การติดตั้งปั๊มความร้อนในรัสเซีย การวิเคราะห์ระบบจ่ายความร้อนขั้นสูง

คำถามที่ 26. มีประโยชน์แหล่งพลังงานที่มีศักยภาพต่ำ การติดตั้งปั๊มความร้อน

เมื่อเร็ว ๆ นี้ ดูเหมือนโอกาสที่แท้จริงในการแก้ปัญหาการจ่ายพลังงานแบบบูรณาการของผู้ประกอบการอุตสาหกรรมด้วยวิธีใหม่โดยพื้นฐานโดยใช้ปั๊มความร้อนที่ใช้การปล่อยก๊าซที่มีศักยภาพต่ำเพื่อสร้างทั้งความร้อนและความเย็น การผลิตตัวพาพลังงานเหล่านี้พร้อมกันโดยปั๊มความร้อนมักจะมีประสิทธิภาพมากกว่าการผลิตความร้อนและความเย็นแบบแยกจากกันในโรงงานแบบดั้งเดิม เนื่องจากในกรณีนี้การสูญเสียที่ไม่สามารถย้อนกลับของวงจรทำความเย็นจะใช้เพื่อสร้างความร้อนที่ให้กับผู้บริโภค

ในการติดตั้งปั๊มความร้อน อุณหภูมิของอุปกรณ์ถ่ายเทความร้อนเท่ากับหรือสูงกว่าอุณหภูมิเล็กน้อย สิ่งแวดล้อมและอุณหภูมิของตัวรับความร้อนสูงกว่าอุณหภูมิแวดล้อมมาก กล่าวคือ T n >T เกี่ยวกับ ปั๊มความร้อนเป็นอุปกรณ์ที่ถ่ายเทพลังงานในรูปของความร้อนจากระดับอุณหภูมิที่ต่ำกว่าถึงระดับที่สูงขึ้นซึ่งจำเป็นสำหรับการจ่ายความร้อน วัตถุประสงค์หลักของการติดตั้งเหล่านี้คือการใช้ความร้อนจากแหล่งที่มีศักยภาพต่ำ เช่น สิ่งแวดล้อม

ปัจจุบันมีการพัฒนาและใช้งานปั๊มความร้อนสามกลุ่มหลัก: การอัด (ไอน้ำ); เจ็ท (ประเภทอีเจ็คเตอร์); การดูดซึม

ปั๊มความร้อนอัดใช้สำหรับการจ่ายความร้อนของแต่ละอาคารหรือกลุ่มของอาคาร เช่นเดียวกับการจ่ายความร้อนของโรงงานอุตสาหกรรมแต่ละแห่งหรือการติดตั้ง

Freons มักใช้เป็นตัวแทนการทำงานในการติดตั้งปั๊มความร้อน

รูปที่ 4 แสดงแผนผังของปั๊มความร้อนอัดไอในอุดมคติ ความร้อนที่อาจเกิดขึ้นต่ำที่อุณหภูมิ Tn จะถูกส่งไปยังเครื่องระเหย I ไอของสารทำงานมาจากเครื่องระเหย I ไปยังคอมเพรสเซอร์ II ในสถานะ 1 และถูกบีบอัดเป็นความดัน pk และอุณหภูมิอิ่มตัวที่สอดคล้องกัน Tk ในสถานะที่ 2 ไอระเหยที่ถูกบีบอัดของสารทำงานจะเข้าสู่คอนเดนเซอร์ III โดยจะถ่ายเทความร้อนไปยังตัวพาความร้อนของระบบจ่ายความร้อน ในคอนเดนเซอร์ ไอระเหยของสารทำงานจะถูกควบแน่น จากคอนเดนเซอร์ สารทำงานเข้าสู่รูปของเหลวเข้าไปในตัวแผ่ IV (อุปกรณ์ที่การขยายตัวของของไหลทำงานที่ผลิตขึ้นพร้อมกับการทำความเย็นเกิดขึ้นด้วย งานที่มีประโยชน์) โดยที่สารทำงานขยายจากแรงดัน p เป็นแรงดัน p o พร้อมกับอุณหภูมิและการถ่ายเทความร้อนที่ลดลง จากเครื่องแผ่ขยาย สารทำงานเข้าสู่เครื่องระเหย I และวงจรปิด

แบบแผนของปั๊มความร้อนที่ทำงานในวงจรปิดนั้นโดยพื้นฐานแล้วไม่แตกต่างจากรูปแบบของการอัดไอน้ำ หน่วยทำความเย็น. อย่างไรก็ตาม การเชื่อมต่อของผู้บริโภคดำเนินการในรูปแบบต่างๆ ในวงจรทำความเย็น ผู้ใช้ความเย็นจะเชื่อมต่อกับเครื่องระเหย และในระบบปั๊มความร้อน ผู้ใช้ความร้อนจะเชื่อมต่อกับคอนเดนเซอร์

ปั๊มความร้อนเป็นของโรงงานแปรรูปความร้อน ซึ่งรวมถึงเครื่องทำความเย็น ( 120 K), อุณหภูมิห้องเย็น ( = 0 ... 120 K) และพืชรวม ( , ) การติดตั้งทั้งหมดเหล่านี้ทำงานตามวัฏจักรเทอร์โมไดนามิกย้อนกลับ ซึ่งมีค่าใช้จ่าย งานภายนอกมีการถ่ายโอนพลังงานความร้อนจากร่างกายที่มีอุณหภูมิต่ำ (อ่างความร้อน) ไปยังร่างกายที่มีอุณหภูมิสูง (อ่างความร้อน) แต่ถ้าการทำงานของเครื่องทำความเย็นและการติดตั้งด้วยความเย็นคือการทำให้ร่างกายเย็นลงและรักษาอุณหภูมิให้ต่ำในห้องทำความเย็น กล่าวคือ การกำจัดความร้อน หน้าที่หลักของปั๊มความร้อนคือการจ่ายความร้อนไปยังแหล่งที่มีอุณหภูมิสูงโดยใช้พลังงานความร้อนที่อุณหภูมิต่ำ ในขณะเดียวกัน ก็เป็นข้อดีที่ปริมาณความร้อนที่อุณหภูมิสูงที่ได้รับอาจสูงกว่างานที่ใช้ไปหลายเท่า

หม้อแปลงความร้อนสามารถทำงานพร้อมกันเป็นหน่วยทำความเย็นและปั๊มความร้อน ในขณะที่ T n< Т о и Т н >ที่. กระบวนการดังกล่าวเรียกว่ารวมกัน ในกระบวนการรวมกันความร้อนและความเย็นจะถูกสร้างขึ้นพร้อมกัน - ตัวกลาง A ถูกทำให้เย็นลงและตัวกลาง B ถูกทำให้ร้อน ดังนั้นในหน่วยทำความเย็นจะมีการระบายความร้อนของร่างกายโดยประดิษฐ์ซึ่งมีอุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิแวดล้อม ในการติดตั้งปั๊มความร้อน ความร้อนของสิ่งแวดล้อมหรือสภาพแวดล้อมอื่นๆ ที่มีศักยภาพต่ำจะถูกใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในการจ่ายความร้อน

รอบในอุดมคติ การติดตั้งคาร์โนต์การแปลงความร้อนแสดงในรูปที่ 5

ประสิทธิภาพของเครื่องทำความเย็น ( - ผลที่เป็นประโยชน์ ปริมาณความร้อนที่นำมาจากน้ำหล่อเย็นที่เย็นกว่า) ประเมินโดยสัมประสิทธิ์ของประสิทธิภาพ สำหรับปั๊มความร้อน แนวคิดของอัตราส่วนการเปลี่ยนแปลงจะใช้ ( - ผลที่เป็นประโยชน์ ปริมาณความร้อนที่จ่ายให้กับสารหล่อเย็นที่ให้ความร้อน) หรือค่าสัมประสิทธิ์การทำความร้อน กล่าวคือ ปริมาณความร้อนที่ผลิตได้ต่อหน่วยของงานที่ใช้ไป

, ,

, .

สำหรับปั๊มความร้อนจริง = 2 - 5.

การติดตั้งจริงมีการสูญเสียที่เกิดจากการกลับไม่ได้ของกระบวนการบีบอัด (ภายใน) และการแลกเปลี่ยนความร้อน (ภายนอก) การย้อนกลับไม่ได้ภายในเกิดจากความหนืดของสารทำความเย็นและการปล่อยความร้อนจากแรงเสียดทานภายในระหว่างการบีบอัดในคอมเพรสเซอร์ (เอนโทรปีเพิ่มขึ้น) งานจริงของการบีบอัด ซึ่งเป็นงานในอุดมคติในกระบวนการย้อนกลับ - ประสิทธิภาพภายในสัมพัทธ์ของคอมเพรสเซอร์ - ประสิทธิภาพทางไฟฟ้าของเครื่องกลของไดรฟ์

การย้อนกลับไม่ได้ภายนอกนั้นอธิบายโดยความต้องการที่จะมีความแตกต่างของอุณหภูมิสำหรับการถ่ายเทความร้อนซึ่งถูกกำหนด (กำหนด) โดยพื้นที่ของพื้นผิวการแลกเปลี่ยนความร้อนที่ฟลักซ์ความร้อนที่กำหนด

นั่นเป็นเหตุผลที่

โดยที่ , - อุณหภูมิตามลำดับในเครื่องระเหยและคอนเดนเซอร์ของการติดตั้ง

ปั๊มความร้อนแบบเจ็ทของประเภทอีเจ็คเตอร์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน ไอน้ำแรงดันสูงจะเข้าสู่อุปกรณ์เจ็ท และเนื่องจากการใช้พลังงานของขั้นตอนการทำงาน การไหลที่ฉีดจะถูกบีบอัด มีลำธารสองสายไหลออกมาจากเครื่อง ดังนั้น เมื่อไอที่ฉีดเข้าไปถูกบีบอัด อุณหภูมิของไอน้ำก็จะสูงขึ้นพร้อมๆ กัน ไอน้ำอัดจะถูกดึงออกจากโรงงาน

ไอน้ำแรงดันสูงพร้อมพารามิเตอร์ p p และ T p เข้าสู่เครื่องพ่นไอน้ำ (รูปที่ 6) เนื่องจากการใช้พลังงานของขั้นตอนการทำงาน การไหลที่ฉีดจะถูกบีบอัดด้วยพารามิเตอร์ r nและ ทีน. ส่วนผสมของลำธารที่มีพารามิเตอร์ออกมาจากอุปกรณ์ r sและ ที เอสดังนั้น เมื่อไอที่ฉีดเข้าไปถูกบีบอัด อุณหภูมิของมัน (และด้วยเหตุนี้ เอนทาลปี) ก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน ไอน้ำอัดจะถูกดึงออกจากโรงงาน อัตราส่วนความดัน ร s / ร นในอุปกรณ์ดังกล่าว เรียกว่าเจ็ทคอมเพรสเซอร์ มีขนาดค่อนข้างเล็กและอยู่ภายใน1.2 ≤ r s / r n≤ 4.

ปัจจุบันปั๊มความร้อนแบบเจ็ทใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด เนื่องจากง่ายต่อการบำรุงรักษา ความกะทัดรัด และไม่มีส่วนประกอบราคาแพง

ปั๊มความร้อนแบบดูดซับทำงานบนหลักการดูดซับไอน้ำด้วยสารละลายด่าง (NaOH, KOH) กระบวนการดูดซับไอน้ำเกิดขึ้นแบบคายความร้อน กล่าวคือ ด้วยการปล่อยความร้อน ความร้อนนี้ใช้ในการทำให้สารละลายมีอุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิของไอที่ดูดซับอย่างมีนัยสำคัญ หลังจากออกจากตัวดูดซับ สารละลายอัลคาไลที่ให้ความร้อนจะถูกส่งไปยังเครื่องระเหยพื้นผิว ซึ่งไอน้ำสำรองจะถูกสร้างขึ้นที่ความดันที่สูงกว่าไอน้ำหลักที่เข้าสู่ตัวดูดซับ ดังนั้นในปั๊มความร้อนแบบดูดกลืน กระบวนการรับไอน้ำแรงดันสูงจะดำเนินการโดยใช้ความร้อนที่จ่ายจากภายนอก

แผนภูมิวงจรรวมปั๊มความร้อนการดูดซึมแสดงในรูปที่ 7

ในฐานะที่เป็นสารทำงานในปั๊มความร้อนแบบดูดกลืน จะใช้สารละลายของสารสองชนิด (ส่วนผสมไบนารี) ซึ่งจุดเดือดต่างกันที่ความดันเท่ากัน สารหนึ่งดูดซับและละลายสารที่สองซึ่งเป็นสารทำงาน วัฏจักรการทำงานของปั๊มความร้อนแบบดูดซับมีดังนี้ ในเครื่องระเหย 3 ผ่านผนังของตัวแลกเปลี่ยนความร้อน ความร้อนที่มีศักยภาพต่ำจะถูกส่งไปยังสารละลายไบนารีที่อุณหภูมิ T® ความร้อนที่ให้มาช่วยให้เกิดการระเหยของสารทำงานจากส่วนผสมไบนารีที่ความดัน p o ไอที่เกิดจากสารทำงานจากเครื่องระเหยผ่านท่อเข้าสู่ตัวดูดซับ 2 ซึ่งจะถูกดูดซับโดยตัวทำละลาย (ตัวดูดซับ) และความร้อนของการดูดซับ Q a จะถูกปล่อยออกมา สารละลายของเหลวเข้มข้นที่เกิดขึ้นในตัวดูดซับถูกปั๊มโดยปั๊ม 1 ไปยังเครื่องกำเนิดไฟฟ้า 6 ความร้อน Q g ที่ใช้ไปกับการระเหยของสารทำงานที่แรงดันสูง p k และด้วยเหตุนี้ อุณหภูมิสูง T k จึงถูกส่งไปยังเครื่องกำเนิด กลายเป็น อ่อนแอ. สารละลายอ่อนจะถูกส่งผ่านไปป์ไลน์ไปยังโช้ค 2 โดยลดแรงดันในวาล์วเทอร์โมสแตติกเสริม 7 ให้เท่ากับแรงดันในเครื่องระเหย p ประมาณ ไอสารทำงานที่เกิดขึ้นในเครื่องกำเนิดจะเข้าสู่คอนเดนเซอร์ 5 โดยผ่านผนังแยก พวกมันจะปล่อยความร้อนของการควบแน่น Q k ที่อุณหภูมิสูง T k สารทำงานที่ควบแน่นในคอนเดนเซอร์จะลดความดันในวาล์วควบคุมอุณหภูมิ จาก p ถึง po โดยที่มันเข้าสู่เครื่องระเหย จากนั้นกระบวนการจะทำซ้ำ

การทำงานของปั๊มความร้อนแบบดูดกลืนในอุดมคตินั้นมีลักษณะเฉพาะโดย สมการต่อไปนี้สมดุลความร้อน:

ที่ไหน คิว น- ปริมาณความร้อนที่มีศักยภาพต่ำสรุปในเครื่องระเหย

คิว ก -ปริมาณความร้อนที่มีศักยภาพสูงที่จ่ายให้กับเครื่องกำเนิด

ถามเรา -ความร้อนเทียบเท่ากับการทำงานของปั๊ม

Q ถึง- ปริมาณความร้อนสูงที่อาจเกิดขึ้นในคอนเดนเซอร์

ถาม -ปริมาณความร้อนที่อาจเกิดขึ้นต่ำในตัวดูดซับ

สารทำงานมักจะเป็นน้ำและสารดูดซับคือลิเธียมโบรไมด์

สำหรับโรงกลั่นเคมี ปิโตรเคมี และน้ำมันที่มีน้ำปริมาณมากสำหรับหน่วยเทคโนโลยีทำความเย็นซึ่งมีอุณหภูมิอยู่ในช่วง 20 ถึง 50 ° C จำเป็นต้องใช้ปั๊มความร้อนลิเธียมโบรไมด์แบบดูดซับซึ่งจะทำงานใน เวลาฤดูร้อนในโหมดน้ำหล่อเย็น และในฤดูหนาว ความร้อนทิ้งของน้ำหมุนเวียนจะถูกนำมาใช้เพื่อสร้างน้ำร้อนสำหรับโรงปฏิบัติงานที่ให้ความร้อน ตารางที่ 6 แสดงพารามิเตอร์ของการดูดซับปั๊มความร้อนลิเธียมโบรไมด์ (ABTN)

