ปั๊มความร้อนทำเอง - หลักการของอุปกรณ์ การติดตั้งปั๊มความร้อน (ปั๊มความร้อน) - การทำความร้อนที่บ้านทางเลือก

คำถามที่ 26 การใช้แหล่งพลังงานศักยภาพต่ำให้เกิดประโยชน์ การติดตั้งปั๊มความร้อน

ล่าสุดก็มี โอกาสที่แท้จริงในรูปแบบใหม่โดยพื้นฐานในการแก้ปัญหาการจ่ายพลังงานแบบบูรณาการขององค์กรอุตสาหกรรมผ่านการใช้ปั๊มความร้อนที่ใช้การปล่อยมลพิษต่ำเพื่อสร้างความร้อนและความเย็น 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 (อุปกรณ์ที่การขยายตัวของของไหลทำงานที่ผลิตขึ้นพร้อมกับการทำความเย็น เกิดขึ้นพร้อมกับประสิทธิภาพของงานที่มีประโยชน์) โดยที่สารทำงานขยายจากแรงดัน p เป็น ความดัน po พร้อมกับอุณหภูมิลดลงและการถ่ายเทความร้อน จากเครื่องแผ่ขยาย สารทำงานเข้าสู่เครื่องระเหย I และวงจรปิด

โครงร่างของปั๊มความร้อนที่ทำงานในวงจรปิดนั้นโดยพื้นฐานแล้วไม่แตกต่างจากรูปแบบการอัดไอน้ำ หน่วยทำความเย็น. อย่างไรก็ตาม การเชื่อมต่อของผู้บริโภคดำเนินการในรูปแบบต่างๆ ในวงจรทำความเย็น ผู้ใช้ความเย็นจะเชื่อมต่อกับเครื่องระเหย และในระบบปั๊มความร้อน ผู้ใช้ความร้อนจะเชื่อมต่อกับคอนเดนเซอร์

ปั๊มความร้อนเป็นของโรงงานแปรรูปความร้อน ซึ่งรวมถึงเครื่องทำความเย็น ( 120 K), อุณหภูมิห้องเย็น ( = 0 ... 120 K) และพืชรวม ( , ) การติดตั้งทั้งหมดเหล่านี้ทำงานตามวัฏจักรอุณหพลศาสตร์แบบย้อนกลับ ซึ่งด้วยค่าใช้จ่ายของงานภายนอก พลังงานความร้อนจะถูกถ่ายโอนจากวัตถุที่มีอุณหภูมิต่ำ (ฮีตซิงก์) ไปยังตัวเครื่องที่มีอุณหภูมิสูง (ตัวรับความร้อน) 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

รอบคาร์โนต์ในอุดมคติสำหรับหน่วยการแปลงความร้อนแสดงไว้ในรูปที่ 5

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

, ,

, .

สำหรับปั๊มความร้อนจริง = 2 - 5.

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

การย้อนกลับไม่ได้ภายนอกนั้นอธิบายโดยความต้องการที่จะมีความแตกต่างของอุณหภูมิสำหรับการถ่ายเทความร้อนซึ่งถูกกำหนด (กำหนด) โดยพื้นที่ของพื้นผิวการแลกเปลี่ยนความร้อนที่ฟลักซ์ความร้อนที่กำหนด

นั่นเป็นเหตุผลที่

โดยที่ คือ อุณหภูมิในเครื่องระเหยและคอนเดนเซอร์ของการติดตั้งตามลำดับ

ปั๊มความร้อนแบบเจ็ทของประเภทอีเจ็คเตอร์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน ไอน้ำแรงดันสูงจะเข้าสู่อุปกรณ์เจ็ท และเนื่องจากการใช้พลังงานของขั้นตอนการทำงาน การไหลที่ฉีดจะถูกบีบอัด ส่วนผสมของลำธารสองสายออกมาจากอุปกรณ์ ดังนั้น เมื่อไอที่ฉีดเข้าไปถูกบีบอัด อุณหภูมิของไอน้ำก็จะสูงขึ้นพร้อมๆ กัน ไอน้ำอัดจะถูกดึงออกจากโรงงาน

ไอน้ำแรงดันสูงพร้อมพารามิเตอร์ p p และ T p เข้าสู่เครื่องพ่นไอน้ำ (รูปที่ 6) เนื่องจากการใช้พลังงานของขั้นตอนการทำงาน การไหลที่ฉีดจะถูกบีบอัดด้วยพารามิเตอร์ r nและ ทีน. ส่วนผสมของลำธารที่มีพารามิเตอร์ออกมาจากอุปกรณ์ r sและ ที เอสดังนั้น เมื่อไอน้ำที่ฉีดเข้าไปถูกบีบอัด อุณหภูมิ (และด้วยเหตุนี้จึงทำให้เอนทาลปี) เพิ่มขึ้นพร้อมกัน 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

แผนผังของปั๊มความร้อนแบบดูดกลืนแสดงในรูปที่ 7

ในฐานะที่เป็นสารทำงานในปั๊มความร้อนแบบดูดซับจะใช้สารละลายของสารสองชนิด (ส่วนผสมแบบไบนารี) ซึ่งแตกต่างกันในจุดเดือดที่ความดันเท่ากัน 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 ถูกจ่ายให้กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ซึ่งใช้ในการระเหยสารทำงานที่ ความดันสูง p ถึงและดังนั้นอุณหภูมิสูง T ถึง เมื่อระเหยเหนือพื้นผิวของสารละลายจะเกิดไอระเหยของสารทำงานและสารละลายจะอ่อนแอ สารละลายอ่อนจะถูกส่งผ่านไปป์ไลน์ไปยังโช้ค 2 โดยลดแรงดันในวาล์วเทอร์โมสแตติกเสริม 7 ให้เท่ากับแรงดันในเครื่องระเหย p ประมาณ ไอสารทำงานที่เกิดขึ้นในเครื่องกำเนิดจะเข้าสู่คอนเดนเซอร์ 5 โดยผ่านผนังแยก พวกมันจะปล่อยความร้อนของการควบแน่น Q k ที่อุณหภูมิสูง T k สารทำงานที่ควบแน่นในคอนเดนเซอร์จะลดความดันในวาล์วควบคุมอุณหภูมิ จาก p ถึง po โดยที่มันเข้าสู่เครื่องระเหย จากนั้นกระบวนการจะทำซ้ำ

การทำงานของปั๊มความร้อนแบบดูดกลืนในอุดมคตินั้นมีลักษณะเป็นสมการสมดุลความร้อนดังต่อไปนี้:

ที่ไหน คิว น- ปริมาณความร้อนที่มีศักยภาพต่ำสรุปในเครื่องระเหย

คิว ก -ปริมาณความร้อนที่มีศักยภาพสูงที่จ่ายให้กับเครื่องกำเนิด

ถามเรา -ความร้อนเทียบเท่ากับการทำงานของปั๊ม

Q ถึง- ปริมาณความร้อนสูงที่อาจเกิดขึ้นในคอนเดนเซอร์

ถาม -ปริมาณความร้อนที่อาจเกิดขึ้นต่ำในตัวดูดซับ

สารทำงานมักจะเป็นน้ำและสารดูดซับคือลิเธียมโบรไมด์

สำหรับโรงกลั่นเคมี ปิโตรเคมี และน้ำมันที่มีน้ำปริมาณมากสำหรับหน่วยเทคโนโลยีทำความเย็นซึ่งมีอุณหภูมิอยู่ในช่วง 20 ถึง 50 ° C จำเป็นต้องใช้ปั๊มความร้อนลิเธียมโบรไมด์แบบดูดซับซึ่งจะทำงานใน เวลาฤดูร้อนในโหมดน้ำหล่อเย็นและใน ฤดูหนาวความร้อนเหลือทิ้งจากน้ำรีไซเคิลใช้ในการผลิตน้ำร้อนสำหรับโรงงานทำความร้อน 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

ค) สารทำงานและสารดูดซับ พืชดูดซึม;

ง) น้ำที่ใช้ในทางของตัวเอง คุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์ในหน่วยทำความเย็นที่อุณหภูมิของแหล่งกำเนิดต่ำกว่าความร้อน tn> 0 ° C ตัวอย่างเช่นสำหรับเครื่องปรับอากาศ

เพื่อการทำงานที่ประหยัดและปลอดภัยของหม้อแปลงความร้อน สารทำความเย็นต้องเป็นไปตามข้อกำหนดต่อไปนี้:

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

b) มีความหนืดต่ำ อาจเป็นจุดแข็งที่ต่ำกว่า ไม่ละลายในน้ำมัน (สำหรับคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ)

