárolt energia tározók, talaj, geotermikus források, technológiai kibocsátás (levegő, víz, szennyvíz és mások.). Azonban, a hőmérséklet, az említett források meglehetősen alacsony (0-25 ° C), és hatásosak a használatra végre kell hajtania a átadását ez az energia egy magasabb hőmérséklet szintet (50-90 ° C). Végre egy átalakítása hőszivattyúk (TH), amely, sőt, a gőzkompressziós hűtőgépekben (ábra. 4.1).
Az alacsony hőmérsékletű forrás (ok) melegíti a párologtató (3), amelyben hűtőközeg hőmérsékleten forr -10 ° C ... + 5 ° C-on Ezután a hő át a hűtőközeg átvisszük klasszikus gőzkompressziós ciklus a kondenzátor (4), amely a szállított számára a (OEM) magasabb szinten.
A hőszivattyúk megoszlanak elve szerint a cselekvés (kompresszor, felszívódás) és milyen típusú hőátadás áramkör „forrás-fogyasztó”. A következő típusú hőszivattyúk: levegő-levegő, víz-levegő, víz-levegő, víz-víz, levegő-föld, talajvíz-, ahol az első hőforrás jelzi. Ha csak a hőszivattyú fűtésre, akkor a rendszer az úgynevezett vegyértékű. Ha, amellett, hogy a hőszivattyú van csatlakoztatva a másik hőforrás, működő vagy önmagában, vagy párhuzamosan a hőszivattyú-rendszer nevezzük bivalens.
Ábra. 4.1. Reakcióvázlat termikus hidraulikus szivattyú:
1 - kompresszor; 2 - a forrás alacsony szintű hő (INT); 3 - az elpárologtató a hőszivattyú;
4 - hőszivattyú kondenzátor; 5 - magas szintű hőfogyasztó (HTP);
6 - alacsony hőmérsékletű hőcserélő; 7 - hűtőközeg áramlását szabályozó;
8 - a magas hőmérsékletű hőcserélő
A hőszivattyú a hidraulikus pántok (víz szivattyúk, hőcserélők, szelepek, stb) az úgynevezett hőszivattyú telepítést. Ha a közeg hűtése egy elpárologtató, ugyanaz, mint a közeg a fűtendő a kondenzátor (víz-víz, a levegő-levegő), a változó az áramlás szerint e tápközegek bármelyike lehet változtatni, hogy fordított TN üzemmódban (hűtés vagy melegítés és fordítva). Ha a környezet - gázok, mint egy üzemmód változás az úgynevezett reverzibilis levegő ciklust, ha a folyadék - hidraulikus reverzibilis ciklus (4.2 ábra.).
Ábra. 4.2. Az áramkör a hőszivattyú megfordítható hidraulikus ciklust
Abban az esetben, ha a reverzibilitás a ciklus megváltoztatásával irányait hűtőközeg a szelepen keresztül ciklus reverzibilitás, kifejezés használata „hőszivattyú működő reverzibilis hűtőkörfolyamat.”
4.2. Alacsony lehetséges hőforrások
4.2.1. Alacsony lehetséges forrása - a légi
Ábra. 4.3. Reakcióvázlat „levegő-víz” hőszivattyú
A légkondicionáló rendszerekben általánosan alkalmazott hőszivattyúk „levegő-víz”. Külső levegőt fújnak át a párologtató és a hő elutasította a kondenzátor fűti a használt víz a hő a szoba a szobában (ábra. 4.3).
Az előnye az ilyen rendszerek a rendelkezésre álló nizkopotentsialnogo hőforrás (levegő). Azonban, a hőmérséklet változik széles tartományban, elérve egy negatív érték. A hatékonyság a hőszivattyú jelentősen csökken. Így a változás külső levegő hőmérséklete a 7 ° C-mínusz 10 ° C-csökkentéséhez vezet a teljesítmény a hőszivattyú a 1,5-2.
