Princip rada dizalice topline. Toplinske pumpe za dom: značajke tehnologije, opseg primjene i trošak opreme Što su toplinske pumpe za grijanje

Dizalica topline je univerzalni uređaj koji funkcionalno objedinjuje karakteristike klima uređaja, bojlera i kotla za grijanje. Ovaj uređaj ne koristi konvencionalno gorivo, već zahtijeva obnovljive izvore okoliš– energija zraka, tla, vode.

Stoga je dizalica topline danas najisplativija jedinica, budući da njezin rad ne ovisi o cijeni goriva, a također je ekološki prihvatljiva, budući da izvor topline nije električna energija ili produkti izgaranja, već prirodni izvori topline.

Da bismo bolje razumjeli kako toplinska pumpa radi za grijanje doma, vrijedi se prisjetiti principa rada hladnjaka. Ovdje radna tvar isparava, oslobađajući hladnoću. U pumpi se, naprotiv, kondenzira i proizvodi toplinu.

Princip rada dizalice topline

Cijeli proces sustava predstavljen je u obliku Carnotovog ciklusa - nazvanog po izumitelju. Može se opisati na sljedeći način. Rashladno sredstvo prolazi kroz radni krug - zrak, zemlja, voda i njihove kombinacije , odakle se šalje u 1. izmjenjivač topline – komoru za isparavanje. Ovdje prenosi akumuliranu toplinu na rashladno sredstvo koje cirkulira u unutarnjem krugu crpke.

Princip rada dizalice topline za grijanje doma

Tekuće rashladno sredstvo ulazi u komoru za isparavanje, gdje ga niski tlak i temperatura (5 0 C) pretvaraju u plinovito stanje. Sljedeća faza je prijenos plina u kompresor i njegova kompresija. Kao rezultat toga, temperatura plina naglo raste, plin prelazi u kondenzator, ovdje izmjenjuje toplinu sa sustavom grijanja. Ohlađeni plin prelazi u tekućinu i ciklus se ponavlja.

Prednosti i nedostaci dizalica topline

Rad dizalica topline za grijanje doma može se kontrolirati pomoću posebno ugrađenih termostata. Crpka se automatski uključuje kada temperatura medija padne ispod zadane vrijednosti i isključuje se ako temperatura premaši zadanu vrijednost. Dakle, uređaj održava stalnu temperaturu u prostoriji - to je jedna od prednosti uređaja.

Prednosti uređaja su njegova učinkovitost - crpka troši malu količinu električne energije i ekološka prihvatljivost, odnosno apsolutna sigurnost za okoliš. Glavne prednosti uređaja:

  • Pouzdanost. Vijek trajanja prelazi 15 godina, svi dijelovi sustava imaju dug radni vijek, fluktuacije energije ne štete sustavu.
  • Sigurnost. Nema čađe, ispušnih plinova, otvorenog plamena, curenje plina je isključeno.
  • Udobnost. Rad crpke je tih, udobnost i udobnost u kući pomažu u stvaranju kontrole klime i automatski sustav, čiji rad ovisi o vremenskim uvjetima.
  • Fleksibilnost. Uređaj ima moderan, moderan dizajn i može se kombinirati s bilo kojim sustavom kućnog grijanja.
  • Svestranost. Koristi se u privatnoj i civilnoj gradnji. Budući da ima širok raspon snage. Zbog toga može osigurati toplinu sobama bilo koje veličine - od mala kuća do vikendice.

Složena struktura crpke određuje njegov glavni nedostatak - visoku cijenu opreme i njezine instalacije. Za ugradnju uređaja potrebno je izvršiti radove iskopa u velikim količinama.

Dizalice topline - podjela

Rad dizalice topline za grijanje kuće moguć je u širokom temperaturnom rasponu - od -30 do +35 stupnjeva Celzijusa. Najčešći uređaji su apsorpcija (prijenos topline kroz njezin izvor) i kompresija (cirkulacija radna tekućina nastaje zbog struje). Apsorpcijski uređaji su najekonomičniji, ali su skuplji i imaju složen dizajn.

Klasifikacija crpki prema vrsti izvora topline:

  1. Geotermalna. Oduzimaju toplinu vodi ili zemlji.
  2. U zraku. Oni oduzimaju toplinu atmosferskom zraku.
  3. Sekundarna toplina. Oni oduzimaju tzv. industrijsku toplinu - nastalu tijekom proizvodnje, grijanja i drugih industrijskih procesa.

Rashladno sredstvo može biti:

  • Voda iz umjetnog ili prirodnog rezervoara, podzemna voda.
  • Temeljni premaz.
  • Zračne mase.
  • Kombinacije gore navedenih medija.

Geotermalna pumpa - principi konstrukcije i rada

Geotermalna pumpa za grijanje kuće koristi toplinu tla koju odabire vertikalnim sondama ili horizontalnim kolektorom. Sonde se postavljaju na dubinu do 70 metara, sonda se nalazi na maloj udaljenosti od površine. Ova vrsta uređaja je najučinkovitija jer izvor topline ima prilično visoku, konstantnu temperaturu tijekom cijele godine. Stoga je za prijenos topline potrebno potrošiti manje energije.