ค) ทนต่อสารเคมี ไม่ติดไฟ ไม่ระเบิด ไม่กัดกร่อนโลหะ

ง) ไม่เป็นอันตรายต่อร่างกายมนุษย์

จ) ไม่ขาดแคลนและราคาไม่แพง

สารทำงานของโรงงานทำความเย็นด้วยแก๊สต้องมีจุดเดือดปกติต่ำ ความหนืดต่ำ ค่าการนำความร้อนสูงและความจุความร้อน C p ซึ่งขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความดันเพียงเล็กน้อย

สารออกฤทธิ์ของพืชดูดซับ นอกเหนือจากการปฏิบัติตามข้อกำหนดข้างต้นแล้ว จะต้องถูกดูดซับและขจัดออกร่วมกับสารดูดซับที่เหมาะสม

ประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจของปั๊มความร้อนขึ้นอยู่กับ:

อุณหภูมิของแหล่งพลังงานความร้อนที่มีศักยภาพต่ำจะยิ่งสูงขึ้น อุณหภูมิก็จะสูงขึ้น

ค่าไฟฟ้าในภูมิภาค

ต้นทุนพลังงานความร้อนที่ผลิตโดยใช้เชื้อเพลิงประเภทต่างๆ

การใช้ปั๊มความร้อนแทนแหล่งพลังงานความร้อนแบบดั้งเดิมนั้นมีประโยชน์เชิงเศรษฐกิจเนื่องจาก:

ไม่จำเป็นต้องซื้อ ขนส่ง จัดเก็บน้ำมันเชื้อเพลิงและสิ้นเปลือง เงินเกี่ยวข้องกับมัน;

การปล่อยพื้นที่ขนาดใหญ่ที่จำเป็นสำหรับการวางโรงต้มน้ำ ถนนทางเข้า และคลังเชื้อเพลิง

ศักยภาพการประหยัดพลังงานที่ยิ่งใหญ่ที่สุดมีอยู่ในพื้นที่ของการจ่ายความร้อน: 40-50% ของการใช้ความร้อนทั้งหมดของประเทศ อุปกรณ์ของ CHPP ที่มีอยู่มีการสึกหรอทางร่างกายและทางศีลธรรม ดำเนินการโดยใช้เชื้อเพลิงที่มากเกินไป เครือข่ายระบายความร้อนเป็นแหล่งที่มาของ การสูญเสียครั้งใหญ่พลังงาน แหล่งความร้อนขนาดเล็กมีลักษณะประสิทธิภาพพลังงานต่ำ มลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมในระดับสูง ต้นทุนต่อหน่วยที่เพิ่มขึ้น และค่าแรงสำหรับการบำรุงรักษา

TNU เปิดโอกาสให้:

1) ลดความยาวของเครือข่ายความร้อน (นำความจุความร้อนเข้าใกล้สถานที่บริโภค);

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

จนถึงปัจจุบันขนาดของการแนะนำปั๊มความร้อนในโลกมีดังนี้:

ในสวีเดน 50% ของการทำความร้อนทั้งหมดมาจากปั๊มความร้อน ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีสถานีปั๊มความร้อนมากกว่า 100 แห่ง (จาก 5 ถึง 80 เมกะวัตต์) ที่ได้รับมอบหมาย

เยอรมนีให้เงินอุดหนุนจากรัฐสำหรับการติดตั้งปั๊มความร้อนจำนวน DM 400 สำหรับกำลังการผลิตติดตั้งแต่ละกิโลวัตต์

ในญี่ปุ่น มีการผลิตปั๊มความร้อนประมาณ 3 ล้านเครื่องต่อปี

ในสหรัฐอเมริกา 30% ของอาคารที่พักอาศัยติดตั้งปั๊มความร้อน 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 . ปั๊มความร้อนมีอายุการใช้งานยาวนานถึง ยกเครื่อง(ร้อนได้ถึง 10 - 15 ฤดู) และทำงานโดยอัตโนมัติอย่างเต็มที่ การบำรุงรักษาการติดตั้งเป็นไปตามฤดูกาล การตรวจสอบทางเทคนิคและการตรวจสอบโหมดการทำงานเป็นระยะ อบอุ่นในการทำงาน สถานีสูบน้ำกำลังสูงสุด 10 MW ไม่ต้องการมากกว่าหนึ่งตัวดำเนินการต่อกะ

ปรับให้เข้ากับระบบทำความร้อนที่มีอยู่ได้ง่าย

ในระยะสั้นคืนทุน . เนื่องจากต้นทุนการผลิตความร้อนต่ำ ปั๊มความร้อนจะจ่ายออกโดยเฉลี่ย 1.5 - 2 ปี (ช่วงความร้อน 2 - 3 ฤดูกาล)

ขณะนี้มีสองทิศทางของการพัฒนา TNU:

สถานีปั๊มความร้อนขนาดใหญ่ (HPS) สำหรับการทำความร้อนแบบอำเภอ รวมถึงการอัดไอ HPP และ peak หม้อต้มน้ำร้อนใช้ที่อุณหภูมิอากาศต่ำ กำลังไฟฟ้า (ใช้แล้ว) ของ HPI คือ 20 - 30 MW พลังงานความร้อนคือ 110 - 125 MW เมื่อเทียบกับหม้อไอน้ำทั่วไป ประหยัดเชื้อเพลิงได้ถึง 20 - 30% มลภาวะทางอากาศลดลง (ไม่มีหม้อไอน้ำ!);

การจ่ายความร้อนแบบกระจายศูนย์ (ปั๊มความร้อนอัดไอพลังงานต่ำและปั๊มความร้อนเซมิคอนดักเตอร์เทอร์โมอิเล็กทริก) การประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงเมื่อเทียบกับโรงต้มน้ำขนาดเล็กคือ 10 - 20% สามารถทำความเย็นได้ ควบคู่ไปกับการใช้เชื้อเพลิงเฉพาะเจาะจงสูง การลงทุน และต้นทุนแรงงาน

การติดตั้งปั๊มความร้อน (HPU) ใช้พลังงานทดแทนที่มีศักยภาพต่ำ พลังงานความร้อนสิ่งแวดล้อม (น้ำ อากาศ ดิน) และเพิ่มศักยภาพของสารหล่อเย็นหลักให้อยู่ในระดับที่สูงขึ้น ในขณะที่ใช้พลังงานปฐมภูมิหรือเชื้อเพลิงฟอสซิลน้อยลงหลายเท่า การติดตั้งปั๊มความร้อนทำงานตามวัฏจักรเทอร์โมไดนามิกคาร์โนต์ ซึ่งของเหลวอุณหภูมิต่ำ (แอมโมเนีย ฟรีออน ฯลฯ) ทำหน้าที่เป็นของไหลในการทำงาน การถ่ายเทความร้อนจากแหล่งที่มีศักยภาพต่ำไปยังระดับอุณหภูมิที่สูงขึ้นนั้นดำเนินการโดยการจ่ายพลังงานกลในคอมเพรสเซอร์ (แรงดันไอน้ำ HPI) หรือการจ่ายความร้อนเพิ่มเติม (ในการดูดซับ HPI)

การใช้ HPP ในระบบจ่ายความร้อนเป็นหนึ่งในจุดตัดที่สำคัญที่สุดของเทคโนโลยีอุณหภูมิต่ำกับวิศวกรรมพลังงานความร้อน ซึ่งนำไปสู่การประหยัดพลังงานของแหล่งพลังงานที่ไม่หมุนเวียนและการปกป้องสิ่งแวดล้อมโดยการลดการปล่อย CO2 และ NOx สู่บรรยากาศ การใช้ HPP มีแนวโน้มมากใน ระบบรวมการจ่ายความร้อนร่วมกับเทคโนโลยีอื่นๆ สำหรับการใช้แหล่งพลังงานหมุนเวียน (พลังงานแสงอาทิตย์ ลม พลังงานชีวภาพ) และช่วยให้คุณปรับพารามิเตอร์ของระบบที่เกี่ยวข้องให้เหมาะสมและบรรลุประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจสูงสุด

ให้เราเลือกเป็นสารทำความเย็นที่ใช้งานได้ - R 22 ซึ่งมีพารามิเตอร์ดังต่อไปนี้: การไหลของสารทำความเย็น Oa = 0.06 kg / s; จุดเดือด Т0 = 3 °С; อุณหภูมิการควบแน่น Тk = 55 °С; อุณหภูมิน้ำหล่อเย็นที่ทางเข้าไปยังเครื่องระเหยจากแหล่งที่มีศักยภาพต่ำ Ґн = 8 °С; อุณหภูมิน้ำหล่อเย็น (น้ำ) ที่ทางออกคอนเดนเซอร์ f = 50 °C; อัตราการไหลของน้ำหล่อเย็นในคอนเดนเซอร์ Ok = 0.25 kg/s; ความแตกต่างของอุณหภูมิน้ำหล่อเย็นในคอนเดนเซอร์ D4 = 15 °C; พลังงานที่ใช้โดยคอมเพรสเซอร์ N = 3.5 kW; เอาต์พุตความร้อน HPI = 15.7 กิโลวัตต์; ปัจจัยการแปลง tsnt = 4.5

แผนผังของ HPP การบีบอัดไอแสดงในรูปที่ 7.2 และรวมถึงเครื่องระเหย คอมเพรสเซอร์ คอนเดนเซอร์ และปีกผีเสื้อ

4 - วาล์วปีกผีเสื้อขยายตัว; 5 - คอยล์ระเหยสารทำความเย็น;

6 - ถังระเหย; 7 - แหล่งพลังงานน้ำคุณภาพต่ำ

8 - ระบายไปที่ NIE; 9 - น้ำจากระบบทำความร้อนหรือประปา;

ทำกำไรน้อยลงและสูญเสียความเกี่ยวข้อง การเผาไหม้ของก๊าซหรือเชื้อเพลิงเหลวในหม้อไอน้ำทำให้งบประมาณลดลงอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน ประหยัดเงินได้มากโดยใช้ ปั๊มความร้อนสำหรับทำความร้อนที่บ้าน พวกเขาอยู่บนพื้นฐานของการใช้พลังงานธรรมชาติฟรีซึ่งมีอยู่ทุกหนทุกแห่ง มันต้องถ่ายเท่านั้น

ประสิทธิภาพการลงทุน

ก๊าซเหลวและน้ำมันดีเซลไม่สามารถแข่งขันกับปั๊มความร้อนได้ ทั้งในแง่ของต้นทุนการทำงานหรือความสะดวกสบายในการใช้งาน การใช้เชื้อเพลิงแข็งเพื่อให้ความร้อนนั้นทำให้เป็นระบบอัตโนมัติได้ยากและต้องใช้แรงงานจำนวนมาก ไฟฟ้าเป็นพลังงานรูปแบบที่สะดวกสบายแต่มีราคาแพง หากต้องการเชื่อมต่อหม้อต้มน้ำไฟฟ้า คุณต้องมีสายไฟฟ้าแรงสูงแยกต่างหาก จนถึงปัจจุบัน ในภาวะภายในประเทศ ก๊าซธรรมชาติยังคงเป็นที่ต้องการมากที่สุดและ มุมมองที่สะดวกสบายเชื้อเพลิง. แต่มีข้อเสียหลายประการ:

1. การออกใบอนุญาต
2. การประสานงานของโครงการในหน่วยงานกำกับดูแลและกับเพื่อนบ้าน
3. ส่วนหนึ่งของการดำเนินการเชื่อมต่อและเชื่อมต่อสามารถทำได้โดยองค์กรที่ได้รับอนุญาตเท่านั้น
4. การตรวจสอบมิเตอร์เป็นระยะ
5. การกระจายเครือข่ายที่จำกัดและความห่างไกลของจุดเชื่อมต่อ
6. ค่าใช้จ่ายสูงสำหรับการวางสายการจัดหา
7. อุปกรณ์ที่ใช้แก๊สเป็นแหล่งของภัยคุกคามและต้องมีการควบคุมที่มีการควบคุม

ข้อเสียเปรียบที่สำคัญของปั๊มความร้อนถือได้ว่าเป็นการลงทุนที่สูงในขั้นตอนการซื้อและติดตั้งอุปกรณ์เท่านั้น ราคามาตรฐาน ระบบทำความร้อนบนปั๊มความร้อนที่มีเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนใต้พิภพประกอบด้วยค่าใช้จ่ายของงานเจาะและอุปกรณ์เฉพาะพร้อมการติดตั้ง ชุดประกอบด้วย:

• ชุดโพรบ;
• โพรพิลีนไกลคอล;
• หม้อต้มน้ำร้อนทางอ้อมสำหรับน้ำร้อน
• ชุด อุปกรณ์สูบน้ำและระบบอัตโนมัติ

งานนี้ดำเนินการโดยบุคลากรที่ผ่านการรับรอง เครื่องมือระดับมืออาชีพ. ค่าใช้จ่ายล่วงหน้าที่สูงขึ้นเล็กน้อยนั้นสมดุลด้วยผลประโยชน์ที่สำคัญ:

1. การติดตั้งปั๊มความร้อนนั้นประหยัดมาก ซึ่งทำให้คุณสามารถชดใช้ค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมได้ในเวลาเพียงไม่กี่ฤดูกาล
2. มีโอกาสเพียงพอสำหรับการนำการควบคุมอัตโนมัติที่ยืดหยุ่นไปใช้โดยต้องมีการบำรุงรักษาน้อยที่สุด
3. ความสะดวกสบายในการใช้งาน
4. เหมาะสำหรับการติดตั้งที่อยู่อาศัยด้วยการออกแบบที่สวยงามและทันสมัย
5. การระบายความร้อนของอาคารโดยใช้อุปกรณ์ชุดเดียวกัน
6. เมื่อทำงานเพื่อระบายความร้อน นอกเหนือจากโหมดการทำงานแบบแอ็คทีฟแล้ว ยังสามารถใช้อุณหภูมิน้ำและดินธรรมชาติที่ต่ำกว่าเพื่อใช้โหมดพาสซีฟโดยไม่ต้องใช้ ค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมพลังงาน.
7. พลังงานต่ำของอุปกรณ์ไม่จำเป็นต้องวางสายไฟหน้าตัดขนาดใหญ่
8. ไม่จำเป็นต้องมีใบอนุญาต
9. ความเป็นไปได้ของการใช้สายไฟที่มีอยู่ของอุปกรณ์ทำความร้อน

สำหรับการผลิตพลังงานความร้อน 1 กิโลวัตต์ก็เพียงพอที่จะใช้จ่ายไม่เกิน 250 วัตต์ สำหรับทำความร้อนในครัวเรือนส่วนตัวขนาด 1 ตร.ม. พื้นที่กินไฟเพียงประมาณ 25 W / h และนั่นคือน้ำร้อน คุณสามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้พลังงานได้ด้วยการปรับปรุงฉนวนกันความร้อนในบ้านของคุณ

มันทำงานอย่างไร

ปั๊มความร้อนซึ่งทำงานโดยยึดตามวัฏจักรคาร์โนต์ใช้พลังงานไม่ใช่เพื่อให้ความร้อนแก่สารหล่อเย็น แต่สำหรับการสูบความร้อนจากภายนอก เทคโนโลยีไม่ใช่เรื่องใหม่ ปั๊มความร้อนทำงานในบ้านของเราโดยเป็นส่วนหนึ่งของตู้เย็นมานานหลายทศวรรษ ในตู้เย็น ความร้อนจากห้องจะเคลื่อนออกสู่ภายนอก ในการติดตั้งระบบทำความร้อนล่าสุด มีการนำกระบวนการย้อนกลับมาใช้ แม้อุณหภูมิภายนอกจะต่ำ แต่ก็มีพลังงานมากมายอยู่ที่นั่น

เป็นไปได้ที่จะนำความร้อนจากตัวที่เย็นกว่าและให้มันร้อนขึ้นด้วยคุณสมบัติของสารในการใช้พลังงานระหว่างการระเหยและปล่อยระหว่างการควบแน่นรวมถึงการเพิ่มอุณหภูมิอันเป็นผลมาจากการบีบอัด เงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการต้มและการระเหยจะเกิดขึ้นโดยการเปลี่ยนความดัน ฟรีออนถูกใช้เป็นสารทำงานที่มีจุดเดือดต่ำ

ในปั๊มความร้อน การเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นใน 4 ขั้นตอน:

1. เมื่อระบายความร้อนต่ำกว่าอุณหภูมิแวดล้อม ของเหลวทำงานของของเหลวจะหมุนเวียนผ่านขดลวดเมื่อสัมผัสกับมัน ของเหลวร้อนขึ้นและระเหย
2. ก๊าซถูกบีบอัดโดยคอมเพรสเซอร์ทำให้อุณหภูมิเกิน
3. ในขดลวดภายในที่เย็นกว่า การควบแน่นเกิดขึ้นจากการปล่อยความร้อน
4. ของเหลวถูกบายพาสผ่านอุปกรณ์ควบคุมปริมาณเพื่อรักษาความแตกต่างของแรงดันระหว่างคอนเดนเซอร์และเครื่องระเหย

นำไปปฏิบัติ

การสัมผัสโดยตรงของเครื่องระเหยและคอนเดนเซอร์กับสภาพแวดล้อมภายนอกและภายในนั้นไม่เป็นเรื่องปกติสำหรับระบบทำความร้อนที่ใช้ปั๊มความร้อน การถ่ายเทพลังงานเกิดขึ้นในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน น้ำหล่อเย็นที่สูบผ่านวงจรภายนอกจะปล่อยความร้อนไปยังเครื่องระเหยเย็น คอนเดนเซอร์ร้อนส่งผ่านไปยังระบบทำความร้อนของบ้าน

ประสิทธิภาพของรูปแบบดังกล่าวขึ้นอยู่กับความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างสภาพแวดล้อมภายนอกและภายในเป็นอย่างมาก ยิ่งมีขนาดเล็กยิ่งดี ดังนั้นความร้อนจึงไม่ค่อยถูกดึงออกจากอากาศภายนอกซึ่งมีอุณหภูมิต่ำมาก

ตามสถานที่รับพลังงานการติดตั้งประเภทต่อไปนี้มีความโดดเด่น:

• "น้ำบาดาล";
• "น้ำ-น้ำ";
• "อากาศ-น้ำ".

