ประเภทของการติดตั้งปั๊มความร้อน ความเป็นไปได้ของการประยุกต์ใช้ระบบวงแหวน

ทำกำไรน้อยลงและสูญเสียความเกี่ยวข้อง การเผาไหม้ของก๊าซหรือเชื้อเพลิงเหลวในหม้อไอน้ำทำให้งบประมาณลดลงอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน ประหยัดเงินได้มากโดยใช้ ปั๊มความร้อนสำหรับทำความร้อนที่บ้าน พวกเขาอยู่บนพื้นฐานของการใช้พลังงานธรรมชาติฟรีซึ่งมีอยู่ทุกหนทุกแห่ง มันต้องถ่ายเท่านั้น

ประสิทธิภาพการลงทุน

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

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

ข้อเสียที่สำคัญ ปั๊มความร้อนเฉพาะเงินลงทุนสูงในขั้นตอนการจัดหาและติดตั้งอุปกรณ์เท่านั้นที่สามารถพิจารณาได้ ราคาของระบบทำความร้อนมาตรฐานที่ใช้ปั๊มความร้อนพร้อมตัวแลกเปลี่ยนความร้อนใต้พิภพประกอบด้วยต้นทุนของสว่านและอุปกรณ์เฉพาะพร้อมการติดตั้ง ชุดประกอบด้วย:

• ชุดโพรบ;
• โพรพิลีนไกลคอล;
• หม้อต้ม ความร้อนทางอ้อมสำหรับน้ำร้อน
• ชุด อุปกรณ์สูบน้ำและระบบอัตโนมัติ

งานนี้ดำเนินการโดยบุคลากรที่ผ่านการรับรอง เครื่องมือระดับมืออาชีพ. ค่าใช้จ่ายล่วงหน้าที่สูงขึ้นเล็กน้อยนั้นสมดุลด้วยผลประโยชน์ที่สำคัญ:

1. การติดตั้งปั๊มความร้อนนั้นประหยัดมาก ซึ่งทำให้คุณสามารถชดใช้ค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมได้ในเวลาเพียงไม่กี่ฤดูกาล
2. มีโอกาสเพียงพอสำหรับการนำการควบคุมอัตโนมัติที่ยืดหยุ่นไปใช้โดยต้องมีการบำรุงรักษาน้อยที่สุด
3. ความสะดวกสบายในการใช้งาน
4. เหมาะสำหรับการติดตั้งที่อยู่อาศัยด้วยการออกแบบที่สวยงามและทันสมัย
5. การระบายความร้อนของอาคารโดยใช้อุปกรณ์ชุดเดียวกัน
6. เมื่อทำงานเพื่อระบายความร้อน นอกเหนือจากโหมดการทำงานแบบแอ็คทีฟแล้ว ยังสามารถใช้อุณหภูมิที่ลดลงของน้ำและดินธรรมชาติเพื่อใช้งานโหมดพาสซีฟโดยไม่มีค่าใช้จ่ายด้านพลังงานโดยไม่จำเป็น
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. ของเหลวจะถูกบายพาสผ่านอุปกรณ์ควบคุมปริมาณเพื่อรักษาความแตกต่างของแรงดันระหว่างคอนเดนเซอร์และเครื่องระเหย

นำไปปฏิบัติ

การสัมผัสโดยตรงของเครื่องระเหยและคอนเดนเซอร์กับภายนอกและ สภาพแวดล้อมภายในไม่เป็นเรื่องปกติสำหรับระบบทำความร้อนที่ใช้ปั๊มความร้อน การถ่ายเทพลังงานเกิดขึ้นในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน น้ำหล่อเย็นที่สูบผ่านวงจรภายนอกจะปล่อยความร้อนไปยังเครื่องระเหยเย็น คอนเดนเซอร์ร้อนส่งผ่านไปยังระบบทำความร้อนของบ้าน

ประสิทธิภาพของรูปแบบดังกล่าวขึ้นอยู่กับความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างสภาพแวดล้อมภายนอกและภายในเป็นอย่างมาก ยิ่งมีขนาดเล็กยิ่งดี ดังนั้นความร้อนจึงไม่ค่อยถูกดึงออกจากอากาศภายนอกซึ่งมีอุณหภูมิต่ำมาก

ตามสถานที่รับพลังงานการติดตั้งประเภทต่อไปนี้มีความโดดเด่น:

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

เป็นตัวพาความร้อนในระบบดินและน้ำ ปลอดภัย ของเหลวป้องกันการแข็งตัว. 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

ระบบดังกล่าวใช้พลังงานน้ำที่ไม่แข็งตัวในฤดูหนาวที่ด้านล่างของแม่น้ำและทะเลสาบหรือน้ำใต้ดิน การติดตั้งน้ำมี 2 ประเภทขึ้นอยู่กับสถานที่แลกเปลี่ยนความร้อน:

• ในสระน้ำ
• บนเครื่องระเหย

ตัวเลือกแรกมีราคาแพงที่สุดในแง่ของการลงทุน ท่อส่งจะจมลงสู่ก้นแหล่งน้ำใกล้เคียงและป้องกันพื้นผิวใหม่ ประการที่สองใช้ในกรณีที่ไม่มีแหล่งน้ำในบริเวณใกล้เคียง กำลังเจาะ 2 หลุม: อุปทานและรับ จากอันแรก น้ำจะถูกสูบไปยังตัวที่สองผ่านตัวแลกเปลี่ยนความร้อน

การติดตั้งอากาศสู่น้ำ

ติดตั้งเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนด้วยอากาศใกล้กับบ้านหรือบนหลังคา อากาศภายนอกถูกสูบผ่าน ระบบดังกล่าวมีประสิทธิภาพน้อยกว่า แต่ราคาถูก การติดตั้งในสถานที่ลีช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงาน

การประกอบตัวเองของระบบ

ด้วยความปรารถนาอย่างแรงกล้าคุณสามารถลองติดตั้งปั๊มความร้อนด้วยมือของคุณเอง ซื้อคอมเพรสเซอร์ฟรีออนอันทรงพลังเบย์ ท่อทองแดง, เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนและวัสดุสิ้นเปลืองอื่นๆ แต่มีรายละเอียดปลีกย่อยมากมายในงานนี้ พวกเขาประกอบด้วยไม่มากในการปฏิบัติตาม งานติดตั้ง, ในการคำนวน การปรับจูน และบาลานซ์ระบบที่ถูกต้องเท่าไหร่

เพียงพอที่จะหยิบสาย freon ไม่สำเร็จเพื่อให้ของเหลวที่เข้าสู่คอมเพรสเซอร์ปิดการใช้งานทันที ความยากลำบากอาจเกิดขึ้นกับการนำไปปฏิบัติ การควบคุมอัตโนมัติประสิทธิภาพของระบบ

การใช้งาน: ในการติดตั้งสำหรับห้องทำความร้อนและความเย็นที่มีการระบายอากาศถาวร สาระสำคัญของการติดตั้งปั๊มความร้อนประดิษฐ์ประกอบด้วยเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน 1, เครื่องระเหย 4, หัวฉีด - ตัวดูดซับ 6, ถังแยกแรงดัน 9 และ ปั๊มของเหลว 7. เครื่องระเหย 4 และตัวดูดซับหัวฉีด 6 เชื่อมต่อกันด้วยเส้นเลือดฝอย 5 อย่างน้อยหนึ่งเครื่องระเหย 4 ทำจากสามช่องและเต็มไปด้วยรูพรุน 16.5 c.p. f-ly 2 ป่วย

การประดิษฐ์นี้เกี่ยวข้องกับการติดตั้งปั๊มความร้อนตามหน่วยดูดซับ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการติดตั้งสำหรับห้องทำความร้อนและความเย็นที่มีการระบายอากาศถาวร การทำงานของปั๊มความร้อนทั้งหมดขึ้นอยู่กับสถานะทางอุณหพลศาสตร์และพารามิเตอร์ที่กำหนดสถานะนี้ ได้แก่ อุณหภูมิ ความดัน ปริมาตรจำเพาะ เอนทาลปี และเอนโทรปี ปั๊มความร้อนทั้งหมดทำงานโดยจ่ายความร้อนแบบไอโซเทอร์มอลที่อุณหภูมิต่ำและกระจายตัวแบบไอโซเมตริกที่อุณหภูมิสูง การบีบอัดและการขยายตัวจะดำเนินการที่เอนโทรปีคงที่ และงานทำจากเอ็นจิ้นภายนอก ปั๊มความร้อนสามารถอธิบายได้ว่าเป็นตัวคูณความร้อนที่ใช้ความร้อนคุณภาพต่ำจากตัวกลางที่สร้างความร้อนต่างๆ เช่น อากาศแวดล้อม ดิน น้ำบาดาล น้ำเสีย ฯลฯ ปัจจุบันมีปั๊มความร้อนหลายตัวที่มีของไหลทำงานต่างกัน ความหลากหลายนี้เกิดจากข้อ จำกัด ที่มีอยู่เกี่ยวกับการใช้ปั๊มความร้อนประเภทใดประเภทหนึ่งซึ่งไม่เพียง แต่เกิดจากปัญหาทางเทคนิคเท่านั้น แต่ยังรวมถึงกฎแห่งธรรมชาติด้วย ปั๊มที่ใช้กันทั่วไปมากที่สุดคือปั๊มที่มีการอัดไอเชิงกล ตามด้วยรอบการดูดซับ และปั๊มรอบแบบแรงคินคู่ ปั๊มที่มีการอัดทางกลนั้นไม่ได้ใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากต้องใช้ไอน้ำแห้งซึ่งเกิดจากกลไกของคอมเพรสเซอร์ส่วนใหญ่ การไหลของของเหลวพร้อมกับไอน้ำไปยังช่องอากาศเข้าของคอมเพรสเซอร์อาจทำให้วาล์วเสียหายได้ และโดยทั่วไปแล้วการไหลของของเหลวจำนวนมากเข้าสู่คอมเพรสเซอร์อาจทำให้ปิดการทำงานได้ ปั๊มที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดคือประเภทการดูดซึม กระบวนการทำงาน พืชดูดซึมขึ้นอยู่กับการดำเนินการตามลำดับของปฏิกิริยาทางความร้อนเคมีของการดูดซับของสารทำงานโดยตัวดูดซับ จากนั้นจึงปล่อย (การคายดูดซับ) ของตัวดูดซับออกจากสารทำงาน ตามกฎแล้วสารออกฤทธิ์ในพืชดูดซับคือน้ำหรือสารละลายอื่นที่ตัวดูดซับสามารถดูดซับได้ สารประกอบและสารละลายที่ดูดซับของไหลทำงานได้ง่ายสามารถใช้เป็นสารดูดซับ: แอมโมเนีย (NH 3) ซัลฟูริกแอนไฮไดรต์ (SO 2) , คาร์บอนไดออกไซด์ (CO 2), โซดาไฟ (NaOH), โซดาไฟ (KOH), แคลเซียมคลอไรด์ (CACl 2) เป็นต้น เป็นที่รู้จักเช่นการติดตั้งปั๊มความร้อน (ed. St. USSR N 1270499, class F 25 B 15/02, 29/00, 1986) ที่มีการดูดซับ หน่วยทำความเย็นด้วยวงจรสารทำความเย็น, คอนเดนเซอร์, ซับคูลเลอร์, เครื่องระเหย, ตัวขจัดคราบไขมันและตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบหมุนเวียน, เช่นเดียวกับวงจรน้ำร้อนที่ไหลผ่านคอนเดนเซอร์, สายอากาศระบายอากาศที่ไหลผ่านตัวดูดซับและซับคูลเลอร์ตามลำดับ, วงจรน้ำร้อน ถูกปิดและรวม dephlegmator ไว้ด้วย โรงงานยังมีเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบสองช่อง - ซับคูลเลอร์ซึ่งเชื่อมต่อด้วยช่องหนึ่งกับวงจรสารทำความเย็นระหว่างซับคูลเลอร์และเครื่องระเหยและอีกช่องหนึ่ง - กับท่อระบายอากาศด้านหน้าตัวดูดซับ การติดตั้งที่อธิบายไว้นั้นยุ่งยากและต้องใช้โลหะมาก เนื่องจากมีส่วนประกอบและระบบที่ทำงานที่แรงดันสูง นอกจากนี้การบรรลุสูง ตัวชี้วัดพลังงานในการติดตั้งที่ทราบ แอมโมเนียและสารละลายในน้ำ ซึ่งเป็นพิษและกัดกร่อน ถูกใช้เป็นสารหล่อเย็น การติดตั้งปั๊มความร้อนที่มีประสิทธิภาพที่สุดคือประเภทหัวฉีดดูดซับ เป็นที่รู้จัก โรงงานความร้อน(ed. St. USSR N 87623, class F 25 B 15/04, 1949) รวมถึงเครื่องกำเนิดไอน้ำแอมโมเนีย (เครื่องระเหย) ที่เต็มไปด้วยสารละลายแอมโมเนียน้ำที่มีความเข้มข้นสูงด้วยขดลวดทำจาก ท่อเหล็ก, ซึ่งมีการจ่ายไอน้ำแรงดันต่ำซึ่งทำหน้าที่ระเหยแอมโมเนีย, ตัวดูดซับ ความดันสูง(หัวฉีด), ปั๊ม, ระบบความร้อนแบบท่อ, เครื่องกำเนิดไอน้ำสูง, เครื่องทำความร้อนแบบไอน้ำแรงดันต่ำ, เครื่องทำความเย็นทำหน้าที่เป็นเครื่องทำความร้อนในเวลาเดียวกัน การติดตั้งที่อธิบายไว้ช่วยให้คุณเพิ่มแรงดันไอน้ำได้ที่ มูลค่าสูง ประสิทธิภาพเชิงความร้อนเนื่องจากโช้คอัพของการติดตั้งมีหัวฉีดที่ทำหน้าที่เพิ่มแรงดันที่ได้รับในเครื่องกำเนิดไอน้ำแอมโมเนียโดยใช้สารละลายลีนที่ปั๊มมาจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้า อย่างไรก็ตามในการติดตั้งที่อธิบายไว้จะใช้สื่อที่ก้าวร้าวซึ่งต้องใช้วัสดุพิเศษที่มีความต้านทานการกัดกร่อนสูง ทำให้ค่าใช้จ่ายในการติดตั้งเพิ่มขึ้นอย่างมาก จุดมุ่งหมายของการประดิษฐ์นี้คือการสร้างการติดตั้งที่เรียบง่าย เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ประหยัดพร้อมประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูง ปัญหานี้แก้ไขได้ด้วยการติดตั้งปั๊มความร้อนที่มีตัวแลกเปลี่ยนความร้อน, เครื่องระเหย, ตัวดูดซับหัวฉีด, ปั๊มของเหลว, ถังแยกแรงดัน, เครื่องระเหยและตัวดูดซับหัวฉีดซึ่งตามการประดิษฐ์ เชื่อมต่อกันด้วยเส้นเลือดฝอยอย่างน้อยหนึ่งช่องและเครื่องระเหยทำจากสามช่องซึ่งหนึ่งช่องเชื่อมต่อกับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนด้วยสายอากาศระบายอากาศและอีกช่องหนึ่งเต็มไปด้วยสารหล่อเย็นคั่นด้วยช่องสูญญากาศที่เชื่อมต่อกับ หัวฉีด-ดูด และเครื่องระเหยประกอบด้วยร่างกายที่มีรูพรุนที่วางพร้อมกันในฟันผุทั้งหมดเหล่านี้ การออกแบบการเชื่อมต่อระหว่างเครื่องระเหยและตัวดูดซับหัวฉีดในรูปแบบของระบบที่ไม่ต่อเนื่องทางเทอร์โมไดนามิกที่เชื่อมต่อด้วยเส้นเลือดฝอยอย่างน้อยหนึ่งเส้นทำให้สามารถดำเนินการกระบวนการรับความร้อนในบริเวณที่ห่างไกลจากสมดุลทางอุณหพลศาสตร์ซึ่งเพิ่มความร้อนอย่างมีนัยสำคัญและ การถ่ายโอนมวลในระบบที่อยู่ในการพิจารณา เป็นไปได้ที่จะเชื่อมต่อเครื่องระเหยและตัวดูดซับหัวฉีดกับเส้นเลือดฝอยหลายเส้น ซึ่งจะช่วยเพิ่มผลกระทบของการถ่ายเทความร้อนและมวลในระบบภายใต้การพิจารณา การทำงานของเครื่องระเหยที่มีโพรงแยกอิสระสามช่องและมีรูพรุนวางพร้อมกันในทั้งสามช่องช่วยให้เกิดพื้นผิวการถ่ายเทมวลที่พัฒนาขึ้นระหว่างสารหล่อเย็นและอากาศ (ประมาณ 100-10000 ซม. 2 ใน 1 ซม. 3) เนื่องจาก ซึ่งการระเหยอย่างเข้มข้นของสารหล่อเย็นและความอิ่มตัวของอากาศพร้อมกับการดูดซับความร้อนจำนวนมากที่มาจากตัวกลางที่สร้างความร้อน ขอแนะนำว่าเส้นเลือดฝอยมีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากับเส้นทางว่างเฉลี่ยของโมเลกุลของสารหล่อเย็นในเฟสไอที่ความดันตกค้างที่สร้างขึ้นโดยตัวดูดซับหัวฉีดและอุณหภูมิเท่ากับอุณหภูมิของสารหล่อเย็นของเหลวและความยาวเท่ากับ 10-10 5 เส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นเลือดฝอย สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ว่ามีการถ่ายเทมวลสารหล่อเย็นในทิศทางจากเครื่องระเหยไปยังหัวฉีด-ดูดซับเท่านั้น ขอแนะนำให้สร้างรูพรุนจากรูพรุนสองประเภทซึ่งพื้นผิวของรูพรุนบางส่วนเปียกในขณะที่สารหล่อเย็นไม่เปียก ในกรณีนี้ ตัวเครื่องที่มีรูพรุนสามารถซึมผ่านไปยังของเหลวและอากาศได้พร้อมกัน และจะช่วยให้เกิดพื้นผิวการถ่ายเทมวลที่พัฒนาขึ้นระหว่างสารหล่อเย็นและอากาศภายในตัวเครื่องที่มีรูพรุน สิ่งนี้ทำให้กระบวนการระเหยเข้มข้นขึ้นอย่างมาก อัตราการระเหยในเครื่องระเหยของโครงสร้างตัวที่มีรูพรุนที่อธิบายข้างต้นถึงค่าที่ใกล้เคียงกับอัตราการระเหยในสุญญากาศสัมบูรณ์ ขอแนะนำให้นำท่อความร้อนอย่างน้อยหนึ่งท่อไปยังเครื่องระเหย โดยปลายด้านหนึ่งวางอยู่ในตัวเครื่องที่มีรูพรุน และอีกด้านวางในตัวกลางที่สร้างความร้อน เช่น ในพื้นดิน สิ่งนี้จะกระชับการแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างเครื่องระเหยและตัวสร้างความร้อน ท่อทางออกของส่วนผสมของไอน้ำแก๊สของถังแยกแรงดันสามารถเชื่อมต่อกับตัวแลกเปลี่ยนความร้อน ซึ่งเป็นคอนเดนเซอร์ในการติดตั้งที่อธิบายไว้ สิ่งนี้จะให้ความร้อนและทำให้ความชื้นของอากาศถ่ายเทที่ดูดเข้าไปในเครื่องระเหยลดลงจาก สิ่งแวดล้อม ซึ่งจะทำให้กระบวนการระเหยของสารหล่อเย็นในเครื่องระเหยเข้มข้นขึ้น ขอแนะนำให้เชื่อมต่อถังแยกแรงดันกับตัวแลกเปลี่ยนความร้อน ซึ่งเป็นคอนเดนเซอร์พร้อมกันในการติดตั้งที่อธิบายไว้ สิ่งนี้จะให้ความร้อนและทำให้ความชื้นของอากาศถ่ายเทที่ดูดเข้าไปในเครื่องระเหยจากสิ่งแวดล้อมลดลง ซึ่งจะทำให้กระบวนการของเครื่องระเหยสารหล่อเย็นในเครื่องระเหยเข้มข้นขึ้น ช่องระเหยที่เต็มไปด้วยตัวพาความร้อนสามารถเชื่อมต่อกับตัวแลกเปลี่ยนความร้อนโดยใช้สายคอนเดนเสทของตัวพาความร้อน วิธีนี้จะช่วยให้หลีกเลี่ยงการสูญเสียน้ำหล่อเย็นด้วยส่วนผสมของก๊าซไอระเหยที่แยกจากกันในถังแยกแรงดัน และรับประกันการเติมสารหล่อเย็นอย่างต่อเนื่องในเครื่องระเหย รูปที่ 1 แสดงไดอะแกรมของการติดตั้งปั๊มความร้อนที่เสนอ รูปที่ 2 เครื่องระเหยวางอยู่ในตัวเครื่องมีรูพรุนและท่อความร้อน การติดตั้งปั๊มความร้อนที่สร้างสรรค์ประกอบด้วยตัวแลกเปลี่ยนความร้อน 1 (รูปที่ 1) พร้อมหัวฉีด 2, 3 ตามลำดับสำหรับการจ่ายอากาศถ่ายเทและส่วนผสมของอากาศและไอน้ำ, เครื่องระเหย 4 ที่เชื่อมต่อกับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน 1 โดยสายแก๊สและของเหลว 5, ซึ่งเป็นท่อสองท่อแยกกัน และมีตัวดูดซับหัวฉีดที่มีเส้นเลือดฝอย 7 เชื่อมต่อกับสายดูดของตัวดูดซับหัวฉีด เส้นเลือดฝอยต้องมีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากับเส้นทางว่างเฉลี่ยของโมเลกุลของสารหล่อเย็นในเฟสไอที่ความดันตกค้างที่สร้างขึ้นในหัวฉีด-ดูดซับ 6 และอุณหภูมิเท่ากับอุณหภูมิของสารหล่อเย็นของเหลว ความยาวของเส้นฝอยควรอยู่ที่ 10-10 5 ของเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นเลือดฝอย หัวฉีด-ตัวดูดซับ 6 ติดตั้งอยู่บนสายแรงดันของปั๊มของเหลว 8 และเชื่อมต่อกับถังแยกแรงดัน 9 ซึ่งเติม 2/3 ของปริมาตรด้วยตัวพาความร้อนเหลว ถังแยกแรงดันเชื่อมต่อด้วยสาย 10 กับตัวแลกเปลี่ยนความร้อน 1 ผ่านท่อสาขา 3 และ 2 ซึ่งออกแบบมาเพื่อกำจัดตัวพาความร้อนของเหลวด้วยอุปกรณ์ทำความร้อน 12 ซึ่งเชื่อมต่อกับท่อดูดของปั๊มของเหลว 7. เครื่องระเหย 4 คือ ทำจากสามช่องอิสระ 13, 14 และ 15 ( รูปที่ 2) ช่อง 13 เชื่อมต่อกับท่อจ่ายอากาศจากตัวแลกเปลี่ยนความร้อน ช่อง 15 ถูกเติมด้วยตัวพาความร้อนที่เป็นของเหลวและเชื่อมต่อกับท่อจ่ายคอนเดนเสทของตัวพาความร้อนจากตัวแลกเปลี่ยนความร้อน 1 ซึ่งเป็นตัวพาความร้อนด้วยไอคอนเดนเซอร์ด้วย ทำให้สามารถหลีกเลี่ยงการสูญเสียน้ำหล่อเย็นด้วยส่วนผสมของก๊าซและไอ ซึ่งแยกออกจากน้ำหล่อเย็นของเหลวในถังแยกแรงดัน 9 ช่อง 14 เชื่อมต่อโดยใช้เส้นฝอย 7 กับท่อดูดของ หัวฉีด - ตัวดูดซับ 6 ภายในเครื่องระเหย 4 มีรูพรุน 16 ทำในรูปของทรงกระบอกที่มีผนังหนาซึ่งมีรูพรุนสองประเภท - พื้นผิวของรูพรุนประเภทหนึ่งเปียกโดยสารหล่อเย็นพื้นผิวของ รูพรุนอีกประเภทหนึ่งไม่ได้ถูกน้ำหล่อเย็นเปียก แต่สามารถซึมผ่านอากาศได้ วัสดุสำหรับตัวรูพรุนจะถูกเลือกขึ้นอยู่กับสารหล่อเย็นซึ่งสามารถเป็นของเหลวที่ไม่รุนแรงที่มีจุดเดือดที่ความดัน 1 atm ไม่เกิน 150 o C เช่น น้ำ แอลกอฮอล์ อีเทอร์ ไฮโดรคาร์บอนและ ของผสมที่ประกอบด้วยส่วนประกอบตั้งแต่สอง สามส่วนประกอบขึ้นไป ที่ละลายได้ร่วมกัน ระบบเลือกน้ำหล่อเย็นขึ้นอยู่กับว่าห้องใดจำเป็นต้องได้รับความร้อนจากการติดตั้ง สภาพภูมิอากาศ และปัจจัยอื่นๆ ตัวเครื่องที่มีรูพรุน 16 ถูกวางไว้ในเครื่องระเหยในลักษณะที่พื้นผิวสัมผัสกับโพรงทั้งสามช่อง ไปที่เครื่องระเหย 4 สรุปท่อความร้อน 17 ซึ่งปลายด้านหนึ่งวางอยู่ในตัวเครื่องที่มีรูพรุน 16 และอีกด้านในตัวกลางที่สร้างความร้อน เช่น ดิน อาจมีท่อความร้อนหลายท่อ ซึ่งจะเพิ่มการจ่ายความร้อนจากตัวกลางที่ประกอบด้วยความร้อนไปยังเครื่องระเหยและทำให้กระบวนการระเหยของสารหล่อเย็นดีขึ้น โรงงานปั๊มความร้อนกำลังทำงาน ด้วยวิธีดังต่อไปนี้. อากาศจากบรรยากาศผ่านท่อ 3 ของแหล่งจ่ายอากาศเนื่องจากการหายากที่สร้างขึ้นโดยหัวฉีด - ตัวดูดซับในเครื่องระเหย 4 ถูกดูดเข้าไปในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน 1 และผ่านท่อก๊าซ - ของเหลว 5 ผ่านท่ออากาศเข้าสู่ห้อง 13 ของ เครื่องระเหย 4. ภายในตัวเครื่องที่มีรูพรุน 16 ตัวพาความร้อนจะระเหยอย่างเข้มข้นและทำให้ไออากาศอิ่มตัว ในกรณีนี้ ความร้อนของตัวกลางที่สร้างความร้อน เช่น ดิน จะถูกดูดซับ ซึ่งจ่ายให้กับเครื่องระเหยผ่านท่อความร้อน 17 อัตราการระเหยของตัวพาความร้อนภายในตัวที่มีรูพรุนถึงค่าที่เทียบได้กับอัตราการระเหย ในสุญญากาศสัมบูรณ์ 0.3 g/cm 3 s ซึ่งสอดคล้องกับ การไหลของความร้อน 0.75 W/cm 2 ตัวมีรูพรุน อากาศที่อิ่มตัวด้วยไอของสารหล่อเย็นจะถูกดูดเข้าไปในหัวฉีด-ตัวดูดซับ 6 ถึงเส้นเลือดฝอย 7 และสารหล่อเย็นถูกจ่ายโดยปั๊มของเหลว 8 จากอุปกรณ์ทำความร้อน 12 ภายใต้แรงดันและผสมกับส่วนผสมของไอ-อากาศ ก่อตัวเป็นอิมัลชันซึ่งก็คือ ฟองอากาศและน้ำหล่อเย็น ในกรณีนี้ ความชื้นที่เป็นไอจะถูกดูดซับโดยของเหลวด้วยการปล่อยความร้อนที่เทียบเท่ากับความร้อนที่ดูดซับในเครื่องระเหย ความร้อนที่ปล่อยออกมาจะใช้เพื่อให้ความร้อนแก่สารหล่อเย็น อิมัลชันที่เกิดขึ้นในหัวฉีด-ตัวดูดซับ 6 จะเข้าสู่ถังแยกแรงดัน 9 ซึ่งจะถูกแยกออกเป็นส่วนผสมของไอน้ำและอากาศและตัวพาความร้อนเหลว จากถังแยกแรงดัน 9 สารหล่อเย็นที่ให้ความร้อนจะไหลโดยแรงโน้มถ่วงไปยังอุปกรณ์ทำความร้อน 12 และอีกครั้งไปยังท่อดูดของปั๊มของเหลว 8 ซึ่งทำให้วงจรของสารหล่อเย็นของเหลวสิ้นสุดลง ส่วนผสมของไอน้ำและอากาศจากถังแยกแรงดัน 9 ถึงสาย 10 เนื่องจากแรงดันส่วนเกินเล็กน้อยที่สร้างขึ้นในถังแยกแรงดัน 9 เข้าสู่ตัวแลกเปลี่ยนความร้อน 1 ผ่านท่อ 3 ในตัวแลกเปลี่ยนความร้อน 1 บรรยากาศที่ถูกดูด อากาศได้รับความร้อนและไอของตัวพาความร้อนจะควบแน่น ซึ่งจะเข้าสู่เครื่องระเหย 4 แยกกัน ดังนั้น การติดตั้งปั๊มความร้อนที่ประดิษฐ์ขึ้นจึงมีคุณลักษณะด้านพลังงานสูง โดยไม่ต้องใช้สารหล่อเย็นที่ก้าวร้าวและเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม ซึ่งทำให้การทำงานปลอดภัย น้ำสามารถใช้เป็นตัวพาความร้อนได้ เพื่อให้ความร้อนแก่ห้อง อาคารในสภาพอากาศที่รุนแรง สามารถเติมสารหล่อเย็นที่มีจุดเดือดต่ำเพื่อการระเหยที่เข้มข้นขึ้น และน้ำสามารถไหลผ่านระบบทำความร้อนได้ สำหรับการทำความร้อน เช่น โรงรถ เมื่อไม่ต้องการแม้ใน ฤดูหนาวการให้ความร้อนคงที่ แนะนำให้ใช้แอลกอฮอล์หรือสารละลายที่มีจุดเยือกแข็งต่ำเป็นสารหล่อเย็น ซึ่งจะป้องกันไม่ให้ระบบเย็นจัดระหว่างการปิดเครื่อง การใช้สารให้ความร้อนที่ไม่ก่อให้เกิดการลุกลามทำให้ไม่จำเป็นต้องใช้วัสดุและโลหะผสมพิเศษในการผลิตเครื่อง การติดตั้งบางหน่วย เช่น ถังแยกแรงดัน ท่อเชื่อมต่อสามารถทำจากพลาสติก ยาง และวัสดุที่ไม่ใช่โลหะอื่นๆ ซึ่งจะช่วยลดการใช้โลหะได้อย่างมาก การติดตั้งนั้นง่ายในทางเทคนิคในการดำเนินการและการใช้งาน ไม่ต้องการการใช้พลังงานมาก หน่วยสร้างความร้อนมีขนาดกะทัดรัดและสามารถวางในพื้นที่ขนาดเล็กและสามารถใช้ได้ทั้งสำหรับการทำความร้อน ห้องใหญ่อาคารและอาคารขนาดเล็กตลอดจนโรงรถและเมื่อทำงานในวงจรทำความเย็นเพื่อทำให้ห้องใต้ดินเย็นลงในช่วงฤดูร้อน ความเป็นไปได้ของประเภทของตัวพาความร้อนที่มีให้เลือกมากมายทำให้สามารถใช้ยูนิตนี้ได้ในทุกสภาพอากาศ ทั้งหมดนี้เป็นตัวกำหนดต้นทุนต่ำในการติดตั้ง ความปลอดภัยในการทำงาน และการเข้าถึงสำหรับ จำนวนมากผู้บริโภค.

เรียกร้อง

1. หน่วยปั๊มความร้อนประกอบด้วยตัวแลกเปลี่ยนความร้อน, เครื่องระเหย, ตัวดูดซับหัวฉีด, ปั๊มของเหลว, ถังแยกแรงดัน, มีลักษณะเฉพาะที่ตัวเครื่องติดตั้งสายอากาศถ่ายเท, เส้นเลือดฝอยอย่างน้อยหนึ่งเส้นและมีรูพรุน และเครื่องระเหยทำสามช่องโดยหนึ่งช่องเชื่อมต่อกับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนโดยสายอากาศระบายอากาศอีกช่องหนึ่งเต็มไปด้วยสารหล่อเย็นและช่องที่สามเชื่อมต่อกับหัวฉีด - ตัวดูดซับในขณะที่ร่างกายมีรูพรุน ถูกวางไว้ในทั้งสามช่อง และเครื่องระเหยและตัวดูดซับหัวฉีดจะเชื่อมต่อกันด้วยเส้นเลือดฝอยอย่างน้อยหนึ่งเส้น 2. การติดตั้งตามข้อถือสิทธิข้อที่ 1 ซึ่งมีลักษณะเฉพาะว่าเส้นเลือดฝอยมีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากับเส้นทางว่างของโมเลกุลของสารหล่อเย็นในเฟสไอที่แรงดันตกค้างที่สร้างขึ้นในหัวฉีด-ตัวดูดซับและอุณหภูมิเท่ากับอุณหภูมิแวดล้อม และ ความยาวของเส้นเลือดฝอยคือ 10 10 5 เส้นผ่านศูนย์กลางของมัน 3. การติดตั้งตามข้อถือสิทธิข้อที่ 1 ซึ่งมีลักษณะเฉพาะคือตัวที่มีรูพรุนประกอบด้วยรูพรุนสองประเภท ซึ่งพื้นผิวบางส่วนจะเปียก ส่วนประเภทอื่นๆ จะไม่ทำให้น้ำหล่อเย็นเปียก 4. การติดตั้งตามข้อถือสิทธิข้อที่ 1 ซึ่งมีลักษณะเด่นตรงที่ท่อความร้อนอย่างน้อยหนึ่งท่อเชื่อมต่อกับเครื่องระเหย ปลายด้านหนึ่งวางอยู่ในตัวเครื่องที่มีรูพรุน และอีกท่อหนึ่งในตัวสร้างความร้อน 5. การติดตั้งตามข้อถือสิทธิข้อที่ 1 ซึ่งมีลักษณะเด่นตรงที่ถังแยกแรงดันเชื่อมต่อกับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน 6. การติดตั้งตามข้อถือสิทธิข้อที่ 1 ซึ่งมีลักษณะเด่นตรงที่มีท่อคอนเดนเสทของสารหล่อเย็น ซึ่งช่องระเหยสารที่มีสารหล่อเย็นเชื่อมต่อกับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน

ในปีที่ผ่านมา ปั๊มความร้อนได้ครอบครองตลาดเฉพาะด้านของตลาดสภาพอากาศของรัสเซีย ท่ามกลางเทคโนโลยียอดนิยมอื่นๆ การอภิปรายเกี่ยวกับข้อดีและข้อเสียของการติดตั้งปั๊มความร้อน (HPU) เกิดขึ้นทั้งในหน้าของสื่ออุตสาหกรรมและในการประชุมเฉพาะเรื่องและโต๊ะกลม เมื่อเร็ว ๆ นี้มีข้อมูลมากมายเกี่ยวกับปั๊มความร้อน - ทั้งในอินเทอร์เน็ตภาษารัสเซียและในสื่อเฉพาะทาง อย่างไรก็ตาม ยังมีสิ่งพิมพ์เกี่ยวกับระบบปั๊มความร้อนแบบบูรณาการน้อยมาก 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 - เครื่องปรับอากาศที่ใช้อากาศภายนอกเป็นแหล่งและรับความร้อน
• HPI สำหรับทำน้ำร้อนในสระว่ายน้ำโดยใช้ความร้อนจากอากาศภายนอก
• HPP ใช้ความร้อนจากน้ำเสียในระบบจ่ายความร้อน
• HPP ใช้ความร้อนของอุปกรณ์วิศวกรรมและเทคนิคในระบบจ่ายความร้อน
• HPP สำหรับทำความเย็นนมและในเวลาเดียวกันให้น้ำร้อนสำหรับการจ่ายน้ำร้อนในฟาร์มโคนม
• HPP สำหรับการกู้คืนความร้อนจาก กระบวนการทางเทคโนโลยีในความร้อนหลักของอากาศจ่าย

อุปกรณ์ปั๊มความร้อนจำนวนมากผลิตขึ้นเป็นจำนวนมาก แต่สามารถผลิตปั๊มความร้อนตามโครงการพิเศษได้เช่นกัน มีการติดตั้งทดลอง ตัวอย่างนำร่อง ตลอดจนการพัฒนาเชิงทฤษฎีมากมาย

หากโรงงานมีปั๊มความร้อนให้ใช้หลายตัว ซึ่งจะออกแบบให้ผลิตได้ทั้งความร้อนและความเย็น ประสิทธิภาพของปั๊มจะเพิ่มขึ้นหลายเท่าหากรวมกันเป็นระบบเดียว สิ่งเหล่านี้เรียกว่าระบบปั๊มความร้อนแบบวงแหวน (KHNS) ระบบดังกล่าวเหมาะสมที่จะใช้กับวัตถุขนาดกลางและขนาดใหญ่

ระบบปรับอากาศแบบวงแหวน

ระบบเหล่านี้ใช้ปั๊มความร้อนแบบน้ำและอากาศที่ทำหน้าที่ของเครื่องปรับอากาศภายในอาคาร ในห้องที่มีเครื่องปรับอากาศ (หรือถัดจากนั้น) มีการติดตั้งปั๊มความร้อนซึ่งกำลังถูกเลือกตามพารามิเตอร์ของห้องวัตถุประสงค์ลักษณะของการจ่ายไฟที่จำเป็นและการระบายอากาศ 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 น้ำร้อนในสระก็สามารถให้ความร้อนได้โดยใช้ปั๊มความร้อนแบบน้ำต่อน้ำโดยเชื่อมต่อกับ KTS

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 ระบบไบวาเลนต์ดังกล่าวเหมาะสำหรับ ละติจูดเหนือที่ต้องการความร้อนมากขึ้นเพื่อให้ความร้อนและจะต้องจ่ายให้กับ มากกว่าจากแหล่งที่มีศักยภาพสูง หากมีการติดตั้งระบบปรับอากาศและระบบทำความร้อนแยกต่างหากในอาคาร ระบบเหล่านี้มักจะรบกวนซึ่งกันและกัน โดยเฉพาะในช่วงเปลี่ยนผ่าน การใช้ระบบวงแหวนร่วมกับระบบทำความร้อนไม่ก่อให้เกิดปัญหาดังกล่าว เนื่องจากการทำงานของระบบจะขึ้นอยู่กับสภาพที่แท้จริงของสภาพอากาศในแต่ละโซน

ที่สถานประกอบการ ระบบปั๊มความร้อนแบบวงแหวนสามารถเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนหรือความเย็นกับน้ำหรืออากาศเพื่อวัตถุประสงค์ทางเทคโนโลยี และกระบวนการเหล่านี้จะรวมอยู่ในความสมดุลของการจ่ายความร้อนทั่วไปขององค์กร

เมื่อพูดถึงระบบจ่ายความร้อนแบบเดิมๆ เป็นเรื่องยากที่จะเห็นด้วยกับประสิทธิภาพที่จำกัด ใช้ความร้อนเพียงบางส่วน กระจายสู่บรรยากาศอย่างรวดเร็ว (ในระหว่างการให้ความร้อนและการระบายอากาศ) นำออกจาก น้ำเสีย(ผ่านการจ่ายน้ำร้อน กระบวนการทางเทคโนโลยี) และด้วยวิธีอื่นๆ นอกจากนี้ยังเป็นการดีหากมีการติดตั้งเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบอากาศสู่อากาศในระบบระบายอากาศ หรือเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบน้ำสู่น้ำเพื่อการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ เช่น หน่วยทำความเย็น หรืออุปกรณ์นำความร้อนกลับคืนในพื้นที่อื่นๆ ในทางกลับกัน KTNS แก้ปัญหานี้ในลักษณะที่ซับซ้อน ในหลายกรณีทำให้การกู้คืนความร้อนมีประสิทธิภาพมากขึ้น

ระบบควบคุมวงแหวนอัตโนมัติ

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

สำหรับกระบวนการถ่ายเทความร้อนจากปั๊มความร้อนไปยังผู้บริโภคนั้น จะถูกควบคุมโดยระบบอัตโนมัติที่ติดตั้งอยู่ในปั๊มความร้อนแต่ละตัว ตัวอย่างเช่น HPI สำหรับเครื่องปรับอากาศมีเซ็นเซอร์อุณหภูมิ (เทอร์โม) ติดตั้งโดยตรงในห้อง เทอร์โมสแตทธรรมดานี้ค่อนข้างเพียงพอที่จะควบคุมการทำงานของ HP

ปั๊มความร้อนให้พารามิเตอร์อุณหภูมิที่จำเป็นของอากาศภายในอาคารอย่างเต็มที่ ซึ่งทำให้สามารถปฏิเสธแดมเปอร์ควบคุมในระบบระบายอากาศและวาล์วควบคุมในระบบทำความร้อนได้ (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

โครงการแรกคือการสร้างใหม่ตามแบบแผน โรงเรียนมัธยมทางตอนใต้ของรัสเซีย 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

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

ในโครงการที่อธิบายไว้ วิศวกรต้องเผชิญกับงานในการจัดหากระท่อมสองชั้นหลายห้องพร้อมห้องใต้หลังคาที่มีความร้อนและไฟฟ้า พื้นที่ทำความร้อนทั้งหมดของบ้านคือ 200 m2 จากการสื่อสารที่ล้มเหลว - น้ำบาดาลและไฟฟ้า

เนื่องจากข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพการใช้พลังงานอยู่ในระดับแนวหน้า จึงตัดสินใจติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ แผงเซลล์แสงอาทิตย์ขนาด 3.5 กิโลวัตต์ถูกซื้อและติดตั้งที่ไซต์หลังบ้าน ตามการคำนวณของวิศวกร นี่น่าจะเพียงพอแล้วสำหรับการชาร์จแบตเตอรี ซึ่งในทางกลับกัน ก็จะป้อนอาหารให้โรงเรือนและระบบทำความร้อนอย่างต่อเนื่อง ค่าใช้จ่ายทั้งหมดของระบบอยู่ที่ประมาณ 27,000 เหรียญ ระบุว่าแหล่งที่มาที่ได้รับ ไฟฟ้าฟรีและบทความนี้จะถูกขีดฆ่าออกจากงบประมาณของครอบครัว ปรากฏว่า ค่าใช้จ่ายในการติดตั้งแบตเตอรี่โซลาร์เซลล์จะหมดไปภายในเวลาไม่ถึง 10 ปี และหากเราพิจารณาเป็นอย่างอื่น เราจะต้องสร้างสถานีย่อยหรือใช้ชีวิตโดยที่ไฟฟ้าดับอย่างต่อเนื่อง ค่าใช้จ่ายก็ถือว่าได้รับการชำระแล้ว

เพื่อให้ความร้อน ตัดสินใจใช้ระบบปั๊มความร้อนใต้พิภพ ซื้อปั๊มความร้อนแบบน้ำต่อน้ำของอเมริกา ปั๊มความร้อนชนิดนี้ผลิตน้ำร้อนโดยใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ซึ่งสามารถใช้สำหรับการจ่ายน้ำร้อนและทำความร้อนด้วยแบตเตอรี่หม้อน้ำ วงจรเองที่จ่ายความร้อนเกรดต่ำไปยังปั๊มความร้อนนั้นถูกวางโดยตรงบนไซต์ที่อยู่ติดกับกระท่อมที่ความลึก 2 ม. วงจรคือ ท่อโพลีเอทิลีนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 32 มม. และยาว 800 ม. การติดตั้งปั๊มความร้อนพร้อมติดตั้ง จัดหาอุปกรณ์และส่วนประกอบราคา 10,000 ดอลลาร์สหรัฐ

ดังนั้น หลังจากใช้เงินไปประมาณ 40,000 ดอลลาร์สหรัฐในการจัดระบบพลังงานอิสระของตัวเอง เจ้าของกระท่อมได้ยกเว้นค่าใช้จ่ายในการจ่ายความร้อนออกจากงบประมาณของเขา และให้ความร้อนอัตโนมัติที่เชื่อถือได้

ความเป็นไปได้ของการประยุกต์ใช้ระบบวงแหวน

จากที่กล่าวมาข้างต้น ความเป็นไปได้ของการใช้ระบบปั๊มความร้อนรูปวงแหวนนั้นกว้างผิดปกติ สามารถใช้กับวัตถุได้หลากหลาย เหล่านี้คือการบริหาร อาคารสาธารณะ, สถาบันการแพทย์และสันทนาการ, บ้านพัก, ศูนย์รวมความบันเทิงและกีฬา, สถานประกอบการอุตสาหกรรมต่างๆ ระบบมีความยืดหยุ่นมากจนสามารถประยุกต์ใช้งานได้ในหลายกรณีและในหลายกรณี จำนวนมากตัวเลือก.

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

วิธีจัดการกับอันตรายจากไฟไหม้ของท่อลม

เมื่อเร็ว ๆ นี้จำนวนไฟไหม้และการระเบิดภายในท่อระบายอากาศและระบบปรับอากาศได้เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว แม้ว่าไฟดังกล่าวจะเกิดขึ้นเสมอ แต่การเปลี่ยนแปลงล่าสุดได้นำไปสู่ไฟที่ใหญ่กว่ามากที่เกี่ยวข้อง มากกว่าของคน

การวิเคราะห์ระบบจ่ายความร้อนขั้นสูง

รายงานนี้กล่าวถึงประเด็นที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของระบบ เครื่องทำความร้อนอำเภอเพื่อกระจายอำนาจ บวกและ ด้านลบทั้งสองระบบ ผลลัพธ์ของการเปรียบเทียบระบบเหล่านี้ถูกนำเสนอ

คำถามที่ 26 การใช้แหล่งพลังงานศักยภาพต่ำให้เกิดประโยชน์ การติดตั้งปั๊มความร้อน

ล่าสุดก็มี โอกาสที่แท้จริงแก้ปัญหาการจ่ายพลังงานแบบบูรณาการในรูปแบบใหม่พื้นฐาน ผู้ประกอบการอุตสาหกรรมผ่านการใช้ปั๊มความร้อนที่ใช้การปล่อยมลพิษต่ำเพื่อสร้างความร้อนและความเย็น การผลิตตัวพาพลังงานเหล่านี้พร้อมกันโดยปั๊มความร้อนมักจะมีประสิทธิภาพมากกว่าการผลิตความร้อนและความเย็นแบบแยกจากกันในโรงงานแบบดั้งเดิม เนื่องจากในกรณีนี้การสูญเสียที่ไม่สามารถย้อนกลับของวงจรทำความเย็นจะถูกนำมาใช้เพื่อสร้างความร้อนที่ให้กับผู้บริโภค

ในการติดตั้งปั๊มความร้อน อุณหภูมิของตัวระบายความร้อนจะเท่ากับหรือสูงกว่าอุณหภูมิแวดล้อมเล็กน้อย และอุณหภูมิของตัวรับความร้อนจะสูงกว่าอุณหภูมิแวดล้อมมาก กล่าวคือ T n >T เกี่ยวกับ ปั๊มความร้อนเป็นอุปกรณ์ที่ถ่ายเทพลังงานในรูปของความร้อนจากระดับอุณหภูมิที่ต่ำกว่าถึงระดับที่สูงขึ้นซึ่งจำเป็นสำหรับการจ่ายความร้อน วัตถุประสงค์หลักของการติดตั้งเหล่านี้คือการใช้ความร้อนจากแหล่งที่มีศักยภาพต่ำ เช่น สิ่งแวดล้อม

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

ปั๊มความร้อนอัดใช้สำหรับทำความร้อน อาคารแต่ละหลังหรือกลุ่มของอาคารตลอดจนการจ่ายความร้อนของโรงงานอุตสาหกรรมแต่ละแห่งหรือการติดตั้ง

Freons มักใช้เป็นตัวแทนการทำงานในการติดตั้งปั๊มความร้อน

รูปที่ 4 แสดงแผนผังของปั๊มความร้อนอัดไอในอุดมคติ ความร้อนที่อาจเกิดขึ้นต่ำที่อุณหภูมิ Tn จะถูกส่งไปยังเครื่องระเหย I ไอของสารทำงานมาจากเครื่องระเหย I ไปยังคอมเพรสเซอร์ II ในสถานะ 1 และถูกบีบอัดเป็นความดัน pk และอุณหภูมิอิ่มตัวที่สอดคล้องกัน Tk ในสถานะที่ 2 ไอระเหยที่ถูกบีบอัดของสารทำงานจะเข้าสู่คอนเดนเซอร์ III ซึ่งจะถ่ายเทความร้อนไปยังตัวพาความร้อนของระบบจ่ายความร้อน 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 ( , ) การติดตั้งทั้งหมดเหล่านี้ทำงานตามวัฏจักรเทอร์โมไดนามิกย้อนกลับ ซึ่งมีค่าใช้จ่าย งานภายนอกมีการถ่ายโอนพลังงานความร้อนจากร่างกายที่มีอุณหภูมิต่ำ (อ่างความร้อน) ไปยังร่างกายที่มีอุณหภูมิสูง (อ่างความร้อน) แต่ถ้าการทำงานของเครื่องทำความเย็นและการติดตั้งด้วยความเย็นคือการทำให้ร่างกายเย็นลงและรักษาอุณหภูมิให้ต่ำใน ห้องเย็น, เช่น. 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

รอบคาร์โนต์ในอุดมคติสำหรับหน่วยการแปลงความร้อนแสดงในรูปที่ 5

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

, ,

, .

สำหรับปั๊มความร้อนจริง = 2 - 5.

การติดตั้งจริงมีการสูญเสียที่เกิดจากการกลับไม่ได้ของกระบวนการบีบอัด (ภายใน) และการแลกเปลี่ยนความร้อน (ภายนอก) การย้อนกลับไม่ได้ภายในเกิดจากความหนืดของสารทำความเย็นและการปล่อยความร้อนจากแรงเสียดทานภายในระหว่างการบีบอัดในคอมเพรสเซอร์ (เพิ่มขึ้นเอนโทรปี) งานจริงของการบีบอัดโดยที่ - งานที่สมบูรณ์แบบในกระบวนการย้อนกลับ - 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

แผนผังของปั๊มความร้อนแบบดูดกลืนแสดงในรูปที่ 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

การทำงานของปั๊มความร้อนแบบดูดกลืนในอุดมคตินั้นมีลักษณะเฉพาะด้วยสมการสมดุลความร้อนดังต่อไปนี้:

ที่ไหน คิว น- ปริมาณความร้อนที่มีศักยภาพต่ำสรุปในเครื่องระเหย

คิว ก -ปริมาณความร้อนที่มีศักยภาพสูงที่จ่ายให้กับเครื่องกำเนิด

ถามเรา -ความร้อนเทียบเท่ากับการทำงานของปั๊ม

Q ถึง- ปริมาณความร้อนสูงที่อาจเกิดขึ้นในคอนเดนเซอร์

ถาม -ปริมาณความร้อนที่อาจเกิดขึ้นต่ำในตัวดูดซับ

สารทำงานมักจะเป็นน้ำและสารดูดซับคือลิเธียมโบรไมด์

สำหรับโรงกลั่นเคมี ปิโตรเคมี และน้ำมันที่มีน้ำปริมาณมากสำหรับหน่วยเทคโนโลยีทำความเย็นซึ่งมีอุณหภูมิอยู่ในช่วง 20 ถึง 50 ° C จำเป็นต้องใช้ปั๊มความร้อนลิเธียมโบรไมด์แบบดูดซับซึ่งจะทำงานในความเย็น โหมดฤดูร้อน น้ำรีไซเคิลและในฤดูหนาว ใช้ความร้อนเหลือทิ้งจากน้ำหมุนเวียนเพื่อสร้างน้ำร้อนสำหรับโรงผลิตความร้อน ตารางที่ 6 แสดงพารามิเตอร์ของการดูดซับปั๊มความร้อนลิเธียมโบรไมด์ (ABTN)

ปั๊มความร้อนการดูดซึมมี ประสิทธิภาพสูงเนื่องจากไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวจึงสามารถผลิตอุปกรณ์ได้ง่าย 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) น้ำที่ใช้ในทางของตัวเอง คุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์ในหน่วยทำความเย็นที่อุณหภูมิของแหล่งกำเนิดต่ำกว่าความร้อน tn> 0 ° C ตัวอย่างเช่นสำหรับเครื่องปรับอากาศ

เพื่อความประหยัดและ ปลอดภัยในการทำงานหม้อแปลงความร้อน สารทำความเย็น ต้องเป็นไปตามข้อกำหนดต่อไปนี้:

ก) มีแรงดันเกินต่ำที่อุณหภูมิการเดือดและการกลั่นตัว ความร้อนออกขนาดใหญ่ 1 กก. ของตัวแทน ไอน้ำปริมาณเล็กน้อยเฉพาะ (สำหรับคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ) ความจุความร้อนต่ำของของเหลวและค่าการนำความร้อนสูงและการถ่ายเทความร้อน ค่าสัมประสิทธิ์;

b) มีความหนืดต่ำ อาจเป็นจุดแข็งที่ต่ำกว่า ไม่ละลายในน้ำมัน (สำหรับคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ)

ค) ทนต่อสารเคมี ไม่ติดไฟ ไม่ระเบิด ไม่กัดกร่อนโลหะ

ง) ไม่เป็นอันตรายต่อร่างกายมนุษย์

จ) ไม่ขาดแคลนและราคาไม่แพง

ตัวแทนการทำงานของหน่วยทำความเย็นแก๊สต้องมีค่าต่ำ อุณหภูมิปกติการเดือด ความหนืดต่ำ การนำความร้อนสูงและความจุความร้อน Ср ซึ่งขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความดันเพียงเล็กน้อย

สารออกฤทธิ์ของพืชดูดซับ นอกเหนือจากการปฏิบัติตามข้อกำหนดข้างต้นแล้ว จะต้องถูกดูดซับและขจัดออกร่วมกับสารดูดซับที่เหมาะสม

ประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจการใช้ปั๊มความร้อนขึ้นอยู่กับ:

อุณหภูมิของแหล่งพลังงานความร้อนที่มีศักยภาพต่ำ และจะยิ่งสูงขึ้น อุณหภูมิสูงเขาจะมี;

ค่าไฟฟ้าในภูมิภาค

ต้นทุนพลังงานความร้อนที่ผลิตโดยใช้เชื้อเพลิงประเภทต่างๆ

การใช้ปั๊มความร้อนแทนแหล่งพลังงานความร้อนแบบดั้งเดิมนั้นมีประโยชน์เชิงเศรษฐกิจเนื่องจาก:

ไม่จำเป็นต้องซื้อ ขนส่ง เก็บน้ำมันเชื้อเพลิง และใช้จ่ายเงินที่เกี่ยวข้อง

การปล่อยพื้นที่ขนาดใหญ่ที่จำเป็นสำหรับการวางโรงต้มน้ำ ถนนทางเข้า และคลังเชื้อเพลิง

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

TNU เปิดโอกาสให้:

1) ลดความยาวของเครือข่ายความร้อน (ประมาณ พลังงานความร้อนไปยังสถานที่บริโภค);

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

จนถึงปัจจุบันขนาดของการแนะนำปั๊มความร้อนในโลกมีดังนี้:

ในสวีเดน 50% ของการทำความร้อนทั้งหมดมาจากปั๊มความร้อน เห็นด้วยอย่างสิ้นเชิง ปีที่แล้วสถานีปั๊มความร้อนมากกว่า 100 (จาก 5 ถึง 80 MW) ได้เริ่มดำเนินการแล้ว

ในประเทศเยอรมนี เงินอุดหนุนจากรัฐสำหรับการติดตั้งปั๊มความร้อนเป็นจำนวนเงิน 400 เครื่องหมายต่อกิโลวัตต์ ความจุที่ติดตั้ง;

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 . ปั๊มความร้อนมีอายุการใช้งานยาวนานก่อนการยกเครื่อง (สูงสุด 10 - 15 ฤดูที่ให้ความร้อน) และทำงานโดยอัตโนมัติอย่างเต็มที่ การบำรุงรักษาการติดตั้งเป็นไปตามฤดูกาล การตรวจสอบทางเทคนิคและการตรวจสอบโหมดการทำงานเป็นระยะ ในการใช้งานสถานีปั๊มความร้อนที่มีความจุสูงถึง 10 MW ไม่จำเป็นต้องมีผู้ปฏิบัติงานมากกว่าหนึ่งคนต่อกะ

ปรับให้เข้ากับระบบทำความร้อนที่มีอยู่ได้ง่าย

ระยะเวลาคืนทุนสั้น . เนื่องจากต้นทุนการผลิตความร้อนต่ำ ปั๊มความร้อนจะจ่ายออกไปโดยเฉลี่ย 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 พลังงานความร้อนอยู่ที่ 110 - 125 MW เมื่อเทียบกับหม้อไอน้ำทั่วไป ประหยัดเชื้อเพลิงได้ถึง 20 - 30% มลภาวะทางอากาศลดลง (ไม่มีหม้อไอน้ำ!);

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

การมีตู้เย็นและเครื่องปรับอากาศในบ้านมีเพียงไม่กี่คนที่รู้ว่ามีการนำหลักการทำงานของปั๊มความร้อนมาใช้

ประมาณ 80% ของพลังงานที่จ่ายโดยปั๊มความร้อนมาจากความร้อนโดยรอบในรูปของการแผ่รังสีดวงอาทิตย์ที่กระจัดกระจาย มันคือปั๊มของเขาที่เพียงแค่ "ปั๊ม" จากถนนเข้าไปในบ้าน การทำงานของปั๊มความร้อนคล้ายกับหลักการทำงานของตู้เย็น เฉพาะทิศทางการถ่ายเทความร้อนเท่านั้นที่แตกต่างกัน

พูดง่ายๆ…

ในการทำให้น้ำแร่หนึ่งขวดเย็นลง ให้ใส่ไว้ในตู้เย็น ตู้เย็นจะต้อง "นำ" ส่วนหนึ่งของพลังงานความร้อนออกจากขวดและตามกฎการอนุรักษ์พลังงานให้ย้ายไปที่ไหนสักแห่ง ตู้เย็นถ่ายเทความร้อนไปยังหม้อน้ำ ซึ่งมักจะอยู่ที่ผนังด้านหลัง ในเวลาเดียวกันหม้อน้ำก็ร้อนขึ้นโดยปล่อยความร้อนไปที่ห้อง อันที่จริงมันทำให้ห้องร้อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่เห็นได้ชัดเจนในตลาดขนาดเล็กขนาดเล็กในฤดูร้อน โดยมีตู้เย็นหลายเครื่องในห้อง

เราขอเชิญคุณจินตนาการ สมมติว่าเราจะใส่วัตถุอุ่น ๆ ไว้ในตู้เย็นอย่างต่อเนื่อง และโดยการทำให้เย็นลง จะทำให้อากาศในห้องร้อนขึ้น ไปที่ "สุดขั้ว" กันเถอะ ... วางตู้เย็นในช่องเปิดหน้าต่างโดยเปิดประตู "ช่องแช่แข็ง" ที่เปิดอยู่ออก หม้อน้ำตู้เย็นจะอยู่ในห้อง ระหว่างการใช้งาน ตู้เย็นจะทำให้อากาศภายนอกเย็นลง โดยถ่ายเทความร้อนที่ "รับ" เข้ามาในห้อง นี่คือวิธีการทำงานของปั๊มความร้อน โดยนำความร้อนที่กระจายออกจากสิ่งแวดล้อมและถ่ายโอนไปยังห้อง

ปั๊มได้รับความร้อนที่ไหน?

หลักการทำงานของปั๊มความร้อนขึ้นอยู่กับ "การใช้ประโยชน์" ของแหล่งความร้อนคุณภาพต่ำจากธรรมชาติจากสิ่งแวดล้อม

พวกเขาอาจเป็น:

• แค่อากาศภายนอก
• ความร้อนของอ่างเก็บน้ำ (ทะเลสาบ ทะเล แม่น้ำ);
• ความร้อนของดิน น้ำบาดาล (ความร้อนและบาดาล)

ปั๊มความร้อนและระบบทำความร้อนมีการจัดอย่างไร?

ปั๊มความร้อนถูกรวมเข้ากับระบบทำความร้อนซึ่งประกอบด้วย 2 วงจร + วงจรที่สาม - ระบบของปั๊มเอง สารหล่อเย็นที่ไม่แข็งตัวจะหมุนเวียนไปตามวงจรภายนอก ซึ่งใช้ความร้อนจากพื้นที่โดยรอบ

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

เป็นส่วนหนึ่งของวงจรการทำงานของปั๊มความร้อน "ที่ระบุไว้":

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

กระบวนการมีลักษณะเช่นนี้!

สารทำความเย็น "ต้ม" ในเครื่องระเหยผ่านท่อเข้าสู่คอมเพรสเซอร์ซึ่งขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า "คนทำงานหนัก" นี้บีบอัดสารทำความเย็นที่เป็นก๊าซให้มีความดันสูงซึ่งจะทำให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้น

ก๊าซร้อนตอนนี้จะเข้าสู่ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนอีกตัวหนึ่ง ซึ่งเรียกว่าคอนเดนเซอร์ ที่นี่ความร้อนของสารทำความเย็นจะถูกส่งไปยังอากาศภายในห้องหรือตัวพาความร้อนซึ่งไหลเวียนผ่านวงจรภายในของระบบทำความร้อน

สารทำความเย็นเย็นลงในเวลาเดียวกันกลายเป็นสถานะของเหลว จากนั้นจะผ่านวาล์วลดแรงดันของเส้นเลือดฝอย โดยจะ "สูญเสีย" ความดันและกลับเข้าสู่เครื่องระเหยอีกครั้ง

ปิดรอบแล้ว พร้อมซ้ำ!

การคำนวณค่าความร้อนโดยประมาณของการติดตั้ง

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

ในการคำนวณกำลังความร้อนของวงจรดังกล่าว ให้ใช้สูตร:

Q \u003d (T_1 - T_2) * V_warm

V_heat - อัตราการไหลของตัวพาความร้อนต่อชั่วโมง (m ^ 3 / h);

T_1 - T_2 - ความแตกต่างของอุณหภูมิขาเข้าและขาออก (°C)

ประเภทของปั๊มความร้อน

ตามประเภทของความร้อนที่ใช้กระจายความร้อนปั๊มมีความโดดเด่น:

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

ข้อดีและประโยชน์ของปั๊มความร้อน

ประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจ หลักการทำงานของปั๊มความร้อนไม่ได้ขึ้นอยู่กับการผลิต แต่ในการถ่ายโอน (การขนส่ง) ของพลังงานความร้อนสามารถเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ว่าประสิทธิภาพของปั๊มนั้นมีค่ามากกว่าหนึ่ง ไร้สาระอะไร? - คุณจะพูด ในหัวข้อปั๊มความร้อนค่าจะปรากฏขึ้น - ค่าสัมประสิทธิ์การแปลง (การแปลง) ของความร้อน (KPT) โดยพารามิเตอร์นี้หน่วยของประเภทนี้จะถูกเปรียบเทียบกัน ความหมายทางกายภาพของมันคือการแสดงอัตราส่วนของปริมาณความร้อนที่ได้รับต่อปริมาณพลังงานที่ใช้ไปสำหรับสิ่งนี้ ตัวอย่างเช่นที่ KPT = 4.8 ไฟฟ้าที่ปั๊มใช้ใน 1 กิโลวัตต์จะช่วยให้คุณได้รับความร้อน 4.8 กิโลวัตต์ฟรีนั่นคือของขวัญจากธรรมชาติ

แอปพลิเคชั่นที่แพร่หลายทั่วไป แม้ในกรณีที่ไม่มีสายไฟ คอมเพรสเซอร์ปั๊มความร้อนก็สามารถขับเคลื่อนด้วยไดรฟ์ดีเซลได้ และมีความร้อน "ธรรมชาติ" ในทุกมุมโลก - ปั๊มความร้อนจะไม่ "หิว"

ความบริสุทธิ์ของระบบนิเวศน์ในการใช้งาน ไม่มีผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ในปั๊มความร้อน และการใช้พลังงานต่ำ "ใช้ประโยชน์" โรงไฟฟ้าน้อยลง ช่วยลดการปล่อยก๊าซที่เป็นอันตรายทางอ้อม สารทำความเย็นที่ใช้ในปั๊มความร้อนเป็นมิตรกับโอโซนและไม่มีคลอโรคาร์บอน

โหมดการทำงานแบบสองทิศทาง ปั๊มความร้อนสามารถทำให้ห้องร้อนในฤดูหนาวและทำให้เย็นลงในฤดูร้อน สามารถใช้ "ความร้อน" ที่นำออกจากสถานที่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ เช่น ให้ความร้อนกับน้ำในสระหรือในระบบจ่ายน้ำร้อน

ความปลอดภัยในการปฏิบัติงาน ในหลักการทำงานของปั๊มความร้อน คุณจะไม่พิจารณาถึงกระบวนการที่เป็นอันตราย การไม่มีเปลวไฟและการปล่อยมลพิษที่เป็นอันตรายซึ่งเป็นอันตรายต่อมนุษย์ อุณหภูมิต่ำสารหล่อเย็นทำให้ปั๊มความร้อนเป็นเครื่องใช้ในครัวเรือนที่ "ไม่เป็นอันตราย" แต่มีประโยชน์

ระบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบของกระบวนการทำความร้อน

ความแตกต่างของการทำงานบางอย่าง

การใช้หลักการทำงานของปั๊มความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพต้องปฏิบัติตามเงื่อนไขหลายประการ:

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

มาสรุปกัน!

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