Šilumos siurblių įrenginiai ir įrenginiai turėtų būti laikomi įrenginiais, kurie atlieka visą šaltnešio cirkuliacijos ir valdymo įtaisų ciklą, įskaitant pavarą. Be to, šilumos siurbliai apima kompaktiškus, paruoštus naudoti įrenginius, o šilumos siurblius sudaro kompleksai, susidedantys iš kelių atskirų įrenginių ar blokų. Atsižvelgiant į apkrovos tipą šaltinio ir imtuvo pusėse, šilumos siurbliai gali būti klasifikuojami pagal lentelę. 1.2.
Nustatyta, kad dėl to paties termodinaminio žiedinio ciklo šaldymo įrenginiai ir šilumos siurbliai bei nedidelis įrangos temperatūros diapazonų neatitikimas, šilumos siurbliai turi būti parenkami tiesiai iš diapazono, kuris naudojamas šaldymo įranga su tam tikromis modifikacijomis ir tik kai kuriais atvejais reikalingas specialiųjų padalinių kūrimas.
1.2 lentelė.
Termoelektriniai šilumos siurbliai dar nėra plačiai paplitę dėl mažo konversijos koeficiento.
Kompresiniai šilumos siurbliai
Mažos galios šildytuvai apima mažus vandens šildytuvus ir langų oro kondicionierius, kuriuose yra šilumos siurbliai. Apskritai šilumos siurbliai, pirmiausia skirti gaminti šilumą 2 ... 3 kW galia, negali konkuruoti su paprastais elektriniais šildymo prietaisais (su elektriniu pagalbiniu šildytuvu) dėl didelio vieneto sąnaudos. Tik įrenginiai, pirmiausia skirti šalčiui ir šilumai gaminti, turi praktinę reikšmę dėl paprasto perjungimo galimybės. Tai visų pirma langų oro kondicionieriai su perjungimu (1.29 pav.).
Tokie įrenginiai, kaip taisyklė, susideda iš šaldymo mašinos su sandariu korpusu, garintuvo ir kondensatoriaus su priverstinė cirkuliacija oro. Keturių krypčių vožtuvo pagalba jie gali persijungti į šilumos siurblys ty užtikrinti patalpų šildymą. Kiekvienas ventiliatorius turi įrenginį, perjungiantį garintuvo veikimą į kondensatorių, bei perkeliantį patalpų ir lauko orą.
Ryžiai. 1.29. A - ryšio schema; b- oro kondicionieriaus įjungimo schema; V -šilumos siurblio perjungimo schema; / - kondensatorius; // - Droselis; Sh kompresorius; IV- garintuvas
Šiluminė galia yra 1,5 ... 4,5 kW. Konversijos koeficientas esant 21 ° C kambario temperatūrai ir 7,5 ° C išorės temperatūrai retai viršija 2.
Oro kondicionierių dalis Aukšta įtampa, skirtas bendriems pramoniniams pastatams, taip pat atliekamas perjungiant į šilumos siurblio darbą.
Kompresiniai šilumos siurbliai taip pat gali būti varomi šilumos varikliais. Šiuo atveju visas įrenginys susideda iš kompresinio šilumos siurblio ir šilumos variklio. Kuro cheminė energija paverčiama šiluma tiesiogiai šilumos variklio viduje (pavyzdžiui, Stirlingo variklyje). Variklyje pagal termodinaminį žiedinį ciklą dalis šilumos paverčiama mechanine energija, kuri varo savo kompresinį šilumos siurblį, taip padidindama žemos temperatūros naudingos temperatūros lygį. aplinką arba eikvojama šiluma. Taip pat galima panaudoti variklio atliekamą šilumą. Atliekinis šilumokaitis, priklausomai nuo temperatūros sąlygos jis jungiamas lygiagrečiai arba nuosekliai su kompresinio šilumos siurblio kondensatoriumi arba šiluma tiekiama specialiems vartotojams.
Iš esmės visų tipų šiluminiai varikliai gali būti naudojami kaip pavaros, tačiau patogiausi yra dujiniai ir dyzeliniai varikliai, nes jie veikia gamtinių dujų o alyva – aukštos kokybės pirminės energijos nešikliai, naudojami šildymui. Tokios variklio varomos šildymo sistemos pagaminama šiluma gali sumažinti pirminės energijos sąnaudas maždaug perpus, palyginti su įprastu šilumos gamybos būdu deginant kurą.
Galima pasiekti 1,8 ... 1,9 konversijos koeficientą.
Absorbciniai šilumos siurbliai
Pagal agregavimo laipsnį APT skirstomi į agreguotus (su konstruktyviu visų elementų deriniu į vieną ar kelis blokus) ir neagreguotus (su atskirai vykdomais APT elementais). Agregatai apima ličio bromidą ir APT.
Atsižvelgiant į APT įtraukimo į įvairių pramonės šakų technologinius procesus schemą, jie gali būti suskirstyti į autonominius, nepriklausomus nuo technologinio proceso diagramos ir įmontuotus - su APT ciklo dalies integravimu su technologiniu procesu.
Iki šiol pagamintų absorbcinių šilumos siurblių skaičius nedidelis, tačiau jau pasiekti aukšti transformacijos koeficientai. Tuo pačiu metu absorbciniai šilumos siurbliai gali labiau atitikti specialias šilumos šaltinių sąlygas ir varyti energiją nei kompresiniai.
Pavyzdžiui, Vokietijoje gaminami 1 ... 3 MW šiluminės galios absorbciniai šilumos siurbliai. Transformacijos santykis priklauso nuo darbinės temperatūros ir garavimo temperatūros. Didelio našumo negalima pasiekti naudojant mažus įrenginius (SU,< 1.5). IN skirtingos salys Vykdomi mažų absorbcinių šilumos siurblių tobulinimo darbai.
Šilumos tiekimas Rusijoje su ilgomis ir gana atšiauriomis žiemomis reikalauja labai didelių kuro sąnaudų, kurios beveik 2 kartus viršija elektros energijos tiekimo kainą. Pagrindiniai tradicinių šilumos tiekimo šaltinių trūkumai yra mažas energijos suvartojimas, ekonomiškas ir aplinkosauginis efektyvumas. Be to, apsunkina dideli energijos išteklių tiekimo transporto tarifai neigiami veiksniai būdingas tradiciniam šilumos tiekimui.
Labai orientacinė gairė vertinant šilumos siurblių panaudojimo galimybę Rusijoje yra užsienio patirtis. Jis skiriasi įvairiose šalyse ir priklauso nuo klimato ir geografinių ypatybių, ekonomikos išsivystymo lygio, kuro ir energijos balanso, pagrindinių kuro ir elektros rūšių kainų santykio, tradiciškai naudojamų šilumos ir elektros tiekimo sistemų ir kt. Atsižvelgiant į Rusijos ekonomikos būklę, užsienio patirtis būtų laikoma realiu ateities vystymosi keliu.
Šilumos tiekimo ypatumas Rusijoje, priešingai nei daugelyje pasaulio šalių, yra plačiai paplitęs centralizuoto šilumos tiekimo sistemų naudojimas dideliuose miestuose.