ของเหลวที่ไม่แช่แข็งที่ปลอดภัยถูกใช้เป็นตัวพาความร้อนในระบบดินและน้ำ อาจเป็นโพรพิลีนไกลคอล ไม่อนุญาตให้ใช้เอทิลีนไกลคอลเพื่อจุดประสงค์ดังกล่าว เนื่องจากหากระบบถูกลดแรงดันก็จะทำให้เกิดพิษต่อดินหรือชั้นหินอุ้มน้ำ

การติดตั้งน้ำบาดาล

ที่ระดับความลึกตื้นแล้ว อุณหภูมิของดินขึ้นอยู่เพียงเล็กน้อย สภาพอากาศดังนั้นดินจึงเป็นสภาพแวดล้อมภายนอกที่มีประสิทธิภาพ ต่ำกว่า 5 เมตร เงื่อนไขไม่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลาของปี การติดตั้งมี 2 ประเภท:

• พื้นผิว;
• ความร้อนใต้พิภพ

ในขั้นแรก ร่องลึกที่ขยายออกจะถูกขุดบนไซต์ให้มีความลึกต่ำกว่าระดับจุดเยือกแข็ง พวกเขาถูกจัดวางเป็นวงแหวน ท่อพลาสติกส่วนที่เป็นของแข็งและปกคลุมด้วยดิน

ใน ระบบความร้อนใต้พิภพการแลกเปลี่ยนความร้อนเกิดขึ้นที่ระดับความลึกในบ่อ อุณหภูมิที่สูงและคงที่ในส่วนลึกของโลกให้ผลทางเศรษฐกิจที่ดี บนไซต์มีการเจาะหลุมที่มีความลึก 50 ถึง 100 เมตรในปริมาณที่ต้องการตามการคำนวณ สำหรับอาคารบางหลัง 1 บ่ออาจเพียงพอสำหรับบางอาคาร 5 บ่อไม่เพียงพอ โพรบแลกเปลี่ยนความร้อนถูกหย่อนลงไปในบ่อน้ำ

การติดตั้งน้ำสู่น้ำ

ระบบดังกล่าวใช้พลังงานของน้ำที่ไม่แช่แข็งในฤดูหนาวที่ด้านล่างของแม่น้ำและทะเลสาบหรือ น้ำบาดาล. การติดตั้งน้ำมี 2 ประเภทขึ้นอยู่กับสถานที่แลกเปลี่ยนความร้อน:

• ในสระน้ำ
• บนเครื่องระเหย

ตัวเลือกแรกมีราคาแพงที่สุดในแง่ของการลงทุน ท่อส่งจะจมลงสู่ก้นแหล่งน้ำใกล้เคียงและป้องกันพื้นผิวใหม่ ประการที่สองใช้ในกรณีที่ไม่มีแหล่งน้ำในบริเวณใกล้เคียง กำลังเจาะ 2 หลุม: อุปทานและรับ จากอันแรก น้ำจะถูกสูบไปยังตัวที่สองผ่านตัวแลกเปลี่ยนความร้อน

การติดตั้งอากาศสู่น้ำ

ติดตั้งเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนด้วยอากาศใกล้กับบ้านหรือบนหลังคา อากาศภายนอกถูกสูบผ่าน ระบบดังกล่าวมีประสิทธิภาพน้อยกว่า แต่ราคาถูก การติดตั้งในสถานที่ลีช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงาน

การประกอบตัวเองของระบบ

ด้วยความปรารถนาอย่างแรงกล้าคุณสามารถลองติดตั้งปั๊มความร้อนด้วยมือของคุณเอง ซื้อคอมเพรสเซอร์ freon อันทรงพลัง Bay ท่อทองแดง, เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนและอื่น ๆ วัสดุสิ้นเปลือง. แต่มีรายละเอียดปลีกย่อยมากมายในงานนี้ พวกเขาประกอบด้วยไม่มากในการปฏิบัติตาม งานติดตั้ง, ในการคำนวน การปรับจูน และบาลานซ์ระบบที่ถูกต้องเท่าไหร่

ค่อนข้างไม่ประสบความสำเร็จในการรับสาย freon เพื่อให้ของเหลวที่เข้าสู่คอมเพรสเซอร์ปิดการใช้งานทันที ความยากลำบากอาจเกิดขึ้นได้ด้วยการนำการควบคุมประสิทธิภาพของระบบไปใช้โดยอัตโนมัติ

การจ่ายความร้อนในรัสเซียที่มีฤดูหนาวที่ยาวนานและค่อนข้างรุนแรงนั้นต้องใช้ต้นทุนเชื้อเพลิงที่สูงมาก ซึ่งสูงกว่าค่าไฟฟ้าเกือบ 2 เท่า ข้อเสียเปรียบหลักของแหล่งความร้อนแบบดั้งเดิมคือพลังงานต่ำประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจและสิ่งแวดล้อม นอกจากนี้ อัตราค่าขนส่งที่สูงสำหรับการส่งมอบผู้ให้บริการด้านพลังงานยังทวีความรุนแรงขึ้นอีกด้วย ปัจจัยลบมีอยู่ในแหล่งจ่ายความร้อนแบบดั้งเดิม

เกณฑ์มาตรฐานที่บ่งชี้อย่างมากสำหรับการประเมินความเป็นไปได้ของการใช้การติดตั้งปั๊มความร้อนในรัสเซียคือประสบการณ์จากต่างประเทศ แตกต่างกันไปในแต่ละประเทศและขึ้นอยู่กับสภาพอากาศและ ลักษณะทางภูมิศาสตร์, ระดับของการพัฒนาเศรษฐกิจ, ความสมดุลของเชื้อเพลิงและพลังงาน, อัตราส่วนของราคาสำหรับเชื้อเพลิงและไฟฟ้าประเภทหลัก, ระบบความร้อนและพลังงานที่ใช้ตามประเพณี ฯลฯ ภายใต้เงื่อนไขที่คล้ายคลึงกันโดยคำนึงถึงสถานะของรัสเซีย เศรษฐกิจ ประสบการณ์จากต่างประเทศ ถือเป็นแนวทางการพัฒนาที่แท้จริงในอนาคต

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 ยังใช้ใน ห้างสรรพสินค้า(Sukhumi) สำหรับการจ่ายความร้อนและความเย็นในอาคารที่อยู่อาศัย (นิคมบูคูเรียมอลโดวา) ในหอพัก "Druzhba" (ยัลตา) โรงพยาบาลภูมิอากาศ (Gagra) ห้องโถงรีสอร์ทของ Pitsunda

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 ซึ่งเป็นเครื่องต้นแบบที่โรงงานวิศวกรรมทำความเย็นห้าแห่ง ขนาดมาตรฐานสี่ขนาดคือปั๊มความร้อนที่ผลิตในปริมาณมากโดยให้ความร้อนที่ส่งออก 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 โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สิ่งนี้ใช้กับบ้านแต่ละหลังชั้นยอด บริษัทเฉพาะทางแห่งใหม่ปรากฏในมอสโก, โนโวซีบีร์สค์, นิจนีนอฟโกรอดและเมืองอื่น ๆ ออกแบบการติดตั้งปั๊มความร้อนและผลิตเฉพาะปั๊มความร้อน ด้วยความพยายามของบริษัทเหล่านี้ กองปั๊มความร้อนที่มีความจุความร้อนรวมประมาณ 50 เมกะวัตต์ได้เริ่มดำเนินการแล้ว

