rumah

Pemasangan pam haba generasi baharu dan penggunaannya sebagai teknologi tenaga penjimatan tenaga dan mesra alam yang sangat cekap untuk bekalan air panas. Pemasangan pam haba

Bekalan haba di Rusia, dengan musim sejuk yang panjang dan agak teruk, memerlukan kos bahan api yang sangat tinggi, yang hampir 2 kali lebih tinggi daripada kos bekalan elektrik. Kelemahan utama sumber tradisional bekalan haba adalah tenaga yang rendah, kecekapan ekonomi dan alam sekitar. Di samping itu, tarif pengangkutan yang tinggi untuk penghantaran pembawa tenaga memburukkan lagi faktor negatif yang wujud dalam bekalan haba tradisional.

Penanda aras yang sangat indikatif untuk menilai kemungkinan menggunakan pemasangan pam haba di Rusia adalah pengalaman asing. Ia berbeza di negara yang berbeza dan bergantung pada ciri iklim dan geografi, tahap pembangunan ekonomi, keseimbangan bahan api dan tenaga, nisbah harga untuk jenis bahan api dan elektrik utama, sistem bekalan haba dan kuasa yang digunakan secara tradisional, dsb. keadaan yang sama, dengan mengambil kira keadaan ekonomi Rusia, pengalaman asing harus dianggap sebagai cara pembangunan sebenar pada masa hadapan.

Satu ciri bekalan haba di Rusia, berbeza dengan kebanyakan negara di dunia, adalah penggunaan sistem yang meluas pemanasan daerah di bandar-bandar besar.

Walaupun sejak beberapa dekad yang lalu, pengeluaran pam haba telah meningkat secara mendadak di seluruh dunia, tetapi di negara kita HPP masih belum menemui aplikasi yang meluas. Terdapat beberapa sebab di sini:

Tumpuan tradisional pada pemanasan daerah;

Nisbah yang tidak menguntungkan antara kos elektrik dan bahan api;

Pembuatan HP dijalankan, sebagai peraturan, berdasarkan mesin penyejukan terdekat dari segi parameter, yang tidak selalu membawa kepada ciri optimum HP;

Pada masa lalu baru-baru ini, terdapat perjalanan yang sangat jauh dari reka bentuk HP kepada pentauliahannya.

Di negara kita, isu reka bentuk HP telah ditangani sejak 1926 /27/. Sejak 1976, HP telah bekerja dalam industri di kilang teh (Samtredia, Georgia) /13/, di Loji Kimia dan Metalurgi Podolsk (PCMZ) sejak 1987 /24/, di Loji Tenusu Sagarejo, (Georgia), di Ladang tenusu wilayah Moscow "Gorki-2" sejak tahun 1963

Selain industri, HP digunakan dalam pusat beli belah(Sukhumi) untuk bekalan haba dan sejuk, di bangunan kediaman (penempatan Bucuria, Moldova), di rumah tumpangan "Druzhba" (Yalta), hospital klimatologi (Gagra), dewan peranginan Pitsunda.

Pada tahun tujuh puluhan, pemulihan haba yang cekap dengan bantuan pemasangan pam haba telah dijalankan di stesen geoterma Pauzhetskaya di Kamchatka. TNU berjaya menggunakan sistem eksperimen bekalan haba geoterma untuk kawasan kediaman dan kemudahan rumah hijau Sredne-Parutinsky di Kamchatka. Dalam kes ini, sumber geoterma /12/ digunakan sebagai sumber tenaga berpotensi rendah.

Penggunaan dan terutamanya pengeluaran pam haba di negara kita sedang berkembang dengan kelewatan yang besar. Perintis dalam bidang penciptaan dan pelaksanaan pam haba di bekas USSR ialah VNIIholodmash. Pada tahun 1986-1989 VNIIkholodmash telah membangunkan beberapa pam haba mampatan wap dengan keluaran haba daripada 17 kW hingga 11.5 MW dalam dua belas saiz air-ke-air. Juga, air laut sebagai sumber haba suhu rendah untuk pam haba dengan keluaran haba 300 - 1000 kW pam haba "air-udara" untuk 45 dan 65 kW. Kebanyakan pam haba siri ini telah melepasi peringkat pembuatan dan ujian, prototaip di lima loji kejuruteraan penyejukan. Empat saiz standard ialah pam haba yang dihasilkan secara besar-besaran dengan keluaran haba sebanyak 14; 100; 300; 8500 kW. Jumlah keluaran mereka sehingga 1992 ialah 3,000 unit. Kuasa terma armada operasi pam haba ini dianggarkan pada 40 MW /16, 17/.

Dalam tempoh ini, beberapa pam haba asas baru telah dibangunkan - penyerapan, penyerapan-mampatan, mampatan, bekerja pada butana dan air sebagai bahan kerja, dsb.

Pada masa hadapan, terdapat penurunan dalam permintaan untuk pam haba. Banyak mesin yang dikuasai dan perkembangan baru tidak dituntut.

Walau bagaimanapun, dalam tahun lepas gambar mula berubah. Terdapat insentif ekonomi sebenar untuk penjimatan tenaga. Ini disebabkan oleh kenaikan harga tenaga, serta perubahan dalam nisbah tarif untuk elektrik dan pelbagai jenis bahan api. Dalam banyak kes, keperluan kebersihan alam sekitar sistem bekalan haba diketengahkan. Khususnya, ini terpakai kepada golongan elit rumah individu. Firma khusus baru muncul di Moscow, Novosibirsk, Nizhny Novgorod dan bandar-bandar lain, mereka bentuk pemasangan pam haba dan hanya menghasilkan pam haba. Melalui usaha firma ini, satu kumpulan pam haba dengan jumlah kapasiti haba kira-kira 50 MW telah mula beroperasi sekarang.

Dalam ekonomi pasaran sebenar di Rusia, pam haba mempunyai prospek pengembangan penggunaan selanjutnya, dan pengeluaran pam haba boleh menjadi sepadan dengan pengeluaran mesin penyejukan kelas yang sepadan. Prospek ini boleh dinilai apabila mempertimbangkan keadaan bekalan haba dan kuasa di kawasan utama penggunaan pemasangan pam haba: sektor perumahan dan komunal, perusahaan perindustrian, pusat peranginan kesihatan dan kompleks sukan, dan pengeluaran pertanian.

Dalam sektor perumahan dan komunal, pemasangan pam haba paling banyak digunakan dalam amalan dunia dan Rusia, terutamanya untuk pemanasan dan bekalan air panas (DHW). Arahan utama:

Bekalan haba autonomi daripada pemasangan pam haba;

Penggunaan sistem pam haba sejak sistem sedia ada pemanasan daerah.

Untuk bekalan haba autonomi bangunan individu, kawasan bandar, penempatan, terutamanya pam haba pemampatan wap dengan kuasa haba 10-30 kW digunakan dalam unit peralatan bangunan berasingan dan sehingga 5 MW daerah dan penempatan.

Kini program "Pembangunan tenaga bukan tradisional di Rusia" sedang dilaksanakan. Ia termasuk bahagian mengenai pembangunan pemasangan pam haba. Ramalan pembangunan adalah berdasarkan anggaran pengeluar pam haba, serta pengguna mereka di wilayah negara, memerlukan kuasa yang berbeza dan kemungkinan pengeluaran mereka. Kebanyakan daripada kira-kira 30 projek besar membayangkan penggunaan pam haba untuk sektor perumahan dan komunal, termasuk dalam sistem pemanasan daerah.

Sejumlah kerja dijalankan dalam rangka program serantau untuk penjimatan tenaga dan penggantian sistem bekalan haba tradisional dengan unit pam haba: Wilayah Novosibirsk, Wilayah Nizhny Novgorod, Norilsk, Neryungri, Yakutia, Divnogorsk, Wilayah Krasnoyarsk. Purata input tahunan kapasiti haba adalah kira-kira 100 MW.

Di bawah keadaan ini, penjanaan haba oleh semua pam haba operasi pada tahun 2005 berjumlah 2.2 juta Gcal, dan penggantian bahan api organik - 160 ribu tan bahan api rujukan, jumlah keluaran haba tahunan sebanyak 300 MW. Oleh itu, satu kejayaan dalam pengedaran pemasangan pam haba dirancang di Rusia.

Bagi pam haba dengan keluaran haba yang besar dari 500 kW hingga 40 MW, selepas 2005 input tahunan output terma adalah purata 280 MW, dan selepas 2010 - sehingga 800 MW. Ini disebabkan oleh fakta bahawa dalam tempoh ini ia dirancang untuk menggunakan pam haba secara meluas dalam sistem pemanasan daerah.

Dalam pengeluaran pertanian, bidang utama penggunaan pam haba adalah pemprosesan utama susu dan bekalan haba ke gerai.

Di ladang tenusu, sebahagian besar kos tenaga sehingga 50% jatuh pada pemacu pemampat mesin penyejukan yang direka untuk menyejukkan susu yang baru diperah dan memanaskan air untuk keperluan kebersihan dan teknologi. Gabungan permintaan untuk haba dan sejuk ini terhasil keadaan yang menguntungkan untuk aplikasi pam haba. Sebilangan besar haba dikeluarkan dengan udara pengudaraan gerai, yang boleh berjaya digunakan sebagai sumber berpotensi rendah untuk pam haba kecil. Di ladang ternakan, unit pam haba menyediakan penyaman udara serentak di bilik gerai dan bekalan haba ke kemudahan pengeluaran.

Penggunaan sistem bekalan haba terdesentralisasi berdasarkan pemasangan pam haba di kawasan yang tidak mempunyai rangkaian haba, atau di kawasan kediaman baharu, memungkinkan untuk mengelakkan banyak kelemahan teknologi, ekonomi dan alam sekitar sistem pemanasan daerah. Bersaing dengan mereka dari segi parameter ekonomi hanya boleh menjadi rumah dandang daerah yang beroperasi pada gas.

Sebilangan besar pemasangan sedemikian sedang beroperasi. Dan pada masa akan datang, keperluan untuk mereka akan berkembang dengan pesat.

Penjimatan, penggantian, bahan api organik dengan bantuan pam haba berlaku disebabkan oleh penglibatan berguna pelepasan haba gred rendah di CHP. Ini dicapai dalam dua cara:

Penggunaan langsung penyejukan air teknikal CHP sebagai sumber haba gred rendah untuk pam haba;

Gunakan sebagai sumber haba gred rendah untuk pengembalian pam haba air rangkaian dikembalikan ke CHPP, suhunya dikurangkan kepada 20 - 25 °C.

Kaedah pertama dilaksanakan apabila pam haba terletak berhampiran CHP, yang kedua - apabila ia digunakan berhampiran pengguna haba. Dalam kedua-dua kes, tahap suhu sumber haba berpotensi rendah agak tinggi, yang mewujudkan prasyarat untuk operasi pam haba dengan faktor penukaran yang tinggi.

Penggunaan pam haba dalam sistem pemanasan daerah boleh meningkatkan prestasi teknikal dan ekonomi sistem tenaga bandar dengan ketara, dengan menyediakan:

Peningkatan kuasa haba dengan jumlah haba terpakai yang dibebaskan sebelum ini ke dalam sistem penyejukan air proses;

Pengurangan kehilangan haba semasa pengangkutan air rangkaian dalam saluran paip utama;

Menaik beban pemanasan sebanyak 15 - 20% dengan penggunaan air rangkaian primer yang sama dan pengurangan defisit dalam air rangkaian di stesen pemanasan pusat di daerah mikro yang jauh dari CHPP;

Kemunculan sumber sandaran untuk menampung beban haba puncak.

Untuk bekerja dalam sistem pemanasan daerah, pam haba yang besar diperlukan dengan kapasiti pemanasan daripada beberapa megawatt untuk pemasangan di pencawang pemanas dan sehingga beberapa puluh megawatt untuk digunakan dalam loji kuasa haba.

Di perusahaan perindustrian, pemasangan pam haba digunakan untuk menggunakan haba sistem peredaran air, haba pelepasan pengudaraan dan haba air sisa.

