หลักการทำงานของการติดตั้งปั๊มความร้อน การติดตั้งปั๊มความร้อนเพื่อให้ความร้อนในบ้านส่วนตัว: กฎสำหรับการติดตั้งระบบน้ำ - น้ำ, อากาศ - น้ำและน้ำบาดาล

การมีตู้เย็นและเครื่องปรับอากาศในบ้านมีเพียงไม่กี่คนที่รู้ว่ามีการนำหลักการทำงานของปั๊มความร้อนมาใช้

ประมาณ 80% ของพลังงานที่จ่ายโดยปั๊มความร้อนมาจากความร้อน สิ่งแวดล้อมในรูปของรังสีดวงอาทิตย์กระจัดกระจาย มันคือปั๊มของเขาที่เพียงแค่ "ปั๊ม" จากถนนเข้าไปในบ้าน การทำงานของปั๊มความร้อนคล้ายกับหลักการทำงานของตู้เย็น เฉพาะทิศทางการถ่ายเทความร้อนเท่านั้นที่แตกต่างกัน

พูดง่ายๆ…

เพื่อแช่ขวด น้ำแร่คุณใส่ไว้ในตู้เย็น ตู้เย็นจะต้อง "นำ" ส่วนหนึ่งของพลังงานความร้อนออกจากขวดและตามกฎการอนุรักษ์พลังงานให้ย้ายไปที่ใดที่หนึ่ง ตู้เย็นถ่ายเทความร้อนไปยังหม้อน้ำ ซึ่งมักจะอยู่ที่ผนังด้านหลัง ในเวลาเดียวกันหม้อน้ำก็ร้อนขึ้นโดยปล่อยความร้อนไปที่ห้อง อันที่จริงมันทำให้ห้องร้อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่เห็นได้ชัดเจนในตลาดขนาดเล็กขนาดเล็กในฤดูร้อน โดยมีตู้เย็นหลายเครื่องในห้อง

เราขอเชิญคุณจินตนาการ สมมติว่าเราจะใส่วัตถุอุ่น ๆ ไว้ในตู้เย็นอย่างต่อเนื่อง และโดยการทำให้เย็นลง จะทำให้อากาศในห้องร้อนขึ้น ลุย "สุดขั้ว" กันเถอะ ... มาวางตู้เย็นกันเถอะ การเปิดหน้าต่างประตูช่องแช่แข็งเปิดออกสู่ภายนอก หม้อน้ำตู้เย็นจะอยู่ในห้อง ระหว่างการใช้งาน ตู้เย็นจะทำให้อากาศภายนอกเย็นลง โดยถ่ายเทความร้อนที่ "รับ" เข้ามาในห้อง นี่คือวิธีการทำงานของปั๊มความร้อน โดยนำความร้อนที่กระจายออกจากสิ่งแวดล้อมและถ่ายโอนไปยังห้อง

ปั๊มได้รับความร้อนที่ไหน?

หลักการทำงานของปั๊มความร้อนขึ้นอยู่กับ "การใช้ประโยชน์" ของแหล่งความร้อนคุณภาพต่ำจากธรรมชาติจากสิ่งแวดล้อม

พวกเขาอาจเป็น:

• อย่างง่าย อากาศภายนอก;
• ความร้อนของอ่างเก็บน้ำ (ทะเลสาบ ทะเล แม่น้ำ);
• ความร้อนจากพื้นดิน, น้ำบาดาล(ความร้อนและอาร์ทีเซียน).

ปั๊มความร้อนและระบบทำความร้อนมีการจัดอย่างไร?

ปั๊มความร้อนถูกรวมเข้ากับระบบทำความร้อนซึ่งประกอบด้วย 2 วงจร + วงจรที่สาม - ระบบของปั๊มเอง สารหล่อเย็นที่ไม่แข็งตัวจะหมุนเวียนไปตามวงจรภายนอก ซึ่งใช้ความร้อนจากพื้นที่โดยรอบ

เมื่อมันเข้าไปในปั๊มความร้อนหรือค่อนข้างเป็นเครื่องระเหยสารหล่อเย็นจะปล่อยสารทำความเย็นไปยังปั๊มความร้อนโดยเฉลี่ย 4 ถึง 7 °C และจุดเดือดของมันคือ -10 °C เป็นผลให้สารทำความเย็นเดือดตามด้วยการเปลี่ยนเป็นสถานะก๊าซ น้ำหล่อเย็นของวงจรภายนอกที่ระบายความร้อนแล้วไปที่ "ขดลวด" ถัดไปผ่านระบบเพื่อตั้งอุณหภูมิ

เป็นส่วนหนึ่งของวงจรการทำงานของปั๊มความร้อน "ที่ระบุไว้":

• เครื่องระเหย;
• คอมเพรสเซอร์ (ไฟฟ้า);
• เส้นเลือดฝอย;
• ตัวเก็บประจุ;
• น้ำหล่อเย็น;
• อุปกรณ์ควบคุมอุณหภูมิ

กระบวนการมีลักษณะเช่นนี้!

สารทำความเย็น "ต้ม" ในเครื่องระเหยผ่านท่อเข้าสู่คอมเพรสเซอร์ซึ่งขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า "ผู้ทำงานหนัก" นี้บีบอัดสารทำความเย็นที่เป็นก๊าซถึง ความดันสูงซึ่งส่งผลให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้น

ก๊าซร้อนตอนนี้จะเข้าสู่ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนอีกตัวหนึ่ง ซึ่งเรียกว่าคอนเดนเซอร์ ที่นี่ความร้อนของสารทำความเย็นจะถูกส่งไปยังอากาศภายในห้องหรือตัวพาความร้อนซึ่งไหลเวียนผ่านวงจรภายในของระบบทำความร้อน

สารทำความเย็นเย็นลงในเวลาเดียวกันกลายเป็นสถานะของเหลว จากนั้นจะผ่านวาล์วลดแรงดันของเส้นเลือดฝอย โดยจะ "สูญเสีย" ความดันและกลับเข้าสู่เครื่องระเหยอีกครั้ง

ปิดรอบแล้ว พร้อมซ้ำ!

การคำนวณค่าความร้อนโดยประมาณของการติดตั้ง

ภายในหนึ่งชั่วโมง น้ำหล่อเย็นสูงถึง 2.5-3 ม. 3 จะไหลผ่านตัวสะสมภายนอกผ่านปั๊ม ซึ่งโลกสามารถให้ความร้อนได้ ∆t = 5-7 °C

ในการคำนวณกำลังความร้อนของวงจรดังกล่าว ให้ใช้สูตร:

Q \u003d (T_1 - T_2) * V_warm

V_heat - อัตราการไหลของตัวพาความร้อนต่อชั่วโมง (m ^ 3 / h);

T_1 - T_2 - ความแตกต่างของอุณหภูมิขาเข้าและขาออก (°C)

ประเภทของปั๊มความร้อน

ตามประเภทของความร้อนที่ใช้กระจายความร้อนปั๊มมีความโดดเด่น:

• น้ำบาดาล (ใช้ลูปกราวด์ปิดหรือโพรบความร้อนใต้พิภพลึกและ ระบบน้ำความร้อนในอวกาศ);
• น้ำ - น้ำ (บ่อเปิดใช้สำหรับรับและปล่อยน้ำบาดาล - วงจรภายนอกไม่ได้วนซ้ำ ระบบภายในความร้อน - น้ำ);
• น้ำอากาศ (การใช้วงจรน้ำภายนอกและระบบทำความร้อนแบบอากาศ);
• (โดยใช้ความร้อนที่กระจายตัวของมวลอากาศภายนอกพร้อมระบบทำความร้อนด้วยอากาศของโรงเลี้ยง)

