Vienas iš populiariausių įrangos tipų rinkoje klimato kontrolės technologija Rusija ir NVS yra šilumos siurbliai. Jas renkasi daugelis pirkėjų, norinčių kurti efektyvi sistema vėsinti ir šildyti savo namus ir biurus, tačiau labai mažai žmonių gerai išmano šios technologijos veikimo principus ir dažnai net nežino, kokiomis situacijomis geriausia ją naudoti. Tuo tarpu dėl šilumos siurblių sistemų veikimo kyla keli pagrindiniai klausimai, kuriuos suprasti nebus sunku net pradedantiesiems.

Kas yra šilumos siurbliai?

Šiai įrangos kategorijai priklauso įranga, galinti panaudoti šilumą, gautą iš aplinką, naudodami kompresorių, padidinkite aušinimo skysčio temperatūrą iki nurodyto lygio ir tada perkelkite šilumą į tam tikrą patalpą. Tuo pačiu šilumos siurbliai gali išgauti šilumą iš bet kokios terpės, tiesiogine prasme „išsiurbdami“ ją iš aplinkos. Taigi, siurbliai gali dirbti su:

• šaltas, šaltas oras,
• saltas vanduo,
• žemė.

Sumažinus aušinimo skysčio temperatūrą, tokia klimato kontrolės įranga gali efektyviai šildyti bet kurį pastatą.

Siurblio techninės charakteristikos

Apskritai, šilumos siurblio įrengimas, skirtingai nuo kitų tipų klimato kontrolės įrangos eksploatacijos metu sunaudoja minimalų elektros energijos kiekį. Vidutiniškai jai tereikia išleisti 1 kW energijos, o to pakaks pagaminti 3-6 kW šilumos. Kitaip tariant, naudojant 2-3 įprastų lempučių galią, žiemą galima efektyviai apšildyti vidutinio dydžio gyvenamąją erdvę.. Vasarą tokia pat galia gali būti naudojama patalpoms vėsinti: tokiu atveju šilumos siurblys sugers šilumą iš patalpoje esančio oro ir išleis ją į atmosferą, žemę ar vandenį, sukurdamas vėsą bet kurioje patalpoje. kambarys.

Kokių tipų šilumos siurbliai yra?

Parduodamas platus įrangos asortimentas gali būti naudojamas įvairiose srityse, įskaitant:

• Gyvenamosios erdvės,
• žemės ūkio įmonės,
• pramonės įmonės,
• Būsto ir komunalinių paslaugų departamentas.

Žinoma Skirtingoms patalpoms skirti šilumos siurbliai turi skirtingas charakteristikas ir netgi gali skirtis dydžiu. Tuo pačiu metu siurbliai turi skirtingą šiluminę galią (nuo kelių kW iki šimtų megaW), taip pat gali dirbti su skirtingais šilumos šaltiniai, nepriklausomai nuo jų agregacijos būsenos (kietos, skystos ar dujinės). Atsižvelgiant į tokios įrangos veikimo ypatybes, Šilumos siurblių įrenginiai skirstomi į šiuos tipus:

• vanduo-vanduo,
• oras-vanduo,
• vanduo-oras,
• oras į orą,
• gruntinis vanduo,
• žemė-oras.

Taip pat rinkoje yra šilumos siurblių, kurie yra specialiai skirtas dirbti su žemos kokybės šiluma. Tokios šilumos šaltiniai netgi gali turėti neigiama temperatūra, o šilumos siurblys šiuo atveju tarnauja kaip didelio potencialo šilumos imtuvas, priimantis net ir labai aukštą (daugiau nei 1 tūkst. laipsnių) temperatūrą. Apskritai, Atsižvelgiant į temperatūrą, kurioje įrenginys veikia, jis skirstomas į:

• žema temperatūra
• vidutinė temperatūra,
• aukštos temperatūros.

Kitas parametras, pagal kurį išskiriami šilumos siurblių įrenginiai, yra susijęs su jomis techninis prietaisas. Pagal šį rodiklį įranga skirstoma į šiuos tipus:

• absorbcija,
• garų suspaudimas.

Paprastai visi šilumos siurbliai, nepaisant jų tipo, veikia su elektros energija tačiau tam tikrais atvejais jie gali būti perjungti į kitų rūšių energiją naudojant įvairius degalus. Pagal šio kuro specifiką ir pačios įrangos veikimą šilumos siurblių agregatai skirstomi į šiuos tipus:

• šildymo prietaisas, kuris naudoja šilumą iš požeminio vandens,
• karšto vandens tiekimo siurblys, dirbantis su šiluma, gaunama iš natūralių rezervuarų,
• oro kondicionavimo įrenginys, veikiantis jūros vandeniu,
• oro kondicionieriaus naudojimas lauko oras,
• siurblys skirtas vandens šildymo baseinuose, veikiant lauke,
• šilumos siurblio įrengimas šilumos tiekimo sistemai, kuri naudoja inžinerinės įrangos pagamintą šilumą,
• pienu varomas prietaisas - jis skirtas pienui vėsinti ir vėlesniam karšto vandens tiekimui ir naudojamas pieno ūkiuose,
• įrengimas, skirtas dėl to gautai šilumai perdirbti technologiniai procesai, - skirtas tiekiamo oro šildymui.

Taip pat yra ir kitų tipų tokios įrangos. Tuo pačiu metu, kaip taisyklė, bet kokio tipo šilumos siurbliai gaminami masiškai, tačiau pagal išskirtinius projektus gali būti gaminami ir individualūs unikalūs įrenginiai. Taip pat galima rasti eksperimentinių šilumos siurblių, daug dar neįgyvendintų brėžinių, bandomųjų pramoninių tokios įrangos pavyzdžių, kuriuos galima naudoti ir kokioje nors specialioje patalpoje.

Visi šilumos siurbliai gali būti sujungti į vieną sistemą. Tai būtina, jei viename objekte veikia keli tokios įrangos vienetai, gaminantys ir šilumą, ir šaltį. Jų derinimas tik padidins jų efektyvumą, o vidutiniuose ar dideliuose objektuose rekomenduojama nedelsiant planuoti tokios sudėtingos įrangos kūrimą.

Kas yra žiedinio kondicionavimo sistemos?

Šioje sistemoje sumontuoti šilumos siurbliai skirtingi tipai, nors paprastai šiems tikslams naudojamas oras-oras įrenginys. Šiuo atveju šilumos siurblys tarnauja kaip oro kondicionierius: jis montuojamas tiesiai į vėsinamą patalpą, o tokios įrangos galia parenkama pagal daugybę parametrų. Tarp jų:

• paties kambario charakteristikos,
• kambario paskirtis,
• joje esančių žmonių skaičius,
• joje sumontuota ar bus montuojama įranga.

Oro kondicionavimo įrenginiai visada yra reversiniai – jie ir vėsina, ir skleidžia šilumą. Juos jungia bendra vandens grandinė – vamzdynas, kuriuo cirkuliuoja vanduo, būdamas ir šilumos šaltinis, ir imtuvas. Dėl to temperatūra grandinės viduje gali svyruoti tarp 18-32 laipsnių, būtent per ją vyksta šilumos mainai tarp orą šildančių šilumos siurblių ir tarp jį vėsinančių įrenginių. Jei reikia sukurti klimatą skirtingose ​​patalpose su skirtingos savybės, šilumos siurbliai tiesiog perduoda šilumą iš patalpų, kuriose jos perteklius, į patalpas, kuriose šilumos nepakanka. Tai leidžia sukurti žiedinius šilumos mainus tarp skirtingų zonų, o tokia sistema yra labai efektyvi ir ekonomiška.

Tuo pačiu žiedinės sistemos gali apimti ne tik oro kondicionavimo įrangą, bet ir kitus įrenginius. Visų pirma, Tokie įrenginiai gali panaudoti panaudotą šilumą. Tai reikalinga ten, kur yra gana dideli šilumos poreikiai, pavyzdžiui:

• vietose, kur yra intensyvus nuotekų srautas: šilumos siurblio vanduo-vanduo instaliacija gali lengvai panaudoti iš jos sklindančią šilumą ir nukreipti ją žiedine grandine patalpoms šildyti;
• patalpose su ištraukiamąja ventiliacija, kuri pašalina orą iš pastato(jei ore nėra per daug oro) didelis kiekis nešvarumai, kurie trukdytų šilumos siurblio darbui): tokiu atveju jums reikės oras-vanduo instaliacijos, kuri atgautų šilumą iš „nereikalingo“ oro ir perduotų ją patalpoms šildyti arba vandeniui šildyti,
• tose vietose, kur yra nuotekų, ir ištraukiamoji ventiliacija- ant jų žiedinėmis sistemomis galima pašalinti šilumos perteklių iš vandens kontūro (dažniausiai tai daroma tik šiltuoju metų laiku), o tai sumažins aušinimo bokšto galią.

Žiedinė sistema bet kokioje situacijoje leidžia pakartotinai naudoti šilumą ir siųsti ją absoliučiai visų pastate esančių vartotojų poreikiams ir būtent tuo ji išskirtinė, nes tradiciniai rekuperatoriai ir regeneratoriai to nepajėgia.. Be to, tokia sistema efektyviau išnaudoja šilumą, nes jos veikimas niekaip nepriklauso nuo įleidžiamo oro temperatūros. priverstinė ventiliacija, ir dėl nustatytos į patalpas patenkančio oro temperatūros.

Žiedinė sistema, veikianti šilumos siurblio vanduo-vanduo sistemos pagrindu, vasarą gali efektyviai pašalinti šilumos perteklių iš vandens kontūro, grąžinti ją per vartotojus: šilumos perteklius tiekiamas į karšto vandens tiekimo sistemą, o ji. Paprastai pakanka patenkinti visus bet kurios patalpos gyventojų poreikius karštame vandenyje. Tokia sistema bus ypač efektyvi objektuose, kuriuose yra keli baseinai (poilsio namai, viešbučiai, sveikatingumo centrai) – jos pagalba bus galima labai greitai ir be papildomų išlaidų pašildyti vandenį baseinuose.

Ar žiedų sistema suderinama su kitomis įrangos sistemomis?

Žinoma, taip, ir pirmiausia tai turi būti derinama su vėdinimo sistema. Visų pirma pastarasis turi būti kuriamas atsižvelgiant į visas šilumos charakteristikas siurbimo įranga, kuris kondicionuos orą. Visų pirma, vėdinimo sistema Būtina užtikrinti oro recirkuliaciją tokiais kiekiais, kurie reikalingi stabiliam siurblio darbui, efektyviam šilumos atgavimui ir norimos temperatūros palaikymui patalpoje. Šios taisyklės reikia laikytis visose patalpose, išskyrus kai kurias patalpas, kuriose perdirbimas nepageidautinas – pavyzdžiui, baseinuose ar virtuvėse.