Nors per pastaruosius kelis dešimtmečius šilumos siurblių gamyba smarkiai išaugo visame pasaulyje, mūsų šalyje HE dar nebuvo plačiai pritaikytos. Yra keletas priežasčių:
Tradicinis dėmesys centralizuotam šilumos tiekimui;
Nepalankus elektros ir kuro kainos santykis;
HP gamyba, kaip taisyklė, atliekama pagal parametrus artimiausius šaldymo įrenginius, o tai ne visada lemia optimalias HP charakteristikas;
Netolimoje praeityje buvo labai ilgas kelias nuo HP projektavimo iki paleidimo.
Mūsų šalyje HP projektavimas pradėtas spręsti 1926 m. /27/. Pramonėje nuo 1976 m. TN dirbo arbatos fabrike (Samtredia, Gruzija) /13/, Podolsko chemijos ir metalurgijos gamykloje (PCMZ) nuo 1987 /24/, Sagarejoy pieno gamykloje (Gruzija), Maskvoje. rajono pieno ir gyvulininkystės ūkis „Gorki-2“ nuo 1963 m
Be pramonės, HP naudojami prekybos centras(Sukhumi) šilumos ir šalčio tiekimui, gyvenamajame name (Bucuria kaimas, Moldova), Družbos pensione (Jalta), klimatologinėje ligoninėje (Gagra), Pitsundos kurorto salėje.
Dar aštuntajame dešimtmetyje Kamčiatkoje esančioje Pauzhetskaya geoterminėje stotyje buvo atliktas efektyvus šilumos atgavimas naudojant šilumos siurblio įrenginį. TNU sėkmingai panaudojo eksperimentinę geoterminės šilumos tiekimo sistemą gyvenamajam rajonui ir Sredne-Parutinsky šiltnamių ūkiui Kamčiatkoje. Šiais atvejais kaip mažo potencialo energijos šaltiniai buvo naudojami geoterminiai šaltiniai /12/.
Šilumos siurblių naudojimas ir ypač gamyba mūsų šalyje vystosi labai vėlai. VNIIkholodmash buvo šilumos siurblių kūrimo ir diegimo pradininkas buvusioje SSRS. 1986-1989 metais VNIIkholodmash sukūrė daugybę garų suspaudimo šilumos siurblių, kurių šildymo galia nuo 1 7 kW iki 11,5 MW, dvylikos dydžių vanduo-vanduo. Taip pat jūros vanduo kaip žematemperatūrės šilumos šaltinis šilumos siurbliams, kurių šildymo galia 300 - 1000 kW "vanduo-oras" šilumos siurbliams 45 ir 65 kW. Dauguma šios serijos šilumos siurblių praėjo gamybos ir bandymų etapą, prototipai penkiose šaldymo inžinerijos gamyklose. Keturi standartiniai dydžiai buvo masinės gamybos šilumos siurbliai, kurių šildymo galia 14; 100; 300; 8500 kW. Jų bendra gamyba iki 1992 m. buvo 3000 vienetų. Šių šilumos siurblių dabartinio parko šiluminė galia įvertinta 40 MW /16, 17/.
Per šį laikotarpį buvo sukurta visa eilė iš esmės naujų šilumos siurblių - absorbciniai, kompresiniai-rezorbciniai, kompresiniai, veikiantys butanu ir vandeniu kaip darbine medžiaga ir kt.
Vėliau šilumos siurblių paklausa sumažėjo. Paaiškėjo, kad daugelis įvaldytų mašinų ir naujų tobulinimų nebuvo pareikšti.
Tačiau pastaraisiais metais vaizdas pradėjo keistis. Atsirado realios ekonominės paskatos taupyti energiją. Tai lemia augančios energijos kainos, taip pat elektros ir įvairių rūšių kuro tarifų santykio pokyčiai. Daugeliu atvejų iškyla šilumos tiekimo sistemų ekologiškumo reikalavimai. Tai ypač pasakytina apie prabangius individualius namus. Maskvoje, Novosibirske, Nižnij Novgorodo ir kituose miestuose atsirado naujos specializuotos įmonės, projektuojančios šilumos siurblių įrenginius ir gaminančios tik šilumos siurblius. Šių įmonių pastangomis dabar pradėtas eksploatuoti šilumos siurblių parkas, kurio bendra šiluminė galia siekia apie 50 MW.
Tikroje Rusijos rinkos ekonomikoje šilumos siurbliai turi perspektyvą toliau plėsti jų naudojimą, o šilumos siurblių gamyba gali būti proporcinga atitinkamų klasių šaldymo mašinų gamybai. Šią perspektyvą galima įvertinti įvertinus šilumos ir elektros tiekimo sąlygas pagrindinėse šilumos siurblių įrenginių taikymo srityse: būsto ir komunaliniame sektoriuje, pramonės įmonėse, kurortuose ir gydyklose. sporto kompleksai, žemės ūkio gamyboje.
Būsto ir komunalinių paslaugų sektoriuje randami šilumos siurblių įrenginiai didžiausias pritaikymas pasaulio ir Rusijos praktikoje, daugiausia šildymui ir karšto vandens tiekimui (KV). Pagrindinės kryptys:
Autonominis šilumos tiekimas iš šilumos siurblių agregatų;
Šilumos siurblių agregatai jau buvo naudojami esamų sistemų centralizuotas šildymas.
Dėl autonominis šilumos tiekimas Atskiruose pastatuose, miesto vietovėse ir gyvenamosiose vietovėse daugiausia naudojami garų suspaudimo šilumos siurbliai, kurių šiluminė galia yra 10 - 30 kW vienam įrangos vienetui individualiame pastate, o iki 5 MW - vietovėse ir gyvenamose vietose.
Šiuo metu vykdoma programa „Netradicinės energetikos plėtra Rusijoje“. Jame yra skyrius apie šilumos siurblių įrenginių kūrimą. Plėtros prognozė paremta šilumos siurblių gamintojų, taip pat jų vartotojų šalies regionuose vertinimais, skirtingų pajėgumų poreikiais ir jų gamybos galimybėmis. Dauguma iš maždaug 30 didelių projektų yra susiję su šilumos siurblių sistemų naudojimu būsto ir komunaliniam sektoriui, įskaitant centralizuoto šildymo sistemą.
Vykdoma nemažai darbų pagal regionines energijos taupymo ir tradicinių šilumos tiekimo sistemų keitimo šilumos siurbliais programas: Novosibirsko sritis, Nižnij Novgorodo sritis, Norilskas, Neryungri, Jakutija, Divnogorskas, Krasnojarsko sritis. Vidutinė metinė šiluminės galios paleidimas bus apie 100 MW.
Esant tokioms sąlygoms, 2005 m. visų veikiančių šilumos siurblių šilumos gamyba siekė 2,2 mln. Gcal, o pakeitus organinį kurą – 160 tūkst. tonų standartinio kuro, iš viso šiluminė galia metinė galia 300 MW. Taigi Rusijoje planuojamas šilumos siurblių agregatų plitimo proveržis.
Kalbant apie šilumos siurblius, kurių šiluminė galia nuo 500 kW iki 40 MW, po 2005 m. metinė šiluminė galia vidutiniškai buvo 280 MW, o po 2010 m. – iki 800 MW. Taip yra dėl to, kad šiuo laikotarpiu centralizuoto šildymo sistemose planuojama plačiai naudoti šilumos siurblius.
Žemės ūkio gamyboje pagrindinės šilumos siurblių panaudojimo sritys yra pirminis pieno perdirbimas ir prekystalių šilumos tiekimas.