Dengan bantuan HPP, adalah mungkin untuk memindahkan sebahagian besar haba sisa ke rangkaian pemanasan, kira-kira 50 - 60%. Di mana:

Ia tidak perlu mengeluarkan bahan api tambahan untuk menghasilkan haba ini;

Keadaan ekologi akan bertambah baik;

Dengan menurunkan suhu air beredar vakum dalam pemeluwap turbin akan bertambah baik dengan ketara dan keluaran elektrik daripada turbin akan meningkat;

Kehilangan air yang beredar dan kos pengepamannya akan dikurangkan.

Sehingga baru-baru ini, dipercayai bahawa penggunaan pemasangan pam haba dalam perusahaan yang dibekalkan dengan haba daripada CHPP jelas tidak menjimatkan. Anggaran ini kini sedang disemak. Pertama, mereka mengambil kira kemungkinan menggunakan teknologi yang dibincangkan di atas dalam sektor perumahan dan komunal dengan pemanasan daerah. Kedua, nisbah harga sebenar untuk elektrik, haba daripada CHPP dan bahan api memaksa sesetengah perusahaan untuk beralih kepada penjana haba dan juga elektrik mereka sendiri. Dengan pendekatan ini, penggunaan pemasangan pam haba adalah paling berkesan. Penjimatan bahan api yang sangat besar disediakan oleh "mini-CHP", berdasarkan penjana diesel gas asli, yang pada masa yang sama memacu pemampat pam haba. Pemasangan terma pada masa yang sama menyediakan pemanasan dan bekalan air panas perusahaan.

Ia juga menjanjikan bagi perusahaan untuk menggunakan pemasangan pam haba dalam kombinasi dengan penggunaan haba daripada pelepasan pengudaraan. pemanasan udara ciri banyak perusahaan perindustrian. Pemasangan untuk pemulihan haba daripada pelepasan pengudaraan memungkinkan untuk memanaskan udara luar yang memasuki bengkel kepada transformasi 8 0 С.

Banyak perusahaan perindustrian memerlukan sejuk buatan pada masa yang sama. Jadi, di kilang gentian tiruan di bengkel pengeluaran utama, penyaman udara berteknologi digunakan untuk mengekalkan suhu dan kelembapan. Sistem pam haba gabungan pam haba - mesin penyejukan, yang secara serentak menghasilkan haba dan sejuk, adalah yang paling menjimatkan.

Pada masa ini, di Rusia, HPP dihasilkan oleh pelbagai syarikat mengikut pesanan individu. Jadi, sebagai contoh, di Nizhny Novgorod, syarikat Triton menghasilkan HP dengan output haba dari 10 hingga 2000 kW dengan kuasa pemampat dari 3 hingga 620 kW. Bahan kerja ialah R-142; m≈ 3; kos TN daripada 5,000 hingga 300,000 dolar AS. Tempoh bayaran balik 2 - 3 tahun.

Sebelum ini hari ini CJSC Energia kekal sebagai satu-satunya pengeluar bersiri pam haba pemampatan wap di negara kita. Pada masa ini, syarikat itu sedang menguasai pengeluaran unit pam haba penyerapan, serta pam haba turbocompressor dengan kapasiti unit yang besar melebihi 3 MW.

Firma "Energy" telah mengeluarkan dan melancarkan kira-kira 100 unit pam haba pelbagai kapasiti di seluruh wilayah bekas USSR. Unit pertama dipasang di Kamchatka.

Pada rajah. 8.1. Beberapa objek di mana pam haba CJSC "Energia" beroperasi.

CJSC Energia mengeluarkan pam haba dengan keluaran haba 300 hingga 2500 kW dengan jaminan operasi dari 35 hingga 45 ribu jam. Harga pam haba ditetapkan pada kadar 160 - 180 USD. untuk 1 kW keluaran haba (Q in).

Sejak penubuhannya, CJSC Energia telah menjalankan operasi unit pam haba pelbagai kapasiti di CIS dan negara jiran. Secara keseluruhan, dari 1990 hingga 2004 CJSC ENERGIA memperkenalkan 125 pam haba pelbagai kapasiti di 63 kemudahan di Rusia dan negara jiran.

nasi. 8.1. Pam haba CJSC "Energia" dipasang:

Unit pam haba di sekolah menengah No. 1, Karasuk, rantau Novosibirsk dan pam haba NT - 1000 di CHPP di kampung Rechkunovka, Novosibirsk

Di bawah ialah anotasi ringkas objek terbesar yang dibentangkan oleh CJSC Energia, Novosibirsk, Jadual. 8.1..

Jadual 8.1. Beberapa objek di mana pam haba CJSC Energia beroperasi

Nama objek	Punca haba	Jumlah kuasa, kW	Jenis pam haba	Tahun pelancaran
Tyumen, pengambilan air Velizhansky, pemanasan kampung	Air minuman 7-9 °C		2 pam NT-3000
Karasuk, rantau Novosibirsk, pemanasan sekolah menengah No	Air bawah tanah 24 °C		2 pam NKT-300
Gornoaltaysk, CSB, pemanasan bangunan	Air bawah tanah 7 - 9 ° С		1 pam NKT-300
P / isi rumah "Mirny", Wilayah Altai, pemanasan kampung	Air bawah tanah 23 °C		3 pam NKT-300
Lithuania, Kaunas, tumbuhan gentian tiruan, pemanasan kedai tumbuhan.	Pelepasan teknologi - air 20 ° С		2 pam NT-3000	1995 1996
Moscow, Interstroyplast (Tingkap Rakyat), penyejukan air untuk penyemperit	Proses air 16 °C		1 pam NT-500
Kazakhstan, Ust-Kamenogorsk, Kazzinc JSC, pemanasan air suapan sebelum rawatan air kimia dari 8 hingga 40 °C	Air proses kitar semula (penggantian menara penyejuk)		1 pam NT-3000
Krasnoyarsk, Pusat Saintifik Moscow, pemanasan Institut Ekologi	Yenisei - air pada musim sejuk adalah kira-kira 2 ° C		1 pam NT-500
Yelizovo, rantau Kamchatka, pengambilan air, pemanasan bangunan	Air minuman 2 - 9 °C		1 pam NKT-300

Di rantau Nizhny Novgorod, pembangunan dan pengeluaran HP dengan

1996 Syarikat Penyelidikan dan Pengeluaran CJSC Triton Ltd. Sepanjang tempoh yang lalu, HP pelbagai kapasiti telah direka dan dipasang:

TN-24, Q = 24 kW, pemanasan kediaman F = 200 m 2. BAT - air bawah tanah. Dipasang di kampung Bolshiye Orly, Daerah Borsky, Wilayah Nizhny Novgorod, 1998.

ТН-45, Q = 45 kW, pemanasan kompleks bangunan pentadbiran, gudang dan garaj, F > 1200 m 2 , NIT - air bawah tanah. Dipasang di rantau Moscow, Nizhny Novgorod pada tahun 1997. Pemiliknya ialah Symbol LLP.

ТН-600, Q = 600 kW, pemanasan, bekalan air panas kompleks hotel dan tiga kotej, F > 7000 m 2 , NIT - air bawah tanah. Dipasang di daerah Avtozavodsky, Nizhny Novgorod, 1996. Pemilik - GAZ.

ТН-139, Q = 139 kW, pemanasan, DHW bangunan pengeluaran F > 960 m 2, NIT - tanah. Dipasang di daerah Kanavinsky, Nizhny Novgorod, 1999. Pemilik - GZD.

ТН-119, Q = 119 kW, pemanasan, bekalan air panas dispensari F > 770 m 2 , NIT - air bawah tanah. Dipasang di daerah Borsky, wilayah Nizhny Novgorod pada tahun 1999. Pemiliknya ialah Tsentrenergostroy.

ТН-300, Q = 300 kW, pemanasan, bekalan air panas sekolah F > 3000 m 2 , BAT - air bawah tanah. Ia telah mula beroperasi di daerah Avtozavodsky, Nizhny Novgorod pada tahun 1999. Pemiliknya ialah jabatan pendidikan pentadbiran daerah.

TN-360, Q = 360 kW, pemanasan, bekalan air panas pusat rekreasi F > 4000 m 2, NIT - air bawah tanah. Dimulakan di daerah Dalnekonstantinovsky, wilayah Nizhny Novgorod pada tahun 1999. Pemilik - Gidromash.

ТН-3500, Q = 3500 kW, pemanasan, bekalan air panas, pengudaraan bangunan pentadbiran depot baru F > 15000 m 2 , NIT - air kembali, sistem bekalan haba CHPP Sormovskaya. Daerah Kanavinsky, Nizhny Novgorod 2000 Pemilik - GZD.

Dua HP Q = 360 dan 200 kW, untuk wilayah Penza, 2 Gcal - untuk Tuapse.

Dengan penyertaan pakar dari Institut Suhu Tinggi Akademi Sains Rusia (IHT RAS), beberapa pemasangan dan sistem eksperimen dan demonstrasi menggunakan pam haba untuk bekalan haba ke pelbagai objek /48/ telah dibangunkan dan dicipta.

Di pinggir bandar der. Di Gribanovo, pada tahun 2001, sistem bekalan haba pam haba solar untuk bangunan makmal telah dimasukkan ke dalam operasi percubaan di wilayah tapak ujian Astrofizik NPO. Penukar haba tanah menegak dengan jumlah panjang kira-kira 30 m digunakan sebagai sumber haba gred rendah untuk pam haba (teknologi OAO Insolar-Invest). Peranti pemanasan - gegelung kipas dan pemanas lantai. Pengumpul suria menyediakan bekalan air panas, haba suria yang berlebihan pada musim panas dipam ke dalam tanah untuk mempercepatkan pemulihan rejim suhunya.

Pada tahun 2004 JSC "Insolar-Invest" unit pam haba automatik eksperimen (ATNU) telah mula beroperasi, direka bentuk untuk memanaskan air paip di hadapan dandang loji pemanas daerah Zelenograd. Jadual. 8.2.

Sebagai sumber haba gred rendah, air sisa domestik yang tidak dirawat digunakan, yang terkumpul di dalam tangki penerima stesen pam kumbahan utama (GKNS). ATNU direka untuk menguji teknologi untuk menggunakan haba air sisa mentah, menentukan kesan operasi pemasangan pada parameter rejim loji kuasa haba, menyemak kecekapan ekonomi dan membangunkan cadangan untuk penciptaan pemasangan serupa di Moscow. ekonomi bandar.

Jadual 8.2. Reka bentuk utama dan parameter operasi ATNU

ATNU merangkumi lima bahagian utama:

Unit haba pam haba (TTU);

Saluran paip sistem pengumpulan haba gred rendah (SSNT);

penukar haba;

Saluran paip pembetung tekanan;

Sekumpulan pam najis yang memberi makan di GKNS.

Air sisa yang tidak dirawat, mempunyai suhu 20 0 C, dari tangki penerima, pam tahi yang dikeluarkan oleh Flygt dimasukkan ke dalam penukar haba buangan, di mana ia mengeluarkan haba kepada pembawa haba perantaraan (air), menyejukkan kepada suhu 15.4 0 C, dan kemudian kembali ke tangki. Jumlah penggunaan air sisa - 400 m 3 / j.

Litar edaran air sisa mentah direka bentuk dengan mengambil kira amalan pengendalian saluran paip tekanan dalam sistem pembetungan. Kadar aliran dalam saluran penukar haba memastikan ketiadaan mendapan pada permukaan pertukaran haba.

Dipanaskan dalam penukar haba sisa pada suhu 13 0 C, pembawa haba perantaraan dibekalkan kepada pam haba, di mana ia disejukkan kepada suhu 8 0 C, mengeluarkan haba kepada freon litar mampatan wap, dan sekali lagi dihantar ke penukar haba buangan.

Penggunaan pam haba dalam litar gelang di Rusia.

Secara umum, contoh penggunaan pemasangan pam haba tunggal dipertimbangkan. Pemasangan ini termasuk satu atau lebih pam haba yang beroperasi secara berasingan antara satu sama lain dan melaksanakan fungsi bekalan haba tertentu. Terdapat sistem pam haba cincin bersepadu yang membolehkan anda mencapainya kecekapan maksimum dan simpanan. Beberapa HP dipasang dalam sistem gelang, yang digunakan untuk menghasilkan haba dan sejuk, bergantung pada keperluan bahagian bangunan yang berlainan. Terdapat sedikit maklumat tentang sistem sedemikian.