Tuo pačiu žiedinės sistemos derinimo su vėdinimo sistema pranašumas yra tas, kad pastaroji šiuo atveju gali būti pastatyta pagal paprastesnę schemą, o tai vartotojui kainuos pigiau. Tokiu atveju šilumos siurblys vėsins orą tiesiai ten, kur jo reikia. Tai išgelbės vartotoją nuo būtinybės jį gabenti ilgais termiškai izoliuotais ortakiais ir išskirs tokią sistemą nuo šiuo metu plačiai paplitusio centralizuoto oro kondicionavimo.

Be to, žiedines sistemas galima derinti su šildymo sistemomis, o kartais net visiškai perimti jų funkcijas. Tokiose situacijose šildymo sistema, pagrįsta šilumos siurbliu, tampa mažiau galinga ir paprastesnė savo įranga. Dėl to jis ypač efektyvus šaltame klimate, kur reikalingas šildymas daugiau šilumos, gautas iš didelio potencialo šaltinių. Be to, žiedinė sistema gali rimtai optimizuoti visos patalpoje esančios įrangos veikimą. Oro kondicionavimo ir šildymo sistemos, veikiančios atskirai, gali rimtai trukdyti viena kitai, ypač kai abi nereikia. Žiedų sistema visiškai pašalina šią situaciją, nes ji visada veikia efektyviai, atsižvelgiant į faktinę kiekvienoje konkrečioje patalpoje sukurto mikroklimato būklę. Tuo pačiu metu įmonėje tokia įranga gali vėsinti ir šildyti ne tik orą, bet ir vandenį, o šis procesas nereikalaus papildomos energijos - ji bus įtraukta į viso šilumos tiekimo balansą.

Ir žinoma Bet kurioje iš šių situacijų žiedų sistema parodys puikų efektyvumą. Tradicinėse sistemose šiluma panaudojama tik iš dalies ir greitai patenka į atmosferą, jei šildymas veikia lygiagrečiai su vėdinimu, tačiau žiedinė sistema šią problemą išsprendžia kompleksiškai, efektyviau atgauna šilumą ir žymiai sumažina jos nuostolius.

Kaip valdyti šilumos siurblių sistemas?

Paprastai šiai įrangai nereikia montuoti brangios įrangos automatizuotas valdymas, ir tai yra dar vienas „prekė“, kurią galima sutaupyti. Patogus automatizavimas čia yra labai paprastas ir susijęs tik su nustatytos vandens temperatūros palaikymu grandinėje. Norėdami tai padaryti, sistema tiesiog laiku įjungia papildomą šildytuvą, kad vanduo neatvėstų labiau nei turėtų, arba įjungia aušinimo bokštą, kad jis neįkaistų daugiau nei reikia. Ir to dažniausiai pakanka idealiam klimatui palaikyti.

Įgyvendinti automatinis valdymasšioje situacijoje tai įmanoma naudojant tik kelis termostatus. Be to, tam net nereikia tikslių valdymo vožtuvų! Vandens temperatūra žiedinės sistemos kilpoje gali skirtis plačiame diapazone, nereikalaujant jokių papildomų priemonių.

Be to, atskira automatikos sistema taip pat reguliuoja šilumos siurblio šilumos perdavimo vartotojui procesą. Jis įmontuotas pačioje įrangoje, o vienu iš pagrindinių sistemos elementų galima laikyti termostatą (temperatūros jutiklį), kuris montuojamas tiesiai patalpoje. Vien to pakanka pilnai kontroliuoti šilumos siurblio įrenginio darbą. Tuo pačiu metu pats siurblys gali užtikrinti visas būtinas oro temperatūros charakteristikas patalpoje, neįrengdamas valdymo sklendių vėdinimo sistemoje, o reguliavimo vožtuvų šildymo sistemoje. Tai leidžia dar labiau sumažinti žiedų sistemos kainą ir padidinti visų patikimumą inžinerinės komunikacijos pastatai apskritai.

Iš viso sudėtinga sistema Automatinio valdymo gali prireikti tik dideliuose objektuose, kuriuose sumontuota daug įvairių tipų šilumos siurblių, skirtų oro kondicionavimui, technologiniams procesams ir šilumos atgavimui. Ir tokiose situacijose šią sistemą įdiegti prasminga, nes tai leidžia optimizuoti kiekvienos įrangos veikimą. Tačiau jį montuojant reikia atsižvelgti į tai Žiedinės sistemos veikimą įtakoja daugybė veiksnių, į kuriuos turi „atsižvelgti“ net automatizuojant. Tarp jų:

• vandens temperatūra grandinėje, - tai įtakoja šilumos konversijos koeficientą (vartotojui tiekiamos šilumos kiekio ir šilumos siurblio sunaudotos energijos kiekio santykį);
• lauko oro temperatūra;
• aušinimo bokšto veikimo parametrai- tam pačiam šilumos kiekiui jis gali sunaudoti skirtingus energijos kiekius, ir tai priklauso nuo išorinės sąlygos, įskaitant oro temperatūrą, vėjo buvimą ir kitus veiksnius;
• sistemoje veikiančių šilumos siurblių skaičius, taip pat jų bendra galia(įrangos, kuri paima šilumą iš vandens kontūro, ir įrenginių, išleidžiančių ją į grandinę, galios santykis).

Ar yra sėkmingų žiedinių sistemų naudojimo pavyzdžių?

Tokių pavyzdžių yra gana daug, tačiau toliau pateikti du gali būti laikomi „vadovėliniais“.

Pirmoji – Ust-Labinsko 2-osios vidurinės mokyklos rekonstrukcija. Šiame pastate buvo laikomasi visų griežčiausių standartų sanitariniai reikalavimai pasiekti maksimalų komfortą vaikams, kurie mokysis šioje įstaigoje. Atsižvelgiant į šiuos reikalavimus, specialus klimato sistema, kuris sezoniškai gali kontroliuoti temperatūrą, drėgmę ir gryno oro srautą. Tuo pačiu metu inžinieriai padarė viską, kas įmanoma, kad kiekviena klasė turėtų individualią mikroklimato kontrolę ir tik žiedinė sistema galėtų susidoroti su tokia kontrole. Ji leido:

• žymiai sumažinti viso pastato šildymo išlaidas,
• išspręsti problemą saltas vanduo mokyklos teritorijoje esančiame šiluminiame įrenginyje.

Sistema buvo surinkta iš daugiau nei 50 Climatemaster šilumos siurblių (JAV) ir vieno aušinimo bokšto. Jis gauna papildomą šilumą iš šildymo įrenginio, o valdomas automatikos, kuri savarankiškai prižiūri patogiomis sąlygomis vaikų mokymui ir tuo pačiu dirba kuo ekonomiškiau. Būtent jos dėka žiedo sistema veikia net pačiomis sunkiausiomis sąlygomis žiemos laikas leido sumažinti mėnesines šildymo išlaidas iki 9,8 tūkst. rublių: prieš atnaujinant sistemą kas mėnesį mokykla 2,5 tūkst. kvadratinių metrų šildymui išleisdavo 18 tūkst. 440 rublių. m Ir tai nepaisant to, kad po modernizavimo papildomai padidėjo mokyklos šildomas plotas, kuris siekė 3 tūkstančius kvadratinių metrų. m.

Antrasis projektas buvo įgyvendintas m kotedžų kaimai Maskvos sritis. Tokių gyvenviečių statybos problemų dažnai kildavo dėl to, kad šiose teritorijose esanti infrastruktūra neleido statyti naujų namų, nes nei vandentiekio, nei Tinklo elektra, nei transformatorinės tiesiog negalėjo susidoroti su padidėjusiomis apkrovomis. Tuo pačiu metu senose pastotėse nuolat trūkdavo elektros tiekimas, trūkdavo senų laidų, atsirasdavo įvairių avarijų, todėl tokiose teritorijose esančiuose kaimuose reikėjo nedelsiant pasirūpinti autonominiu elektros tiekimu.

Atitinkamai, inžinieriai turėjo sukurti dizainą, kuris teiktų dviejų aukštų kotedžas, turintis keletą kambarių su elektra ir šiluma. Standartinis tokio namo plotas buvo 200 kvadratinių metrų. m, o į jį buvo tiekiama tik elektra ir artezinis vanduo, kitų komunikacijų nebuvo.

Inžinieriai žengė pirmąjį žingsnį energinio efektyvumo link - kotedžoje buvo sumontuotos saulės baterijos, o už namo sumontuoti fotovoltiniai moduliai, taip pat varomi saulės energija ir turintys 3,5 kW galią. Šios galios pakako įkrauti baterijos, kuris vėliau maitino patį namą ir jo šildymo sistemą. Atitinkamai tokiame name gyvenančiai šeimai elektra buvo nemokama, vadinasi šeimos biudžetas išlaidos už tai galėtų būti perbrauktos. Dėl to akumuliatorių montavimo išlaidos turėtų atsipirkti greičiau nei per 10 metų, o po to nereikės skirti lėšų.

Kotedžui šildyti buvo panaudota geoterminio šilumos siurblio instaliacija, pagrįsta vandens-vandens siurbliu. Jis buvo skirtas ne tik patalpų šildymui naudojant radiatorių baterijas, bet ir gamybai karštas vanduo. Grandinė, tiekianti žemos kokybės šilumą į siurblį, tai yra įprasta polietileno vamzdis 800 m ilgio ir 32 mm skersmens – paklota pačioje aikštelėje (2 metrų gylyje). Tokios sistemos įrengimas (elektra + šildymas) kainavo 40 tūkst. Komunalinės paslaugos, tiekiamas centralizuotai, jis iš to tik naudos.

Kur galima naudoti žiedų sistemas?

Apskritai visi pavyzdžiai rodo, kad toks Šilumos siurblių įrenginius galima montuoti įvairiose vietose. Tarp pagrindinių yra:

• administraciniai pastatai,
• medicinos ir sveikatos įstaigos,
• visuomeniniai pastatai,
• švietimo įstaigos,
• poilsio namai ir viešbučiai,
• sporto kompleksai,
• pramonės įmonės,
• pramogų įrenginiai.

Be to, bet kuriame variante lanksčią žiedų sistemą galima lengvai pritaikyti prie konkrečios patalpos poreikių ir montuoti įvairiais variantais.

Norėdami jį įdiegti, inžinieriai turės atsižvelgti į keletą niuansų:

• šalčio ir šilumos poreikiai konkrečioje įstaigoje,
• žmonių, esančių patalpose, skaičius,
• galimi šilumos šaltiniai pastate,
• galimi šilumnešiai,
• šilumos nuostolių ir šilumos padidėjimo ypatumai.

Po to pačioje sistemoje bus naudojami geriausi šilumos šaltiniai, o bendra šilumos siurblių galia turi būti sureguliuota taip, kad nebūtų per didelė.

Apskritai, idealus variantas Bet kuriame objekte ekspertai svarsto įrengti šilumos siurblio įrangą, kuri naudoja aplinką ir kaip šilumos šaltinį, ir kaip šilumos imtuvą. Tuo pačiu visa sistema turėtų būti subalansuota šilumos atžvilgiu, nepriklausomai nuo šilumos šaltinių ir imtuvų galios – jie gali būti skirtingi, nes jų santykis keičiasi keičiantis sistemos veikimo sąlygoms. Tačiau jie turi būti suderinti vienas su kitu.

Jei į šiuos parametrus bus tinkamai atsižvelgta, žiedinė sistema veiks efektyviai tiek šildymui, tiek vėsinimui, išnaudodama visą „perteklinę“ šilumą. O naudojant vieną tokią sistemą vietoj kelių ne tik sukursite idealų patalpų klimatą, bet ir bus labai efektyvu bei pelninga tiek kapitalo, tiek eksploatacinių sąnaudų prasme.

Jie tampa vis mažiau pelningi ir praranda savo aktualumą. Deginant dujas ar skystą kurą katiluose, biudžetas apkraunamas kaip niekada anksčiau. Jei naudosite, galite žymiai sutaupyti šilumos siurbliai namo šildymui. Jie pagrįsti laisvos gamtos energijos vartojimo principu, kuris yra visur. Jums tiesiog reikia jį paimti.

Investicijų grąža

Suskystintos dujos ir dyzelinis kuras negali konkuruoti su šilumos siurbliais nei eksploatacijos kaštais, nei eksploatavimo komfortu. Kietojo kuro naudojimas šildymui yra sunkiai automatizuojamas ir reikalauja daug darbo jėgos. Elektra yra patogi, bet brangi energijos rūšis. Prisijungti elektrinis katilas jums reikia atskiros galingos linijos. Iki šiol buitinėmis sąlygomis gamtinės dujos išliko populiariausia ir patogiausia kuro rūšis. Tačiau jis turi keletą trūkumų:

1. Leidimų registravimas.
2. Projekto derinimas su reguliavimo institucijomis ir kaimynais.
3. Kai kurias įterpimo ir prijungimo operacijas gali atlikti tik įgaliotos organizacijos.
4. Periodinė skaitiklio patikra.
5. Riboto tinklo paskirstymo ir nuotolinio ryšio taškai.
6. Didelės tiekimo linijos tiesimo išlaidos.
7. Dujas naudojanti įranga yra potencialios grėsmės šaltinis ir reikalauja reguliuojamos kontrolės.

Vienintelis reikšmingas šilumos siurblio trūkumas yra didelės kapitalo investicijos įrangos pirkimo ir montavimo etape. Standartinės šildymo sistemos, paremtos šilumos siurbliu su geoterminiu šilumokaičiu, kaina susideda iš gręžėjų darbų ir specifinės įrangos su montavimu kainos. Į komplektą įeina:

• zondo rinkinys;
• propilenglikolis;
• netiesioginis karšto vandens šildymo katilas;
• siurblinės įrangos ir automatikos komplektas.

Darbus atlieka kvalifikuoti darbuotojai su profesionalus įrankis. Šiek tiek didesnes pradines išlaidas atsveria rimti pranašumai:

1. Šilumos siurblio sistema yra labai ekonomiška, kas leidžia susigrąžinti papildomas išlaidas vos per kelis sezonus.
2. Yra daug galimybių įdiegti lankstų automatizuotą valdymą su minimalia priežiūra.
3. Naudojimo komfortas.
4. Dėl savo estetiško ir modernaus dizaino puikiai tinka montuoti gyvenamuosiuose rajonuose.
5. Patalpų vėsinimas pagal tą patį įrangos komplektą.
6. Dirbant vėsinimui, be aktyvaus darbo režimo galima naudoti žema temperatūra natūralų vandenį ir dirvožemį, kad būtų įgyvendintas pasyvus režimas be nereikalingų energijos sąnaudų.
7. Dėl mažos įrangos galios nereikia kloti didelio skerspjūvio maitinimo laido.
8. Nereikia leidimų.
9. Galimybė panaudoti esamus šildymo prietaisų laidus.

Norint pagaminti 1 kW šiluminės galios, pakanka išleisti ne daugiau kaip 250 W. Privačių namų ūkių šildymui už 1 kv.m. plotas sunaudoja tik apie 25 W/val. Ir tai apima karšto vandens tiekimą. Energijos vartojimo efektyvumą galima dar labiau pagerinti pagerinus namų izoliaciją.

Kaip tai veikia

Šilumos siurblys, kurio veikimo principas pagrįstas Carnot ciklu, energiją eikvoja ne aušinimo skysčiui šildyti, o išorinei šilumai siurbti. Technologija nėra nauja. Šilumos siurbliai Jie jau dešimtmečius dirba mūsų namuose kaip šaldytuvų dalis. Šaldytuve šiluma juda iš kameros į išorę. Įdiegta naujausia šildymo instaliacija atvirkštinis procesas. Nepaisant žemos temperatūros lauke, energijos ten yra daug.

Iš šaltesnio kūno tampa įmanoma paimti šilumą ir atiduoti ją karštesniam dėl medžiagos savybės sunaudoti energiją garuojant ir išleisti ją kondensacijos metu, taip pat padidinti jos temperatūrą dėl suspaudimo. Būtinos sąlygos virimui ir garavimui sukuriami keičiantis slėgiui. Kaip darbinis skystis naudojamas žemos virimo temperatūros skystis – freonas.

Šilumos siurblyje transformacijos vyksta 4 etapais:

1. Skystas darbinis skystis, atvėsęs žemiau aplinkos temperatūros, cirkuliuoja per ritę, kuri liečiasi su juo. Skystis įkaista ir išgaruoja.
2. Dujos suspaudžiamos kompresoriaus, todėl jų temperatūra pakyla.
3. Aušintuvo vidinėje gyvatėje susidaro kondensatas ir išsiskiria šiluma.
4. Skystis pašalinamas per droselio įtaisą, kad būtų išlaikytas slėgio skirtumas tarp kondensatoriaus ir garintuvo.

Praktinis įgyvendinimas

Tiesioginis garintuvo ir kondensatoriaus kontaktas su išorine ir vidine aplinka nėra būdingas šilumos siurblių pagrindu veikiančioms šildymo sistemoms. Energijos perdavimas vyksta šilumokaičiuose. Aušinimo skystis, pumpuojamas per išorinę grandinę, perduoda šilumą šaltajam garintuvui. Karštas kondensatorius perduoda jį į namo šildymo sistemą.

Tokios schemos efektyvumas labai priklauso nuo temperatūros skirtumo tarp išorinės ir vidinės aplinkos. Kuo jis mažesnis, tuo geriau. Todėl šiluma retai paimama iš lauko oro, kurio temperatūra gali būti labai žema.

Atsižvelgiant į energijos paėmimo vietą, išskiriami šie įrenginių tipai:

• „požeminis vanduo“;
• „vanduo-vanduo“;
• "oras-vanduo".

Saugūs neužšąlantys skysčiai naudojami kaip aušinimo skystis žemės ir vandens sistemose. Tai gali būti propilenglikolis. Tokiems tikslams etilenglikolio naudoti neleidžiama, nes jei sistemoje sumažėja slėgis, tai sukels dirvožemio ar vandeningųjų sluoksnių apsinuodijimą.

Požeminio vandens įrenginiai

Jau nedideliame gylyje dirvožemio temperatūra mažai priklauso nuo oro sąlygų, todėl dirvožemis yra efektyvi išorinė aplinka. Žemiau 5 metrų sąlygos nesikeičia bet kuriuo metų laiku. Yra 2 įrengimų tipai:

• paviršius;
• geoterminė.

Pirmajame toje teritorijoje iškasamos ilgos tranšėjos iki gylio žemiau užšalimo lygio. Jie išdėstyti žiedais plastikiniai vamzdžiai kieta dalis ir padengta žeme.

Geoterminėse sistemose šilumos mainai vyksta gylyje, šuliniuose. Aukšta ir pastovi temperatūra žemės gelmėse suteikia gerą ekonominį efektą. Aikštelėje gręžiami gręžiniai, kurių gylis nuo 50 iki 100 m. Vieniems pastatams gali pakakti 1 šulinio, kitiems nepakaks 5. Šilumos mainų zondai nuleidžiami į šulinį.

Vanduo-vanduo įrenginiai

Tokiose sistemose naudojama vandens energija, kuri žiemą neužšąla upių ir ežerų dugne arba gruntiniame vandenyje. Priklausomai nuo šilumos mainų vietos, yra 2 vandens įrenginių tipai:

• vandens telkinyje;
• ant garintuvo.

Pirmasis variantas yra pigiausias kapitalo investicijų požiūriu. Dujotiekis tiesiog nuleidžiamas į netoliese esančio vandens telkinio dugną ir tvirtinamas, kad jis neišplauktų. Antrasis naudojamas, kai šalia nėra vandens telkinių. Jie gręžia 2 gręžinius: tiekimo ir priėmimo. Iš pirmojo vanduo per šilumokaitį pumpuojamas į antrąjį.

Oras-vanduo vienetai

Oro šilumokaitis tiesiog montuojamas prie namo arba ant stogo. Per jį pumpuojamas lauko oras. Tokios sistemos yra mažiau efektyvios, bet pigesnės. Įdiegimas pavėjui skirtose vietose padeda pagerinti našumą.

Savarankiškas sistemos surinkimas

Jei labai norite, galite patys pabandyti įsirengti šilumos siurblį. Perkamas galingas freoninis kompresorius, varinių vamzdžių ritė, šilumokaičiai ir kt Eksploatacinės medžiagos. Tačiau šiame darbe yra daug subtilybių. Jie susideda ne tiek iš vykdymo montavimo darbai, kiek reikia teisingai apskaičiuoti, konfigūruoti ir subalansuoti sistemą.

Pakanka blogai pasirinkti freono liniją, kad į kompresorių patenkantis skystis akimirksniu jį išjungtų. Taip pat gali kilti sunkumų įgyvendinant automatinis reguliavimas sistemos veikimas.

technikos mokslų daktaras V.E. Belyajevas, OMKB Gorizont vyriausiasis dizaineris,
technikos mokslų daktaras A.S. Kosoy, pramoninių dujų turbinų vyriausiojo konstruktoriaus pavaduotojas,
vyriausiasis projekto dizaineris,
Ph.D. Yu.N. Sokolovas, OMKB Gorizont šilumos siurblių sektoriaus vadovas,
FSUE MMPP Saliutas, Maskva

Šilumos siurblių (HPU) panaudojimas energetikos, pramonės ir būsto bei komunalinių paslaugų įmonėse yra viena perspektyviausių energiją taupančių ir aplinką tausojančių energetikos technologijų sričių.

2004 m. rugsėjo 15 d. Rusijos RAO UES mokslo ir technikos tarybos poskyrio „Kogeneracija ir centralizuotas šilumos tiekimas“ posėdyje buvo atlikta gana rimta būklės ir darbo šioje srityje plėtros perspektyvų analizė.

Poreikis sukurti ir įdiegti naujos kartos HPI yra susijęs su:

♦ didžiulis atsilikimas Rusijos Federacija ir NVS šalių praktinio HPI įgyvendinimo srityje, vis didėjančius didžiųjų miestų, atokių gyvenviečių, pramonės ir būsto bei komunalinių paslaugų įmonių poreikius kuriant ir naudojant pigią ir aplinką tausojančią šiluminę energiją (TE);

♦ galingų žemos kokybės šilumos šaltinių (požeminio vandens, upių ir ežerų, įmonių, pastatų ir statinių šiluminės emisijos) buvimas;

♦ nuolat didėjantys gamtinių dujų (GD) naudojimo šilumos gamybos įrenginiams apribojimai;

♦ galimybes panaudoti pažangias konversijos technologijas, sukauptas orlaivių variklių gamyboje.

Rinkos santykių sąlygomis svarbiausi elektros energijos gamybos įrenginių efektyvumo techniniai ir ekonominiai rodikliai yra pagamintos energijos kaina ir pelningumas (atsižvelgiant į aplinkosaugos reikalavimus) ir dėl to elektros įrenginių atsipirkimo laikotarpio sumažinimas. .

Pagrindiniai šių reikalavimų įvykdymo kriterijai yra šie:

♦ pasiekti didžiausią galimą kuro panaudojimo koeficientą (FUF) elektrinėje (naudingos energijos ir kuro energijos santykį);

♦ maksimaliai sutrumpinti elektrinės kapitalo sąnaudas ir statybos laiką.

Į aukščiau pateiktus kriterijus buvo atsižvelgta diegiant naujos kartos HPI.

Pirmą kartą, praktiškai įgyvendinant didelio masto HPI, kaip darbinį skystį buvo pasiūlyta naudoti vandens garus (R718). Pati idėja naudoti vandens garus HPI nėra nauja (be to, ją panaudojo V. Tomsonas, dar 1852 m. demonstruodamas pirmosios tokios tikros mašinos veikimą – aut. pastaba). Tačiau dėl labai didelių specifinių vandens garų kiekių esant žemai temperatūrai (palyginti su tradiciniais šaltnešiais), tikro vandens garų kompresoriaus, skirto naudoti garų suspaudimo HPI, sukūrimas dar nebuvo įgyvendintas.

Pagrindiniai vandens garų, kaip HE darbinio skysčio, naudojimo pranašumai, palyginti su tradiciniais šaltnešiais (freonais, butanu, propanu, amoniaku ir kt.), yra šie:

1. Ekologiškumas, saugumas ir technologinės priežiūros paprastumas, darbinio skysčio prieinamumas ir maža kaina;

2. Aukštos termofizinės savybės, kurių dėka labiausiai brangių daiktų HPU (kondensatorius ir garintuvas) tampa kompaktiški ir pigūs;

3. Žymiai aukštesnė aušinimo skysčio temperatūra vartotojui (iki 100 °C ir aukštesnė), palyginti su freonų 70-80 °C;

4. Galimybė įgyvendinti kaskadinę schemą, skirtą temperatūros padidinimui nuo žemo potencialo šaltinio iki šilumos vartotojo (pagal Lorenco ciklą), padidinus konversijos koeficientą į HPI (kHPU) 1,5-2 kartus, palyginti su tradiciniu. vieni;

5. Galimybė HE generuoti chemiškai išvalytą vandenį (distiliatą);

6. Galimybė naudoti kompresorių ir kondensatorių TNU:

♦ vandens garų išsiurbimas iš šildymo turbinų išėjimo, perteklinę šilumą perduodant šilumos vartotojui, dėl ko papildomai padidėja vakuumas turbinos išėjimo angoje, padidėja jos generuojama galia, sumažėja sąnaudos cirkuliuojančio vandens, jo siurbimo sąnaudos ir šiluminės emisijos į atmosferą;

♦ mažo potencialo vandens garų (atliekų) išsiurbimas iš energetikos technologijų įrenginių

wok chemijos gamyba, džiovinimas ir pan., perduodant atliekinę šilumą šilumos vartotojui;

♦ itin efektyvių garo turbininių kondensatorių išmetimo įrenginių sukūrimas, daugiakomponentių mišinių siurbimas ir kt.

Schema HPI veikimas ant vandens garų ir jo konstrukcijos ypatybės

Fig. 1 paveiksle parodyta HPI veikimo schema, kai vandens garai (R718) naudojami kaip darbinis skystis.

Siūlomos schemos bruožas yra galimybė organizuoti šilumos parinkimą iš žemos temperatūros šaltinio garintuve dėl tiesioginio į jį tiekiamo vandens išgarinimo (be šilumos mainų paviršių), taip pat galimybė šilumos perdavimas į šilumos tinklą kondensatoriuje HPU tiek su šilumos mainų paviršiais, tiek be jų (maišymo tipas ). Projektavimo tipo pasirinkimą lemia HPI prijungimas prie konkretaus mažo potencialo šaltinio ir šilumos vartotojo reikalavimai jam tiekiamo aušinimo skysčio naudojimui.

Praktiniam didelio masto HPI, naudojant vandens garus, įgyvendinimui, siūloma naudoti komerciškai pagamintą aviacinį ašinį kompresorių AL-21, kuris turi: svarbias savybes naudojant vandens garus:

♦ didelis tūrinis našumas (iki 210 tūkst. m3/h) esant kompresoriaus rotoriaus sukimosi dažniui apie 8 tūkst. aps./min.;

♦ 10 reguliuojamų pakopų, užtikrinančių efektyvų kompresoriaus darbą įvairiais režimais;

♦ galimybė įpurkšti vandenį į kompresorių, siekiant pagerinti veikimo efektyvumą, įskaitant energijos suvartojimo mažinimą.

Be to, siekiant padidinti eksploatacinį patikimumą ir sumažinti eksploatacines išlaidas, buvo nuspręsta riedėjimo guolius pakeisti slydimo guoliais, vietoj tradicinės alyvos sistemos naudojant vandens pagrindu pagamintą tepimo ir aušinimo sistemą.

Ištirti kompresoriaus dujų dinamines charakteristikas dirbant vandens garais įvairiais parametrais, testuojant konstrukcijos elementus ir demonstruojant kompresoriaus veikimo patikimumą pilno masto bandymo sąlygomis, didelio masto bandymų stendas (uždaro tipo, vamzdynų skersmuo 800 mm, ilgis apie 50 m).

Atlikus bandymus buvo gauti šie svarbūs rezultatai:

♦ patvirtinta galimybė efektyviai ir stabiliai dirbti vandens garais esant n=8000-8800 aps./min., kai vandens garų tūrinis debitas iki 210 tūkst. m3/h.

♦ įrodyta galimybė pasiekti aukštą vakuumą kompresoriaus įleidimo angoje (0,008 ata);

♦ eksperimentiniu būdu gautas suspaudimo laipsnis kompresoriuje πκ=5 buvo 1,5 karto didesnis nei reikalinga HPI reikšmė, kai konversijos koeficientas 7-8;

♦ pavyko patikimas dizainas kompresoriaus slydimo guoliai ant vandens.

Priklausomai nuo HPI veikimo sąlygų, siūlomi 2 jo išdėstymo tipai: vertikalus (HPI viename vienete) ir horizontalus.

Atliekant daugybę siūlomo vertikaliojo HE išdėstymo modifikacijų, vamzdinį kondensatorių galima pakeisti purškiančiu kondensatoriumi. Tokiu atveju HE darbinio skysčio kondensatas sumaišomas su aušinimo skysčiu (vandeniu) vartotojui. HE kaina sumažėja maždaug 20%.

Kaip kompresoriaus pavarą galima naudoti:

♦ įmontuota turbo pavara, kurios galia iki 2 MW (HE galios iki 15 MW);

♦ nuotolinės didelės spartos turbo pavaros (iki 30 MW galios HE);

♦ dujų turbininiai varikliai su kuro elementų panaudojimu iš išėjimo;

♦ elektrinė pavara.

Lentelėje 1 lentelėje parodytos HPI, naudojant vandens garus (R718) ir freoną 142, charakteristikos.

Naudojant kaip mažo potencialo šilumos šaltinį, kurio temperatūra 5-25 °C, freonas 142 buvo pasirinktas kaip HPU darbinis skystis dėl techninių ir ekonominių priežasčių.

Lyginamoji analizė rodo, kad HE, naudojantys vandens garus, kapitalo sąnaudos yra tarp vandens aušinimo skysčio ir darbinio skysčio (freono).

žemo potencialo šaltinio temperatūros diapazonas:

♦ 25-40 OS - 1,3-2 kartus mažesnė nei tradicinių vietinių freoninių HPI ir 2-3 kartus mažesnė nei užsienio HPI;

♦ 40–55 OS – 2–2,5 karto mažesnė nei tradicinių vietinių freoninių HPI ir 2,5–4 kartų mažesnė nei užsienio HPI.

1 lentelė. HPI, veikiančio vandens garais ir freonu, charakteristikos.

* - dirbant su freonu, HPU garintuvas ir kondensatorius yra pagaminti su šilumos mainų paviršiais

**-T- turbo pavara; G- dujų turbina (dujų stūmoklis); E - elektrinė pavara.

Dirbant realiomis HE veikimo sąlygomis šiluminėje elektrinėje, galimybė efektyviai perduoti atliekinę šilumą iš garo turbina kurių HPI konversijos koeficientas lygus 5-6. Siūlomame ir parodytame Fig. 2 diagramoje HPI konversijos koeficientas bus žymiai didesnis dėl HPI garintuvo neįtraukimo ir atitinkamai dėl to, kad kompresoriaus įleidimo angoje nėra temperatūros skirtumo tarp žemos temperatūros šaltinio ir darbinio garo.