Mert vízellátás TN fűti a szobát vannak telepítve hőcserélők, az úgynevezett a szakirodalom „fan-coil”. Vizet juttatunk, a fan-coil hidraulikus rendszer - egy szivattyútelep (4.4 ábra.).
Ábra. 4.4. Scheme szivattyútelep:
P - nyomásmérő; RB - növekedés; AB - tárolótartály; RP - áramláskapcsoló; H - pumpa;
BK - kiegyensúlyozott szelep; F - Szűrő; OK - visszacsapó szelep; B - szelep; T - hőmérő;
PC - biztonsági szelepet; TP - hőcserélő "Freon folyadék"; TCA - háromutas szelep; CSW - szelep etetés folyékony; CPV - Air etetés szelep; SSC - légtelenítő
Ahhoz, hogy pontosságának javítása a szoba hőmérsékletét, és csökkentett tehetetlenségi nyomatéka tároló tartályok vannak telepítve a hidraulikus rendszerben. Kapacitás a tárolótartály meghatározható a következő képlettel [8]:
ahol - a hűtőteljesítmény TH kW;
- Improvement hűtött térfogata, m3;
- víz mennyisége a rendszerben, L;
Z - Kapacitás lépésre TN.
Ha a VAB fog fordulni negatív, a tároló nincs telepítve.
Ahhoz, hogy kompenzálja a hőtágulás a víz a hidraulikus rendszerben meghatározott tágulási tartályok. Tágulási tartályok vannak szerelve a szívó oldalon a szivattyút. A kötet a tágulási tartály határozza meg képletű [8]:
ahol Vsist - rendszer térfogata, l;
k - a együtthatója térfogati terjeszkedését a folyadék (víz 3,7 × 10 -4 fagyásgátló (4,0-5,5) x 10 -4.);
AT - hőmérséklet-különbség a folyadék (működő hűtési módban)
AT = Tamb - 4 ° C-on; működés közben hőszivattyú üzemmódban AT = 60 ° C - 4 ° C = 56 ° C);
Rpred - beállítás a biztonsági szelep.
A rendszer nyomását (Rsist) függ a relatív pozíciója a szivattyútelep és a végfelhasználó (tekercs). Ha a szivattyú állomás található, az alábbiakban a végfelhasználó, a nyomás (Rsist) úgy definiáljuk, mint a maximális magasságkülönbség (bar-ban), plusz 0,3 bar. Ha a szivattyú állomás mindenekelőtt a fogyasztók, a Rsist = 1,5 bar.
Tágulási tartály előre levegővel felfújt olyan nyomásra 0,1-0,3 bar kevesebb, mint a tervezés, telepítés és a nyomás hozta normális.
A design tágulási tartályok ábrán látható. 4.5.
Szükséges terület a helyét a gyűjtőcső számítjuk képletek szerint (5) és (6)
ahol - hőteljesítményt TN, W;
- fogyasztás, TN, W;
g - teljesítménysűrűség a talaj kollektor W / m 2.
Így, ha a hűtési kapacitás TH 10 kW, a nedves, homokos talajt (g = 20 W / m 2) elhelyezésére a kollektor terület szükséges
Ahhoz, hogy konvertálni hőt ilyen területen lehet földbe fektetett átmérőjű polietilén csövek 25 × 2,3 mm és a hossza 500 × 1,4 = 700 m. (1,4 - egység áramlási csövek négyzetméterenként). Pipes kell fektetni az egyes áramkörök 100 m egyes, m. F. áramkörök 7.
Minden szelep és osztók kell helyezni hozzáférhető helyeket felfedezni, például a forgalmazási egyes bányák a házon kívül, vagy az alagsorban a bánya haza. Szerelvény kell készíteni, korrózióálló anyagokból. Minden csövet a házban, és be van helyezve a falon keresztül kell szigetelni, hogy biztosítsák a diffúziós impermeabilitása a pár, hogy kondenzáció elkerülésére, mivel egy előremenő és visszatérő hálózati hideg (viszonyítva a pincében hőmérséklet) hűtőfolyadék.