Beberapa ketika dahulu, sebuah syarikat yang membekalkan pam haba di Rusia melaksanakan projek untuk memodenkan sistem pemanasan dan penghawa dingin di salah sebuah hotel dan pusat hiburan Moscow /54/. Mari lihat bagaimana sistem ini berfungsi. 8.2.

Litar air terdiri daripada pam air dan tangki simpanan suhu rendah, disebabkan oleh jumlah yang pengumpulan haba meningkat dan suhu air dalam litar menjadi stabil. Semua VT disambungkan ke litar ini.

Anak panah menunjukkan arah pergerakan haba. Di belakang pam edaran, pam haba jenis "air - air" dipasang, yang memanaskan air di dalam kolam kompleks. Kolam boleh menjadi beberapa, isipadu yang berbeza dan dengan suhu air yang berbeza. Untuk setiap kolam, TN ditubuhkan.

HP "air - udara", menyejukkan udara masuk kawasan dapur, yang menyediakan restoran, bar, kafe, kantin untuk kakitangan. Di dalam bilik ini, sentiasa terdapat pelepasan haba yang besar dan HP menyejukkan udara di dalamnya, membawa haba ke dalam litar air biasa.

nasi. 8.2. Contoh pam haba anulus.

HP "air - air" digunakan untuk menggunakan lebihan haba melalui sistem bekalan air panas (DHW). Haba diambil daripada litar air pentadbiran dan ruang pejabat. Untuk penghawa dingin, setiap bilik ini mempunyai HP boleh balik sendiri untuk haba atau sejuk. Pada musim panas, semua pam ini akan menyejukkan udara, dan pada musim sejuk, mereka akan memanaskannya.

Semua HP ini digabungkan dalam satu gelang dengan HP di bahagian lain bangunan dengan keperluan mereka untuk haba dan lebihannya (bilik teknikal dan berfungsi, kafe, restoran, taman musim sejuk, bilik penyejukan) dan haba ditukar antara mereka.

Untuk Operasi biasa Suhu HP air dalam litar mestilah antara 18 0 С dan 35 0 С. Jika bilangan HP yang beroperasi dalam mod pemanasan adalah sama dengan bilangan HP yang beroperasi dalam mod penyejukan, maka sistem tidak memerlukan input haba daripada luar atau penyingkirannya ke luar. Sistem gelang beroperasi dengan paling cekap pada suhu luar dari -4 0 С hingga +14 0 С. Kos tenaga untuk operasi keseluruhan litar gelang hanya dalam kos kerja pam edaran dan pam haba individu di dalam premis. Tidak ada keperluan untuk sumber tenaga haba, gas atau pemanas elektrik yang mahal atau penerimaannya dari luar.

Dengan lebih suhu rendah udara luar dan kekurangan haba dalam litar air, suhu di dalamnya boleh turun di bawah 18 0 C. Kemudian, untuk memanaskan litar air kepada parameter yang diperlukan, anda boleh menggunakan sumber luaran loji pemanasan bandar, dandang atau geoterma pam haba yang mengepam haba daripada air bawah tanah atau dari takungan berdekatan . Sumber seperti air tanah atau sungai dengan suhu 4 0 C akan mencukupi untuk memanaskan air dalam litar ke paras 18 0 C dan dengan itu untuk operasi normal semua pam haba bangunan.

Malangnya, di Rusia pendekatan ini setakat ini telah dihalang. dengan perbelanjaan yang besar pada peringkat reka bentuk dan kekurangan insentif ekonomi untuk penyelesaian penjimatan tenaga dan mesra alam. Sumber haba gred rendah lain juga boleh digunakan dalam sistem pam haba cincin. Di banyak kemudahan: dobi besar, perusahaan menggunakan air dalam proses teknologi, terdapat aliran air sisa yang ketara pada suhu yang cukup tinggi. Dalam kes ini, masuk akal untuk memasukkan pam haba dalam sistem gelang yang menggunakan haba ini.

Litar air juga termasuk tangki simpanan suhu rendah. Lebih besar isipadu tangki ini, lebih banyak haba yang boleh digunakan jika perlu, sistem dapat terkumpul. Sistem gelang boleh mengambil alih sepenuhnya fungsi pemanasan - sistem monovalen. Walau bagaimanapun, adalah mungkin untuk menggunakan pam haba secara serentak dengan sistem pemanasan tradisional - sistem bivalen. Jika terdapat sumber haba yang mencukupi yang disambungkan ke cincin di tapak, dan jika keperluan untuk air panas adalah kecil, sistem cincin dapat memenuhi sepenuhnya keperluan ini.

Sistem pam haba cincin hanya boleh digunakan untuk penyaman udara di dalam bilik di mana hanya terdapat keperluan sedemikian. Tetapi sistem penghawa dingin cincin amat berkesan dalam bangunan yang terdapat banyak bilik dengan tujuan berbeza yang memerlukan suhu udara berbeza. HP sebagai penghawa dingin berfungsi dengan lebih cekap daripada banyak peranti penyaman udara lain yang diketahui.

Asas kecekapan tinggi pam haba terletak tepat pada fakta bahawa tenaga yang dibelanjakan di dalam bangunan untuk menghasilkan haba tidak dilepaskan "ke dalam paip", tetapi digunakan di dalam bangunan di mana terdapat keperluan untuknya. Haba disimpan dan dipindahkan dengan cekap dalam sistem gelang.

Faktor penting kedua bagi kecekapan ekonomi ialah kemungkinan menggunakan sumber haba "berpotensi rendah" - perigi artesis, takungan, pembetung. Dengan bantuan pemampat, menggunakan sumber dengan suhu 4 ° C, kami mendapat air panas 50 - 60 0 C, menghabiskan 1 kW elektrik untuk mendapatkan 3 - 4 kW tenaga haba. Jika apabila menggunakan sistem pemanasan stim konvensional, kecekapan hanya 30 - 40%, maka dengan pam haba, kecekapan meningkat beberapa kali.

Khususnya, keputusan berikut telah dicapai di hotel dan pusat hiburan yang diterangkan.

Mengurangkan kos modal untuk pembelian dan pemasangan peralatan sebanyak 13 - 15% berbanding sistem gegelung kipas penyejuk. Sistem komunikasi kejuruteraan telah dipermudahkan berbanding dengan sistem penghawa dingin pusat. Iklim mikro yang selesa telah dicipta di dalam premis: pematuhan tekanan udara, kelembapan dan suhu dengan keperluan kebersihan. Jumlah kos pemanasan dan bekalan air panas dikurangkan lebih daripada 50% berbanding dengan pemanasan pusat.

Sistem pam haba anulus tidak memerlukan alat kawalan dan pemantauan yang kompleks dan mahal untuk mengoptimumkan operasinya. Ia cukup dengan bantuan beberapa geganti terma, termostat untuk mengekalkan suhu dalam litar air dalam had yang ditentukan. Untuk kemudahan tambahan dan kawalan visual, automasi yang mahal juga boleh digunakan.

Dengan julat suhu tertentu dalam litar air sistem gelang 18 - 35 0 C, tiada kondensat terbentuk pada paip dan tiada kehilangan haba yang ketara. Ini adalah faktor penting dengan percabangan sistem yang ketara (pengedaran, risers, sambungan, yang boleh menjadi agak banyak dalam bangunan dengan seni bina yang kompleks).

Apabila menggunakan HP dalam sistem pengudaraan bilik, bilangan dan jumlah panjang saluran udara boleh dikurangkan berbanding dengan unit penghawa dingin pusat. Pemasangan pam haba diletakkan terus di dalam bilik berhawa dingin atau di bilik bersebelahan, iaitu, udara berhawa dingin di tempat kejadian. Ini mengelakkan pengangkutan udara siap melalui saluran panjang.

Di Rusia, sistem berasaskan TH yang pertama telah dipasang pada tahun 1990 di Iris Congress Hotel. Ini ialah sistem penghawa dingin bivalen anulus dari syarikat Amerika ClimateMaster. Untuk pemanasan di hotel, dapur pemanas, dobi, bilik teknikal, unit penyejukan dan peti sejuk beku, terdapat pertukaran haba semasa penyaman udara bilik hotel, bilik persidangan, pusat kecergasan, restoran, dan premis pentadbiran. 15 tahun operasi sistem telah menunjukkan kebolehpercayaan peralatan dan kebolehlaksanaan penggunaannya dalam iklim kita.

Apabila mereka bentuk sistem pam haba untuk objek, adalah perlu, pertama sekali, untuk mengkaji semua kemungkinan sumber haba berpotensi rendah dan semua kemungkinan pengguna haba berpotensi tinggi pada objek ini, untuk menilai semua keuntungan haba dan semua kehilangan haba. Ia adalah perlu untuk memilih sumber-sumber tersebut untuk kegunaan di mana haba dibebaskan dengan agak sama rata dan untuk masa yang lama. Kemas dan pengiraan yang tepat memastikan operasi HP yang stabil dan kos efektif. Jumlah kapasiti pam haba buangan tidak boleh berlebihan tanpa guna. Sistem mesti seimbang, tetapi ini tidak bermakna sama sekali jumlah kapasiti sumber haba dan pengguna harus dekat, mereka mungkin berbeza, dan nisbahnya juga mungkin berubah dengan ketara apabila keadaan operasi sistem berubah. Fleksibiliti sistem membolehkan anda memilih semasa mereka bentuknya pilihan terbaik dan meletakkan asas untuk pengembangan selanjutnya. Ia juga perlu mengambil kira keunikan keadaan iklim di rantau ini. Keadaan iklim adalah kunci untuk memilih sistem iklim yang cekap.

Di latitud selatan, tugas utama adalah untuk menyejukkan udara dan melepaskan haba ke luar, penggunaannya untuk pemanasan tidak bermakna. Sistem penyejuk tradisional - gegelung kipas atau sebagainya agak sesuai di sini. AT latitud utara terlalu banyak tenaga diperlukan untuk memanaskan kemudahan, banyak haba berpotensi tinggi yang perlu dibekalkan kepada sistem. Oleh itu, adalah perlu untuk memasang sistem bivalen, HP dalam kombinasi dengan sistem pemanasan. Dalam iklim sederhana latitud pertengahan, adalah dinasihatkan untuk menggunakan sistem gelang monovalen, di mana kecekapannya adalah maksimum.

Sehingga kini, dipercayai secara meluas bahawa TN terlalu mahal. Kos untuk pemasangan dan pemasangan peralatan adalah tinggi, dan dengan harga haba yang sedia ada di Rusia, tempoh bayaran balik adalah terlalu lama. Walau bagaimanapun, amalan menunjukkan bahawa pemasangan sistem pam haba di kemudahan bersaiz besar dan sederhana boleh menjimatkan 10 - 15% ke atas pelaburan modal, apatah lagi kos operasi. Di samping itu, sistem cincin mengurangkan penggunaan sumber tenaga sebanyak mungkin, yang harganya semakin meningkat dengan lebih pantas.

Menurut pengiraan Research.Techart, 5.3 MW pam haba telah dipasang di Rusia pada tahun 2009. Dinamik pasaran Rusia pam geoterma, menurut Research.Techart ramalan, akan rendah dalam jangka sederhana, disebabkan oleh krisis dalam ekonomi. Walau bagaimanapun, di sesetengah kawasan pasaran boleh berkembang dengan sangat aktif.

Arah aliran menaik dalam permintaan daripada sektor infrastruktur dan perumahan akan berterusan, dan sebahagian besar jualan ialah 15-38kW PTN. Struktur penggunaan berhubung dengan jenis PTN tidak akan berubah. Peningkatan bahagian produk domestik dalam jumlah volum pasaran diramalkan.

Dalam jangka panjang, faktor utama dalam pembangunan pasaran adalah pelaksanaan strategi tenaga negara. Selepas 2016, pertumbuhan pasaran aktif diramalkan. Dalam bidang prestasi, peralihan kepada PTN dengan penyejuk karbon dijangka. Pada masa yang sama, penggunaan kedua-dua pam haba kuasa rendah dan sederhana dan berkuasa tinggi akan meningkat, yang disebabkan oleh prospek untuk menggunakan sistem pemulihan haba air sisa. Dengan latar belakang peningkatan permintaan, pembangunan aktif pangkalan pengeluaran domestik akan bermula - jumlahnya Pengeluar Rusia akan meningkat dan mereka akan mengambil kedudukan utama dalam pasaran.

Menjelang 2020, saiz pasaran CVT mungkin mencapai 8,000 - 11,000 unit, 460 - 500 MW. Ramalan saiz pasaran PTN untuk 2030 - saat penyiapan pelaksanaan Strategi Tenaga semasa Rusia - 11,000 - 15,000 unit, 500 - 700 MW.

Sepanjang tahun lalu, pam haba telah menduduki niche mereka dalam pasaran iklim Rusia, antara teknologi popular yang lain. Perbincangan tentang kebaikan dan keburukan pemasangan pam haba (HPU) berlaku di halaman akhbar industri, dan di persidangan tematik dan meja bulat. Banyak maklumat baru-baru ini muncul mengenai pam haba - baik dalam Internet berbahasa Rusia dan dalam media khusus. Walau bagaimanapun, masih terdapat sedikit penerbitan mengenai sistem pam haba bersepadu. Tujuan artikel ini adalah untuk mengisi sedikit jurang ini, untuk meringkaskan beberapa soalan yang timbul dalam pakar apabila mereka mula-mula mengenali sistem pemindahan haba cincin, dan menjawabnya secara ringkas.

Jadi, diketahui tentang pam haba bahawa ini adalah peralatan iklim yang mampu menggunakan haba persekitaran, menggunakan pemampat untuk menaikkan suhu penyejuk ke tahap yang dikehendaki dan memindahkan haba ini ke tempat yang diperlukan.

Hampir selalu mungkin untuk mengekstrak haba dari persekitaran. Lagipun " air sejuk"- konsep subjektif berdasarkan perasaan kita. Walaupun air sungai yang paling sejuk mengandungi sejumlah haba. Tetapi diketahui bahawa haba hanya berpindah dari badan yang lebih panas kepada yang lebih sejuk. Haba boleh diarahkan secara paksa dari badan yang sejuk ke yang hangat, maka badan yang sejuk menjadi lebih sejuk, dan panas yang hangat. Menggunakan pam haba yang "mengepam" haba dari udara, air sungai atau bumi, menurunkan suhunya dengan lebih banyak lagi, adalah mungkin untuk memanaskan bangunan.Dalam kes klasik, ia dianggap bahawa, membelanjakan 1 kW elektrik untuk kerja, HPP boleh menghasilkan daripada 3 hingga 6 kW tenaga haba. Dalam amalan, ini bermakna kuasa dua atau tiga mentol lampu isi rumah dalam tempoh musim sejuk boleh dipanaskan ruang tamu saiz sederhana. Pada musim panas, dengan beroperasi dalam mod terbalik, pam haba boleh menyejukkan udara di dalam bilik bangunan. Haba dari bangunan akan dikeluarkan dengan diserap oleh atmosfera, sungai atau bumi.

Pada masa ini, terdapat pelbagai jenis pemasangan pam haba, yang membolehkan mereka digunakan secara meluas dalam industri, pertanian, dalam perkhidmatan perumahan dan komunal. Sebagai contoh penggunaan HPP, pada akhir artikel kami akan mempertimbangkan dua projek - salah satunya ialah projek sistem cincin berskala besar yang dilaksanakan di Wilayah Krasnodar, yang kedua ialah kemudahan pembinaan berskala kecil di Moscow. wilayah.

Apakah pam haba?

Pam haba datang dalam pelbagai keluaran haba antara beberapa kilowatt hingga ratusan megawatt. Mereka boleh bekerja dengan pelbagai sumber haba dalam keadaan pengagregatan yang berbeza. Dalam hal ini, mereka boleh dibahagikan kepada jenis berikut: air-air, air-udara, udara-air, udara-udara. Pam haba dihasilkan, direka bentuk untuk berfungsi dengan sumber haba gred rendah pelbagai suhu, sehingga negatif. Ia boleh digunakan sebagai penerima haba berpotensi tinggi yang memerlukan suhu yang berbeza walaupun melebihi 1000C. Bergantung pada ini, pam haba boleh dibahagikan kepada suhu rendah, suhu sederhana dan suhu tinggi.

Pam haba juga berbeza dari segi peranti teknikal. Dalam hal ini, dua arah boleh dibezakan: mampatan wap dan penyerapan HPP. Pam haba juga boleh menggunakan jenis tenaga lain untuk kerja mereka, sebagai tambahan kepada elektrik, sebagai contoh, ia boleh berjalan pada pelbagai jenis bahan api.

Pelbagai kombinasi jenis sumber haba berpotensi rendah dan penerima haba gred tinggi menyediakan pelbagai jenis pam haba. Berikut adalah beberapa contoh:

HPP, menggunakan haba air bawah tanah untuk pemanasan;
HPP, menggunakan haba takungan semula jadi untuk bekalan air panas;
HPI - penghawa dingin menggunakan air laut sebagai sumber dan penerima haba;
HPI - penghawa dingin menggunakan udara luar sebagai sumber dan penerima haba;
HPI untuk memanaskan air kolam renang, menggunakan haba udara luar;
HPP, menggunakan haba air sisa dalam sistem bekalan haba;
HPP, menggunakan haba peralatan kejuruteraan dan teknikal dalam sistem bekalan haba;
HPP untuk menyejukkan susu dan pada masa yang sama memanaskan air untuk bekalan air panas di ladang tenusu;
HPP untuk pemulihan haba daripada proses teknologi dalam pemanasan utama udara bekalan.

Pelbagai jenis peralatan pam haba dihasilkan secara besar-besaran, tetapi pam haba juga boleh dihasilkan mengikut projek khas. Terdapat pemasangan eksperimen, prototaip, serta banyak perkembangan teori.

Jika kemudahan itu menyediakan penggunaan beberapa pam haba, yang akan direka bentuk untuk menghasilkan kedua-dua haba dan sejuk, kecekapannya akan meningkat berkali-kali jika ia digabungkan ke dalam satu sistem. Ini adalah apa yang dipanggil sistem pam haba cincin (KHNS). Sistem sedemikian adalah suai manfaat untuk digunakan pada objek sederhana dan besar.

Sistem penghawa dingin cincin

Sistem ini adalah berdasarkan pam haba air-udara yang melaksanakan fungsi penyaman udara di dalam premis. Di dalam bilik di mana penghawa dingin disediakan (atau di sebelahnya), pam haba dipasang, kuasa yang dipilih mengikut parameter bilik, tujuannya, ciri-ciri bekalan udara yang diperlukan - pengudaraan ekzos, kemungkinan bilangan orang yang hadir, peralatan yang dipasang di dalamnya dan kriteria lain. Semua HPP boleh diterbalikkan, iaitu, ia direka untuk kedua-dua penyejukan dan pemanasan udara. Kesemuanya disambungkan oleh litar air biasa - paip di mana air beredar. Air adalah sumber dan penerima haba untuk semua HPI. Suhu dalam litar boleh berbeza dari 18 hingga 320C. Antara pam haba yang memanaskan udara dan yang menyejukkannya, haba ditukar melalui litar air. Bergantung pada ciri-ciri premis, serta pada masa tahun dan masa hari, sama ada pemanasan atau penyejukan udara mungkin diperlukan di dalam bilik yang berbeza. Dengan operasi serentak di bangunan HPI yang sama menghasilkan haba dan sejuk, haba dipindahkan dari bilik yang berlebihan ke bilik yang tidak mencukupi. Oleh itu, terdapat pertukaran haba antara zon, bersatu dalam satu cincin.

Selain HPP melaksanakan fungsi penyaman udara, HPP untuk tujuan lain juga boleh dimasukkan ke dalam HPP. Jika terdapat keperluan haba yang mencukupi di kemudahan, haba buangan boleh digunakan dengan cekap melalui sistem gelang menggunakan HPI. Sebagai contoh, dengan adanya aliran air sisa yang intensif, masuk akal untuk memasang HPI air-ke-air, yang akan membolehkan haba buangan digunakan melalui HPS. Pam haba sedemikian akan dapat mengeluarkan haba daripada air sisa, memindahkannya menggunakan litar gelang, dan kemudian menggunakannya untuk memanaskan bilik.

Udara yang dikeluarkan dari bangunan melalui pengudaraan ekzos juga mengandungi sejumlah besar haba. Sekiranya tiada sejumlah besar kekotoran dalam udara ekzos yang menghalang operasi HPI, adalah mungkin untuk menggunakan haba udara ekzos dengan memasang HPI udara-ke-air. Melalui CHP haba ini boleh digunakan oleh semua pengguna di dalam bangunan, yang sukar dicapai menggunakan regenerator dan recuperator tradisional. Di samping itu, proses kitar semula dalam kes ini boleh menjadi lebih cekap, kerana ia tidak bergantung pada suhu udara luar yang diambil oleh pengudaraan bekalan, dan pada suhu yang ditetapkan untuk memanaskan udara yang disuntik ke dalam premis.

Di samping itu, apabila mengendalikan pam haba boleh balik dalam kedua-dua air sisa dan pengudaraan ekzos, ia boleh digunakan untuk mengeluarkan haba berlebihan daripada litar air semasa musim panas, dan dengan itu mengurangkan kapasiti yang diperlukan menara penyejuk.

Pada musim panas, dengan bantuan pam haba, lebihan haba dalam litar air digunakan melalui pengguna yang terdapat di kemudahan itu. Sebagai contoh, HPI air-ke-air boleh disambungkan ke sistem gelang, memindahkan haba berlebihan ke sistem bekalan air panas (DHW). Dalam kemudahan yang memerlukan sedikit air panas, pam haba ini mungkin cukup untuk memuaskannya sepenuhnya.

Jika kemudahan itu mempunyai satu atau lebih kolam renang, contohnya, di kemudahan penjagaan kesihatan, rumah rehat, kompleks hiburan dan hotel, air kolam juga boleh dipanaskan menggunakan pam haba air ke air dengan menyambungkannya ke KTS.

Gabungan sistem gelang dengan sistem lain

Sistem pengudaraan dalam bangunan yang menggunakan sistem pam haba anulus mesti dibangunkan dengan mengambil kira ciri-ciri operasi HPP yang menyalurkan udara. Ia adalah wajib untuk mengedarkan semula udara dalam jumlah yang diperlukan untuk operasi stabil pam haba ini, mengekalkan suhu yang ditetapkan di dalam bilik dan pemulihan haba yang cekap (pengecualian adalah kes-kes di mana peredaran semula tidak diingini, contohnya, dewan kolam renang, tempatan tudung dapur). Terdapat beberapa ciri lain dalam pembangunan pengudaraan dengan CTNS.

Walau bagaimanapun, pada masa yang sama, sistem cincin menyediakan lebih banyak lagi sistem mudah pengudaraan daripada jenis penyaman udara lain. Pam haba menjalankan penghawa dingin secara langsung di tapak, di dalam bilik itu sendiri, yang menghilangkan keperluan untuk mengangkut udara siap melalui saluran udara terlindung haba yang panjang, seperti yang berlaku, sebagai contoh, dengan penghawa dingin pusat.

Sistem gelang boleh mengambil alih sepenuhnya fungsi pemanasan, tetapi penggunaan bersama dengan sistem pemanasan tidak dikecualikan. Dalam kes ini, sistem pemanasan yang kurang berkuasa dan lebih mudah dari segi teknikal digunakan. Sistem bivalen sedemikian lebih sesuai di latitud utara, di mana lebih banyak haba diperlukan untuk pemanasan, dan ia perlu dibawa masuk lebih daripada sumber yang berpotensi tinggi. Jika bangunan itu mempunyai sistem individu penyaman udara dan pemanasan, sistem ini sering mengganggu antara satu sama lain, terutamanya semasa tempoh peralihan. Penggunaan sistem cincin bersama-sama dengan sistem pemanasan tidak menimbulkan masalah seperti itu, kerana operasinya bergantung sepenuhnya pada keadaan sebenar iklim mikro di setiap zon individu.

Di perusahaan, sistem pam haba cincin boleh mengambil bahagian dalam pemanasan atau penyejukan air atau udara untuk tujuan teknologi, dan proses ini akan dimasukkan ke dalam baki bekalan haba am perusahaan.

Bercakap tentang sistem bekalan haba tradisional, sukar untuk bersetuju dengan kecekapan terhad mereka. Haba digunakan sebahagiannya, cepat hilang ke atmosfera (semasa pemanasan dan pengudaraan), dikeluarkan dari kumbahan(melalui bekalan air panas, proses teknologi) dan dengan cara lain. Ia juga bagus jika, untuk sesetengah ekonomi, penukar haba udara-ke-udara dipasang dalam sistem pengudaraan, atau penukar haba air-ke-air untuk pemulihan haba, contohnya, unit penyejukan, atau beberapa peranti pemulihan haba tempatan yang lain. KTNS, sebaliknya, menyelesaikan masalah ini dengan cara yang kompleks, dalam banyak kes membolehkan pemulihan haba lebih cekap.

Kawalan automatik sistem gelang

Yang mengecewakan banyak pengeluar sistem automasi yang mahal, sistem pam haba tidak memerlukan kawalan automasi yang kompleks. Semua peraturan di sini dikurangkan hanya untuk mengekalkan nilai tertentu suhu air dalam litar. Untuk mengelakkan penyejukan air di bawah had yang ditetapkan, adalah perlu untuk menghidupkan pemanas tambahan dalam masa. Dan sebaliknya, agar tidak melebihi had atas, perlu menghidupkan menara penyejuk tepat pada masanya. Kawalan automatik ini proses mudah boleh dilaksanakan menggunakan beberapa termostat. Memandangkan suhu air dalam litar HPNS boleh berbeza-beza dalam julat yang agak luas (biasanya dari 18 hingga 320C), anda juga tidak perlu menggunakan injap kawalan yang tepat.

Bagi proses pemindahan haba dari pam haba kepada pengguna, ia dikawal oleh automasi yang dibina ke dalam setiap pam haba. Sebagai contoh, HPI untuk penyaman udara mempunyai sensor suhu (termostat) yang dipasang terus di dalam bilik. Termostat biasa ini cukup untuk mengawal operasi HP.

Pam haba menyediakan sepenuhnya yang diperlukan parameter suhu udara di dalam premis, yang memungkinkan untuk menolak peredam kawalan dalam sistem pengudaraan dan injap kawalan dalam sistem pemanasan (dengan sistem bivalen). Semua keadaan ini menyumbang kepada pengurangan kos dan meningkatkan kebolehpercayaan sistem kejuruteraan secara keseluruhan.

Di kemudahan besar di mana sistem gelang termasuk sejumlah besar pam haba dan di mana pelbagai jenis HPP dipasang (untuk penyaman udara, pemulihan haba dan untuk memastikan proses teknologi), selalunya masuk akal untuk melaksanakan sistem kawalan automatik yang lebih kompleks yang membolehkan mengoptimumkan operasi keseluruhan sistem.

Operasi sistem pam haba anulus dipengaruhi oleh faktor berikut:

Pertama, suhu air dalam litar. Pekali penukaran haba (COP) bergantung padanya, iaitu nisbah jumlah haba yang dibekalkan kepada pengguna kepada jumlah tenaga yang digunakan oleh pam haba;
kedua, suhu udara luar;
ketiga, parameter operasi menara penyejuk. Untuk jumlah haba yang sama dikeluarkan pada keadaan yang berbeza jumlah tenaga yang berbeza yang digunakan oleh menara penyejuk boleh dibelanjakan. Ini, seterusnya, juga bergantung pada suhu udara luar, kelembapannya, kehadiran angin dan keadaan lain;
keempat, daripada bilangan pekerja di masa ini dalam sistem pam haba. Di sini, jumlah kuasa HPI, yang mengambil haba dari litar air, adalah penting berbanding dengan kuasa semua HPI, yang memindahkan haba ke litar, iaitu, jumlah haba yang memasuki litar atau dikeluarkan daripadanya.

Baik untuk kanak-kanak, sesuai untuk bajet

Mari kita beralih kepada penerangan projek menggunakan sistem pam haba cincin.

Projek pertama ialah pembinaan semula konvensional sekolah Menengah di selatan Rusia. Musim panas lalu, pentadbiran Wilayah Krasnodar melaksanakan projek ini di bandar Ust-Labinsk (sekolah bandar No. 2). Semasa pembinaan semula, piawaian tertinggi dikekalkan dalam memastikan keperluan kebersihan dan penginapan yang selesa untuk kanak-kanak di sekolah. Khususnya, sistem iklim yang lengkap telah dipasang di dalam bangunan, menyediakan kawalan zon demi zon ke atas suhu, aliran masuk udara segar dan kelembapan.

Apabila melaksanakan projek ini, jurutera, pertama sekali, ingin memastikan tahap keselesaan yang betul, kawalan individu dalam setiap kelas. Kedua, diandaikan bahawa sistem gelang akan mengurangkan kos pemanasan sekolah dengan ketara dan menyelesaikan masalah suhu air rendah di loji pemanas di tapak sekolah. Sistem ini terdiri daripada lebih daripada lima puluh pam haba yang dikeluarkan oleh Climatemaster (USA) dan menara penyejuk. Ia menerima haba tambahan daripada loji pemanas bandar. Sistem iklim berada di bawah kawalan automatik dan mampu secara bebas mengekalkan mod operasi yang paling selesa untuk seseorang dan pada masa yang sama.

Operasi sistem yang diterangkan pada musim sejuk memberikan hasil berikut:

sebelum pemodenan (sebelum pemasangan pam haba), kos pemanasan bulanan untuk 2,500 m2 ialah 18,440 rubel;
selepas pemodenan bangunan, kawasan yang dipanaskan meningkat kepada 3000 m2, dan kos pemanasan bulanan menurun kepada 9800 rubel.

Oleh itu, penggunaan pam haba membolehkan lebih daripada separuh kos pemanasan bangunan, kawasan yang dipanaskan meningkat hampir 20%.

Haba autonomi

Masalah pembinaan kotej di rantau Moscow hari ini adalah disebabkan oleh fakta bahawa infrastruktur (rangkaian elektrik, paip air) sering tidak membenarkan penempatan baru berkembang. Pencawang pengubah sedia ada tidak dapat menampung beban yang meningkat. Gangguan berterusan dalam bekalan elektrik (kemalangan di pencawang lama, putus wayar usang) memaksa pengguna mencari cara bekalan kuasa autonomi.

Dalam projek yang diterangkan, para jurutera dihadapkan dengan tugas menyediakan kotej dua tingkat berbilang bilik dengan loteng dengan haba dan elektrik. Jumlah kawasan rumah yang dipanaskan ialah 200 m2. Daripada jumlah komunikasi - air artesian dan elektrik.

Memandangkan keperluan kecekapan tenaga diletakkan di hadapan, ia telah memutuskan untuk memasang panel solar. Modul fotovoltaik solar 3.5 kW telah dibeli dan dipasang betul-betul di tapak di belakang rumah. Menurut pengiraan jurutera, ini sepatutnya cukup untuk mengecas semula bateri, yang seterusnya, akan memberi makan rumah dan sistem pemanasan tanpa gangguan. Jumlah kos sistem adalah kira-kira $27,000. Memandangkan sumber yang diterima elektrik percuma, dan item ini akan dicoret daripada belanjawan keluarga, ternyata kos pemasangan bateri solar bayaran balik dalam masa kurang daripada 10 tahun. Dan jika kita menganggap bahawa jika tidak, kita perlu membina pencawang atau hidup dengan gangguan bekalan elektrik yang berterusan, maka kos itu sudah boleh dianggap telah dibayar.

Untuk pemanasan, diputuskan untuk menggunakan sistem pam haba geoterma. Pam haba air-ke-air Amerika telah dibeli. Pam haba jenis ini menghasilkan air panas menggunakan penukar haba, yang boleh digunakan untuk bekalan air panas dan pemanasan dengan bateri radiator. Litar itu sendiri, membekalkan haba gred rendah ke pam haba, diletakkan terus di tapak bersebelahan dengan kotej, pada kedalaman 2 m Litar adalah paip polietilena dengan diameter 32 mm dan panjang 800 m .pada 10,000 dolar AS.

Oleh itu, setelah membelanjakan kira-kira 40,000 dolar AS untuk menganjurkan sistem tenaga autonominya sendiri, pemilik pondok itu mengecualikan kos bekalan haba daripada bajetnya dan menyediakan pemanasan autonomi yang boleh dipercayai.

Kemungkinan penggunaan sistem cincin

Daripada perkara di atas, ia mengikuti bahawa kemungkinan menggunakan sistem pam haba anulus adalah luar biasa luas. Mereka boleh digunakan pada pelbagai jenis objek. Ini adalah pentadbiran, bangunan awam, institusi perubatan dan kesihatan, rumah rehat, kompleks hiburan dan sukan, pelbagai perusahaan perindustrian. Sistem ini sangat fleksibel sehingga aplikasinya boleh dilakukan dalam pelbagai kes dan dalam sangat dalam jumlah yang banyak pilihan.

Apabila membangunkan sistem sedemikian, pertama sekali, adalah perlu untuk menilai keperluan haba dan sejuk objek yang direka bentuk, untuk mengkaji semua kemungkinan sumber haba di dalam bangunan dan semua penerima haba yang dicadangkan, untuk menentukan keuntungan haba dan haba kerugian. Sumber haba yang paling sesuai boleh digunakan dalam sistem gelang jika haba ini diperlukan. Jumlah kapasiti pam haba pemulihan haba tidak seharusnya berlebihan. Dalam keadaan tertentu, pilihan yang paling menguntungkan mungkin adalah pemasangan HPP menggunakan persekitaran luaran sebagai sumber dan penerima haba. Sistem mesti seimbang dari segi haba, tetapi ini tidak bermakna sama sekali jumlah kapasiti sumber haba dan pengguna harus sama, mereka boleh berbeza, kerana nisbahnya boleh berubah dengan ketara apabila keadaan operasi sistem berubah.

Bagaimana untuk menangani bahaya kebakaran saluran udara

belakang kebelakangan ini bilangan kebakaran dan juga letupan di dalam saluran udara sistem pengudaraan dan penghawa dingin telah meningkat dengan mendadak. Walaupun kebakaran sebegitu selalu berlaku, perubahan terkini telah membawa kepada kebakaran yang lebih besar yang melibatkan lebih daripada orang.

Analisis sistem bekalan haba termaju

Laporan ini membincangkan isu yang berkaitan dengan peralihan sistem pemanasan daerah kepada terdesentralisasi. Aspek positif dan negatif kedua-dua sistem dipertimbangkan. Hasil perbandingan sistem ini dibentangkan.

Unit pam haba (HPU) menggunakan tenaga haba berpotensi rendah semula jadi yang boleh diperbaharui persekitaran (air, udara, tanah) dan meningkatkan potensi pembawa haba utama kepada lebih banyak tahap tinggi, sambil menghabiskan beberapa kali lebih sedikit tenaga primer atau bahan api organik. Pemasangan pam haba beroperasi mengikut kitaran Carnot termodinamik, di mana cecair suhu rendah (ammonia, freon, dll.) berfungsi sebagai bendalir kerja. Pemindahan haba dari sumber berpotensi rendah ke tahap suhu yang lebih tinggi dilakukan dengan membekalkan tenaga mekanikal dalam pemampat (steam-pressure HPI) atau bekalan haba tambahan (dalam HPI penyerapan).

Penggunaan HPP dalam sistem bekalan haba adalah salah satu persimpangan terpenting teknologi suhu rendah dengan kejuruteraan kuasa haba, yang membawa kepada penjimatan tenaga sumber tenaga tidak boleh diperbaharui dan perlindungan alam sekitar dengan mengurangkan pelepasan CO2 dan NOx ke atmosfera. Penggunaan HPP sangat menjanjikan dalam sistem gabungan bekalan haba dalam kombinasi dengan teknologi lain untuk penggunaan sumber tenaga boleh diperbaharui (solar, angin, biotenaga) dan membolehkan anda mengoptimumkan parameter sistem yang berkaitan dan mencapai prestasi ekonomi tertinggi.

Marilah kita memilih sebagai penyejuk yang berfungsi - R 22, yang mempunyai parameter berikut: aliran penyejuk Oa = 0.06 kg / s; takat didih Т0 = 3 °C; suhu pemeluwapan Тk = 55 °C; suhu penyejuk pada salur masuk ke penyejat dari sumber berpotensi rendah Ґн = 8 °C; suhu penyejuk (air) pada alur keluar pemeluwap f = 50 °C; kadar aliran penyejuk dalam pemeluwap Ok = 0.25 kg/s; perbezaan suhu penyejuk dalam pemeluwap D4 = 15 °C; kuasa yang digunakan oleh pemampat, N = 3.5 kW; Keluaran haba HPI = 15.7 kW; faktor penukaran tsnt = 4.5.

gambarajah litar mampatan wap HPI ditunjukkan dalam rajah. 7.2 dan termasuk penyejat, pemampat, pemeluwap dan pendikit.

4 - injap pendikit pengembangan; 5 - gegelung penyejatan penyejuk;

6 - tangki penyejatan; 7 - air sumber tenaga gred rendah

8 - longkang ke NIE; 9 - air dari sistem pemanasan atau paip;

Hampir selalu mungkin untuk mengekstrak haba dari persekitaran. Lagipun, "air sejuk" adalah konsep subjektif, berdasarkan perasaan kita. Malah air sungai yang paling sejuk mengandungi sedikit haba. Tetapi diketahui bahawa haba hanya berpindah dari badan yang lebih panas kepada yang lebih sejuk. Haba boleh diarahkan secara paksa dari badan yang sejuk kepada yang hangat, kemudian badan yang sejuk akan menjadi lebih sejuk, dan yang hangat akan menjadi panas. Menggunakan pam haba yang "mengepam keluar" haba dari udara, air sungai atau bumi, menurunkan suhunya dengan lebih banyak lagi, adalah mungkin untuk memanaskan bangunan. Dalam kes klasik, ia dianggap bahawa, membelanjakan 1 kW elektrik pada operasi, HPI boleh menghasilkan dari 3 hingga 6 kW tenaga haba. Dalam amalan, ini bermakna kuasa dua atau tiga mentol lampu isi rumah pada musim sejuk boleh memanaskan ruang tamu bersaiz sederhana. Pada musim panas, dengan beroperasi dalam mod terbalik, pam haba boleh menyejukkan udara di dalam bilik bangunan. Haba dari bangunan akan dikeluarkan dengan diserap oleh atmosfera, sungai atau bumi.

Pada masa ini, terdapat pelbagai jenis pemasangan pam haba, yang membolehkannya digunakan secara meluas dalam industri, pertanian, perumahan dan perkhidmatan komunal. Sebagai contoh penggunaan HPP, pada akhir artikel kami akan mempertimbangkan dua projek - salah satunya adalah projek sistem cincin berskala besar yang dilaksanakan di Wilayah Krasnodar, yang kedua ialah kemudahan pembinaan berskala kecil di wilayah Moscow.

Apakah pam haba?

Pam haba datang dalam pelbagai keluaran haba antara beberapa kilowatt hingga ratusan megawatt. Mereka boleh bekerja dengan pelbagai sumber haba dalam keadaan pengagregatan yang berbeza. Dalam hal ini, mereka boleh dibahagikan kepada jenis berikut: air-air, air-udara, udara-air, udara-udara. Pam haba dihasilkan, direka bentuk untuk berfungsi dengan sumber haba gred rendah pelbagai suhu, sehingga negatif. Ia boleh digunakan sebagai penerima haba berpotensi tinggi yang memerlukan suhu berbeza, malah melebihi 1000C. Bergantung pada ini, pam haba boleh dibahagikan kepada suhu rendah, suhu sederhana dan suhu tinggi.

Pam haba juga berbeza dalam reka bentuk teknikalnya. Dalam hal ini, dua arah boleh dibezakan: mampatan wap dan penyerapan HPP. Pam haba juga boleh menggunakan jenis tenaga lain untuk kerja mereka, sebagai tambahan kepada elektrik, sebagai contoh, ia boleh berjalan pada pelbagai jenis bahan api.

Pelbagai kombinasi jenis sumber haba berpotensi rendah dan penerima haba gred tinggi menyediakan pelbagai jenis pam haba. Berikut adalah beberapa contoh:

HPP, menggunakan haba air bawah tanah untuk pemanasan;
HPP, menggunakan haba takungan semula jadi untuk bekalan air panas;
HPI-penyaman udara menggunakan air laut sebagai sumber dan penerima haba;
HPI-penyaman udara menggunakan udara luar sebagai sumber dan penerima haba;
HPI untuk memanaskan air kolam renang, menggunakan haba udara luar;
HPP, menggunakan haba air sisa dalam sistem bekalan haba;
HPP, menggunakan haba peralatan kejuruteraan dan teknikal dalam sistem bekalan haba;
HPP untuk menyejukkan susu dan pada masa yang sama memanaskan air untuk bekalan air panas di ladang tenusu;
HPP untuk pemulihan haba daripada proses teknologi dalam pemanasan utama udara bekalan.

Pelbagai jenis peralatan pam haba dihasilkan secara besar-besaran, tetapi pam haba juga boleh dihasilkan mengikut projek khas. Terdapat pemasangan percubaan, sampel perindustrian perintis, serta banyak perkembangan teori.

Sistem penghawa dingin cincin

Sistem ini adalah berdasarkan pam haba air-udara yang melaksanakan fungsi penyaman udara di dalam premis. Di dalam bilik di mana penghawa dingin disediakan (atau berhampirannya), pam haba dipasang, kuasa yang dipilih mengikut parameter bilik, tujuannya, ciri-ciri bekalan yang diperlukan dan pengudaraan ekzos, kemungkinan bilangan orang yang hadir, peralatan yang dipasang di dalamnya dan kriteria lain. Semua HPP boleh diterbalikkan, iaitu, ia direka untuk kedua-dua penyejukan dan pemanasan udara. Kesemuanya disambungkan oleh litar air biasa - paip di mana air beredar. Air adalah sumber dan penerima haba untuk semua HPI. Suhu dalam litar boleh berbeza dari 18 hingga 320C. Antara pam haba yang memanaskan udara dan yang menyejukkannya, haba ditukar melalui litar air. Bergantung pada ciri-ciri premis, serta pada masa tahun dan masa hari, sama ada pemanasan atau penyejukan udara mungkin diperlukan di dalam bilik yang berbeza. Dengan operasi serentak di bangunan HPI yang sama menghasilkan haba dan sejuk, haba dipindahkan dari bilik yang berlebihan ke bilik yang tidak mencukupi. Oleh itu, terdapat pertukaran haba antara zon, bersatu dalam satu cincin.

Jika kemudahan tersebut mempunyai satu atau lebih kolam renang, contohnya, di kemudahan kesihatan, rumah rehat, kompleks hiburan dan hotel, air kolam tersebut juga boleh dipanaskan menggunakan pam haba air ke air dengan menyambungkannya ke KTN.

Gabungan sistem gelang dengan sistem lain

Sistem pengudaraan dalam bangunan yang menggunakan sistem pam haba anulus mesti dibangunkan dengan mengambil kira ciri-ciri operasi HPP yang menyalurkan udara. Ia adalah wajib untuk mengedarkan semula udara dalam jumlah yang diperlukan untuk operasi stabil pam haba ini, mengekalkan suhu yang ditetapkan di dalam bilik dan pemulihan haba yang cekap (pengecualian adalah kes-kes di mana peredaran semula tidak diingini, contohnya, dewan kolam renang, dapur tempatan tudung). Terdapat beberapa ciri lain dalam pembangunan pengudaraan dengan CTNS.

Walau bagaimanapun, pada masa yang sama, sistem gelang menyediakan sistem pengudaraan yang lebih mudah berbanding kaedah penyaman udara yang lain. Pam haba menjalankan penghawa dingin secara langsung di tapak, di dalam bilik itu sendiri, yang menghilangkan keperluan untuk mengangkut udara siap melalui saluran udara terlindung haba yang panjang, seperti yang berlaku, sebagai contoh, dengan penghawa dingin pusat.

Sistem gelang boleh mengambil alih sepenuhnya fungsi pemanasan, tetapi penggunaan bersama dengan sistem pemanasan tidak dikecualikan. Dalam kes ini, sistem pemanasan yang kurang berkuasa dan lebih mudah dari segi teknikal digunakan. Sistem bivalen sedemikian lebih sesuai di latitud utara, di mana lebih banyak haba diperlukan untuk pemanasan, dan ia perlu dibekalkan dalam kuantiti yang lebih besar daripada sumber berpotensi tinggi. Jika sistem penghawa dingin dan pemanasan berasingan dipasang di dalam bangunan, maka sistem ini sering mengganggu satu sama lain, terutamanya semasa tempoh peralihan. Penggunaan sistem cincin bersama-sama dengan sistem pemanasan tidak menimbulkan masalah seperti itu, kerana operasinya bergantung sepenuhnya pada keadaan sebenar iklim mikro di setiap zon individu.

Bercakap tentang sistem bekalan haba tradisional, sukar untuk bersetuju dengan kecekapan terhad mereka. Haba digunakan sebahagiannya, cepat hilang ke atmosfera (semasa pemanasan dan operasi pengudaraan), dikeluarkan dengan air sisa (melalui bekalan air panas, proses teknologi) dan dengan cara lain. Ia juga baik jika, untuk memberikan sedikit kecekapan, penukar haba udara-ke-udara dipasang dalam sistem pengudaraan, atau penukar haba air-ke-air untuk pemulihan haba, contohnya, unit penyejukan, atau beberapa peranti pemulihan haba tempatan yang lain. . KTNS, sebaliknya, menyelesaikan masalah ini dengan cara yang kompleks, dalam banyak kes membolehkan pemulihan haba lebih cekap.

Kawalan automatik sistem gelang

Yang mengecewakan banyak pengeluar sistem automasi yang mahal, sistem pam haba tidak memerlukan kawalan automasi yang kompleks. Semua peraturan di sini dikurangkan hanya untuk mengekalkan nilai tertentu suhu air dalam litar. Untuk mengelakkan penyejukan air di bawah had yang ditetapkan, adalah perlu untuk menghidupkan pemanas tambahan dalam masa. Dan sebaliknya, agar tidak melebihi had atas, perlu menghidupkan menara penyejuk tepat pada masanya. Kawalan automatik proses mudah ini boleh dilaksanakan menggunakan beberapa termostat. Memandangkan suhu air dalam litar HPNS boleh berbeza-beza dalam julat yang agak luas (biasanya dari 18 hingga 320C), anda juga tidak perlu menggunakan injap kawalan yang tepat.

Pam haba menyediakan sepenuhnya parameter suhu udara yang diperlukan di dalam premis, yang memungkinkan untuk menolak peredam kawalan dalam sistem pengudaraan dan injap kawalan dalam sistem pemanasan (dengan sistem bivalen). Semua keadaan ini menyumbang kepada pengurangan kos dan meningkatkan kebolehpercayaan sistem kejuruteraan secara keseluruhan.

Operasi sistem pam haba anulus dipengaruhi oleh faktor berikut:

Pertama, suhu air dalam litar. Pekali penukaran haba (COP) bergantung padanya, iaitu nisbah jumlah haba yang dibekalkan kepada pengguna kepada jumlah tenaga yang digunakan oleh pam haba;
kedua, suhu udara luar;
ketiga, parameter operasi menara penyejuk. Untuk jumlah haba yang sama dikeluarkan dalam keadaan berbeza, jumlah tenaga yang berbeza yang digunakan oleh menara penyejuk boleh dibelanjakan. Ini, seterusnya, juga bergantung pada suhu udara luar, kelembapannya, kehadiran angin dan keadaan lain;
keempat, mengenai bilangan pam haba yang sedang berfungsi dalam sistem. Di sini, jumlah kuasa HPI, yang mengambil haba dari litar air, adalah penting berbanding dengan kuasa semua HPI, yang memindahkan haba ke litar, iaitu, jumlah haba yang memasuki litar atau dikeluarkan daripadanya.

Baik untuk kanak-kanak, sesuai untuk bajet

Mari kita beralih kepada penerangan projek menggunakan sistem pam haba cincin.

Projek pertama ialah pembinaan semula sekolah pendidikan am biasa di selatan Rusia. Musim panas lalu, pentadbiran Wilayah Krasnodar melaksanakan projek ini di Ust-Labinsk (sekolah bandar No. 2). Semasa pembinaan semula, piawaian tertinggi dikekalkan dalam memastikan keperluan kebersihan dan penginapan yang selesa untuk kanak-kanak di sekolah. Khususnya, sistem iklim sepenuhnya dipasang di dalam bangunan, menyediakan kawalan zon demi zon ke atas suhu, aliran masuk. udara segar dan kelembapan.

Operasi sistem yang diterangkan pada musim sejuk memberikan hasil berikut:

sebelum pemodenan (sebelum pemasangan pam haba), kos pemanasan bulanan untuk 2,500 m2 ialah 18,440 rubel;
selepas pemodenan bangunan, kawasan yang dipanaskan meningkat kepada 3000 m2, dan kos pemanasan bulanan menurun kepada 9800 rubel.

Oleh itu, penggunaan pam haba membolehkan lebih daripada separuh kos pemanasan bangunan, kawasan yang dipanaskan meningkat hampir 20%.

Haba autonomi

Memandangkan keperluan kecekapan tenaga diletakkan di hadapan, ia telah memutuskan untuk memasang panel solar. Modul fotovoltaik solar 3.5 kW telah dibeli dan dipasang betul-betul di tapak di belakang rumah. Menurut pengiraan jurutera, ini sepatutnya cukup untuk mengecas semula bateri, yang seterusnya, akan memberi makan rumah dan sistem pemanasan tanpa gangguan. Jumlah kos sistem adalah kira-kira $27,000. Jika kita mengambil kira bahawa sumber elektrik percuma telah diterima, dan item ini akan dicoret daripada belanjawan keluarga, ternyata kos pemasangan bateri solar akan dibayar dalam masa kurang dari 10 tahun. Dan jika kita menganggap bahawa jika tidak, kita perlu membina pencawang atau hidup dengan gangguan bekalan elektrik yang berterusan, maka kos itu sudah boleh dianggap telah dibayar.

Kemungkinan penggunaan sistem cincin

Apabila membangunkan sistem sedemikian, pertama sekali, adalah perlu untuk menilai keperluan haba dan sejuk objek yang direka bentuk, untuk mengkaji semua kemungkinan sumber haba di dalam bangunan dan semua penerima haba yang dicadangkan, untuk menentukan keuntungan haba dan haba kerugian. Sumber haba yang paling sesuai boleh digunakan dalam sistem gelang jika haba ini diperlukan. Jumlah kapasiti pam haba pemulihan haba tidak seharusnya berlebihan. Di bawah keadaan tertentu, pilihan yang paling menguntungkan mungkin ialah pemasangan HPP yang menggunakan persekitaran luaran sebagai sumber dan penerima haba. Sistem mesti seimbang dari segi haba, tetapi ini tidak bermakna sama sekali jumlah kapasiti sumber haba dan pengguna harus sama, mereka boleh berbeza, kerana nisbahnya boleh berubah dengan ketara apabila keadaan operasi sistem berubah.

Oleh itu, sistem pam haba cincin melaksanakan fungsi kedua-dua pemanasan dan penyaman udara, dan pemulihan haba yang cekap. Penggunaan satu sistem dan bukannya beberapa selalunya lebih menguntungkan dari segi modal dan kos operasi.

Artikel disediakan oleh syarikat "AEROCLIMATE"

Soalan 26. Penggunaan sumber tenaga berpotensi rendah yang berfaedah. Pemasangan pam haba

Baru-baru ini telah ada peluang sebenar dengan cara asas baharu untuk menyelesaikan isu bekalan tenaga bersepadu perusahaan perindustrian melalui penggunaan pam haba yang menggunakan pelepasan berpotensi rendah untuk menjana kedua-dua haba dan sejuk. Pengeluaran serentak pembawa tenaga ini oleh pam haba hampir selalu lebih cekap daripada pengeluaran haba dan sejuk yang berasingan dalam loji tradisional, kerana dalam kes ini, kehilangan tidak boleh balik kitaran penyejukan digunakan untuk menjana haba yang diberikan kepada pengguna.

Dalam pemasangan pam haba, suhu sink haba adalah sama atau lebih tinggi sedikit daripada suhu ambien, dan suhu penerima haba adalah lebih tinggi daripada suhu ambien, i.e. T n >T tentang. Pam haba adalah peranti yang memindahkan tenaga dalam bentuk haba dari tahap suhu yang lebih rendah kepada lebih tinggi yang diperlukan untuk bekalan haba. Tujuan utama pemasangan ini adalah untuk menggunakan haba sumber berpotensi rendah, seperti persekitaran.

Pada masa ini, tiga kumpulan utama pam haba telah dibangunkan dan sedang digunakan: mampatan (stim); jet (jenis ejektor); penyerapan.

Pam haba mampatan digunakan untuk bekalan haba bangunan individu atau kumpulan bangunan, serta untuk bekalan haba bengkel atau pemasangan industri individu.

Freon biasanya digunakan sebagai agen kerja dalam pemasangan pam haba.

Rajah 4 menunjukkan gambarajah skematik pam haba mampatan wap yang ideal. Haba berpotensi rendah yang tersedia pada suhu Tn dibekalkan kepada penyejat I. Wap agen kerja datang dari penyejat I ke pemampat II dalam keadaan 1 dan dimampatkan kepada tekanan pk dan suhu tepu yang sepadan Tk. Dalam keadaan 2, wap termampat agen kerja memasuki pemeluwap III, di mana ia memindahkan haba ke pembawa haba sistem bekalan haba. Dalam pemeluwap, wap agen kerja terpeluwap. Dari pemeluwap, agen kerja memasuki dalam bentuk cecair ke dalam pengembang IV (peranti di mana pengembangan cecair kerja, yang dihasilkan bersama-sama dengan penyejukan, berlaku dengan prestasi kerja berguna), di mana agen kerja mengembang dari tekanan p ke tekanan p o, disertai dengan penurunan suhu dan pemindahan habanya. Dari pengembang, agen kerja memasuki penyejat I dan kitaran ditutup.

Skim pam haba yang beroperasi dalam kitaran tertutup pada asasnya tidak berbeza daripada skema unit penyejukan mampatan wap. Walau bagaimanapun, penyambungan pengguna dilakukan dengan cara yang berbeza. Dalam litar penyejukan, pengguna sejuk disambungkan ke penyejat, dan dalam sistem pam haba, pengguna haba disambungkan ke pemeluwap.

Pam haba tergolong dalam loji transformasi haba, yang juga termasuk loji penyejukan ( 120 K), kriogenik ( = 0 ... 120 K) dan gabungan ( , ). Semua pemasangan ini beroperasi mengikut kitaran termodinamik terbalik, di mana pada kos kerja luar berlaku pemindahan tenaga haba daripada jasad yang bersuhu rendah (heat sink) kepada jasad yang bersuhu tinggi (heat sink). Tetapi jika fungsi penyejukan dan pemasangan kriogenik adalah untuk menyejukkan badan dan mengekalkan suhu rendah kedai sejuk, iaitu penyingkiran haba, fungsi utama pam haba adalah untuk membekalkan haba kepada sumber suhu tinggi menggunakan tenaga haba suhu rendah. Pada masa yang sama, adalah berfaedah bahawa jumlah haba suhu tinggi yang diperoleh boleh beberapa kali lebih tinggi daripada kerja yang dibelanjakan.

Pengubah haba boleh beroperasi secara serentak sebagai unit penyejukan dan pam haba; manakala T n< Т о и Т н >Itu. Proses sedemikian dipanggil gabungan. Dalam proses gabungan, haba dan sejuk dijana secara serentak - sederhana A disejukkan dan medium B dipanaskan. Oleh itu, dalam unit penyejukan, penyejukan buatan badan dijalankan, suhunya lebih rendah daripada suhu ambien. Dalam pemasangan pam haba, haba persekitaran atau persekitaran berpotensi rendah lain digunakan untuk tujuan bekalan haba.

Kitaran Ideal Pemasangan Carnot perubahan haba ditunjukkan dalam Rajah.5.

Kecekapan mesin penyejukan ( - kesan berguna, jumlah haba yang diambil daripada penyejuk yang lebih sejuk) dianggarkan oleh pekali prestasi. Untuk pam haba, konsep nisbah transformasi digunakan ( - kesan berguna, jumlah haba yang diberikan kepada penyejuk yang dipanaskan) atau pekali pemanasan, i.e. jumlah haba yang dihasilkan setiap unit kerja yang dibelanjakan.

, ,

, .

Untuk pam haba sebenar = 2 - 5.

Pemasangan sebenar mempunyai kerugian yang disebabkan oleh ketakterbalikan proses mampatan (dalaman) dan pertukaran haba (luaran). Ketakterbalikan dalaman adalah disebabkan oleh kelikatan bahan pendingin dan pembebasan haba geseran dalaman semasa pemampatan dalam pemampat (entropi meningkat). Kerja sebenar pemampatan, di mana - kerja yang sempurna dalam proses boleh balik; - kecekapan dalaman relatif pemampat; - kecekapan elektromekanikal pemacu.

Ketakterbalikan luaran dijelaskan oleh keperluan untuk mempunyai perbezaan suhu untuk berlakunya pemindahan haba, yang ditetapkan (ditentukan) oleh kawasan permukaan pertukaran haba pada fluks haba tertentu.

sebab tu,

di mana , - suhu masing-masing dalam penyejat dan pemeluwap pemasangan.

Pam haba jet jenis ejektor kini digunakan secara meluas. Stim tekanan tinggi memasuki radas jet, dan disebabkan oleh penggunaan tenaga aliran kerja, aliran yang disuntik dimampatkan. Campuran dua aliran keluar daripada radas. Oleh itu, apabila wap yang disuntik dimampatkan, suhunya meningkat secara serentak. Aliran wap termampat kemudiannya ditarik balik dari loji.

Stim tekanan tinggi dengan parameter p p dan T p memasuki radas jet (Rajah 6). Oleh kerana penggunaan tenaga aliran kerja, aliran yang disuntik dimampatkan dengan parameter r n dan T n. Campuran aliran dengan parameter keluar dari radas r s dan T s. Oleh itu, apabila stim yang disuntik dimampatkan, suhunya (dan oleh itu entalpi) secara serentak meningkat. Aliran wap termampat kemudiannya ditarik balik dari loji. Nisbah tekanan r s / r n dalam peranti sedemikian, dipanggil pemampat jet, agak kecil dan berada dalam 1.2 ≤ r s / r n≤ 4.

Pam haba jet pada masa ini paling banyak digunakan kerana kemudahan penyelenggaraan, kekompakan dan ketiadaan unsur mahal.

Pam haba penyerapan bekerja pada prinsip penyerapan wap air oleh larutan akueus alkali (NaOH, KOH). Proses penyerapan wap air berlaku secara eksotermik, i.e. dengan pelepasan haba. Haba ini dibelanjakan untuk memanaskan larutan pada suhu yang jauh lebih tinggi daripada suhu wap yang diserap. Selepas meninggalkan penyerap, larutan alkali yang dipanaskan diarahkan ke penyejat permukaan, di mana stim sekunder dihasilkan pada tekanan yang lebih tinggi daripada stim primer yang memasuki penyerap. Oleh itu, dalam pam haba penyerapan, proses mendapatkan wap tekanan tinggi dijalankan dengan menggunakan haba yang dibekalkan dari luar.

Gambarajah skematik pam haba penyerapan ditunjukkan dalam Rajah 7.

Sebagai bahan kerja dalam pam haba penyerapan, penyelesaian dua bahan (campuran binari) digunakan, yang berbeza dalam takat didih pada tekanan yang sama. Satu bahan menyerap dan melarutkan bahan kedua, iaitu agen kerja. Kitaran kerja pam haba penyerapan adalah seperti berikut. Dalam penyejat 3, melalui dinding penukar haba, haba berpotensi rendah dibekalkan kepada larutan binari pada suhu Tо. Haba yang dibekalkan memastikan penyejatan agen kerja daripada campuran binari pada tekanan p o. Wap yang terhasil dari agen kerja dari penyejat melalui saluran paip memasuki penyerap 2, di mana ia diserap oleh pelarut (penyerap), dan haba penyerapan Q a dibebaskan. Larutan cecair kuat yang terbentuk dalam penyerap dipam oleh pam 1 ke penjana 6. Haba Q g dibekalkan kepada penjana, yang dibelanjakan untuk menyejat agen kerja pada tekanan tinggi p hingga, dan, dengan itu, suhu tinggi T hingga. Apabila menyejat di atas permukaan larutan, wap agen kerja terbentuk, dan larutan itu sendiri menjadi lemah. Larutan lemah dihantar melalui saluran paip ke penyerap 2, menurunkan tekanan dalam injap termostatik tambahan 7 kepada tekanan dalam penyejat p kira-kira. Wap agen kerja yang terbentuk dalam penjana memasuki pemeluwap 5, di mana, melalui dinding pemisah, mereka mengeluarkan haba pemeluwapan Q k pada suhu tinggi T k. Ejen kerja yang terpeluwap dalam pemeluwap merendahkan tekanan dalam injap termostatik dari p ke p o, dengan mana ia memasuki penyejat. Kemudian proses itu diulang.

Operasi pam haba penyerapan yang ideal dicirikan oleh persamaan imbangan haba berikut:

di mana Q n- jumlah haba berpotensi rendah, disimpulkan dalam penyejat;

Q g - jumlah haba berpotensi tinggi yang dibekalkan kepada penjana;

Tanya kami - haba bersamaan dengan operasi pam;

Q kepada- jumlah haba berpotensi tinggi dikeluarkan dalam pemeluwap;

Q a - jumlah haba berpotensi rendah dikeluarkan dalam penyerap.

Ejen kerja biasanya air dan penyerap adalah litium bromida.

Untuk penapisan kimia, petrokimia dan minyak yang mempunyai jumlah air yang besar untuk unit teknologi penyejukan, suhunya berada dalam julat 20 hingga 50 ° C, perlu menggunakan pam haba litium bromida penyerapan, yang akan beroperasi dalam penyejukan. mod pada musim panas air kitar semula, dan dalam masa musim sejuk Haba buangan air beredar digunakan untuk menjana air panas untuk bengkel pemanasan. Jadual 6 menunjukkan parameter pam haba litium bromida serapan (ABTN).

Pam haba penyerapan sangat cekap, tidak mempunyai bahagian yang bergerak dan boleh dihasilkan dengan mudah. Walau bagaimanapun, pam penyerapan memerlukan penggunaan logam khusus yang tinggi, yang menjadikannya besar. Kemungkinan kakisan logam memerlukan pembuatan peralatan daripada keluli aloi. Oleh itu, pam haba penyerapan tidak digunakan secara meluas dalam industri.

Jadual 6

Parameter ABTN

Ejen kerja dan penyejuk (penyejuk)

dalam pengubah haba

Untuk pelaksanaan proses dalam pengubah haba, bahan kerja (agen) digunakan yang mempunyai sifat termodinamik, fizikokimia yang diperlukan. Mereka boleh menjadi homogen atau merupakan campuran beberapa, biasanya dua, bahan. Dalam kebanyakan pengubah haba, bahan kerja mengalami perubahan fasa. Pada masa ini, bahan kerja berikut digunakan dalam pengubah haba:

a) penyejuk - bahan yang mempunyai takat didih rendah pada tekanan atmosfera dari +80 hingga -130 ° C. Bahan penyejuk dengan takat didih dari +80 hingga -30 °C biasanya digunakan dalam pemasangan pam haba, dan dengan takat didih yang lebih rendah dari 0 hingga -130 °C - dalam pemasangan sejuk sederhana;

b) gas dan campuran gas (juga udara) dengan takat didih yang rendah;

c) agen kerja dan penyerap loji penyerapan;

d) air yang digunakan dengan cara tersendiri sifat termofizik dalam unit penyejukan, di mana suhu sumber yang lebih rendah, haba tn> 0 ° C, sebagai contoh, untuk penyaman udara.

Untuk menjimatkan dan kerja selamat pengubah haba, penyejuk mesti memenuhi keperluan berikut:

a) mempunyai tekanan lampau yang rendah pada suhu mendidih dan pemeluwapan, keluaran haba yang besar sebanyak 1 kg agen, isipadu stim tertentu yang kecil (untuk pemampat salingan), kapasiti haba yang rendah bagi cecair dan kekonduksian haba yang tinggi dan pemindahan haba pekali;

b) mempunyai kelikatan yang rendah, mungkin takat pemejalan yang lebih rendah, tidak larut dalam minyak (untuk pemampat salingan);

c) tahan bahan kimia, tidak mudah terbakar, tidak meletup, tidak menghakis kepada logam;

d) tidak berbahaya kepada tubuh manusia;

e) tidak terhad dan murah.

Ejen kerja unit penyejukan gas mesti mempunyai yang rendah suhu biasa mendidih, kelikatan rendah, kekonduksian terma yang tinggi dan kapasiti haba Ср, yang bergantung sedikit pada suhu dan tekanan.

Ejen kerja loji penyerapan, di samping memenuhi keperluan di atas, mesti diserap dengan baik dan dinyahserap dalam kombinasi dengan sorben yang sesuai.

Kecekapan ekonomi Penggunaan pam haba bergantung kepada:

Suhu sumber tenaga haba berpotensi rendah dan akan menjadi lebih tinggi, lebih banyak suhu tinggi dia akan dapat;

Kos elektrik di rantau ini;

Kos tenaga haba yang dihasilkan menggunakan pelbagai jenis bahan api.

Penggunaan pam haba dan bukannya sumber tenaga haba yang digunakan secara tradisional adalah berfaedah dari segi ekonomi kerana:

Tidak perlu membeli, mengangkut, menyimpan bahan api dan membelanjakan wang yang berkaitan dengannya;

Pembebasan kawasan besar yang diperlukan untuk penempatan rumah dandang, jalan masuk dan gudang bahan api.

Potensi penjimatan tenaga terbesar wujud di kawasan bekalan haba: 40-50% daripada jumlah penggunaan haba negara. Peralatan CHPP sedia ada telah usang dari segi fizikal dan moral, dikendalikan dengan penggunaan bahan api yang berlebihan, rangkaian pemanasan adalah sumber kehilangan tenaga yang besar, sumber haba yang kecil dicirikan oleh kecekapan tenaga yang rendah, tahap pencemaran alam sekitar yang tinggi, peningkatan kos unit dan buruh. kos untuk penyelenggaraan.

TNU memberi peluang untuk:

1) meminimumkan panjang rangkaian haba (anggaran kuasa haba ke tempat penggunaan);

2) terima dalam sistem pemanasan 3 - 8 kW tenaga haba yang setara (bergantung pada suhu sumber berpotensi rendah, sambil membelanjakan 1 kW elektrik).

Sehingga kini, skala pengenalan pam haba di dunia adalah seperti berikut:

Di Sweden, 50% daripada semua pemanasan disediakan oleh pam haba; dalam beberapa tahun kebelakangan ini sahaja, lebih daripada 100 (dari 5 hingga 80 MW) stesen pam haba telah ditauliahkan;

Jerman memperuntukkan subsidi negeri untuk pemasangan pam haba dalam jumlah DM 400 untuk setiap kilowatt kapasiti terpasang;

Di Jepun, kira-kira 3 juta pam haba dihasilkan setiap tahun;

Di Amerika Syarikat, 30% bangunan kediaman dilengkapi dengan pam haba, kira-kira 1 juta pam haba dihasilkan setiap tahun;

Di Stockholm, 12% daripada keseluruhan pemanasan bandar disediakan oleh pam haba dengan jumlah kapasiti 320 MW, menggunakan Laut Baltik sebagai sumber haba dengan suhu + 8 ° C;

Di dunia, menurut ramalan Jawatankuasa Tenaga Dunia, menjelang 2020 bahagian pam haba dalam bekalan haba (sektor perbandaran dan pengeluaran) akan menjadi 75%.

Sebab-sebab penerimaan jisim pam haba adalah seperti berikut:

Keberuntungan. Untuk memindahkan 1 kW tenaga haba ke sistem pemanasan, pam haba hanya memerlukan 0.2 - 0.35 kW elektrik;

Kesucian ekologi. Pam haba tidak membakar bahan api dan tidak menghasilkan pelepasan berbahaya ke atmosfera;

Penyelenggaraan Minimum . Pam haba mempunyai hayat perkhidmatan yang panjang sehingga baik pulih(sehingga 10 - 15 musim pemanasan) dan beroperasi sepenuhnya secara automatik. Penyelenggaraan pemasangan terdiri daripada pemeriksaan teknikal bermusim dan pemantauan berkala bagi mod pengendalian. Untuk mengendalikan stesen pam haba dengan kapasiti sehingga 10 MW, lebih daripada satu operator setiap syif tidak diperlukan;

Penyesuaian mudah kepada sistem pemanasan sedia ada;

Tempoh bayaran balik yang singkat . Disebabkan oleh kos rendah haba yang dihasilkan, pam haba membayar dalam purata 1.5 - 2 tahun (2 - 3 musim pemanasan).

Kini terdapat dua arah pembangunan TNU:

Stesen pam haba (HPS) besar untuk pemanasan daerah, termasuk HPP mampatan wap dan puncak dandang air panas digunakan pada suhu udara rendah. Kuasa elektrik (digunakan) HPI ialah 20 - 30 MW, kuasa haba ialah 110 - 125 MW. Berbanding dengan dandang konvensional, penjimatan bahan api sebanyak 20 - 30% dicapai, pencemaran udara dikurangkan (tiada dandang!);

terdesentralisasi bekalan haba individu(pam haba mampatan wap kuasa rendah dan pam haba semikonduktor termoelektrik). Jimat bahan api berbanding rumah dandang kecil ialah 10 - 20%. Penyejukan mungkin. Diiringi oleh tinggi kos seunit bahan api, pelaburan dan kos buruh.

Apa lagi yang perlu dibaca

Pujian dalam bahasa Estonia Buku frasa Rusia-Estonia: bagaimana untuk menerangkan diri anda di negara yang tidak dikenali. Frasa dan ungkapan popular untuk pengembara....

Bantu Beltelecom mengenai penempatan Operator mudah alih Belarusia Beltelecom, di mana ia menawarkan perkhidmatan akses Internet....

Tepat sebulan telah berlalu sejak kehilangan budak sekolah di Pushcha Kebolehan Alyaksandr Lukashenka mungkin berguna dalam menyelesaikan kehilangan Maxim Markhaliuk, 10 tahun, seorang penduduk...

Pemasangan pam haba generasi baharu dan penggunaannya sebagai teknologi tenaga penjimatan tenaga dan mesra alam yang sangat cekap untuk bekalan air panas. Pemasangan pam haba

Apakah pam haba?

Sistem penghawa dingin cincin

Gabungan sistem gelang dengan sistem lain

Kawalan automatik sistem gelang

Baik untuk kanak-kanak, sesuai untuk bajet

Haba autonomi

Kemungkinan penggunaan sistem cincin

Bagaimana untuk menangani bahaya kebakaran saluran udara

Analisis sistem bekalan haba termaju

Apakah pam haba?

Sistem penghawa dingin cincin

Gabungan sistem gelang dengan sistem lain

Kawalan automatik sistem gelang

Baik untuk kanak-kanak, sesuai untuk bajet

Haba autonomi

Kemungkinan penggunaan sistem cincin

Soalan 26. Penggunaan sumber tenaga berpotensi rendah yang berfaedah. Pemasangan pam haba

Apa lagi yang perlu dibaca

NOTA TERAKHIR

Kategori