Šiuo metu itin efektyvus ir aplinkai nekenksmingas šilumą gaminančių elektrinių kūrimas HE pagrindu yra itin skubus uždavinys.

Aprašomi HPI įgyvendinimo rezultatai. įvairių tipųšilumos tiekimo, pramonės įmonių ir būsto bei komunalinių paslaugų poreikiams.

Remiantis tikrais HPI bandymais Mosenergo OJSC CHPP-28, buvo pasiūlytos 2 konkrečios šilumos perdavimo į aušinimo bokštus naudojant HPI į šildymo tinklą schemos (tiesioginis perkėlimas į grįžtamąją šildymo magistralę ir šildymui). tinklo vanduo).

Nagrinėjami itin efektyvių kompresinių HE, naudojant vandens garus, kūrimo būdai, naudojant kaip mažo potencialo šilumos šaltinį temperatūros intervale nuo 30 iki 65 °C su dujų turbininio kompresoriaus pavara ir šilumos atgavimu iš išmetamųjų dujų iš dujų turbinos bloko. Techninės ir ekonominės analizės rezultatai parodė, kad, priklausomai nuo sąlygų, HE generuojamos šilumos savikaina gali būti kelis kartus mažesnė (o PPM kelis kartus didesnė) nei tradicinės šilumos gamybos kogeneracinėse jėgainėse.

Šilumos siurblių naudojimo efektyvumo analizė centralizuotos sistemos karšto vandens tiekimas (karštas vanduo). Įrodyta, kad šis efektyvumas labai priklauso nuo esamų energijos tarifų ir naudojamos žemos kokybės šilumos temperatūros, todėl HE naudojimo problemą reikia spręsti atsargiai, atsižvelgiant į visas specifines sąlygas.

HE kaip alternatyvus buitinio karšto vandens šaltinis vartotojams centralizuotas šildymas V šildymo sezonas

Šiame darbe, remdamiesi sukaupta patirtimi, analizuojame galimybę ir techninius bei ekonominius rodiklius nuodugniau panaudoti HE buitiniam karštam vandeniui ruošti, lyginant su beveik 100% šilumos išstūmimu iš tradicinės šiluminės energijos. šiems tikslams skirtų augalų šildymo sezono metu.

Pavyzdžiui, svarstoma galimybė įgyvendinti tokį metodą didžiausiame Rusijos Federacijos Maskvos regione, kai naudojami du šilumos šaltiniai:

♦ natūralių vandens šaltinių šiluma: Maskvos upė, ežerai, rezervuarai ir kiti, kurių vidutinė temperatūra apie 10 °C;

♦ šilumos atliekos iš nuotekų ir kitų šaltinių;

♦ atliekų šilumą į aušinimo bokštus (iš šiluminių elektrinių garo turbinų išėjimo šildymo laikotarpiu vėdinimo praėjimo režimu, kai garo temperatūra išėjimo angoje 30-35 °C). Bendras šios šilumos kiekis – apie 2,5 tūkst.MW.

Šiuo metu įjungta Karšto vandens poreikis Maskvos sritis sunaudoja apie 5 tūkst. MW šiluminės energijos (apie 0,5 kW vienam žmogui). Pagrindinis šilumos kiekis buitiniam karšto vandens tiekimui tiekiamas iš šiluminių elektrinių per centralizuotą šilumos tiekimo sistemą ir yra tiekiamas Maskvos miesto šilumos tinklo centriniame šilumos punkte. Vandens šildymas karštam vandeniui ruošti (nuo ~10 °C iki 60 °C) paprastai atliekamas 2 nuosekliai sujungtuose šilumokaičiuose 7 ir 8 (3 pav.), pirmiausia iš tinklo vandens šilumos, esančios tinkle. grąžinama šiluminė magistralė ir po to iš tinklo vandens šilumos tiesioginėje šiluminėje trasoje . Tuo pačiu karšto vandens tiekimo reikmėms sunaudojama ~650-680 tce/h ŠESD.

Išplėstinio (integruoto) aukščiau nurodytų perteklinės šilumos šaltinių panaudojimo karšto vandens tiekimui, naudojant dviejų šildymo mazgų sistemą (ant freono ir vandens garo, 4 pav.), schemos įgyvendinimas leidžia beveik 100% kompensuoti apie 5 tūkst. MW šilumos per šildymo laikotarpį (atitinkamai sutaupant didžiulį šiltnamio efektą sukeliančių dujų kiekį, sumažinant šilumines ir kenksmingas emisijas į atmosferą).

Natūralu, kad jei ne šildymo laikotarpiu yra veikiančios kogeneracinės elektrinės, nepraktiška šilumą perduoti naudojant HE, nes kogeneracinės elektrinės dėl šilumos apkrovos trūkumo yra priverstos persijungti į kondensacinį darbo režimą, išleidžiant elektros energiją. didelis šilumos kiekis iš sudegusio kuro (iki 50%) į aušinimo bokštus.

Šilumos siurblio instaliacija TNU-1 su darbiniu skysčiu, veikiančiu freonu (R142), gali užtikrinti vandens pašildymą nuo ~10 °C prie įėjimo į garintuvą nuo 10 iki ~35 °C prie išėjimo iš jo, naudojant vandenį, kurio temperatūra apie 10 °C, o kHNU apie 10 °C kaip žemos temperatūros natūralus šaltinis 5.5. Kai naudojamas kaip žematemperatūrinis pramonės įmonių arba būsto ir komunalinių paslaugų nuotekų šaltinis, jo temperatūra gali gerokai viršyti 10 °C. Tokiu atveju kTNU bus dar didesnis.

Taigi TNU-1 gali labai efektyviai pašildyti 50% vandens karšto vandens tiekimui, kai bendras perduodamos šilumos kiekis yra iki 2,5 tūkst. MW ir daugiau. Tokių HPI diegimo mastai yra gana dideli. Kai HE-1 vidutinė vieneto šiluminė galia yra apie 10 MW, vien Maskvos regionui reikėtų apie 250 tokių HE.

Kai kHPU = 5,5, reikia išleisti apie 450 MW elektros ar mechaninės galios HPU kompresoriams varyti (kai varomi, pavyzdžiui, iš dujų turbinos bloko). Šilumos siurblių agregatai TNU-1 turėtų būti montuojami arti šilumos vartotojo (miesto šilumos tinklų centrinėje šilumos stotyje).

Šilumos siurblių agregatai TNU-2 montuojami šiluminėse elektrinėse (4 pav.) ir naudojami šildymo sezono metu kaip žemos temperatūros garo šaltinis iš šildymo turbinų išėjimo (žemo slėgio dalies ventiliacinis kanalas (LPP)). ). Šiuo atveju, kaip minėta aukščiau, 30-35 °C temperatūros garai patenka tiesiai į kompresorių 13 (2 pav., nėra HPU garintuvo) ir po jo suspaudimo patenka į šilumos siurblio instaliacijos TNU kondensatorių 14. -2 šildyti vandenį iš grįžtamojo tinklo magistralės.

Struktūriškai garas gali būti paimamas, pavyzdžiui, per 1 garo turbinos žemo slėgio siurblio apsauginį (reljefinį) vožtuvą. Kompresorius 13, sukuriant žymiai mažesnį slėgį žemo slėgio turbinos 1 išėjimo angoje (nei jos nėra). HPI-2), atitinkamai sumažina garų kondensacijos (prisotinimo) temperatūrą ir „išjungia“ turbininį kondensatorių 3.

Fig. 4 paveiksle schematiškai pavaizduotas atvejis, kai atliekinė šiluma kondensatoriumi 14 perduodama į grįžtamąją šildymo magistralę į PSV 4. Šiuo atveju, net ir perduodant visą atliekinę šilumą iš žemo slėgio turbinos išėjimo į grįžtamąją šildymo magistralę, temperatūra priešais PSV padidės tik ~5 °C, o PSV 4 turbinos ištraukimo garo šildymo slėgis šiek tiek padidės.

Veiksmingiau dalį panaudotos šilumos iš pradžių perduoti papildomo tinklo vandeniui šildyti (vietoj tradicinio šildymo iš turbinos ištraukiamais garais), o likusią šilumos dalį perkelti į grįžtamąją šildymo sistemą (tai parinktis nepavaizduota 4 pav.).

Svarbus siūlomo požiūrio rezultatas yra galimybė išstumti iki 2,5 tūkst. MWTE (perduodama piko vandens katilais) naudojant papildomai įrengtas TNU-2 CHPP šildymo laikotarpiu Maskvos regione. Kai TNU-2 vieneto galia ant vandens garo lygi ~6-7 MW, tokiam šilumos kiekiui perduoti reikėtų 350-400 tokių įrenginių.

Atsižvelgiant į labai mažą temperatūros skirtumo lygį HPI (~15 °C tarp žemos temperatūros šaltinio ir grįžtamojo tinklo vandens temperatūros), HPI-2 konversijos koeficientas bus dar didesnis (kHPU ~6,8) nei skirtas HPI-1. Tuo pačiu metu, norint perduoti į šilumos tinklus ~2,5 tūkst.MWTE, iš viso reikia išleisti apie 370 MW elektros (arba mechaninės) energijos.

Taigi iš viso HE-1 ir HE-2 pagalba per šildymo sezoną Maskvos srities karšto vandens tiekimo sistemos poreikiams gali būti perduota iki 5 tūkst. MW šilumos. Lentelėje 2 pateiktas techninis ir ekonominis tokio pasiūlymo įvertinimas.

Dujų turbininė pavara, kurios N=1 -5 MW ir 40-42% naudingumo koeficientas (dėl šilumos atgavimo iš išmetamųjų dujų), gali būti naudojama kaip TNU-1 ir TNU-2 pavara. Iškilus sunkumams, susijusiems su dujų turbinos agregato miesto šildymo tinklo įrengimu centrinėje šildymo stotyje (papildomas SG tiekimas ir kt.), HE-1 pavara gali būti naudojama elektrinė pavara.

2005 m. pradžioje buvo atlikti kuro ir šiluminės energijos tarifų techniniai ir ekonominiai vertinimai. Svarbus analizės rezultatas – žymiai mažesnė šilumos energijos, pagamintos naudojant HE, kaina (HPU-1 - 193 rub./Gcal ir HPU- 2–168 rub./Gcal ), palyginti su tradiciniu būdu jos gamyba Mosenergo OJSC šiluminėje elektrinėje.

Yra žinoma, kad šiuo metu kuro energijos kaina, skaičiuojama taikant vadinamąjį „fizinį kuro atskyrimo į elektros ir šilumos gamybą metodą“, gerokai viršija 400 rublių/Gcal (kuro tarifas). Taikant tokį metodą, šilumos gamyba net moderniausiose šiluminėse elektrinėse yra nuostolinga, o šį nuostolingumą kompensuoja elektros tarifų didinimas.

Mūsų nuomone, toks kuro sąnaudų padalijimo būdas yra neteisingas, bet vis dar naudojamas, pavyzdžiui, Mosenergo OJSC.

Mūsų nuomone, pateikta lentelėje. 2, HPI atsipirkimo laikotarpis (nuo 4,1 iki 4,7 metų) nėra ilgas. Skaičiuojant buvo priimta 5 tūkst. darbo valandų per metus. Tiesą sakant, vasarą šios instaliacijos gali veikti pažangių Vakarų šalių pavyzdžiu centralizuoto vėsinimo režimu, tuo pačiu gerokai pagerinant vidutinius metinius techninius ir ekonominius veiklos rodiklius.

Nuo stalo 2 matyti, kad nurodytos HPI CIF svyruoja nuo ~2,6 iki ~3,1, o tai daugiau nei 3 kartus viršija tradicinių CHPP vertę. Atsižvelgiant į proporcingą šiluminių ir kenksmingų išmetimų į atmosferą, siurbimo sąnaudų ir sistemoje cirkuliuojančio vandens nuostolių sumažėjimą: turbininis kondensatorius - aušinimo bokštas, vakuumo padidinimas žemo slėgio turbinų išleidimo angoje (HEE-2 veikimo metu ) ir atitinkamai generuojama galia, techniniai ir ekonominiai pranašumai minėti pasiūlymai bus dar reikšmingesni.

2 lentelė. HPI panaudojimo, naudojant vandens garus ir freoną, galimybių studija.

№	vardas	Matmenys	HPI tipas
			TNU-1 ant freono	TNU-2 ant vandens garų
1	Žemos temperatūros šaltinio temperatūra	°C	10	35
2	Temperatūra vartotojui	°C	35	45-55
3	Q-wildebeest (vienišas)	MW	10	6-7
4	Q HPI karštam vandeniui, bendras Q šilumos atgavimas iš dujų turbinos bloko išėjimo* Q bendras vartotojui	MW	2500 -450 -2950	2500 -370 -2870
5	kTNU	-	5,5	6,8
6	Bendra dujų turbininių variklių galia varyti kompresorius	MW	-455	-368
7	Bendras gamtinių dujų suvartojimas kompresoriaus dujų turbininiame variklyje	τ a.c./val	140	113
8	Q degalai ant dujų turbinos variklio	MW	1138	920
9	BANGINIS	-	2,59	3,12
10	Konkrečios HPI su dujų turbininio variklio pavaros statybos sąnaudos	USD/kW tūkst USD/Gcal	220 256	200 232
11	Bendros kapitalo išlaidos	milijono JAV dolerių	-649	-574
12	Naudojimo valandos per metus	h	5000
13	Išlaidos per metus, iš kurių: - kuras (1230 rub./t kuro ekvivalentas); - nusidėvėjimo mokesčiai (6,7% per metus); - kita (išlaikymas, darbo užmokestis ir kt.).	milijonų rublių	2450 862 1218 370	2070 695 1075 300
14	Viso pagaminto kuro kiekio per metus kaina (400 rub./Gcal arba 344 rub./MWh)	milijonų rublių	5070	4936
15	Kuro sąnaudos	rub./Gcal	193	168
16	Pelnas per metus	milijonų rublių milijono JAV dolerių	2620 -94	2866 -102
17	Atsipirkimo laikotarpis (su nusidėvėjimo mokesčių grąžinimu)	metais	-4,7	-4,1

* - papildoma šiluma atgaunant išmetamųjų dujų šilumą iš dujų turbininių pavarų gali būti panaudota daliai šilumos iš šiluminės elektrinės išstumti į centralizuotą šilumos tiekimą.

Atsižvelgiant į neišvengiamą energijos kainų augimą Rusijai įstojus į PPO, šiltnamio efektą sukeliančių dujų naudojimo energetikai apribojimus ir būtinybę plačiai diegti labai efektyvias energiją taupančias ir aplinkai nekenksmingas energetikos technologijas, techninius ir ekonominius privalumus, atsirandančius dėl energijos vartojimo efektyvumo. HE toliau augs.

Literatūra

1. Naujos kartos šilumos siurbliai šilumos tiekimo tikslams ir jų naudojimo efektyvumas rinkos ekonomikoje // Rusijos RAO UES NTS Šilumos tiekimo ir centralizuoto šilumos tiekimo poskyrio posėdžio medžiaga, Maskva, rugsėjo 15 d. , 2004 m.

2. Andriušenka A.I. Šiluminių elektrinių ciklų termodinamikos pagrindai. - M.: Aukštesnis. mokykla, 1985 m

3. Beliajevas V.E., Kosojus A.S., Sokolovas Yu.N. Šilumos energijos gavimo būdas. RF patentas Nr. 2224118, 2002-05-07, FSUE MMPP Salyut.

4. Sereda S.O., Gelmedovas F.Sh., Sachkova N.G. Apskaičiuoti daugiapakopės charakteristikų pokyčių įverčiai

kompresorius, veikiamas vandens garavimo srauto dalyje, MMPP "Salyut"-CIAM // Šiluminės energetikos inžinerija. 2004. Nr.11.

5. Elisejevas Ju.S., Beljajevas V.V., Kosojus A.S., Sokolovas Ju.N. Didelio efektyvumo naujos kartos garų suspaudimo įrenginio sukūrimo problemos. FSUE MMPP Salyut išankstinis spaudinys, 2005 m. gegužės mėn.

6. Devjaninas D.N., Piščikovas S.I., Sokolovas Yu.N. Laboratorinio stendo, skirto HPI naudojimo energetikos sektoriuje schemų aprobavimui, kūrimas ir bandymas UAB „Mosenergo“ CHPP-28 // „Šilumos tiekimo naujienos“. 2000. Nr.1. P. 33-36.

7. Protsenko V.P. Dėl naujos Rusijos RAO UES šilumos tiekimo koncepcijos // Energo-press, Nr. 11-12, 1999.

8. Frolovas V.P., Ščerbakovas S.N., Frolovas M.V., Šelginskis A.Ya. Šilumos siurblių panaudojimo centralizuotose karšto vandens tiekimo sistemose efektyvumo analizė // „Energijos taupymas“. 2004. Nr.2.

26 klausimas. Naudingas naudojimas mažo potencialo energijos ištekliai. Šilumos siurblių agregatai

Pastaruoju metu atsirado reali galimybė iš esmės nauju būdu išspręsti integruoto energijos tiekimo pramonės įmonėms klausimus, naudojant šilumos siurblius, naudojantys mažo potencialo emisijas gaminant ir šilumą, ir šaltį vienu metu. Šių energijos nešėjų gamyba vienu metu naudojant šilumos siurblius beveik visada yra efektyvesnė nei atskira šilumos ir šalčio gamyba tradiciniuose įrenginiuose, nes tokiu atveju negrįžtami šaldymo ciklo nuostoliai panaudojami vartotojui atiduodamai šilumai gaminti.

Šilumos siurblių įrenginiuose šilumos siųstuvo temperatūra yra lygi arba šiek tiek aukštesnė už aplinkos temperatūrą, o šilumos imtuvo – žymiai aukštesnė už aplinkos temperatūrą, t.y. T n > T o. Šilumos siurbliai yra įrenginiai, kurie perduoda energiją šilumos pavidalu iš žemesnės temperatūros į aukštesnę, reikalingą šilumai tiekti. Pagrindinis šių įrenginių tikslas – naudoti šilumą iš mažo potencialo šaltinių, pavyzdžiui, aplinkos.

Šiuo metu yra sukurtos ir naudojamos trys pagrindinės šilumos siurblių grupės: kompresiniai (garo); čiurkšlė (ežektorinio tipo); absorbcija.

Kompresiniai šilumos siurbliai naudojami atskirų pastatų ar pastatų grupių šilumos tiekimui, taip pat atskirų pramoninių dirbtuvių ar įrenginių šilumai tiekti.

Freonai dažniausiai naudojami kaip darbo agentas šilumos siurblių įrenginiuose.

4 paveiksle parodyta idealaus garų suspaudimo šilumos siurblio schema. Turima mažo potencialo šiluma tiekiama į garintuvą I esant temperatūrai Tn. Darbo agento garai iš garintuvo I patenka į 1 būsenos kompresorių II ir suspaudžiami iki slėgio pk ir atitinkamos prisotinimo temperatūros Tk. 2 būsenoje suslėgti darbinio agento garai patenka į III kondensatorių, kur perduoda šilumą į šildymo sistemos aušinimo skystį. Kondensatoriuje kondensuojasi darbinio agento garai. Iš kondensatoriaus darbinis agentas skystu pavidalu patenka į plėtiklį IV (įrenginį, kuriame darbinis skystis, gaminamas kartu su aušinimu, plečiasi visiškai naudingo darbo), kur darbinis agentas plečiasi nuo slėgio p k iki slėgio p o, kartu sumažėjus jo temperatūrai ir šilumos perdavimui. Iš plėtiklio darbinis agentas patenka į garintuvą I ir ciklas užsidaro.

Šilumos siurblių, veikiančių uždaru ciklu, grandinė iš esmės nesiskiria nuo garo kompresinių siurblių grandinės šaldymo įrenginiai. Tačiau vartotojų prijungimas vykdomas įvairiais būdais. Šaldymo kontūruose šalčio vartotojas jungiamas prie garintuvo, o šilumos siurblio – prie kondensatoriaus.

Šilumos siurbliai priklauso šilumos transformavimo įrenginiams, kurie taip pat apima šaldymo (120 K), kriogeninius (= 0...120 K) ir kombinuotus ( , ) įrenginius. Visi šie įrenginiai veikia atvirkštiniais termodinaminiais ciklais, kuriuose už tam tikrą kainą išorinis darbasšiluminė energija perduodama iš žemos temperatūros kūnų (šilumos siųstuvai) į aukštos temperatūros kūnus (šilumos imtuvus). Tačiau jei šaldymo ir kriogeninių įrenginių funkcija yra vėsinti kūnus ir palaikyti žemą temperatūrą šaldymo kamera, t.y. šilumos šalinimas, tuomet pagrindinė šilumos siurblių funkcija yra tiekti šilumą į aukštos temperatūros šaltinį naudojant žemos temperatūros šiluminę energiją. Šiuo atveju privalumas yra tas, kad gaunamas aukštos temperatūros šilumos kiekis gali būti kelis kartus didesnis nei sunaudojamas darbas.