ข้อดีและประโยชน์ของปั๊มความร้อน

ประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจ หลักการทำงานของปั๊มความร้อนไม่ได้ขึ้นอยู่กับการผลิต แต่จากการถ่ายโอน (การขนส่ง) ของพลังงานความร้อนสามารถเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ว่าประสิทธิภาพของปั๊มนั้นมีค่ามากกว่าหนึ่ง ไร้สาระอะไร? - คุณจะพูด ในหัวข้อปั๊มความร้อนค่าจะปรากฏขึ้น - ค่าสัมประสิทธิ์การแปลง (การแปลง) ของความร้อน (KPT) โดยพารามิเตอร์นี้หน่วยของประเภทนี้จะถูกเปรียบเทียบกัน ของเขา ความหมายทางกายภาพ- แสดงอัตราส่วนของปริมาณความร้อนที่ได้รับต่อปริมาณพลังงานที่ใช้ไป ตัวอย่างเช่น ที่ KPT = 4.8 ไฟฟ้า 1 กิโลวัตต์ที่ใช้โดยปั๊มจะช่วยให้คุณได้รับความร้อน 4.8 กิโลวัตต์โดยไม่มีค่าใช้จ่าย นั่นคือของขวัญจากธรรมชาติ

การใช้งานทั่วไปอย่างทั่วถึง แม้จะขาดไป สายที่มีอยู่สายไฟสามารถให้การทำงานของคอมเพรสเซอร์ปั๊มความร้อนโดยไดรฟ์ดีเซล และมีความร้อน "ธรรมชาติ" ในทุกมุมโลก - ปั๊มความร้อนจะไม่ "หิว"

ความบริสุทธิ์ของระบบนิเวศน์ในการใช้งาน ไม่มีผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ในปั๊มความร้อน และการใช้พลังงานต่ำ "ใช้ประโยชน์" โรงไฟฟ้าน้อยลง โดยลดการปล่อยก๊าซที่เป็นอันตรายจากพวกเขาโดยอ้อม สารทำความเย็นที่ใช้ในปั๊มความร้อนเป็นมิตรกับโอโซนและไม่มีคลอโรคาร์บอน

โหมดการทำงานแบบสองทิศทาง ปั๊มความร้อนสามารถ ฤดูหนาวความร้อนในห้องและในฤดูร้อน - เย็น สามารถใช้ "ความร้อน" ที่นำออกจากสถานที่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ เช่น ให้ความร้อนกับน้ำในสระหรือในระบบจ่ายน้ำร้อน

ความปลอดภัยในการปฏิบัติงาน ในหลักการทำงานของปั๊มความร้อน คุณจะไม่พิจารณาถึงกระบวนการที่เป็นอันตราย ไม่มีไฟเปิดและการปล่อยมลพิษที่เป็นอันตรายสำหรับมนุษย์ อุณหภูมิต่ำของตัวพาความร้อนทำให้ปั๊มความร้อนเป็นเครื่องใช้ในครัวเรือนที่ "ไม่เป็นอันตราย" แต่มีประโยชน์

ระบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบของกระบวนการทำความร้อน

ความแตกต่างของการทำงานบางอย่าง

การใช้หลักการทำงานของปั๊มความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพต้องปฏิบัติตามเงื่อนไขหลายประการ:

• ห้องที่มีความร้อนจะต้องหุ้มฉนวนอย่างดี (สูญเสียความร้อนสูงถึง 100 W / m 2) - มิฉะนั้นเมื่อได้รับความร้อนจากถนนคุณจะให้ความร้อนแก่ถนนด้วยเงินของคุณเอง
• ปั๊มความร้อนมีประโยชน์สำหรับ ระบบอุณหภูมิต่ำเครื่องทำความร้อน ภายใต้เกณฑ์ดังกล่าว ระบบทำความร้อนใต้พื้น (35-40 ° C) นั้นยอดเยี่ยม ค่าสัมประสิทธิ์การแปลงความร้อนขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของอุณหภูมิของวงจรขาเข้าและขาออกอย่างมาก

มาสรุปกัน!

สาระสำคัญของหลักการทำงานของปั๊มความร้อนไม่ได้อยู่ในการผลิต แต่อยู่ในการถ่ายเทความร้อน สิ่งนี้ช่วยให้คุณได้ค่าสัมประสิทธิ์การแปลงพลังงานความร้อนสูง (จาก 3 ถึง 5) พูดง่ายๆ ว่าการใช้ไฟฟ้า 1 กิโลวัตต์ต่อ 1 กิโลวัตต์จะ "ถ่ายเท" ความร้อน 3-5 กิโลวัตต์ไปยังบ้าน มีอะไรอีกไหมที่ต้องพูด?

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างปั๊มความร้อนและแหล่งความร้อนอื่นๆ ทั้งหมดคือความสามารถพิเศษในการใช้พลังงานสิ่งแวดล้อมที่อุณหภูมิต่ำหมุนเวียนเพื่อให้ความร้อนและการทำน้ำร้อน ประมาณ 80% ของกำลังขับ ที่จริงแล้วปั๊มความร้อน "สูบฉีด" ออกจากสิ่งแวดล้อมโดยใช้พลังงานกระจัดกระจายของดวงอาทิตย์

ปั๊มความร้อนทำงานอย่างไร

ตู้เย็นที่ทุกคนรู้จัก ถ่ายเทความร้อนจากห้องภายในไปยังหม้อน้ำ และเราใช้ความเย็นภายในตู้เย็น ปั๊มความร้อนเป็นตู้เย็น "ย้อนกลับ" มันนำความร้อนที่กระจายจากสิ่งแวดล้อมมาสู่บ้านเรา

สารหล่อเย็น (ซึ่งก็คือน้ำหรือน้ำเกลือ) ซึ่งถ่ายจากสิ่งแวดล้อมไม่กี่องศา ผ่านตัวแลกเปลี่ยนความร้อนของปั๊มความร้อนที่เรียกว่าเครื่องระเหย และปล่อยความร้อนที่เก็บจากสิ่งแวดล้อมไปยังวงจรภายในของปั๊มความร้อน วงจรภายในของปั๊มความร้อนเต็มไปด้วยสารทำความเย็นซึ่งมีจุดเดือดต่ำมากผ่านเครื่องระเหยเปลี่ยนจากสถานะของเหลวเป็นสถานะก๊าซ สิ่งนี้เกิดขึ้นที่ความดันต่ำและอุณหภูมิ 5 ° C จากเครื่องระเหยสารทำความเย็นที่เป็นก๊าซจะเข้าสู่คอมเพรสเซอร์ซึ่งจะถูกบีบอัดให้มีแรงดันสูงและ อุณหภูมิสูง. ถัดไป ก๊าซร้อนจะเข้าสู่เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนตัวที่สอง - คอนเดนเซอร์ซึ่งแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างก๊าซร้อนกับสารหล่อเย็นจากท่อส่งกลับของระบบทำความร้อนในโรงเลี้ยง สารทำความเย็นจะปล่อยความร้อนไปยังระบบทำความร้อน เย็นลงและกลับสู่ สถานะของเหลวและสารหล่อเย็นที่ให้ความร้อนของระบบทำความร้อนจะเข้าสู่อุปกรณ์ทำความร้อน