Takva oprema zahtijeva visoke troškove instalacije. Troškovi bušenja bunara su visoki. Osim toga, površina dodijeljena kolektoru mora biti nekoliko puta veća od površine grijane kuće ili vikendice. Važno je zapamtiti: Zemljište na kojem se nalazi kolektor ne može se koristiti za sadnju povrća odn voćke– korijenje biljke će se prehladiti.

Korištenje vode kao izvora topline

Vodeno tijelo je izvor velike količine topline. Za pumpu možete koristiti rezervoare koji se ne smrzavaju s dubine od 3 metra ili podzemnu vodu na visokoj razini. Sustav se može implementirati na sljedeći način: cijev izmjenjivača topline, opterećena opterećenjem od 5 kg po 1 dužnom metru, položi se na dno rezervoara. Duljina cijevi ovisi o snimci kuće. Za sobu od 100 m2. Optimalna duljina cijevi je 300 metara.

U slučaju korištenja podzemne vode potrebno je izbušiti dvije bušotine, smještene jedna za drugom u smjeru podzemne vode. U prvoj bušotini postavljena je pumpa koja dovodi vodu u izmjenjivač topline. Ohlađena voda teče u drugi bunar. Ovo je tzv otvoreni krug prikupljanja topline. Njegov glavni nedostatak je da je razina podzemne vode nestabilna i može značajno varirati.

Zrak je najdostupniji izvor topline

Kada se koristi zrak kao izvor topline, izmjenjivač topline je radijator, prisilno puhani ventilatorom. Ako se dizalica topline koristi za grijanje kuće pomoću sustava zrak-voda, korisnik dobiva sljedeće pogodnosti:

  • Mogućnost grijanja cijele kuće. Voda, koja djeluje kao rashladno sredstvo, distribuira se kroz uređaje za grijanje.
  • Na minimalni troškovi struja - mogućnost pružanja stanovnicima opskrbe toplom vodom. To je moguće zahvaljujući prisutnosti dodatnog toplinski izoliranog izmjenjivača topline sa spremnikom.
  • Pumpe sličnog tipa mogu se koristiti za zagrijavanje vode u bazenima.

Ako crpka radi na sustavu zrak-zrak, rashladna tekućina se ne koristi za grijanje prostorije. Grijanje se provodi pomoću primljene toplinske energije. Primjer implementacije takve sheme bio bi konvencionalni klima uređaj postavljen na način grijanja. Danas su svi uređaji koji koriste zrak kao izvor topline inverterski. U njima se izmjenična struja pretvara u istosmjernu, što omogućuje fleksibilnu kontrolu kompresora i njegov rad bez zaustavljanja. A to povećava resurs uređaja.

Dizalica topline - alternativni sustav grijanja doma

Toplinske pumpe su alternativa modernim sustavima grijanja. Oni su ekonomični, ekološki prihvatljivi i sigurni za korištenje. Međutim, visoki trošak instalacijski radovi i oprema danas ne dopuštaju korištenje uređaja posvuda. Sada znate kako toplinska pumpa radi za grijanje kuće, a nakon izračuna svih prednosti i mana, možete odlučiti hoćete li je instalirati.

Imajući u svom domu hladnjake i klima uređaje, malo ljudi zna da je u njima implementiran princip rada dizalice topline.

Otprilike 80% snage koju proizvodi dizalica topline dolazi iz topline okoline u obliku difuznog sunčevog zračenja. Upravo ga ova pumpa jednostavno "pumpa" s ulice u kuću. Rad dizalice topline sličan je principu rada hladnjaka, ali je smjer prijenosa topline drugačiji.

Jednostavno rečeno…

Za hlađenje boce mineralna voda, Staviš u hladnjak. Hladnjak mora “uzeti” dio toplinske energije iz boce i, prema zakonu održanja energije, negdje ga premjestiti i odati. Hladnjak prenosi toplinu na radijator koji se obično nalazi na stražnjoj stijenci. Istovremeno se radijator zagrijava, ispuštajući svoju toplinu u prostoriju. Zapravo, zagrijava sobu. To je osobito vidljivo u malim minimarketima ljeti, kada je nekoliko hladnjaka uključeno u sobi.

Pozivamo vas da zamislite svoju maštu. Pretpostavimo da ćemo u hladnjak stalno stavljati tople predmete koji će, hladeći ih, zagrijavati zrak u prostoriji. Idemo u “krajnosti”... Postavimo hladnjak u prozorski otvor s otvorenim vratima “zamrzivača” prema van. Radijator hladnjaka bit će smješten u zatvorenom prostoru. Tijekom rada, hladnjak će hladiti vanjski zrak, prenoseći "preuzetu" toplinu u prostoriju. Tako radi dizalica topline koja uzima raspršenu toplinu iz okoline i prenosi je u prostoriju.

Odakle pumpa dobiva toplinu?

Princip rada dizalice topline temelji se na “iskorištavanju” prirodnih niskopotencijalnih izvora topline iz okoliša.


Mogu biti:

  • samo vanjski zrak;
  • toplina vodenih tijela (jezera, mora, rijeke);
  • toplina tla, podzemne vode (termalne i arteške).