Šilumos transformatorius vienu metu gali veikti kaip šaldymo ir šilumos siurblio agregatas; tuo pačiu metu T n< Т о и Т н >Tai. Šis procesas vadinamas kombinuotu. Kombinuotame procese šiluma ir šaltis gaminami vienu metu - aušinama terpė A, o šildoma terpė B. Taigi šaldymo agregatuose dirbtinai aušinami kūnai, kurių temperatūra žemesnė už aplinkos temperatūrą. Šilumos siurblių įrenginiuose šilumos tiekimui naudojama šiluma iš aplinkos arba kitos mažo potencialo terpės.

Idealūs ciklai Carnot instaliacijosšilumos transformacijos pateiktos 5 pav.

Šaldymo mašinų efektyvumas (tai teigiamas poveikis, šilumos kiekis, paimamas iš šaltesnio aušinimo skysčio) vertinamas pagal šaldymo koeficientą. Šilumos siurbliui naudojama transformacijos koeficiento sąvoka (tai yra naudingas poveikis, šilumos kiekis, perduodamas šildomam aušinimo skysčiui) arba šildymo koeficientas, t.y. gauto šilumos kiekio vienam sunaudoto darbo vienetui.

, ,

, .

Tikriems šilumos siurbliams = 2 - 5.

Tikras įrenginys turi nuostolių, atsirandančių dėl suspaudimo (vidaus) ir šilumos perdavimo (išorinio) procesų negrįžtamumo. Vidinis negrįžtamumas atsiranda dėl šaltnešio klampumo ir vidinės trinties šilumos išsiskyrimo suspaudimo metu kompresoriuje (entropija didėja). Tikras suspaudimo darbas, kur yra idealus darbas grįžtamajame procese; - santykinis vidinis kompresoriaus efektyvumas; - pavaros elektromechaninis efektyvumas.

Išorinis negrįžtamumas paaiškinamas tuo, kad šilumos perdavimui reikia turėti temperatūros skirtumą, kurį nustato (nustato) šilumos perdavimo paviršiaus plotas esant tam tikram šilumos srautui.

Štai kodėl ,

kur , yra atitinkamai įrenginio garintuvo ir kondensatoriaus temperatūra.

Ežektorinio tipo reaktyviniai šilumos siurbliai dabar yra plačiai naudojami. Aukšto slėgio garai patenka į reaktyvinį aparatą, o panaudojus darbinio srauto energiją, įpurškiamas srautas suspaudžiamas. Iš aparato išeina dviejų srovių mišinys. Taigi, kai įpurškiamas garas yra suspaudžiamas, jo temperatūra kartu didėja. Tada suspaustas garų srautas pašalinamas iš įrenginio.

Aukšto slėgio garai su parametrais p p ir T p patenka į reaktyvinį aparatą (6 pav.). Naudojant darbinio srauto energiją, įpurškiamas srautas suspaudžiamas su parametrais pH Ir Tn. Iš įrenginio išeina srautų su parametrais mišinys r s Ir T s. Taigi, kai įpurškiamas garas suspaudžiamas, jo temperatūra (taigi ir entalpija) kartu didėja. Tada suspaustas garų srautas pašalinamas iš įrenginio. Slėgio padidėjimo greitis r s / r n tokiuose įrenginiuose, vadinamuose reaktyviniais kompresoriais, yra palyginti mažas ir yra 1,2 ≤ r s / r n≤ 4.

Reaktyviniai šilumos siurbliai šiuo metu yra labiausiai paplitę dėl lengvos priežiūros, kompaktiškumo ir brangių elementų nebuvimo.

Absorbciniai šilumos siurbliai darbas vandens garų absorbcijos vandeniniais šarmų tirpalais (NaOH, KOH) principu. Vandens garų absorbcijos procesas vyksta egzotermiškai, t.y. su šilumos išsiskyrimu. Ši šiluma sunaudojama kaitinant tirpalą iki žymiai aukštesnės nei sugerto garo temperatūra. Įkaitintas šarmo tirpalas prie išėjimo iš absorberio siunčiamas į paviršinį garintuvą, kur antrinis garas susidaro didesniu slėgiu nei pirminis garas, patenkantis į absorberį. Taigi, absorbciniuose šilumos siurbliuose vyksta garų generavimo procesas aukštas kraujo spaudimas atliekama naudojant iš išorės tiekiamą šilumą.

Absorbcinio šilumos siurblio schema parodyta 7 pav.

Kaip darbinė medžiaga absorbciniuose šilumos siurbliuose naudojamas dviejų medžiagų tirpalas (dvejetainis mišinys), kurio virimo temperatūra prie vienodo slėgio skiriasi. Viena medžiaga sugeria ir ištirpdo antrąją medžiagą, kuri yra darbinė medžiaga. Absorbcinio šilumos siurblio veikimo ciklas yra toks. Garintuve 3 per šilumokaičio sieneles į dvejetainį tirpalą tiekiama žemo potencialo šiluma, kurios temperatūra T o. Tiekiama šiluma užtikrina darbinio agento išgaravimą iš dvejetainio mišinio esant slėgiui p o. Susidarę darbinio agento garai iš garintuvo per vamzdyną patenka į absorberį 2, kur juos sugeria tirpiklis (absorbentas), ir išsiskiria sugerties šiluma Q a. Absorberyje susidaręs stiprus skystas tirpalas siurbliu 1 tiekiamas į generatorių 6. Į generatorių tiekiama šiluma Q g, kuri sunaudojama darbinei medžiagai išgarinti esant aukštam slėgiui pk ir atitinkamai aukštai temperatūrai Tk. tirpalo paviršiuje susidaro darbinio agento garai, o pats tirpalas tampa silpnas. Silpnas tirpalas vamzdynu siunčiamas į absorberį 2, sumažinant slėgį pagalbiniame termostatiniame vožtuve 7 iki slėgio garintuve p o. Generatoriuje susidarę darbinės medžiagos garai patenka į kondensatorių 5, kur per skiriamąją sienelę išsiskiria kondensacijos šiluma Q to esant aukštai temperatūrai T to. Kondensatoriuje kondensuotas darbinis agentas sumažina slėgį termostatiniame vožtuve nuo p iki p o. , su kuriuo jis patenka į garintuvą. Tada procesas kartojamas.

Idealaus absorbcinio šilumos siurblio veikimas apibūdinamas tokia šilumos balanso lygtimi:

Kur Q n- mažo potencialo šilumos kiekis, tiekiamas į garintuvą;

Q g -į generatorių tiekiamos didelio potencialo šilumos kiekis;

Klausimas mums -šilumos ekvivalentas siurblio darbui;

Q iki- kondensatoriuje pašalintos didelio potencialo šilumos kiekis;

Q a - mažo potencialo šilumos kiekis, pašalintas absorberyje.

Darbo medžiaga paprastai yra vanduo, o absorbentas yra ličio bromidas.

Chemijos, naftos chemijos ir naftos perdirbimo gamyklose, turinčiose didelį vandens tūrį aušinimo proceso vienetams, kurių temperatūra yra nuo 20 iki 50 °C, būtina naudoti absorbcinius ličio bromido šilumos siurblius, kurie vasaros laikas veiks cirkuliacinio vandens aušinimo režimu, o žiemą cirkuliuojančio vandens atliekinė šiluma bus naudojama karštam vandeniui gaminti cechų šildymui. 6 lentelėje pateikti sugeriamųjų ličio bromido šilumos siurblių (ABTH) parametrai.

Absorbciniai šilumos siurbliai turi didelis efektyvumas, jie neturi judančių dalių, įrangą galima nesunkiai pagaminti. Tačiau absorbciniams siurbliams reikalingas didelis specifinis metalo suvartojimas, todėl jie yra nepatogūs. Metalo korozijos galimybė reikalauja, kad įranga būtų pagaminta iš legiruotojo plieno. Todėl absorbciniai šilumos siurbliai pramonėje nėra plačiai naudojami.

6 lentelė

ABTN parametrai

Darbinės medžiagos ir aušinimo skysčiai (aušinimo skysčiai)

šilumos transformatoriuose

Procesams šilumos transformatoriuose atlikti naudojamos darbinės medžiagos (agentai), turinčios reikiamas termodinamines, fizikines ir chemines savybes. Jie gali būti vienarūšiai arba kelių, dažniausiai dviejų, medžiagų mišinys. Daugumoje šilumos transformatorių darbinėse medžiagose vyksta fazinės transformacijos. Šiuo metu šilumos transformatoriuose naudojamos šios darbinės medžiagos:

a) šaltnešiai – medžiagos, turinčios Atmosferos slėgisžema virimo temperatūra nuo +80 iki -130 °C. Šilumos siurblių įrenginiuose dažniausiai naudojami šaltnešiai, kurių virimo temperatūra nuo +80 iki -30 °C, o žemesnės virimo temperatūros nuo 0 iki -130 °C - vidutinio šaltumo įrenginiuose;

b) dujos ir dujų mišiniai (taip pat ir oras), kurių virimo temperatūra žema;

c) absorbcinių įrenginių darbinės medžiagos ir absorbentai;

d) savaip naudojamas vanduo termofizines savybesšaldymo įrenginiuose, kur žemesnio šilumos šaltinio temperatūra yra tн>0°С, pavyzdžiui, oro kondicionavimui.

Dėl ekonomiško ir saugus darbasšilumos transformatoriai, šaltnešiai turi atitikti šiuos reikalavimus:

a) turi mažą perteklinį slėgį virimo ir kondensacijos temperatūroje, aukštą 1 kg medžiagos šiluminę charakteristiką, nedidelį specifinį garo tūrį (stūmokliniams kompresoriams), mažą skysčio šiluminę talpą ir didelį šilumos laidumą bei šilumos perdavimo koeficientus ;

b) turi mažą klampumą, galbūt žemesnę kietėjimo temperatūrą ir netirpsta alyvoje (stūmokliniams kompresoriams);

c) būti chemiškai atsparūs, nedegūs, nesprogi, nesukelia metalų korozijos;

d) būti nekenksmingi žmogaus organizmui;

e) būti negausiai ir nebrangiai.

Dujinių šaldymo įrenginių darbinės medžiagos turi būti žemos normali temperatūra verdantis, mažas klampumas, didelis šilumos laidumas ir šiluminė talpa C p, mažai priklausoma nuo temperatūros ir slėgio.