Pieno ūkiuose nemaža dalis energijos sąnaudų, iki 50%, tenka šaldymo aparatų kompresorių, skirtų šviežiai pamelžtam pienui vėsinti ir vandeniui šildyti sanitarinėms ir technologinėms reikmėms, pavarai. Šis šilumos ir šalčio poreikių derinys sukuria palankiomis sąlygomisšilumos siurblių naudojimui. Nemaža dalis šilumos pašalinama su vėdinamu prekystalių oru, kuris gali būti sėkmingai naudojamas kaip mažo potencialo šaltinis mažiems šilumos siurbliams. Gyvulininkystės ūkiuose šilumos siurblio sistema vienu metu užtikrina oro kondicionavimą garduose ir šilumos tiekimą į gamybos patalpas.
Taikymas decentralizuotos sistemosšilumos tiekimas šilumos siurblių pagrindu tose vietose, kur šilumos tinklas nėra arba naujuose gyvenamuosiuose rajonuose išvengiama daugelio centralizuoto šildymo sistemų technologinių, ekonominių ir aplinkosauginių trūkumų. Su jomis ekonominiais parametrais konkurencingos gali tik regioninės katilinės, veikiančios dujomis.
Šiuo metu veikia nemažai tokių įrenginių. O ateityje jų poreikis sparčiai didės.
Iškastinio kuro taupymas, keitimas naudojant šilumos siurblius vyksta dėl naudingo žemos kokybės šilumos emisijos šiluminėse elektrinėse. Tai pasiekiama dviem būdais:
Tiesioginis aušinimo proceso vandens iš šiluminės elektrinės naudojimas kaip žemos kokybės šilumos šaltinis šilumos siurbliui;
Žemos kokybės šilumos naudojimas kaip atvirkštinio šilumos siurblio šaltinis tinklo vanduo, grąžinama į šiluminę elektrinę, kurios temperatūra nukrenta iki 20 - 25 °C.
Pirmasis būdas įgyvendinamas, kai šilumos siurblys yra šalia šiluminės elektrinės, antrasis – kai naudojamas šalia šilumos vartotojų. Abiem atvejais žemos kokybės šilumos šaltinio temperatūros lygis yra gana aukštas, o tai sukuria prielaidas šilumos siurblio su dideliu konversijos koeficientu darbui.
Šilumos siurblių naudojimas centralizuoto šildymo sistemose gali žymiai pagerinti miesto energetikos sistemų technines ir ekonomines charakteristikas, užtikrinant:
Šiluminės galios padidėjimas atgautos šilumos kiekiu, anksčiau išleistu į technologinio vandens aušinimo sistemą;
Šilumos nuostolių mažinimas transportuojant tinklo vandenį magistraliniais vamzdynais;
Šildymo apkrovos padidėjimas 15 - 20% sunaudojant tą patį pirminio tinklo vandenį ir sumažintas tinklo vandens deficitas centrinėse šilumos stotyse mikrorajonuose, nutolusiuose nuo šiluminės elektrinės;
Atsarginio šaltinio atsiradimas didžiausioms šilumos apkrovoms padengti.
Norint dirbti centralizuotoje šildymo sistemoje, reikalingi dideli kelių megavatų šilumos siurbliai, montuojami šilumos punktuose ir iki kelių dešimčių megavatų, skirti naudoti šiluminėse elektrinėse.
Pramonės įmonėse šilumos siurbliai naudojami vandens cirkuliacijos sistemų šilumai, ventiliacijos išmetamųjų dujų šilumai ir nuotekų šilumai atgauti.
HE pagalba į šilumos tinklus galima perduoti didžiąją dalį atliekinės šilumos, apie 50 - 60 proc. Kur:
Šiai šilumai gaminti nereikia papildomai išleisti kuro;
Aplinkos padėtis pagerėtų;
Sumažinus turbinos kondensatoriuje cirkuliuojančio vandens temperatūrą, ženkliai pagerės vakuumas ir padidės turbinų elektros galia;
Sumažės cirkuliuojančio vandens nuostoliai ir jo siurbimo kaštai.
Dar visai neseniai buvo manoma, kad šilumos siurblių agregatų naudojimas įmonėse, tiekiamose šilumą iš šiluminių elektrinių, buvo akivaizdžiai neekonomiška. Šiuo metu šios sąmatos tikslinamos. Pirma, jie atsižvelgia į galimybę panaudoti aukščiau aptartas technologijas būsto ir komunalinių paslaugų sektoriuje centralizuotas šildymas. Antra, kai kurias įmones pereiti verčia realūs elektros, šiluminių elektrinių šilumos ir kuro kainų santykiai nuosavi generatoriaišilumos ir net elektros. Taikant šį metodą, šilumos siurblių naudojimas yra efektyviausias. Ypač daug kuro sutaupoma naudojant „mini-CHP“, kurių pagrindą sudaro gamtinėmis dujomis veikiantis dyzelinis generatorius, kuris kartu varo ir šilumos siurblio kompresorių. Šiluminė instaliacija Tuo pačiu metu įmonė aprūpina šildymą ir karšto vandens tiekimą.
Įmonėms perspektyvus ir šilumos siurblio agregato naudojimas kartu su vėdinimo išmetimo šilumos naudojimu. Oro šildymas būdinga daugeliui pramonės įmonių. Vėdinimo ištraukiamosios šilumos atgavimo įrenginiai leidžia iš anksto pašildyti į dirbtuves patenkantį orą. lauko oro iki 8 0 C. Šilumos siurblio instaliacijoje šildomo tinklo vandens temperatūra, reikalinga šildymui oro pašildymas, neviršija 70 0 C. Esant tokioms sąlygoms, šilumos siurblio įrenginys gali veikti pakankamai dideliu konversijos koeficientu.
Daugelis pramonės įmonių taip pat reikalauja dirbtinio šaldymo. Taigi dirbtinio pluošto gamyklose pagrindiniuose gamybos cechuose temperatūrai ir drėgmei palaikyti naudojamas technologinis oro kondicionavimas. Kombinuotos šilumos siurblių sistemos: šilumos siurblys – šaldymo mašina, vienu metu gaminanti šilumą ir šaltį, yra ekonomiškiausios.
Šiuo metu Rusijoje HPI pagal individualius užsakymus gamina įvairios įmonės. Pavyzdžiui, Nižnij Novgorode bendrovė Triton gamina šilumos siurblius, kurių šildymo galia nuo 10 iki 2000 kW, o kompresoriaus galia nuo 3 iki 620 kW. Darbinė medžiaga yra R-142; m≈ 3; TN kainavo nuo 5000 iki 300000 JAV dolerių. Atsipirkimo laikotarpis 2-3 metai.
UAB „Energija“ iki šiol išlieka praktiškai vienintelė serijinė garų kompresinių šilumos siurblių gamintoja mūsų šalyje. Šiuo metu įmonė įsisavina absorbcinių šilumos siurblių agregatų, taip pat turbokompresorinių šilumos siurblių su didele agregato galia virš 3 MW gamybą.
Bendrovė „Energija“ pagamino ir paleido apie 100 įvairaus galingumo šilumos siurblių visoje buvusioje SSRS. Pirmieji įrenginiai buvo įrengti Kamčiatkoje.
