Теплові помпи. Термодинамічний контур теплової помпи. Вертикальний ґрунтовий теплообмінник, страница 2

Рекомендована швидкість потоку рідини (гліколь або розсіл) — 0,5.. .0,6 м/с. Допустимі довжини тепло­обмінників залежно від номінального діаметра труби подані в таблиці 5.1 (дивись таблицю 5.1).

Вертикальний ґрунтовий теплообмінник

Вертикальні ґрунтові теплообмінники поділяють, залежно від виконання, на:

•  U-подібні (найпростіші у виконанні, з трубами діаметром 3/4...2");

•  із зустрічним потоком;

•  з концентричним потоком.

У горизонтальному обміннику середня температура теплоно­сія на вході випаровувача є нижчою, але стабільнішою завдяки більшій довжині труб.

На вибір теплової помпи впливають такі фактори:

Їх економічна ефективність залежить насамперед від зна­чення та різниці температур джерел тепла. Тому теплові помпи найдоцільніше застосовувати для  низькотемпературного обі­грівання (повітряного, підлогового, пристельового) за допо­могою конвекторних радіаторів або клімаконвекторів та в системах ГВП. Температура води на виході з помпи неповинна перевищувати 58 °С; теплоізоляція об'єкта, що обігрівається. У тепловому балан­сі індивідуальних будинків переважають тепловтрати через теплопередачу, тому необхідно зменшити коефіцієнти тепло­віддачі перегородок. Будинок потрібно проектувати так, щоб він зберігав, а отже й заощаджував тепло. Тільки у такому будинку варто встановлювати низькотемпературні системи обігрівання, збільшуючи таким чином енергетичну ефективність теплової помпи.

      Ефективність теплових помп коливається у межах 4,0...8,0.
Це означає, що на 1 кВт електроенергії, витраченої на роботу
теплової помпи, отримуємо 4...8 кВт теплової енергії з високо­
температурного джерела тепла. Ефективність усіх традиційних
систем обігрівання є меншою за 1,0. Таким чином безкоштовно
отримуємо 3/4 енергії обігрівання і тільки 1/3 складає оплачувана електроенергія, потрібна для роботи помпи. Необхідно
перевірити існуючі та перспективні енергетичні умови, тобто
доступність і вартість теплоносіїв (природного і зрідженого
газу, твердого і рідкого палива, електроенергії), можливості
отримання податкових пільг чи низьковідсоткових кредитів з
огляду на екологічність застосування теплової помпи.

Після розрахунку теплової потреби об'єкта, вибору типу і па­-
раметрів обігрівання необхідно правильно вибрати тип низькотемпературного джерела тепла.

   Вибір типу ґрунтового теплообмінника, що залежить пере­
важно від місцевих умов (зокрема площі території).

Грунт може бути низькотемпературним джерелом тепла тільки
для теплових помп малої та середньої продуктивності, в зоні
нещільної забудови, без підземних комунікацій! зелених на­
саджень, бо встановлення обмінника потребує значного обся­гу земляних робіт. Дуже просто перевірити, чи територія має
достатню площу для покриття необхідної теплової потреби
будинку. Відомо, що для отримання 1 кВт теплової енергії
потрібно від 30 до 100 м² поверхні ґрунту, тобто з 1 м^г сухого
ґрунту можна отримати 10...30 Вт енергії, а з вологого — на­
віть понад 40 Вт. Територія над закопаним теплообмінником
не повинна використовуватися для будівництва стаціонарних
об'єктів (гаражів, будинків для інвентаря і т. п.), насаджування дерев. її можна використовувати під квітники, дитячі майдан­чики тощо. На малих ділянках, порослих деревами, краще за­стосувати вертикальний теплообмінник. Для отримання 1 кВ потужності влаштовують колодязь глибиною 12...25 м. Питомі теплові потреби будинку (на одиницю площі):

•  старе будівництво із сучасною теплоізоляцією — 75 Вт/м²;

•  нове будівництво з якісною теплоізоляцією — 50 Вт/м²;

•  енергоощадні будинки — 30 Вт/м².

Добуток цього параметра та площі поверхні, яку необхідно обігріти, є повною необхідною тепловою потужністю бу­динку.

Характеристика індивідуального будинку

Будинок одноповерховий, без підвальних приміщень із житло­вою мансардою. На першому поверсі розташовані: гараж, госпо­дарське приміщення, приміщення для теплогенератора, вітальня кімната, кухня з їдальнею і туалет, У мансарді знаходяться три житлові та ванна кімнати. Площа обігрівання будинку — 140 м² потреба у теплі складає 10,1 кВт. Для будинку спроектоване підлогове обігрівання з параметрами теплоносія 55/45 °С, яке підсилюється традиційною системою обігрівання з параметрами теплоносія 60/50 °С. У господарському приміщенні, гаражі, котельні — обігрівання тільки радіаторне. Теплоізоляція будинку відповідає чинним нормам; будинок енергоощадний. Низькотем­пературне джерело тепла—горизонтальний ґрунтовий колектор довжиною 285 м із полібутиленових труб діаметром 2", прокладений на глибині 1,8 му конфігурації 2 х 1; займає площу 86 м² Теплоносій — розчин пропіленового гліколю.