ข้อดีของปั๊มความร้อน

• - เศรษฐกิจ. การใช้พลังงานต่ำทำได้โดย ประสิทธิภาพสูง(จาก 300% ถึง 800%) และช่วยให้คุณได้รับพลังงานความร้อน 3-8 กิโลวัตต์ต่อพลังงานที่ใช้ไปจริง 1 กิโลวัตต์ หรือพลังงานทำความเย็นเอาต์พุตสูงสุด 2.5 กิโลวัตต์
• - เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม วิธีการทำความร้อนและเครื่องปรับอากาศที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมสำหรับทั้งสิ่งแวดล้อมและผู้คนในห้อง การใช้ปั๊มความร้อนเป็นการประหยัดทรัพยากรพลังงานที่ไม่หมุนเวียนและรักษาสิ่งแวดล้อม รวมถึงการลดการปล่อย CO2 สู่บรรยากาศ ปั๊มความร้อนการติดตั้ง, ดำเนินการวัฏจักรอุณหพลศาสตร์ย้อนกลับบนสารทำงานที่มีจุดเดือดต่ำ, ดึงศักยภาพต่ำทดแทน พลังงานความร้อนจากสิ่งแวดล้อม เพิ่มศักยภาพให้ถึงระดับที่ต้องการสำหรับการจ่ายความร้อน โดยใช้พลังงานปฐมภูมิน้อยกว่าการเผาไหม้เชื้อเพลิงโดยตรง 1.2-2.3 เท่า
• - ความปลอดภัย. ไม่มีเปลวไฟ ไม่มีเขม่า ไม่มีไอเสีย ไม่มีกลิ่นน้ำมันดีเซล ไม่มีแก๊สรั่ว ไม่มีน้ำมันเชื้อเพลิงหกเลอะเทอะ ไม่มีสถานที่จัดเก็บเชื้อเพลิงที่เป็นอันตรายจากอัคคีภัย
• - ความน่าเชื่อถือ ชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวขั้นต่ำ ทรัพยากรที่สูงของงาน ความเป็นอิสระจากการจัดหาวัสดุเตาเผาและคุณภาพ การป้องกันไฟดับ แทบไม่ต้องบำรุงรักษา อายุการใช้งานของปั๊มความร้อนคือ 15-25 ปี
• - ปลอบโยน. ปั๊มความร้อนทำงานอย่างเงียบ ๆ (ไม่ดังไปกว่าตู้เย็น) และระบบอัตโนมัติตามสภาพอากาศและระบบควบคุมสภาพอากาศแบบหลายโซนช่วยสร้างความสะดวกสบายและความผาสุกในสถานที่
• - มีความยืดหยุ่น ปั๊มความร้อนเข้ากันได้กับทุก ระบบหมุนเวียนความร้อนและ การออกแบบที่ทันสมัยให้คุณติดตั้งในห้องใดก็ได้
• - ความคล่องตัวตามประเภทของพลังงานที่ใช้ (ไฟฟ้าหรือความร้อน)
• - ช่วงกำลังกว้าง (จากเศษส่วนถึงหมื่นกิโลวัตต์)

การใช้งานปั๊มความร้อน

ขอบเขตของปั๊มความร้อนนั้นไร้ขอบเขตอย่างแท้จริง ข้อดีทั้งหมดข้างต้นของอุปกรณ์นี้ทำให้ง่ายต่อการแก้ปัญหาการจ่ายความร้อนไปยังอาคารในเมืองและวัตถุที่อยู่ห่างไกลจากการสื่อสาร ไม่ว่าจะเป็นฟาร์ม ชุมชนกระท่อม หรือปั๊มน้ำมันบนทางหลวง โดยทั่วไป ปั๊มความร้อนเป็นแบบสากลและใช้งานได้ทั้งในงานโยธาและอุตสาหกรรม และในการก่อสร้างของเอกชน

ปัจจุบัน ฮีทปั๊มมีการใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วโลก จำนวนปั๊มความร้อนที่ทำงานในสหรัฐอเมริกา ญี่ปุ่น และยุโรปอยู่ในหลายสิบล้าน

การผลิตฮีทปั๊มในแต่ละประเทศมุ่งเน้นที่การตอบสนองความต้องการของตลาดภายในประเทศเป็นหลัก ในสหรัฐอเมริกาและญี่ปุ่น หน่วยปั๊มความร้อนจากอากาศสู่อากาศ (HPU) สำหรับทำความร้อนและเครื่องปรับอากาศในฤดูร้อนได้รับการใช้งานมากที่สุด ในยุโรป - HPI ของคลาส "น้ำสู่น้ำ" และ "น้ำสู่อากาศ" ในสหรัฐอเมริกา มีบริษัทมากกว่าหกสิบแห่งที่ทำการวิจัยและผลิตปั๊มความร้อน ในญี่ปุ่น การผลิต HPP ต่อปีเกิน 500,000 หน่วย ในเยอรมนี มีการติดตั้งมากกว่า 5,000 ครั้งต่อปี ในประเทศแถบสแกนดิเนเวีย ส่วนใหญ่จะใช้ HPP ขนาดใหญ่ ในสวีเดน ภายในปี 2000 สถานีปั๊มความร้อน (HPS) มากกว่า 110,000 แห่งได้เปิดดำเนินการ โดย 100 แห่งมีกำลังการผลิตประมาณ 100 MW และมากกว่านั้น HPS ที่ทรงพลังที่สุด (320 MW) ดำเนินการในสตอกโฮล์ม

ความนิยมของปั๊มความร้อนใน ยุโรปตะวันตก, สหรัฐอเมริกาและประเทศต่างๆ เอเชียตะวันออกเฉียงใต้ส่วนใหญ่เกิดจากสภาพภูมิอากาศที่ไม่รุนแรงในภูมิภาคเหล่านี้ (โดยมีอุณหภูมิเฉลี่ยเป็นบวกในฤดูหนาว) ราคาสูงสำหรับเชื้อเพลิงและความพร้อมของเป้าหมาย โครงการของรัฐบาลสนับสนุนพื้นที่นี้ของตลาดภูมิอากาศ

สถานการณ์ของปั๊มความร้อนในประเทศของเรามีความแตกต่างกันโดยพื้นฐาน และมีเหตุผลสำหรับเรื่องนั้น ประการแรก คุณสมบัติ ภูมิอากาศของรัสเซียกับ อุณหภูมิต่ำในฤดูหนาวพวกเขากำหนดข้อกำหนดพิเศษเกี่ยวกับพารามิเตอร์ของปั๊มความร้อนและเงื่อนไขสำหรับการติดตั้ง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ด้วยการเพิ่มกำลังของปั๊มความร้อน ปัญหาของการกำจัดความร้อนจึงเกิดขึ้น เนื่องจากการถ่ายเทความร้อนของตัวกลาง (ตัวน้ำ ดิน อากาศ) มีจำกัดและค่อนข้างเล็ก

นอกจากนี้ ราคาก๊าซในรัสเซียต่ำเกินจริง ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องพูดถึงประโยชน์เชิงเศรษฐกิจที่จับต้องได้จากการใช้อุปกรณ์ประเภทนี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีที่ไม่มีวัฒนธรรมการบริโภคและการประหยัดพลังงานไฟฟ้า เราไม่ได้รับการสนับสนุนจากรัฐสำหรับโครงการทดแทนพลังงาน ไม่มี และไม่ใช่ ผู้ผลิตในประเทศปั๊มความร้อน

ในเวลาเดียวกันความต้องการของรัสเซียสำหรับอุปกรณ์ดังกล่าวมีขนาดใหญ่และ "สาย" ของปั๊มความร้อนทั้งหมดที่มีความจุ 5, 10, 25, 100 และ 1,000 กิโลวัตต์ดูเหมือนจะเป็นที่ต้องการ ใช่ใน เลนกลางในรัสเซียคุณต้องมีบ้านที่มีพื้นที่ 100 ตร.ม. เพื่อให้ความร้อน พลังงานความร้อน 5-10 กิโลวัตต์และปั๊มที่มีกำลังความร้อน 100 กิโลวัตต์เพียงพอสำหรับให้ความร้อนแก่โรงเรียนทั่วไป โรงพยาบาล และ อาคารบริหาร. ปั๊มความร้อนที่มีความจุ 1,000 กิโลวัตต์สะดวกสำหรับงานกู้คืนของเสียจากความร้อนโดยใช้น้ำพุร้อน ผู้เชี่ยวชาญระบุว่าค่าใช้จ่ายในการติดตั้งปั๊มความร้อนใน เงื่อนไขของรัสเซียอยู่ที่ประมาณ 300 ดอลลาร์สหรัฐต่อพลังงานความร้อน 1 กิโลวัตต์ โดยมีระยะเวลาคืนทุนของอุปกรณ์ตั้งแต่สองถึงสี่ปี ซึ่งส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับราคาเชื้อเพลิงและสภาพภูมิอากาศของภูมิภาคนั้นๆ

การทดสอบเดินเครื่องปั๊มความร้อนประมาณ 100,000 ตัวที่มีเอาต์พุตความร้อนรวม 2 GW จะทำให้สามารถจ่ายความร้อนให้กับผู้คน 10 ล้านคนโดยมีอายุการใช้งานเฉลี่ยของปั๊มความร้อน 15 ปี ปริมาณการขายอุปกรณ์ดังกล่าวอาจมากกว่าครึ่งพันล้านดอลลาร์ต่อปี