Fig. 8.1. Kai kurie įrenginiai, kuriuose veikia šilumos siurbliai iš UAB „Energia“.
CJSC Energia gamina šilumos siurblius, kurių šiluminė galia nuo 300 iki 2500 kW su garantija veikimo nuo 35 iki 45 tūkst. Šilumos siurblio kaina nustatyta 160 - 180 USD. 1 kW šildymo galiai (Q in).
Nuo pat įkūrimo CJSC Energia NVS ir kaimyninėse šalyse pradėjo eksploatuoti įvairaus galingumo šilumos siurblių įrenginius. Iš viso CJSC ENERGY 1990–2004 metais 63 objektuose Rusijoje ir kaimyninėse šalyse įdiegė 125 įvairaus galingumo šilumos siurblius.
Ryžiai. 8.1. Sumontuoti ZAO Energia šilumos siurbliai:
Šilumos siurblio įrengimas 1 vidurinėje mokykloje, Karasukas, Novosibirsko sritis ir šilumos siurblys NT - 1000 šiluminėje elektrinėje Rechkunovkos kaime, Novosibirske
Žemiau pateikiama trumpa didžiausio ZAO Energia objekto Novosibirske santrauka, lentelė. 8.1..
8.1 lentelė. Kai kurie objektai, kuriuose veikia ZAO Energia šilumos siurbliai
| Objekto pavadinimas | Karščio šaltinis | Bendra galia, kW | Šilumos siurblių tipas | Paleidimo metai |
| Tiumenė, Velizhansky vandens paėmimas, kaimo šildymas | Geriamas vanduo 7-9 °C | 2 siurbliai NT-3000 | ||
| Karasukas, Novosibirsko sritis, šildymas vidurinė mokykla №1 | Požeminis vanduo 24 °C | 2 siurbliai NKT-300 | ||
| Gornoaltaisk, centrinė valdymo sistema, pastato šildymas | Gruntinis vanduo 7 - 9 °C | 1 siurblys NKT-300 | ||
| P/namų ūkis "Mirny", Altajaus kraštas, kaimo šildymas | Požeminis vanduo 23 °C | 3 siurbliai NKT-300 | ||
| Lietuva, Kaunas, dirbtinio pluošto gamykla, gamyklų cechų šildymas. | Proceso išmetimai – vanduo 20 °C | 2 siurbliai NT-3000 | 1995 1996 | |
| Maskva, Interstroyplast (Žmonių langai), vandens aušinimas ekstruderiams | Procesinis vanduo 16 °C | 1 siurblys NT-500 | ||
| Kazachstanas, Ust-Kamenogorskas, UAB Kaz Cinkas, šildymas maitinti vandeniu prieš cheminį vandens valymą nuo 8 iki 40 °C | Perdirbtas technologinis vanduo (aušinimo bokšto keitimas) | 1 siurblys NT-3000 | ||
| Krasnojarskas, MSC, Šildymo Ekologijos institutas | Jenisejus – vanduo žiemą apie 2 °C | 1 siurblys NT-500 | ||
| Jelizovo, Kamčiatkos sritis, vandens paėmimas, pastato šildymas | Geriamas vanduo 2 - 9 °C | 1 siurblys NKT-300 |
Nižnij Novgorodo srityje HP kūrimas ir gamyba su
1996 – dirba tyrimų ir gamybos įmonėje Triton Ltd. CJSC. Per pastarąjį laikotarpį buvo suprojektuoti ir sumontuoti įvairaus galingumo AG:
TN-24, Q = 24 kW, gyvenamojo namo šildymas F = 200 m 2. NIT – gruntinis vanduo. Įrengtas Bolshie Orly kaime, Borsky rajone, Nižnij Novgorodo srityje, 1998 m.
TN-45, Q = 45 kW, administracinių pastatų komplekso, sandėlių ir garažo šildymas, F > 1200 m 2, NIT - gruntinis vanduo. Įrengtas Maskvos srityje, Nižnij Novgorodas 1997 m. Savininkas - Symbol LLP.
TN-600, Q = 600 kW, šildymas, karšto vandens tiekimas viešbučio komplekse ir trys kotedžai, F > 7000 m 2, NIT - gruntinis vanduo. Įrengtas Avtozavodsky rajone, Nižnij Novgorodas 1996 m. Savininkas - GAZ.
TN-139, Q = 139 kW, šildymas, karšto vandens tiekimas pramoninis pastatas F > 960 m 2, NIT - žemė. Įrengtas Kanavinskio rajone, Nižnij Novgorodas 1999 m. Savininkas - GZhD.
TN-119, Q = 119 kW, šildymas, karšto vandens dispanseris F > 770 m 2, NIT - gruntinis vanduo. Įrengtas Borsky rajone, Nižnij Novgorodo srityje 1999 m. Savininkas: Tsentrenergostroy.
TN-300, Q = 300 kW, šildymas, mokyklos karštas vanduo F > 3000 m 2, NIT - gruntinis vanduo. Pradėtas eksploatuoti 1999 m. Nižnij Novgorodo Avtozavodsky rajone. Savininkas yra rajono administracijos švietimo skyrius.
TN-360, Q = 360 kW, šildymas, poilsio centro karšto vandens tiekimas F > 4000 m 2, NIT - gruntinis vanduo. Pradėtas eksploatuoti Dalnekonstantinovskio rajone, Nižnij Novgorodo srityje 1999 m. Savininkas - "Gidromash".
TN-3500, Q = 3500 kW, šildymas, karšto vandens tiekimas, naujojo depo administracinio pastato vėdinimas F > 15000 m 2, NIT - grįžtamasis vanduo, Sormovskaja kogeneracinės elektrinės šilumos tiekimo sistemos. Kanavinskio rajonas, Nižnij Novgorodas 2000. Savininkas - GZhD.
Du AG Q = 360 ir 200 kW, skirtas Penzos regionui, 2 Gcal - Tuapse.
Dalyvaujant Rusijos mokslų akademijos Aukštų temperatūrų instituto (IHT RAS) specialistams, buvo sukurta ir sukurta nemažai bandomųjų demonstracinių įrenginių ir sistemų, naudojančių šilumos siurblius šilumos tiekimui įvairiems objektams /48/.
Maskvos srities kaime. 2001 m. Gribanove, NPO Astrophysics bandymų poligono teritorijoje, buvo pradėta bandomoji eksploatacija saulės šilumos siurblio sistema laboratorijos pastatui šildyti. Šilumos siurbliui kaip žemos kokybės šilumos šaltinis buvo naudojamas vertikalus žemės šilumokaitis, kurio bendras ilgis apie 30 m (UAB Insolar-Invest technologija). Šildymo prietaisai- Fan coil blokai ir grindų šildymas. Saulės kolektoriai aprūpinti karštu vandeniu, perteklius saulės šilumos V vasaros laikas pumpuojami į žemę, kad paspartėtų jos temperatūros režimo atkūrimas.
2004 metais OJSC "Insolar-Invest" pradėtas eksploatuoti eksperimentinis automatizuotas šilumos siurblio įrenginys (ATNU), skirtas šildymui vanduo iš čiaupo priešais Zelenogrado rajono šiluminės stoties katilus, stalas. 8.2.