Amikor függőleges kialakítás primer próba fúrt fúrólyuk mélysége 60-200 m, ami valamelyest csökken U-alakú vezeték (ábra. 4.11).
Ábra. 4.11. A hőszivattyú őrölt próbával
és - az általános rendszer, b - rendszer földi szonda
1 - visszatérő vezeték, 2 - tápvezeték 3 - loop szonda 4 - cap
A nedves agyagos talaj hűtési kapacitása a hőszivattyú 10 kW próba hossza (mélysége a lyuk) kell lennie
Célszerű, hogy a 2 hurok mélységben 50 m átmérőjű DN = 32 × 3 mm. A teljes hossza cső 200 m. A jól tele van csövek bentonit, erősen hővezető. Száma a hűtőfolyadék által meghatározott belső térfogata a kollektor csövek (szondával), illetve takarmány-csövek. Az átmérője a tápcsöveken figyelembe a nagyobb méretű, mint a fejléc cső. A mi példánkban, a szonda cső DN = 32 × 3 mm-es, és a tápcsövet DN = 40 × 2,3 mm-es hossza 10 m belső térfogat (2. táblázat) a tápvezeték 2 × 100 × 0,531 × 0,984 = +10 116,04 l. Flow a hőszivattyú a hűtőközeg az útlevélben a hőszivattyú. Tegyük fel, 1600 l / h. Ezután a fogyasztás egyik hurok 800 l / h.
2. táblázat Fajlagos belső csőnek
A nyomásveszteség a csövekben függ a cső átmérője, a sűrűség és a hűtőfolyadék áramlási sebességét megfelelően határozzuk meg a gyártó csövek. Így csövek HDPE (nagy sűrűségű polietilén) 32 × 3 mm, és az áramlási sebesség 800 l / h 154,78 Pa / m, és a csövek átmérője 40 × 2,3-520,61 Pa / m [7]. A teljes nyomásesés a hálózat lesz 36161,1 Pa, amelyet figyelembe kell venni, amikor kiválasztunk egy szivattyú.
Az élettartama a talaj kollektor függ a savasság a talaj: ha a normális savassága (pH = 5,0) - 50-75 éves, magas (pH> 5,0) - 25-30 év.
4.1. A hatékonyságát hőszivattyúk
Mivel a fő mutató hatékonyságának hőszivattyú alkalmaz konverziós tényező vagy aránya a fűtési COP (teljesítmény együttható), egyenlő az arány a hőszivattyús fűtési kapacitás által fogyasztott energia a kompresszor. A hűtési üzemmódban használják hatékonyságának értékelésére hűtési együttható EER (energiahatékonysági hányados), az aránya a hűtőteljesítmény a hőszivattyú által fogyasztott energia a kompresszor.
ahol - az energiát, amelyet az OEM;
- hőenergia elvették INT;
és - kondenzációs és párologtató hőmérsékletének a hőszivattyú.
A hőmérséklet által meghatározott nyomást a hűtőközeg kondenzálódott TH, és - hőmérséklet-INT. Tehát, ha valaki K = 281,16 (8 ° C) u = 323,16 K (50 ° C), majd a COP egyenlő 7,7. Ha hőt eltávolítjuk a víz, különböző hűtőközegek lehet elérni az alábbi hőmérsékletek [1]: R717, R502, R22 - körülbelül +50 ° C, R134a - +70 ° C, R142 - +100 ° C-on
Nem szabad elfelejteni, az alapvető szabály a szennyvíz (4): minél alacsonyabb a hőmérséklet különbség a hőforrás és egy vevő a hőszivattyú, a magasabb konverziós arányt.