ในระบบเศรษฐกิจการตลาดที่แท้จริงในรัสเซีย ปั๊มความร้อนมีโอกาสที่จะขยายตัวได้อีก และการผลิตปั๊มความร้อนสามารถเทียบได้กับการผลิตเครื่องทำความเย็นในคลาสที่เกี่ยวข้องกัน โอกาสนี้สามารถประเมินได้เมื่อพิจารณาถึงสภาวะของความร้อนและการจ่ายพลังงานในพื้นที่หลักของการติดตั้งปั๊มความร้อน: ภาคที่อยู่อาศัยและชุมชน สถานประกอบการอุตสาหกรรม รีสอร์ทเพื่อสุขภาพและศูนย์กีฬา และการผลิตทางการเกษตร

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 ความต้องการกำลังการผลิตที่แตกต่างกัน และความเป็นไปได้ของการผลิต โครงการขนาดใหญ่ประมาณ 30 โครงการส่วนใหญ่คาดการณ์ถึงการใช้ปั๊มความร้อนสำหรับส่วนที่อยู่อาศัยและส่วนรวม รวมถึงในระบบทำความร้อนแบบอำเภอ

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

ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้การสร้างความร้อนโดยปั๊มความร้อนที่ใช้งานทั้งหมดในปี 2548 มีจำนวน 2.2 ล้าน Gcal และการเปลี่ยนเชื้อเพลิงอินทรีย์ - เชื้อเพลิงมาตรฐาน 160,000 ตันรวม พลังงานความร้อนผลผลิตประจำปี 300 MW 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 การรวมกันของความต้องการความร้อนและความเย็นทำให้เกิดเงื่อนไขที่เอื้ออำนวยต่อการใช้ปั๊มความร้อน ความร้อนจำนวนมากจะถูกลบออกด้วยอากาศถ่ายเทของแผงลอย ซึ่งสามารถใช้เป็นแหล่งพลังงานต่ำสำหรับปั๊มความร้อนขนาดเล็กได้สำเร็จ ในฟาร์มปศุสัตว์ หน่วยปั๊มความร้อนจะติดตั้งเครื่องปรับอากาศในห้องคอกสัตว์พร้อมๆ กัน และจ่ายความร้อนไปยังโรงงานผลิต

แอปพลิเคชัน ระบบกระจายอำนาจการจ่ายความร้อนตามการติดตั้งปั๊มความร้อนในพื้นที่ที่ไม่มีเครือข่ายความร้อน หรือในพื้นที่ที่อยู่อาศัยใหม่ จะช่วยหลีกเลี่ยงข้อเสียมากมายในด้านเทคโนโลยี เศรษฐกิจ และสิ่งแวดล้อมของระบบทำความร้อนแบบอำเภอ การแข่งขันกับพวกเขาในแง่ของพารามิเตอร์ทางเศรษฐกิจสามารถเป็นโรงต้มน้ำแบบอำเภอที่ใช้ก๊าซเท่านั้น

ขณะนี้มีการติดตั้งดังกล่าวเป็นจำนวนมาก และในอนาคตความต้องการพวกเขาจะเติบโตอย่างรวดเร็ว

การประหยัด การทดแทน เชื้อเพลิงอินทรีย์ด้วยความช่วยเหลือของปั๊มความร้อนเกิดขึ้นเนื่องจากการมีส่วนร่วมที่เป็นประโยชน์ของการปล่อยความร้อนเกรดต่ำที่ CHP ทำได้สองวิธี:

การใช้ความเย็นโดยตรง น้ำเทคนิค CHP เป็นแหล่งความร้อนเกรดต่ำสำหรับปั๊มความร้อน

ใช้เป็นแหล่งความร้อนคุณภาพต่ำเพื่อส่งคืนปั๊มความร้อน น้ำเครือข่ายกลับสู่ CHPP อุณหภูมิจะลดลงเหลือ 20 - 25 °C

วิธีแรกจะดำเนินการเมื่อปั๊มความร้อนอยู่ใกล้กับ CHP วิธีที่สอง - เมื่อใช้ใกล้กับผู้ใช้ความร้อน ในทั้งสองกรณี ระดับอุณหภูมิของแหล่งกำเนิดความร้อนที่มีศักยภาพต่ำจะค่อนข้างสูง ซึ่งสร้างข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการทำงานของปั๊มความร้อนที่มีปัจจัยการแปลงสูง

การใช้ปั๊มความร้อนในระบบทำความร้อนแบบอำเภอสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพทางเทคนิคและเศรษฐกิจของระบบพลังงานในเมืองได้อย่างมาก โดยให้:

พลังงานความร้อนที่เพิ่มขึ้นตามปริมาณความร้อนที่ใช้ไปก่อนหน้านี้ที่ปล่อยเข้าสู่ระบบระบายความร้อนด้วยน้ำในกระบวนการผลิต

ลดการสูญเสียความร้อนระหว่างการขนส่งน้ำในเครือข่ายไปยัง ท่อส่งหลัก;

จากน้อยไปมาก ภาระความร้อนลดลง 15 - 20% โดยใช้น้ำในเครือข่ายหลักเท่ากันและลดการขาดน้ำในเครือข่ายที่สถานีทำความร้อนกลางใน microdistricts ที่ห่างไกลจาก CHPP

รูปร่าง แหล่งสำรองเพื่อครอบคลุมภาระความร้อนสูงสุด

ในการทำงานในระบบทำความร้อนแบบอำเภอ ต้องใช้ปั๊มความร้อนขนาดใหญ่ที่มีกำลังการทำความร้อนจากหลายเมกะวัตต์สำหรับการติดตั้งในสถานีไฟฟ้าย่อยที่ให้ความร้อนและสูงถึงหลายสิบเมกะวัตต์สำหรับใช้ในโรงไฟฟ้าพลังความร้อน

ที่สถานประกอบการอุตสาหกรรม การติดตั้งปั๊มความร้อนจะใช้ความร้อนของระบบหมุนเวียนน้ำ ความร้อนจากการระบายอากาศ และความร้อนของน้ำเสีย

ด้วยความช่วยเหลือของ HPP คุณสามารถถ่ายโอนความร้อนเหลือทิ้งส่วนใหญ่ไปยังเครือข่ายทำความร้อนได้ประมาณ 50 - 60% โดยที่:

ไม่จำเป็นต้องใช้เชื้อเพลิงเพิ่มเติมเพื่อผลิตความร้อนนี้

จะดีขึ้น สถานการณ์ทางนิเวศวิทยา;

การลดอุณหภูมิของน้ำหมุนเวียนในคอนเดนเซอร์เทอร์ไบน์ สูญญากาศจะดีขึ้นอย่างมากและกำลังไฟฟ้าจากเทอร์ไบน์จะเพิ่มขึ้น

การสูญเสียน้ำหมุนเวียนและค่าใช้จ่ายในการสูบน้ำจะลดลง

จนกระทั่งเมื่อไม่นานนี้ เชื่อกันว่าการใช้การติดตั้งปั๊มความร้อนในองค์กรที่จัดหาความร้อนจาก CHPP นั้นไม่ประหยัดอย่างเห็นได้ชัด ขณะนี้กำลังแก้ไขประมาณการเหล่านี้ ประการแรก พวกเขาคำนึงถึงความเป็นไปได้ของการใช้เทคโนโลยีที่กล่าวถึงข้างต้นในภาคที่อยู่อาศัยและชุมชนเมื่อ เครื่องทำความร้อนอำเภอ. ประการที่สอง อัตราส่วนราคาจริงสำหรับไฟฟ้า ความร้อนจาก CHPP และเชื้อเพลิงกำลังบังคับให้บางองค์กรเปลี่ยนไปใช้เครื่องกำเนิดความร้อนและแม้แต่ไฟฟ้าของตนเอง ด้วยวิธีนี้ การติดตั้งปั๊มความร้อนจะมีประสิทธิภาพสูงสุด ประหยัดเชื้อเพลิงได้มากโดยเฉพาะอย่างยิ่ง "mini-CHP" โดยอิงจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลที่ทำงานบน ก๊าซธรรมชาติซึ่งขับเคลื่อนคอมเพรสเซอร์ปั๊มความร้อนพร้อมกัน ในเวลาเดียวกันการติดตั้งระบบระบายความร้อนจะให้ความร้อนและการจ่ายน้ำร้อนแก่องค์กร