Nevalytos buitinės nuotekos, susikaupusios magistralinės nuotekų sistemos priėmimo rezervuare, naudojamos kaip mažo potencialo šilumos šaltinis. siurblinė(GKNS). ATNU skirta išbandyti neapdorotos šilumos perdirbimo technologiją Nuotekos, nustatant įrenginio įtaką šiluminės stoties veikimo parametrams, tikrinant ekonominį naudingumą ir rengiant rekomendacijas dėl panašių įrenginių kūrimo Maskvos savivaldybės ūkyje.
8.2 lentelė. Pagrindiniai ATNU dizainas ir veikimo parametrai
ATNU sudaro penkios pagrindinės dalys:
Šilumos siurblio šiluminis blokas (HTU);
Žemos kokybės šilumos surinkimo sistemos (LHS) vamzdynai;
Šilumokaitis;
Slėginiai kanalizacijos vamzdynai;
Išmatų tiekimo siurblių grupė Valstybiniame vandens tiekimo komitete.
Nevalytos 20 0 C temperatūros nuotekos iš priėmimo rezervuaro Flygt išmatų siurbliais tiekiamos į šilumokaitį-rekuperatorių, kur perduoda šilumą tarpiniam aušinimo skysčiui (vandeniui), atšaldomam iki 15,4 0 C temperatūros ir tada grįžta į baką. Bendras nuotekų srautas 400 m 3 /val.
Nevalytų nuotekų cirkuliacijos kontūras projektuojamas atsižvelgiant į kanalizacijos sistemų slėginių vamzdynų eksploatavimo praktiką. Srauto greitis šilumokaičio-rekuperatoriaus kanaluose užtikrina, kad ant šilumos mainų paviršių nesusidarytų nuosėdų.
Tarpinis aušinimo skystis, pašildytas šilumokaityje-rekuperacijoje iki 13 0 C temperatūros, tiekiamas į šilumos siurblius, kur atšaldomas iki 8 0 C temperatūros, atiduodamas šilumą garų suspaudimo kontūro šaltnešiui. , ir vėl siunčiamas į šilumokaitį-rekuperaciją.
Šilumos siurblių taikymas žiedinėje grandinėje Rusijoje.
Daugiausia nagrinėjami pavienių šilumos siurblių naudojimo pavyzdžiai. Šie įrenginiai apima vieną ar daugiau šilumos siurblių, kurie veikia nepriklausomai vienas nuo kito ir atlieka tam tikrą šilumos tiekimo funkciją. Yra sudėtinga žiedinė šilumos siurblio sistema, leidžianti pasiekti maksimalus efektyvumas ir santaupas. Žiedinėje sistemoje sumontuoti keli šilumos siurbliai, kurie naudojami tiek šilumai, tiek šalčiui gaminti, priklausomai nuo skirtingų pastato dalių poreikių. Informacijos apie tokias sistemas yra labai mažai.
Prieš kurį laiką šilumos siurblius Rusijoje tiekianti įmonė įgyvendino šildymo ir oro kondicionavimo sistemos modernizavimo projektą viename Maskvos viešbučių ir pramogų centrų /54/. Pažiūrėkime, kaip ši sistema veikia (Pav. 8.2.
Vandens kontūrą sudaro vandens siurblys ir žematemperatūrinis akumuliacinis bakas, dėl kurio tūrio didėja šilumos akumuliacija ir vandens temperatūra grandinėje stabilizuojasi. Visi VT yra prijungti prie šios grandinės.
Rodyklės rodo šilumos judėjimo kryptį. Už cirkuliacinio siurblio sumontuoti vandens-vanduo šilumos siurbliai, kurie šildo vandenį komplekso baseinuose. Gali būti keli baseinai, skirtingo tūrio ir skirtingos vandens temperatūros. Kiekvienam baseinui sumontuotas šilumos siurblys.
HP „vanduo – oras“, vėsinantis oras virtuvių zonose, kuriose aptarnaujami restoranai, barai, kavinės, darbuotojų valgyklos. Šiose patalpose visada yra didelis šilumos išsiskyrimas, o HP aušina jose esantį orą, pernešdama šilumą į bendrą vandens kontūrą.
Ryžiai. 8.2. Žiedinio šilumos siurblio pavyzdys.
HP „vanduo – vanduo“ naudojamas šilumos pertekliui panaudoti per karšto vandens tiekimo (KV) sistemą. Šiluma imama iš vandens administracinės ir biuro patalpos. Oro kondicionavimui kiekviena iš šių patalpų turi savo reversinį šilumos siurblį šilumai arba šalčiui. Šiltuoju metų laiku visi šie siurbliai vėsins orą, o šaltuoju – šildys.
Visi šie AG yra sujungti į vieną žiedą su AG kitose pastato dalyse su jų šilumos poreikiais ir pertekliumi (techniniais ir funkciniai kambariai, kavinė Restoranas, žiemos sodas, šaldymo patalpos) ir tarp jų vyksta šilumos mainai.
Normaliam šilumos siurblio darbui vandens temperatūra kontūre turi būti nuo 18 0 C iki 35 0 C. Jei šildymo režimu veikiančių šilumos siurblių skaičius yra lygus šilumos siurblių, veikiančių šildymo režimu, skaičiui. vėsinimo režimu, tada sistemai nereikia tiekti šilumos iš išorės arba išnešti į išorę. Žiedinė sistema efektyviausiai veikia esant lauko temperatūrai nuo -4 0 C iki +14 0 C. Viso žiedo kontūro eksploatavimo energijos sąnaudos yra tik eksploatacinės išlaidos. cirkuliacinis siurblys ir individualūs patalpų šilumos siurbliai. Nereikia brangių šiluminės energijos šaltinių, dujinių ar elektrinių šildytuvų ar jų gavimo iš išorės.
Esant žemesnei lauko temperatūrai ir trūkstant šilumos vandens kontūre, temperatūra jame gali nukristi žemiau 18 0 C. Tada vandens kontūrui pašildyti iki reikiamo parametro galima naudoti išorinius šaltinius – miesto šildymo įrenginį, katilą. arba geoterminis šilumos siurblys, siurbiantis šilumą iš gruntinio vandens arba iš šalia esančio rezervuaro. Tokių šaltinių kaip gruntinis vanduo ar upė, kurių temperatūra yra 4 0 C, pakaks vandens kontūre pašildyti iki 18 0 C, taigi ir normaliam visų pastato šilumos siurblių darbui.
Deja, Rusijoje šį požiūrį vis dar stabdo didelės išlaidos projektavimo etape ir ekonominių priemonių, skatinančių energiją taupančius ir aplinką tausojančius sprendimus, trūkumas. Žiedinėse šilumos siurblių sistemose galima naudoti ir kitus žemos kokybės šilumos šaltinius. Daugelyje objektų: didelėse skalbyklose, įmonėse, kurios naudoja vandenį technologiniuose procesuose, yra didelis nuotekų srautas, pakankamai aukštos temperatūros. Šiuo atveju prasminga į žiedinę sistemą, kuri naudoja šią šilumą, įtraukti šilumos siurblį.
Vandens grandinėje taip pat yra žemos temperatūros rezervuaras. Kuo didesnis šio bako tūris, tuo daugiau šilumos, kurį prireikus galima naudoti, sistema geba kaupti. Šildymo funkciją gali visiškai perimti žiedinė sistema – monovalentinė sistema. Tačiau šilumos siurblius galima naudoti kartu su tradicine šildymo sistema – dvivalenčia sistema. Jei objekte prie žiedo yra prijungtas pakankamai šilumos šaltinių, o karšto vandens poreikis nedidelis, žiedinė sistema gali visiškai patenkinti šiuos poreikius.