Ha a hőszivattyú mind meleg és hideg (például, hűtőkamrák és hűtési hő irodahelyiség), akkor
Amikor ekvipotenciális ciklus =
Hőmérsékleteken teljes konverzió arány elérheti a fenti 12, 7, mi jellemzi magas energiahatékonyságot a hőszivattyú. Tényleges COP valamivel alacsonyabb a sorrendben 3-5.
Az abszorpciós hőszivattyúk transzformációs együttható kisebb, mint egy kompressziós miatt nagy abszorpciós veszteségek áramköri elemek. Így, ha a talajvíz a T0 = 281,16 K (8 ° C), és a hőmérséklet hasznos hőenergia = 323,16 K (50 ° C), a konverziós tényező lesz csak abszorpciós TN 1,45 [1]. hasznos hő hőmérséklet az abszorpciós hőszivattyú is függ a melegítési hőmérséklet a generátor. Amikor a fenti melegítési hőmérséklet generátort kell lennie legalább 150 ° C-on
Az ára a hőszivattyú becsülhető nagyjából az arány 750-1500 USD per 1 kW hőteljesítmény generált. A megtérülési ideje 7-14 év.
4.2. A választás a berendezés hőszivattyúk
A választás a berendezés kezdődik a számítás az épület hő. Jelenleg a különböző programok kiszámításához hőfogyasztás a PC, amely megtalálható az interneten, vagy forduljon a hardver gyártójával.
Hozzávetőleges számítások alapján lehet elvégezni, a fűtött terület az épület és a mennyiségű forró vizet fogyasztunk. Abban az esetben is rendszeres tervezett leállások növelnie kell a hőkapacitása a hőszivattyú. Ha áramkimaradás nem haladja meg a 2 órát, ez a tényező nem lehet figyelmen kívül hagyni.
Fajlagos energiafogyasztás függ az épület típusától:
- Épület alacsony fogyasztás (korszerű anyagok, szigetelő falak, ablakok hőszigetelő üveg) - 40 W / m 2;
- News, jó hőszigetelő - 50 W / m 2;
- standard épületszigetelés - 80 W / m 2;
- régi épületek kevés szigetelés - 120 W / m 2.
Figyelembe venni a járulékos hőkapacitás kompenzálni a hőveszteség idején teljesítmény tervezett leállások következik.
Határozza meg a napi (24 h) hőfogyasztás
ahol - teploproizvoditelnostTN kW;
- nincs áram.
Kiszámítása a kiegészítő hőkapacitás a meleg víz előállítására fogyasztás alapján egy személy körülbelül 50 liter vizet 45 ° C-on, amely megfelel 0,25 kW / fő. Pontosabb számítás is végrehajtható a 3. táblázat adatai.
3. táblázat Napi fogyasztása melegvíz
Víz fogyasztás liter / fő
Tekintsük a konstrukciós példa hőszivattyú megfordítható hidraulikus ciklus fut végig a két mód (hűtés vagy fűtés), attól függően, az évszaktól hardver és szoftver használatával a vállalatok CIAT (Franciaország).
1. Heat 510 kW.
2. Alacsony hőmérsékletű forrás - tengervíz hőmérséklete:
meleg évszak ≤20 ° C,
hideg évszak 7 ° C
3. Nagy fogyasztói - víz hőcserélő kimeneti hőmérséklet 55 ° C-on
4. A minimális külső levegő hőmérséklete - mínusz 10 ° C-on (Crimea, Ukrajna).
Ez megoldja a problémát segítségével egy hőszivattyú megfordítható hidraulikus hurok áramkör látható az ábrán. 2.
Tekintettel arra, hogy a külső hőmérséklet negatív (mínusz 10 ° C) a hőszivattyú, használja kétkörös rendszerben. A primer áramkört kell alkalmazni etilén-glikol fagyáspontja -10 ° C-on (20 százalék etilén-glikol elegyet vízzel).