ด้านหลัง ปีที่แล้วปั๊มความร้อนได้ครอบครองตลาดเฉพาะของพวกเขาในตลาดสภาพอากาศของรัสเซีย ท่ามกลางเทคโนโลยียอดนิยมอื่นๆ การอภิปรายเกี่ยวกับข้อดีและข้อเสียของการติดตั้งปั๊มความร้อน (HPU) เกิดขึ้นทั้งในหน้าของสื่ออุตสาหกรรมและในการประชุมเฉพาะเรื่องและ โต๊ะกลม. เกี่ยวกับปั๊มความร้อนใน ครั้งล่าสุดมีข้อมูลมากมายปรากฏขึ้นทั้งในอินเทอร์เน็ตภาษารัสเซียและในสื่อเฉพาะทาง อย่างไรก็ตาม ยังมีสิ่งพิมพ์เกี่ยวกับระบบปั๊มความร้อนแบบรวมอยู่น้อยมาก บทความนี้มีจุดประสงค์เพื่อเติมเต็มช่องว่างนี้ เพื่อสรุปคำถามบางข้อที่เกิดขึ้นในผู้เชี่ยวชาญ เมื่อพวกเขาทำความคุ้นเคยกับระบบถ่ายเทความร้อนแบบวงแหวนเป็นครั้งแรก และเพื่อตอบคำถามเหล่านั้นโดยสังเขป

ดังนั้นจึงเป็นที่ทราบกันดีเกี่ยวกับปั๊มความร้อนว่านี่คืออุปกรณ์ภูมิอากาศที่สามารถใช้ความร้อนจากสิ่งแวดล้อม โดยใช้คอมเพรสเซอร์เพื่อเพิ่มอุณหภูมิของสารหล่อเย็นให้ถึงระดับที่ต้องการและถ่ายเทความร้อนนี้ไปยังที่ที่ต้องการ

เกือบจะเป็นไปได้เสมอที่จะดึงความร้อนออกจากสิ่งแวดล้อม หลังจากนั้น " น้ำเย็น"- แนวคิดเชิงอัตวิสัยตามความรู้สึกของเรา แม้แต่น้ำในแม่น้ำที่เย็นที่สุดก็มีความร้อนอยู่จำนวนหนึ่ง แต่เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าความร้อนจะผ่านจากร่างกายที่ร้อนกว่าไปยังที่เย็นกว่าเท่านั้น ความร้อนสามารถบังคับทิศทางจากร่างกายที่เย็นไปยัง อันอุ่นแล้วร่างกายที่เย็นยิ่งเย็นลงและความร้อนขึ้นโดยใช้ปั๊มความร้อนที่ "สูบ" ความร้อนจากอากาศแม่น้ำหรือดินทำให้อุณหภูมิลดลงมากยิ่งขึ้นทำให้ความร้อน อาคารในกรณีคลาสสิก ถือว่าการใช้ไฟฟ้า 1 กิโลวัตต์ในการทำงาน HPP สามารถผลิตพลังงานความร้อนได้ตั้งแต่ 3 ถึง 6 กิโลวัตต์ ในทางปฏิบัติหมายความว่าพลังงานของหลอดไฟในครัวเรือนสองหรือสามดวงใน ช่วงฤดูหนาวอุ่นได้ ห้องนั่งเล่นขนาดกลาง ในฤดูร้อน ทำงานใน โหมดย้อนกลับ, ปั๊มความร้อนสามารถทำให้อากาศภายในห้องเย็นลงได้ ความร้อนจากอาคารจะถูกดูดกลืนโดยชั้นบรรยากาศ แม่น้ำ หรือดิน

ปัจจุบันมีการติดตั้งปั๊มความร้อนหลากหลายรูปแบบ ซึ่งช่วยให้สามารถใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม เกษตรกรรมในด้านที่อยู่อาศัยและบริการชุมชน ตัวอย่างของการใช้ HPP ในตอนท้ายของบทความ เราจะพิจารณาสองโครงการ - หนึ่งในนั้นคือโครงการของระบบวงแหวนขนาดใหญ่ที่นำมาใช้ใน ดินแดนครัสโนดาร์ประการที่สองคือวัตถุก่อสร้างขนาดเล็กในภูมิภาคมอสโก

ปั๊มความร้อนคืออะไร?

ปั๊มความร้อนมีเอาต์พุตความร้อนที่หลากหลายตั้งแต่ไม่กี่กิโลวัตต์จนถึงหลายร้อยเมกะวัตต์ พวกเขาสามารถทำงานร่วมกับ แหล่งต่างๆความร้อนในสภาวะต่างๆ ของการรวมตัว ในเรื่องนี้สามารถแบ่งออกเป็นประเภทต่อไปนี้: น้ำ - น้ำ, น้ำ - อากาศ, อากาศ - น้ำ, อากาศ - อากาศ. ปั๊มความร้อนถูกผลิตขึ้นเพื่อทำงานกับแหล่งความร้อนระดับต่ำมากที่สุด อุณหภูมิต่างกันถึงลบ สามารถใช้เป็นตัวรับความร้อนสูงที่ต้องการได้ อุณหภูมิต่างกันแม้จะสูงกว่า 1,000C ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสิ่งนี้ ปั๊มความร้อนสามารถแบ่งออกเป็นอุณหภูมิต่ำ อุณหภูมิปานกลาง และอุณหภูมิสูง

ปั๊มความร้อนยังแตกต่างกันในแง่ของ อุปกรณ์ทางเทคนิค. ในเรื่องนี้สามารถแยกแยะได้สองทิศทาง: การอัดไอและการดูดซับ HPP ปั๊มความร้อนสำหรับงานของพวกเขาสามารถใช้พลังงานประเภทอื่นนอกเหนือจากไฟฟ้าเช่นสามารถทำงานบน หลากหลายชนิดเชื้อเพลิง.

แหล่งความร้อนคุณภาพต่ำและตัวรับความร้อนคุณภาพสูงจากแหล่งต่างๆ รวมกันทำให้เกิดปั๊มความร้อนประเภทต่างๆ นี่คือตัวอย่างบางส่วน:

• HPP โดยใช้ความร้อนของน้ำใต้ดินเพื่อให้ความร้อน
• HPP โดยใช้ความร้อนจากอ่างเก็บน้ำธรรมชาติสำหรับการจ่ายน้ำร้อน
• เครื่องปรับอากาศ HPI ใช้น้ำทะเลเป็นแหล่งและรับความร้อน
• เครื่องปรับอากาศ HPI ที่ใช้อากาศภายนอกเป็นแหล่งและรับความร้อน
• HPI สำหรับทำน้ำร้อนในสระว่ายน้ำโดยใช้ความร้อนจากอากาศภายนอก
• HPP ใช้ความร้อนจากน้ำเสียในระบบจ่ายความร้อน
• HPP ใช้ความร้อนของอุปกรณ์วิศวกรรมและเทคนิคในระบบจ่ายความร้อน
• HPP สำหรับทำความเย็นนมและในเวลาเดียวกันให้น้ำร้อนสำหรับการจ่ายน้ำร้อนในฟาร์มโคนม
• HPP สำหรับการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่จากกระบวนการทางเทคโนโลยีในการให้ความร้อนเบื้องต้นของอากาศจ่าย

อุปกรณ์ปั๊มความร้อนจำนวนมากผลิตขึ้นเป็นจำนวนมาก แต่สามารถผลิตปั๊มความร้อนตามโครงการพิเศษได้เช่นกัน มีการติดตั้งทดลอง ตัวอย่างอุตสาหกรรมนำร่อง ตลอดจนการพัฒนาเชิงทฤษฎีมากมาย