Žiedinė šilumos siurblio sistema gali būti naudojama tik oro kondicionavimo tikslams patalpose, kur tik toks poreikis. Tačiau žiedinės oro kondicionavimo sistemos ypač efektyvios pastatuose, kuriuose yra daug skirtingos paskirties patalpų, kurioms reikalinga skirtinga oro temperatūra. TN kaip oro kondicionierius veikia efektyviau nei daugelis kitų žinomų oro kondicionavimo įrenginių.
Aukšto šilumos siurblių efektyvumo pagrindas yra būtent tai, kad pastato viduje šilumai gaminti naudojama energija nėra nuleidžiama „į kanalizaciją“, o naudojama pastato viduje, kur jos reikia. Šiluma kaupiama ir efektyviai perduodama žiedinėje sistemoje.
Antras svarbus ekonominio efektyvumo veiksnys yra galimybė naudoti mažo potencialo „laisvus“ šilumos šaltinius - artezinius šulinius, rezervuarus, kanalizaciją. Kompresorių pagalba, naudojant šaltinį, kurio temperatūra yra 4 ° C, gauname 50 - 60 0 C karštą vandenį, sunaudodami 1 kW elektros energijos, kad gautume 3 - 4 kW šiluminės energijos. Jei naudojate įprastą sistemą šildymas garais, efektyvumas tik 30 - 40%, tada su šilumos siurbliais efektyvumas padidėja kelis kartus.
Visų pirma aprašytame viešbutyje ir pramogų centre buvo pasiekti šie rezultatai.
Kapitalo sąnaudos įrangai įsigyti ir montuoti, lyginant su aušintuvo-ventiliatoriaus ritės sistema, sumažėjo 13 - 15%. Supaprastinta sistema inžinerinės komunikacijos palyginti su centrine oro kondicionavimo sistema. Patalpose sukurtas komfortiškas mikroklimatas: slėgis, drėgmė ir oro temperatūra atitinka higienos reikalavimus. Bendros išlaidos šildymui ir karšto vandens tiekimui sumažėja daugiau nei 50%, lyginant su centriniu šildymu.
Žiedinės šilumos siurblio sistemos veikimui optimizuoti nereikia sudėtingų ir brangių valdymo ir stebėjimo įrenginių. Pakanka naudoti kelis termostatus ir termostatus, kad temperatūra vandens grandinėje būtų palaikoma nurodytose ribose. Dėl papildomo patogumo ir vizualinio valdymo galite naudoti brangią automatiką.
Esant tam tikram temperatūros diapazonui žiedinės sistemos vandens grandinėje 18 - 35 0 C, ant vamzdžių nesusidaro kondensatas ir nėra pastebimų šilumos nuostolių. Tai svarbus veiksnys, kai sistema gerokai išsišakojusi (paskirstymas, stovai, jungtys, kurių sudėtingos architektūros pastatuose gali būti gana daug).
Naudojant HP patalpų vėdinimo sistemoje, galima sumažinti oro kanalų skaičių ir bendrą ilgį, palyginti su centriniai įrenginiai oro kondicionavimas. Šilumos siurblių agregatai yra tiesiai kondicionuojamose patalpose arba greta jų, tai yra, oras kondicionuojamas tiesiai vietoje. Taip išvengiama gatavo oro transportavimo ilgais ortakiais.
Rusijoje pirmoji tokia TH pagrindu sukurta sistema buvo įdiegta 1990 metais viešbutyje „Iris Congress“. Tai žiedinė dvivalentė oro kondicionavimo sistema iš Amerikos kompanijos ClimateMaster. Viešbučio šildymui naudojama šildoma virtuvė, skalbykla, technines patalpas, šaldymo įrenginiai ir šaldikliai, šilumos mainai vyksta kondicionuojant viešbučių kambarius, konferencijų sales, treniruoklių centrus, restoranus ir administracines patalpas. 15 sistemos veikimo metų parodė įrangos patikimumą ir jos panaudojimo mūsų klimato sąlygomis galimybes.
Projektuojant šilumos siurblio sistemą objektui, visų pirma būtina ištirti visus galimus mažo potencialo šilumos šaltinius ir visus galimus didelio potencialo šilumos vartotojus šiame objekte, įvertinti visus šilumos įplaukimus ir visus šilumos nuostolius. Išmetimui reikėtų rinktis tuos šaltinius, kuriuose šiluma išsiskiria gana tolygiai ir ilgą laiką. Tikslūs ir tikslūs skaičiavimai užtikrins stabilų ir ekonomišką HP darbą. Bendra atliekų šilumos siurblių galia neturėtų būti beprasmiška. Sistema turi būti subalansuota, tačiau tai nereiškia, kad suminės šilumos šaltinių ir vartotojų galios turėtų būti artimos, jos gali skirtis, o jų santykis taip pat gali labai pasikeisti keičiantis sistemos veikimo sąlygoms. Sistemos lankstumas leidžia pasirinkti ją kuriant geriausias variantas ir numato galimybę jį toliau plėsti. Taip pat būtina atsižvelgti į regiono klimato sąlygų ypatumus. Klimato sąlygos yra raktas į veiksmingą klimato sistemą.
Pietinėse platumose pagrindinis uždavinys – atvėsinti orą ir išleisti į lauką šilumą, kurios panaudojimas šildymui yra beprasmis. Čia gana tinka tradicinės aušintuvo sistemos – fan coil’ai ar panašiai. IN šiaurinės platumos taip pat reikalaujama didelis skaičius energijos objektui šildyti, daug didelio potencialo šilumos, kurią reikės tiekti į sistemą. Todėl reikės įrengti dvivalentę sistemą, AG kartu su šildymo sistema. IN vidutinio klimato vidutinėse platumose patartina naudoti monovalentinę žiedų sistemą, kur jos efektyvumas yra maksimalus.
Šiandien plačiai paplitusi nuomonė, kad TN yra per brangus. Įrangos įrengimo ir surinkimo išlaidos yra didelės, o atsižvelgiant į dabartines šilumos kainas Rusijoje, atsipirkimo laikotarpis yra per ilgas. Tačiau praktika rodo, kad šilumos siurblių sistemų įrengimas dideliuose ir vidutiniuose objektuose leidžia sutaupyti 10 - 15% kapitalo investicijų, jau nekalbant apie eksploatacines išlaidas. Be to, žiedinės sistemos sumažina energijos išteklių suvartojimą, kurių kainos auga vis sparčiau.
Research.Techart skaičiavimais, 2009 metais Rusijoje buvo sumontuoti 5,3 MW šilumos siurbliai. Rusijos geoterminių siurblių rinkos dinamika, remiantis Research.Techart prognozėmis, vidutiniu laikotarpiu bus žema, o tai siejama su ekonomikos krize. Tačiau kai kuriuose regionuose rinka gali vystytis labai aktyviai.
Infrastruktūros ir būsto sektorių paklausos didėjimo tendencija išliks, o pagrindinė pardavimo apimtis bus 15 - 38 kW šiluminės galios HŠP. Vartojimo struktūra dėl PTN tipų nesikeis. Prognozuojamas vietinės produkcijos dalies padidėjimas bendroje rinkos apimtyje.
