Повітря

Якщо з якої-небудь причини немає можливості пробурити свердловину або встановити горизонтальний колектор, як джерело тепла можна використовувати енергію повітря. В цьому випадку насос перетворює те тепло, що знаходиться в повітрі і направляє його в приміщення - тим самим, забезпечуючи необхідну температуру повітря в будинку

Подібно до всіх інших холодильних машин, тепловий насос використовує механічну (електричну або іншу) енергію для реалізації термодинамічного циклу. Ця енергія затрачається на привід компресора. Коефіцієнт перетворення теплової енергії (або коефіцієнт ефективності) теплового насосу — це відношення кількості виробленої теплової енергії до кількості енергії (електричної), затраченої на привід теплового насоса. Він залежить від температур у випарнику і конденсаторі. Значення коефіцієнта перетворення коливається для різних систем в межах від 2,5 до 7, що означає, що на 1 кВт спожитої електричної енергії тепловий насос виробляє від 2,5 до 7 кВт теплової енергії, а це, погодьтеся, не під силу ні конденсаційному газовому котлу, ні будь-якому іншому генератору тепла. Тому можна стверджувати, що парокомпресійні теплові насоси виробляють тепло, використовуючи мінімальну кількість дорогої електричної енергії.

Температурний рівень теплопостачання від теплових насосів — 35-60 ° С. Економія енергетичних ресурсів досягає 75%.

Теоретичний коефіцієнт перетворення ідеального теплового насоса розраховується за формулою Карно:

ε = Т₂/(Т₂- Т₁),

де Т2 — температура конденсації, а Т1 — температура кипіння холодильного агента, в градусах Кельвіна. Якби тепловий насос працював по ідеальному циклу, то при температурі кипіння +5 ° С (Т1 = 278К) і при температурі конденсації 55 ° С (Т2 = 328К) він міг би працювати з коефіцієнтом перетворення, рівним 6,56. Насправді коефіцієнт СОР дещо менше, тому що повністю ідеальних теплових машин не існує.

Ефективне зберігання енегрії при опаленні будинків з використанням теплового насоса досягається завдяки тому, що теплонасосна установка більше ніж дві третини виробленої теплової енергії "витягує" з навколишнього середовища: ґрунту, водойм, повітря, підземних вод або іншого джерела.

Досягнення більшої вигоди практикується експлуатація теплового насоса з додатковим генератором тепла (у таких випадках говорять про використання бівалентної схеми опалення).

Додаток 1

Розрахунок теплоенергетичного ресурсу

вертикальної свердловини

Характеристика грунту	Довжина свердловини для отримання 1000Вт, метрів на кВт	Питома потужність грунту Вт/метр
Сухе, осадкове відкладення
Нормально насичене осадкове відкладення	12,5
Середній показник осадкового відкладення
Гравій\галька, сухий пісок	До 30	До 25
Гравій\галька, вологий пісок		65-80
Глина, волога глиносуміш		35-50
Камінь		55-70
Піщаник	Біля 10,5	65-80
Граніт	Біля 10	65-85
Базаліт	Біля 16	40-65
Гнейс	Біля 10	70-85

ПРИКЛАД:

Розрахувати глибину свердловини для нормально насиченого осадкового відкладення та наближений об’єм теплоносія для отримання 10кВт корисної теплової потужності.

Розрахунок:

1. Враховуючи коефіцієнт втрат 0,7 для теплозйому знаходимо загальну необхідну потужність джерела.
Q_затр=Q_кор:0,7= 14,3кВт;

2. Довжина свердловини L=14,3кВт*12,5м/кВт ≈ 178м;

3. Об’єм теплоносія для труби діаметром 2,6см становить

V= S*L= 178∙π∙d²/4=178∙π∙(2,6ехр(-2))²/4≈ 95літрів

Додаток 2

Розрахунок теплоенергетичного ресурсу

Горизонтального колектра.

Характеристика грунту	Площа ділянки для отримання 1000Вт, кв. метрів на кВт	Питома потужність грунту Вт/кв.м
В’язкий грунт з залишками вологи
Сухий нев’язкий грунт
В’язкий, вологий грунт		20-30
Гравій\галька,щебінь насичений водою

ПРИКЛАД:

Розрахувати площу грунтового колектора для нормально в’язкого грунту з залишками вологи та наближений об’єм теплоносія для отримання 10кВт корисної теплової потужності.

Розрахунок:

1. Враховуючи коефіцієнт втрат 0,7 для теплозйому знаходимо загальну необхідну потужність джерела.
Q_затр=Q_кор:0,7= 14,3кВт;

2. Площа коллекторного поля S=14,3кВт*25кв.м/кВт ≈ 358кв.м;

3. Довжина магістрального трубопроводу L=S: 0,7= 512m;

4. Об’єм теплоносія для труби діаметром 2,6см становить

V= S*L= 512∙π∙d²/4=512∙π∙(3,2ехр(-2))²/4≈ 412літрів

Дата добавления: 2015-10-16