Absorbcinių įrenginių darbinės medžiagos, be minėtų reikalavimų, turi būti gerai įsisavintos ir desorbuotos kartu su atitinkamais sorbentais.

Šilumos siurblių naudojimo ekonominis efektyvumas priklauso nuo:

Mažo potencialo šiluminės energijos šaltinio temperatūra bus aukštesnė, tuo aukštesnė jo temperatūra;

Elektros sąnaudos regione;

Šilumos energijos, pagamintos naudojant įvairių rūšių kurą, kaina.

Šilumos siurblių naudojimas vietoj tradiciškai naudojamų šilumos energijos šaltinių yra ekonomiškai naudingas dėl:

Nereikia pirkti, gabenti, laikyti kurą ir su tuo susijusių lėšų sąnaudas;

Atlaisvinti nemažą plotą, reikalingą katilinei, privažiavimo keliams ir kuro sandėliui įrengti.

Didžiausias energijos taupymo potencialas yra šilumos tiekimo sektoriuje: 40 - 50% visos šalies šilumos suvartojimo. Esamų šiluminių elektrinių įranga yra fiziškai ir morališkai susidėvėjusi, eksploatuojama su per didelėmis kuro sąnaudomis, šilumos tinklas yra didelių energijos nuostolių šaltinis, maži šilumos šaltiniai pasižymi mažu energijos vartojimo efektyvumu, dideliu aplinkos taršos laipsniu, padidėjusiomis vieneto sąnaudomis ir darbo sąnaudomis priežiūrai.

TNU suteikia galimybę:

1) sumažinti šilumos tinklų ilgį (priartinti šiluminė galiaį vartojimo vietas);

2) gauti 3 - 8 kW ekvivalentinės šiluminės energijos šildymo sistemose (priklausomai nuo žemo potencialo šaltinio temperatūros, išleidžiant 1 kW elektros energijos).

Iki šiol šilumos siurblių diegimo mastai pasaulyje yra tokie:

Švedijoje 50% viso šildymo aprūpinama šilumos siurbliais; Vien per pastaruosius metus pradėta eksploatuoti daugiau nei 100 (nuo 5 iki 80 MW) šilumos siurblių;

Vokietijoje šilumos siurblių įrengimui numatyta 400 markių valstybės subsidija už kiekvieną įrengtos galios kilovatą;

Japonijoje kasmet pagaminama apie 3 mln. šilumos siurblių;

JAV 30% gyvenamųjų namų yra įrengti šilumos siurbliai, kasmet pagaminama apie 1 mln. šilumos siurblių;

Stokholme 12% viso miesto šildymo aprūpina 320 MW bendros galios šilumos siurbliai, šilumos šaltiniu naudojant + 8 o C temperatūros Baltijos jūrą;

Pasaulyje, Pasaulio energetikos komiteto prognozėmis, iki 2020 metų šilumos siurblių dalis šilumos tiekime (komunalinėse paslaugose ir gamyboje) sudarys 75 proc.

Šilumos siurblių masinio atpažinimo priežastys yra šios:

Ekonomiškas. Norint perduoti 1 kW šiluminės energijos į šildymo sistemą, šilumos siurbliui reikia tik 0,2 - 0,35 kW elektros energijos;

Ekologinė švara. Šilumos siurblys nedegina kuro ir neišskiria kenksmingų teršalų į atmosferą;

Minimali priežiūra . Šilumos siurbliai turi ilgą tarnavimo laiką iki kapitalinis remontas(iki 10-15 šildymo sezonai) ir veikia visiškai automatiškai. Įrenginių priežiūra susideda iš sezoninės techninės apžiūros ir periodinio eksploatavimo sąlygų stebėjimo. Norint eksploatuoti šilumos siurblinę, kurios galia iki 10 MW, nereikia daugiau nei vieno operatoriaus per pamainą;

Lengvas pritaikymas prie esamos šilumos tiekimo sistemos;

Trumpas atsipirkimo laikotarpis . Dėl mažos pagamintos šilumos savikainos šilumos siurblys atsiperka vidutiniškai per 1,5 - 2 metus (2 - 3 šildymo sezonus).

Dabar yra dvi HPI plėtros kryptys:

Didelės šilumos siurblių stotys (HPS), skirtos centralizuotam šilumos tiekimui, įskaitant garo suspaudimo HPS ir piką karšto vandens boileriai, naudojamas esant žemai oro temperatūrai. HE elektrinė (suvartota) galia yra 20 - 30 MW, šiluminė - 110 - 125 MW. Lyginant su įprastomis katilinėmis, sutaupoma 20 - 30 % kuro, sumažėja oro tarša (nėra katilinės!);

Decentralizuotas individualus šilumos tiekimas (mažos galios garų suspaudimo šilumos siurbliai ir termoelektriniai puslaidininkiniai šilumos siurbliai). Kuro sutaupymas, palyginti su mažomis katilinėmis, yra 10 - 20%. Galimas šaldymas. Lydimas aukštas specifinės išlaidos kuro, kapitalo investicijų ir darbo sąnaudų.

Šilumos siurblys yra visa šildymo sistema, galinti šildyti privatus namas ne blogiau nei tradicinis šildymas, prie kurio esame įpratę. Akivaizdu, kad norint pradėti eksploatuoti siurblį, pirmiausia reikia jį tinkamai sumontuoti.

Visi šilumos siurbliai, priklausomai nuo to, iš kokio natūralaus šaltinio ima šilumą, skirstomi į tris pagrindinius tipus: gruntinis vanduo, vanduo-vanduo, oras-vanduo.

Kiekvieno iš šių tipų įrengimas turi savo niuansų ir savybių. - pakankamai sudėtingas dizainas o jo įrengimas yra daug darbo reikalaujantis procesas, į kurį reikia žiūrėti labai atsakingai. Šiame straipsnyje apžvelgsime, į ką reikia atkreipti dėmesį montuojant įvairių tipų šilumos siurblius.

Gruntinio vandens šilumos siurblio įrengimo taisyklės

Požeminio vandens sistemos siurblio veikimo schema (spustelėkite norėdami padidinti)

Dirvožemis yra šilumos šaltinis. Įlipus į žemę 5 metrus matosi, kad temperatūra ten išlieka beveik tokia pati visus metus(daugumoje Rusijos regionų – 8-10°C).

Dėl to šildymas bus labai efektyvus. Sistema veikia taip: žemėje esantis žemės šilumokaitis surenka energiją, kuri kaupiasi aušinimo skystyje, po kurios juda į šilumos siurblį ir grįžta atgal.

Vanduo-vanduo sistemos siurblio veikimo schema (spustelėkite norėdami padidinti)

Dalis saulės skleidžiamos energijos lieka po vandeniu, ypač vandens stulpelyje. Rezervuaro apačioje arba dugno grunte klojami specialūs vamzdžiai, pasverti su apkrova.

Aukšta aušinimo skysčio temperatūra žiemos laikotarpis užtikrina didesnį efektyvumą ir šilumos perdavimą. Bet, deja, jis netinka montuoti privačiuose namuose.

Daugiau ar mažiau už maži namai Tinka variantas su šuliniu. Specialus siurblys pumpuoja vandenį iš šulinio į garintuvą, po to vanduo nuleidžiamas į kitą šulinį, esantį pasroviui ir 15 metrų pagilintą į požeminį sluoksnį.

Eksperto patarimas: Prieš naudojant vandens-vandens sistemą, būtina užkirsti kelią šiukšlių patekimui į garintuvą ir apsaugoti jį nuo rūdžių, taip pat sumontuoti filtrą. Jei vandenyje gausu druskų, tuomet reikia įrengti tarpinį šilumokaitį, kuriame cirkuliuoja švarus vanduo arba antifrizas.

Tačiau jei vanduo iš šulinio prastai nusausinamas, galimas nedidelis potvynis ir siurblio užtvindymas.

Šilumos siurblio oras-vanduo montavimo taisyklės

Oras-vanduo sistemos siurblio veikimo schema (spustelėkite norėdami padidinti)

Mažiau populiarus nei požeminis vanduo dėl to, kad žiemą neįmanoma išgauti pakankamai šilumos iš oro. -20°C yra šilumos siurblio veikimo riba, po kurios pradeda veikti papildomas šilumos generatorius.

Pagrindinės montavimo schemos:

1. Monoblokinės konstrukcijos montuojamos patalpose, visa įranga surenkama viename pastate. Lankstus ortakis jungia mechanizmą su gatve. Gaminami ir išoriniai monoblokai.
2. Split technologija apima du blokus, sujungtus vienas su kitu.

Vienas yra gatvėje, kitas yra pastate. Pirmajame yra ventiliatorius su garintuvu, o antrame – automatika ir kondensatorius. Kompresorius gali būti montuojamas tiek viduje, tiek lauke.

Užsirašyti: Rinkdamiesi oro šilumos siurblius turėkite omenyje, kad atšalus galia prarandama beveik du kartus.

Naujuose tokio tipo šilumos siurbliuose įdiegta funkcija, leidžianti surinkti šilumą iš patalpos, ventiliacijos emisijas ir išmetamąsias dujas. Dėl to galima šildyti kambarį ir šildyti tekantį vandenį.

Perkant šilumos siurblį reikia orientuotis į specifinius savo namų poreikius.

Idealiu atveju turite žinoti namo šilumos nuostolius ir klimatą, kuriame yra namas. Šie duomenys yra svarbūs norint teisingai parinkti šilumos siurblio galią ir jo modelį.

Tačiau reikia atminti ir tai, kad renkantis šilumos siurblį taip pat reikia teisingai parinkti visus šildymo sistemos komponentus, kuriuose veiks šilumos siurblys.

Neįmanoma rasti universalaus šilumos siurblio, nes kiekviena šildymo sistema yra unikali.
Ir dar, viskas šildymo sistemos su šiuo įrenginiu jie turi bendrus kriterijus, turinčius įtakos šilumos siurblio prijungimo schemai:

• papildomo šilumos šaltinio (šildymo katilo, saulės baterija, kepti);
• vandens grandinių buvimas (šiltos grindys, ventiliatoriaus ritės blokai, radiatoriai);
• karšto vandens tiekimo poreikis;
• oro kondicionavimo prieinamumas;
• vėdinimo sistemos buvimas;
• šilumos siurblio tipas.

Jei atsižvelgsite į šiuos niuansus ir savo individualius poreikius, galite tai padaryti teisingas pasirinkimas ir tapti patikimos, patvarios ir ekonomiškos šildymo sistemos savininku.

Žiūrėkite vaizdo įrašą, kuriame parodytas visas šilumos siurblio montavimo procesas: