การติดตั้งปั๊มความร้อนเพื่อให้ความร้อนในบ้านส่วนตัว: กฎสำหรับการติดตั้งระบบน้ำ - น้ำ, อากาศ - น้ำและน้ำบาดาล การติดตั้งปั๊มความร้อนของคนรุ่นใหม่และการใช้งานเป็นเทคโนโลยีพลังงานที่ประหยัดพลังงานและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมที่มีประสิทธิภาพสูง

ทำกำไรน้อยลงและสูญเสียความเกี่ยวข้อง การเผาไหม้ของก๊าซหรือเชื้อเพลิงเหลวในหม้อไอน้ำทำให้งบประมาณลดลงอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน ประหยัดเงินได้มากโดยใช้ ปั๊มความร้อน สำหรับทำความร้อนที่บ้าน พวกเขาอยู่บนพื้นฐานของการใช้พลังงานธรรมชาติฟรีซึ่งมีอยู่ทุกหนทุกแห่ง มันต้องถ่ายเท่านั้น

ประสิทธิภาพการลงทุน

แอลพีจีและดีเซลไม่สามารถแข่งขันกับปั๊มความร้อนได้ในแง่ของต้นทุนการทำงานหรือความสะดวกสบายในการใช้งาน การใช้เชื้อเพลิงแข็งเพื่อให้ความร้อนนั้นทำให้เป็นระบบอัตโนมัติได้ยากและต้องใช้แรงงานจำนวนมาก ไฟฟ้าเป็นพลังงานรูปแบบที่สะดวกสบายแต่มีราคาแพง หากต้องการเชื่อมต่อหม้อต้มน้ำไฟฟ้า คุณต้องมีสายไฟฟ้าแรงสูงแยกต่างหาก จนถึงปัจจุบัน ในภาวะภายในประเทศ ก๊าซธรรมชาติยังคงเป็นที่ต้องการมากที่สุดและ มุมมองที่สะดวกสบายเชื้อเพลิง. แต่มีข้อเสียหลายประการ:

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

ข้อเสียเปรียบที่สำคัญของปั๊มความร้อนถือได้ว่าเป็นการลงทุนที่สูงในขั้นตอนการซื้อและติดตั้งอุปกรณ์เท่านั้น ราคามาตรฐาน ระบบทำความร้อนบนปั๊มความร้อนที่มีเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนใต้พิภพประกอบด้วยต้นทุนการทำงานของเครื่องเจาะและอุปกรณ์เฉพาะพร้อมการติดตั้ง ชุดประกอบด้วย:

• ชุดโพรบ;
• โพรพิลีนไกลคอล;
• หม้อต้ม ความร้อนทางอ้อมสำหรับ น้ำร้อน;
• ชุด อุปกรณ์สูบน้ำและระบบอัตโนมัติ

งานนี้ดำเนินการโดยบุคลากรที่ผ่านการรับรอง เครื่องมือระดับมืออาชีพ. ค่าใช้จ่ายล่วงหน้าที่สูงขึ้นเล็กน้อยนั้นสมดุลด้วยผลประโยชน์ที่สำคัญ:

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

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

มันทำงานอย่างไร

ปั๊มความร้อนซึ่งทำงานโดยยึดตามวัฏจักรคาร์โนต์ใช้พลังงานไม่ใช่เพื่อให้ความร้อนกับสารหล่อเย็น แต่สำหรับสูบความร้อนจากภายนอก เทคโนโลยีไม่ใช่เรื่องใหม่ ปั๊มความร้อนทำงานในบ้านของเราโดยเป็นส่วนหนึ่งของตู้เย็นมานานหลายทศวรรษ ในตู้เย็น ความร้อนจากห้องจะเคลื่อนออกสู่ภายนอก ในการติดตั้งระบบทำความร้อนล่าสุด มีการนำกระบวนการย้อนกลับมาใช้ แม้อุณหภูมิภายนอกจะต่ำ แต่ก็มีพลังงานมากมายอยู่ที่นั่น

เป็นไปได้ที่จะนำความร้อนจากตัวที่เย็นกว่าและให้ความร้อนที่ร้อนขึ้นด้วยคุณสมบัติของสารในการใช้พลังงานระหว่างการระเหยและปล่อยระหว่างการควบแน่นรวมถึงการเพิ่มอุณหภูมิอันเป็นผลมาจากการบีบอัด เงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการต้มและการระเหยจะเกิดขึ้นโดยการเปลี่ยนความดัน ฟรีออนถูกใช้เป็นสารทำงานที่มีจุดเดือดต่ำ

ในปั๊มความร้อน การเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นใน 4 ขั้นตอน:

1. เมื่อระบายความร้อนต่ำกว่าอุณหภูมิแวดล้อม ของเหลวทำงานของของเหลวจะหมุนเวียนผ่านขดลวดเมื่อสัมผัสกับมัน ของเหลวร้อนขึ้นและระเหย
2. ก๊าซถูกบีบอัดโดยคอมเพรสเซอร์ทำให้อุณหภูมิเกิน
3. ในขดลวดภายในที่เย็นกว่า การควบแน่นเกิดขึ้นจากการปล่อยความร้อน
4. ของเหลวถูกบายพาสผ่านอุปกรณ์ควบคุมปริมาณ เพื่อรักษาความแตกต่างของแรงดันระหว่างคอนเดนเซอร์และเครื่องระเหย

นำไปปฏิบัติ

การสัมผัสโดยตรงของเครื่องระเหยและคอนเดนเซอร์กับภายนอกและ สภาพแวดล้อมภายในไม่เป็นเรื่องปกติสำหรับระบบทำความร้อนที่ใช้ปั๊มความร้อน การถ่ายเทพลังงานเกิดขึ้นในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน น้ำหล่อเย็นที่สูบผ่านวงจรภายนอกจะปล่อยความร้อนไปยังเครื่องระเหยเย็น คอนเดนเซอร์ร้อนส่งผ่านไปยังระบบทำความร้อนของบ้าน

ประสิทธิภาพของรูปแบบดังกล่าวขึ้นอยู่กับความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างสภาพแวดล้อมภายนอกและภายในเป็นอย่างมาก ยิ่งมีขนาดเล็กยิ่งดี ดังนั้นความร้อนจึงไม่ค่อยถูกดึงออกจากอากาศภายนอกซึ่งมีอุณหภูมิต่ำมาก

ตามสถานที่รับพลังงานการติดตั้งประเภทต่อไปนี้มีความโดดเด่น:

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

เป็นตัวพาความร้อนในระบบดินและน้ำ ปลอดภัย ของเหลวป้องกันการแข็งตัว. อาจเป็นโพรพิลีนไกลคอล ไม่อนุญาตให้ใช้เอทิลีนไกลคอลเพื่อจุดประสงค์ดังกล่าว เนื่องจากหากระบบถูกลดแรงดันก็จะทำให้เกิดพิษต่อดินหรือชั้นหินอุ้มน้ำ

การติดตั้งน้ำบาดาล

ที่ระดับความลึกตื้นแล้ว อุณหภูมิของดินขึ้นอยู่เพียงเล็กน้อย สภาพอากาศดินจึงมีประสิทธิภาพ สภาพแวดล้อมภายนอก. 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 งานติดตั้งในการคำนวน การปรับจูน และบาลานซ์ระบบที่ถูกต้องเท่าไหร่

ค่อนข้างไม่ประสบความสำเร็จในการรับสาย freon เพื่อให้ของเหลวที่เข้าสู่คอมเพรสเซอร์ปิดการใช้งานทันที ความยากลำบากอาจเกิดขึ้นได้ด้วยการนำการควบคุมประสิทธิภาพของระบบไปใช้โดยอัตโนมัติ

วิทยาศาสตรดุษฎีบัณฑิต วศ.บ. Belyaev หัวหน้านักออกแบบของ OMKB Horizon
ดี.ที.เอส. เช่น. โกซอย รองหัวหน้าผู้ออกแบบหน่วยกังหันก๊าซอุตสาหกรรม
หัวหน้าผู้ออกแบบโครงการ,
ปริญญาเอก ยูเอ็น Sokolov หัวหน้าภาคส่วนปั๊มความร้อน OMKB Horizon
FSUE MMPP ซาลุต, มอสโก

การใช้หน่วยปั๊มความร้อน (HPU) สำหรับพลังงาน อุตสาหกรรมและที่อยู่อาศัย และบริการชุมชนเป็นหนึ่งในพื้นที่ที่มีแนวโน้มมากที่สุดของเทคโนโลยีประหยัดพลังงานและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม

การวิเคราะห์อย่างจริงจังของรัฐและโอกาสในการพัฒนางานในพื้นที่นี้เกิดขึ้นในการประชุมหัวข้อย่อย "ความร้อนและความร้อนของเขต" ของ NTS ของ RAO "UES of Russia" เมื่อวันที่ 15 กันยายน 2547

ความจำเป็นในการสร้างและใช้งาน HPP รุ่นใหม่มีความเกี่ยวข้องกับ:

♦ งานในมือจำนวนมากของสหพันธรัฐรัสเซียและกลุ่มประเทศ CIS ในด้านการใช้งาน HPI ในทางปฏิบัติ ความต้องการที่เพิ่มมากขึ้นของเมืองใหญ่ การตั้งถิ่นฐานที่ห่างไกล อุตสาหกรรมและที่อยู่อาศัย และบริการชุมชนในการพัฒนาและการใช้ความร้อนราคาถูกและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม พลังงาน (TE);

♦ การปรากฏตัวของแหล่งกำเนิดความร้อนที่มีศักยภาพต่ำ (น้ำบาดาล แม่น้ำและทะเลสาบ การปล่อยความร้อนจากองค์กร อาคารและโครงสร้าง);

♦ ข้อจำกัดการใช้ก๊าซธรรมชาติ (GHG) ที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องสำหรับการติดตั้งที่สร้างความร้อน

♦ โอกาสในการใช้เทคโนโลยีการแปลงแบบก้าวหน้าที่สะสมอยู่ในการสร้างเครื่องยนต์อากาศยาน

ในเงื่อนไขของความสัมพันธ์ทางการตลาด ตัวชี้วัดทางเทคนิคและเศรษฐกิจที่สำคัญที่สุดของประสิทธิภาพของโรงไฟฟ้าคือต้นทุนและความสามารถในการทำกำไรของพลังงานที่ผลิตได้ (โดยคำนึงถึงข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อม) และด้วยเหตุนี้ การลดระยะเวลาคืนทุนของ โรงไฟฟ้า.

เกณฑ์หลักในการปฏิบัติตามข้อกำหนดเหล่านี้คือ:

♦ ความสำเร็จของปัจจัยการใช้เชื้อเพลิงสูงสุดที่เป็นไปได้ (FUFR) ในโรงไฟฟ้า (อัตราส่วนของพลังงานที่มีประโยชน์ต่อพลังงานเชื้อเพลิง);

♦ การลดต้นทุนทุนและเงื่อนไขการก่อสร้างโรงไฟฟ้าสูงสุดที่เป็นไปได้

เกณฑ์ข้างต้นถูกนำมาพิจารณาเมื่อใช้งาน HPP รุ่นใหม่

เป็นครั้งแรกสำหรับการใช้งานจริงของปั๊มความร้อนขนาดใหญ่ มีการเสนอให้ใช้ไอน้ำ (R718) เป็นของเหลวทำงาน แนวคิดในการใช้ไอน้ำสำหรับ HPP ไม่ใช่เรื่องใหม่ (นอกจากนี้ W. Thomson ยังเคยใช้เมื่อแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพของเครื่องจักรจริงเครื่องแรกในปี 1852 - ed.) อย่างไรก็ตาม เนื่องจากไอน้ำมีปริมาตรจำเพาะที่มีนัยสำคัญที่อุณหภูมิต่ำ (เมื่อเทียบกับสารทำความเย็นแบบเดิม) จึงยังไม่มีการสร้างเครื่องอัดไอน้ำสำหรับใช้ในการอัด HPPs

ข้อได้เปรียบหลักของการใช้ไอน้ำเป็นสารทำงานสำหรับ HPP เมื่อเปรียบเทียบกับสารทำความเย็นแบบเดิม (ฟรีออน บิวเทน โพรเพน แอมโมเนีย ฯลฯ) ได้แก่

1. ความสะอาดของระบบนิเวศ ความปลอดภัย และความสะดวกในการบำรุงรักษาเทคโนโลยี ความพร้อมใช้งาน และ ราคาถูกร่างกายทำงาน

2. คุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์สูงเนื่องจากองค์ประกอบ HPP ที่แพงที่สุด (คอนเดนเซอร์และเครื่องระเหย) มีขนาดกะทัดรัดและราคาถูก

3. อุณหภูมิน้ำหล่อเย็นที่สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญต่อผู้บริโภค (สูงถึง 100 °C ขึ้นไป) เทียบกับ 70-80 °C สำหรับ freons;

4. ความเป็นไปได้ของการใช้รูปแบบน้ำตกเพื่อเพิ่มอุณหภูมิจากแหล่งที่มีศักยภาพต่ำไปยังผู้ใช้ความร้อน (ตามวงจร Lorentz) ด้วยการเพิ่มปัจจัยการแปลงใน HPI (kHPU) เมื่อเทียบกับแบบดั้งเดิม 1.5-2 ครั้ง;

5. ความเป็นไปได้ในการผลิตน้ำบริสุทธิ์ทางเคมี (กลั่น) ใน HPP;

6. ความเป็นไปได้ของการใช้คอมเพรสเซอร์และคอนเดนเซอร์ HPP สำหรับ:

♦ การดูดไอน้ำจากทางออกของเทอร์ไบน์เทอร์ไบน์ด้วยการถ่ายเทความร้อนเหลือทิ้งไปยังผู้ใช้ความร้อน ซึ่งยังนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของสุญญากาศที่ทางออกของเทอร์ไบน์ การเพิ่มขึ้นของพลังงานที่สร้างขึ้น และการบริโภคที่ลดลง น้ำหมุนเวียน, ค่าใช้จ่ายในการสูบน้ำและการปล่อยความร้อนสู่ชั้นบรรยากาศ;

♦ การดูดไอน้ำ (ของเสีย) เกรดต่ำจากการติดตั้งเทคโนโลยีพลังงาน

กระทะสำหรับการผลิตสารเคมี การทำให้แห้ง ฯลฯ ด้วยการถ่ายเทความร้อนเหลือทิ้งไปยังผู้ใช้ความร้อน

♦ การสร้างอีเจ็คเตอร์ที่มีประสิทธิภาพสูงสำหรับคอนเดนเซอร์กังหันไอน้ำ การดูดของผสมหลายองค์ประกอบ ฯลฯ

แผนผังของการทำงานของ HPI กับไอน้ำและคุณสมบัติการออกแบบ

ในรูป แสดง 1 รายการ แผนภูมิวงจรรวมการทำงานของ HPI เมื่อใช้ไอน้ำเป็นสารทำงาน (R718)

คุณสมบัติของโครงร่างที่เสนอคือความเป็นไปได้ในการจัดการเลือกความร้อนจากแหล่งอุณหภูมิต่ำในเครื่องระเหยเนื่องจากการระเหยโดยตรงของส่วนหนึ่งของน้ำที่จ่ายไป (ไม่มีพื้นผิวแลกเปลี่ยนความร้อน) รวมถึงความเป็นไปได้ ของการถ่ายเทความร้อนไปยังเครือข่ายความร้อนในคอนเดนเซอร์ HPI ทั้งแบบมีและไม่มีพื้นผิวแลกเปลี่ยนความร้อน (ชนิดผสม ) ทางเลือกของประเภทของการก่อสร้างถูกกำหนดโดยการเชื่อมโยงของ HPI กับแหล่งเฉพาะของแหล่งที่มีศักยภาพต่ำและความต้องการของผู้ใช้ความร้อนสำหรับการใช้สารหล่อเย็นที่จัดหาให้

สำหรับการใช้งานจริงของ HPI ขนาดใหญ่เกี่ยวกับไอน้ำ ขอแนะนำให้ใช้เครื่องอัดอากาศตามแนวแกนของเครื่องบินที่มีจำหน่ายทั่วไป AL-21 ซึ่งมีดังต่อไปนี้ คุณสมบัติที่สำคัญเมื่อใช้ไอน้ำ:

♦ ผลผลิตเชิงปริมาตรขนาดใหญ่ (สูงถึง 210,000 m3/h) ด้วยความเร็วโรเตอร์ของคอมเพรสเซอร์ประมาณ 8,000 รอบต่อนาที

♦มี 10 ขั้นตอนที่ปรับได้เพื่อให้แน่ใจว่า งานที่มีประสิทธิภาพคอมเพรสเซอร์ในโหมดต่างๆ

♦ ความสามารถในการฉีดน้ำเข้าไปในคอมเพรสเซอร์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ รวมถึงการลดการใช้พลังงาน

นอกจากนี้ เพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือของการทำงานและลดต้นทุนการดำเนินงาน ได้มีการตัดสินใจเปลี่ยนตลับลูกปืนแบบหมุนด้วยตลับลูกปืนธรรมดา โดยใช้ระบบหล่อลื่นน้ำและระบบหล่อเย็นแทนระบบน้ำมันแบบเดิม

เพื่อศึกษาลักษณะเฉพาะของแก๊สไดนามิกของคอมเพรสเซอร์เมื่อทำงานกับไอน้ำในช่วงกว้างของพารามิเตอร์ที่กำหนด พัฒนาองค์ประกอบโครงสร้าง และเพื่อแสดงความน่าเชื่อถือของคอมเพรสเซอร์ภายใต้สภาวะการทดสอบภาคสนาม ม้านั่งทดสอบขนาดใหญ่ (แบบปิด เส้นผ่านศูนย์กลางของท่อส่ง 800 มม. ยาวประมาณ 50 ม.)

จากผลการทดสอบได้ผลลัพธ์ที่สำคัญดังต่อไปนี้:

♦ ความเป็นไปได้ของการทำงานที่มีประสิทธิภาพและเสถียรของคอมเพรสเซอร์บนไอน้ำที่ n=8000-8800 รอบต่อนาที โดยมีปริมาณการไหลของไอน้ำสูงถึง 210,000 m3/h ได้รับการยืนยัน

♦ ความเป็นไปได้ที่จะบรรลุสุญญากาศลึกที่ทางเข้าของคอมเพรสเซอร์ (0.008 ata) ได้แสดงให้เห็น;

♦ อัตราการบีบอัดที่ได้จากการทดลองในคอมเพรสเซอร์ πκ=5 เกิน 1.5 เท่าของค่าที่ต้องการสำหรับ HPI ที่มีอัตราส่วนการแปลง 7-8

♦ การออกแบบตลับลูกปืนธรรมดาสำหรับเครื่องอัดน้ำได้รับการออกแบบมาอย่างน่าเชื่อถือ

ขึ้นอยู่กับสภาพการทำงานของ HPI มีการจัดวาง 2 ประเภท: แนวตั้ง (HPU ในหน่วยเดียว) และแนวนอน

สำหรับการปรับเปลี่ยนเลย์เอาต์แนวตั้งที่เสนอของ HPI หลายครั้ง สามารถเปลี่ยนคอนเดนเซอร์แบบท่อเป็นคอนเดนเซอร์ประเภทสเปรย์ได้ ในกรณีนี้ คอนเดนเสทของของไหลทำงานของ HPI จะผสมกับตัวพาความร้อน (น้ำ) ไปยังผู้บริโภค ในขณะเดียวกันต้นทุนของ HPP จะลดลงประมาณ 20%

ต่อไปนี้สามารถใช้เป็นไดรฟ์คอมเพรสเซอร์ HPP:

♦ ไดรฟ์เทอร์โบในตัวที่มีกำลังสูงถึง 2 MW (สำหรับ HPP ที่มีความจุสูงถึง 15 MW);

♦ ไดรฟ์เทอร์โบความเร็วสูงระยะไกล (สำหรับ HPP ที่มีความจุสูงถึง 30 MW);

♦ เครื่องยนต์กังหันก๊าซที่ใช้เซลล์เชื้อเพลิงจากเอาต์พุต

♦ไดรฟ์ไฟฟ้า.

ในตาราง. 1 แสดงคุณสมบัติของ HPP บนไอน้ำ (R718) และฟรีออน 142

เมื่อใช้เป็นแหล่งความร้อนระดับต่ำที่มีอุณหภูมิ 5-25 °C ด้วยเหตุผลทางเทคนิคและทางเศรษฐศาสตร์ Freon 142 ได้รับเลือกให้เป็นของเหลวในการทำงานของ HPP

การวิเคราะห์เปรียบเทียบแสดงให้เห็นว่าสำหรับ HPI เกี่ยวกับไอน้ำ ต้นทุนทุนอยู่ระหว่างน้ำหล่อเย็นและสารทำงาน (ฟรีออน)

ช่วงอุณหภูมิของแหล่งกำเนิดที่มีศักยภาพต่ำ:

♦ 25-40 OS - ต่ำกว่า HPI ในประเทศแบบดั้งเดิม 1.3-2 เท่าบนฟรีออนและต่ำกว่า HPP ต่างประเทศ 2-3 เท่า

♦ 40-55 OS - ต่ำกว่า HPI ในประเทศแบบเดิม 2-2.5 เท่าบน freon และต่ำกว่า HPP ต่างประเทศ 2.5-4 เท่า

ตารางที่ 1. ลักษณะของ HPI ต่อไอน้ำและฟรีออน

*- เมื่อทำงานกับฟรีออน เครื่องระเหยและคอนเดนเซอร์ของ HPP ทำด้วยพื้นผิวแลกเปลี่ยนความร้อน

**-T - ไดรฟ์เทอร์โบ; G- กังหันก๊าซ (ลูกสูบแก๊ส); E - ไดรฟ์ไฟฟ้า

ในงานภายใต้เงื่อนไขการทำงานจริงของ HPI ที่ CHPP แสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ของการถ่ายเทความร้อนเหลือทิ้งจากกังหันไอน้ำอย่างมีประสิทธิภาพไปยังเครือข่ายการทำความร้อนด้วยปัจจัยการแปลง HPI เท่ากับ 5-6 ในการนำเสนอและแสดงในรูปที่ 2 ค่าสัมประสิทธิ์การแปลง HPI จะสูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเนื่องจากการยกเว้นของเครื่องระเหย HPI และด้วยเหตุนี้จึงไม่มีความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างแหล่งกำเนิดอุณหภูมิต่ำและไอน้ำทำงานที่ทางเข้าของคอมเพรสเซอร์

ในปัจจุบัน การสร้างโรงไฟฟ้าพลังความร้อนที่มีประสิทธิภาพสูงและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมโดยใช้ HPP ถือเป็นงานเร่งด่วนอย่างยิ่ง

ผลลัพธ์ของการแนะนำ HPI ประเภทต่างๆ สำหรับความต้องการระบบจ่ายความร้อน สถานประกอบการอุตสาหกรรม และที่อยู่อาศัย และบริการชุมชนได้อธิบายไว้

จากการทดสอบจริงของ HPI ที่ CHPP-28 ของ OAO Mosenergo 2 รูปแบบเฉพาะสำหรับการถ่ายเทความร้อนเหลือทิ้งไปยังหอทำความเย็นด้วยความช่วยเหลือของ HPI ไปยังเครือข่ายการทำความร้อน น้ำเครือข่าย).

วิธีสร้างปั๊มความร้อนอัดประสิทธิภาพสูงบนไอน้ำเมื่อใช้เป็นแหล่งความร้อนคุณภาพต่ำในช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ 30 ถึง 65 °C ด้วยเครื่องขับกังหันก๊าซของคอมเพรสเซอร์และการใช้ความร้อนของก๊าซไอเสียจาก วิเคราะห์กังหันก๊าซ ผลการศึกษาความเป็นไปได้แสดงให้เห็นว่าค่าใช้จ่ายของความร้อนที่เกิดจาก HPP สามารถลดลงได้หลายเท่า (และ KIT สูงกว่าหลายเท่า) เมื่อเทียบกับการสร้างความร้อนแบบเดิมที่ CHPP

ในการวิเคราะห์ประสิทธิผลของการใช้ปั๊มความร้อนใน ระบบรวมศูนย์การจ่ายน้ำร้อน (DHW) แสดงให้เห็นว่าประสิทธิภาพนี้ขึ้นอยู่กับอัตราภาษีปัจจุบันสำหรับผู้ให้บริการพลังงานและอุณหภูมิของความร้อนเกรดต่ำที่ใช้อย่างมาก ดังนั้นปัญหาการใช้ HPI จะต้องได้รับการพิจารณาอย่างรอบคอบโดยคำนึงถึงเงื่อนไขเฉพาะทั้งหมด

TNU เป็น แหล่งสำรองการจ่ายน้ำร้อนในประเทศ เครื่องทำความร้อนอำเภอใน หน้าร้อน

ในบทความนี้ จากประสบการณ์ที่สั่งสมมา ความเป็นไปได้และตัวชี้วัดทางเทคนิคและเศรษฐกิจในเชิงลึกมากขึ้น เมื่อเทียบกับการใช้ปั๊มความร้อนสำหรับการจ่ายน้ำร้อน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การกำจัดความร้อนเกือบ 100% จาก CHPP แบบดั้งเดิมสำหรับวัตถุประสงค์เหล่านี้ ในช่วงระยะเวลาการให้ความร้อนจะถูกวิเคราะห์

ตัวอย่างเช่น ความเป็นไปได้ของการนำแนวทางดังกล่าวไปใช้ในภูมิภาคมอสโกที่ใหญ่ที่สุดของสหพันธรัฐรัสเซียนั้นพิจารณาเมื่อมีการใช้แหล่งความร้อนเหลือทิ้งสองแหล่ง:

♦ ความร้อนจากแหล่งน้ำธรรมชาติ: แม่น้ำมอสโก ทะเลสาบ อ่างเก็บน้ำและอื่น ๆ ที่มีอุณหภูมิเฉลี่ยประมาณ 10 °C;

♦ สูญเสียความร้อนจากน้ำเสียและแหล่งอื่นๆ

♦ สูญเสียความร้อนไปยังหอหล่อเย็น (จากทางออกของกังหันไอน้ำ CHP ในช่วงระยะเวลาการให้ความร้อนในโหมดระบายอากาศที่มีอุณหภูมิไอน้ำที่ทางออก 30-35 °C) มูลค่ารวมของความร้อนนี้อยู่ที่ประมาณ 2.5 พันเมกะวัตต์

ปัจจุบันใช้พลังงานความร้อนประมาณ 5,000 เมกะวัตต์สำหรับความต้องการของระบบจ่ายน้ำร้อนของภูมิภาคมอสโก (ประมาณ 0.5 กิโลวัตต์ต่อคน) ปริมาณความร้อนหลักสำหรับการจ่ายน้ำร้อนมาจาก CHPP ผ่านระบบทำความร้อนแบบอำเภอและดำเนินการที่สถานีทำความร้อนกลางของเครือข่ายระบบทำความร้อนในเมืองมอสโก การให้ความร้อนของน้ำสำหรับการจ่ายน้ำร้อน (ตั้งแต่ ~ 10 ° C ถึง 60 ° C) จะดำเนินการตามกฎใน 2 ตัวแลกเปลี่ยนความร้อน 7 และ 8 ที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม (รูปที่ 3) อันดับแรกจากความร้อนของน้ำในเครือข่ายใน ความร้อนกลับหลักแล้วจากความร้อนของน้ำเครือข่ายในหลักความร้อนโดยตรง ในเวลาเดียวกัน ใช้ SG ประมาณ 650-680 tce/ชม. สำหรับความต้องการน้ำร้อน

การดำเนินการตามโครงการขยาย (ซับซ้อน) การใช้แหล่งความร้อนเหลือทิ้งข้างต้นสำหรับการจ่ายน้ำร้อนโดยใช้ระบบ HPP สองตัว (บนฟรีออนและไอน้ำ, รูปที่ 4) ช่วยให้สามารถชดเชยได้เกือบ 100% ประมาณ 5 พัน MW ของความร้อนในช่วงระยะเวลาการให้ความร้อน (ตามลำดับ เพื่อประหยัด GHG จำนวนมาก ให้ลดการปล่อยความร้อนและมลพิษสู่ชั้นบรรยากาศ)

โดยธรรมชาติเมื่อมี CHPP ที่มีอยู่ในช่วงเวลาที่ไม่ให้ความร้อน ไม่แนะนำให้ถ่ายเทความร้อนด้วยความช่วยเหลือของ HPIs เนื่องจาก CHPPs เนื่องจากไม่มีภาระความร้อนจึงถูกบังคับให้เปลี่ยนไปใช้โหมดควบแน่นของ การทำงานโดยปล่อยไปยังคูลลิ่งทาวเวอร์ จำนวนมากความร้อนของเชื้อเพลิงที่เผาไหม้ (มากถึง 50%)

หน่วยปั๊มความร้อน HPU-1 พร้อมสื่อการทำงานแบบฟรีออน (R142) สามารถให้ความร้อนกับน้ำได้ตั้งแต่ ~10 °C ที่ทางเข้าไปยังเครื่องระเหย 10 ถึง ~35 °C ที่ทางออก โดยใช้น้ำที่มีอุณหภูมิประมาณ 10 ° C เป็นแหล่งธรรมชาติอุณหภูมิต่ำที่มี kHP ประมาณ 5.5 เมื่อใช้เป็นแหล่งน้ำเสียที่มีอุณหภูมิต่ำจากสถานประกอบการอุตสาหกรรมหรือที่อยู่อาศัยและบริการชุมชน อุณหภูมิของน้ำอาจเกิน 10 °C ได้อย่างมีนัยสำคัญ ในกรณีนี้ kHNU จะสูงขึ้นไปอีก

ดังนั้น HPI-1 สามารถให้ความร้อนด้วยน้ำ 50% สำหรับการจ่ายน้ำร้อนด้วยมูลค่าความร้อนที่ถ่ายเททั้งหมดสูงถึง 2.5 พัน MW และมากกว่านั้นด้วยประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม ขนาดของการนำ HPI ไปใช้นั้นค่อนข้างใหญ่ ด้วยผลผลิตความร้อนเฉลี่ยต่อหน่วยของ HPI-1 ที่ประมาณ 10 เมกะวัตต์ จึงจำเป็นต้องมี HPIs ดังกล่าวประมาณ 250 หน่วยสำหรับภูมิภาคมอสโกเพียงแห่งเดียว

เมื่อ kHP=5.5 จำเป็นต้องใช้พลังงานไฟฟ้าหรือพลังงานกลประมาณ 450 MW ในการขับเคลื่อนของคอมเพรสเซอร์ HPP (เมื่อขับเคลื่อน เช่น จาก GTP) ควรติดตั้งชุดปั๊มความร้อน HPU-1 ใกล้กับผู้ใช้ความร้อน (ที่สถานีทำความร้อนกลางของเครือข่ายระบบทำความร้อนในเมือง)

หน่วยปั๊มความร้อน HPP-2 ได้รับการติดตั้งที่ CHPP (รูปที่ 4) และใช้ในช่วงระยะเวลาการให้ความร้อนเป็นแหล่งไอน้ำอุณหภูมิต่ำจากทางออกของกังหันความร้อน (ช่องระบายอากาศของชิ้นส่วน ความดันต่ำ(CHND)). ในเวลาเดียวกัน ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น ไอน้ำที่มีอุณหภูมิ 30–35 °C เข้าสู่คอมเพรสเซอร์โดยตรง 13 (รูปที่ 2 ไม่มีเครื่องระเหย HPI) และหลังจากอัดแล้ว จะถูกป้อนเข้าไปในคอนเดนเซอร์ 14 ของ HPI- 2 หน่วยปั๊มความร้อนเพื่อให้ความร้อนน้ำจากสายเครือข่ายกลับ

โครงสร้างสามารถนำไอน้ำมาใช้ได้เช่นผ่านวาล์วนิรภัย (ปล่อย) ของ LPP ของกังหันไอน้ำ 1 คอมเพรสเซอร์ 13 สร้างแรงดันที่ต่ำกว่าอย่างมีนัยสำคัญที่ทางออกของ LPP ของกังหัน 1 (มากกว่าในกรณีที่ไม่มี HPI- 2) ตามลำดับ ลดอุณหภูมิการควบแน่น (ความอิ่มตัว) ของไอน้ำและ "ปิด" คอนเดนเซอร์กังหัน 3

ในรูป รูปที่ 4 แผนผังแสดงกรณีที่ความร้อนเหลือทิ้งถูกถ่ายเทโดยคอนเดนเซอร์ 14 ไปยังตัวทำความร้อนย้อนกลับไปยัง PSV 4 ในกรณีนี้ แม้ว่าความร้อนทิ้งทั้งหมดจะถูกถ่ายเทจากเอาต์พุตของ LPR ของเทอร์ไบน์ไปยังตัวทำความร้อนกลับ อุณหภูมิด้านหน้า PSV จะเพิ่มขึ้นเพียง ~5 °C ขณะที่เพิ่มแรงดันไอน้ำร้อนจากการสกัดกังหันที่ PSV 4 เล็กน้อย

จะมีประสิทธิภาพมากกว่าในการถ่ายเทความร้อนเหลือทิ้งบางส่วนเป็นอันดับแรกเพื่อให้ความร้อนแก่น้ำในเครือข่ายการแต่งหน้า (แทนที่จะให้ความร้อนแบบดั้งเดิมด้วยไอน้ำแบบคัดเลือกจากกังหัน) จากนั้นจึงถ่ายเทความร้อนเหลือทิ้งไปยังท่อความร้อนที่ส่งกลับ (สิ่งนี้ ตัวเลือกไม่แสดงในรูปที่ 4)

ผลลัพธ์ที่สำคัญของแนวทางที่เสนอคือความเป็นไปได้ที่จะแทนที่ 2.5 พัน MWFC (ส่งโดย peak หม้อต้มน้ำร้อน). ด้วยหน่วยพลังงานของ HPI-2 ที่ทำงานบนไอน้ำเท่ากับ ~6-7 เมกะวัตต์ 350-400 หน่วยดังกล่าวจะต้องถ่ายโอนความร้อนในปริมาณดังกล่าว

เมื่อพิจารณาจากความแตกต่างของอุณหภูมิในระดับต่ำมากใน HPI (~15 °C ระหว่างแหล่งอุณหภูมิต่ำกับอุณหภูมิของน้ำในเครือข่ายที่ส่งคืน) ปัจจัยการแปลงของ HPI-2 จะสูงกว่า (kHPI ~ 6.8) มากกว่าสำหรับ HPI -1. ในเวลาเดียวกัน ในการถ่ายโอน ~2.5 พัน MWe ไปยังเครือข่ายทำความร้อน จำเป็นต้องใช้พลังงานไฟฟ้า (หรือเครื่องกล) ทั้งหมดประมาณ 370 MW

ดังนั้นโดยรวมด้วยความช่วยเหลือของ HPI-1 และ HPI-2 ในช่วงฤดูร้อนความร้อนสูงถึง 5,000 MW สามารถถ่ายโอนไปยังความต้องการของแหล่งน้ำร้อนของภูมิภาคมอสโก ในตาราง. 2 ให้การประเมินทางเทคนิคและเศรษฐกิจของข้อเสนอดังกล่าว

ในฐานะไดรฟ์สำหรับ HPI-1 และ HPI-2 สามารถใช้ไดรฟ์เทอร์ไบน์ก๊าซที่มี N=1 -5 MW และประสิทธิภาพ 40-42% (เนื่องจากการนำความร้อนกลับคืนของก๊าซไอเสีย) ในกรณีที่มีปัญหาเกี่ยวกับการติดตั้งเครือข่ายระบบทำความร้อนในเมือง GTP ที่สถานีทำความร้อนส่วนกลาง (อุปกรณ์จ่าย SG เพิ่มเติม ฯลฯ) สามารถใช้ไดรฟ์ไฟฟ้าเป็นไดรฟ์สำหรับ HPI-1 ได้

มีการประเมินทางเทคนิคและเศรษฐกิจสำหรับอัตราภาษีเชื้อเพลิงและความร้อนเมื่อต้นปี 2548 ผลลัพธ์ที่สำคัญของการวิเคราะห์คือต้นทุนความร้อนที่เกิดจาก HPP ที่ต่ำกว่าอย่างมีนัยสำคัญ (สำหรับ HPI-1 - 193 rubles/Gcal และ HPI-2 - 168 rubles /Gcal ) เทียบกับ วิธีดั้งเดิมรุ่นที่ CHPP ของ OAO Mosenergo

เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าในปัจจุบันเซลล์เชื้อเพลิงที่มีต้นทุนหลักซึ่งคำนวณตามที่เรียกว่า "วิธีการแยกเชื้อเพลิงทางกายภาพเป็นไฟฟ้าและการผลิตความร้อน" นั้นสูงกว่า 400 รูเบิล/Gcal อย่างมีนัยสำคัญ (อัตราค่าไฟฟ้าสำหรับเซลล์เชื้อเพลิง) ด้วยวิธีการนี้ การผลิตความร้อนแม้แต่ในโรงไฟฟ้าพลังความร้อนที่ทันสมัยที่สุดก็ไม่มีประโยชน์ และความสามารถในการทำกำไรนี้ชดเชยด้วยอัตราค่าไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น

ในความเห็นของเรา วิธีการแยกต้นทุนเชื้อเพลิงนี้ไม่ถูกต้อง แต่ยังคงใช้อยู่ เช่น ใน OAO Mosenergo

ในความเห็นของเราให้ไว้ในตาราง 2 ระยะเวลาคืนทุนของ HPP (จาก 4.1 ถึง 4.7 ปี) มีขนาดไม่ใหญ่ เมื่อคำนวณ ดำเนินการ HPP 5,000 ชั่วโมงต่อปี ในความเป็นจริงใน ช่วงฤดูร้อนเวลาการติดตั้งเหล่านี้สามารถทำงานได้ตามตัวอย่างขั้นสูง ประเทศตะวันตกในโหมดทำความเย็นแบบรวมศูนย์ในขณะที่ปรับปรุงประสิทธิภาพทางเทคนิคและเศรษฐกิจประจำปีโดยเฉลี่ยอย่างมีนัยสำคัญ

จากตาราง. จากตารางที่ 2 จะเห็นได้ว่า CIT สำหรับ HPP เหล่านี้แตกต่างกันไปในช่วงตั้งแต่ ~2.6 ถึง ~3.1 ซึ่งมากกว่าค่า CIT สำหรับ CHP ทั่วไปถึง 3 เท่า โดยคำนึงถึงการลดสัดส่วนของความร้อนและการปล่อยก๊าซที่เป็นอันตรายสู่ชั้นบรรยากาศ ค่าใช้จ่ายในการสูบน้ำและการสูญเสียน้ำหมุนเวียนในระบบ: คอนเดนเซอร์กังหัน - หอทำความเย็น การเพิ่มสุญญากาศที่ทางออกของกังหัน LPP (เมื่อ HPI-2 กำลังดำเนินการอยู่) และด้วยเหตุนี้ พลังที่สร้างขึ้น ข้อได้เปรียบทางเทคนิคและเศรษฐกิจ ข้อเสนอนี้จะมีความสำคัญยิ่งขึ้นไปอีก

ตารางที่ 2 การศึกษาความเป็นไปได้ของการใช้ HPP กับไอน้ำและฟรีออน

* - ความร้อนเพิ่มเติมในกระบวนการใช้ความร้อนของก๊าซไอเสียจากหน่วยขับเคลื่อนกังหันก๊าซ สามารถใช้เพื่อแทนที่ความร้อนบางส่วนจากโรงงาน CHP ไปยังแหล่งจ่ายความร้อนแบบอำเภอ

โดยคำนึงถึงการเพิ่มขึ้นของราคาพลังงานอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้จากการเข้าร่วม WTO ของรัสเซีย ข้อจำกัดในการใช้ GHG สำหรับพลังงาน และความจำเป็นในการแนะนำเทคโนโลยีประหยัดพลังงานที่มีประสิทธิภาพสูงและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมอย่างกว้างขวาง ประโยชน์ทางเทคนิคและเศรษฐกิจของการแนะนำ HPP จะเติบโตอย่างต่อเนื่อง

วรรณกรรม

1. ปั๊มความร้อนรุ่นใหม่สำหรับวัตถุประสงค์ในการจ่ายความร้อนและประสิทธิภาพการใช้งานในระบบเศรษฐกิจตลาด // วัสดุของการประชุมส่วนย่อยของการทำความร้อนและความร้อนในเขตของ NTS ของ RAO UES ของรัสเซีย, มอสโก, 15 กันยายน 2004

2. Andryushenko A.I. พื้นฐานของอุณหพลศาสตร์ของวัฏจักรของโรงไฟฟ้าพลังความร้อน - ม.: สูงกว่า. โรงเรียน 2528

3. Belyaev V.E. , Kosoy A.S. , Sokolov Yu.N. วิธีการรับพลังงานความร้อน สิทธิบัตรของสหพันธรัฐรัสเซียหมายเลข 2224118 ลงวันที่ 5 กรกฎาคม 2545 FSUE MMPP Salyut

4. Sereda S.O. , Gel'medov F.Sh. , Sachkova N.G. ค่าประมาณการเปลี่ยนแปลงในลักษณะของหลายขั้นตอน

คอมเพรสเซอร์ภายใต้อิทธิพลของการระเหยของน้ำในส่วนที่ไหล MMPP "Salyut"-CIAM // วิศวกรรมพลังงานความร้อน 2547 หมายเลข 11

5. Eliseev Yu.S. , Belyaev V.V. , Kosoy A.S. , Sokolov Yu.N. ปัญหาการสร้างโรงงานอัดไอที่มีประสิทธิภาพสูงของคนรุ่นใหม่ พิมพ์ล่วงหน้า FSUE “MMPP “Salyut” พฤษภาคม 2548

6. Devyanin D.N. , Pishchikov S.I. , Sokolov Yu.N. การพัฒนาและทดสอบที่ CHPP-28 ของ OAO Mosenergo ของห้องปฏิบัติการแสดงถึงการอนุมัติแผนงานสำหรับการใช้ปั๊มความร้อนในภาคพลังงาน // Heat Supply News 2543 ลำดับที่ 1 ส. 33-36

7. Protsenko V. P. เกี่ยวกับแนวคิดใหม่ของการจ่ายความร้อนให้กับ RAO UES ของรัสเซีย // Energo-press หมายเลข 11-12, 1999

8. V. P. Frolov, S. N. Shcherbakov, M. V. Frolov และ A. Ya. การวิเคราะห์ประสิทธิภาพการใช้ปั๊มความร้อนในระบบจ่ายน้ำร้อนแบบรวมศูนย์ // การประหยัดพลังงาน 2547 หมายเลข 2

ปั๊มความร้อนเป็นอุปกรณ์ประเภทหนึ่งที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในตลาดเทคโนโลยีสภาพอากาศของรัสเซียและ CIS พวกเขาเป็นที่ต้องการของผู้ซื้อจำนวนมากที่ต้องการสร้างระบบทำความเย็นและทำความร้อนที่มีประสิทธิภาพสำหรับบ้านและสำนักงานของพวกเขา แต่มีเพียงไม่กี่คนเท่านั้นที่มีแนวคิดที่ดีเกี่ยวกับหลักการของเทคนิคนี้และมักจะไม่รู้ด้วยซ้ำว่าในสถานการณ์ใด ดีที่สุดที่จะใช้มัน ในระหว่างนี้ มีคำถามพื้นฐานหลายประการเกี่ยวกับการทำงานของการติดตั้งปั๊มความร้อน และแม้แต่ผู้เริ่มต้นก็เข้าใจได้ไม่ยาก

ปั๊มความร้อนคืออะไร?

อุปกรณ์ประเภทนี้รวมถึงอุปกรณ์ที่สามารถใช้ความร้อนที่ได้รับจากสิ่งแวดล้อม โดยใช้คอมเพรสเซอร์เพื่อเพิ่มอุณหภูมิของสารหล่อเย็นให้อยู่ในระดับที่กำหนดไว้แล้วจึงถ่ายเทความร้อนไปยังห้องใดห้องหนึ่ง ในเวลาเดียวกัน ปั๊มความร้อนสามารถดึงความร้อนจากสื่อใดๆ ก็ตาม แท้จริงแล้ว "ปั๊ม" ออกจากสิ่งแวดล้อม ดังนั้นเครื่องสูบน้ำสามารถทำงานร่วมกับ:

• อากาศหนาวจัด
• น้ำเย็น,
• โลก.

โดยการลดอุณหภูมิของสารหล่อเย็น อุปกรณ์ควบคุมสภาพอากาศดังกล่าวสามารถทำให้อาคารทุกหลังร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ข้อมูลจำเพาะของปั๊ม

โดยทั่วไปหน่วยปั๊มความร้อนไม่เหมือนกับอุปกรณ์ควบคุมสภาพอากาศประเภทอื่น ใช้ปริมาณไฟฟ้าขั้นต่ำในระหว่างการทำงาน. โดยเฉลี่ยแล้ว เธอต้องใช้พลังงานเพียง 1 กิโลวัตต์ และเพียงพอสำหรับผลิตความร้อน 3-6 กิโลวัตต์ กล่าวอีกนัยหนึ่งคือการใช้กำลังของ 2-3 หลอดไฟธรรมดาในฤดูหนาวคุณสามารถอุ่นห้องนั่งเล่นขนาดกลางได้อย่างมีประสิทธิภาพ. ในฤดูร้อนสามารถใช้พลังงานเดียวกันเพื่อทำให้ห้องเย็นลง ในกรณีนี้ ปั๊มความร้อนจะดูดซับความร้อนจากอากาศในห้องและปล่อยสู่บรรยากาศ ลงดิน หรือลงน้ำ สร้างความเย็นสบายให้กับห้องใดก็ได้ .

ปั๊มความร้อนคืออะไร?

มีอุปกรณ์มากมายในท้องตลาดที่ สามารถใช้ใน ด้านต่างๆ , รวมทั้ง:

• พื้นที่ใช้สอย,
• สถานประกอบการทางการเกษตร
• ผู้ประกอบการอุตสาหกรรม,
• กรมการเคหะและสาธารณูปโภค.

แน่นอน การติดตั้งปั๊มความร้อนสำหรับห้องต่างๆ มีลักษณะที่แตกต่างกันและอาจมีขนาดแตกต่างกันออกไป ตัวปั๊มมีความแตกต่างกัน พลังงานความร้อน(ตั้งแต่ไม่กี่กิโลวัตต์จนถึงหลายร้อยเมกะวัตต์) รวมทั้ง สามารถทำงานร่วมกับแหล่งความร้อนต่างๆโดยไม่คำนึงถึงสถานะของการรวมตัว (ของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซ) จากลักษณะการทำงานของอุปกรณ์ดังกล่าว การติดตั้งปั๊มความร้อนแบ่งออกเป็นประเภทต่อไปนี้:

• น้ำ-น้ำ,
• อากาศน้ำ,
• น้ำ-อากาศ,
• อากาศสู่อากาศ,
• น้ำบาดาล,
• ดินอากาศ

นอกจากนี้ยังมีปั๊มความร้อนตามท้องตลาดอีกด้วย ออกแบบมาให้ทำงานกับความร้อนเกรดต่ำ. แหล่งที่มาของความร้อนดังกล่าวอาจมีอุณหภูมิติดลบได้ และในกรณีนี้ ปั๊มความร้อนทำหน้าที่เป็นตัวรับความร้อนที่มีศักยภาพสูง ซึ่งใช้อุณหภูมิที่สูงมาก (มากกว่า 1,000 องศา) โดยทั่วไป, ตามอุณหภูมิที่ใช้ในการติดตั้ง แบ่งออกเป็น:

• อุณหภูมิต่ำ
• อุณหภูมิปานกลาง
• อุณหภูมิสูง.

พารามิเตอร์อื่นที่แยกความแตกต่างของการติดตั้งปั๊มความร้อนนั้นเกี่ยวข้องกับของพวกเขา อุปกรณ์ทางเทคนิคตามตัวบ่งชี้นี้ อุปกรณ์แบ่งออกเป็นประเภทต่าง ๆ เช่น:

• การดูดซึม
• การอัดไอ

ตามกฎแล้วปั๊มความร้อนทั้งหมดทำงานด้วย พลังงานไฟฟ้าอย่างไรก็ตาม ในบางกรณีสามารถเปลี่ยนเป็นพลังงานประเภทอื่นได้โดยใช้เชื้อเพลิงที่หลากหลายตามข้อมูลเฉพาะของเชื้อเพลิงนี้และการทำงานของอุปกรณ์เอง การติดตั้งปั๊มความร้อนแบ่งออกเป็นประเภทต่อไปนี้:

• เครื่องทำความร้อนที่ใช้ความร้อนจากน้ำใต้ดิน
• ปั๊มจ่ายน้ำร้อน ทำงานโดยใช้ความร้อนจากแหล่งน้ำธรรมชาติ
• เครื่องปรับอากาศน้ำทะเล
• เครื่องปรับอากาศที่ใช้อากาศภายนอก,
• ปั๊มสำหรับ เครื่องทำน้ำอุ่นในสระว่ายน้ำ, ทำงานกลางแจ้ง,
• หน่วยปั๊มความร้อนสำหรับระบบจ่ายความร้อนที่ใช้ความร้อนที่เกิดจากอุปกรณ์ทางวิศวกรรมและเทคนิค
• อุปกรณ์ที่ทำงานบนนม - ทำหน้าที่ให้นมเย็นและจ่ายน้ำร้อนตามมาและใช้ในฟาร์มโคนม
• พืชเพื่อนำความร้อนที่เกิดจาก กระบวนการทางเทคโนโลยี, - ทำหน้าที่ให้ความร้อนกับอากาศที่จ่าย

นอกจากนี้ยังมีอุปกรณ์ประเภทอื่นๆในเวลาเดียวกัน ตามปกติแล้ว ปั๊มความร้อนทุกประเภทจะผลิตในปริมาณมาก อย่างไรก็ตาม สามารถผลิตหน่วยที่ไม่ซ้ำกันแต่ละหน่วยได้ตาม โครงการพิเศษ. คุณยังสามารถพบปั๊มความร้อนทดลอง ภาพวาดจำนวนมากที่ยังไม่ได้ใช้งาน และแบบจำลองนำร่องของอุปกรณ์ดังกล่าว ซึ่งสามารถใช้ในห้องพิเศษใดก็ได้

การติดตั้งปั๊มความร้อนทั้งหมดสามารถรวมกันเป็นระบบเดียวได้นี่เป็นสิ่งจำเป็นหากอุปกรณ์ดังกล่าวหลายหน่วยทำงานที่โรงงานแห่งเดียว ทำให้เกิดความร้อนและความเย็น การรวมเข้าด้วยกันจะเพิ่มประสิทธิภาพเท่านั้นและในโรงงานขนาดกลางหรือขนาดใหญ่ขอแนะนำให้วางแผนการสร้างอุปกรณ์ที่ซับซ้อนดังกล่าวทันที

ระบบปรับอากาศแบบวงแหวนคืออะไร?

ระบบดังกล่าวเสร็จสมบูรณ์โดยใช้ปั๊มความร้อน ประเภทต่างๆแม้ว่าโดยทั่วไปแล้วจะใช้หน่วยอากาศสู่อากาศเพื่อการนี้ ปั๊มความร้อนในกรณีนี้ทำหน้าที่เป็นเครื่องปรับอากาศ: ติดตั้งโดยตรงในห้องเย็นและเลือกพลังของอุปกรณ์ดังกล่าวตามพารามิเตอร์จำนวนหนึ่ง ในหมู่พวกเขา:

• ลักษณะของห้องนั้นเอง
• วัตถุประสงค์ของสถานที่,
• จำนวนคนที่อยู่ในนั้น
• อุปกรณ์ที่ติดตั้งหรือจะติดตั้งอยู่ในนั้น

เครื่องปรับอากาศสามารถกลับด้านได้เสมอ โดยจะทำความเย็นและสร้างความร้อนได้ในเวลาเดียวกัน พวกมันเชื่อมต่อกันด้วยวงจรน้ำทั่วไป - ท่อส่งน้ำที่หมุนเวียนเป็นทั้งแหล่งและตัวรับความร้อน เป็นผลให้อุณหภูมิภายในวงจรสามารถผันผวนได้ภายใน 18-32 องศาและผ่านความร้อนนั้นแลกเปลี่ยนระหว่างปั๊มความร้อนที่ให้ความร้อนกับอากาศและอุปกรณ์ที่ทำให้เย็นลง ถ้าใน ห้องต่างๆต้องสร้างบรรยากาศ ลักษณะที่แตกต่างปั๊มความร้อนจะถ่ายเทความร้อนจากห้องที่มีส่วนเกินไปยังห้องที่มีความร้อนไม่เพียงพอ ทำให้สามารถสร้างการแลกเปลี่ยนความร้อนวงแหวนระหว่างโซนต่างๆ ได้ และระบบดังกล่าวมีประสิทธิภาพและประหยัดมาก

ในเวลาเดียวกัน ระบบวงแหวนไม่เพียงแต่รวมอุปกรณ์เครื่องปรับอากาศเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการติดตั้งอื่นๆ ด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่ง, อุปกรณ์ดังกล่าวสามารถใช้ความร้อนเหลือทิ้งได้ นี่เป็นสิ่งจำเป็นเมื่อมีความต้องการความร้อนค่อนข้างมาก เช่น:

• ณ สถานที่ที่มีน้ำเสียไหลแรง: การติดตั้งปั๊มความร้อนแบบน้ำต่อน้ำสามารถใช้ความร้อนที่ปล่อยออกมาได้อย่างง่ายดายและควบคุมโดยใช้วงจรวงแหวนเพื่อให้ความร้อนในอวกาศ
• ที่สิ่งอำนวยความสะดวกด้วย การระบายอากาศที่ดูดอากาศออกจากตัวอาคาร(โดยมีเงื่อนไขว่าไม่มีสิ่งเจือปนในอากาศมากเกินไปจนทำให้ปั๊มความร้อนทำงานได้ยาก): ในกรณีนี้ จำเป็นต้องติดตั้งแบบอากาศสู่น้ำ ซึ่งจะทำให้ความร้อนกลับคืนมาจาก "ที่ไม่จำเป็น" อากาศและถ่ายโอนไปยังพื้นที่ทำความร้อนหรือน้ำร้อน ,
• ในสถานที่ที่มี น้ำเสีย, และการระบายอากาศ- สำหรับพวกเขา ระบบวงแหวนสามารถใช้เพื่อขจัดความร้อนส่วนเกินออกจากวงจรน้ำ (โดยปกติจะทำในฤดูร้อนเท่านั้น) ซึ่งจะลดความจุของหอหล่อเย็น

ในทุกสถานการณ์ ระบบวงแหวนช่วยให้คุณใช้ความร้อนซ้ำแล้วซ้ำอีก และส่งไปยังความต้องการของผู้บริโภคทุกคนที่อยู่ในอาคารได้อย่างแท้จริง และนี่คือเอกลักษณ์เฉพาะของมัน เนื่องจากเครื่องทำความเย็นและเครื่องปฏิกรณ์แบบเดิมไม่สามารถทำได้. นอกจากนี้ ระบบดังกล่าวยังใช้ความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น เนื่องจากการทำงานของระบบไม่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของอากาศที่นำเข้า จัดหาการระบายอากาศและตามอุณหภูมิที่ตั้งไว้ของอากาศที่เข้าสู่อาคาร

ในฤดูร้อน ระบบวงแหวนซึ่งทำงานโดยใช้หน่วยปั๊มความร้อนจากน้ำสู่น้ำ สามารถขจัดความร้อนส่วนเกินออกจากวงจรน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยใช้ผ่านผู้บริโภค: ความร้อนส่วนเกินจะถูกส่งไปยังระบบจ่ายน้ำร้อน และมักจะเพียงพอที่จะตอบสนองทุกความต้องการของผู้อยู่อาศัยในห้องใดก็ได้ในน้ำร้อน ระบบดังกล่าวจะมีประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสิ่งอำนวยความสะดวกที่มีสระว่ายน้ำหลายแห่ง (บ้านพักตากอากาศ โรงแรม ศูนย์สุขภาพ) - ด้วยความช่วยเหลือจากระบบดังกล่าว จะทำให้น้ำร้อนในสระน้ำร้อนได้อย่างรวดเร็วและไม่มีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติม

ระบบวงแหวนเข้ากันได้กับระบบอุปกรณ์อื่น ๆ หรือไม่?

แน่นอนใช่และเหนือสิ่งอื่นใดจะต้องประสานงานกับระบบระบายอากาศโดยเฉพาะอย่างยิ่งต้องพัฒนาโดยคำนึงถึงคุณลักษณะทั้งหมดของอุปกรณ์ปั๊มความร้อนที่จะปรับอากาศ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ระบบระบายอากาศจะต้องทำให้มั่นใจว่ามีการหมุนเวียนของอากาศในปริมาณที่จำเป็นสำหรับการทำงานที่เสถียรของปั๊ม การนำความร้อนกลับคืนอย่างมีประสิทธิภาพ และการรักษาอุณหภูมิที่ต้องการในห้อง ควรปฏิบัติตามกฎนี้ในสิ่งอำนวยความสะดวกทั้งหมด ยกเว้นสถานที่บางแห่งที่ไม่พึงปรารถนา เช่น สระว่ายน้ำหรือห้องครัว

ในเวลาเดียวกัน ข้อดีของการจับคู่ระบบวงแหวนกับระบบระบายอากาศก็คือ ระบบหลังในกรณีนี้สามารถสร้างขึ้นตามรูปแบบที่ง่ายกว่า ซึ่งจะทำให้ผู้บริโภคเสียค่าใช้จ่ายน้อยลง ในกรณีนี้ ปั๊มความร้อนจะทำให้อากาศเย็นลงโดยตรงเมื่อจำเป็น วิธีนี้จะช่วยประหยัดผู้บริโภคจากความจำเป็นในการขนส่งผ่านท่ออากาศที่หุ้มฉนวนความร้อนแบบยาว และจะทำให้ระบบดังกล่าวแตกต่างจากเครื่องปรับอากาศแบบรวมศูนย์ทั่วไปในปัจจุบัน

นอกจากนี้, ระบบวงแหวนสามารถประสานงานกับระบบทำความร้อนได้ และบางครั้งถึงกับเข้าควบคุมการทำงานของระบบโดยสิ้นเชิงในสถานการณ์เช่นนี้ ระบบทำความร้อนที่ใช้ปั๊มความร้อนจะมีประสิทธิภาพน้อยลงและเรียบง่ายขึ้นในแง่ของอุปกรณ์ ทำให้มีประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพอากาศหนาวเย็นที่ต้องการความร้อน ความร้อนมากขึ้นได้จากแหล่งที่มีศักยภาพสูง นอกจากนี้, ระบบวงแหวนสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของอุปกรณ์ทั้งหมดในห้องได้อย่างจริงจัง. ระบบปรับอากาศและระบบทำความร้อนแบบแยกส่วนอาจรบกวนกันอย่างรุนแรง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อไม่จำเป็นต้องใช้ทั้งสองอย่าง ระบบวงแหวนตัดสถานการณ์ดังกล่าวออกไปโดยสิ้นเชิง เนื่องจากระบบจะทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพเสมอ โดยพิจารณาจากสภาพจริงของสภาพอากาศขนาดเล็กที่สร้างขึ้นในแต่ละห้อง ในเวลาเดียวกัน ในองค์กร อุปกรณ์ดังกล่าวสามารถทำให้เย็นและให้ความร้อนได้ ไม่เพียงแต่ในอากาศเท่านั้น แต่ยังรวมถึงน้ำด้วย และกระบวนการนี้จะไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายด้านพลังงานเพิ่มเติม - จะรวมอยู่ในความสมดุลของแหล่งจ่ายความร้อนโดยรวม

และแน่นอนว่า, ในสถานการณ์เหล่านี้ ระบบวงแหวนจะแสดงให้เห็นถึงความประหยัดที่ดีเยี่ยม ในระบบแบบดั้งเดิม ความร้อนจะถูกใช้เพียงบางส่วนและอย่างรวดเร็วไหลออกจากชั้นบรรยากาศหากความร้อนทำงานควบคู่กับการระบายอากาศ อย่างไรก็ตาม ระบบวงแหวนแก้ปัญหานี้ด้วยวิธีที่ซับซ้อน ทำให้การนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่มีประสิทธิภาพมากขึ้นและลดการสูญเสียได้อย่างมาก

จะจัดการระบบปั๊มความร้อนได้อย่างไร?

ตามกฎแล้วอุปกรณ์นี้ไม่ต้องการการติดตั้งระบบควบคุมอัตโนมัติที่มีราคาแพงและนี่คือ "บทความ" อื่นที่ควรบันทึกไว้ ระบบอัตโนมัติที่สะดวกสบายที่นี่ง่ายมากและลดลงเพื่อรักษาอุณหภูมิที่ตั้งไว้ของน้ำในวงจรเท่านั้น ในการทำเช่นนี้ ระบบจะเปิดฮีตเตอร์เพิ่มเติมในเวลาที่น้ำไม่เย็นเกินที่ควร หรือเปิดใช้งานหอหล่อเย็นเพื่อไม่ให้ร้อนเกินความจำเป็น และโดยปกติแล้วก็เพียงพอที่จะรักษาสภาพอากาศในอุดมคติไว้ได้

ดำเนินการ ระบบควบคุมอัตโนมัติในสถานการณ์นี้เป็นไปได้ด้วยตัวควบคุมอุณหภูมิเพียงไม่กี่ตัวนอกจากนี้ยังไม่ต้องการวาล์วควบคุมที่แม่นยำอีกด้วย! อุณหภูมิของน้ำในวงจรของระบบวงแหวนสามารถแปรผันได้หลากหลายโดยไม่จำเป็นต้องมี เงินทุนเพิ่มเติมสำหรับสิ่งนี้.

นอกจากนี้, ระบบแยกระบบอัตโนมัติยังควบคุมกระบวนการถ่ายเทความร้อนโดยปั๊มความร้อนไปยังผู้บริโภคมันถูกสร้างขึ้นในอุปกรณ์เองและหนึ่งในองค์ประกอบหลักของระบบถือได้ว่าเป็นเทอร์โมสตรัท (เซ็นเซอร์อุณหภูมิ) ซึ่งติดตั้งโดยตรงในห้อง เพียงอย่างเดียวก็เพียงพอแล้วที่จะจัดการการทำงานของการติดตั้งปั๊มความร้อนได้อย่างเต็มที่ ในเวลาเดียวกัน ตัวปั๊มเองสามารถให้คุณสมบัติที่จำเป็นทั้งหมดของอุณหภูมิอากาศในห้องโดยไม่ต้องติดตั้งแดมเปอร์ควบคุมในระบบระบายอากาศและวาล์วควบคุมในระบบทำความร้อน สิ่งนี้ช่วยให้คุณลดต้นทุนของระบบวงแหวนเพิ่มเติมและเพิ่มความน่าเชื่อถือของทั้งหมด วิศวกรรมสื่อสารอาคารโดยทั่วไป

เลย ระบบที่ซับซ้อนอาจจำเป็นต้องมีการควบคุมอัตโนมัติในโรงงานขนาดใหญ่ที่มีการติดตั้งปั๊มความร้อนจำนวนมากเท่านั้น หลากหลายชนิดออกแบบมาสำหรับเครื่องปรับอากาศ กระบวนการทางเทคโนโลยี และการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ และในสถานการณ์เช่นนี้ การติดตั้งระบบนี้เป็นเรื่องที่สมเหตุสมผล เพราะจะช่วยให้คุณปรับการทำงานของอุปกรณ์แต่ละชิ้นได้อย่างเหมาะสมที่สุด อย่างไรก็ตาม เมื่อติดตั้ง ควรระลึกไว้เสมอว่า การทำงานของระบบวงแหวนได้รับอิทธิพลจากปัจจัยหลายประการที่แม้แต่ระบบอัตโนมัติยังต้อง "คำนึงถึง" ในหมู่พวกเขา:

• อุณหภูมิของน้ำในวงจร, - มันส่งผลต่อค่าสัมประสิทธิ์การแปลงความร้อน (อัตราส่วนของปริมาณความร้อนที่จ่ายให้กับผู้บริโภคต่อปริมาณพลังงานที่ปั๊มความร้อนใช้ไป)
• อุณหภูมิอากาศภายนอก;
• พารามิเตอร์การทำงานของหอทำความเย็น- มันสามารถใช้พลังงานในปริมาณที่แตกต่างกันสำหรับความร้อนในปริมาณเท่ากัน และขึ้นอยู่กับสภาวะภายนอก รวมถึงอุณหภูมิของอากาศ ลม และปัจจัยอื่นๆ
• จำนวนปั๊มความร้อนที่ทำงานในระบบรวมถึงความจุรวม(อัตราส่วนกำลังของอุปกรณ์ที่นำความร้อนจากวงจรน้ำและกำลังของการติดตั้งที่จ่ายให้กับวงจร)

มีตัวอย่างที่ประสบความสำเร็จของการใช้ระบบวงแหวนหรือไม่?

มีตัวอย่างค่อนข้างน้อย แต่สองตัวอย่างต่อไปนี้ถือได้ว่าเป็น "ตำราเรียน"

ครั้งแรก - การสร้างใหม่ โรงเรียนมัธยมอันดับที่ 2 ใน Ust-Labinsk ในอาคารนี้ มีการปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านสุขอนามัยที่เข้มงวดที่สุดทั้งหมดเพื่อให้ได้รับความสะดวกสบายสูงสุดสำหรับเด็กที่จะเรียนในสถาบันนี้ ตามข้อกำหนดเหล่านี้ มีการติดตั้งระบบสภาพอากาศแบบพิเศษ ซึ่งสามารถควบคุมอุณหภูมิ ความชื้น และอากาศบริสุทธิ์ได้ตามฤดูกาล ในเวลาเดียวกัน วิศวกรทำทุกวิถีทางเพื่อให้แน่ใจว่าแต่ละชั้นเรียนสามารถควบคุม microclimate ได้เป็นรายบุคคล และมีเพียงระบบวงแหวนเท่านั้นที่สามารถรับมือกับการควบคุมดังกล่าวได้ เธออนุญาต:

• ลดค่าใช้จ่ายในการทำความร้อนทั้งอาคารอย่างมาก
• แก้ปัญหาน้ำเย็นในโรงทำความร้อนที่ตั้งอยู่บริเวณโรงเรียน

ระบบนี้ประกอบขึ้นจากปั๊มความร้อน Climatemaster (สหรัฐอเมริกา) มากกว่า 50 เครื่องและหอทำความเย็นหนึ่งแห่ง. ได้รับความร้อนเพิ่มเติมจากโรงทำความร้อนและควบคุมโดยระบบอัตโนมัติซึ่งดูแลอย่างอิสระ สภาพที่สะดวกสบายสำหรับการสอนเด็กและในขณะเดียวกันก็ทำงานอย่างประหยัดที่สุด ต้องขอบคุณเธอที่การทำงานของระบบวงแหวนแม้ในสภาวะที่รุนแรงที่สุด ฤดูหนาวได้รับอนุญาตให้ลดค่าใช้จ่ายในการทำความร้อนรายเดือนเป็น 9.8,000 รูเบิล: ก่อนการปรับปรุงระบบให้ทันสมัยทุกเดือนโรงเรียนใช้เงิน 18,000 440 รูเบิลเพื่อให้ความร้อน 2.5 พันตารางเมตร ม. และสิ่งนี้แม้ว่าหลังจากการปรับปรุงให้ทันสมัยแล้วพื้นที่ที่ร้อนจัดของโรงเรียนก็เพิ่มขึ้นอีกซึ่งมีจำนวน 3,000 ตารางเมตร ม. เมตร

โครงการที่สองดำเนินการในหมู่บ้านกระท่อมใกล้มอสโก ปัญหาในการสร้างการตั้งถิ่นฐานดังกล่าวมักเกิดจากโครงสร้างพื้นฐานในดินแดนเหล่านี้ไม่อนุญาตให้มีการก่อสร้างบ้านใหม่เนื่องจากทั้งท่อน้ำหรือเครือข่ายไฟฟ้าหรือสถานีไฟฟ้าย่อยไม่สามารถรับมือกับภาระที่เพิ่มขึ้นได้ ในเวลาเดียวกัน ไฟฟ้าดับ สายไฟเก่าแตก อุบัติเหตุต่างๆ เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องที่สถานีไฟฟ้าย่อยเก่า ดังนั้นในหมู่บ้านที่ตั้งอยู่ในดินแดนดังกล่าว จำเป็นต้องดูแลระบบจ่ายไฟอัตโนมัติในทันที

ดังนั้นวิศวกรจำเป็นต้องสร้างโครงการที่จะจัดหากระท่อมสองชั้นที่มีห้องพักหลายห้องพร้อมไฟฟ้าและความร้อน พื้นที่มาตรฐานของบ้านดังกล่าวคือ 200 ตารางเมตร ม. เมตรและไฟฟ้าเท่านั้นและ น้ำบาดาลไม่มีการสื่อสารอื่นใด

ขั้นตอนแรกที่วิศวกรนำไปในทิศทางของประสิทธิภาพการใช้พลังงาน - ติดตั้งในกระท่อม แผงโซลาร์เซลล์และด้านหลังบ้านได้รับการติดตั้งโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ซึ่งขับเคลื่อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์และมีความจุ 3.5 กิโลวัตต์ พลังงานนี้เพียงพอที่จะป้อนแบตเตอรี่ซึ่งต่อมาขับเคลื่อนตัวบ้านและระบบทำความร้อน ดังนั้นไฟฟ้าสำหรับครอบครัวที่อาศัยอยู่ในกระท่อมนั้นจึงฟรีซึ่งหมายความว่าจาก งบประมาณครอบครัวสามารถหักค่าใช้จ่ายได้ เป็นผลให้ค่าใช้จ่ายในการติดตั้งแบตเตอรี่ควรชำระในเวลาน้อยกว่า 10 ปีและหลังจากนั้นจะไม่ต้องจัดสรรเงินทุน

เพื่อให้ความร้อนแก่กระท่อมได้ใช้การติดตั้งปั๊มความร้อนใต้พิภพโดยใช้ปั๊มน้ำสู่น้ำ มันถูกออกแบบมาไม่เพียงแต่สำหรับการทำความร้อนในอวกาศด้วยแบตเตอรี่หม้อน้ำ แต่ยังสำหรับการผลิตน้ำร้อนอีกด้วย วงจรที่จ่ายความร้อนคุณภาพต่ำไปยังปั๊ม - นั่นคือท่อโพลีเอทิลีนธรรมดายาว 800 ม. และเส้นผ่านศูนย์กลาง 32 มม. - วางบนไซต์ (ที่ความลึก 2 เมตร) การติดตั้งระบบดังกล่าว (ไฟฟ้า + เครื่องทำความร้อน) ใช้เงินไป 40,000 ดอลลาร์และในอนาคตเจ้าของจะไม่ต้องจ่ายเงินเพื่อจ่ายเงิน สาธารณูปโภคจัดหาจากส่วนกลาง เขาได้รับประโยชน์จากสิ่งนี้เท่านั้น

สามารถใช้ระบบวงแหวนได้ที่ไหน?

โดยทั่วไป ตัวอย่างทั้งหมดแสดงให้เห็นว่าเช่น การติดตั้งปั๊มความร้อนสามารถติดตั้งได้กับวัตถุต่างๆ ในหมู่คนหลักคือ:

• อาคารบริหาร,
• สถาบันทางการแพทย์และสุขภาพ
• อาคารสาธารณะ,
• สถาบันการศึกษา,
• บ้านพักตากอากาศและโรงแรม,
• สปอร์ตคอมเพล็กซ์,
• สถานประกอบการอุตสาหกรรม
• สถานบันเทิง

ในเวลาเดียวกัน ไม่ว่าในกรณีใด ระบบวงแหวนที่ยืดหยุ่นสามารถปรับได้อย่างง่ายดายตามความต้องการของห้องใดห้องหนึ่ง และติดตั้งในตัวเลือกที่หลากหลายที่สุด

ในการติดตั้งวิศวกรจะต้องคำนึงถึงความแตกต่างหลายประการ:

• ความต้องการความเย็นและความร้อน ณ สถานที่แห่งหนึ่ง
• จำนวนคนที่อยู่ภายในสถานที่
• แหล่งความร้อนที่เป็นไปได้ในอาคาร
• อ่างความร้อนที่เป็นไปได้,
• คุณสมบัติของการสูญเสียความร้อนและการเพิ่มความร้อน

หลังจากนั้นมากที่สุด แหล่งที่ดีที่สุดความร้อนจะถูกใช้ในระบบเอง และ พลังทั่วไปต้องกำหนดค่าปั๊มความร้อนเพื่อไม่ให้ซ้ำซ้อน

โดยรวมแล้ว ตัวเลือกที่เหมาะสำหรับวัตถุใด ๆ ผู้เชี่ยวชาญพิจารณาการติดตั้งอุปกรณ์ปั๊มความร้อนที่ใช้สิ่งแวดล้อมทั้งเป็นแหล่งความร้อนและเป็นตัวรับ ในเวลาเดียวกัน ทั้งระบบควรมีความสมดุลในแง่ของความร้อนโดยไม่คำนึงถึงความจุของแหล่งความร้อนและตัวรับ - อาจแตกต่างกันเนื่องจากอัตราส่วนจะเปลี่ยนแปลงเมื่อสภาพการทำงานของระบบเปลี่ยนแปลง อย่างไรก็ตามจะต้องสอดคล้องกัน

หากพิจารณาพารามิเตอร์เหล่านี้อย่างถูกต้อง ระบบวงแหวนจะทำงานอย่างมีประสิทธิภาพทั้งสำหรับการทำความร้อนและความเย็น โดยใช้ความร้อน "ส่วนเกิน" ทั้งหมด และการใช้ระบบดังกล่าวแทนการใช้หลายระบบจะไม่เพียงแต่สร้างบรรยากาศในร่มในอุดมคติเท่านั้น แต่ยังจะมีประสิทธิภาพและผลกำไรมากทั้งในแง่ของเงินทุนและค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน

การให้ความร้อนแก่บ้านด้วยปั๊มความร้อนจะช่วยคุณประหยัดแรงงานทาส การเลือกระบบทำความร้อนนี้ จะเป็นการบอกลาทั้งระบบสาธารณูปโภคที่คาดเดาไม่ได้และพนักงานแก๊สที่โลภมาก เช่น ระบอบอุณหภูมิในบ้านจะถูกกำหนดโดยคุณ และไม่มีใครอื่น

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

และในบทความนี้เราจะแนะนำคุณเกี่ยวกับปั๊มความร้อนประเภทหลัก เราหวังว่าข้อมูลนี้จะช่วยคุณเลือก (หรือสร้าง) โรงไฟฟ้าที่ดีที่สุดเพื่อให้ความร้อนแก่บ้านของคุณ

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

ประการที่สอง ปั๊มดังกล่าวทำงานโดยแท้จริงแล้วเป็นแหล่งพลังงานที่อิสระและเป็นนิรันดร์ ไม่ว่าจะเป็นอากาศ น้ำ หรือดิน นอกจากนี้ "แหล่งที่มา" นี้มีอยู่ทั่วไปทุกหนทุกแห่ง นั่นคือการให้ความร้อน บ้านในชนบทปั๊มความร้อนสามารถใช้งานได้ทุกที่ แม้แต่ที่เส้นศูนย์สูตร แม้กระทั่งเหนือเส้นอาร์กติกเซอร์เคิล จริงอยู่เพื่อที่จะได้ใกล้ชิดกับ "แหล่งที่มา" คุณต้องใช้คอมเพรสเซอร์ที่ใช้พลังงานมาก แต่เนื่องจากไม่สมจริง ประสิทธิภาพสูงค่าใช้จ่ายด้านพลังงานทั้งหมดจ่ายออกห้าเท่า!