หากโรงงานมีปั๊มความร้อนให้ใช้หลายตัว ซึ่งจะออกแบบให้ผลิตได้ทั้งความร้อนและความเย็น ประสิทธิภาพของปั๊มจะเพิ่มขึ้นหลายเท่าหากรวมกันเป็นระบบเดียว สิ่งเหล่านี้เรียกว่าระบบปั๊มความร้อนแบบวงแหวน (KHNS) ระบบดังกล่าวเหมาะสมที่จะใช้กับวัตถุขนาดกลางและขนาดใหญ่

ระบบปรับอากาศแบบวงแหวน

ระบบเหล่านี้ใช้ปั๊มความร้อนแบบน้ำและอากาศที่ทำหน้าที่ของเครื่องปรับอากาศภายในอาคาร ในห้องที่มีเครื่องปรับอากาศ (หรือถัดจากนั้น) มีการติดตั้งปั๊มความร้อนซึ่งกำลังถูกเลือกตามพารามิเตอร์ของห้อง, วัตถุประสงค์, ลักษณะของที่ต้องการ จัดหา- การระบายอากาศ, จำนวนคนที่เป็นไปได้, อุปกรณ์ที่ติดตั้งและเกณฑ์อื่น ๆ HPP ทั้งหมดสามารถย้อนกลับได้ กล่าวคือ ออกแบบมาสำหรับทั้งอากาศเย็นและอากาศร้อน ทั้งหมดเชื่อมต่อกันด้วยวงจรน้ำทั่วไป - ท่อที่น้ำหมุนเวียน น้ำเป็นทั้งแหล่งและตัวรับความร้อนสำหรับ HPI ทั้งหมด อุณหภูมิในวงจรสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตั้งแต่ 18 ถึง 320C ระหว่างปั๊มความร้อนที่ให้ความร้อนในอากาศกับปั๊มความร้อนที่เย็นลง ความร้อนจะถูกแลกเปลี่ยนผ่านวงจรน้ำ ขึ้นอยู่กับลักษณะของสถานที่ตลอดจนช่วงเวลาของปีและช่วงเวลาของวัน - ใน ห้องต่างๆอาจต้องใช้ความร้อนหรือความเย็น ด้วยการทำงานพร้อมกันในอาคารเดียวกันของ HPI ที่ผลิตความร้อนและความเย็น ความร้อนจะถูกถ่ายเทจากห้องที่มีส่วนเกินไปยังห้องที่ไม่เพียงพอ ดังนั้นจึงมีการแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างโซนรวมกันเป็นวงแหวนเดียว

นอกจาก HPP ที่ทำหน้าที่ของเครื่องปรับอากาศแล้ว HPP สำหรับวัตถุประสงค์อื่นอาจรวมอยู่ใน HPP ด้วย หากมีความต้องการความร้อนเพียงพอที่โรงงาน ความร้อนเหลือทิ้งสามารถนำมาใช้อย่างมีประสิทธิภาพผ่านระบบวงแหวนโดยใช้ HPI ตัวอย่างเช่น ในที่ที่มีการไหลของน้ำเสียอย่างเข้มข้น การติดตั้ง HPI แบบน้ำต่อน้ำนั้นสมเหตุสมผล ซึ่งจะทำให้ความร้อนเหลือทิ้งถูกนำมาใช้โดยใช้ HPS ปั๊มความร้อนดังกล่าวจะสามารถดึงความร้อนออกจากน้ำเสีย ถ่ายโอนโดยใช้วงจรวงแหวน แล้วใช้ความร้อนในห้อง

อากาศที่ถูกขับออกจากอาคารโดยการระบายอากาศยังมีความร้อนอยู่เป็นจำนวนมาก ในกรณีที่ไม่มีสิ่งเจือปนจำนวนมากในอากาศเสียที่ขัดขวางการทำงานของ HPI คุณสามารถใช้ความร้อนของอากาศเสียโดยการติดตั้ง HPI แบบอากาศสู่น้ำ ผู้บริโภคทุกคนในอาคารสามารถใช้ความร้อนนี้ผ่าน CHP ได้ ซึ่งทำได้ยากโดยใช้เครื่องกำเนิดใหม่และการกู้คืนแบบเดิม นอกจากนี้ กระบวนการรีไซเคิลในกรณีนี้อาจมีประสิทธิภาพมากขึ้น เนื่องจากไม่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของอากาศภายนอกที่รับเข้ามา จัดหาการระบายอากาศและอุณหภูมิที่ตั้งไว้เพื่อให้ความร้อนอากาศที่ฉีดเข้าไปในห้อง

นอกจากนี้ เมื่อใช้งานปั๊มความร้อนแบบย้อนกลับได้ทั้งในระบบบำบัดน้ำเสียและไอเสีย สามารถใช้เพื่อขจัดความร้อนส่วนเกินออกจากวงจรน้ำในช่วงฤดูร้อน และลดความจุที่ต้องการของหอหล่อเย็น

ในฤดูร้อน ด้วยความช่วยเหลือของปั๊มความร้อน ความร้อนส่วนเกินในวงจรน้ำจะถูกใช้ผ่านผู้บริโภคที่มีอยู่ในโรงงาน ตัวอย่างเช่น ถึง ระบบวงแหวนสามารถเชื่อมต่อ HPI ระหว่างน้ำกับน้ำ เพื่อถ่ายเทความร้อนส่วนเกินไปยังระบบจ่ายน้ำร้อน (DHW) ในโรงงานที่ไม่ต้องการน้ำร้อนเพียงเล็กน้อย ปั๊มความร้อนนี้อาจเพียงพอที่จะตอบสนองความต้องการได้อย่างเต็มที่

หากสถานประกอบการมีสระว่ายน้ำอย่างน้อย 1 สระ เช่น ในสถานบริการสุขภาพ บ้านพัก ศูนย์รวมความบันเทิง และโรงแรม สามารถให้ความร้อนน้ำในสระโดยใช้ปั๊มความร้อนแบบน้ำต่อน้ำโดยเชื่อมต่อกับ KTN

การรวมระบบวงแหวนกับระบบอื่นๆ

ระบบระบายอากาศในอาคารที่ใช้ระบบปั๊มความร้อนรูปวงแหวนต้องได้รับการพัฒนาโดยคำนึงถึงลักษณะเฉพาะของการทำงานของ HPP ที่ปรับสภาพอากาศ จำเป็นต้องหมุนเวียนอากาศในปริมาตรที่จำเป็นสำหรับการทำงานที่มั่นคงของปั๊มความร้อนเหล่านี้ รักษาอุณหภูมิที่ตั้งไว้ในห้องและการนำความร้อนกลับคืนอย่างมีประสิทธิภาพ (ยกเว้นกรณีที่ไม่ต้องการการหมุนเวียนซ้ำ เช่น โถงสระว่ายน้ำ ท้องถิ่น เครื่องดูดควันครัว). มีคุณสมบัติอื่นๆ ในการพัฒนาระบบระบายอากาศด้วย CTNS

อย่างไรก็ตาม ในขณะเดียวกัน ระบบเสียงกริ่งก็ให้มากกว่า ระบบง่ายๆระบายอากาศได้ดีกว่าเครื่องปรับอากาศประเภทอื่น ปั๊มความร้อนดำเนินการปรับอากาศโดยตรงที่ไซต์งาน ในห้องนั้นเอง ซึ่งช่วยลดความจำเป็นในการขนส่งอากาศที่เสร็จแล้วผ่านท่ออากาศยาวที่หุ้มฉนวนความร้อน เช่น กับเครื่องปรับอากาศส่วนกลาง

ระบบวงแหวนสามารถเข้าควบคุมฟังก์ชั่นการทำความร้อนได้อย่างเต็มที่ แต่ไม่รวมการใช้งานร่วมกับระบบทำความร้อน ในกรณีนี้จะใช้ระบบทำความร้อนที่มีประสิทธิภาพน้อยกว่าและง่ายกว่าในทางเทคนิค ระบบไบวาเลนต์ดังกล่าวเหมาะสำหรับ ละติจูดเหนือในกรณีที่จำเป็น ความร้อนมากขึ้นเพื่อให้ความร้อนและจะต้องจ่ายให้กับ มากกว่าจากแหล่งที่มีศักยภาพสูง หากอาคารมี แต่ละระบบเครื่องปรับอากาศและเครื่องทำความร้อน ระบบเหล่านี้มักจะรบกวนซึ่งกันและกัน โดยเฉพาะในช่วงเปลี่ยนผ่าน การใช้ระบบวงแหวนร่วมกับระบบทำความร้อนไม่ก่อให้เกิดปัญหาดังกล่าว เนื่องจากการทำงานของระบบจะขึ้นอยู่กับสภาพที่แท้จริงของสภาพอากาศในแต่ละโซน

ที่สถานประกอบการ ระบบปั๊มความร้อนแบบวงแหวนสามารถเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนหรือความเย็นกับน้ำหรืออากาศเพื่อวัตถุประสงค์ทางเทคโนโลยี และกระบวนการเหล่านี้จะรวมอยู่ในความสมดุลของการจ่ายความร้อนทั่วไปขององค์กร

เมื่อพูดถึงระบบจ่ายความร้อนแบบเดิมๆ เป็นเรื่องยากที่จะเห็นด้วยกับประสิทธิภาพที่จำกัด ใช้ความร้อนเพียงบางส่วน กระจายสู่บรรยากาศอย่างรวดเร็ว (ในระหว่างการให้ความร้อนและการระบายอากาศ) นำออกจาก น้ำเสีย(ผ่านการจ่ายน้ำร้อน กระบวนการทางเทคโนโลยี) และด้วยวิธีอื่นๆ นอกจากนี้ยังเป็นการดีหากจะติดตั้งเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบอากาศสู่อากาศในระบบระบายอากาศหรือแบบน้ำสู่น้ำเพื่อการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ เป็นต้น หน่วยทำความเย็นหรืออุปกรณ์กู้คืนความร้อนในพื้นที่อื่นๆ ในทางกลับกัน KTNS แก้ปัญหานี้ในลักษณะที่ซับซ้อน ในหลายกรณีทำให้การกู้คืนความร้อนมีประสิทธิภาพมากขึ้น

ระบบควบคุมวงแหวนอัตโนมัติ

สร้างความผิดหวังให้กับผู้ผลิตระบบอัตโนมัติที่มีราคาแพงหลายราย ระบบปั๊มความร้อนไม่ต้องการการควบคุมอัตโนมัติที่ซับซ้อน กฎระเบียบทั้งหมดที่นี่จะลดลงเพื่อรักษาค่าอุณหภูมิของน้ำในวงจรเท่านั้น เพื่อป้องกันไม่ให้น้ำหล่อเย็นต่ำกว่าขีดจำกัดที่ตั้งไว้ จำเป็นต้องเปิดฮีตเตอร์เพิ่มเติมให้ทันเวลา และในทางกลับกันเพื่อไม่ให้เกินขีด จำกัด บนจำเป็นต้องเปิดหอทำความเย็นในเวลาที่เหมาะสม ระบบควบคุมอัตโนมัตินี้ ขั้นตอนง่ายๆสามารถใช้งานได้โดยใช้เทอร์โมสตัทหลายตัว เนื่องจากอุณหภูมิของน้ำในวงจร HPS อาจแตกต่างกันไปในช่วงที่ค่อนข้างกว้าง (โดยปกติอยู่ที่ 18 ถึง 320C) จึงไม่จำเป็นต้องใช้วาล์วควบคุมที่แม่นยำ

สำหรับกระบวนการถ่ายเทความร้อนจากปั๊มความร้อนไปยังผู้บริโภคนั้น จะถูกควบคุมโดยระบบอัตโนมัติที่ติดตั้งอยู่ในปั๊มความร้อนแต่ละตัว ตัวอย่างเช่น HPI สำหรับเครื่องปรับอากาศมีเซ็นเซอร์อุณหภูมิ (เทอร์โม) ติดตั้งโดยตรงในห้อง เทอร์โมสแตทธรรมดานี้เพียงพอที่จะควบคุมการทำงานของ HP

ปั๊มความร้อนให้สิ่งจำเป็นอย่างเต็มที่ พารามิเตอร์อุณหภูมิอากาศในห้องซึ่งทำให้สามารถปฏิเสธแดมเปอร์ควบคุมในระบบระบายอากาศและวาล์วควบคุมในระบบทำความร้อน (ด้วยระบบไบวาเลนต์) สถานการณ์ทั้งหมดเหล่านี้มีส่วนช่วยในการลดต้นทุนและเพิ่มความน่าเชื่อถือ ระบบวิศวกรรมโดยทั่วไป.

ที่โรงงานขนาดใหญ่ ซึ่งระบบวงแหวนประกอบด้วยปั๊มความร้อนจำนวนมากและมีการติดตั้งปั๊มความร้อนประเภทต่างๆ (สำหรับเครื่องปรับอากาศ การนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ และสำหรับกระบวนการทางเทคโนโลยี) มักจะเหมาะสมที่จะนำไปใช้งานมากกว่านี้ ระบบที่ซับซ้อนการควบคุมอัตโนมัติซึ่งช่วยให้คุณปรับการทำงานของทั้งระบบให้เหมาะสมที่สุด

การทำงานของระบบปั๊มความร้อนรูปวงแหวนได้รับผลกระทบจาก ปัจจัยดังต่อไปนี้:

• ประการแรก อุณหภูมิของน้ำในวงจร ค่าสัมประสิทธิ์การแปลงความร้อน (COP) ขึ้นอยู่กับนั่นคืออัตราส่วนของปริมาณความร้อนที่จ่ายให้กับผู้บริโภคต่อปริมาณพลังงานที่ปั๊มความร้อนใช้
• ประการที่สอง อุณหภูมิอากาศภายนอก
• ประการที่สาม พารามิเตอร์การทำงานของหอทำความเย็น สำหรับความร้อนในปริมาณเท่ากันที่เอาออกที่ เงื่อนไขต่างๆหอหล่อเย็นใช้พลังงานในปริมาณที่แตกต่างกันออกไป ในทางกลับกันก็ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของอากาศภายนอก ความชื้น การปรากฏตัวของลมและสภาวะอื่นๆ
• ประการที่สี่ จากจำนวนพนักงานใน ช่วงเวลานี้ในระบบปั๊มความร้อน ที่นี่ กำลังทั้งหมดของ HPI ซึ่งนำความร้อนจากวงจรน้ำ มีความสำคัญเมื่อเปรียบเทียบกับพลังของ HPI ทั้งหมดที่ถ่ายเทความร้อนไปยังวงจร กล่าวคือ ปริมาณความร้อนที่เข้าสู่วงจรหรือนำออกจากวงจร

ดีสำหรับเด็ก ดีสำหรับงบประมาณ

ไปที่คำอธิบายของโครงการโดยใช้ระบบปั๊มความร้อนแบบวงแหวน

โครงการแรกคือการสร้างใหม่ตามแบบแผน โรงเรียนมัธยมทางตอนใต้ของรัสเซีย ฤดูร้อนที่แล้ว ฝ่ายบริหาร ดินแดนครัสโนดาร์ดำเนินโครงการนี้ใน Ust-Labinsk (โรงเรียนในเมืองหมายเลข 2) ระหว่างการก่อสร้างใหม่ ได้มีการรักษามาตรฐานสูงสุดในด้านข้อกำหนดด้านสุขอนามัยและการเข้าพักที่สะดวกสบายสำหรับเด็กที่โรงเรียน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอาคารมีการติดตั้งระบบสภาพอากาศที่เต็มเปี่ยมโดยให้การควบคุมอุณหภูมิการไหลเข้าในแต่ละโซน อากาศบริสุทธิ์และความชื้น