ปั๊มความร้อนแบบดูดซับมีประสิทธิภาพสูง ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว และสามารถผลิตได้ง่าย อย่างไรก็ตาม ปั๊มดูดซับต้องใช้โลหะจำเพาะสูง ซึ่งทำให้มีขนาดใหญ่ ความเป็นไปได้ของการกัดกร่อนของโลหะต้องมีการผลิตอุปกรณ์จากเหล็กอัลลอยด์ ดังนั้นปั๊มความร้อนแบบดูดซับจึงไม่ได้ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม

ตารางที่ 6

พารามิเตอร์ ABTN

สารทำงานและสารหล่อเย็น (สารหล่อเย็น)

ในหม้อแปลงความร้อน

สำหรับการนำกระบวนการไปใช้ในหม้อแปลงความร้อนนั้นจะใช้สารทำงาน (ตัวแทน) ที่มีคุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์และเคมีกายภาพที่จำเป็น พวกมันสามารถเป็นเนื้อเดียวกันหรือเป็นส่วนผสมของสารหลายชนิด โดยปกติสองอย่าง ในหม้อแปลงความร้อนส่วนใหญ่ สารทำงานจะผ่านการแปลงเฟส ปัจจุบันมีการใช้สารทำงานต่อไปนี้ในหม้อแปลงความร้อน:

ก) สารทำความเย็น - สารที่มีจุดเดือดต่ำที่ความดันบรรยากาศตั้งแต่ +80 ถึง -130 ° C สารทำความเย็นที่มีจุดเดือดตั้งแต่ +80 ถึง -30 °C มักใช้ในการติดตั้งปั๊มความร้อน และมีจุดเดือดต่ำกว่า 0 ถึง -130 °C - ในการติดตั้งที่เย็นปานกลาง

ข) ก๊าซและก๊าซผสม (เช่น อากาศ) ที่มีจุดเดือดต่ำ

c) สารทำงานและสารดูดซับของพืชดูดซับ

ง) น้ำที่ใช้สำหรับคุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์ในโรงงานทำความเย็น โดยที่อุณหภูมิของแหล่งกำเนิดต่ำกว่า ความร้อน tn> 0 ° C ตัวอย่างเช่น สำหรับเครื่องปรับอากาศ

เพื่อการทำงานที่ประหยัดและปลอดภัยของหม้อแปลงความร้อน สารทำความเย็นต้องเป็นไปตามข้อกำหนดต่อไปนี้:

ก) ต่ำ แรงดันเกินที่อุณหภูมิจุดเดือดและการควบแน่น ความร้อนที่ส่งออกสูง 1 กิโลกรัมของสาร ไอน้ำปริมาณจำเพาะต่ำ (สำหรับคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ) ความจุความร้อนต่ำของของเหลวและค่าการนำความร้อนสูงและค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน

b) มีความหนืดต่ำ อาจเป็นจุดแข็งตัวที่ต่ำกว่า ไม่ละลายในน้ำมัน (สำหรับคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ)

ค) ทนต่อสารเคมี ไม่ติดไฟ ไม่ระเบิด ไม่กัดกร่อนโลหะ

ง) ไม่เป็นอันตรายต่อร่างกายมนุษย์

จ) ไม่ขาดแคลนและราคาไม่แพง

สารทำงานของโรงงานทำความเย็นด้วยแก๊สต้องมีจุดเดือดปกติต่ำ ความหนืดต่ำ ค่าการนำความร้อนสูงและความจุความร้อน C p ซึ่งขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความดันเพียงเล็กน้อย

สารออกฤทธิ์ของพืชดูดซับ นอกจากจะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดข้างต้นแล้ว จะต้องถูกดูดซับและกำจัดไปอย่างดีร่วมกับตัวดูดซับที่เหมาะสม

ประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจของปั๊มความร้อนขึ้นอยู่กับ:

อุณหภูมิของแหล่งพลังงานความร้อนที่มีศักยภาพต่ำจะยิ่งสูงขึ้น อุณหภูมิก็จะสูงขึ้น

ค่าไฟฟ้าในภูมิภาค

ต้นทุนพลังงานความร้อนที่ผลิตโดยใช้เชื้อเพลิงประเภทต่างๆ

การใช้ปั๊มความร้อนแทนแหล่งพลังงานความร้อนแบบดั้งเดิมนั้นมีประโยชน์เชิงเศรษฐกิจเนื่องจาก:

ไม่จำเป็นต้องซื้อ ขนส่ง จัดเก็บน้ำมันเชื้อเพลิงและสิ้นเปลือง เงินเกี่ยวข้องกับมัน;

การปล่อยพื้นที่ขนาดใหญ่ที่จำเป็นสำหรับการวางโรงต้มน้ำ ถนนทางเข้า และคลังเชื้อเพลิง

ศักยภาพการประหยัดพลังงานที่ยิ่งใหญ่ที่สุดมีอยู่ในแหล่งจ่ายความร้อน: 40-50% ของการใช้ความร้อนทั้งหมดของประเทศ อุปกรณ์ของ CHPP ที่มีอยู่มีการสึกหรอทางร่างกายและทางศีลธรรม ใช้งานโดยสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงมากเกินไป เครือข่ายความร้อนเป็นแหล่งของการสูญเสียพลังงานขนาดใหญ่ แหล่งความร้อนขนาดเล็กมีลักษณะประสิทธิภาพพลังงานต่ำ มลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมในระดับสูง ต้นทุนต่อหน่วยที่เพิ่มขึ้น และค่าแรงสำหรับการบำรุงรักษา

TNU เปิดโอกาสให้:

1) ลดความยาวของเครือข่ายความร้อน (นำความจุความร้อนเข้าใกล้สถานที่บริโภค);

2) รับพลังงานความร้อนเทียบเท่า 3 - 8 กิโลวัตต์ในระบบทำความร้อน (ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของแหล่งพลังงานศักย์ต่ำขณะใช้ไฟฟ้า 1 กิโลวัตต์)

จนถึงปัจจุบันขนาดของการแนะนำปั๊มความร้อนในโลกมีดังนี้:

ในสวีเดน 50% ของการทำความร้อนทั้งหมดมาจากปั๊มความร้อน ในช่วงไม่กี่ปีมานี้ สถานีปั๊มความร้อนมากกว่า 100 แห่ง (ตั้งแต่ 5 ถึง 80 เมกะวัตต์) ได้รับมอบหมาย

เยอรมนีให้เงินอุดหนุนจากรัฐสำหรับการติดตั้งปั๊มความร้อนจำนวน DM 400 สำหรับกำลังการผลิตติดตั้งแต่ละกิโลวัตต์

ในญี่ปุ่น มีการผลิตปั๊มความร้อนประมาณ 3 ล้านเครื่องต่อปี

ในสหรัฐอเมริกา 30% ของอาคารที่พักอาศัยมีปั๊มความร้อน มีการผลิตปั๊มความร้อนประมาณ 1 ล้านตัวต่อปี

ในสตอกโฮล์ม 12% ของการทำความร้อนทั้งหมดของเมืองนั้นมาจากปั๊มความร้อนที่มีความจุรวม 320 MW โดยใช้ทะเลบอลติกเป็นแหล่งความร้อนที่มีอุณหภูมิ +8 ° C

ในโลกตามการคาดการณ์ของคณะกรรมการพลังงานโลก ภายในปี 2020 ส่วนแบ่งของปั๊มความร้อนในการจัดหาความร้อน (ภาคเทศบาลและการผลิต) จะอยู่ที่ 75%

เหตุผลในการยอมรับมวลของปั๊มความร้อนมีดังนี้:

การทำกำไร. ในการถ่ายโอนพลังงานความร้อน 1 กิโลวัตต์ไปยังระบบทำความร้อน ปั๊มความร้อนต้องการไฟฟ้าเพียง 0.2 - 0.35 กิโลวัตต์

ความบริสุทธิ์ทางนิเวศวิทยา ปั๊มความร้อนไม่เผาไหม้เชื้อเพลิงและไม่ปล่อยมลพิษสู่ชั้นบรรยากาศ

การบำรุงรักษาขั้นต่ำ . ปั๊มความร้อนมีอายุการใช้งานยาวนานก่อนยกเครื่อง (สูงถึง 10 - 15 หน้าร้อน) และทำงานโดยอัตโนมัติอย่างเต็มที่ การบำรุงรักษาการติดตั้งเป็นไปตามฤดูกาล การตรวจสอบทางเทคนิคและการตรวจสอบโหมดการทำงานเป็นระยะ อบอุ่นในการทำงาน สถานีสูบน้ำกำลังสูงสุด 10 MW ไม่ต้องการมากกว่าหนึ่งตัวดำเนินการต่อกะ

ปรับให้เข้ากับระบบทำความร้อนที่มีอยู่ได้ง่าย

ระยะเวลาคืนทุนสั้น . เนื่องจากต้นทุนการผลิตความร้อนต่ำ ปั๊มความร้อนจะจ่ายออกไปโดยเฉลี่ย 1.5 - 2 ปี (ช่วงความร้อน 2 - 3 ฤดูกาล)

ขณะนี้มีสองทิศทางของการพัฒนา TNU:

สถานีปั๊มความร้อนขนาดใหญ่ (HPS) สำหรับการทำความร้อนแบบรวมศูนย์ รวมถึงเครื่องอัดไอน้ำ HPI และหม้อต้มน้ำร้อนพีคที่ใช้ใน อุณหภูมิต่ำอากาศ. กำลังไฟฟ้า (ใช้แล้ว) ของ HPI คือ 20 - 30 MW พลังงานความร้อนอยู่ที่ 110 - 125 MW เมื่อเทียบกับหม้อไอน้ำทั่วไป ประหยัดเชื้อเพลิงได้ถึง 20 - 30% มลภาวะทางอากาศลดลง (ไม่มีหม้อไอน้ำ!);

การจ่ายความร้อนแบบกระจายศูนย์ (ปั๊มความร้อนอัดไอพลังงานต่ำและปั๊มความร้อนเซมิคอนดักเตอร์เทอร์โมอิเล็กทริก) การประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงเมื่อเทียบกับโรงต้มน้ำขนาดเล็กคือ 10 - 20% สามารถทำความเย็นได้ ตามมาด้วยสูง ต้นทุนต่อหน่วยเชื้อเพลิง การลงทุน และค่าแรง

ในปีที่ผ่านมา ปั๊มความร้อนได้ครอบครองตลาดเฉพาะด้านของตลาดสภาพอากาศของรัสเซีย ท่ามกลางเทคโนโลยียอดนิยมอื่นๆ การอภิปรายเกี่ยวกับข้อดีและข้อเสียของการติดตั้งปั๊มความร้อน (HPU) เกิดขึ้นทั้งในหน้าของสื่ออุตสาหกรรม และในการประชุมเฉพาะเรื่องและโต๊ะกลม เมื่อเร็ว ๆ นี้มีข้อมูลมากมายเกี่ยวกับปั๊มความร้อน - ทั้งในอินเทอร์เน็ตภาษารัสเซียและในสื่อเฉพาะทาง อย่างไรก็ตาม ยังมีสิ่งพิมพ์เกี่ยวกับระบบปั๊มความร้อนแบบรวมอยู่น้อยมาก บทความนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อเติมช่องว่างนี้บ้าง เพื่อสรุปคำถามบางข้อที่เกิดขึ้นในผู้เชี่ยวชาญ เมื่อพวกเขาทำความคุ้นเคยกับระบบถ่ายเทความร้อนแบบวงแหวนในครั้งแรก และเพื่อตอบคำถามเหล่านั้นโดยสังเขป

ดังนั้นจึงเป็นที่ทราบกันดีเกี่ยวกับปั๊มความร้อนว่านี่คืออุปกรณ์ภูมิอากาศที่สามารถใช้ความร้อนจากสิ่งแวดล้อม โดยใช้คอมเพรสเซอร์เพื่อเพิ่มอุณหภูมิของสารหล่อเย็นให้ถึงระดับที่ต้องการและถ่ายเทความร้อนนี้ไปยังที่ที่ต้องการ

เกือบจะเป็นไปได้เสมอที่จะดึงความร้อนออกจากสิ่งแวดล้อม ท้ายที่สุดแล้ว "น้ำเย็น" เป็นแนวคิดส่วนตัวตามความรู้สึกของเรา แม้แต่น้ำในแม่น้ำที่เย็นที่สุดก็ยังมีความร้อนอยู่บ้าง แต่เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าความร้อนส่งผ่านจากตัวที่ร้อนกว่าไปยังตัวที่เย็นกว่าเท่านั้น ความร้อนสามารถบังคับทิศทางจากร่างกายที่เย็นไปยังร่างกายที่อบอุ่น จากนั้นร่างกายที่เย็นชาก็จะเย็นลงยิ่งขึ้นไปอีก และร่างกายที่อุ่นก็จะร้อนขึ้น การใช้ปั๊มความร้อนที่ "สูบฉีด" ความร้อนจากอากาศ น้ำในแม่น้ำ หรือดิน ทำให้อุณหภูมิลดลงมากยิ่งขึ้นไปอีก ทำให้อาคารร้อนขึ้นได้ ในกรณีคลาสสิก ถือว่าการใช้ไฟฟ้า 1 กิโลวัตต์ในการทำงาน HPI สามารถผลิตพลังงานความร้อนได้ตั้งแต่ 3 ถึง 6 กิโลวัตต์ ในทางปฏิบัติ นี่หมายความว่าพลังของหลอดไฟในบ้านสองหรือสามดวงในฤดูหนาวสามารถให้ความร้อนกับห้องนั่งเล่นขนาดกลางได้ ในฤดูร้อน โดยการทำงานในโหมดย้อนกลับ ปั๊มความร้อนสามารถทำให้อากาศภายในห้องของอาคารเย็นลงได้ ความร้อนจากอาคารจะถูกดูดกลืนโดยชั้นบรรยากาศ แม่น้ำ หรือดิน

ปัจจุบันมีการติดตั้งปั๊มความร้อนจำนวนมาก ซึ่งช่วยให้สามารถใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม เกษตรกรรมในด้านที่อยู่อาศัยและบริการชุมชน ตัวอย่างของการใช้ HPP ในตอนท้ายของบทความ เราจะพิจารณาสองโครงการ - หนึ่งในนั้นคือโครงการของระบบวงแหวนขนาดใหญ่ที่นำมาใช้ใน ดินแดนครัสโนดาร์ที่สองคือโครงการก่อสร้างขนาดเล็กในภูมิภาคมอสโก

ปั๊มความร้อนคืออะไร?