ประการที่สาม ปั๊มความร้อนเป็นปัจเจกบุคคลเสมอ นั่นคือคุณไม่ต้องจ่ายค่าพลังงานส่วนเกิน อุปกรณ์ของคุณจะได้รับการกำหนดค่าตามความต้องการและเงื่อนไขการใช้งานที่เฉพาะเจาะจง

ดังนั้นความคิดเห็นของปั๊มความร้อนสำหรับการทำความร้อนที่บ้านจึงเป็นที่นิยมหรือกระตือรือร้นที่สุด

นอกจากนี้ปั๊มไม่เพียงให้ความร้อนเท่านั้น ในฤดูร้อนยังสามารถทำงานเป็นเครื่องปรับอากาศให้ความเย็นบ้านได้อย่างมีประสิทธิภาพเช่นเดียวกัน

เห็นด้วย: ข้อดีทั้งหมดที่กล่าวถึงข้างต้นของปั๊มความร้อนดูค่อนข้างยอดเยี่ยม โดยเฉพาะประสิทธิภาพในระดับ 300-500 เปอร์เซ็นต์ อย่างไรก็ตาม ข้อดีทั้งหมดของหน่วยระบายความร้อนไม่ใช่นิยาย แต่เป็นเรื่องจริงที่คุกคามบริษัทด้านพลังงาน

เคล็ดลับของประสิทธิภาพดังกล่าวอยู่ในหลักการดั้งเดิมของปั๊ม ซึ่งใน สรุปได้ดังนี้ ตัวกลางที่หมุนเวียนผ่านท่อนำความร้อนจากแหล่งที่มีศักยภาพต่ำ (อากาศ ดิน หิน, น้ำ) และทิ้ง ณ จุดที่ผู้บริโภคเลือก

นั่นคือ เรามีตู้เย็นแบบ "คว่ำ" อยู่ตรงหน้า ซึ่งใช้ความร้อนจากแหล่งที่อาจเป็นไปได้ด้วยความช่วยเหลือของเครื่องระเหยและให้พลังงานแก่ผู้บริโภคผ่านคอนเดนเซอร์

ยิ่งกว่านั้น ทั้งปั๊มความร้อนและตู้เย็นทำงานโดยใช้สารทำความเย็น ซึ่งเป็นสารที่มีจุดเดือดต่ำมาก ซึ่งถูกปั๊มผ่านท่อโดยใช้คอมเพรสเซอร์พิเศษ

โครงร่างโดยละเอียดของงาน

เป็นผลให้เมื่อตรวจสอบอย่างใกล้ชิดโครงร่างการทำงานของหน่วยความร้อนมีดังนี้:

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

ปั๊มความร้อนสำหรับทำความร้อนในบ้าน: พันธุ์ทั่วไป

วิธีที่สะดวกที่สุดในการจำแนกปั๊มความร้อนเกี่ยวข้องกับการแยกหน่วยดังกล่าวตามประเภทของสื่อที่วางวงจรหลัก โดยให้ความร้อนแก่เครื่องระเหย

และตามวิธีการจำแนกประเภทนี้ ปั๊มความร้อนจะแบ่งออกเป็นประเภทต่างๆ ดังต่อไปนี้:

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

นอกจากนี้ ปั๊มความร้อนทุกประเภทยังทำงานบนหลักการทำงานทั่วไป แต่สภาพแวดล้อมของ "ที่อยู่อาศัย" ของวงจรหลักจะทิ้งร่องรอยไว้ทั้งการทำงานและการจัดเรียงของตัวเครื่อง ดังนั้นในข้อความต่อไปเราจะพิจารณาความแตกต่างของการจัดเรียงปั๊มความร้อนแต่ละประเภท

การติดตั้งจากพื้นดินสู่น้ำ

ปั๊มความร้อนจากพื้นดินสู่น้ำ

วงจรหลักของปั๊มความร้อนใต้พิภพฝังอยู่ในพื้นดินสูงถึง 5-6 เมตร นอกจากนี้ การติดตั้งดังกล่าวยังได้รับการฝึกฝนเมื่อจัดระบบด้วยเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแนวนอน และในกรณีของการติดตั้งวงจรปฐมภูมิในแนวตั้งนั้น บ่อพิเศษจะมีการฝึกความลึก 150 เมตรด้วย

ในเวลาเดียวกันปริมาณงานขั้นต่ำเป็นเรื่องปกติสำหรับการจัดวางแนวตั้งของวงจรหลัก เนื่องจากการวางในแนวนอนจึงจำเป็นต้องกระจายท่อแลกเปลี่ยนความร้อนด้วย พื้นที่ขนาดใหญ่(50 ตารางเมตรสำหรับเอาต์พุตปั๊มความร้อนทุกๆ 1,000 วัตต์)

ในฐานะที่เป็นสารหล่อเย็น ปั๊มความร้อนใต้พิภพใช้สารละลายน้ำเกลือที่ไม่เป็นอันตรายอย่างสมบูรณ์ซึ่งไม่แข็งตัวแม้ในอุณหภูมิต่ำ

ปั๊มน้ำต่อน้ำ

วงจรหลักของปั๊มไฮโดรเทอร์มอลสามารถติดตั้งได้ในแหล่งน้ำธรรมชาติหรือแหล่งน้ำเทียม บ่อน้ำธรรมดาหรือท่อระบายน้ำ แม่น้ำ หรือคลองที่มนุษย์สร้างขึ้น

ปั๊มความร้อน "น้ำ-น้ำ"

นอกจากนี้เครื่องระเหยและท่อที่มีสารหล่อเย็นจะถูกแช่ในน้ำอย่างน้อย 1.5-2 เมตร ท้ายที่สุดแล้ว ชั้นพื้นผิวสามารถแข็งตัวได้ ซึ่งสร้างความเสียหายทั้งการทำงานและความสมบูรณ์ขององค์ประกอบปั๊มความร้อน

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

และวิธีการวางวงจรปฐมภูมินี้จะเปลี่ยนการจัดวางสถานีสูบน้ำจากน้ำสู่น้ำเป็นการดำเนินการที่ง่ายมากและใช้แรงงานมาก ดังนั้นหากมีอ่างเก็บน้ำที่เหมาะสมอยู่บริเวณใกล้เคียง ทางเลือกที่ดีที่สุดปั๊มความร้อนจะเป็นหน่วยไฮโดรเทอร์มอล

หน่วยอากาศน้ำ

อันที่จริงนี่คือเครื่องปรับอากาศตัวเดียวกัน แต่มีหลายขนาด วงจรหลักที่มีเครื่องระเหยถูกวางไว้ "ในอากาศ" ภายนอกอาคารในอาคารพิเศษ

นอกจากนี้ เพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพของปั๊มในฤดูหนาว ตัวเรือนนี้มักจะถูกรวมเข้ากับท่อไอเสียของระบบระบายอากาศของที่อยู่อาศัย

ข้อดีหลักของระบบนี้คือความง่ายในการติดตั้ง แต่ประสิทธิภาพของปั๊มลมสู่น้ำนั้นน่าสงสัยมาก ในละติจูดของเรา พวกมันไม่สามารถแข่งขันกับการติดตั้งความร้อนใต้พิภพหรือความร้อนใต้พิภพได้

ปั๊มความร้อนทำด้วยตัวเอง: เป็นไปได้ไหม

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

ส่วนทางเทคนิคของปั๊มนั้นใช้งานได้ง่ายมาก:

• สามารถใช้เครื่องปรับอากาศแทนคอมเพรสเซอร์ได้
• วงจรหลักประกอบจาก ท่อโพลีเอทิลีนและเติมน้ำเกลือเข้มข้น
• เครื่องระเหยเป็นถังโลหะสแตนเลส (สามารถถอดออกจากถังเก่าได้) เครื่องซักผ้า) ซึ่งน้ำเกลือถูกลดระดับลงโดยให้ความร้อนแก่ขดลวดทองแดงของวงจรทุติยภูมิซึ่งติดตั้งอยู่ใน ส่วนภายในถังนี้.
• คอนเดนเซอร์เป็นถังเดียวกันทุกประการ ทำจากพลาสติกเท่านั้น โดยติดตั้งคอยล์ทองแดงแบบเดียวกันภายใน นอกจากนี้ คอมเพรสเซอร์ยังปั๊มสารทำความเย็นระหว่างคอยล์ล่างและบน
• วงจรที่สาม - ระบบทำความร้อน - เชื่อมต่อกับตัวเก็บประจุโพลีเมอร์

อย่างที่คุณเห็น ทุกอย่างง่ายมาก นั่นเป็นเพียงประสิทธิภาพของระบบดังกล่าวที่มากเกินไปและไม่เพียงพออย่างชัดเจน

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 ลุย "สุดขั้ว" กันเถอะ ... มาวางตู้เย็นกันเถอะ การเปิดหน้าต่างประตูช่องแช่แข็งเปิดออกสู่ภายนอก หม้อน้ำตู้เย็นจะอยู่ในห้อง ระหว่างการใช้งานตู้เย็นจะทำให้อากาศบนถนนเย็นลงโดยถ่ายเทความร้อนที่ "ถ่าย" เข้าไปในห้อง 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 "ผู้ทำงานหนัก" นี้บีบอัดสารทำความเย็นที่เป็นก๊าซถึง ความดันสูงซึ่งส่งผลให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้น

ก๊าซร้อนตอนนี้จะเข้าสู่ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนอีกตัวหนึ่ง ซึ่งเรียกว่าคอนเดนเซอร์ ที่นี่ความร้อนของสารทำความเย็นจะถูกส่งไปยังอากาศภายในห้องหรือตัวพาความร้อนซึ่งไหลเวียนผ่านวงจรภายในของระบบทำความร้อน

สารทำความเย็นเย็นลงในเวลาเดียวกันกลายเป็นสถานะของเหลว จากนั้นจะผ่านวาล์วลดแรงดันของเส้นเลือดฝอย โดยจะ "สูญเสีย" ความดันและกลับเข้าสู่เครื่องระเหยอีกครั้ง

ปิดรอบแล้ว พร้อมซ้ำ!

การคำนวณค่าความร้อนโดยประมาณของการติดตั้ง

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

ในการคำนวณกำลังความร้อนของวงจรดังกล่าว ให้ใช้สูตร:

Q \u003d (T_1 - T_2) * V_warm

V_heat - อัตราการไหลของตัวพาความร้อนต่อชั่วโมง (m ^ 3 / h);

T_1 - T_2 - ความแตกต่างของอุณหภูมิขาเข้าและขาออก (°C)

ประเภทของปั๊มความร้อน

ตามประเภทของความร้อนที่ใช้กระจายความร้อนปั๊มมีความโดดเด่น:

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

ข้อดีและประโยชน์ของปั๊มความร้อน

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

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

ความบริสุทธิ์ของระบบนิเวศน์ในการใช้งาน ไม่มีผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ในปั๊มความร้อน และการใช้พลังงานต่ำ "ใช้ประโยชน์" โรงไฟฟ้าน้อยลง 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
• ปั๊มความร้อนมีประโยชน์สำหรับระบบทำความร้อนที่อุณหภูมิต่ำ 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?