นอกจากนี้ยังให้คำมั่นสัญญาสำหรับองค์กรต่างๆ ที่จะใช้การติดตั้งปั๊มความร้อนร่วมกับการใช้ความร้อนจากการปล่อยการระบายอากาศ เครื่องทำความร้อนด้วยอากาศลักษณะของสถานประกอบการอุตสาหกรรมหลายแห่ง การติดตั้งสำหรับการนำความร้อนกลับคืนจากการปล่อยการระบายอากาศทำให้สามารถอุ่นอากาศภายนอกเข้าสู่โรงปฏิบัติงานได้ถึง 8 0 ซ. การเปลี่ยนแปลง

ผู้ประกอบการอุตสาหกรรมจำนวนมากต้องการความเย็นประดิษฐ์ในเวลาเดียวกัน ดังนั้นในโรงงานเส้นใยประดิษฐ์ในการประชุมเชิงปฏิบัติการการผลิตหลัก เทคโนโลยีการปรับอากาศจึงถูกนำมาใช้เพื่อรักษาอุณหภูมิและความชื้น ระบบปั๊มความร้อนรวม ปั๊มความร้อน - เครื่องทำความเย็นซึ่งผลิตความร้อนและความเย็นพร้อมกันนั้นประหยัดที่สุด

ปัจจุบัน HPP ผลิตขึ้นในรัสเซียตามคำสั่งซื้อแยกจากบริษัทต่างๆ 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

จนถึงปัจจุบัน CJSC Energia ยังคงเป็นผู้ผลิตปั๊มความร้อนอัดไอแบบต่อเนื่องเพียงรายเดียวในประเทศของเรา ปัจจุบัน บริษัทกำลังควบคุมการผลิตหน่วยปั๊มความร้อนระบบดูดกลืน รวมทั้งปั๊มความร้อนเทอร์โบคอมเพรสเซอร์ที่มีความจุหน่วยขนาดใหญ่กว่า 3 เมกะวัตต์

บริษัท "Energia" ผลิตและเปิดตัวปั๊มความร้อนประมาณ 100 หน่วยที่มีความสามารถหลากหลายทั่วอาณาเขตของอดีตสหภาพโซเวียต หน่วยแรกได้รับการติดตั้งใน Kamchatka

ในรูป 8.1. วัตถุบางอย่างที่ปั๊มความร้อนของ CJSC "Energia" ทำงาน

CJSC Energia ผลิตปั๊มความร้อนด้วยกำลังความร้อน 300 ถึง 2500 กิโลวัตต์ พร้อมรับประกันการทำงานตั้งแต่ 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":

หน่วยปั๊มความร้อนในโรงเรียนมัธยมหมายเลข 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 °C		2 ปั๊ม NKT-300
Gornoaltaysk, CSB, เครื่องทำความร้อนในอาคาร	น้ำบาดาล 7 - 9 °C		1 ปั๊ม NKT-300
ป / ครัวเรือน "สงบ", ภูมิภาคอัลไต, ทำความร้อนหมู่บ้าน	น้ำบาดาล 23 °C		3 ปั๊ม NKT-300
ลิทัวเนีย, คอนัส, โรงงานเส้นใยประดิษฐ์, เครื่องทำความร้อนในโรงงาน	การปล่อยเทคโนโลยี - น้ำ 20 °С		2 ปั๊ม NT-3000	1995 1996
มอสโก, Interstroyplast (หน้าต่างของผู้คน), ระบายความร้อนด้วยน้ำสำหรับเครื่องอัดรีด	น้ำแปรรูป 16 °C		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 m 2 , NIT - น้ำกลับ, 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 เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนบนพื้นดินแนวตั้งที่มีความยาวรวมประมาณ 30 ม. ถูกใช้เป็นแหล่งความร้อนคุณภาพต่ำสำหรับปั๊มความร้อน (เทคโนโลยีของ OAO Insolar-Invest) อุปกรณ์ทำความร้อน - fancoils และเครื่องทำความร้อนใต้พื้น ตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์จัดหาน้ำร้อนความร้อนจากแสงอาทิตย์ส่วนเกินในฤดูร้อนถูกสูบเข้าไปในดินเพื่อเร่งการฟื้นฟูระบอบอุณหภูมิ

ในปี 2547 JSC "Insolar-Invest" หน่วยปั๊มความร้อนอัตโนมัติแบบทดลอง (ATNU) ถูกนำไปใช้งาน ซึ่งออกแบบมาเพื่อให้ความร้อนกับน้ำประปาที่ด้านหน้าหม้อไอน้ำของสถานีทำความร้อนส่วนกลางในเซเลโนกราด 8.2.

เนื่องจากเป็นแหล่งความร้อนคุณภาพต่ำ จึงมีการใช้น้ำเสียในครัวเรือนที่ไม่ผ่านการบำบัด ซึ่งสะสมอยู่ในถังรับของสถานีสูบน้ำเสียหลัก (GKNS) ATNU ออกแบบมาเพื่อทดสอบเทคโนโลยีการใช้ความร้อนของน้ำเสียดิบ กำหนดผลกระทบของการทำงานของการติดตั้งต่อพารามิเตอร์การทำงานของโรงงานระบายความร้อน ตรวจสอบ ประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจและการพัฒนาข้อเสนอแนะสำหรับการสร้างการติดตั้งที่คล้ายกันในเขตเศรษฐกิจของมอสโก

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 ในส่วนอื่น ๆ ของอาคารที่ต้องการความร้อนและส่วนเกิน (สถานที่ทางเทคนิคและการใช้งาน ร้านกาแฟ ร้านอาหาร สวนฤดูหนาว, ห้องเย็น) และระหว่างกันมีการแลกเปลี่ยนความร้อน

สำหรับการทำงานของ HP ปกติ อุณหภูมิของน้ำในวงจรต้องอยู่ระหว่าง 18 0 С ถึง 35 0 С หากจำนวน HP ที่ทำงานในโหมดทำความร้อนเท่ากับจำนวน HP ที่ทำงานในโหมดทำความเย็น ระบบจะไม่ทำงาน ต้องการความร้อนจากภายนอกหรือนำออกสู่ภายนอก ระบบวงแหวนทำงานอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดที่อุณหภูมิภายนอกอาคารตั้งแต่ -4 0 C ถึง +14 0 C ค่าใช้จ่ายด้านพลังงานสำหรับการทำงานของวงจรวงแหวนทั้งหมดประกอบด้วยค่าใช้จ่ายในการใช้งานปั๊มหมุนเวียนและปั๊มความร้อนภายในอาคารเท่านั้น ไม่จำเป็นต้องใช้แหล่งพลังงานความร้อน ก๊าซหรือเครื่องทำความร้อนไฟฟ้าที่มีราคาแพง หรือการได้รับพลังงานจากภายนอก

ที่อุณหภูมิภายนอกที่ต่ำกว่าและขาดความร้อนในวงจรน้ำ อุณหภูมิในนั้นอาจลดลงต่ำกว่า 18 0 C จากนั้นเพื่อให้ความร้อนวงจรน้ำตามพารามิเตอร์ที่กำหนด คุณสามารถใช้แหล่งความร้อนภายนอกของโรงงานทำความร้อนในเมือง หม้อไอน้ำ หรือปั๊มความร้อนใต้พิภพที่สูบความร้อนจากน้ำใต้ดินหรือจากแหล่งน้ำใกล้เคียง แหล่งที่มาเช่นน้ำบาดาลหรือแม่น้ำที่มีอุณหภูมิ 4 0 C จะเพียงพอที่จะให้ความร้อนแก่น้ำในวงจรถึงระดับ 18 0 C และสำหรับการทำงานปกติของปั๊มความร้อนในอาคารทั้งหมด

น่าเสียดายที่วิธีการนี้ถูกจำกัดในรัสเซียจนถึงตอนนี้ ค่าใช้จ่ายสูงในขั้นตอนการออกแบบและการขาดแรงจูงใจทางเศรษฐกิจสำหรับโซลูชั่นการประหยัดพลังงานและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม แหล่งความร้อนระดับต่ำอื่นๆ ยังสามารถใช้ในระบบปั๊มความร้อนแบบวงแหวนได้อีกด้วย หลายแห่ง: โรงซักขนาดใหญ่ กระบวนการที่ใช้น้ำ การไหลของน้ำเสียที่สำคัญก็เพียงพอแล้ว อุณหภูมิสูง. ในกรณีนี้ การรวมปั๊มความร้อนในระบบวงแหวนที่ใช้ความร้อนนี้เป็นเรื่องที่สมเหตุสมผล

วงจรน้ำยังมีถังเก็บอุณหภูมิต่ำ ยิ่งปริมาตรของถังนี้มากเท่าไร ยิ่งใช้ความร้อนได้มากตามความจำเป็น ระบบก็สามารถสะสมได้ ระบบวงแหวนสามารถเข้าควบคุมฟังก์ชันการทำความร้อนได้อย่างสมบูรณ์ ซึ่งเป็นระบบโมโนวาเลนต์ อย่างไรก็ตาม สามารถใช้ปั๊มความร้อนพร้อมกันกับระบบทำความร้อนแบบเดิม - ระบบไบวาเลนต์ได้ หากมีแหล่งความร้อนเพียงพอที่เชื่อมต่อกับวงแหวนที่ไซต์ และหากมีความต้องการน้ำร้อนเพียงเล็กน้อย ระบบวงแหวนก็สามารถตอบสนองความต้องการเหล่านี้ได้อย่างเต็มที่

ระบบปั๊มความร้อนแบบวงแหวนสามารถใช้ได้กับเครื่องปรับอากาศในห้องที่มีความจำเป็นเท่านั้น แต่ระบบปรับอากาศแบบวงแหวนจะมีประสิทธิภาพโดยเฉพาะในอาคารที่มีห้องหลายห้องที่มีจุดประสงค์ต่างกันซึ่งต้องการอุณหภูมิอากาศต่างกัน 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 ระบบธรรมดาอบไอน้ำประสิทธิภาพเพียง 30 - 40% จากนั้นปั๊มความร้อนประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นหลายเท่า

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง บรรลุผลดังต่อไปนี้ในโรงแรมและศูนย์รวมความบันเทิงที่อธิบายไว้

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

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 สำหรับการทำความร้อนในโรงแรม ใช้ห้องครัวที่ให้ความร้อน ห้องซักรีด ห้องเทคนิค หน่วยทำความเย็นและห้องแช่แข็ง การแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างเครื่องปรับอากาศของห้องพักในโรงแรม ห้องประชุม ศูนย์ออกกำลังกาย 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 พลวัตของตลาดรัสเซียสำหรับปั๊มความร้อนใต้พิภพตามการคาดการณ์ของ Research.Techart จะอยู่ในระดับต่ำในระยะปานกลางเนื่องจากวิกฤตเศรษฐกิจ อย่างไรก็ตาม ในบางภูมิภาค ตลาดสามารถพัฒนาอย่างแข็งขันได้

ความต้องการที่เพิ่มขึ้นจากภาคโครงสร้างพื้นฐานและที่อยู่อาศัยจะดำเนินต่อไป และยอดขายส่วนใหญ่จะอยู่ที่ 15-38kW PTNs โครงสร้างการบริโภคที่สัมพันธ์กับประเภทของ PTN จะไม่เปลี่ยนแปลง คาดว่าจะเพิ่มส่วนแบ่งของผลิตภัณฑ์ในประเทศในปริมาณตลาดทั้งหมด

ในระยะยาว ปัจจัยนำในการพัฒนาตลาดคือการดำเนินกลยุทธ์ด้านพลังงานของรัฐ หลังจากปี 2559 เป็นที่คาดการณ์ การเติบโตอย่างแข็งขันตลาด. ในด้านประสิทธิภาพคาดว่าจะมีการเปลี่ยนไปใช้ 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

ในปีที่ผ่านมา ปั๊มความร้อนได้ครอบครองตลาดเฉพาะด้านของตลาดสภาพอากาศของรัสเซีย ท่ามกลางเทคโนโลยียอดนิยมอื่นๆ การอภิปรายเกี่ยวกับข้อดีและข้อเสียของการติดตั้งปั๊มความร้อน (HPU) เกิดขึ้นทั้งในหน้าของสื่ออุตสาหกรรมและในการประชุมเฉพาะเรื่องและ โต๊ะกลม. เมื่อเร็ว ๆ นี้มีข้อมูลมากมายเกี่ยวกับปั๊มความร้อน - ทั้งในอินเทอร์เน็ตภาษารัสเซียและในสื่อเฉพาะทาง อย่างไรก็ตาม ยังมีสิ่งพิมพ์เกี่ยวกับระบบปั๊มความร้อนแบบบูรณาการน้อยมาก บทความนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อเติมช่องว่างนี้บ้าง เพื่อสรุปคำถามบางข้อที่เกิดขึ้นในผู้เชี่ยวชาญ เมื่อพวกเขาทำความคุ้นเคยกับระบบถ่ายเทความร้อนแบบวงแหวนในครั้งแรก และเพื่อตอบคำถามเหล่านั้นโดยสังเขป

ดังนั้นจึงเป็นที่ทราบกันดีเกี่ยวกับปั๊มความร้อนว่านี่คืออุปกรณ์ภูมิอากาศที่สามารถใช้ความร้อนจากสิ่งแวดล้อม โดยใช้คอมเพรสเซอร์เพื่อเพิ่มอุณหภูมิของสารหล่อเย็นให้ถึงระดับที่ต้องการและถ่ายเทความร้อนนี้ไปยังที่ที่ต้องการ

เกือบจะเป็นไปได้เสมอที่จะดึงความร้อนออกจากสิ่งแวดล้อม หลังจากนั้น " น้ำเย็น"- แนวคิดเชิงอัตวิสัยตามความรู้สึกของเรา แม้แต่น้ำในแม่น้ำที่เย็นที่สุดก็มีความร้อนอยู่จำนวนหนึ่ง แต่เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าความร้อนส่งผ่านจากร่างกายที่ร้อนกว่าไปยังที่เย็นกว่าเท่านั้น ความร้อนสามารถบังคับทิศทางจากร่างกายที่เย็นไปยัง อันอุ่นแล้วร่างกายที่เย็นยิ่งเย็นลงและความร้อนขึ้นโดยใช้ปั๊มความร้อนที่ "สูบ" ความร้อนจากอากาศแม่น้ำหรือดินทำให้อุณหภูมิลดลงมากยิ่งขึ้นทำให้ความร้อน อาคารในกรณีคลาสสิก ถือว่าการใช้ไฟฟ้า 1 กิโลวัตต์ในการทำงาน HPP สามารถผลิตพลังงานความร้อนได้ตั้งแต่ 3 ถึง 6 กิโลวัตต์ ในทางปฏิบัติหมายความว่าพลังงานของหลอดไฟในครัวเรือนสองหรือสามดวงในฤดูหนาวสามารถทำได้ อุ่น ห้องนั่งเล่นขนาดกลาง ในฤดูร้อน ทำงานใน โหมดย้อนกลับ, ปั๊มความร้อนสามารถทำให้อากาศภายในห้องของอาคารเย็นลง ความร้อนจากอาคารจะถูกดูดกลืนโดยชั้นบรรยากาศ แม่น้ำ หรือดิน

ปัจจุบันมีการติดตั้งปั๊มความร้อนหลากหลายรูปแบบ ซึ่งช่วยให้สามารถใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม เกษตรกรรมในการเคหะและบริการชุมชน ตัวอย่างของการใช้ HPP ในตอนท้ายของบทความ เราจะพิจารณาสองโครงการ - หนึ่งในนั้นคือโครงการของระบบวงแหวนขนาดใหญ่ที่นำมาใช้ใน ดินแดนครัสโนดาร์ประการที่สองคือวัตถุก่อสร้างขนาดเล็กในภูมิภาคมอสโก

ปั๊มความร้อนคืออะไร?

ปั๊มความร้อนมีเอาต์พุตความร้อนที่หลากหลายตั้งแต่ไม่กี่กิโลวัตต์จนถึงหลายร้อยเมกะวัตต์ พวกเขาสามารถทำงานร่วมกับ แหล่งต่างๆความร้อนในสภาวะต่างๆ ของการรวมตัว ในเรื่องนี้สามารถแบ่งออกเป็นประเภทต่อไปนี้: น้ำ - น้ำ, น้ำ - อากาศ, อากาศ - น้ำ, อากาศ - อากาศ. ปั๊มความร้อนถูกผลิตขึ้นเพื่อทำงานกับแหล่งความร้อนระดับต่ำมากที่สุด อุณหภูมิต่างกันถึงลบ สามารถใช้เป็นตัวรับความร้อนสูงที่ต้องการอุณหภูมิที่ต่างกัน แม้จะสูงกว่า 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) ติดตั้งปั๊มความร้อนซึ่งกำลังถูกเลือกตามพารามิเตอร์ของห้องวัตถุประสงค์ลักษณะของอากาศจ่ายที่ต้องการ การระบายอากาศ, จำนวนคนที่เป็นไปได้, อุปกรณ์ที่ติดตั้งและเกณฑ์อื่น ๆ HPP ทั้งหมดสามารถย้อนกลับได้ กล่าวคือ ออกแบบมาสำหรับทั้งอากาศเย็นและอากาศร้อน ทั้งหมดเชื่อมต่อกันด้วยวงจรน้ำทั่วไป - ท่อที่น้ำหมุนเวียน น้ำเป็นทั้งแหล่งและตัวรับความร้อนสำหรับ HPI ทั้งหมด อุณหภูมิในวงจรสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตั้งแต่ 18 ถึง 320C ระหว่างปั๊มความร้อนที่ให้ความร้อนในอากาศกับปั๊มที่ทำให้เย็นลง 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 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 สามารถให้ความร้อนน้ำในสระโดยใช้ปั๊มความร้อนแบบน้ำต่อน้ำโดยเชื่อมต่อกับ KTN