Összhangban a kezdeti követelményeknek választhat a hőmérséklet csökkenése a magas hőmérsékletű áramkör Dtvyh = 5 ° C (50/55 ° C). Ezután a hőmérsékletet a hűtőfolyadék a kondenzátorkör kell lennie megfelelően 55/60 ° C-on Az ezeken a hőmérsékleteken a hőszivattyú célszerű használni R134a hűtőközeg [1].
Összhangban a kezdeti, a követelményeket meghatározzuk a hőmérséklet-különbség INT 7/4 ° C, majd az elpárologtató hőmérséklete különbségképző áramkör rendre összege 5/2 ° C
Használata CIAT cég berendezések kiválasztási programot, meghatározza a típusát és paramétereit a hőszivattyú üzemmódja fűtésre és hűtésre. Program kiválasztott hőszivattyú HYDROCIAT 2500B X LW / LWP R134a a paramétereket a táblázatban megadott. 4, a megjelenése, amely ábrán látható. 12.
4. táblázat Műszaki Vízhűtő gépek HYDROCIAT 2500B X élősúly / LWP R134a
Az alacsony hőmérsékletű hőcserélő „tengeri-víz hőszivattyú” a fűtési mód kiválasztása forrásadatokat a következő:
- Low-grade hőforrás (elsődleges): tengervíz hőmérsékletű bemeneti / kimeneti - 7/4 ° C-on
- A hőmérséklet a 20 százaléka oldatot etilénglikol A primer kör 5/2 ° C-on
- A fogyasztás 20 százalékos oldatot etilénglikol 102,8 m 3 / h.
CIAT program kiválasztja PWB 45 lemezes hőcserélő 11.
6. táblázat Műszaki hőcserélő PWB 45 11 C 63 lemezek (tengeri-hőszivattyú)
hűtőfolyadék hőmérséklete (bemeneti / kimeneti), ° C
Átfolyási sebesség, m3 / h
Anyaga a hőátadó lemezek
Végezze ellenőrzése számítás korábban kiszámolt tekercs PWB november 30 tányérokkal 43 a meleg évszak, és meghatározza a víz hőmérséklete a légbeszívó / a fogyasztó számára.
CIAT program megmutatta, hogy a nyári hónapokban a hőcserélő teljesítményét PWB november 30 lesz 437 kW, és a hűtőfolyadék hőmérséklete összeget (kimenet / bemenet) 7,5 / 12 ° C-on (7. táblázat)
7. táblázat Teljesítmény jellemzők hőcserélő PWB november 30 a lemezeket 43 (hőszivattyú - a fogyasztó) a hűtési üzemmódban,
hűtőfolyadék hőmérséklete (bemeneti / kimeneti), 0 ° C
Átfolyási sebesség, m3 / h
Anyaga a hőátadó lemezek
Így a kiválasztott hőszivattyú HYDROCIAT 2500 XLW / LWP R134a rendelkezik:
- a hideg évszakban hőteljesítmény 517 kW teljesítmény-felvétel mellett 191 kW;
- a meleg évszakban hűtőkapacitás 395,9 kW 158 kW energiafogyasztást.
Az alábbiakban egy vázlatos rajz egy hőszivattyú megfordítható hidraulikus ciklus fent kiszámított.
Ábra. 4.13. Sematikus ábrája a hőszivattyú megfordítható hidraulikus ciklust
A nómenklatúra egyes hőszivattyú CIAT cég táblázat tartalmazza. 8.
8. táblázat A hőszivattyúk CIAT (Franciaország)
- A hőszivattyúk megújuló hőforrások, amelyek leginkább energiahatékony fűtési berendezések.
- Felépített rendszerek alapján a TN, megbízható, biztonságos és tartós.
- Előállítása hőt a hőszivattyú - környezetbarát eljárással.
- Modern klima berendezés (pl CIAT, Franciaország) lehetővé teszi, hogy hozzon létre egy VT kapacitású tíz kW MW.
Irodalom.
Ossza meg ezt:
Mint ez:
Hozzászólás navigáció
. Bloggerek, mint például: