Pemasangan pam haba untuk memanaskan rumah persendirian: peraturan untuk memasang sistem air-air, udara-air dan air tanah. Pemasangan pam haba generasi baharu dan penggunaannya sebagai teknologi tenaga penjimatan tenaga dan mesra alam yang sangat cekap

Menjadi kurang menguntungkan dan kehilangan kaitannya. Pembakaran bahan api gas atau cecair dalam dandang mengurangkan bajet seperti tidak pernah berlaku sebelum ini. Penjimatan yang ketara boleh dicapai dengan menggunakan pam haba untuk pemanasan rumah. Mereka adalah berdasarkan prinsip penggunaan tenaga semula jadi percuma, yang ada di mana-mana. Ia hanya perlu diambil.

Kecekapan pelaburan

LPG dan diesel tidak dapat bersaing dengan pam haba dari segi kos operasi atau keselesaan operasi. Penggunaan bahan api pepejal untuk pemanasan adalah sukar untuk mengautomasikan dan memerlukan banyak tenaga kerja. Elektrik adalah satu bentuk tenaga yang selesa, tetapi mahal. Untuk menyambungkan dandang elektrik, anda memerlukan talian berkuasa yang berasingan. Sehingga kini, dalam keadaan domestik, gas asli kekal paling banyak dalam permintaan dan pemandangan yang selesa bahan api. Tetapi ia mempunyai beberapa kelemahan:

1. Pengeluaran permit.
2. Penyelarasan projek dalam pihak berkuasa kawal selia dan dengan jiran.
3. Sebahagian daripada operasi ikatan dan sambungan hanya boleh dilakukan oleh organisasi yang diberi kuasa.
4. Pengesahan meter secara berkala.
5. Pengedaran rangkaian terhad dan keterpencilan titik sambungan.
6. Kos tinggi untuk meletakkan talian bekalan.
7. Peralatan menggunakan gas adalah sumber potensi ancaman dan memerlukan kawalan terkawal.

Kelemahan ketara pam haba hanya boleh dianggap sebagai pelaburan modal yang tinggi pada peringkat pembelian dan pemasangan peralatan. Harga standard sistem pemanasan pada pam haba dengan penukar haba geoterma, ia terdiri daripada kos kerja penggerudi dan peralatan khusus dengan pemasangan. Kit termasuk:

• set kuar;
• propilena glikol;
• dandang pemanasan tidak langsung untuk air panas;
• ditetapkan peralatan mengepam dan automasi.

Kerja-kerja dijalankan oleh kakitangan yang berkelayakan alat profesional. Kos pendahuluan yang lebih tinggi sedikit diimbangi dengan faedah yang ketara:

1. Pemasangan pam haba adalah sangat menjimatkan, yang membolehkan anda mendapatkan semula kos tambahan dalam beberapa musim sahaja.
2. Terdapat banyak peluang untuk melaksanakan kawalan automatik yang fleksibel dengan penyelenggaraan minimum.
3. Keselesaan penggunaan.
4. Kesesuaian yang baik untuk pemasangan kediaman terima kasih kepada reka bentuk estetik dan moden.
5. Penyejukan premis berdasarkan set peralatan yang sama.
6. Apabila bekerja untuk penyejukan, sebagai tambahan kepada mod operasi aktif, adalah mungkin untuk menggunakan suhu air dan tanah semula jadi yang lebih rendah untuk melaksanakan mod pasif tanpa kos tambahan tenaga.
7. Kuasa rendah peralatan tidak memerlukan pemasangan kabel kuasa keratan rentas yang besar.
8. Tidak perlu permit.
9. Kemungkinan menggunakan pendawaian peranti pemanasan sedia ada.

Untuk pengeluaran 1 kW kuasa haba, cukup untuk membelanjakan tidak lebih daripada 250 watt. Untuk memanaskan isi rumah persendirian untuk 1 sq.m. kawasan menggunakan hanya kira-kira 25 W / j. Dan itu dengan air panas. Anda boleh meningkatkan lagi kecekapan tenaga dengan menambah baik penebat haba rumah anda.

Bagaimana ia berfungsi

Pam haba, prinsip operasinya berdasarkan kitaran Carnot, menggunakan tenaga bukan untuk memanaskan penyejuk, tetapi untuk mengepam haba luaran. Teknologi itu bukan baru. Pam haba telah berfungsi di rumah kami sebagai sebahagian daripada peti sejuk selama beberapa dekad. Di dalam peti sejuk, haba dari ruang bergerak ke luar. Dalam pemasangan pemanasan terkini, proses terbalik dilaksanakan. Walaupun suhu di luar rendah, terdapat banyak tenaga di sana.

Ia menjadi mungkin untuk mengambil haba dari badan yang lebih sejuk dan memberikannya kepada yang lebih panas, terima kasih kepada sifat bahan untuk menggunakan tenaga semasa penyejatan dan melepaskannya semasa pemeluwapan, serta meningkatkan suhunya akibat pemampatan. Syarat yang perlu untuk mendidih dan penyejatan dicipta dengan menukar tekanan. Freon digunakan sebagai cecair kerja dengan takat didih yang rendah.

Dalam pam haba, transformasi berlaku dalam 4 peringkat:

1. Disejukkan di bawah suhu ambien, cecair kerja cecair beredar melalui gegelung yang bersentuhan dengannya. Cecair menjadi panas dan menyejat.
2. Gas dimampatkan oleh pemampat, menyebabkan suhunya melebihi.
3. Dalam gegelung dalam yang lebih sejuk, pemeluwapan berlaku dengan pembebasan haba.
4. Cecair dipintas melalui alat pendikit untuk mengekalkan perbezaan tekanan antara pemeluwap dan penyejat.

Pelaksanaan praktikal

Sentuhan langsung penyejat dan pemeluwap dengan luaran dan persekitaran dalaman oh bukan tipikal untuk sistem pemanasan berdasarkan pam haba. Pemindahan tenaga berlaku dalam penukar haba. Bahan penyejuk yang dipam melalui litar luar mengeluarkan haba kepada penyejat sejuk. Pemeluwap panas meneruskannya ke sistem pemanasan rumah.

Kecekapan skim sedemikian sangat bergantung pada perbezaan suhu antara persekitaran luaran dan dalaman. Lebih kecil ia, lebih baik. Oleh itu, haba jarang diambil dari udara luar, yang suhunya boleh menjadi sangat rendah.

Mengikut tempat pengambilan tenaga, pemasangan jenis berikut dibezakan:

• "air tanah";
• "air-air";
• "air-udara".

Sebagai pembawa haba dalam sistem tanah dan air, selamat cecair antibeku. Ia mungkin propilena glikol. Penggunaan etilena glikol untuk tujuan sedemikian adalah tidak dibenarkan, kerana jika sistem itu tertekan, ia akan menyebabkan keracunan tanah atau akuifer.

Pemasangan air bawah tanah

Sudah pada kedalaman cetek, suhu tanah bergantung sedikit keadaan cuaca, jadi tanah adalah cekap persekitaran luaran. Di bawah 5 meter, keadaan tidak berubah pada bila-bila masa sepanjang tahun. Terdapat 2 jenis pemasangan:

• permukaan;
• geoterma.

Pada peringkat pertama, parit lanjutan digali di tapak ke kedalaman di bawah paras beku. Mereka dibentangkan dalam cincin paip plastik bahagian pepejal dan ditutup dengan tanah.

DALAM sistem geoterma pertukaran haba berlaku pada kedalaman, dalam telaga. Suhu yang tinggi dan berterusan di kedalaman bumi memberi kesan ekonomi yang baik. Di tapak, telaga digerudi dengan kedalaman 50 hingga 100 m dalam kuantiti yang diperlukan mengikut pengiraan. Untuk sesetengah bangunan, 1 perigi mungkin cukup, untuk yang lain, 5 tidak akan mencukupi. Probe pertukaran haba diturunkan ke dalam telaga.

Pemasangan air ke air

Sistem sedemikian menggunakan tenaga air tidak beku pada musim sejuk di dasar sungai dan tasik atau air tanah. Terdapat 2 jenis pemasangan air bergantung pada tempat pertukaran haba:

• dalam kolam;
• pada penyejat.

Pilihan pertama adalah yang paling murah dari segi pelaburan modal. Talian paip hanya tenggelam ke dasar badan air berdekatan dan dilindungi daripada penurapan semula. Yang kedua digunakan sekiranya tiada badan air di kawasan berhampiran. 2 telaga sedang digerudi: bekalan dan penerimaan. Dari yang pertama, air dipam ke yang kedua melalui penukar haba.

Pemasangan udara-ke-air

Penukar haba udara dipasang hanya di sebelah rumah atau di atas bumbung. Udara luar dipam melaluinya. Sistem sedemikian kurang cekap, tetapi murah. Pemasangan di tempat lee membantu meningkatkan prestasi.

Pemasangan sendiri sistem

Dengan keinginan yang kuat, anda boleh cuba memasang pam haba dengan tangan anda sendiri. Pemampat freon berkuasa dibeli, bay paip tembaga, penukar haba dan lain-lain bahan yang boleh dibelanjakan. Tetapi terdapat banyak kehalusan dalam karya ini. Mereka terdiri tidak begitu banyak dalam pemenuhan kerja pemasangan, berapa banyak dalam pengiraan, penalaan dan pengimbangan sistem yang betul.

Ia cukup untuk tidak berjaya mengambil talian freon supaya cecair yang masuk ke dalam pemampat dengan serta-merta melumpuhkannya. Kesukaran juga boleh timbul dengan pelaksanaan kawalan prestasi sistem automatik.

Doktor sains teknikal V.E. Belyaev, ketua pereka OMKB Horizon,
d.t.s. A.S. Kosoy, Timbalan Ketua Pereka Unit Turbin Gas Perindustrian,
ketua pereka projek,
Ph.D. Yu.N. Sokolov, ketua sektor pam haba, OMKB Horizon,
FSUE MMPP Salyut, Moscow

Penggunaan unit pam haba (HPU) untuk tenaga, industri dan perumahan dan perkhidmatan komunal adalah salah satu bidang penjimatan tenaga dan teknologi tenaga mesra alam yang paling menjanjikan.

Analisis yang agak serius mengenai keadaan dan prospek untuk pembangunan kerja di kawasan ini dibuat pada mesyuarat subseksyen "Bekalan haba dan pemanasan daerah" NTS RAO "UES Rusia" pada 15 September 2004.

Keperluan untuk mencipta dan melaksanakan HPP generasi baharu dikaitkan dengan:

♦ tunggakan besar Persekutuan Rusia dan negara-negara CIS dalam bidang pelaksanaan praktikal HPI, keperluan yang semakin meningkat bagi bandar-bandar besar, penempatan terpencil, industri dan perumahan dan perkhidmatan komunal dalam pembangunan dan penggunaan haba yang murah dan mesra alam. tenaga (TE);

♦ kehadiran sumber haba berpotensi rendah yang berkuasa (air bawah tanah, sungai dan tasik, pelepasan haba daripada perusahaan, bangunan dan struktur);

♦ sekatan yang semakin meningkat terhadap penggunaan gas asli (GHG) untuk pemasangan penjanaan haba;

♦ peluang untuk menggunakan teknologi penukaran progresif yang terkumpul dalam pembinaan enjin pesawat.

Dalam keadaan hubungan pasaran, penunjuk teknikal dan ekonomi yang paling penting bagi kecekapan loji penjanaan kuasa adalah kos dan keuntungan tenaga yang dihasilkan (dengan mengambil kira keperluan alam sekitar) dan, sebagai hasilnya, peminimuman tempoh bayaran balik loji kuasa.

Kriteria utama untuk memenuhi keperluan ini ialah:

♦ Mencapai faktor penggunaan bahan api maksimum yang mungkin (FUFR) dalam loji kuasa (nisbah tenaga berguna kepada tenaga bahan api);

♦ pengurangan maksimum yang mungkin bagi kos modal dan syarat pembinaan loji kuasa.

Kriteria di atas telah diambil kira semasa melaksanakan HPP generasi baharu.

Buat pertama kalinya untuk pelaksanaan praktikal pam haba berskala besar, dicadangkan untuk menggunakan wap air (R718) sebagai cecair kerja. Idea menggunakan wap untuk HPP bukanlah perkara baru (lebih-lebih lagi, ia digunakan oleh W. Thomson apabila menunjukkan kecekapan mesin sebenar yang pertama pada tahun 1852 - ed.). Walau bagaimanapun, disebabkan oleh isipadu khusus wap air yang sangat ketara pada suhu rendah (berbanding dengan penyejuk tradisional), penciptaan pemampat sebenar pada wap air untuk digunakan dalam HPP pemampatan wap masih belum dijalankan.

Kelebihan utama menggunakan wap sebagai cecair kerja untuk HPP berbanding dengan penyejuk tradisional (freon, butana, propana, ammonia, dll.) adalah:

1. Kebersihan ekologi, keselamatan dan kemudahan penyelenggaraan teknologi, ketersediaan dan kos rendah badan bekerja;

2. Sifat termofizik yang tinggi, kerana unsur HPP yang paling mahal (kondenser dan penyejat) menjadi padat dan murah;

3. Suhu penyejuk yang ketara lebih tinggi kepada pengguna (sehingga 100 °C dan ke atas) berbanding 70-80 °C untuk freon;

4. Kemungkinan melaksanakan skim lata untuk meningkatkan suhu daripada sumber berpotensi rendah kepada pengguna haba (mengikut kitaran Lorentz) dengan peningkatan dalam faktor penukaran dalam HPI (kHPU) berbanding dengan yang tradisional sebanyak 1.5-2 kali;

5. Kemungkinan menjana air tulen kimia (distillate) dalam HPP;

6. Kemungkinan menggunakan pemampat dan pemeluwap HPP untuk:

♦ sedutan wap air dari salur keluar turbin pemanasan dengan pemindahan haba buangan kepada pengguna haba, yang juga membawa kepada peningkatan dalam vakum di salur keluar turbin, peningkatan dalam kuasa terjananya, dan pengurangan penggunaan air beredar, kos pengepaman dan pelepasan haba ke atmosfera;

♦ sedutan wap air gred rendah (sisa) daripada pemasangan teknologi tenaga

kuali pengeluaran kimia, pengeringan, dsb. dengan pemindahan haba buangan kepada pengguna haba;

♦ penciptaan ejector yang sangat cekap untuk pemeluwap turbin stim, sedutan campuran berbilang komponen, dsb.

Gambarajah skematik operasi HPI pada wap air dan ciri reka bentuknya

Pada rajah. 1 ditunjukkan gambarajah litar Operasi HPI apabila menggunakan wap air sebagai bendalir kerja (R718).

Ciri skema yang dicadangkan adalah kemungkinan mengatur pemilihan haba dari sumber suhu rendah dalam penyejat disebabkan oleh penyejatan langsung sebahagian daripada air yang dibekalkan kepadanya (tanpa permukaan pertukaran haba), serta kemungkinan memindahkan haba ke rangkaian pemanasan dalam pemeluwap HPI dengan dan tanpa permukaan pertukaran haba (jenis pencampuran ). Pilihan jenis pembinaan ditentukan oleh pengikatan HPI kepada sumber khusus sumber berpotensi rendah dan keperluan pengguna haba untuk penggunaan penyejuk yang dibekalkan kepadanya.

Untuk pelaksanaan praktikal HPI berskala besar pada wap air, adalah dicadangkan untuk menggunakan pemampat paksi pesawat yang tersedia secara komersial AL-21, yang mempunyai perkara berikut. ciri penting apabila digunakan untuk operasi stim:

♦ produktiviti isipadu yang besar (sehingga 210,000 m3/j) dengan kelajuan rotor pemampat kira-kira 8,000 rpm;

♦ kehadiran 10 langkah boleh laras untuk memastikan kerja yang cekap pemampat dalam pelbagai mod;

♦ Kemungkinan untuk menyuntik air ke dalam pemampat untuk meningkatkan kecekapan, termasuk pengurangan penggunaan kuasa.

Di samping itu, untuk meningkatkan kebolehpercayaan operasi dan mengurangkan kos operasi, ia telah memutuskan untuk menggantikan galas bergolek dengan galas biasa, menggunakan sistem pelinciran dan penyejukan air dan bukannya sistem minyak tradisional.

Untuk mengkaji ciri-ciri dinamik gas pemampat apabila beroperasi pada wap air dalam pelbagai parameter penentu, untuk membangunkan elemen struktur dan untuk menunjukkan kebolehpercayaan pemampat di bawah keadaan ujian lapangan, bangku ujian berskala besar (jenis tertutup, saluran paip diameter 800 mm, panjang kira-kira 50 m).

Hasil daripada ujian, keputusan penting berikut diperolehi:

♦ kemungkinan operasi pemampat yang cekap dan stabil pada stim pada n=8000-8800 rpm dengan aliran isipadu stim sehingga 210 ribu m3/j telah disahkan.

♦ kemungkinan mencapai vakum dalam pada salur masuk pemampat (0.008 ata) telah ditunjukkan;

♦ nisbah mampatan yang diperoleh secara eksperimen dalam pemampat πκ=5 melebihi 1.5 kali ganda nilai yang diperlukan untuk HPI dengan nisbah penukaran 7-8;

♦ reka bentuk galas biasa yang boleh dipercayai untuk pemampat air telah diusahakan.

Bergantung pada keadaan operasi HPI, 2 jenis susun aturnya ditawarkan: menegak (HPU dalam satu unit) dan mendatar.

Untuk beberapa pengubahsuaian susun atur menegak HPI yang dicadangkan, adalah mungkin untuk menggantikan pemeluwap tiub dengan pemeluwap jenis semburan. Dalam kes ini, kondensat bendalir kerja HPI dicampur dengan penyejuk (air) kepada pengguna. Pada masa yang sama, kos HPP dikurangkan kira-kira 20%.

Yang berikut boleh digunakan sebagai pemacu pemampat HPP:

♦ pemacu turbo terbina dalam dengan kuasa sehingga 2 MW (untuk HPP dengan kapasiti sehingga 15 MW);

♦ pemacu turbo berkelajuan tinggi jauh (untuk HPP dengan kapasiti sehingga 30 MW);

♦ enjin turbin gas dengan penggunaan sel bahan api daripada keluaran;

♦ pemacu elektrik.

Dalam jadual. 1 menunjukkan ciri-ciri HPP pada stim (R718) dan freon 142.

Apabila digunakan sebagai sumber haba gred rendah dengan suhu 5-25 °C, atas sebab teknikal dan ekonomi, freon 142 dipilih sebagai bendalir kerja HPP.

Analisis perbandingan menunjukkan bahawa untuk HPI yang berjalan pada wap air, kos modal adalah antara penyejuk air dan bendalir kerja (freon).

julat suhu sumber berpotensi rendah:

♦ 25-40 OS - 1.3-2 kali lebih rendah daripada HPI domestik tradisional pada freon dan 2-3 kali lebih rendah daripada HPP asing;

♦ 40-55 OS - 2-2.5 kali lebih rendah daripada HPI domestik tradisional pada freon dan 2.5-4 kali lebih rendah daripada HPP asing.

Jadual 1. Ciri-ciri HPI pada wap air dan freon.

*- apabila bekerja pada freon, penyejat dan pemeluwap HPP dibuat dengan permukaan pertukaran haba

**-T - pemacu turbo; G- turbin gas (omboh gas); E - pemacu elektrik.

Dalam kerja di bawah keadaan operasi sebenar HPI di CHPP, kemungkinan pemindahan haba sisa yang cekap dari turbin stim ke rangkaian pemanasan dengan faktor penukaran HPI bersamaan dengan 5-6 telah ditunjukkan. Dalam cadangan dalam dan ditunjukkan dalam Rajah. 2, pekali penukaran HPI akan menjadi lebih tinggi dengan ketara disebabkan oleh pengecualian penyejat HPI dan, oleh itu, ketiadaan perbezaan suhu antara sumber suhu rendah dan stim kerja pada salur masuk pemampat.

Pada masa ini, penciptaan loji kuasa penjanaan haba yang sangat cekap dan mesra alam berasaskan HPP adalah tugas yang amat mendesak.

Keputusan pengenalan HPI pelbagai jenis untuk keperluan bekalan haba, perusahaan perindustrian dan perumahan dan perkhidmatan komunal diterangkan.

Berdasarkan ujian sebenar HPI di CHPP-28 OAO Mosenergo, 2 skim khusus untuk memindahkan haba sisa ke menara penyejuk dengan bantuan HPI ke rangkaian pemanasan (pemindahan terus ke utama pemanasan kembali dan untuk memanaskan solekan air rangkaian).

Cara-cara mencipta pam haba mampatan berprestasi tinggi pada wap air apabila digunakan sebagai sumber haba gred rendah dalam julat suhu dari 30 hingga 65 °C dengan pemacu turbin gas pemampat dan penggunaan haba gas ekzos daripada turbin gas dianalisis. Keputusan kajian kebolehlaksanaan menunjukkan bahawa, bergantung kepada keadaan, kos haba yang dijana oleh HPP boleh beberapa kali lebih rendah (dan KIT adalah beberapa kali lebih tinggi) berbanding dengan penjanaan haba tradisional di CHPP.

Dalam analisis keberkesanan penggunaan pam haba dalam sistem berpusat bekalan air panas (DHW). Ia menunjukkan bahawa kecekapan ini sangat bergantung pada tarif semasa untuk pembawa tenaga dan suhu haba gred rendah yang digunakan, oleh itu, masalah penggunaan HPI mesti didekati dengan berhati-hati, dengan mengambil kira semua syarat tertentu.

TNU sebagai sumber alternatif Bekalan air panas domestik pemanasan daerah dalam musim pemanasan

Dalam kertas kerja ini, berdasarkan pengalaman terkumpul, kemungkinan dan penunjuk teknikal dan ekonomi yang lebih mendalam berbanding dengan penggunaan pam haba untuk bekalan air panas, khususnya, hampir 100% anjakan haba daripada CHPP tradisional untuk tujuan ini. semasa tempoh pemanasan, dianalisis.

Sebagai contoh, kemungkinan melaksanakan pendekatan sedemikian untuk wilayah Moscow terbesar di Persekutuan Rusia dipertimbangkan apabila dua sumber digunakan sebagai haba buangan:

♦ haba sumber air semula jadi: sungai Moscow, tasik, takungan dan lain-lain dengan suhu purata kira-kira 10 °C;

♦ Buang haba daripada kumbahan dan sumber lain;

♦ Buang haba ke menara penyejuk (dari alur keluar turbin stim CHP semasa tempoh pemanasan dalam mod laluan pengudaraan dengan suhu stim di alur keluar 30-35 °C). Jumlah nilai haba ini adalah kira-kira 2.5 ribu MW.

Pada masa ini, kira-kira 5,000 MW tenaga haba digunakan untuk keperluan sistem bekalan air panas wilayah Moscow (kira-kira 0.5 kW setiap orang). Jumlah haba utama untuk bekalan air panas berasal dari CHPP melalui sistem pemanasan daerah dan dijalankan di stesen pemanasan pusat rangkaian pemanasan bandar Moscow. Pemanasan air untuk bekalan air panas (dari ~ 10 °C hingga 60 °C) dijalankan, sebagai peraturan, dalam 2 penukar haba 7 dan 8 yang disambungkan secara bersiri (Rajah 3), pertama daripada haba air rangkaian dalam utama pemanasan kembali dan kemudian daripada haba air rangkaian dalam utama pemanasan terus. Pada masa yang sama, ~650-680 tce/j SG digunakan untuk keperluan bekalan air panas.

Pelaksanaan skim untuk penggunaan meluas (kompleks) sumber haba buangan di atas untuk bekalan air panas menggunakan sistem dua HPP (pada freon dan wap air, Rajah 4) membolehkan hampir 100% pampasan kira-kira 5 ribu MW haba semasa tempoh pemanasan (masing-masing, untuk menjimatkan sejumlah besar GHG, mengurangkan pelepasan haba dan berbahaya ke atmosfera).

Sememangnya, dengan kehadiran CHPP sedia ada dalam tempoh masa tanpa pemanasan, tidak digalakkan untuk memindahkan haba dengan bantuan HPI, kerana CHPP, kerana kekurangan beban haba, terpaksa beralih ke mod pemeluwapan operasi dengan pelepasan ke menara penyejuk. sebilangan besar haba bahan api yang terbakar (sehingga 50%).

Unit pam haba HPU-1 dengan medium kerja berasaskan freon (R142) boleh menyediakan pemanasan air dari ~10 °C di salur masuk ke penyejat 10 hingga ~35 °C di alur keluarnya, menggunakan air dengan suhu kira-kira 10 ° C sebagai sumber semula jadi bersuhu rendah dengan kHP kira-kira 5.5. Apabila digunakan sebagai sumber air sisa bersuhu rendah daripada perusahaan perindustrian atau perumahan dan perkhidmatan komunal, suhunya boleh melebihi 10 °C dengan ketara. Dalam kes ini, kHNU akan menjadi lebih tinggi.

Oleh itu, HPI-1 boleh menyediakan 50% pemanasan air untuk bekalan air panas dengan jumlah nilai haba yang dipindahkan sehingga 2.5 ribu MW dan lebih dengan kecekapan yang hebat. Skala pelaksanaan HPI tersebut agak besar. Dengan pengeluaran haba unit purata HPI-1 kira-kira 10 MW, kira-kira 250 HPI sedemikian akan diperlukan untuk wilayah Moscow sahaja.

Apabila kHP=5.5, adalah perlu untuk membelanjakan kira-kira 450 MW kuasa elektrik atau mekanikal pada pemacu pemampat HPP (apabila dipacu, sebagai contoh, dari GTP). Unit pam haba HPU-1 hendaklah dipasang berhampiran dengan pengguna haba (di stesen pemanasan pusat rangkaian pemanasan bandar).

Unit pam haba HPP-2 dipasang di CHPP (Rajah 4) dan digunakan semasa tempoh pemanasan sebagai sumber wap suhu rendah dari alur keluar turbin pemanas (laluan pengudaraan bahagian tekanan rendah(CHND)). Pada masa yang sama, seperti yang dinyatakan di atas, wap dengan suhu 30–35 °C masuk terus ke dalam pemampat 13 (Rajah 2, tiada penyejat HPI) dan, selepas pemampatannya, dimasukkan ke dalam pemeluwap 14 HPI- 2 unit pam haba untuk memanaskan air dari talian rangkaian kembali.

Dari segi struktur, stim boleh diambil, sebagai contoh, melalui injap keselamatan (pelepasan) LPP turbin stim 1. Pemampat 13, menghasilkan tekanan yang jauh lebih rendah pada alur keluar LPP turbin 1 (berbanding dengan ketiadaan HPI- 2), masing-masing, mengurangkan suhu pemeluwapan (ketepuan) stim dan "mematikan" pemeluwap turbin 3.

Pada rajah. Rajah 4 secara skematik menunjukkan kes apabila haba buangan dipindahkan oleh pemeluwap 14 ke sesalur utama pemanasan kembali ke PSV 4. Dalam kes ini, walaupun apabila semua haba buangan dipindahkan daripada keluaran LPR turbin ke sesalur utama pemanasan balik. , suhu di hadapan PSV akan meningkat hanya ~5 °C, sambil meningkatkan sedikit tekanan stim pemanasan daripada pengekstrakan turbin di PSV 4.

Adalah lebih cekap untuk mula-mula memindahkan sebahagian daripada haba buangan untuk memanaskan air rangkaian solekan (daripada pemanasan tradisionalnya dengan stim terpilih daripada turbin), dan kemudian memindahkan sisa haba sisa ke utama pemanasan balik (ini pilihan tidak ditunjukkan dalam Rajah 4).

Hasil penting daripada pendekatan yang dicadangkan ialah kemungkinan pemindahan sehingga 2.5 ribu MWFC (ditransmisikan oleh puncak dandang air panas). Dengan kuasa unit HPI-2 yang beroperasi pada wap air bersamaan ~6-7 MW, 350-400 unit sedemikian akan diperlukan untuk memindahkan jumlah haba sedemikian.

Memandangkan tahap perbezaan suhu yang sangat rendah dalam HPI (~15 °C antara sumber suhu rendah dan suhu air rangkaian kembali), faktor penukaran HPI-2 akan menjadi lebih tinggi (kHPI ~6.8) berbanding HPI -1. Pada masa yang sama, untuk memindahkan ~2.5 ribu MWe ke rangkaian pemanasan, perlu membelanjakan sejumlah kira-kira 370 MW tenaga elektrik (atau mekanikal).

Oleh itu, secara keseluruhan, dengan bantuan HPI-1 dan HPI-2 semasa musim pemanasan, sehingga 5,000 MW haba boleh dipindahkan ke keperluan bekalan air panas wilayah Moscow. Dalam jadual. 2 memberikan penilaian teknikal dan ekonomi bagi cadangan tersebut.

Sebagai pemacu untuk HPI-1 dan HPI-2, pemacu turbin gas dengan N=1 -5 MW dan kecekapan 40-42% (disebabkan oleh pemulihan haba gas ekzos) boleh digunakan. Sekiranya terdapat kesukaran yang berkaitan dengan pemasangan rangkaian pemanasan bandar GTP di stesen pemanasan pusat (bekalan SG tambahan, dsb.), pemacu elektrik boleh digunakan sebagai pemacu untuk HPI-1.

Penilaian teknikal dan ekonomi telah dibuat untuk tarif bahan api dan haba pada awal tahun 2005. Hasil penting analisis ialah kos haba yang jauh lebih rendah yang dihasilkan oleh HPP (untuk HPI-1 - 193 rubel/Gcal dan HPI-2 - 168 rubel /Gcal ) berbanding dengan cara tradisional penjanaannya di CHPP OAO Mosenergo.

Adalah diketahui bahawa pada masa ini kos utama sel bahan api, dikira mengikut apa yang dipanggil "kaedah fizikal pemisahan bahan api ke dalam tenaga elektrik dan pengeluaran haba", dengan ketara melebihi 400 rubel/Gcal (tarif untuk sel bahan api). Dengan pendekatan ini, pengeluaran haba walaupun di loji kuasa haba yang paling moden tidak menguntungkan, dan ketidakberuntungan ini diimbangi oleh kenaikan tarif elektrik.

Pada pendapat kami, kaedah pemisahan kos bahan api ini tidak betul, tetapi ia masih digunakan, sebagai contoh, di OAO Mosenergo.

Pada pendapat kami, diberikan dalam jadual. 2 tempoh bayaran balik HPP (dari 4.1 hingga 4.7 tahun) tidak besar. Apabila mengira, 5 ribu jam operasi HPP setahun telah diambil. Pada hakikatnya, dalam tempoh musim panas masa, pemasangan ini boleh berfungsi mengikut contoh lanjutan negara Barat dalam mod penyejukan berpusat, sambil meningkatkan prestasi teknikal dan ekonomi purata tahunan dengan ketara.

Daripada Jadual. Ia boleh dilihat daripada Jadual 2 bahawa CIT untuk HPP ini berbeza dalam julat dari ~2.6 hingga ~3.1, iaitu lebih daripada 3 kali lebih tinggi daripada nilainya untuk CHP konvensional. Dengan mengambil kira pengurangan berkadar pelepasan haba dan berbahaya ke atmosfera, kos pengepaman dan kehilangan air beredar dalam sistem: kondenser turbin - menara penyejuk, meningkatkan vakum di saluran keluar turbin LPP (apabila HPI-2 sedang beroperasi) dan, oleh itu, kuasa yang dijana, kelebihan teknikal dan ekonomi tawaran ini akan menjadi lebih ketara.

Jadual 2. Kajian kemungkinan penggunaan HPP pada wap air dan freon.

* - haba tambahan dalam proses penggunaan haba gas serombong daripada unit pemacu turbin gas boleh digunakan untuk mengalihkan sebahagian daripada haba dari loji CHP ke bekalan pemanasan daerah.

Dengan mengambil kira kenaikan harga tenaga yang tidak dapat dielakkan selepas penyertaan Rusia ke WTO, sekatan ke atas penggunaan GHG untuk tenaga dan keperluan untuk pengenalan meluas penjimatan tenaga yang sangat cekap dan teknologi tenaga mesra alam, faedah teknikal dan ekonomi memperkenalkan HPP akan terus berkembang.

kesusasteraan

1. Pam haba generasi baharu untuk tujuan bekalan haba dan kecekapan penggunaannya dalam ekonomi pasaran // Bahan mesyuarat subseksyen Pemanasan dan pemanasan daerah NTS RAO UES Rusia, Moscow, 15 September, 2004

2. Andryushenko A.I. Asas termodinamik kitaran loji kuasa haba. - M.: Lebih tinggi. sekolah, 1985

3. Belyaev V.E., Kosoy A.S., Sokolov Yu.N. Kaedah mendapatkan tenaga haba. Paten Persekutuan Rusia No. 2224118 bertarikh 5 Julai 2002, FSUE MMPP Salyut.

4. Sereda S.O., Gel'medov F.Sh., Sachkova N.G. Anggaran anggaran perubahan dalam ciri berbilang peringkat

pemampat di bawah pengaruh penyejatan air di bahagian yang mengalir, MMPP "Salyut"-CIAM // Kejuruteraan kuasa terma. 2004. No. 11.

5. Eliseev Yu.S., Belyaev V.V., Kosoy A.S., Sokolov Yu.N. Masalah mencipta loji pemampatan wap generasi baharu yang sangat cekap. Pracetak FSUE “MMPP “Salyut”, Mei 2005.

6. Devyanin D.N., Pishchikov S.I., Sokolov Yu.N. Pembangunan dan ujian di CHPP-28 OAO Mosenergo pendirian makmal untuk kelulusan skim penggunaan pam haba dalam sektor tenaga // Berita Bekalan Haba. 2000. No 1. S. 33-36.

7. Protsenko V. P. Mengenai konsep baru bekalan haba kepada RAO UES Rusia // Energo-press, No. 11-12, 1999.

8. V. P. Frolov, S. N. Shcherbakov, M. V. Frolov, dan A. Ya. Analisis kecekapan menggunakan pam haba dalam sistem bekalan air panas berpusat // Penjimatan Tenaga. 2004. No. 2.

Pam haba adalah salah satu jenis peralatan yang paling popular di pasaran teknologi iklim Rusia dan CIS. Mereka lebih disukai oleh ramai pembeli yang ingin mencipta sistem penyejukan dan pemanasan yang cekap untuk rumah dan pejabat mereka, tetapi sangat sedikit yang mempunyai idea yang baik tentang prinsip teknik ini dan sering tidak tahu dalam situasi apa itu. adalah terbaik untuk menggunakannya. Sementara itu, terdapat beberapa soalan asas mengenai pengendalian pemasangan pam haba, dan ia tidak akan sukar walaupun untuk pemula untuk memahaminya.

Apakah pam haba?

Kategori peralatan ini termasuk peralatan yang mampu menggunakan haba yang diterima daripada persekitaran, menggunakan pemampat untuk meningkatkan suhu penyejuk ke tahap yang telah ditetapkan dan kemudian memindahkan haba ke bilik tertentu. Pada masa yang sama, pam haba boleh mengekstrak haba dari mana-mana media, secara literal "mengepam" keluar dari persekitaran. Oleh itu, pam dapat berfungsi dengan:

• udara sejuk, sejuk
• air sejuk,
• bumi.

Dengan menurunkan suhu penyejuk, peralatan kawalan iklim tersebut boleh memanaskan mana-mana bangunan dengan berkesan.

Spesifikasi pam

Secara umum, unit pam haba, tidak seperti peralatan kawalan iklim jenis lain, menggunakan jumlah minimum tenaga elektrik semasa menjalankan kerjanya. Secara purata, dia perlu menghabiskan hanya 1 kW tenaga, dan ini akan mencukupi untuk menghasilkan 3-6 kW haba. Dalam erti kata lain, menggunakan kuasa 2-3 mentol lampu konvensional pada musim sejuk, anda boleh memanaskan ruang tamu bersaiz sederhana dengan berkesan. Pada musim panas, kuasa yang sama boleh digunakan untuk menyejukkan bilik: dalam kes ini, pam haba akan menyerap haba dari udara di dalam bilik dan melepaskannya ke atmosfera, ke dalam tanah atau ke dalam air, mewujudkan kesejukan di mana-mana bilik. .

Apakah pam haba?

Terdapat pelbagai jenis peralatan di pasaran yang boleh digunakan dalam pelbagai bidang , termasuk:

• Ruang kediaman,
• perusahaan pertanian,
• perusahaan industri,
• Jabatan Perumahan dan Utiliti.

Sudah tentu pemasangan pam haba untuk bilik yang berbeza mempunyai ciri yang berbeza dan mungkin juga berbeza dari segi saiz. Pam mempunyai berbeza kuasa haba(dari beberapa kW kepada ratusan megaW), serta boleh bekerja dengan sumber haba yang berbeza, tanpa mengira keadaan pengagregatannya (pepejal, cecair atau gas). Memandangkan ciri-ciri pengendalian peralatan tersebut, Pemasangan pam haba dibahagikan kepada jenis berikut:

• air-air,
• udara-air,
• air-udara,
• udara ke udara,
• air tanah,
• tanah-udara.

Terdapat juga pam haba di pasaran yang istimewa direka untuk bekerja dengan haba gred rendah. Sumber haba sedemikian juga boleh mempunyai suhu negatif, dan dalam kes ini pam haba berfungsi sebagai penerima haba berpotensi tinggi, yang mengambil walaupun suhu yang sangat tinggi (lebih daripada 1 ribu darjah). secara amnya, mengikut suhu di mana pemasangan berfungsi, ia dibahagikan kepada:

• suhu rendah
• suhu sederhana
• suhu tinggi.

Parameter lain di mana pemasangan pam haba dibezakan adalah berkaitan dengannya peranti teknikal. Menurut penunjuk ini, peralatan dibahagikan kepada jenis seperti:

• penyerapan,
• pemampatan wap.

Sebagai peraturan, semua pam haba, tanpa mengira jenisnya, berfungsi dengannya tenaga elektrik, bagaimanapun, dalam kes tertentu, ia boleh ditukar kepada jenis tenaga lain menggunakan pelbagai bahan api. Mengikut spesifikasi bahan api ini dan operasi peralatan itu sendiri, pemasangan pam haba dibahagikan kepada jenis berikut:

• alat pemanas yang menggunakan haba daripada air bawah tanah,
• pam untuk bekalan air panas, bekerja dengan haba yang diperoleh daripada takungan semula jadi,
• penghawa dingin air laut
• unit penyaman udara menggunakan udara luar,
• pam untuk pemanasan air di kolam renang, bekerja di luar rumah,
• unit pam haba untuk sistem bekalan haba yang menggunakan haba yang dijana oleh peralatan kejuruteraan dan teknikal,
• peranti yang berjalan pada susu - ia berfungsi untuk menyejukkan susu dan bekalan air panas seterusnya dan digunakan di ladang tenusu,
• loji untuk pemulihan haba yang dijana daripada proses teknologi, - berfungsi untuk memanaskan udara bekalan.

Terdapat juga jenis lain peralatan tersebut. Pada masa yang sama, sebagai peraturan, pam haba apa-apa jenis dihasilkan secara besar-besaran, bagaimanapun, unit unik individu boleh dihasilkan mengikut projek eksklusif. Anda juga boleh mencari pam haba eksperimen, banyak lukisan yang belum dilaksanakan, dan model perintis peralatan tersebut, yang juga boleh digunakan di mana-mana bilik khas.

Semua pemasangan pam haba boleh digabungkan menjadi satu sistem. Ini adalah perlu jika beberapa unit peralatan tersebut beroperasi di satu kemudahan, menghasilkan kedua-dua haba dan sejuk. Menggabungkan mereka bersama-sama hanya akan meningkatkan keberkesanannya, dan pada kemudahan sederhana atau besar adalah disyorkan untuk segera merancang penciptaan peralatan kompleks tersebut.

Apakah Sistem Penyaman Udara Ring?

Sistem sedemikian disiapkan berdasarkan pam haba jenis yang berbeza, walaupun unit udara-ke-udara biasanya digunakan untuk tujuan ini. Pam haba dalam kes ini berfungsi sebagai penghawa dingin: ia dipasang terus di dalam bilik peti sejuk, dan kuasa peralatan tersebut dipilih mengikut beberapa parameter. Antaranya:

• ciri-ciri bilik itu sendiri,
• tujuan premis tersebut,
• bilangan orang yang berada di dalamnya,
• peralatan yang dipasang atau akan dipasang di dalamnya.

Unit penyaman udara sentiasa boleh diterbalikkan - kedua-duanya menyejukkan dan menjana haba pada masa yang sama. Mereka disambungkan oleh litar air biasa - saluran paip yang melaluinya air beredar, menjadi sumber dan penerima haba. Akibatnya, suhu di dalam litar boleh berubah-ubah dalam 18-32 darjah, dan melaluinya haba ditukar antara pam haba yang memanaskan udara dan antara peralatan yang menyejukkannya. Jika dalam bilik yang berbeza perlu mewujudkan iklim ciri yang berbeza, pam haba hanya memindahkan haba dari bilik yang mempunyai lebihan ke bilik yang tidak cukup haba. Ini memungkinkan untuk mencipta pertukaran haba anulus antara zon yang berbeza, dan sistem sedemikian sangat cekap dan menjimatkan.

Pada masa yang sama, sistem cincin boleh merangkumi bukan sahaja peralatan penyaman udara, tetapi juga pemasangan lain. khususnya, peranti sedemikian boleh menggunakan sisa haba. Ini diperlukan jika terdapat keperluan haba yang agak besar, contohnya:

• di kemudahan di mana terdapat aliran air sisa yang kuat: pemasangan pam haba air-ke-air dengan mudah boleh menggunakan haba yang terpancar daripadanya dan mengarahkannya menggunakan litar gelang untuk pemanasan ruang;
• di kemudahan dengan pengudaraan ekzos yang mengeluarkan udara dari bangunan(dengan syarat bahawa tidak terdapat terlalu banyak kekotoran dalam udara yang akan menyukarkan pam haba berfungsi): dalam kes ini, pemasangan udara-ke-air akan diperlukan, yang akan memulihkan haba daripada "yang tidak perlu" udara dan pindahkannya ke pemanasan angkasa atau pemanasan air,
• di tapak yang ada air kumbahan, dan pengudaraan ekzos- pada mereka, sistem gelang boleh digunakan untuk mengeluarkan haba berlebihan dari litar air (biasanya ini dilakukan hanya pada musim panas), yang akan mengurangkan kapasiti menara penyejuk.

Dalam apa jua keadaan, sistem cincin membolehkan anda menggunakan haba berulang kali dan menghantarnya kepada keperluan sepenuhnya semua pengguna yang terletak di dalam bangunan, dan ini adalah keunikannya, kerana recuperator dan penjana semula tradisional tidak mampu melakukan ini.. Selain itu, sistem sedemikian menggunakan haba dengan lebih cekap, kerana operasinya tidak bergantung pada suhu udara yang diambil. bekalan pengudaraan, dan pada suhu udara yang ditetapkan yang memasuki premis.

Pada musim panas, sistem gelang, yang beroperasi berdasarkan unit pam haba air ke air, mampu mengeluarkan haba berlebihan dari litar air dengan berkesan, menggunakannya melalui pengguna: haba berlebihan dibekalkan ke sistem bekalan air panas, dan ia biasanya cukup untuk memenuhi semua keperluan penduduk mana-mana bilik di dalam air panas. Sistem sedemikian akan sangat berkesan di kemudahan dengan beberapa kolam renang (rumah percutian, hotel, pusat kesihatan) - dengan bantuannya, anda boleh memanaskan air di kolam dengan cepat dan tanpa kos tambahan.

Adakah sistem gelang serasi dengan sistem peralatan lain?

Sudah tentu, ya, dan di atas semua itu mesti diselaraskan dengan sistem pengudaraan. Yang terakhir, khususnya, mesti dibangunkan dengan mengambil kira semua ciri peralatan pam haba yang akan mengkondisikan udara. Khususnya, sistem pengudaraan mesti semestinya memastikan peredaran semula udara dalam jumlah yang diperlukan untuk operasi stabil pam, pemulihan haba yang cekap dan mengekalkan suhu yang dikehendaki di dalam bilik. Peraturan ini harus dipatuhi dalam semua kemudahan, kecuali beberapa di mana peredaran semula tidak diingini, seperti kolam renang atau dapur.

Pada masa yang sama, kelebihan memadankan sistem cincin dengan sistem pengudaraan adalah bahawa yang terakhir dalam kes ini boleh dibina mengikut skema yang lebih mudah, yang akan mengurangkan kos pengguna. Dalam kes ini, pam haba akan menyejukkan udara terus di tempat yang diperlukan. Ini akan menyelamatkan pengguna daripada keperluan untuk mengangkutnya melalui saluran udara penebat haba yang panjang dan akan membezakan sistem sedemikian daripada penghawa dingin berpusat yang biasa sekarang.

selain itu, sistem cincin boleh diselaraskan dengan sistem pemanasan, dan kadang-kadang mengambil alih sepenuhnya fungsi mereka. Dalam situasi sedemikian, sistem pemanasan berdasarkan pam haba menjadi kurang berkuasa dan lebih mudah dari segi peralatannya. Ini menjadikannya sangat berkesan dalam iklim sejuk yang memerlukan pemanasan lebih panas diperoleh daripada sumber yang berpotensi tinggi. Tambahan pula, sistem gelang serius boleh mengoptimumkan operasi semua peralatan di dalam bilik. Sistem penghawa dingin dan pemanasan yang berasingan boleh mengganggu satu sama lain, terutamanya apabila kedua-duanya tidak diperlukan. Sistem gelang benar-benar mengecualikan situasi sedemikian, kerana ia sentiasa berfungsi dengan berkesan, berdasarkan keadaan sebenar iklim mikro yang dibuat di setiap bilik tertentu. Pada masa yang sama, di perusahaan, peralatan tersebut boleh menyejukkan dan memanaskan bukan sahaja udara, tetapi juga air, dan proses ini tidak memerlukan kos tenaga tambahan - ia akan dimasukkan ke dalam baki keseluruhan bekalan haba secara keseluruhan.

Dan, sudah tentu, dalam mana-mana situasi ini, sistem cincin akan menunjukkan ekonomi yang sangat baik. Dalam sistem tradisional, haba digunakan hanya sebahagiannya dan cepat keluar ke atmosfera jika pemanasan berfungsi selari dengan pengudaraan, bagaimanapun, sistem gelang menyelesaikan masalah ini dengan cara yang kompleks, menjadikan pemulihan haba lebih cekap dan mengurangkan kerugiannya dengan ketara.

Bagaimana untuk menguruskan sistem pam haba?

Sebagai peraturan, peralatan ini tidak memerlukan pemasangan kawalan automatik yang mahal, dan ini adalah satu lagi "artikel" untuk menjimatkannya. Automasi yang mudah di sini adalah sangat mudah dan turun hanya untuk mengekalkan suhu air yang ditetapkan dalam litar. Untuk melakukan ini, sistem hanya menghidupkan pemanas tambahan dalam masa supaya air tidak menyejuk lebih daripada yang sepatutnya, atau ia mengaktifkan menara penyejuk supaya ia tidak memanaskan lebih daripada yang diperlukan. Dan ini biasanya cukup untuk mengekalkan iklim yang ideal.

Laksanakan kawalan automatik dalam keadaan ini boleh dilakukan dengan hanya beberapa termostat. Lebih-lebih lagi, ini tidak memerlukan injap kawalan yang tepat! Suhu air dalam gelung sistem gelang boleh berbeza-beza dalam julat yang luas tanpa memerlukan apa-apa dana tambahan untuk ini.

selain itu, sistem berasingan automasi juga mengawal proses pemindahan haba oleh pam haba kepada pengguna. Ia dibina ke dalam peralatan itu sendiri, dan salah satu elemen utama sistem boleh dianggap sebagai termostat (sensor suhu), yang dipasang terus di dalam bilik. Ia sahaja sudah cukup untuk menguruskan sepenuhnya operasi pemasangan pam haba. Pada masa yang sama, pam itu sendiri dapat menyediakan semua ciri suhu udara yang diperlukan di dalam bilik tanpa memasang peredam kawalan dalam sistem pengudaraan, dan injap kawalan dalam sistem pemanasan. Ini membolehkan anda mengurangkan lagi kos sistem cincin dan meningkatkan kebolehpercayaan semua komunikasi kejuruteraan bangunan secara amnya.

sama sekali sistem yang kompleks kawalan automatik mungkin diperlukan hanya di kemudahan besar di mana banyak pam haba dipasang pelbagai jenis direka untuk penyaman udara, proses teknologi dan pemulihan haba. Dan dalam situasi sedemikian, pemasangan sistem ini masuk akal, kerana ia membolehkan anda mengoptimumkan operasi setiap peralatan. Walau bagaimanapun, apabila memasangnya, ia harus diingat bahawa operasi sistem gelang dipengaruhi oleh beberapa faktor yang walaupun automasi mesti "dikira". Antaranya:

• suhu air dalam litar, - ia menjejaskan pekali penukaran haba (nisbah jumlah haba yang dibekalkan kepada pengguna kepada jumlah tenaga yang digunakan oleh pam haba);
• suhu udara luar;
• parameter operasi menara penyejuk- ia boleh menggunakan jumlah tenaga yang berbeza untuk jumlah haba yang sama, dan ini bergantung pada keadaan luaran, termasuk suhu udara, angin dan faktor lain;
• bilangan pam haba yang beroperasi dalam sistem, serta jumlah kapasitinya(nisbah kuasa peralatan yang mengambil haba daripada litar air dan kuasa pemasangan yang memberikannya kepada litar).

Adakah terdapat contoh yang berjaya menggunakan sistem cincin?

Terdapat beberapa contoh sedemikian, tetapi dua yang berikut boleh dianggap sebagai "buku teks".

Pertama - pembinaan semula sekolah Menengah No. 2 di Ust-Labinsk. Di bangunan ini, semua syarat kebersihan yang paling ketat telah dipenuhi demi mencapai keselesaan maksimum untuk kanak-kanak yang akan belajar di institusi ini. Selaras dengan keperluan ini, sistem iklim khas dipasang di sana, yang mampu mengawal suhu, kelembapan dan udara segar secara bermusim. Pada masa yang sama, jurutera melakukan segala yang mungkin untuk memastikan bahawa setiap kelas mempunyai kawalan individu ke atas iklim mikro, dan hanya sistem gelang dapat mengatasi dengan menyediakan kawalan sedemikian. Dia membenarkan:

• mengurangkan dengan ketara kos pemanasan keseluruhan bangunan,
• menyelesaikan masalah air sejuk di loji pemanas yang terletak di tapak sekolah.

Sistem ini telah dipasang daripada lebih daripada 50 pam haba Climatemaster (AS) dan satu menara penyejuk. Ia menerima haba tambahan daripada loji pemanasan, dan ia dikawal oleh automasi, yang secara bebas mengekalkan keadaan selesa untuk mengajar kanak-kanak dan pada masa yang sama berfungsi dengan ekonomi yang mungkin. Ia adalah terima kasih kepadanya bahawa operasi sistem cincin walaupun dalam yang paling teruk masa musim sejuk dibenarkan untuk mengurangkan kos pemanasan bulanan kepada 9.8 ribu rubel: sebelum pemodenan sistem, setiap bulan sekolah membelanjakan 18 ribu 440 rubel untuk pemanasan 2.5 ribu meter persegi. m. Dan ini walaupun pada hakikatnya selepas pemodenan, kawasan panas sekolah meningkat lagi, yang berjumlah 3 ribu meter persegi. m.

Projek kedua telah dilaksanakan di kampung kampung berhampiran Moscow. Masalah membina penempatan sedemikian sering disebabkan oleh fakta bahawa infrastruktur di wilayah ini tidak membenarkan pembinaan rumah baru, kerana paip air, atau rangkaian elektrik, atau pencawang pengubah tidak dapat menampung beban yang meningkat. Pada masa yang sama, gangguan bekalan elektrik, wayar lama putus, pelbagai kemalangan sentiasa berlaku di pencawang lama, jadi di kampung-kampung yang terletak di wilayah tersebut, perlu segera menjaga bekalan kuasa autonomi.

Sehubungan itu, jurutera perlu membuat projek yang akan menyediakan kotej dua tingkat dengan beberapa bilik dengan elektrik dan haba. Keluasan standard rumah sedemikian ialah 200 meter persegi. m, dan hanya elektrik dan air artesis Tiada komunikasi lain.

Langkah pertama yang diambil oleh jurutera ke arah kecekapan tenaga - di kotej dipasang panel solar, dan di belakang rumah dipasang modul fotovoltaik, juga dikuasakan oleh tenaga suria dan dengan kapasiti 3.5 kW. Kuasa ini cukup untuk membekalkan bateri, yang kemudiannya memberi kuasa kepada rumah itu sendiri dan sistem pemanasannya. Oleh itu, elektrik untuk keluarga yang tinggal di pondok sedemikian adalah percuma, yang bermaksud bahawa dari bajet keluarga perbelanjaan boleh ditolak. Akibatnya, kos pemasangan bateri akan dibayar dalam masa kurang daripada 10 tahun, dan selepas itu tiada dana perlu diperuntukkan.

Untuk memanaskan kotej, pemasangan pam haba geoterma berdasarkan pam air-ke-air telah digunakan. Ia direka bukan sahaja untuk pemanasan ruang dengan bateri radiator, tetapi juga untuk pengeluaran air panas. Litar yang membekalkan haba gred rendah ke pam - iaitu paip polietilena biasa sepanjang 800 m dan diameter 32 mm - diletakkan di tapak itu sendiri (pada kedalaman 2 meter). Pemasangan sistem sedemikian (elektrik + pemanasan) telah dibelanjakan 40 ribu dolar, dan memandangkan pada masa akan datang pemilik tidak perlu membelanjakan wang untuk pembayaran utiliti dibekalkan secara berpusat, dia hanya mendapat manfaat daripada ini.

Di manakah sistem cincin boleh digunakan?

Secara umum, semua contoh menunjukkan bahawa sedemikian pemasangan pam haba boleh dipasang pada pelbagai objek. Antara yang utama ialah:

• bangunan pentadbiran,
• institusi perubatan dan kesihatan,
• bangunan awam,
• institusi pendidikan,
• rumah percutian dan hotel,
• kompleks sukan,
• perusahaan industri,
• pertubuhan hiburan.

Pada masa yang sama, dalam mana-mana varian, sistem gelang fleksibel boleh diselaraskan dengan mudah mengikut keperluan bilik tertentu dan dipasang dalam pelbagai pilihan terhebat.

Untuk memasangnya, jurutera perlu mengambil kira beberapa nuansa:

• keperluan untuk sejuk dan haba di kemudahan tertentu,
• bilangan orang yang berada di dalam premis,
• kemungkinan sumber haba dalam bangunan,
• kemungkinan tenggelam haba,
• ciri kehilangan haba dan penambahan haba.

Selepas itu, paling banyak sumber terbaik haba akan digunakan dalam sistem itu sendiri, dan kuasa am pam haba mesti dikonfigurasikan supaya tidak berlebihan.

Secara keseluruhannya, pilihan ideal untuk sebarang objek, pakar menganggap pemasangan peralatan pam haba yang menggunakan persekitaran sebagai sumber haba dan sebagai penerimanya. Pada masa yang sama, keseluruhan sistem harus seimbang dari segi haba, tanpa mengira kapasiti sumber haba dan penerima - mereka boleh berbeza, kerana nisbahnya berubah apabila keadaan operasi sistem berubah. Walau bagaimanapun, mereka mesti konsisten antara satu sama lain.

Jika parameter ini diambil kira dengan betul, sistem gelang akan berfungsi dengan berkesan untuk pemanasan dan penyejukan, menggunakan semua haba "lebihan". Dan penggunaan satu sistem sedemikian dan bukannya beberapa bukan sahaja akan mewujudkan iklim dalaman yang ideal, tetapi juga akan menjadi sangat cekap dan menguntungkan dari segi modal dan kos operasi.

Memanaskan rumah anda dengan pam haba akan menyelamatkan anda daripada perhambaan tenaga. Dengan memilih sistem pemanasan ini, anda akan selamanya mengucapkan selamat tinggal kepada kedua-dua kemudahan awam yang tidak menentu dan pekerja gas yang rakus. i.e rejim suhu di rumah akan ditentukan oleh anda. Dan tiada orang lain.

Setuju: hanya fakta ini menjadikan pam haba untuk memanaskan rumah pembelian yang sangat menguntungkan. Ya, ia tidak murah. Tetapi dari masa ke masa, semua kos akan dibayar, dan bayaran untuk "komunal" atau gas untuk dandang autonomi hanya akan meningkat. Tetapi anda boleh membuat pam haba dengan tangan anda sendiri!

Dan dalam artikel ini kami akan memperkenalkan anda kepada jenis utama pam haba. Kami berharap maklumat ini akan membantu anda memilih (atau membina) loji kuasa terbaik untuk memanaskan rumah anda.

Pertama, pam sedemikian adalah sangat menjimatkan dan cekap. Anda "melabur" 0.2-0.3 kW elektrik yang digunakan untuk menggerakkan pemampat dan menerima 1 kW tenaga haba. Iaitu, tanpa mengambil kira tenaga udara, air atau tanah, kecekapan pam haba adalah hebat 300-500 peratus.

Kedua, pam sedemikian beroperasi, sebenarnya, sumber tenaga yang bebas dan kekal - udara itu sendiri, air atau tanah. Lebih-lebih lagi, "sumber" ini ada di mana-mana. Iaitu, pemanasan rumah desa Pam haba boleh dilaksanakan di mana-mana - walaupun di khatulistiwa, walaupun di luar Bulatan Artik. Benar, untuk mendekati "sumber" sedemikian, anda perlu menggunakan pemampat intensif tenaga. Tetapi disebabkan tidak realistik kecekapan tinggi Semua kos tenaga dibayar lima kali ganda!

Ketiga, pam haba sentiasa individu. Iaitu, anda tidak membayar untuk tenaga yang berlebihan. Peralatan anda akan dikonfigurasikan untuk kehendak dan keadaan operasi tertentu.

Oleh itu, ulasan pam haba untuk pemanasan rumah sama ada menguntungkan atau paling bersemangat.

Di samping itu, pam bukan sahaja memanaskan. Pada musim panas, ia juga boleh berfungsi sebagai penghawa dingin, menyejukkan rumah dengan kecekapan yang sama.

Setuju: semua kelebihan pam haba yang dinyatakan di atas kelihatan agak hebat. Terutama kecekapan pada tahap 300-500 peratus. Walau bagaimanapun, semua kelebihan unit terma bukanlah fiksyen, tetapi realiti yang mengancam syarikat tenaga.

Rahsia kecekapan tersebut terletak pada prinsip asal pam, yang, dalam ringkasan, adalah seperti berikut: medium yang beredar melalui paip mengambil haba daripada sumber yang berpotensi rendah (udara, tanah, batu, air) dan membuangnya pada titik yang dipilih oleh pengguna.

Iaitu, kami mempunyai peti sejuk "terbalik" di hadapan kami: ia mengambil haba daripada sumber yang berpotensi dengan bantuan penyejat dan memberikan tenaga kepada pengguna melalui pemeluwap.

Selain itu, kedua-dua pam haba dan peti sejuk beroperasi pada penyejuk - bahan dengan takat didih yang sangat rendah, yang dipam melalui paip menggunakan pemampat khas.

Skim kerja terperinci

Akibatnya, setelah pemeriksaan lebih dekat, skema operasi unit terma adalah seperti berikut:

• Pada kedalaman 5-6 meter di dalam tanah, saluran paip kitaran dengan penyejuk dipasang, di mana radiator khas dibina - penyejat. Lebih-lebih lagi, kedalaman ini tidak dipilih secara kebetulan - pada tanda sedemikian suhu kekal di atas sifar pada bila-bila masa sepanjang tahun.
• Penyejat disambungkan ke saluran paip kedua yang diisi dengan bahan penyejuk. Di bawah tekanan tinggi, bahan penyejuk mendidih walaupun pada satu darjah Celsius. Selain itu, proses penyejatan, seperti yang diketahui dari kursus fizik sekolah, disertai dengan penyerapan tenaga yang diambil daripada penyejuk yang beredar di dalam tanah.
• Wap penyejuk dipam keluar dari saluran paip oleh pemampat, yang bukan sahaja mengangkut medium ini melalui kelengkapan, tetapi juga menjana lebih banyak tekanan, yang menimbulkan pemanasan tambahan penyejuk.
• Seterusnya, wap penyejuk yang dipanaskan lampau dipam (oleh pemampat yang sama) ke dalam pemeluwap, di mana perubahan keadaan agregat bahan berlaku (wap bertukar menjadi cecair). Dan semua asas termodinamik yang sama menegaskan bahawa apabila medium gas terpeluwap, tenaga dibebaskan.
• Haba yang dibebaskan yang dihasilkan dalam pemeluwap sudah diserap oleh saluran paip ketiga - sistem pemanasan kediaman. Iaitu, kondenser bertindak sebagai dandang gas atau elektrik. Nah, kembali ke keadaan cair bahan penyejuk kembali ke penyejat, melalui pendikit pengawal selia.

Pam haba untuk pemanasan rumah: jenis tipikal

Cara paling mudah untuk mengklasifikasikan pam haba melibatkan pengasingan unit tersebut mengikut jenis medium di mana litar utama diletakkan, membekalkan haba kepada penyejat.

Dan mengikut kaedah klasifikasi ini, pam haba dibahagikan kepada jenis berikut:

• Unit geoterma (tanah-air).
• Pam hidroterma (air-ke-air).
• Pemasangan aeroterma (udara-air).

Selain itu, semua jenis pam haba beroperasi pada prinsip operasi umum, tetapi persekitaran "habitat" litar utama meninggalkan tanda pada kedua-dua fungsi dan susunan unit. Oleh itu, selanjutnya dalam teks kita akan mempertimbangkan nuansa mengatur setiap jenis pam haba.

Pemasangan tanah-ke-air

Pam haba tanah-ke-air

Litar utama pam geoterma ditanam di dalam tanah sehingga tanda 5-6 meter. Selain itu, pemasangan sedemikian diamalkan apabila mengatur sistem dengan penukar haba mendatar. Dan dalam hal memasang litar utama menegak, pendalaman 150 meter juga diamalkan, dalam perigi khas.

Pada masa yang sama, jumlah kerja minimum adalah tipikal untuk penempatan menegak litar utama. Oleh kerana dengan penempatan mendatar adalah perlu untuk mengedarkan tiub penukar haba juga kawasan yang luas(50 meter persegi untuk setiap 1000 watt keluaran pam haba).

Nah, sebagai penyejuk, pam haba geoterma menggunakan larutan air garam yang tidak berbahaya sama sekali yang tidak membeku walaupun pada suhu rendah.

Pam air-ke-air

Litar utama pam hidroterma boleh dipasang di dalam badan air semula jadi atau buatan, telaga konvensional atau pembetung, sungai atau terusan buatan manusia.

Pam haba "air-air"

Selain itu, penyejat dan paip dengan penyejuk direndam dalam air sekurang-kurangnya 1.5-2 meter. Lagipun, lapisan permukaan boleh membeku, merosakkan kedua-dua fungsi dan integriti elemen pam haba.

Pendek kata, untuk pam geoterma, anda perlu memilih takungan "betul". Tetapi pemasangan litar utama itu sendiri agak mudah - paip polimer dengan air garam yang sama "ditenggelamkan" pada kedalaman yang dikehendaki, menggunakan pemberat khas.

Dan cara meletakkan litar utama ini menjadikan susunan stesen pam air-ke-air menjadi operasi yang sangat mudah dan intensif buruh. Oleh itu, jika terdapat takungan yang sesuai berhampiran, maka pilihan terbaik Pam haba akan menjadi unit hidroterma.

Unit udara-air

Sebenarnya, ini adalah penghawa dingin yang sama, namun, banyak saiz yang besar. Litar utama dengan penyejat diletakkan "di udara", di luar kediaman, di dalam bangunan khas.

Selain itu, untuk memastikan prestasi pam pada musim sejuk, perumahan ini sering digabungkan dengan saluran ekzos sistem pengudaraan kediaman.

Pendek kata, kelebihan utama sistem ini adalah kemudahan pemasangan, tetapi kecekapan pam udara-ke-air sangat diragui. Nah, di latitud kita, mereka tidak boleh bersaing dengan pemasangan geoterma atau hidroterma.

Pam haba buat sendiri: adakah mungkin?

Sudah tentu YA! Itu hanya keberkesanan sistem sedemikian boleh dikatakan tidak dapat diramalkan. Lagipun, unit "kilang" bukan sahaja tiga pemampat dan bilangan saluran paip yang sama di mana penyejuk dan penyejuk beredar. Jantung pam haba sedemikian ialah unit kawalan, yang menyelaraskan operasi litar pertama, kedua dan ketiga keseluruhan sistem. Dan hampir mustahil untuk membuat blok kawalan sedemikian "sendiri".