ในการดำเนินโครงการนี้ วิศวกรต้องการความมั่นใจในระดับที่เหมาะสม การควบคุมส่วนบุคคลในแต่ละชั้นเรียน ประการที่สอง สันนิษฐานว่าระบบวงแหวนจะช่วยลดต้นทุนการให้ความร้อนแก่โรงเรียนได้อย่างมาก และแก้ปัญหาอุณหภูมิน้ำต่ำในโรงทำความร้อนในบริเวณโรงเรียน ระบบประกอบด้วยปั๊มความร้อนมากกว่าห้าสิบตัวที่ผลิตโดย Climatemaster (USA) และหอทำความเย็น ได้รับความร้อนเพิ่มเติมจากโรงงานทำความร้อนของเมือง ระบบภูมิอากาศอยู่ภายใต้ ระบบควบคุมอัตโนมัติและสามารถรักษาความสะดวกสบายสูงสุดสำหรับบุคคลและโหมดการทำงานที่ประหยัดได้ในเวลาเดียวกัน

การทำงานของระบบที่อธิบายไว้ในฤดูหนาวให้ผลลัพธ์ดังต่อไปนี้:

• ก่อนการปรับปรุงให้ทันสมัย ​​(ก่อนการติดตั้งปั๊มความร้อน) ค่าทำความร้อนรายเดือนสำหรับ 2,500 m2 คือ 18,440 รูเบิล
• หลังจากการปรับปรุงอาคารให้ทันสมัย ​​พื้นที่ทำความร้อนเพิ่มขึ้นเป็น 3000 ตร.ม. และค่าใช้จ่ายในการทำความร้อนรายเดือนลดลงเหลือ 9800 รูเบิล

ดังนั้นการใช้ปั๊มความร้อนทำให้สามารถลดต้นทุนการทำความร้อนในอาคารได้มากกว่าครึ่งหนึ่งซึ่งเป็นพื้นที่ที่ให้ความร้อนเพิ่มขึ้นเกือบ 20%

ความร้อนอัตโนมัติ

ปัญหาการก่อสร้างกระท่อมในภูมิภาคมอสโกในปัจจุบันเกิดจากโครงสร้างพื้นฐาน ( ไฟฟ้าของเน็ต,ท่อน้ำ) มักจะป้องกันการเจริญเติบโตของการตั้งถิ่นฐานใหม่ ที่มีอยู่ สถานีไฟฟ้าย่อยไม่สามารถรับมือกับปริมาณงานที่เพิ่มขึ้นได้ การหยุดชะงักของการจ่ายไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง (อุบัติเหตุที่สถานีไฟฟ้าย่อยเก่า สายไฟชำรุด) บังคับให้ผู้บริโภคมองหาวิธีการจ่ายไฟอัตโนมัติ

ในโครงการที่อธิบายไว้ วิศวกรต้องเผชิญกับภารกิจในการจัดหาห้องหลายห้อง กระท่อมสองชั้นด้วยความร้อนใต้หลังคาและไฟฟ้า พื้นที่ทำความร้อนทั้งหมดของบ้านคือ 200 m2 จากการสื่อสารที่ล้มเหลว - น้ำบาดาลและไฟฟ้า

เนื่องจากข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพการใช้พลังงานอยู่ในระดับแนวหน้า จึงตัดสินใจติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ แผงเซลล์แสงอาทิตย์ขนาด 3.5 กิโลวัตต์ถูกซื้อและติดตั้งที่ไซต์หลังบ้าน ตามการคำนวณของวิศวกร นี่น่าจะเพียงพอแล้วสำหรับการชาร์จแบตเตอรี ซึ่งในทางกลับกัน ก็จะป้อนอาหารให้โรงเรือนและระบบทำความร้อนอย่างต่อเนื่อง ค่าใช้จ่ายทั้งหมดของระบบอยู่ที่ประมาณ 27,000 เหรียญ ระบุว่าแหล่งที่มาที่ได้รับ ไฟฟ้าฟรีและบทความนี้จะถูกลบออกจาก งบประมาณครอบครัวปรากฎว่าค่าติดตั้ง แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์คืนทุนภายในเวลาไม่ถึง 10 ปี และหากเราพิจารณาเป็นอย่างอื่น เราจะต้องสร้างสถานีย่อยหรือใช้ชีวิตโดยที่ไฟฟ้าดับอย่างต่อเนื่อง ค่าใช้จ่ายก็ถือว่าได้รับการชำระแล้ว

เพื่อให้ความร้อน ได้มีการตัดสินใจใช้ระบบปั๊มความร้อนใต้พิภพ ซื้อปั๊มความร้อนแบบน้ำต่อน้ำของอเมริกา ปั๊มความร้อนชนิดนี้ด้วยความช่วยเหลือของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนผลิต น้ำร้อนซึ่งสามารถใช้สำหรับการจ่ายน้ำร้อนและทำความร้อนโดยใช้แบตเตอรี่หม้อน้ำ วงจรเองที่จ่ายความร้อนเกรดต่ำไปยังปั๊มความร้อนนั้นถูกวางโดยตรงบนไซต์ที่อยู่ติดกับกระท่อมที่ความลึก 2 ม. วงจรคือ ท่อโพลีเอทิลีนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 32 มม. และยาว 800 ม. การติดตั้งปั๊มความร้อนพร้อมติดตั้ง จัดหาอุปกรณ์และส่วนประกอบราคา 10,000 ดอลลาร์สหรัฐ

ดังนั้น หลังจากใช้เงินไปประมาณ 40,000 ดอลลาร์สหรัฐในการจัดระบบพลังงานอิสระของตัวเอง เจ้าของกระท่อมได้ยกเว้นค่าใช้จ่ายในการจ่ายความร้อนออกจากงบประมาณของเขา และให้ความร้อนอัตโนมัติที่เชื่อถือได้

ความเป็นไปได้ของการประยุกต์ใช้ระบบวงแหวน

จากที่กล่าวมาข้างต้น ความเป็นไปได้ของการใช้ระบบปั๊มความร้อนรูปวงแหวนนั้นกว้างผิดปกติ สามารถใช้กับวัตถุได้หลากหลาย เหล่านี้คือการบริหาร อาคารสาธารณะ, สถาบันทางการแพทย์และสุขภาพ, บ้านพัก, สถานบันเทิงและ สปอร์ตคอมเพล็กซ์, หลากหลาย ผู้ประกอบการอุตสาหกรรม. ระบบมีความยืดหยุ่นมากจนสามารถใช้งานได้มากที่สุด โอกาสต่างๆและในอย่างมาก จำนวนมากตัวเลือก.

ในการพัฒนาระบบดังกล่าว ก่อนอื่น จำเป็นต้องประเมินความต้องการความร้อนและความเย็นของวัตถุที่ออกแบบ เพื่อศึกษาแหล่งความร้อนที่เป็นไปได้ทั้งหมดภายในอาคารและตัวรับความร้อนในอนาคตทั้งหมด เพื่อกำหนดความร้อนที่เพิ่มขึ้นและการสูญเสียความร้อน แหล่งความร้อนที่เหมาะสมที่สุดสามารถใช้ในระบบวงแหวนได้หากต้องการความร้อนนี้ ความจุรวมของปั๊มความร้อนการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ไม่ควรเกินความจำเป็น ภายใต้เงื่อนไขบางประการ ตัวเลือกที่ทำกำไรได้มากที่สุดอาจเป็นการติดตั้ง HPP โดยใช้ สภาพแวดล้อมภายนอกเป็นแหล่งและรับความร้อน ระบบจะต้องสมดุลความร้อน แต่ไม่ได้หมายความว่าอย่างนั้น ความจุทั้งหมดแหล่งความร้อนและผู้บริโภคต้องเท่ากันอาจแตกต่างกันเนื่องจากอัตราส่วนสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างมากเมื่อสภาพการทำงานของระบบเปลี่ยนแปลง

ดังนั้น ระบบปั๊มความร้อนแบบวงแหวนจึงทำหน้าที่ทั้งการทำความร้อนและการปรับอากาศ และการนำความร้อนกลับคืนมาอย่างมีประสิทธิภาพ การใช้ระบบเดียวแทนที่จะเป็นหลายระบบจะทำให้เกิดผลกำไรมากขึ้นในแง่ของเงินทุนและค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน

บทความที่จัดทำโดย บริษัท "AEROCLIMATE"

หน่วยปั๊มความร้อนและการติดตั้งควรพิจารณาเป็นอุปกรณ์ที่ดำเนินการ ครบวงจรอุปกรณ์หมุนเวียนและควบคุมสารทำความเย็น รวมทั้งไดรฟ์ นอกจากนี้ หน่วยปั๊มความร้อนยังประกอบด้วยหน่วยขนาดกะทัดรัดพร้อมทำงาน และหน่วยปั๊มความร้อนประกอบด้วยระบบเชิงซ้อนที่ประกอบด้วยอุปกรณ์หรือหน่วยแยกกันหลายเครื่อง ขึ้นอยู่กับประเภทของโหลดจากแหล่งจ่ายและตัวรับ ปั๊มความร้อนสามารถจำแนกได้ตามตาราง 1.2.

เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าเนื่องจากวัฏจักรวงกลมทางอุณหพลศาสตร์เดียวกัน หน่วยทำความเย็นและปั๊มความร้อนและความคลาดเคลื่อนเล็กน้อยระหว่างช่วงอุณหภูมิของอุปกรณ์ ควรเลือกปั๊มความร้อนโดยตรงจากช่วงที่ใช้สำหรับ อุปกรณ์ทำความเย็นด้วยการปรับเปลี่ยนบางอย่างและในบางกรณีจำเป็นต้องมีการพัฒนาหน่วยพิเศษ

ตารางที่ 1.2.

ปั๊มความร้อนเทอร์โมอิเล็กทริกยังไม่ได้รับการใช้งานอย่างแพร่หลายเนื่องจากปัจจัยการแปลงต่ำ

หน่วยปั๊มความร้อนอัด

K TN พลังงานต่ำรวมถึงเครื่องทำน้ำอุ่นขนาดเล็กและ แอร์หน้าต่างรวมทั้งปั๊มความร้อน โดยทั่วไปปั๊มความร้อนที่ออกแบบมาสำหรับการผลิตความร้อนเป็นหลักด้วยกำลัง 2 ... 3 กิโลวัตต์ไม่สามารถแข่งขันกับเครื่องทำความร้อนไฟฟ้าแบบธรรมดา ต้นทุนต่อหน่วย. เฉพาะยูนิตที่ออกแบบมาเพื่อการทำความเย็นและการผลิตความร้อนเป็นหลักเท่านั้น เนื่องจากการสลับที่ง่ายดายมี คุณค่าทางปฏิบัติ. โดยเฉพาะเครื่องปรับอากาศแบบหน้าต่างพร้อมสวิตช์ (รูปที่ 1.29)

หน่วยดังกล่าวมักประกอบด้วยเครื่องทำความเย็นกล่องปิดผนึก เครื่องระเหย และคอนเดนเซอร์อากาศแบบบังคับ ด้วยความช่วยเหลือของวาล์วสี่ทาง พวกเขาสามารถเปลี่ยนเป็นโหมดปั๊มความร้อน นั่นคือเพื่อให้ความร้อนในพื้นที่ พัดลมแต่ละตัวมีอุปกรณ์สำหรับสลับการทำงานของเครื่องระเหยไปเป็นคอนเดนเซอร์ และเป็นการเคลื่อนตัวของอากาศในร่มและกลางแจ้ง

ข้าว. 1.29. เอ - รูปแบบการสื่อสาร; ข- รูปแบบของการรวมครีมนวดผม; ใน -วงจรสวิตชิ่งปั๊มความร้อน / -ตัวเก็บประจุ; // - คันเร่ง; Wคอมเพรสเซอร์; IV-เครื่องระเหย

กำลังความร้อน 1.5 ... 4.5 กิโลวัตต์ ปัจจัยการแปลงที่อุณหภูมิห้อง 21°C และอุณหภูมิภายนอก 7.5°C แทบจะไม่เกิน 2

ส่วนของเครื่องปรับอากาศ พลังสูงมีไว้สำหรับอาคารอุตสาหกรรมทั่วไปด้วยการเปลี่ยนไปใช้การทำงานของปั๊มความร้อน

ปั๊มความร้อนอัดยังสามารถขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์ความร้อน ในกรณีนี้ หน่วยทั้งหมดประกอบด้วยปั๊มความร้อนอัดและเครื่องยนต์ความร้อน การแปลงพลังงานเคมีของเชื้อเพลิงเป็นความร้อนจะเกิดขึ้นโดยตรงภายในเครื่องยนต์ความร้อน (เช่น เครื่องยนต์สเตอร์ลิง) ในเครื่องยนต์ตามวัฏจักรวงกลมทางอุณหพลศาสตร์ ความร้อนบางส่วนจะถูกแปลงเป็นพลังงานกล ซึ่งขับเคลื่อนปั๊มความร้อนอัดของตัวเอง จึงเป็นการเพิ่มระดับอุณหภูมิที่เป็นประโยชน์ของสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำหรือความร้อนทิ้ง นอกจากนี้ยังสามารถใช้ความร้อนเหลือทิ้งจากเครื่องยนต์ได้อีกด้วย ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนเสียขึ้นอยู่กับ สภาพอุณหภูมิเชื่อมต่อแบบขนานหรือแบบอนุกรมกับคอนเดนเซอร์ของปั๊มความร้อนอัดหรือความร้อนที่จ่ายให้กับผู้บริโภคพิเศษ

ตามหลักการแล้วเครื่องทำความร้อนสามารถใช้ได้ทุกประเภท แต่เครื่องยนต์ที่ใช้แก๊สและดีเซลจะสะดวกที่สุดเพราะทำงานบน ก๊าซธรรมชาติและน้ำมัน - ตัวพาพลังงานหลักคุณภาพสูงที่ใช้สำหรับให้ความร้อน ความร้อนที่เกิดจากระบบทำความร้อนแบบใช้มอเตอร์สามารถลดการใช้พลังงานหลักได้ประมาณครึ่งหนึ่งเมื่อเทียบกับ ตามปกติการสร้างความร้อนจากการเผาไหม้เชื้อเพลิง

สามารถแปลงปัจจัยการแปลง 1.8 ... 1.9 ได้

หน่วยปั๊มความร้อนแบบดูดซับ

ตามระดับของการรวม APT จะถูกแบ่งออกเป็นแบบรวม (ด้วยการผสมผสานที่สร้างสรรค์ขององค์ประกอบทั้งหมดเป็นหนึ่งบล็อกขึ้นไป) และแบบไม่รวมกลุ่ม (ด้วยองค์ประกอบ APT ที่ดำเนินการแยกกัน) รวมรวมถึงลิเธียมโบรไมด์และ APT

ขึ้นอยู่กับรูปแบบการรวม APT ในกระบวนการทางเทคโนโลยี อุตสาหกรรมต่างๆพวกเขาสามารถแบ่งออกเป็นแบบสแตนด์อโลนไม่ขึ้นกับสคีมา กระบวนการทางเทคโนโลยีและในตัว - ด้วยการผสมผสานส่วนหนึ่งของวงจร APT กับกระบวนการทางเทคโนโลยี

จำนวนปั๊มความร้อนแบบดูดกลืนที่ผลิตได้ยังไม่สมบูรณ์ แต่มีอัตราส่วนการเปลี่ยนแปลงที่สูงอยู่แล้ว ในเวลาเดียวกัน ปั๊มความร้อนแบบดูดกลืนจะสามารถตอบสนองสภาวะพิเศษของแหล่งความร้อนและพลังงานขับเคลื่อนได้อย่างเต็มที่มากกว่าแบบบีบอัด

ตัวอย่างเช่นในประเทศเยอรมนีมีการผลิตปั๊มความร้อนแบบดูดซับที่มีเอาต์พุตความร้อน 1 ... 3 MW อัตราส่วนการแปลงขึ้นอยู่กับ อุณหภูมิในการทำงานและอุณหภูมิระเหย สำหรับการติดตั้งขนาดเล็กไม่สามารถทำได้ ประสิทธิภาพสูง (กับ,< 1.5) ที่ ประเทศต่างๆกำลังดำเนินการปรับปรุงปั๊มความร้อนแบบดูดซับขนาดเล็ก