การรวมระบบวงแหวนกับระบบอื่นๆ

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

อย่างไรก็ตาม ในขณะเดียวกัน ระบบวงแหวนก็ช่วยให้ระบบระบายอากาศได้ง่ายกว่าวิธีการปรับอากาศแบบอื่นๆ ปั๊มความร้อนดำเนินการปรับอากาศโดยตรงที่ไซต์งาน ในห้องนั้นเอง ซึ่งช่วยลดความจำเป็นในการขนส่งอากาศที่เสร็จแล้วผ่านท่ออากาศยาวที่หุ้มฉนวนความร้อน เช่น กับเครื่องปรับอากาศส่วนกลาง

ระบบวงแหวนสามารถเข้าควบคุมฟังก์ชั่นการทำความร้อนได้อย่างเต็มที่ แต่ไม่รวมการใช้งานร่วมกับระบบทำความร้อน ในกรณีนี้จะใช้ระบบทำความร้อนที่มีประสิทธิภาพน้อยกว่าและง่ายกว่าในทางเทคนิค ระบบไบวาเลนต์ดังกล่าวมีความเหมาะสมมากกว่าในละติจูดเหนือ ซึ่งต้องการความร้อนมากกว่าเพื่อให้ความร้อน และจะต้องนำเข้ามา มากกว่าจากแหล่งที่มีศักยภาพสูง หากอาคารมี แต่ละระบบเครื่องปรับอากาศและเครื่องทำความร้อน ระบบเหล่านี้มักจะรบกวนซึ่งกันและกัน โดยเฉพาะในช่วงเปลี่ยนผ่าน การใช้ระบบวงแหวนร่วมกับระบบทำความร้อนไม่ก่อให้เกิดปัญหาดังกล่าว เนื่องจากการทำงานของระบบจะขึ้นอยู่กับสภาพที่แท้จริงของสภาพอากาศในแต่ละโซน

ที่สถานประกอบการ ระบบปั๊มความร้อนแบบวงแหวนสามารถเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนหรือความเย็นกับน้ำหรืออากาศเพื่อวัตถุประสงค์ทางเทคโนโลยี และกระบวนการเหล่านี้จะรวมอยู่ในความสมดุลของการจ่ายความร้อนทั่วไปขององค์กร

เมื่อพูดถึงระบบจ่ายความร้อนแบบเดิมๆ เป็นเรื่องยากที่จะเห็นด้วยกับประสิทธิภาพที่จำกัด ความร้อนถูกใช้ไปบางส่วนและกระจายสู่ชั้นบรรยากาศอย่างรวดเร็ว (ระหว่างการทำความร้อนและการระบายอากาศ) การกำจัดด้วยน้ำเสีย (ผ่านการจ่ายน้ำร้อน กระบวนการทางเทคโนโลยี) และด้วยวิธีอื่นๆ นอกจากนี้ยังเป็นการดีหากจะติดตั้งเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบอากาศสู่อากาศในระบบระบายอากาศหรือแบบน้ำสู่น้ำเพื่อการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ เป็นต้น หน่วยทำความเย็นหรืออุปกรณ์กู้คืนความร้อนในพื้นที่อื่นๆ ในทางกลับกัน KTNS แก้ปัญหานี้ในลักษณะที่ซับซ้อน ในหลายกรณีช่วยให้การกู้คืนความร้อนมีประสิทธิภาพมากขึ้น

ระบบควบคุมวงแหวนอัตโนมัติ

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

สำหรับกระบวนการถ่ายเทความร้อนจากปั๊มความร้อนไปยังผู้บริโภคนั้น จะถูกควบคุมโดยระบบอัตโนมัติที่อยู่ในปั๊มความร้อนแต่ละตัว ตัวอย่างเช่น HPI สำหรับเครื่องปรับอากาศมีเซ็นเซอร์อุณหภูมิ (เทอร์โม) ติดตั้งโดยตรงในห้อง เทอร์โมสแตทธรรมดานี้เพียงพอที่จะควบคุมการทำงานของ HP

ปั๊มความร้อนให้สิ่งจำเป็นอย่างเต็มที่ พารามิเตอร์อุณหภูมิอากาศในห้องซึ่งทำให้สามารถปฏิเสธแดมเปอร์ควบคุมในระบบระบายอากาศและวาล์วควบคุมในระบบทำความร้อน (ด้วยระบบไบวาเลนต์) สถานการณ์ทั้งหมดนี้มีส่วนช่วยในการลดต้นทุนและเพิ่มความน่าเชื่อถือของระบบวิศวกรรมโดยรวม

ที่โรงงานขนาดใหญ่ที่ระบบวงแหวนประกอบด้วยปั๊มความร้อนจำนวนมากและมีการติดตั้ง HPP ประเภทต่างๆ (สำหรับเครื่องปรับอากาศ การนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ และเพื่อให้มั่นใจถึงกระบวนการทางเทคโนโลยี) มักจะเหมาะสมที่จะใช้ระบบควบคุมอัตโนมัติที่ซับซ้อนมากขึ้น ซึ่งช่วยให้ เพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของทั้งระบบ

การทำงานของระบบปั๊มความร้อนรูปวงแหวนได้รับผลกระทบจาก ปัจจัยดังต่อไปนี้:

• 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

โครงการแรกคือการสร้างใหม่ตามแบบแผน โรงเรียนมัธยมทางตอนใต้ของรัสเซีย ฤดูร้อนที่แล้ว ฝ่ายบริหาร ดินแดนครัสโนดาร์ดำเนินโครงการนี้ใน Ust-Labinsk (โรงเรียนในเมืองหมายเลข 2) ในระหว่างการก่อสร้างใหม่ ได้มีการรักษามาตรฐานสูงสุดในด้านข้อกำหนดด้านสุขอนามัยและการเข้าพักที่สะดวกสบายสำหรับเด็กที่โรงเรียน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอาคารมีการติดตั้งระบบสภาพอากาศแบบครบวงจรโดยให้การควบคุมอุณหภูมิการไหลเข้าในแต่ละโซน อากาศบริสุทธิ์และความชื้น

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 ( ไฟฟ้าของเน็ต,ท่อน้ำ) มักจะป้องกันการเจริญเติบโตของการตั้งถิ่นฐานใหม่ สถานีย่อยหม้อแปลงที่มีอยู่ไม่สามารถรับมือกับโหลดที่เพิ่มขึ้นได้ การหยุดชะงักของการจ่ายไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง (อุบัติเหตุที่สถานีไฟฟ้าย่อยเก่า สายไฟชำรุด) บังคับให้ผู้บริโภคมองหาวิธีการจ่ายไฟอัตโนมัติ

ในโครงการที่อธิบายไว้ วิศวกรต้องเผชิญกับภารกิจในการจัดหาห้องหลายห้อง กระท่อมสองชั้นด้วยความร้อนใต้หลังคาและไฟฟ้า พื้นที่ทำความร้อนทั้งหมดของบ้านคือ 200 m2 จากการสื่อสารที่ล้มเหลว - น้ำบาดาลและไฟฟ้า

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

เพื่อให้ความร้อน ได้มีการตัดสินใจใช้ระบบปั๊มความร้อนใต้พิภพ ซื้อปั๊มความร้อนแบบน้ำต่อน้ำของอเมริกา ปั๊มความร้อนชนิดนี้ผลิตน้ำร้อนโดยใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ซึ่งสามารถใช้สำหรับการจ่ายน้ำร้อนและทำความร้อนด้วยแบตเตอรี่หม้อน้ำ 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

ดังนั้น ระบบปั๊มความร้อนแบบวงแหวนจึงทำหน้าที่ทั้งการทำความร้อนและการปรับอากาศ และการนำความร้อนกลับคืนมาอย่างมีประสิทธิภาพ การใช้ระบบเดียวแทนที่จะเป็นหลายระบบจะทำให้เกิดผลกำไรมากขึ้นในแง่ของเงินทุนและค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน

บทความที่จัดทำโดย บริษัท "AEROCLIMATE"