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

ปั๊มความร้อนยังแตกต่างกันในแง่ของ อุปกรณ์ทางเทคนิค. ในเรื่องนี้สามารถแยกแยะได้สองทิศทาง: การอัดไอและการดูดซับ HPP ปั๊มความร้อนยังสามารถใช้พลังงานประเภทอื่นๆ ในการทำงานได้ นอกเหนือจากไฟฟ้า เช่น สามารถใช้เชื้อเพลิงประเภทต่างๆ ได้

แหล่งความร้อนคุณภาพต่ำและตัวรับความร้อนคุณภาพสูงจากแหล่งต่างๆ รวมกันทำให้เกิดปั๊มความร้อนประเภทต่างๆ นี่คือตัวอย่างบางส่วน:

• HPP โดยใช้ความร้อนของน้ำใต้ดินเพื่อให้ความร้อน
• HPP โดยใช้ความร้อนจากอ่างเก็บน้ำธรรมชาติสำหรับการจ่ายน้ำร้อน
• HPU - เครื่องปรับอากาศที่ใช้น้ำทะเลเป็นแหล่งและรับความร้อน
• HPI – เครื่องปรับอากาศที่ใช้ อากาศภายนอกเป็นแหล่งและรับความร้อน
• HPI สำหรับทำน้ำร้อนในสระว่ายน้ำโดยใช้ความร้อนจากอากาศภายนอก
• HPP ใช้ความร้อนจากน้ำเสียในระบบจ่ายความร้อน
• HPP ใช้ความร้อนของอุปกรณ์วิศวกรรมและเทคนิคในระบบจ่ายความร้อน
• HPP สำหรับทำความเย็นนมและในเวลาเดียวกันให้น้ำร้อนสำหรับการจ่ายน้ำร้อนในฟาร์มโคนม
• HPP สำหรับการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่จากกระบวนการทางเทคโนโลยีในการให้ความร้อนเบื้องต้นของอากาศจ่าย

อุปกรณ์ปั๊มความร้อนจำนวนมากผลิตขึ้นเป็นจำนวนมาก แต่สามารถผลิตปั๊มความร้อนตามโครงการพิเศษได้เช่นกัน มีการติดตั้งทดลอง ตัวอย่างนำร่อง ตลอดจนการพัฒนาเชิงทฤษฎีมากมาย

หากโรงงานมีปั๊มความร้อนให้ใช้หลายตัว ซึ่งจะออกแบบให้ผลิตได้ทั้งความร้อนและความเย็น ประสิทธิภาพของปั๊มจะเพิ่มขึ้นหลายเท่าหากรวมกันเป็นระบบเดียว สิ่งเหล่านี้เรียกว่าระบบปั๊มความร้อนแบบวงแหวน (KHNS) ระบบดังกล่าวเหมาะสมที่จะใช้กับวัตถุขนาดกลางและขนาดใหญ่

ระบบปรับอากาศแบบวงแหวน

ระบบเหล่านี้ใช้ปั๊มความร้อนแบบน้ำและอากาศที่ทำหน้าที่ของเครื่องปรับอากาศภายในอาคาร ในห้องที่มีเครื่องปรับอากาศ (หรือถัดจากนั้น) ติดตั้งปั๊มความร้อนซึ่งกำลังถูกเลือกตามพารามิเตอร์ของห้อง, วัตถุประสงค์, ลักษณะของอากาศจ่ายที่ต้องการ - การระบายอากาศ, จำนวนคนที่เป็นไปได้, อุปกรณ์ที่ติดตั้งและเกณฑ์อื่น ๆ HPP ทั้งหมดสามารถย้อนกลับได้ กล่าวคือ ออกแบบมาสำหรับทั้งอากาศเย็นและอากาศร้อน ทั้งหมดเชื่อมต่อกันด้วยวงจรน้ำทั่วไป - ท่อที่น้ำหมุนเวียน น้ำเป็นทั้งแหล่งและตัวรับความร้อนสำหรับ HPI ทั้งหมด อุณหภูมิในวงจรสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตั้งแต่ 18 ถึง 320C ระหว่างปั๊มความร้อนที่ให้ความร้อนในอากาศกับปั๊มที่ทำให้เย็นลง ความร้อนจะถูกแลกเปลี่ยนผ่านวงจรน้ำ ขึ้นอยู่กับลักษณะของสถานที่ เช่นเดียวกับช่วงเวลาของปีและช่วงเวลาของวัน อาจต้องใช้ความร้อนหรือความเย็นของอากาศในห้องต่างๆ 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 กระบวนการรีไซเคิลในกรณีนี้สามารถมีประสิทธิภาพมากขึ้น เนื่องจากไม่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของอากาศภายนอกที่ระบายอากาศเข้า และอุณหภูมิที่ตั้งไว้เพื่อให้ความร้อนกับอากาศที่ฉีดเข้าไปในอาคาร

นอกจากนี้ เมื่อใช้งานปั๊มความร้อนแบบย้อนกลับได้ทั้งในระบบบำบัดน้ำเสียและไอเสีย สามารถใช้เพื่อขจัดความร้อนส่วนเกินออกจากวงจรน้ำในช่วงฤดูร้อน และลดความจุที่ต้องการของหอทำความเย็น

ในฤดูร้อน ด้วยความช่วยเหลือของปั๊มความร้อน ความร้อนส่วนเกินในวงจรน้ำจะถูกใช้ผ่านผู้บริโภคที่มีอยู่ในโรงงาน ตัวอย่างเช่น สามารถเชื่อมต่อ HPI ระหว่างน้ำกับน้ำกับระบบวงแหวน เพื่อถ่ายเทความร้อนส่วนเกินไปยังระบบจ่ายน้ำร้อน (DHW) ในโรงงานที่ไม่ต้องการน้ำร้อนเพียงเล็กน้อย ปั๊มความร้อนนี้อาจเพียงพอที่จะตอบสนองความต้องการได้อย่างเต็มที่

หากสถานประกอบการมีสระว่ายน้ำอย่างน้อย 1 สระ เช่น ในสถานบริการสุขภาพ บ้านพัก สถานบันเทิง และโรงแรม น้ำร้อนในสระก็สามารถให้ความร้อนได้โดยใช้ปั๊มความร้อนแบบน้ำต่อน้ำโดยเชื่อมต่อกับ KTS

การรวมระบบวงแหวนกับระบบอื่นๆ

ระบบระบายอากาศในอาคารที่ใช้ระบบปั๊มความร้อนรูปวงแหวนต้องได้รับการพัฒนาโดยคำนึงถึงลักษณะเฉพาะของการทำงานของ HPP ที่ปรับสภาพอากาศ จำเป็นต้องหมุนเวียนอากาศในปริมาณที่จำเป็นสำหรับการทำงานที่มั่นคงของปั๊มความร้อนเหล่านี้ รักษาอุณหภูมิที่ตั้งไว้ในห้องและการนำความร้อนกลับคืนอย่างมีประสิทธิภาพ (ยกเว้นกรณีที่ไม่ต้องการการหมุนเวียนซ้ำ เช่น โถงสระว่ายน้ำ ห้องครัวในท้องที่ หมวก) มีคุณสมบัติอื่นๆ ในการพัฒนาระบบระบายอากาศด้วย CTNS

อย่างไรก็ตาม ในขณะเดียวกัน ระบบวงแหวนให้ระบบระบายอากาศที่ง่ายกว่าวิธีการปรับอากาศแบบอื่น ปั๊มความร้อนดำเนินการปรับอากาศโดยตรงที่ไซต์งาน ในห้องนั้นเอง ซึ่งช่วยลดความจำเป็นในการขนส่งอากาศที่เสร็จแล้วผ่านท่ออากาศยาวที่หุ้มฉนวนความร้อน เช่น กับเครื่องปรับอากาศส่วนกลาง

ระบบวงแหวนสามารถเข้าควบคุมฟังก์ชั่นการทำความร้อนได้อย่างเต็มที่ แต่ไม่รวมการใช้งานร่วมกับระบบทำความร้อน ในกรณีนี้จะใช้ระบบทำความร้อนที่มีประสิทธิภาพน้อยกว่าและง่ายกว่าในทางเทคนิค ระบบไบวาเลนต์ดังกล่าวมีความเหมาะสมมากกว่าในละติจูดเหนือ ซึ่งต้องการความร้อนมากกว่าเพื่อให้ความร้อน และจะต้องนำเข้ามา มากกว่าจากแหล่งที่มีศักยภาพสูง หากมีการติดตั้งระบบปรับอากาศและระบบทำความร้อนแยกต่างหากในอาคาร ระบบเหล่านี้มักจะรบกวนซึ่งกันและกัน โดยเฉพาะในช่วงเปลี่ยนผ่าน การใช้ระบบวงแหวนร่วมกับระบบทำความร้อนไม่ก่อให้เกิดปัญหาดังกล่าว เนื่องจากการทำงานของระบบจะขึ้นอยู่กับสภาพที่แท้จริงของสภาพอากาศในแต่ละโซน

ที่สถานประกอบการ ระบบปั๊มความร้อนแบบวงแหวนสามารถเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนหรือความเย็นกับน้ำหรืออากาศเพื่อวัตถุประสงค์ทางเทคโนโลยี และกระบวนการเหล่านี้จะรวมอยู่ในความสมดุลของการจ่ายความร้อนทั่วไปขององค์กร

เมื่อพูดถึงระบบจ่ายความร้อนแบบเดิมๆ เป็นเรื่องยากที่จะเห็นด้วยกับประสิทธิภาพที่จำกัด ความร้อนถูกใช้ไปบางส่วนและกระจายสู่ชั้นบรรยากาศอย่างรวดเร็ว (ระหว่างการทำความร้อนและการระบายอากาศ) การกำจัดด้วยน้ำเสีย (ผ่านการจ่ายน้ำร้อน กระบวนการทางเทคโนโลยี) และด้วยวิธีอื่นๆ นอกจากนี้ยังเป็นการดีหากมีการติดตั้งเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบอากาศสู่อากาศในระบบระบายอากาศ หรือเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบน้ำสู่น้ำเพื่อการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ เช่น หน่วยทำความเย็น หรืออุปกรณ์นำความร้อนกลับคืนในพื้นที่อื่นๆ ในทางกลับกัน KTNS แก้ปัญหานี้ในลักษณะที่ซับซ้อน ในหลายกรณีทำให้การกู้คืนความร้อนมีประสิทธิภาพมากขึ้น

ระบบควบคุมวงแหวนอัตโนมัติ

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

สำหรับกระบวนการถ่ายเทความร้อนจากปั๊มความร้อนไปยังผู้บริโภคนั้น จะถูกควบคุมโดยระบบอัตโนมัติที่ติดตั้งอยู่ในปั๊มความร้อนแต่ละตัว ตัวอย่างเช่น HPI สำหรับเครื่องปรับอากาศมีเซ็นเซอร์อุณหภูมิ (เทอร์โม) ติดตั้งโดยตรงในห้อง เทอร์โมสแตทธรรมดานี้เพียงพอที่จะควบคุมการทำงานของ HP

ปั๊มความร้อนให้สิ่งจำเป็นอย่างเต็มที่ พารามิเตอร์อุณหภูมิอากาศในห้องซึ่งทำให้สามารถปฏิเสธแดมเปอร์ควบคุมในระบบระบายอากาศและวาล์วควบคุมในระบบทำความร้อน (ด้วยระบบไบวาเลนต์) สถานการณ์ทั้งหมดนี้มีส่วนช่วยในการลดต้นทุนและเพิ่มความน่าเชื่อถือของระบบวิศวกรรมโดยรวม

ที่โรงงานขนาดใหญ่ ซึ่งระบบวงแหวนประกอบด้วยปั๊มความร้อนจำนวนมากและมีการติดตั้งปั๊มความร้อนประเภทต่างๆ (สำหรับเครื่องปรับอากาศ การนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ และสำหรับกระบวนการทางเทคโนโลยี) มักจะเหมาะสมที่จะนำไปใช้งานมากกว่านี้ ระบบที่ซับซ้อนการควบคุมอัตโนมัติซึ่งช่วยให้คุณปรับการทำงานของทั้งระบบให้เหมาะสมที่สุด

การทำงานของระบบปั๊มความร้อนรูปวงแหวนได้รับอิทธิพลจากปัจจัยต่อไปนี้:

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

ดีสำหรับเด็ก ดีสำหรับงบประมาณ

ไปที่คำอธิบายของโครงการโดยใช้ระบบปั๊มความร้อนแบบวงแหวน

โครงการแรกคือการสร้างโรงเรียนการศึกษาทั่วไปทางตอนใต้ของรัสเซียขึ้นใหม่ ฤดูร้อนที่แล้ว ฝ่ายบริหาร ดินแดนครัสโนดาร์ดำเนินโครงการนี้ใน Ust-Labinsk (โรงเรียนในเมืองหมายเลข 2) ในระหว่างการก่อสร้างใหม่ ได้มีการรักษามาตรฐานสูงสุดในด้านข้อกำหนดด้านสุขอนามัยและการเข้าพักที่สะดวกสบายสำหรับเด็กที่โรงเรียน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มีการติดตั้งระบบสภาพอากาศแบบเต็มรูปแบบในอาคาร โดยให้การควบคุมอุณหภูมิ การไหลของอากาศบริสุทธิ์ และความชื้นแบบเป็นโซนต่อโซน

ในการดำเนินโครงการนี้ วิศวกรต้องการให้แน่ใจว่าระดับความสบายที่เหมาะสม การควบคุมส่วนบุคคลในแต่ละชั้น ประการที่สอง สันนิษฐานว่าระบบวงแหวนจะช่วยลดต้นทุนการให้ความร้อนแก่โรงเรียนได้อย่างมาก และแก้ปัญหาอุณหภูมิน้ำต่ำในโรงทำความร้อนในบริเวณโรงเรียน ระบบประกอบด้วยปั๊มความร้อนมากกว่าห้าสิบตัวที่ผลิตโดย Climatemaster (USA) และหอทำความเย็น ได้รับความร้อนเพิ่มเติมจากโรงงานทำความร้อนของเมือง ระบบสภาพอากาศอยู่ภายใต้การควบคุมอัตโนมัติและสามารถรักษาความสะดวกสบายสูงสุดสำหรับแต่ละคนได้อย่างอิสระและในขณะเดียวกันก็มีโหมดการทำงานที่ประหยัด

การทำงานของระบบที่อธิบายไว้ในฤดูหนาวให้ผลลัพธ์ดังต่อไปนี้:

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

ดังนั้นการใช้ปั๊มความร้อนทำให้สามารถลดต้นทุนการทำความร้อนในอาคารได้มากกว่าครึ่งหนึ่งซึ่งเป็นพื้นที่ที่ให้ความร้อนเพิ่มขึ้นเกือบ 20%

ความร้อนอัตโนมัติ

ปัญหาของการก่อสร้างกระท่อมในภูมิภาคมอสโกในปัจจุบันเกิดจากโครงสร้างพื้นฐาน (เครือข่ายไฟฟ้า, ท่อน้ำ) มักจะไม่อนุญาตให้การตั้งถิ่นฐานใหม่เติบโต สถานีย่อยหม้อแปลงที่มีอยู่ไม่สามารถรับมือกับโหลดที่เพิ่มขึ้นได้ การหยุดชะงักของการจ่ายไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง (อุบัติเหตุที่สถานีไฟฟ้าย่อยเก่า สายไฟชำรุด) บังคับให้ผู้บริโภคมองหาวิธีการจ่ายไฟอัตโนมัติ

ในโครงการที่อธิบายไว้ วิศวกรต้องเผชิญกับงานในการจัดหากระท่อมสองชั้นหลายห้องพร้อมห้องใต้หลังคาที่มีความร้อนและไฟฟ้า พื้นที่ทำความร้อนทั้งหมดของบ้านคือ 200 m2 ของการสื่อสารสรุป - น้ำบาดาลและไฟฟ้า

เนื่องจากข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพการใช้พลังงานอยู่ในระดับแนวหน้า จึงตัดสินใจติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ ซื้อและติดตั้งโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ขนาด 3.5 กิโลวัตต์ที่ไซต์หลังบ้าน ตามการคำนวณของวิศวกร นี่น่าจะเพียงพอสำหรับการชาร์จแบตเตอรี่ ซึ่งในทางกลับกัน ก็จะป้อนอาหารในบ้านและระบบทำความร้อนอย่างต่อเนื่อง ค่าใช้จ่ายทั้งหมดของระบบอยู่ที่ประมาณ 27,000 เหรียญ หากเราพิจารณาว่าได้รับแหล่งไฟฟ้าฟรีและรายการนี้จะถูกตัดออกจากงบประมาณของครอบครัว ปรากฎว่าค่าใช้จ่ายในการติดตั้งแบตเตอรี่โซลาร์เซลล์จะชำระหมดภายในเวลาไม่ถึง 10 ปี และหากเราพิจารณาเป็นอย่างอื่น เราจะต้องสร้างสถานีย่อยหรือใช้ชีวิตโดยที่ไฟฟ้าดับอย่างต่อเนื่อง ค่าใช้จ่ายก็ถือว่าได้รับการชำระแล้ว

เพื่อให้ความร้อน ได้มีการตัดสินใจใช้ระบบปั๊มความร้อนใต้พิภพ ซื้อปั๊มความร้อนแบบน้ำต่อน้ำของอเมริกา ปั๊มความร้อนชนิดนี้ด้วยความช่วยเหลือของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนผลิต น้ำร้อนซึ่งสามารถใช้สำหรับการจ่ายน้ำร้อนและทำความร้อนโดยใช้แบตเตอรี่หม้อน้ำ วงจรที่จ่ายความร้อนเกรดต่ำไปยังปั๊มความร้อนนั้นถูกวางโดยตรงบนไซต์ที่อยู่ติดกับกระท่อมที่ความลึก 2 ม. วงจรนี้เป็นท่อโพลีเอทิลีนที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 32 มม. และความยาว 800 ม. . ที่ 10,000 ดอลลาร์สหรัฐ.