Ilgalaikėje perspektyvoje pagrindinis rinkos plėtros veiksnys bus valstybės energetikos strategijos įgyvendinimas. Prognozuojama, kad po 2016 m aktyvus augimas turgus. Teritorijoje techninės charakteristikos numatomas perėjimas prie PHP su anglies šaltnešiais. Kartu padidės tiek mažos, tiek vidutinės galios ir didelės galios šilumos siurblių sąnaudos, o tai lemia perspektyvos naudoti nuotekų šilumos atgavimo sistemas. Didėjančios paklausos fone prasidės aktyvi vidaus gamybos bazės plėtra – skaičius Rusijos gamintojai padidės ir jie užims lyderio poziciją rinkoje.
Iki 2020 m. PTN rinkos apimtis gali siekti 8 000 - 11 000 vnt., 460 - 500 MW. PTN rinkos apimties prognozė 2030 metams - dabartinės Rusijos energetikos strategijos įgyvendinimo pabaigos momentas - 11 000 - 15 000 vnt., 500 - 700 MW.
Turėdami savo namuose šaldytuvus ir oro kondicionierius, mažai kas žino, kad juose įgyvendintas šilumos siurblio veikimo principas.
Apie 80 % šilumos siurblio pagaminamos galios gaunama iš aplinkos šilumos išsklaidytos saulės spinduliuotės pavidalu. Būtent šis siurblys tiesiog „siurbia“ jį iš gatvės į namą. Šilumos siurblio veikimas panašus į šaldytuvo veikimo principą, skiriasi tik šilumos perdavimo kryptis.
Paprasčiau pasakius…
Buteliui atvėsti mineralinis vanduo, Jūs įdėjote į šaldytuvą. Šaldytuvas turi „paimti“ dalį šiluminės energijos iš butelio ir pagal energijos tvermės dėsnį kažkur perkelti ir atiduoti. Šaldytuvas perduoda šilumą radiatoriui, kuris paprastai yra ant galinės sienelės. Tuo pačiu metu radiatorius įkaista, išleisdamas savo šilumą į kambarį. Tiesą sakant, jis šildo kambarį. Tai ypač pastebima mažuose mažuose prekybos centruose vasarą, kai kambaryje įjungiami keli šaldytuvai.
Kviečiame išsvajoti savo vaizduotę. Tarkime, kad į šaldytuvą nuolat dėsime šiltus daiktus, o juos vėsindami šildys orą patalpoje. Eikime į „kraštutinumus“... Įstatykime šaldytuvą lango atidarymas kai šaldiklio durys atidarytos į išorę. Šaldytuvo radiatorius bus patalpoje. Veikimo metu šaldytuvas atvės orą lauke, perkeldamas „paimtą“ šilumą į patalpą. Taip veikia šilumos siurblys, paima iš aplinkos išsklaidytą šilumą ir perduoda ją į patalpą.
Kur siurblys gauna šilumą?
Šilumos siurblio veikimo principas pagrįstas natūralių mažo potencialo šilumos šaltinių iš aplinkos „eksploatavimu“.
Jie gali būti:
- tiesiog lauko oras;
- vandens telkinių (ežerų, jūrų, upių) šiluma;
- dirvožemio šiluma, požeminis vanduo (terminis ir artezinis).
Kaip veikia šilumos siurblys ir šildymo sistema su juo?
Šilumos siurblys yra integruotas į šildymo sistemą, kuri susideda iš 2 kontūrų + trečias kontūras - paties siurblio sistema. Išilgai išorinės grandinės cirkuliuoja neužšąlantis aušinimo skystis, kuris sugeria šilumą iš aplinkinės erdvės.
Aušinimo skystis, patekęs į šilumos siurblį, tiksliau jo garintuvą, šilumos siurblio šaltnešiui perduoda vidutiniškai 4–7 °C. O jo virimo temperatūra –10 °C. Dėl to šaltnešis užverda ir pereina į dujinę būseną. Išorinės grandinės aušinimo skystis, jau atvėsęs, eina į kitą sistemos „posūkį“, kad nustatytų temperatūrą.
Šilumos siurblio funkcinė grandinė apima:
- garintuvas;
- kompresorius (elektrinis);
- kapiliarinis;
- kondensatorius;
- šaltnešis;
- termostatinis valdymo įtaisas.
Procesas atrodo maždaug taip!
Garintuve „užviręs“ šaltnešis vamzdynu tiekiamas į elektra maitinamą kompresorių. Šis „darbuotojas“ suspaudžia dujinį šaltnešį iki aukštas spaudimas, o tai atitinkamai padidina jo temperatūrą.
Dabar karštos dujos patenka į kitą šilumokaitį, kuris vadinamas kondensatoriumi. Čia šaltnešio šiluma perduodama patalpos orui arba aušinimo skysčiui, kuris cirkuliuoja per vidinę šildymo sistemos grandinę.
Šaltnešis atvėsta, kartu virsdamas skysčiu. Tada jis praeina per kapiliarinį slėgio mažinimo vožtuvą, kur „praranda“ slėgį ir grįžta į garintuvą.
Ciklas uždarytas ir paruoštas pakartoti!
Apytikslis įrenginio šildymo galios skaičiavimas
Per valandą per išorinį kolektorių per siurblį prateka iki 2,5-3 m 3 aušinimo skysčio, kurį žemė gali pašildyti ∆t = 5-7 °C.
Norėdami apskaičiuoti tokios grandinės šiluminę galią, naudokite formulę:
Q = (T_1 – T_2)*V_šiluma
V_šiluma – tūrinis aušinimo skysčio srautas per valandą (m^3/val.);
T_1 - T_2 - temperatūrų skirtumas tarp įėjimo ir įleidimo angos (°C).
Šilumos siurblių tipai
Pagal naudojamos išsklaidytos šilumos tipą išskiriami šilumos siurbliai:
- gruntinis vanduo (naudokite uždarus grunto kontūrus arba gilius geoterminius zondus ir vandens sistema patalpų šildymas);
- vanduo-vanduo (požeminiam vandeniui paimti ir išleisti naudojami atviri šuliniai - išorinis kontūras nėra kilpinis, vidinė sistemašildymas - vanduo);
- vanduo-oras (išorinių vandens kontūrų ir oro tipo šildymo sistemos naudojimas);
- (iš išorės oro masių išsklaidytos šilumos panaudojimas komplektuojamas su oro šildymo sistema namui).
Šilumos siurblių privalumai ir privalumai
Taupus. Šilumos siurblio veikimo principas paremtas ne šiluminės energijos gamyba, o perdavimu (perdavimu), todėl galima teigti, kad jo naudingumo koeficientas yra didesnis nei vienetas. Kokia nesąmonė? - sakote šilumos siurblių tema apima reikšmę - šilumos konversijos koeficientą (HCT). Būtent pagal šį parametrą panašių tipų vienetai lyginami tarpusavyje. Jo fizinė prasmė – parodyti gaunamos šilumos kiekio ir tam sunaudotos energijos kiekio santykį. Pavyzdžiui, esant KPT = 4,8, siurblio sunaudotas 1 kW elektros energijos leis nemokamai, tai yra, iš gamtos gauti 4,8 kW šilumos.