Nah, bahagian teknikal pam dilaksanakan dengan sangat mudah:

• Unit penghawa dingin boleh digunakan sebagai ganti pemampat.
• Litar utama dipasang dari paip polietilena dan diisi dengan larutan garam pekat.
• Penyejat ialah tangki logam keluli tahan karat (ia boleh dikeluarkan dari tangki lama mesin basuh), di mana larutan air garam diturunkan, mengeluarkan haba kepada gegelung kuprum litar sekunder, dipasang di bahagian dalam tangki ini.
• Pemeluwap adalah tangki yang sama, hanya diperbuat daripada plastik, di mana gegelung tembaga yang sama dipasang di dalamnya. Selain itu, pemampat mengepam bahan pendingin di antara gegelung bawah dan atas.
• Nah, litar ketiga - sistem pemanasan - disambungkan ke kapasitor polimer.

Seperti yang anda lihat, semuanya sangat mudah. Itu hanya keberkesanan sistem sedemikian boleh menjadi berlebihan dan jelas tidak mencukupi.

Mempunyai peti sejuk dan penghawa dingin di rumah mereka, beberapa orang tahu bahawa prinsip operasi pam haba dilaksanakan di dalamnya.

Kira-kira 80% daripada kuasa yang dibekalkan oleh pam haba datang daripada haba ambien dalam bentuk sinaran suria yang bertaburan. Ia adalah pamnya yang hanya "mengepam" dari jalan ke dalam rumah. Operasi pam haba adalah serupa dengan prinsip operasi peti sejuk, hanya arah pemindahan haba berbeza.

Hanya meletakkan…

Untuk menyejukkan sebotol air mineral, anda masukkan ke dalam peti sejuk. Peti sejuk mesti "mengambil" sebahagian daripada tenaga haba dari botol dan, mengikut undang-undang pemuliharaan tenaga, memindahkannya ke suatu tempat, memberikannya. Peti sejuk memindahkan haba ke radiator, biasanya terletak di dinding belakangnya. Pada masa yang sama, radiator menjadi panas, mengeluarkan habanya ke bilik. Malah, ia memanaskan bilik. Ini amat ketara di pasar mini kecil pada musim panas, dengan beberapa peti sejuk di dalam bilik.

Kami menjemput anda untuk membayangkan. Katakan bahawa kita akan sentiasa meletakkan objek hangat di dalam peti sejuk, dan ia akan, dengan menyejukkannya, memanaskan udara di dalam bilik. Mari kita pergi ke "ekstrem" ... Mari letakkan peti sejuk bukaan tingkap pintu peti ais terbuka ke luar. Radiator peti sejuk akan berada di dalam bilik. Semasa operasi, peti sejuk akan menyejukkan udara di luar, memindahkan haba yang "diambil" ke dalam bilik. Beginilah cara pam haba berfungsi, mengambil haba yang tersebar dari persekitaran dan memindahkannya ke bilik.

Di manakah pam mendapat haba?

Prinsip operasi pam haba adalah berdasarkan "eksploitasi" sumber haba gred rendah semula jadi dari alam sekitar.

Mereka mungkin:

• hanya di luar udara;
• haba takungan (tasik, laut, sungai);
• haba tanah, air bawah tanah (terma dan artesis).

Bagaimanakah pam haba dan sistem pemanasan dengannya disusun?

Pam haba disepadukan ke dalam sistem pemanasan, yang terdiri daripada 2 litar + litar ketiga - sistem pam itu sendiri. Penyejuk tidak membeku beredar di sepanjang litar luaran, yang mengambil haba dari ruang sekeliling.

Apabila ia memasuki pam haba, atau lebih tepatnya penyejatnya, penyejuk mengeluarkan purata 4 hingga 7 °C kepada penyejuk pam haba. Dan takat didihnya ialah -10 °C. Akibatnya, bahan pendingin mendidih, diikuti dengan peralihan kepada keadaan gas. Penyejuk litar luaran, yang telah disejukkan, pergi ke "gegelung" seterusnya melalui sistem untuk menetapkan suhu.

Sebagai sebahagian daripada litar berfungsi pam haba "disenaraikan":

• penyejat;
• pemampat (elektrik);
• kapilari;
• kapasitor;
• penyejuk;
• peranti kawalan termostatik.

Prosesnya kelihatan seperti ini!

Bahan penyejuk "direbus" dalam penyejat melalui saluran paip memasuki pemampat, dikuasakan oleh elektrik. "Pekerja keras" ini memampatkan penyejuk gas ke tekanan tinggi, yang, dengan itu, membawa kepada peningkatan suhunya.

Gas yang sekarang panas kemudian memasuki penukar haba lain, yang dipanggil pemeluwap. Di sini, haba penyejuk dipindahkan ke udara bilik atau pembawa haba, yang beredar melalui litar dalaman sistem pemanasan.

Bahan penyejuk menjadi sejuk, pada masa yang sama bertukar menjadi keadaan cecair. Ia kemudiannya melalui injap pengurang tekanan kapilari, di mana ia "kehilangan" tekanan dan memasuki semula penyejat.

Kitaran ditutup dan sedia untuk diulang!

Pengiraan anggaran output pemanasan pemasangan

Dalam masa sejam, sehingga 2.5-3 m 3 bahan penyejuk mengalir melalui pengumpul luar melalui pam, yang mana bumi mampu memanaskan sebanyak ∆t = 5-7 °C.

Untuk mengira kuasa haba litar sedemikian, gunakan formula:

Q \u003d (T_1 - T_2) * V_warm

V_heat - kadar aliran isipadu pembawa haba sejam (m ^ 3 / j);

T_1 - T_2 - perbezaan suhu masuk dan keluar (°C) .

Varieti pam haba

Mengikut jenis haba hilang yang digunakan, pam haba dibezakan:

• air tanah (gunakan kontur tanah tertutup atau probe geoterma dalam dan sistem pemanasan air untuk bilik);
• air-air (telaga terbuka digunakan untuk pengambilan dan pelepasan air bawah tanah - litar luaran tidak bergelung, sistem dalaman pemanasan - air);
• air-udara (penggunaan litar air luaran dan sistem pemanasan jenis udara);
• (menggunakan haba terlesap jisim udara luar, lengkap dengan sistem pemanasan udara rumah).

Kelebihan dan kebaikan pam haba

Kecekapan ekonomi. Prinsip operasi pam haba adalah berdasarkan bukan pada pengeluaran, tetapi pada pemindahan (pengangkutan) tenaga haba, boleh dikatakan bahawa kecekapannya lebih besar daripada satu. mengarut apa? - anda akan berkata Dalam topik pam haba, nilai muncul - pekali penukaran (transformasi) haba (KPT). Dengan parameter inilah unit jenis ini dibandingkan antara satu sama lain. miliknya makna fizikal- tunjukkan nisbah jumlah haba yang diterima kepada jumlah tenaga yang dibelanjakan untuk ini. Sebagai contoh, pada KPT = 4.8, 1 kW elektrik yang digunakan oleh pam akan membolehkan anda mendapatkan 4.8 kW haba dengannya secara percuma, iaitu hadiah dari alam semula jadi.

Keseluruhan aplikasi universal. Walaupun dalam ketiadaan talian yang tersedia talian kuasa, operasi pemampat pam haba boleh disediakan oleh pemacu diesel. Dan terdapat haba "semula jadi" di mana-mana sudut planet - pam haba tidak akan kekal "lapar".

Ketulenan ekologi penggunaan. Tiada produk pembakaran dalam pam haba, dan penggunaan tenaga yang rendah "mengeksploitasi" loji kuasa kurang, secara tidak langsung mengurangkan pelepasan berbahaya daripadanya. Bahan penyejuk yang digunakan dalam pam haba adalah mesra ozon dan tidak mengandungi klorokarbon.

Mod operasi dua arah. Pam haba boleh memanaskan bilik pada musim sejuk dan menyejukkannya pada musim panas. "Haba" yang diambil dari premis boleh digunakan dengan cekap, sebagai contoh, untuk memanaskan air di dalam kolam atau dalam sistem bekalan air panas.

Keselamatan operasi. Dalam prinsip operasi pam haba, anda tidak akan mempertimbangkan proses berbahaya. Ketiadaan nyalaan terbuka dan pelepasan berbahaya berbahaya bagi manusia, suhu rendah bahan penyejuk menjadikan pam haba sebagai perkakas rumah yang "tidak berbahaya" tetapi berguna.

Automasi penuh proses pemanasan.

Beberapa nuansa operasi

Penggunaan cekap prinsip operasi pam haba memerlukan pematuhan beberapa syarat:

• bilik yang dipanaskan mesti terlindung dengan baik (kehilangan haba sehingga 100 W / m 2) - jika tidak, mengambil haba dari jalan, anda akan memanaskan jalan untuk wang anda sendiri;
• Pam haba bermanfaat untuk sistem pemanasan suhu rendah. Di bawah kriteria sedemikian, sistem pemanasan bawah lantai (35-40 ° C) adalah sangat baik. Pekali penukaran haba amat bergantung pada nisbah suhu litar masuk dan keluar.

Mari kita ringkaskan!

Intipati prinsip operasi pam haba bukan dalam pengeluaran, tetapi dalam pemindahan haba. Ini membolehkan anda mendapatkan pekali tinggi (dari 3 hingga 5) penukaran tenaga haba. Ringkasnya, setiap 1 kW elektrik yang digunakan akan "memindahkan" 3-5 kW haba ke rumah. Ada apa-apa lagi yang perlu diperkatakan?