ดังนั้น หลังจากใช้เงินไปประมาณ 40,000 ดอลลาร์สหรัฐในการจัดระบบพลังงานอิสระของตัวเอง เจ้าของกระท่อมได้ยกเว้นค่าใช้จ่ายในการจ่ายความร้อนออกจากงบประมาณของเขา และให้ความร้อนอัตโนมัติที่เชื่อถือได้

ความเป็นไปได้ของการประยุกต์ใช้ระบบวงแหวน

จากที่กล่าวมาข้างต้น ความเป็นไปได้ของการใช้ระบบปั๊มความร้อนรูปวงแหวนนั้นกว้างผิดปกติ สามารถใช้กับวัตถุได้หลากหลาย เหล่านี้คือการบริหาร อาคารสาธารณะ สถาบันการแพทย์และสุขภาพ บ้านพัก สถานบันเทิงและกีฬา สถานประกอบการอุตสาหกรรมต่างๆ ระบบมีความยืดหยุ่นมากจนสามารถประยุกต์ใช้งานได้ในหลายกรณีและในตัวเลือกจำนวนมาก

ในการพัฒนาระบบดังกล่าว ก่อนอื่น จำเป็นต้องประเมินความต้องการความร้อนและความเย็นของวัตถุที่ออกแบบ เพื่อศึกษาแหล่งความร้อนที่เป็นไปได้ทั้งหมดภายในอาคารและตัวรับความร้อนในอนาคตทั้งหมด เพื่อกำหนดความร้อนที่เพิ่มขึ้นและการสูญเสียความร้อน แหล่งความร้อนที่เหมาะสมที่สุดสามารถใช้ในระบบวงแหวนได้หากต้องการความร้อนนี้ ความจุรวมของปั๊มความร้อนการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ไม่ควรเกินความจำเป็น ภายใต้เงื่อนไขบางประการ ตัวเลือกที่ทำกำไรได้มากที่สุดอาจเป็นการติดตั้ง HPP โดยใช้ สภาพแวดล้อมภายนอกเป็นแหล่งและรับความร้อน ระบบต้องมีความสมดุลในแง่ของความร้อน แต่ไม่ได้หมายความว่าความจุรวมของแหล่งความร้อนและผู้บริโภคควรเท่ากัน แต่อาจแตกต่างกันได้เนื่องจากอัตราส่วนสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างมากเมื่อสภาพการทำงานของระบบเปลี่ยนแปลง

วิธีจัดการกับอันตรายจากไฟไหม้ของท่ออากาศ

เมื่อเร็ว ๆ นี้จำนวนไฟไหม้และการระเบิดภายในท่อระบายอากาศและระบบปรับอากาศได้เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว แม้ว่าไฟดังกล่าวจะเกิดขึ้นเสมอ แต่การเปลี่ยนแปลงล่าสุดได้นำไปสู่ไฟที่มีขนาดใหญ่กว่ามากซึ่งเกี่ยวข้องกับผู้คนจำนวนมากขึ้น

การวิเคราะห์ระบบจ่ายความร้อนขั้นสูง

รายงานนี้กล่าวถึงประเด็นที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนระบบทำความร้อนแบบอำเภอเป็นแบบกระจายอำนาจ บวกและ ด้านลบทั้งสองระบบ มีการนำเสนอผลการเปรียบเทียบระบบเหล่านี้

แผนผังของการติดตั้งปั๊มความร้อน (a และรูปภาพในไดอะแกรม T-s ของวงจรย้อนกลับได้ (b.

สามารถใช้หน่วยปั๊มความร้อนได้สำเร็จและมีประสิทธิภาพในการติดตั้งระบบทำความร้อนร่วมในฤดูหนาวและเครื่องปรับอากาศในฤดูร้อน ในการติดตั้งเพื่อผลิตความเย็นและความร้อนร่วมกัน ในโรงงานกลั่นน้ำทะเลและกลั่นระเหย ที่โรงไฟฟ้าพลังน้ำเพื่อใช้ความร้อนของอากาศและไฮโดรเจนทำให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเย็นลง ที่โรงกลั่นน้ำมันและโรงงานปิโตรเคมีเมื่อใช้ความร้อนของผลิตภัณฑ์น้ำมันร้อนและน้ำร้อน (t 60 H - 120 C) เพื่อผลิตไอน้ำที่มีแรงดัน 10 กก. / ชม. และน้ำร้อนที่อุณหภูมิ 130 - 150 องศาเซลเซียส

โรงงานปั๊มความร้อนซึ่งใช้ให้ความร้อนแก่ห้องสปาในฤดูหนาว ใช้น้ำทะเลเป็นแหล่งความร้อน จะเปลี่ยนไปยังไง พลังงานความร้อนการติดตั้งหากทำงานตามวงจร Carnot แบบย้อนกลับภายในที่อุณหภูมิต่างกันในเครื่องระเหยและคอนเดนเซอร์ ค่าสัมประสิทธิ์การทำความร้อนจะเปลี่ยนไปอย่างไรหากการย้อนกลับไม่ได้ภายนอกถูกขจัดออกไปในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนของโรงงานที่ทำงานบนวงจรการ์โนต์แบบย้อนกลับ

เป็นการเหมาะสมที่สุดที่จะใช้การติดตั้งปั๊มความร้อนเพื่อให้ตรงกับภาระความร้อนคงที่ในที่ที่มีแหล่งความร้อนระดับต่ำคงที่และด้วยความร้อนที่เพิ่มขึ้นค่อนข้างน้อย กล่าวคือ ด้วยค่าขนาดเล็ก & TTS-Ta หรืออัตราส่วน TS / TB ที่ใกล้เคียงกัน เงื่อนไขดังกล่าวมักจะเกิดขึ้นเมื่อพอใจด้วยความช่วยเหลือของการติดตั้งปั๊มความร้อนโหลดความร้อนอุตสาหกรรมที่ค่อนข้างคงที่ที่มีศักยภาพต่ำหรือโหลดน้ำร้อนในที่ที่มีของเสียความร้อนอุตสาหกรรมเกรดต่ำที่มีอุณหภูมิ 20 - 40 ° C ขึ้นไป ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ การติดตั้งปั๊มความร้อน ทั้งในแง่ของตัวบ่งชี้พลังงาน (การสิ้นเปลืองเชื้อเพลิง) และต้นทุนที่ลดลง ค่อนข้างสามารถแข่งขันกับการติดตั้งหม้อไอน้ำที่ประหยัดได้สูง

โรงงานปั๊มความร้อน (Heat pump plant) ประกอบด้วยปั๊มความร้อน การติดตั้งสำหรับการเลือกความร้อนจากแหล่งกำเนิดและอุปกรณ์อื่นๆ

การติดตั้งปั๊มความร้อนโดยทั่วไปมีต้นทุนเริ่มต้นที่สูงกว่าการให้ความร้อนแบบบอยเลอร์

เป็นการเหมาะสมที่สุดที่จะใช้การติดตั้งปั๊มความร้อนเพื่อให้ตรงกับภาระความร้อนคงที่ในที่ที่มีแหล่งความร้อนระดับต่ำคงที่และด้วยความร้อนที่เพิ่มขึ้นค่อนข้างน้อย กล่าวคือ ด้วยค่าขนาดเล็ก & TTV-Ts หรือมีอัตราส่วน TB / TV ใกล้เคียงกัน เงื่อนไขดังกล่าวมักจะเกิดขึ้นเมื่อพอใจด้วยความช่วยเหลือของการติดตั้งปั๊มความร้อนโหลดความร้อนอุตสาหกรรมที่ค่อนข้างคงที่ที่มีศักยภาพต่ำหรือโหลดน้ำร้อนในที่ที่มีของเสียความร้อนอุตสาหกรรมเกรดต่ำที่มีอุณหภูมิ 20 - 40 ° C ขึ้นไป ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ การติดตั้งปั๊มความร้อน ทั้งในแง่ของตัวบ่งชี้พลังงาน (การสิ้นเปลืองเชื้อเพลิง) และต้นทุนที่ลดลง ค่อนข้างสามารถแข่งขันกับการติดตั้งหม้อไอน้ำที่ประหยัดได้สูง

บางครั้งใช้หน่วยปั๊มความร้อนแบบสองขั้นตอนในระบบจ่ายความร้อนที่ครอบคลุมภาระการทำความร้อน

เป็นครั้งแรกที่มีการใช้โรงงานปั๊มความร้อนแบบอัดไอแอมโมเนียเพื่อให้ความร้อนในพื้นที่ในปี 1930 ตั้งแต่นั้นมา มีการสร้างปั๊มความร้อนจำนวนมากขึ้น มีเหตุผลที่จะเชื่อว่าในอนาคตการใช้ปั๊มความร้อนจะแพร่หลายมากขึ้น

คุณสมบัติทางกายภาพของสารละลายโซเดียมคลอไรด์ในน้ำ| คุณสมบัติทางกายภาพของสารละลายแคลเซียมคลอไรด์ในน้ำ| คุณสมบัติทางกายภาพของสารละลายโพรพิลีนไกลคอล

การให้ความร้อนแก่บ้านด้วยปั๊มความร้อนจะช่วยคุณประหยัดแรงงานทาส การเลือกระบบทำความร้อนนี้ จะเป็นการบอกลาทั้งระบบสาธารณูปโภคที่คาดเดาไม่ได้และพนักงานแก๊สที่โลภมาก นั่นคือระบอบอุณหภูมิในที่อยู่อาศัยจะถูกกำหนดโดยคุณ และไม่มีใครอื่น

เห็นด้วย: ความจริงข้อนี้เท่านั้นที่ทำให้การซื้อปั๊มความร้อนเพื่อให้ความร้อนในบ้านมีกำไรมาก ใช่มันไม่ถูก แต่เมื่อเวลาผ่านไป ค่าใช้จ่ายทั้งหมดจะถูกชำระ และค่าธรรมเนียมสำหรับ "ส่วนกลาง" หรือก๊าซสำหรับหม้อไอน้ำแบบอัตโนมัติจะเพิ่มขึ้นเท่านั้น แต่คุณสามารถสร้างปั๊มความร้อนด้วยมือของคุณเอง!

และในบทความนี้เราจะแนะนำคุณเกี่ยวกับปั๊มความร้อนประเภทหลัก เราหวังว่าข้อมูลนี้จะช่วยคุณเลือก (หรือสร้าง) โรงไฟฟ้าที่ดีที่สุดเพื่อให้ความร้อนแก่บ้านของคุณ

ประการแรก ปั๊มดังกล่าวประหยัดและมีประสิทธิภาพมาก คุณ "ลงทุน" 0.2-0.3 กิโลวัตต์ของไฟฟ้าที่ใช้จ่ายพลังงานให้กับคอมเพรสเซอร์และรับพลังงานความร้อน 1 กิโลวัตต์ กล่าวคือ โดยไม่ต้องคำนึงถึงพลังงานของอากาศ น้ำ หรือดิน ประสิทธิภาพของปั๊มความร้อนนั้นยอดเยี่ยมมาก 300-500 เปอร์เซ็นต์

ประการที่สอง ปั๊มดังกล่าวทำงานโดยแท้จริงแล้วเป็นแหล่งพลังงานที่อิสระและเป็นนิรันดร์ ไม่ว่าจะเป็นอากาศ น้ำ หรือดิน นอกจากนี้ "แหล่งที่มา" นี้มีอยู่ทั่วไปทุกหนทุกแห่ง นั่นคือการทำความร้อนบ้านในชนบทด้วยปั๊มความร้อนสามารถทำได้ทุกที่ แม้แต่ที่เส้นศูนย์สูตร แม้จะอยู่เหนือเส้นอาร์กติกเซอร์เคิล จริงอยู่เพื่อที่จะได้ใกล้ชิดกับ "แหล่งที่มา" คุณต้องใช้คอมเพรสเซอร์ที่ใช้พลังงานมาก แต่เนื่องจากไม่สมจริง ประสิทธิภาพสูงค่าใช้จ่ายด้านพลังงานทั้งหมดจ่ายออกห้าเท่า!

ประการที่สาม ปั๊มความร้อนเป็นปัจเจกบุคคลเสมอ นั่นคือคุณไม่ต้องจ่ายค่าพลังงานส่วนเกิน อุปกรณ์ของคุณจะได้รับการกำหนดค่าตามความต้องการและเงื่อนไขการใช้งานที่เฉพาะเจาะจง

ดังนั้นความคิดเห็นของปั๊มความร้อนสำหรับการทำความร้อนที่บ้านจึงเป็นที่นิยมหรือกระตือรือร้นที่สุด

นอกจากนี้ปั๊มไม่เพียงให้ความร้อนเท่านั้น ในฤดูร้อนยังสามารถทำงานเป็นเครื่องปรับอากาศให้ความเย็นบ้านได้อย่างมีประสิทธิภาพเช่นเดียวกัน

เห็นด้วย: ข้อดีทั้งหมดที่กล่าวถึงข้างต้นของปั๊มความร้อนดูค่อนข้างยอดเยี่ยม โดยเฉพาะประสิทธิภาพในระดับ 300-500 เปอร์เซ็นต์ อย่างไรก็ตาม ข้อดีทั้งหมดของหน่วยระบายความร้อนไม่ใช่นิยาย แต่เป็นเรื่องจริงที่คุกคามบริษัทด้านพลังงาน

เคล็ดลับของประสิทธิภาพดังกล่าวอยู่ในหลักการดั้งเดิมของปั๊ม ซึ่งใน สรุปดังต่อไปนี้ สื่อที่หมุนเวียนผ่านท่อจะนำความร้อนจากแหล่งที่มีศักยภาพต่ำ (อากาศ ดิน หิน น้ำ) และทิ้งลงในจุดที่ผู้บริโภคเลือก

นั่นคือ เรามีตู้เย็นแบบ "คว่ำ" อยู่ตรงหน้า ซึ่งใช้ความร้อนจากแหล่งที่อาจเป็นไปได้ด้วยความช่วยเหลือของเครื่องระเหยและให้พลังงานแก่ผู้บริโภคผ่านคอนเดนเซอร์

ยิ่งกว่านั้น ทั้งปั๊มความร้อนและตู้เย็นทำงานโดยใช้สารทำความเย็น ซึ่งเป็นสารที่มีจุดเดือดต่ำมาก ซึ่งถูกปั๊มผ่านท่อโดยใช้คอมเพรสเซอร์พิเศษ

โครงร่างโดยละเอียดของงาน

เป็นผลให้เมื่อตรวจสอบอย่างใกล้ชิดโครงร่างการทำงานของหน่วยความร้อนมีดังนี้:

• ที่ระดับความลึก 5-6 เมตรในพื้นดินมีการติดตั้งท่อส่งน้ำแบบวงกลมพร้อมสารหล่อเย็นซึ่งมีการสร้างหม้อน้ำพิเศษ - เครื่องระเหย ยิ่งไปกว่านั้น ความลึกนี้ไม่ได้ถูกเลือกโดยบังเอิญ - เมื่อถึงจุดนี้ อุณหภูมิจะสูงกว่าศูนย์ตลอดเวลาของปี
• เครื่องระเหยเชื่อมต่อกับท่อที่สองที่เต็มไปด้วยสารทำความเย็น ภายใต้แรงดันสูง สารทำความเย็นจะเดือดแม้ที่อุณหภูมิหนึ่งองศาเซลเซียส นอกจากนี้ กระบวนการระเหยดังที่ทราบจากหลักสูตรฟิสิกส์ของโรงเรียนนั้น ยังมาพร้อมกับการดูดซับพลังงานจากสารหล่อเย็นที่หมุนเวียนอยู่ในดิน
• ไอของสารทำความเย็นถูกปั๊มออกจากท่อโดยคอมเพรสเซอร์ ซึ่งไม่เพียงแต่ส่งผ่านสื่อนี้ผ่านส่วนควบ แต่ยังสร้างแรงดันมากยิ่งขึ้น ซึ่งกระตุ้นให้เกิดความร้อนเพิ่มขึ้นของสารทำความเย็น
• ถัดไป ไอของสารทำความเย็นที่ร้อนจัดจะถูกสูบ (โดยคอมเพรสเซอร์เดียวกัน) เข้าไปในคอนเดนเซอร์ โดยที่การเปลี่ยนแปลงของสถานะรวมของสารจะเกิดขึ้น (ไอระเหยกลายเป็นของเหลว) และพื้นฐานเดียวกันทั้งหมดของอุณหพลศาสตร์ยืนยันว่าเมื่อตัวกลางที่เป็นก๊าซควบแน่น พลังงานจะถูกปลดปล่อยออกมา
• ความร้อนที่ปล่อยออกมาในคอนเดนเซอร์ถูกดูดกลืนโดยท่อที่สาม - ระบบทำความร้อนของที่อยู่อาศัย นั่นคือคอนเดนเซอร์ทำหน้าที่เป็นหม้อต้มก๊าซหรือไฟฟ้า สารทำความเย็นที่กลับสู่สถานะของเหลวจะกลับสู่เครื่องระเหยโดยผ่านคันเร่งควบคุม

ปั๊มความร้อนสำหรับทำความร้อนในบ้าน: พันธุ์ทั่วไป

วิธีที่สะดวกที่สุดในการจำแนกปั๊มความร้อนเกี่ยวข้องกับการแยกหน่วยดังกล่าวตามประเภทของสื่อที่วางวงจรหลัก โดยให้ความร้อนแก่เครื่องระเหย

และตามวิธีการจำแนกประเภทนี้ ปั๊มความร้อนจะแบ่งออกเป็นประเภทต่างๆ ดังต่อไปนี้:

• หน่วยความร้อนใต้พิภพ (ดิน-น้ำ)
• ปั๊มไฮโดรเทอร์มอล (น้ำสู่น้ำ)
• การติดตั้งอากาศถ่ายเท (อากาศ-น้ำ)

นอกจากนี้ ปั๊มความร้อนทุกประเภทยังทำงานบนหลักการทำงานทั่วไป แต่สภาพแวดล้อมของ "ที่อยู่อาศัย" ของวงจรหลักจะทิ้งร่องรอยไว้ทั้งการทำงานและการจัดเรียงของตัวเครื่อง ดังนั้นในข้อความต่อไปเราจะพิจารณาความแตกต่างของการจัดเรียงปั๊มความร้อนแต่ละประเภท

การติดตั้งจากพื้นดินสู่น้ำ

ปั๊มความร้อนจากพื้นดินสู่น้ำ

วงจรหลักของปั๊มความร้อนใต้พิภพฝังอยู่ในพื้นดินสูงถึง 5-6 เมตร นอกจากนี้ การติดตั้งดังกล่าวยังได้รับการฝึกฝนเมื่อจัดระบบด้วยเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแนวนอน และในกรณีของการติดตั้งวงจรปฐมภูมิในแนวตั้งนั้น บ่อพิเศษจะมีการฝึกความลึก 150 เมตรด้วย

ในเวลาเดียวกันปริมาณงานขั้นต่ำเป็นเรื่องปกติสำหรับการจัดวางแนวตั้งของวงจรหลัก เนื่องจากการวางในแนวนอนจำเป็นต้องกระจายท่อแลกเปลี่ยนความร้อนไปยังพื้นที่ที่มีขนาดใหญ่เกินไป (50 ตารางเมตรสำหรับพลังงานเอาต์พุตทุกๆ 1,000 วัตต์ของปั๊มความร้อน)

ในฐานะที่เป็นสารหล่อเย็น ปั๊มความร้อนใต้พิภพใช้สารละลายน้ำเกลือที่ไม่เป็นอันตรายอย่างสมบูรณ์ซึ่งไม่แข็งตัวแม้ในอุณหภูมิต่ำ

ปั๊มน้ำต่อน้ำ

วงจรหลักของปั๊มไฮโดรเทอร์มอลสามารถติดตั้งได้ในแหล่งน้ำธรรมชาติหรือแหล่งน้ำเทียม บ่อน้ำธรรมดาหรือท่อระบายน้ำ แม่น้ำ หรือคลองที่มนุษย์สร้างขึ้น

ปั๊มความร้อน "น้ำ-น้ำ"

นอกจากนี้เครื่องระเหยและท่อที่มีสารหล่อเย็นจะถูกแช่ในน้ำอย่างน้อย 1.5-2 เมตร ท้ายที่สุดแล้ว ชั้นพื้นผิวสามารถแข็งตัวได้ ซึ่งสร้างความเสียหายทั้งการทำงานและความสมบูรณ์ขององค์ประกอบปั๊มความร้อน

พูดง่ายๆ ก็คือ สำหรับปั๊มความร้อนใต้พิภพ คุณจะต้องเลือกอ่างเก็บน้ำที่ "ถูกต้อง" แต่การติดตั้งวงจรหลักนั้นค่อนข้างง่าย - ท่อโพลีเมอร์ที่มีน้ำเกลือเดียวกันนั้น "จม" ที่ระดับความลึกที่ต้องการโดยใช้ตุ้มน้ำหนักพิเศษ

และวิธีการวางวงจรปฐมภูมินี้จะเปลี่ยนการจัดวางสถานีสูบน้ำจากน้ำสู่น้ำเป็นการดำเนินการที่ง่ายมากและใช้แรงงานมาก ดังนั้นหากมีอ่างเก็บน้ำที่เหมาะสมอยู่บริเวณใกล้เคียง ทางเลือกที่ดีที่สุดปั๊มความร้อนจะเป็นหน่วยไฮโดรเทอร์มอล

หน่วยอากาศน้ำ

อันที่จริงนี่คือเครื่องปรับอากาศตัวเดียวกัน แต่มีหลายขนาด วงจรหลักที่มีเครื่องระเหยถูกวางไว้ "ในอากาศ" ภายนอกอาคารในอาคารพิเศษ

นอกจากนี้ เพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพของปั๊มในฤดูหนาว ตัวเรือนนี้มักจะถูกรวมเข้ากับท่อไอเสียของระบบระบายอากาศของที่อยู่อาศัย

ข้อดีหลักของระบบนี้คือความง่ายในการติดตั้ง แต่ประสิทธิภาพของปั๊มลมสู่น้ำนั้นน่าสงสัยมาก ในละติจูดของเรา พวกมันไม่สามารถแข่งขันกับการติดตั้งความร้อนใต้พิภพหรือความร้อนใต้พิภพได้

ปั๊มความร้อนทำด้วยตัวเอง: เป็นไปได้ไหม

แน่นอนใช่! นั่นเป็นเพียงประสิทธิภาพของระบบดังกล่าวที่ไม่อาจคาดเดาได้ในทางปฏิบัติ ท้ายที่สุดแล้วหน่วย "โรงงาน" ไม่ได้มีเพียงสามคอมเพรสเซอร์และท่อจำนวนเท่ากันที่สารหล่อเย็นและสารทำความเย็นไหลเวียน หัวใจของปั๊มความร้อนดังกล่าวคือชุดควบคุมซึ่งประสานการทำงานของวงจรที่หนึ่ง สอง และสามของระบบทั้งหมด และแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะสร้างบล็อกควบคุม "ด้วยตัวเอง"

ส่วนทางเทคนิคของปั๊มนั้นใช้งานได้ง่ายมาก:

• สามารถใช้เครื่องปรับอากาศแทนคอมเพรสเซอร์ได้
• วงจรหลักประกอบจาก ท่อโพลีเอทิลีนและเติมน้ำเกลือเข้มข้น
• เครื่องระเหยเป็นถังโลหะสแตนเลส (สามารถถอดออกจากเครื่องซักผ้าเก่าได้) โดยลดสารละลายน้ำเกลือให้ความร้อนกับขดลวดทองแดงวงจรทุติยภูมิที่ติดตั้งอยู่ ส่วนภายในถังนี้.
• คอนเดนเซอร์เป็นถังเดียวกันทุกประการ ทำจากพลาสติกเท่านั้น โดยติดตั้งคอยล์ทองแดงแบบเดียวกันภายใน นอกจากนี้ คอมเพรสเซอร์ยังปั๊มสารทำความเย็นระหว่างคอยล์ล่างและบน
• วงจรที่สาม - ระบบทำความร้อน - เชื่อมต่อกับตัวเก็บประจุโพลีเมอร์

อย่างที่คุณเห็น ทุกอย่างง่ายมาก นั่นเป็นเพียงประสิทธิภาพของระบบดังกล่าวที่มากเกินไปและไม่เพียงพออย่างชัดเจน

แหล่งความร้อนในรัสเซียซึ่งมีฤดูหนาวที่ยาวนานและค่อนข้างรุนแรง ต้องใช้ต้นทุนเชื้อเพลิงที่สูงมาก ซึ่งสูงกว่าค่าไฟฟ้าเกือบ 2 เท่า ข้อเสียเปรียบหลักของแหล่งความร้อนแบบดั้งเดิมคือพลังงานต่ำประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจและสิ่งแวดล้อม นอกจากนี้ อัตราค่าขนส่งที่สูงสำหรับการส่งมอบผู้ให้บริการด้านพลังงานยังทวีความรุนแรงขึ้นอีกด้วย ปัจจัยลบมีอยู่ในแหล่งจ่ายความร้อนแบบดั้งเดิม

เกณฑ์มาตรฐานที่บ่งชี้อย่างมากสำหรับการประเมินความเป็นไปได้ของการใช้การติดตั้งปั๊มความร้อนในรัสเซียคือประสบการณ์จากต่างประเทศ มันแตกต่างกันใน ประเทศต่างๆและขึ้นอยู่กับลักษณะภูมิอากาศและภูมิศาสตร์ ระดับการพัฒนาเศรษฐกิจ ความสมดุลของเชื้อเพลิงและพลังงาน อัตราส่วนราคาเชื้อเพลิงและไฟฟ้าประเภทหลัก ระบบทำความร้อนและไฟฟ้าที่ใช้ตามประเพณี ฯลฯ ภายใต้เงื่อนไขที่คล้ายคลึงกัน เมื่อพิจารณาถึงสภาพเศรษฐกิจของรัสเซียแล้ว ประสบการณ์จากต่างประเทศควรได้รับการพิจารณาว่าเป็นแนวทางการพัฒนาที่แท้จริงในมุมมอง

คุณลักษณะของการจ่ายความร้อนในรัสเซียซึ่งแตกต่างจากประเทศส่วนใหญ่ของโลกคือการกระจายระบบทำความร้อนแบบอำเภออย่างแพร่หลายในเมืองใหญ่

แม้ว่าในช่วงสองสามทศวรรษที่ผ่านมา การผลิตปั๊มความร้อนได้เพิ่มขึ้นอย่างมากทั่วโลก แต่ในประเทศของเรา HPP ยังไม่พบการใช้งานที่กว้างขวาง มีเหตุผลหลายประการที่นี่:

ประเพณีเน้นไปที่การให้ความร้อนในเขต;

อัตราส่วนที่ไม่เอื้ออำนวยระหว่างค่าไฟฟ้าและเชื้อเพลิง

ตามกฎแล้วการผลิต HP จะดำเนินการบนพื้นฐานของเครื่องทำความเย็นที่ใกล้ที่สุดในแง่ของพารามิเตอร์ซึ่งไม่ได้นำไปสู่คุณสมบัติที่ดีที่สุดของ HP เสมอไป

ในอดีตที่ผ่านมา มีทางยาวไกลจากการออกแบบ HP ไปจนถึงการว่าจ้าง

ในประเทศของเรา ปัญหาการออกแบบของ HP ได้รับการจัดการมาตั้งแต่ปี 1926/27/ ตั้งแต่ปี 1976 HP ได้ทำงานในอุตสาหกรรมที่โรงงานผลิตชา (Samtredia, Georgia) /13/ ที่ Podolsk Chemical and Metallurgical Plant (PCMZ) ตั้งแต่ปี 1987 /24/ ที่โรงงานผลิตนม Sagarejo (จอร์เจีย) ใน ฟาร์มโคนมในภูมิภาคมอสโก "Gorki-2" ตั้งแต่ปี 2506

นอกจากอุตสาหกรรมแล้ว HP ยังใช้ในศูนย์การค้า (Sukhumi) สำหรับการจ่ายความร้อนและความเย็น ในอาคารที่อยู่อาศัย (Bukuria, มอลโดวา) ในหอพัก Druzhba (ยัลตา) โรงพยาบาลภูมิอากาศ (Gagra) และ Pitsunda รีสอร์ท

ย้อนกลับไปในทศวรรษที่ 70 การนำความร้อนกลับคืนอย่างมีประสิทธิภาพด้วยความช่วยเหลือของการติดตั้งปั๊มความร้อนได้ดำเนินการที่สถานีพลังงานความร้อนใต้พิภพ Pauzhetskaya ใน Kamchatka TNU ประสบความสำเร็จในการใช้ระบบทดลองการจ่ายความร้อนใต้พิภพสำหรับเขตที่อยู่อาศัยและโรงงานเรือนกระจก Sredne-Parutinsky ใน Kamchatka ในกรณีเหล่านี้ แหล่งความร้อนใต้พิภพ /12/ ถูกใช้เป็นแหล่งพลังงานศักยภาพต่ำ

การใช้และโดยเฉพาะอย่างยิ่งการผลิตปั๊มความร้อนในประเทศของเรากำลังพัฒนาล่าช้ามาก ผู้บุกเบิกด้านการสร้างและการใช้งานปั๊มความร้อนในอดีตสหภาพโซเวียตคือ VNIIholodmash ในปี 2529-2532 VNIIkholodmash ได้พัฒนาปั๊มความร้อนอัดไอจำนวนหนึ่งที่มีเอาต์พุตความร้อนตั้งแต่ 17 กิโลวัตต์เป็น 11.5 เมกะวัตต์ในขนาดน้ำต่อน้ำสิบสองขนาด นอกจากนี้ น้ำทะเลยังเป็นแหล่งความร้อนอุณหภูมิต่ำสำหรับปั๊มความร้อนด้วยปั๊มความร้อน "น้ำ-อากาศ" 300 - 1,000 กิโลวัตต์สำหรับ 45 และ 65 กิโลวัตต์ ปั๊มความร้อนส่วนใหญ่ในซีรีส์นี้ผ่านขั้นตอนการผลิตและทดสอบแล้ว ซึ่งเป็นเครื่องต้นแบบที่โรงงานวิศวกรรมทำความเย็น 5 แห่ง ขนาดมาตรฐานสี่ขนาดคือปั๊มความร้อนที่ผลิตเป็นจำนวนมากโดยให้ความร้อนที่ส่งออก 14; หนึ่งร้อย; 300; 8500 กิโลวัตต์ วางจำหน่ายทั้งหมดจนถึงปี 1992 มี 3,000 หน่วย พลังงานความร้อนของกลุ่มปฏิบัติการของปั๊มความร้อนเหล่านี้อยู่ที่ประมาณ 40 MW /16, 17/

ในช่วงเวลานี้ มีการพัฒนาปั๊มความร้อนพื้นฐานใหม่จำนวนหนึ่ง เช่น การดูดซับ การสลายการสลาย การอัด การทำงานกับบิวเทนและน้ำในฐานะสารทำงาน เป็นต้น

ในอนาคตความต้องการปั๊มความร้อนลดลง เครื่องจักรที่เชี่ยวชาญจำนวนมากและการพัฒนาใหม่ ๆ ไม่มีการอ้างสิทธิ์

อย่างไรก็ตาม ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา รูปภาพเริ่มเปลี่ยนไป มีแรงจูงใจทางเศรษฐกิจที่แท้จริงสำหรับการอนุรักษ์พลังงาน เนื่องจากการเพิ่มขึ้นของราคาพลังงาน ตลอดจนการเปลี่ยนแปลงอัตราภาษีไฟฟ้าและเชื้อเพลิงประเภทต่างๆ ในหลายกรณี ข้อกำหนดเกี่ยวกับความสะอาดของสิ่งแวดล้อมของระบบจ่ายความร้อนมีความสำคัญ โดยเฉพาะสิ่งนี้ใช้กับชนชั้นสูง บ้านเดี่ยว. บริษัทเฉพาะทางแห่งใหม่ปรากฏในมอสโก, โนโวซีบีร์สค์, นิจนีย์ นอฟโกรอด และเมืองอื่น ๆ ออกแบบการติดตั้งปั๊มความร้อนและผลิตเฉพาะปั๊มความร้อน ด้วยความพยายามของบริษัทเหล่านี้ กองปั๊มความร้อนที่มีความจุความร้อนรวมประมาณ 50 เมกะวัตต์ได้เริ่มดำเนินการแล้วในขณะนี้

ในระบบเศรษฐกิจการตลาดที่แท้จริงในรัสเซีย ปั๊มความร้อนมีโอกาสที่จะขยายตัวได้อีก และการผลิตปั๊มความร้อนสามารถเทียบได้กับการผลิตเครื่องทำความเย็นในคลาสที่เกี่ยวข้องกัน โอกาสนี้สามารถประเมินได้เมื่อพิจารณาถึงเงื่อนไขของความร้อนและการจ่ายพลังงานในพื้นที่หลักของการติดตั้งปั๊มความร้อน: ที่อยู่อาศัยและส่วนชุมชน, สถานประกอบการอุตสาหกรรม, รีสอร์ทเพื่อสุขภาพและ สปอร์ตคอมเพล็กซ์ในการผลิตทางการเกษตร

ในภาคที่อยู่อาศัยและส่วนรวม การติดตั้งปั๊มความร้อนถูกใช้อย่างแพร่หลายที่สุดในโลกและการปฏิบัติของรัสเซีย ส่วนใหญ่สำหรับการทำความร้อนและการจ่ายน้ำร้อน (DHW) ทิศทางหลัก:

การจ่ายความร้อนอัตโนมัติจากการติดตั้งปั๊มความร้อน

การใช้การติดตั้งปั๊มความร้อนกับระบบทำความร้อนแบบกระจายศูนย์ที่มีอยู่แล้ว

สำหรับการจ่ายความร้อนอัตโนมัติของอาคารแต่ละหลัง พื้นที่ในเมือง การตั้งถิ่นฐาน ส่วนใหญ่เป็นปั๊มความร้อนแบบอัดไอที่มีพลังงานความร้อน 10–30 กิโลวัตต์ ใช้ในหน่วยอุปกรณ์ของอาคารที่แยกจากกัน และเขตและการตั้งถิ่นฐานสูงสุด 5 เมกะวัตต์

ขณะนี้โปรแกรม "การพัฒนาพลังงานที่ไม่ใช่แบบดั้งเดิมในรัสเซีย" กำลังดำเนินการอยู่ ประกอบด้วยส่วนการพัฒนาการติดตั้งปั๊มความร้อน การคาดการณ์การพัฒนาขึ้นอยู่กับการประมาณการของผู้ผลิตปั๊มความร้อน เช่นเดียวกับผู้ใช้ในภูมิภาคต่างๆ ของประเทศ ความต้องการของกำลังการผลิตที่แตกต่างกัน และความเป็นไปได้ของการผลิต โครงการขนาดใหญ่ประมาณ 30 โครงการส่วนใหญ่คาดการณ์ถึงการใช้ปั๊มความร้อนสำหรับส่วนที่อยู่อาศัยและส่วนรวม รวมถึงในระบบทำความร้อนแบบอำเภอ

งานจำนวนหนึ่งดำเนินการภายใต้กรอบของโครงการระดับภูมิภาคเพื่อการประหยัดพลังงานและการเปลี่ยนระบบจ่ายความร้อนแบบดั้งเดิมด้วยหน่วยปั๊มความร้อน: ภูมิภาคโนโวซีบีร์สค์, ภูมิภาคนิจนีนอฟโกรอด, โนริลสค์, เนรุงรี, ยาคุเทีย, ดิฟโนกอร์ส, ภูมิภาคครัสโนยาสค์. ความจุความร้อนที่ป้อนเข้าโดยเฉลี่ยต่อปีจะอยู่ที่ประมาณ 100 เมกะวัตต์

ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ การสร้างความร้อนโดยปั๊มความร้อนที่ทำงานอยู่ทั้งหมดในปี 2548 มีจำนวน 2.2 ล้าน Gcal และทดแทนเชื้อเพลิงอินทรีย์ - เชื้อเพลิงอ้างอิง 160,000 ตัน ซึ่งเป็นปริมาณความร้อนที่ส่งออกรวม 300 MW ต่อปี ดังนั้นจึงมีการวางแผนความก้าวหน้าในการกระจายการติดตั้งปั๊มความร้อนในรัสเซีย

สำหรับปั๊มความร้อนที่มีเอาต์พุตความร้อนขนาดใหญ่ตั้งแต่ 500 กิโลวัตต์ถึง 40 เมกะวัตต์ หลังจากปี 2548 ปริมาณความร้อนที่ป้อนเข้าโดยเฉลี่ยต่อปีอยู่ที่ 280 เมกะวัตต์ และหลังจากปี พ.ศ. 2553 - สูงสุด 800 เมกะวัตต์ เนื่องจากในช่วงเวลานี้มีการวางแผนที่จะใช้ปั๊มความร้อนอย่างกว้างขวางในระบบทำความร้อนแบบแยกส่วน

ในการผลิตทางการเกษตร การใช้งานหลักของปั๊มความร้อนคือการแปรรูปนมและการจ่ายความร้อนไปยังแผงลอยหลัก

ในฟาร์มโคนม ค่าใช้จ่ายด้านพลังงานที่มีนัยสำคัญมากถึง 50% ตกอยู่ที่การขับเคลื่อนของคอมเพรสเซอร์ของเครื่องทำความเย็นที่ออกแบบมาเพื่อให้นมที่รีดนมสดเย็นและทำให้น้ำร้อนสำหรับความต้องการด้านสุขอนามัยและเทคโนโลยี ความต้องการความร้อนและความเย็นรวมกันนี้ทำให้เกิด เงื่อนไขที่เอื้ออำนวยสำหรับการใช้งานปั๊มความร้อน ความร้อนจำนวนมากจะถูกลบออกด้วยอากาศถ่ายเทของแผงลอย ซึ่งสามารถใช้เป็นแหล่งพลังงานต่ำสำหรับปั๊มความร้อนขนาดเล็กได้สำเร็จ ในฟาร์มปศุสัตว์ หน่วยปั๊มความร้อนจะติดตั้งเครื่องปรับอากาศในห้องคอกสัตว์พร้อมๆ กัน และการจ่ายความร้อนไปยังโรงงานผลิต

การใช้ระบบจ่ายความร้อนแบบกระจายศูนย์ตามการติดตั้งปั๊มความร้อนในพื้นที่ที่ไม่มีเครือข่ายความร้อนหรือในพื้นที่ที่อยู่อาศัยใหม่ ทำให้สามารถหลีกเลี่ยงข้อเสียมากมายในด้านเทคโนโลยี เศรษฐกิจ และสิ่งแวดล้อมของระบบทำความร้อนแบบเขต การแข่งขันกับพวกเขาในแง่ของพารามิเตอร์ทางเศรษฐกิจสามารถเป็นโรงต้มน้ำแบบอำเภอที่ใช้ก๊าซเท่านั้น

ขณะนี้มีการติดตั้งดังกล่าวเป็นจำนวนมาก และในอนาคตความต้องการพวกเขาจะเติบโตอย่างรวดเร็ว

การประหยัด การเปลี่ยน เชื้อเพลิงอินทรีย์ด้วยความช่วยเหลือของปั๊มความร้อนเกิดขึ้นเนื่องจากการมีส่วนร่วมที่เป็นประโยชน์ของการปล่อยความร้อนเกรดต่ำที่ CHP สามารถทำได้สองวิธี:

การใช้ความเย็นโดยตรง น้ำเทคนิค CHP เป็นแหล่งความร้อนเกรดต่ำสำหรับปั๊มความร้อน

ใช้เป็นแหล่งความร้อนคุณภาพต่ำสำหรับปั๊มความร้อนของน้ำในเครือข่ายที่ส่งคืนกลับสู่ CHPP อุณหภูมิจะลดลงถึง 20 - 25 °C

วิธีแรกจะดำเนินการเมื่อปั๊มความร้อนอยู่ใกล้กับ CHP วิธีที่สอง - เมื่อใช้ใกล้กับผู้ใช้ความร้อน ในทั้งสองกรณี ระดับอุณหภูมิของแหล่งกำเนิดความร้อนที่มีศักยภาพต่ำจะค่อนข้างสูง ซึ่งสร้างข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการทำงานของปั๊มความร้อนที่มีปัจจัยการแปลงสูง

การใช้ปั๊มความร้อนในระบบทำความร้อนแบบอำเภอสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพทางเทคนิคและเศรษฐกิจของระบบพลังงานในเมืองได้อย่างมาก โดยให้:

พลังงานความร้อนที่เพิ่มขึ้นตามปริมาณความร้อนที่ใช้ไปก่อนหน้านี้ที่ปล่อยเข้าสู่ระบบระบายความร้อนด้วยน้ำในกระบวนการผลิต

ลดการสูญเสียความร้อนระหว่างการขนส่งน้ำโครงข่ายในท่อหลัก

เพิ่มภาระการให้ความร้อน 15 - 20% โดยใช้น้ำในเครือข่ายหลักเท่ากันและลดการขาดน้ำในเครือข่ายที่สถานีทำความร้อนกลางใน microdistricts ที่ห่างไกลจาก CHPP

รูปร่าง แหล่งสำรองเพื่อครอบคลุมภาระความร้อนสูงสุด

ในการทำงานในระบบทำความร้อนแบบอำเภอ ต้องใช้ปั๊มความร้อนขนาดใหญ่ที่มีกำลังความร้อนหลายเมกะวัตต์สำหรับการติดตั้งในสถานีไฟฟ้าย่อยที่ให้ความร้อนและสูงถึงหลายสิบเมกะวัตต์เพื่อใช้ในโรงไฟฟ้าพลังความร้อน

ที่สถานประกอบการอุตสาหกรรม การติดตั้งปั๊มความร้อนจะใช้ความร้อนของระบบหมุนเวียนน้ำ ความร้อนจากการระบายอากาศ และความร้อนของน้ำเสีย

ด้วยความช่วยเหลือของ HPP คุณสามารถถ่ายโอนความร้อนเหลือทิ้งส่วนใหญ่ไปยังเครือข่ายทำความร้อนได้ประมาณ 50 - 60% โดยที่:

ไม่จำเป็นต้องใช้เชื้อเพลิงเพิ่มเติมเพื่อผลิตความร้อนนี้

จะดีขึ้น สถานการณ์ทางนิเวศวิทยา;

โดยลดอุณหภูมิลง น้ำหมุนเวียนสูญญากาศในคอนเดนเซอร์กังหันจะได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญและการส่งออกไฟฟ้าจากกังหันจะเพิ่มขึ้น

การสูญเสียน้ำหมุนเวียนและค่าใช้จ่ายในการสูบน้ำจะลดลง

จนกระทั่งเมื่อไม่นานนี้ เชื่อกันว่าการใช้การติดตั้งปั๊มความร้อนในองค์กรที่จัดหาความร้อนจาก CHPP นั้นไม่ประหยัดอย่างเห็นได้ชัด ขณะนี้กำลังแก้ไขประมาณการเหล่านี้ ประการแรกพวกเขาคำนึงถึงความเป็นไปได้ของการใช้เทคโนโลยีที่กล่าวถึงข้างต้นในภาคที่อยู่อาศัยและชุมชนที่มีระบบทำความร้อนในเขต ประการที่สอง อัตราส่วนราคาจริงสำหรับไฟฟ้า ความร้อนจาก CHPP และเชื้อเพลิงกำลังบังคับให้บางองค์กรเปลี่ยนไปใช้เครื่องกำเนิดความร้อนและแม้แต่ไฟฟ้าของตนเอง ด้วยวิธีนี้ การติดตั้งปั๊มความร้อนจะมีประสิทธิภาพสูงสุด ประหยัดเชื้อเพลิงได้มากโดยเฉพาะอย่างยิ่ง "mini-CHP" โดยอิงจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลที่ทำงานบน ก๊าซธรรมชาติซึ่งขับเคลื่อนคอมเพรสเซอร์ปั๊มความร้อนพร้อมกัน ในเวลาเดียวกันการติดตั้งระบบระบายความร้อนจะให้ความร้อนและการจ่ายน้ำร้อนแก่องค์กร

นอกจากนี้ยังมีแนวโน้มสำหรับองค์กรที่จะใช้หน่วยปั๊มความร้อนร่วมกับการใช้ความร้อนจากการปล่อยระบายอากาศ เครื่องทำความร้อนด้วยอากาศลักษณะของสถานประกอบการอุตสาหกรรมหลายแห่ง การติดตั้งสำหรับการนำความร้อนกลับคืนจากการปล่อยการระบายอากาศทำให้สามารถอุ่นอากาศภายนอกเข้าสู่โรงปฏิบัติงานได้ถึง 8 0 ซ. การเปลี่ยนแปลง

มากมาย ผู้ประกอบการอุตสาหกรรมต้องการความเย็นเทียมในเวลาเดียวกัน ดังนั้นในโรงงานเส้นใยประดิษฐ์ในการประชุมเชิงปฏิบัติการการผลิตหลัก เทคโนโลยีการปรับอากาศจึงถูกนำมาใช้เพื่อรักษาอุณหภูมิและความชื้น ระบบปั๊มความร้อนรวม ปั๊มความร้อน - เครื่องทำความเย็นซึ่งผลิตความร้อนและความเย็นพร้อมกันนั้นประหยัดที่สุด

ปัจจุบัน HPPs ผลิตในรัสเซียตาม คำสั่งซื้อส่วนบุคคลโดยบริษัทต่างๆ ตัวอย่างเช่น ใน Nizhny Novgorod บริษัท Triton ผลิต HP ด้วยความร้อนที่ส่งออกตั้งแต่ 10 ถึง 2,000 กิโลวัตต์พร้อมกำลังคอมเพรสเซอร์ตั้งแต่ 3 ถึง 620 กิโลวัตต์ สารทำงานคือ R-142; ม≈ 3; ค่าใช้จ่ายของ TN จาก 5,000 ถึง 300,000 ดอลลาร์สหรัฐ ระยะเวลาคืนทุน 2 - 3 ปี

ก่อน วันนี้ CJSC Energia ยังคงเป็นผู้ผลิตปั๊มความร้อนอัดไอแบบต่อเนื่องเพียงรายเดียวในประเทศของเรา ปัจจุบัน บริษัทกำลังควบคุมการผลิตหน่วยปั๊มความร้อนระบบดูดกลืน รวมทั้งปั๊มความร้อนเทอร์โบคอมเพรสเซอร์ที่มีความจุหน่วยขนาดใหญ่กว่า 3 เมกะวัตต์

บริษัท "พลังงาน" ได้ผลิตและเปิดตัวเครื่องปั๊มความร้อนความจุต่างๆ ประมาณ 100 หน่วย ทั่วอาณาเขต อดีตสหภาพโซเวียต. หน่วยแรกได้รับการติดตั้งใน Kamchatka

ในรูป 8.1. วัตถุบางอย่างที่ปั๊มความร้อนของ CJSC "Energia" ทำงาน

CJSC Energia ผลิตปั๊มความร้อนที่มีความจุความร้อน 300 ถึง 2500 กิโลวัตต์พร้อมการรับประกันการทำงานตั้งแต่ 35 ถึง 45,000 ชั่วโมง ราคาของปั๊มความร้อนตั้งไว้ที่ 160 - 180 USD สำหรับเอาต์พุตความร้อน 1 กิโลวัตต์ (Q นิ้ว)

นับตั้งแต่ก่อตั้ง CJSC Energia ได้นำหน่วยปั๊มความร้อนที่ใช้งานได้ซึ่งมีความจุหลากหลายใน CIS และประเทศเพื่อนบ้าน โดยรวมแล้ว ตั้งแต่ปี 1990 ถึง 2004 CJSC ENERGIA ได้เปิดตัวปั๊มความร้อน 125 ตัวความจุต่างๆ ที่โรงงาน 63 แห่งในรัสเซียและประเทศเพื่อนบ้าน

ข้าว. 8.1. ติดตั้งปั๊มความร้อนของ CJSC "Energia":

หน่วยปั๊มความร้อนในโรงเรียนหมายเลข 1, Karasuk, ภูมิภาค Novosibirsk และปั๊มความร้อน NT - 1000 ที่ CHPP ในหมู่บ้าน Rechkunovka, Novosibirsk

ด้านล่างนี้เป็นคำอธิบายสั้น ๆ ของวัตถุที่ใหญ่ที่สุดที่นำเสนอโดย CJSC Energia, Novosibirsk, Table 8.1..

ตาราง 8.1. วัตถุบางอย่างที่ปั๊มความร้อนของ CJSC Energia ทำงาน

ชื่อวัตถุ	แหล่งความร้อน	กำลังทั้งหมด, กิโลวัตต์	ประเภทของปั๊มความร้อน	ปีที่เปิดตัว
Tyumen, ปริมาณน้ำ Velizhansky, ความร้อนของหมู่บ้าน	น้ำดื่ม 7-9 °С		2 ปั๊ม NT-3000
Karasuk, ภูมิภาคโนโวซีบีสค์, เครื่องทำความร้อน มัธยม №1	น้ำบาดาล 24 °С		2 ปั๊ม NKT-300
Gornoaltaysk, CSB, เครื่องทำความร้อนในอาคาร	น้ำบาดาล 7 - 9 °C		1 ปั๊ม NKT-300
ป / ครัวเรือน "สงบ", ภูมิภาคอัลไต, ทำความร้อนหมู่บ้าน	น้ำบาดาล 23 °С		3 ปั๊ม NKT-300
ลิทัวเนีย, คอนัส, โรงงานเส้นใยประดิษฐ์, เครื่องทำความร้อนในโรงงาน	การปล่อยเทคโนโลยี - น้ำ 20 °С		2 ปั๊ม NT-3000	1995 1996
มอสโก, Interstroyplast (หน้าต่างของผู้คน), ระบายความร้อนด้วยน้ำสำหรับเครื่องอัดรีด	แปรรูปน้ำ 16 °С		1 ปั๊ม NT-500
คาซัคสถาน, Ust-Kamenogorsk, Kazzinc JSC, การให้ความร้อนน้ำป้อนก่อนการบำบัดน้ำเคมีจาก 8 ถึง 40 °С	น้ำในกระบวนการรีไซเคิล (การเปลี่ยนคูลลิ่งทาวเวอร์)		1 ปั๊ม NT-3000
ครัสโนยาสค์, ศูนย์วิทยาศาสตร์มอสโก, ความร้อนของสถาบันนิเวศวิทยา	Yenisei - น้ำในฤดูหนาวประมาณ 2 ° C		1 ปั๊ม NT-500
Yelizovo, ภูมิภาค Kamchatka, ปริมาณน้ำ, เครื่องทำความร้อนในอาคาร	น้ำดื่ม 2 - 9 °C		1 ปั๊ม NKT-300

ในภูมิภาค Nizhny Novgorod การพัฒนาและการผลิต HP ด้วย

1996 บริษัท วิจัยและผลิต CJSC Triton Ltd. ตลอดระยะเวลาที่ผ่านมา HP ที่มีความสามารถหลากหลายได้รับการออกแบบและติดตั้ง:

TN-24, Q = 24 kW, เครื่องทำความร้อนที่อยู่อาศัย F = 200 m 2 BAT - น้ำบาดาล ติดตั้งในหมู่บ้าน Bolshiye Orly เขต Borsky เขต Nizhny Novgorod ปี 1998

ТН-45, Q = 45 kW, เครื่องทำความร้อนของอาคารบริหาร, โกดังและโรงจอดรถ, F > 1200 m 2 , NIT - น้ำบาดาล Nizhny Novgorod ติดตั้งในภูมิภาคมอสโกในปี 1997 เจ้าของคือ Symbol LLP

ТН-600, Q = 600 kW, เครื่องทำความร้อน, การจ่ายน้ำร้อนของคอมเพล็กซ์โรงแรมและกระท่อมสามหลัง, F > 7000 m 2 , NIT - น้ำบาดาล ติดตั้งในเขต Avtozavodsky, Nizhny Novgorod, 1996 เจ้าของ - GAZ

ТН-139, Q = 139 kW, เครื่องทำความร้อน, DHW อาคารผลิต F > 960 m 2, NIT - กราวด์ ติดตั้งในเขต Kanavinsky, Nizhny Novgorod, 1999 เจ้าของ - GZD

ТН-119, Q = 119 kW, เครื่องทำความร้อน, การจ่ายน้ำร้อนของร้านขายยา F > 770 m 2 , NIT - น้ำบาดาล ติดตั้งในเขต Borsky ภูมิภาค Nizhny Novgorod ในปี 2542 เจ้าของคือ Tsentrenergostroy

ТН-300, Q = 300 kW, เครื่องทำความร้อน, การจ่ายน้ำร้อนของโรงเรียน F > 3000 m 2 , BAT - น้ำบาดาล รับหน้าที่ใน เขต Avtozavodsky, Nizhny Novgorod 1999 เจ้าของ - กรมสามัญศึกษา อบต.

TN-360, Q = 360 kW, เครื่องทำความร้อน, การจ่ายน้ำร้อนของศูนย์นันทนาการ F > 4000 m 2, NIT - น้ำบาดาล ดำเนินการในเขต Dalnekonstantinovsky ภูมิภาค Nizhny Novgorod ในปี 2542 เจ้าของ - Gidromash

ТН-3500, Q = 3500 kW, เครื่องทำความร้อน, การจ่ายน้ำร้อน, การระบายอากาศของอาคารบริหารของสถานีใหม่ F > 15000 m2, NIT - คืนน้ำ, ระบบจ่ายความร้อนของ Sormovskaya CHPP เขต Kanavinsky, Nizhny Novgorod 2000 เจ้าของ - GZD

HP Q สองอัน = 360 และ 200 kW สำหรับภูมิภาค Penza, 2 Gcal - สำหรับ Tuapse

ด้วยการมีส่วนร่วมของผู้เชี่ยวชาญจากสถาบันอุณหภูมิสูงของ Russian Academy of Sciences (IHT RAS) จึงมีการพัฒนาและสร้างการติดตั้งและระบบทดลองและการสาธิตจำนวนหนึ่งโดยใช้ปั๊มความร้อนสำหรับการจ่ายความร้อนไปยังวัตถุต่างๆ /48/

ในเขตชานเมืองของเดอร์ ใน Gribanovo ในปี 2544 ระบบจ่ายความร้อนด้วยปั๊มความร้อนพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับอาคารห้องปฏิบัติการถูกนำไปทดลองใช้งานในพื้นที่ทดสอบ NPO Astrophysics ในฐานะที่เป็นแหล่งความร้อนคุณภาพต่ำสำหรับปั๊มความร้อน มีการใช้ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนภาคพื้นดินแนวตั้งที่มีความยาวรวมประมาณ 30 ม. (เทคโนโลยีของ OAO Insolar-Invest) เครื่องทำความร้อน- fancoils และเครื่องทำความร้อนใต้พื้น ตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์จัดหาน้ำร้อน ความร้อนจากแสงอาทิตย์ส่วนเกินจะถูกสูบเข้าสู่ดินในฤดูร้อนเพื่อเร่งการฟื้นฟูระบอบอุณหภูมิ

ในปี 2547 JSC "Insolar-Invest" หน่วยปั๊มความร้อนอัตโนมัติแบบทดลอง (AHPU) ถูกนำไปใช้งานซึ่งออกแบบมาเพื่อให้ความร้อน น้ำประปาหน้าหม้อไอน้ำของสถานีทำความร้อนใน Zelenograd แท็บ 8.2.

เนื่องจากเป็นแหล่งความร้อนคุณภาพต่ำ จึงมีการใช้น้ำเสียจากบ้านเรือนที่ไม่ผ่านการบำบัด ซึ่งสะสมอยู่ในถังรับของสถานีสูบน้ำเสียหลัก (GKNS) ATNU ออกแบบมาเพื่อทดสอบเทคโนโลยีสำหรับการใช้ความร้อนของน้ำเสียดิบ กำหนดผลกระทบของการติดตั้งกับพารามิเตอร์ระบอบการปกครองของโรงไฟฟ้าพลังความร้อน ตรวจสอบประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจ และพัฒนาคำแนะนำสำหรับการสร้างการติดตั้งที่คล้ายกันในมอสโก เศรษฐกิจของเมือง

ตารางที่ 8.2. การออกแบบหลักและพารามิเตอร์การทำงานของ ATNU

ATNU ประกอบด้วยห้าส่วนหลัก:

หน่วยความร้อนปั๊มความร้อน (TTU);

ท่อของระบบเก็บความร้อนเกรดต่ำ (SSNT);

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน

ท่อระบายน้ำแรงดัน;

กลุ่มให้อาหารเครื่องสูบอุจจาระใน GKNS

น้ำเสียที่ไม่ผ่านการบำบัดที่มีอุณหภูมิ 20 0 C จากถังรับจะถูกป้อนโดยปั๊มอุจจาระของ Flygt ไปยังเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนของเสีย โดยที่ความร้อนจะถูกถ่ายเทไปยังตัวพาความร้อนระดับกลาง (น้ำ) ระบายความร้อนด้วยอุณหภูมิ 15.4 0 C แล้วจึงส่งคืน ไปที่ถัง ปริมาณการใช้น้ำเสียทั้งหมด - 400 ม. 3 / ชม.

วงจรหมุนเวียนน้ำเสียดิบได้รับการออกแบบโดยคำนึงถึงการปฏิบัติงานของท่อแรงดันในระบบบำบัดน้ำเสีย อัตราการไหลในช่องทางของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนทำให้มั่นใจได้ว่าไม่มีคราบสะสมบนพื้นผิวการแลกเปลี่ยนความร้อน

ให้ความร้อนในตัวแลกเปลี่ยนความร้อนเหลือทิ้งที่อุณหภูมิ 13 0 C ตัวพาความร้อนกลางจะถูกส่งไปยังปั๊มความร้อนซึ่งจะถูกทำให้เย็นลงที่อุณหภูมิ 8 0 C ให้ความร้อนแก่ฟรีออนของวงจรบีบอัดไอ และส่งไปยังเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเหลือทิ้งอีกครั้ง

การใช้ปั๊มความร้อนในวงจรวงแหวนในรัสเซีย

โดยทั่วไป จะพิจารณาตัวอย่างการใช้การติดตั้งปั๊มความร้อนเดี่ยว การติดตั้งเหล่านี้รวมถึงปั๊มความร้อนตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไปที่ทำงานแยกจากกันและทำหน้าที่จ่ายความร้อนจำเพาะ มีระบบปั๊มความร้อนแบบวงแหวนในตัวที่ช่วยให้คุณทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและประหยัดสูงสุด HP หลายตัวได้รับการติดตั้งในระบบวงแหวน ซึ่งใช้ในการผลิตทั้งความร้อนและความเย็น ขึ้นอยู่กับความต้องการ ส่วนต่างๆอาคาร. มีข้อมูลน้อยมากเกี่ยวกับระบบดังกล่าว

เมื่อไม่นานมานี้ บริษัทจัดหาปั๊มความร้อนในรัสเซียได้ดำเนินโครงการปรับปรุงระบบทำความร้อนและปรับอากาศในโรงแรมมอสโกและศูนย์รวมความบันเทิงแห่งหนึ่ง /54/ มาดูกันว่าระบบนี้ทำงานอย่างไร 8.2.

วงจรน้ำประกอบด้วยปั๊มน้ำและถังเก็บอุณหภูมิต่ำ เนื่องจากปริมาณความร้อนสะสมเพิ่มขึ้นและอุณหภูมิของน้ำในวงจรจะคงที่ VT ทั้งหมดเชื่อมต่อกับวงจรนี้

ลูกศรแสดงทิศทางการเคลื่อนที่ของความร้อน ด้านหลังปั๊มหมุนเวียนมีการติดตั้งปั๊มความร้อนประเภท "น้ำ - น้ำ" ซึ่งให้ความร้อนน้ำในแอ่งของคอมเพล็กซ์ สระมีหลายปริมาตรและมีอุณหภูมิของน้ำต่างกัน สำหรับแต่ละพูลจะมีการจัดตั้ง TN

HP "น้ำ - อากาศ" อากาศเย็นใน พื้นที่ครัวซึ่งให้บริการร้านอาหาร บาร์ คาเฟ่ โรงอาหาร สำหรับพนักงาน ในห้องเหล่านี้ มีการปล่อยความร้อนขนาดใหญ่อยู่เสมอ และ HP จะทำให้อากาศเย็นลง โดยนำความร้อนเข้าสู่วงจรน้ำทั่วไป

ข้าว. 8.2. ตัวอย่างปั๊มความร้อนรูปวงแหวน

HP "น้ำ-น้ำ" ใช้ความร้อนส่วนเกินผ่านระบบจ่ายน้ำร้อน (DHW) ความร้อนถูกนำมาจากวงจรน้ำของการบริหารและ พื้นที่สำนักงาน. สำหรับเครื่องปรับอากาศ แต่ละห้องเหล่านี้มี HP แบบย้อนกลับได้สำหรับความร้อนหรือความเย็น ในฤดูร้อนปั๊มเหล่านี้จะทำให้อากาศเย็นลงและในฤดูหนาวจะทำให้ร้อนขึ้น

HP ทั้งหมดเหล่านี้รวมกันเป็นวงแหวนเดียวกับ HP ในส่วนอื่นๆ ของอาคารที่ต้องการความร้อนและส่วนเกิน (ห้องเทคนิคและการใช้งาน คาเฟ่ ร้านอาหาร สวนฤดูหนาว ห้องทำความเย็น) และแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างกัน

สำหรับการทำงานของ HP ปกติ อุณหภูมิของน้ำในวงจรต้องอยู่ระหว่าง 18 0 С ถึง 35 0 С หากจำนวน HP ที่ทำงานในโหมดทำความร้อนเท่ากับจำนวน HP ที่ทำงานในโหมดทำความเย็น ระบบจะไม่ทำงาน ต้องการความร้อนจากภายนอกหรือนำออกสู่ภายนอก ระบบวงแหวนทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดที่อุณหภูมิภายนอกอาคารตั้งแต่ -4 0 С ถึง +14 0 С ค่าพลังงานสำหรับการทำงานของวงจรวงแหวนทั้งหมดอยู่ในต้นทุนการทำงานเท่านั้น ปั๊มหมุนเวียนและปั๊มความร้อนภายในอาคาร ไม่จำเป็นต้องใช้แหล่งพลังงานความร้อน ก๊าซหรือเครื่องทำความร้อนไฟฟ้าที่มีราคาแพง หรือการได้รับพลังงานจากภายนอก

ที่อุณหภูมิภายนอกต่ำกว่าและไม่มีความร้อนในวงจรน้ำ อุณหภูมิในนั้นอาจลดลงต่ำกว่า 18 0 C จากนั้นเพื่อให้ความร้อนแก่วงจรน้ำถึงค่าพารามิเตอร์ที่กำหนด คุณสามารถใช้ แหล่งภายนอกโรงทำความร้อนในเขตเมือง หม้อไอน้ำ หรือปั๊มความร้อนจากแหล่งดินที่ดึงความร้อนจากน้ำใต้ดินหรือแหล่งน้ำที่อยู่ใกล้เคียง แหล่งที่มาเช่นน้ำบาดาลหรือแม่น้ำที่มีอุณหภูมิ 4 0 C จะเพียงพอที่จะให้ความร้อนแก่น้ำในวงจรถึงระดับ 18 0 C และสำหรับการทำงานปกติของปั๊มความร้อนในอาคารทั้งหมด

น่าเสียดายที่วิธีการดังกล่าวในรัสเซียจนถึงขณะนี้ถูกจำกัดด้วยต้นทุนที่สูงในขั้นตอนการออกแบบ และไม่มีมาตรการทางเศรษฐกิจเพื่อกระตุ้นโซลูชันการประหยัดพลังงานและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม แหล่งความร้อนระดับต่ำอื่นๆ สามารถใช้ในระบบปั๊มความร้อนแบบวงแหวนได้ สิ่งอำนวยความสะดวกมากมาย: ซักรีดขนาดใหญ่, ธุรกิจที่ใช้น้ำสำหรับ กระบวนการทางเทคโนโลยี,มีน้ำเสียไหลเยอะพอสมควร อุณหภูมิสูง. ในกรณีนี้ การรวมปั๊มความร้อนในระบบวงแหวนที่ใช้ความร้อนนี้เป็นเรื่องที่สมเหตุสมผล

วงจรน้ำยังมีถังเก็บอุณหภูมิต่ำ ยิ่งถังใหญ่ ความร้อนมากขึ้นซึ่งหากจำเป็นก็สามารถใช้ระบบสะสมได้ ระบบวงแหวนสามารถเข้าควบคุมฟังก์ชันการทำความร้อนได้อย่างสมบูรณ์ ซึ่งเป็นระบบโมโนวาเลนต์ อย่างไรก็ตาม สามารถใช้ปั๊มความร้อนพร้อมกันกับระบบทำความร้อนแบบเดิม - ระบบไบวาเลนต์ได้ หากมีแหล่งความร้อนเพียงพอที่เชื่อมต่อกับวงแหวนที่ไซต์ และหากความต้องการน้ำร้อนมีน้อย ระบบวงแหวนก็สามารถตอบสนองความต้องการเหล่านี้ได้อย่างเต็มที่

ระบบปั๊มความร้อนแบบวงแหวนสามารถใช้ได้กับเครื่องปรับอากาศในห้องที่มีความจำเป็นเท่านั้น แต่ระบบปรับอากาศแบบวงแหวนจะมีประสิทธิภาพเป็นพิเศษในอาคารที่มีห้องหลายห้องตามวัตถุประสงค์ต่างๆ ที่ต้องการ อุณหภูมิต่างกันอากาศ. HP ในฐานะเครื่องปรับอากาศทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าอุปกรณ์ปรับอากาศอื่นๆ ที่เป็นที่รู้จัก

พื้นฐานของประสิทธิภาพสูงของปั๊มความร้อนนั้นอยู่ที่ความจริงที่ว่าพลังงานที่ใช้ไปภายในอาคารเพื่อผลิตความร้อนไม่ได้ถูกปล่อย "เข้าสู่ท่อ" แต่ถูกใช้ภายในอาคารที่มีความจำเป็น ความร้อนจะถูกจัดเก็บและถ่ายเทอย่างมีประสิทธิภาพภายในระบบวงแหวน

ปัจจัยสำคัญประการที่สองของประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจคือความเป็นไปได้ของการใช้แหล่งความร้อน "เปล่า" ที่มีศักยภาพต่ำ - บ่อบาดาล,อ่างเก็บน้ำ,ท่อระบายน้ำ. ด้วยความช่วยเหลือของคอมเพรสเซอร์โดยใช้แหล่งกำเนิดที่มีอุณหภูมิ 4 ° C เราจะได้น้ำร้อน 50 - 60 0 C โดยใช้ไฟฟ้า 1 กิโลวัตต์เพื่อให้ได้พลังงานความร้อน 3 - 4 กิโลวัตต์ ถ้าเมื่อใช้ ระบบธรรมดา อบไอน้ำ, ประสิทธิภาพเพียง 30 - 40% จากนั้นปั๊มความร้อนประสิทธิภาพจะเพิ่มขึ้นหลายเท่า

โดยเฉพาะอย่างยิ่งในโรงแรมที่อธิบายไว้ - ศูนย์ความบันเทิงบรรลุผลดังต่อไปนี้

ลดต้นทุนทุนในการซื้อและติดตั้งอุปกรณ์ 13 - 15% เมื่อเทียบกับระบบคอยล์เย็น-พัดลม ระบบตัวย่อ วิศวกรรมสื่อสารเมื่อเทียบกับเครื่องปรับอากาศส่วนกลาง มีการสร้างปากน้ำที่สะดวกสบายในสถานที่: การปฏิบัติตามความดันอากาศ ความชื้นและอุณหภูมิด้วยข้อกำหนดด้านสุขอนามัย ต้นทุนรวมของการทำความร้อนและการจ่ายน้ำร้อนลดลงมากกว่า 50% เมื่อเทียบกับระบบทำความร้อนส่วนกลาง

ระบบปั๊มความร้อนรูปวงแหวนไม่ต้องการอุปกรณ์ควบคุมและติดตามที่ซับซ้อนและมีราคาแพงเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน การใช้รีเลย์ความร้อนหลายตัวเทอร์โมสแตทเพื่อรักษาอุณหภูมิในวงจรน้ำภายในขอบเขตที่กำหนดก็เพียงพอแล้ว เพื่อความสะดวกและการควบคุมด้วยภาพเพิ่มเติม สามารถใช้ระบบอัตโนมัติที่มีราคาแพงได้เช่นกัน

ด้วยช่วงอุณหภูมิที่กำหนดในวงจรน้ำของระบบวงแหวน 18 - 35 0 C ไม่มีคอนเดนเสทก่อตัวบนท่อและไม่มีการสูญเสียความร้อนที่เห็นได้ชัดเจน นี่เป็นปัจจัยสำคัญที่มีการแตกแขนงของระบบอย่างมีนัยสำคัญ (การกระจาย ตัวยก การเชื่อมต่อ ซึ่งสามารถมีได้ค่อนข้างมากในอาคารที่มีสถาปัตยกรรมที่ซับซ้อน)

เมื่อใช้ HP ในระบบระบายอากาศในห้อง จำนวนและความยาวทั้งหมดของท่อลมจะลดลงเมื่อเทียบกับเครื่องปรับอากาศส่วนกลาง การติดตั้งปั๊มความร้อนจะติดตั้งโดยตรงในห้องปรับอากาศหรือในห้องที่อยู่ติดกัน กล่าวคือ เครื่องปรับอากาศจะถูกติดตั้งทันที เพื่อหลีกเลี่ยงการขนส่งอากาศสำเร็จรูปผ่านท่อยาว

ในรัสเซีย ระบบ TH-based ระบบแรกดังกล่าวได้รับการติดตั้งในปี 1990 ที่โรงแรม Iris Congress นี่คือระบบปรับอากาศแบบไบวาเลนต์วงแหวนของบริษัท ClimateMaster ของสหรัฐอเมริกา สำหรับทำความร้อนในโรงแรม ห้องครัวทำความร้อน ซักรีด ห้องเทคนิค หน่วยทำความเย็น และ ตู้แช่แข็ง, มีการแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างการปรับอากาศของห้องพักในโรงแรม ห้องประชุม ฟิตเนส ร้านอาหาร และสถานที่บริหาร การทำงานของระบบเป็นเวลา 15 ปีแสดงให้เห็นถึงความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์และความเป็นไปได้ในการใช้งานในสภาพอากาศของเรา

เมื่อออกแบบระบบปั๊มความร้อนสำหรับวัตถุ อันดับแรก จำเป็นต้องศึกษาแหล่งความร้อนที่เป็นไปได้ต่ำที่เป็นไปได้ทั้งหมด และผู้ใช้ความร้อนที่มีศักยภาพสูงทั้งหมดที่วัตถุนี้ เพื่อประเมินความร้อนที่เพิ่มขึ้นและการสูญเสียความร้อนทั้งหมด จำเป็นต้องเลือกแหล่งดังกล่าวเพื่อนำไปใช้ประโยชน์โดยที่ความร้อนถูกปล่อยออกมาอย่างสม่ำเสมอและเป็นเวลานาน เรียบร้อยและ การคำนวณที่แม่นยำรับรองการทำงานที่มั่นคงและคุ้มค่าของ HP ความจุรวมของปั๊มความร้อนเหลือทิ้งไม่ควรซ้ำซ้อนโดยเปล่าประโยชน์ ระบบต้องมีความสมดุล แต่ไม่ได้หมายความว่าความจุรวมของแหล่งความร้อนและผู้บริโภคควรใกล้เคียงกัน อาจแตกต่างกัน และอัตราส่วนอาจเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญเมื่อสภาวะการทำงานของระบบเปลี่ยนแปลง ความยืดหยุ่นของระบบช่วยให้คุณเลือกเมื่อออกแบบได้ ตัวเลือกที่ดีที่สุดและวางรากฐานสำหรับการขยายต่อไป นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องคำนึงถึงลักษณะเฉพาะของสภาพภูมิอากาศของภูมิภาคด้วย สภาพภูมิอากาศเป็นหัวใจสำคัญในการเลือกระบบสภาพอากาศที่มีประสิทธิภาพ

ในละติจูดทางใต้ ภารกิจหลักคือการทำให้อากาศเย็นลงและปล่อยความร้อนออกสู่ภายนอก ซึ่งการใช้ความร้อนนั้นไม่มีความหมาย ระบบทำความเย็นแบบดั้งเดิม - คอยล์พัดลมหรือสิ่งที่คล้ายกันค่อนข้างเหมาะสมที่นี่ ในละติจูดทางตอนเหนือ ต้องใช้พลังงานมากเกินไปในการให้ความร้อนแก่โรงงาน ซึ่งเป็นความร้อนที่มีศักยภาพสูงจำนวนมากที่จะต้องจ่ายให้กับระบบ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องติดตั้งระบบสองวาเลนท์ HP ร่วมกับระบบทำความร้อน ในสภาพอากาศที่มีอุณหภูมิปานกลางในละติจูดกลาง ขอแนะนำให้ใช้ระบบวงแหวนแบบโมโนวาเลนต์ ซึ่งระบบจะมีประสิทธิภาพสูงสุด

จนถึงปัจจุบัน เป็นที่เชื่อกันอย่างกว้างขวางว่า TN มีราคาแพงเกินไป ค่าใช้จ่ายในการติดตั้งและติดตั้งอุปกรณ์สูงและด้วยราคาความร้อนที่มีอยู่ในรัสเซียระยะเวลาคืนทุนนานเกินไป อย่างไรก็ตาม จากการปฏิบัติแสดงให้เห็นว่าการติดตั้งระบบปั๊มความร้อนในโรงงานขนาดใหญ่และขนาดกลางสามารถประหยัดเงินลงทุน 10 - 15% โดยไม่ต้องพูดถึงค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน นอกจากนี้ ระบบวงแหวนยังช่วยลดการใช้ทรัพยากรพลังงานให้มากที่สุด ซึ่งราคาก็เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วมากขึ้นเรื่อยๆ

ตามการวิจัยการคำนวณของ Techart มีการติดตั้งปั๊มความร้อน 5.3 MW ในรัสเซียในปี 2552 พลวัต ตลาดรัสเซียปั๊มความร้อนใต้พิภพตามการคาดการณ์ของ Research.Techart ในระยะกลางจะต่ำเนื่องจากวิกฤตเศรษฐกิจ อย่างไรก็ตาม ในบางภูมิภาค ตลาดสามารถพัฒนาอย่างแข็งขันได้

ความต้องการที่เพิ่มขึ้นจากภาคโครงสร้างพื้นฐานและที่อยู่อาศัยจะดำเนินต่อไป และยอดขายส่วนใหญ่จะอยู่ที่ 15-38kW PTNs โครงสร้างการบริโภคที่สัมพันธ์กับประเภทของ PTN จะไม่เปลี่ยนแปลง คาดว่าส่วนแบ่งของผลิตภัณฑ์ในประเทศจะเพิ่มขึ้นตามปริมาณตลาดทั้งหมด

ในระยะยาว ปัจจัยนำในการพัฒนาตลาดคือการดำเนินกลยุทธ์ด้านพลังงานของรัฐ หลังปี 2016 คาดการณ์การเติบโตของตลาด ในภูมิภาค ข้อมูลจำเพาะคาดว่าจะเปลี่ยนไปใช้ PTN ด้วยสารทำความเย็นคาร์บอน ในเวลาเดียวกัน ปริมาณการใช้ปั๊มความร้อนกำลังต่ำและกำลังปานกลางและกำลังสูงจะเพิ่มขึ้น ซึ่งเป็นผลมาจากแนวโน้มการใช้ระบบนำความร้อนจากน้ำเสียกลับมาใช้ใหม่ กับพื้นหลังของความต้องการที่เพิ่มขึ้นการพัฒนาฐานการผลิตในประเทศจะเริ่มขึ้น - จำนวน ผู้ผลิตรัสเซียจะเพิ่มขึ้นและพวกเขาจะเป็นผู้นำในตลาด

ภายในปี 2020 ขนาดของตลาด CVT อาจสูงถึง 8,000 - 11,000 ยูนิต, 460 - 500 MW การคาดการณ์ขนาดของตลาด PTN ในปี 2030 - ช่วงเวลาของการดำเนินการตามยุทธศาสตร์พลังงานปัจจุบันของรัสเซียเสร็จสิ้น - 11,000 - 15,000 หน่วย, 500 - 700 MW