Universalus pritaikymas visur. Net jei nėra prieinamų elektros linijų, šilumos siurblio kompresorius gali būti maitinamas dyzeline pavara. O „natūrali“ šiluma pasiekiama kiekviename planetos kampelyje – šilumos siurblys neliks „alkanas“.
Ekologiškas naudojimas. Šilumos siurblyje nėra degimo produktų, o jo mažos energijos sąnaudos mažiau „eksploatuoja“ elektrines, netiesiogiai sumažindamos iš jų kenksmingas emisijas. Šilumos siurbliuose naudojamas šaltnešis yra draugiškas ozonui ir jame nėra chloro angliavandenilių.
Dvikryptis darbo režimas. Šilumos siurblys gali žiemos laikasšildykite kambarį, o vasarą vėsinkite. Iš patalpos paimamą „šilumą“ galima efektyviai panaudoti, pavyzdžiui, vandens šildymui baseine ar karšto vandens sistemoje.
Eksploatacijos sauga. Pagal šilumos siurblio veikimo principą pavojingų procesų neatsižvelgsite. Dėl atviros ugnies ir žmonėms pavojingų kenksmingų išmetimų nebuvimo bei žemos aušinimo skysčių temperatūros šilumos siurblys tampa „nekenksmingu“, bet naudingu buitiniu prietaisu.
Pilnas patalpų šildymo proceso automatizavimas.
Kai kurie veikimo niuansai
Norint efektyviai naudoti šilumos siurblio veikimo principą, reikia laikytis kelių sąlygų:
- šildoma patalpa turi būti gerai izoliuota (šilumos nuostoliai iki 100 W/m2) - kitu atveju, paėmę šilumą iš gatvės, gatvę šildysite savo lėšomis;
- Šilumos siurbliai yra naudingi žemos temperatūros šildymo sistemoms. Tokiems kriterijams idealiai tinka grindų šildymo sistemos (35-40 °C). Šilumos konversijos koeficientas labai priklauso nuo įėjimo ir išėjimo grandinių temperatūrų santykio.
Apibendrinkime tai, kas buvo pasakyta!
Šilumos siurblio veikimo principo esmė yra ne gamyboje, o šilumos perdavimuose. Tai leidžia gauti aukštą (nuo 3 iki 5) šiluminės energijos konversijos koeficientą. Paprasčiau tariant, kiekvienas sunaudotas 1 kW elektros į namus „perduos“ 3-5 kW šilumos. Ar dar ką nors reikia pasakyti?
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 diegiant įvairių tipųšilumos siurbliai.
Gruntinio vandens šilumos siurblio įrengimo taisyklės
Požeminio vandens sistemos siurblio veikimo schema (spustelėkite norėdami padidinti)
Dirvožemis yra šilumos šaltinis. Įlindus 5 metrus į žemę, 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 pereina 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:
- Monoblokinės konstrukcijos montuojamos patalpose, visa įranga surenkama viename pastate. Lankstus ortakis jungia mechanizmą su gatve. Gaminami ir išoriniai monoblokai.
- 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 vis dėlto visos šildymo sistemos su šiuo įrenginiu turi bendrus kriterijus, kurie turi įtakos šilumos siurblio prijungimo schemai:
- papildomo šilumos šaltinio (šildymo katilo, saulės baterija, kepti);
- vandens grandinių buvimas (šiltos grindys, ventiliatoriaus spiralės, 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:
Šilumos siurbliai gali būti sėkmingai ir efektyviai naudojami kombinuoto žiemos šildymo ir vasaros oro kondicionavimo įrenginiuose; įrenginiuose, skirtuose kombinuotai šalčiui ir šilumai gaminti; garinimo gėlinimo ir distiliavimo įrenginiuose; hidroelektrinėse naudoti oro ir vandenilio aušinimo elektros generatorių šilumą; naftos perdirbimo gamyklose ir naftos chemijos gamyklose naudojant karštų naftos produktų šilumą ir karštas vanduo(t 60 H - 120 C) gaminti vandens garus, kurių slėgis yra 10 kg / ezh2, ir karštą vandenį, kurio temperatūra 130 - 150 C.
Šilumos siurblio sistema, skirta SPA salei šildyti žiemą, kaip šilumos šaltinį naudoja jūros vandenį. Kaip pasikeis įrenginio šiluminė galia, jei ji veiks pagal vidinį grįžtamąjį Carnot ciklą esant vienodiems temperatūrų skirtumams garintuve ir kondensatoriuje. Kaip pasikeis šildymo koeficientas, jei įrenginio, veikiančio atvirkštiniu Carnot ciklu, šilumokaičiuose pašalinamas išorinis negrįžtamumas.
Patartina naudoti šilumos siurblių įrenginius pastoviai šilumos apkrovai tenkinti esant pastoviam žemos kokybės šilumos šaltiniui ir esant santykinai nedideliam reikalingam šilumos prieaugiui, t.y. esant mažai & TTS-Ta vertei arba esant TS/TB santykiui, artimam vienetui. Tokios sąlygos dažniausiai susidaro, kai, naudojant šilumos siurblio įrenginius, tenkinama santykinai pastovi mažo potencialo pramoninė šilumos apkrova arba karšto vandens tiekimo apkrova, esant mažo potencialo pramoninėms šilumos atliekoms, kurių temperatūra 20 - 40 C ir aukštesnė. Tokiomis sąlygomis šilumos siurblių agregatai tiek energijos rodikliais (kuro sąnaudomis), tiek sumažintomis sąnaudomis yra gana konkurencingi su itin ekonomiškomis katilų sistemomis.
Šilumos siurblio įrenginį sudaro šilumos siurblys, šilumos atrinkimo iš šaltinio instaliacija ir kita įranga.
Šilumos siurblio sistema paprastai turi didesnę pradinę kainą nei šildymo katilas.
Patartina naudoti šilumos siurblių įrenginius pastoviai šilumos apkrovai tenkinti esant pastoviam žemos kokybės šilumos šaltiniui ir esant santykinai nedideliam reikiamam šilumos prieaugiui, t.y. su maža &TTB-Ts reikšme arba su TB/TV santykiu, artimu vienybei. Tokios sąlygos dažniausiai susidaro, kai, naudojant šilumos siurblio įrenginius, tenkinama santykinai pastovi mažo potencialo pramoninė šilumos apkrova arba karšto vandens tiekimo apkrova, esant mažo potencialo pramoninėms šilumos atliekoms, kurių temperatūra 20 - 40 C ir aukštesnė. Tokiomis sąlygomis šilumos siurblių agregatai tiek energijos rodikliais (kuro sąnaudomis), tiek sumažintomis sąnaudomis yra gana konkurencingi su itin ekonomiškomis katilų sistemomis.
Dviejų pakopų šilumos siurbliai kartais naudojami centralizuoto šildymo sistemose, kurios padengia šildymo apkrovą.
Pirmą kartą garų suspaudimo amoniako šilumos siurblių sistema patalpų šildymui buvo panaudota 1930 m. Nuo tada buvo pagaminta daug šilumos siurblių. Yra pagrindo manyti, kad šilumos siurblių naudojimas ateityje vis labiau plėsis.
| Natrio chlorido vandeninio tirpalo fizinės savybės.| Kalcio chlorido vandeninio tirpalo fizinės savybės.| Propilenglikolio vandeninių tirpalų fizinės savybės. |