Kako radi dizalica topline i sustav grijanja s njom?

Toplinska pumpa je integrirana u sustav grijanja koji se sastoji od 2 kruga + treći krug - sustav same pumpe. Rashladna tekućina koja se ne smrzava cirkulira duž vanjskog kruga, koji apsorbira toplinu iz okolnog prostora.

Rashladna tekućina dolaskom u dizalicu topline, točnije u njen isparivač, ispušta prosječno 4 do 7 °C rashladnom sredstvu dizalice topline. A vrelište mu je -10 °C. Kao rezultat, rashladno sredstvo ključa i zatim prelazi u plinovito stanje. Rashladna tekućina vanjskog kruga, već ohlađena, ide na sljedeći "okret" u sustavu za postavljanje temperature.

Funkcionalni krug dizalice topline uključuje:

  • isparivač;
  • kompresor (električni);
  • kapilara;
  • kondenzator;
  • rashladno sredstvo;
  • termostatski regulacijski uređaj.

Proces izgleda otprilike ovako!

Rashladno sredstvo koje je "kuhalo" u isparivaču dovodi se kroz cjevovod do kompresora na struju. Ovaj "vrijedan radnik" komprimira plinovito rashladno sredstvo na visokotlačni, što, prema tome, dovodi do povećanja njegove temperature.

Sada vrući plin tada ulazi u drugi izmjenjivač topline, koji se naziva kondenzator. Ovdje se toplina rashladnog sredstva prenosi na sobni zrak ili rashladnu tekućinu, koja cirkulira kroz unutarnji krug sustava grijanja.

Rashladno sredstvo se hladi dok se istovremeno pretvara u tekućinu. Zatim prolazi kroz kapilarni ventil za smanjenje tlaka, gdje “gubi” tlak i vraća se u isparivač.

Ciklus je zatvoren i spreman za ponavljanje!

Približan izračun toplinske snage instalacije

Unutar jednog sata kroz vanjski kolektor kroz pumpu teče do 2,5-3 m 3 rashladne tekućine koju zemlja može zagrijati za ∆t = 5-7 °C.

Za izračun toplinske snage takvog kruga upotrijebite formulu:

Q = (T_1 - T_2)*V_toplina

V_heat - volumetrijski protok rashladne tekućine po satu (m^3/sat);

T_1 - T_2 - temperaturna razlika između ulaza i ulaza (°C).


Vrste dizalica topline

Ovisno o vrsti raspršene topline koja se koristi, postoje: toplinske pumpe:

  • podzemna voda (koristite zatvorene konture tla ili duboke geotermalne sonde i vodni sustav grijanje prostora);
  • voda-voda (za unos i ispuštanje podzemne vode koriste otvorene bunare - vanjska kontura nije petljasta, unutarnji sustav grijanje - voda);
  • voda-zrak (korištenje vanjskih krugova vode i sustava grijanja tipa zraka);
  • (korištenje raspršene topline iz vanjskih zračnih masa zajedno sa sustavom grijanja zraka za kuću).

Prednosti i prednosti dizalica topline

Isplativ. Princip rada dizalice topline ne temelji se na proizvodnji, već na prijenosu (transportu) toplinske energije, pa se može tvrditi da je njezina učinkovitost veća od jedan. Kakva glupost? - kažete. Tema dizalica topline uključuje vrijednost - koeficijent pretvorbe topline (HCT). Po ovom se parametru jedinice slične vrste uspoređuju jedna s drugom. Njegovo fizičko značenje je pokazati omjer količine primljene topline i količine energije utrošene za to. Na primjer, uz KPT = 4,8, 1 kW električne energije koju crpka potroši omogućit će nam da dobijemo 4,8 kW topline besplatno, odnosno besplatno iz prirode.

Univerzalna sveprisutnost primjene. Čak iu nedostatku dostupnih električnih vodova, kompresor dizalice topline može se napajati pomoću dizel pogona. A "prirodna" toplina dostupna je u svakom kutku planeta - dizalica topline neće ostati "gladna".

Ekološki prihvatljiva upotreba. U dizalici topline nema produkata izgaranja, a njezina niska potrošnja energije manje „pokreće“ elektrane, posredno smanjujući štetne emisije iz njih. Rashladno sredstvo koje se koristi u dizalicama topline je prihvatljivo za ozon i ne sadrži klorougljike.

Dvosmjerni način rada. Dizalica topline može grijati prostoriju zimi i hladiti je ljeti. "Toplina" preuzeta iz prostorije može se učinkovito koristiti, na primjer, za zagrijavanje vode u bazenu ili u sustavu tople vode.

Pogonska sigurnost. U principu rada dizalice topline nećete uzeti u obzir opasne procese. Odsutnost otvorene vatre i štetnih emisija opasnih po ljude te niska temperatura rashladnih tekućina čine dizalicu topline „bezopasnim“, ali korisnim kućanskim aparatom.

Neke nijanse rada

Učinkovito korištenje principa rada dizalice topline zahtijeva ispunjavanje nekoliko uvjeta:

  • prostorija koja se grije mora biti dobro izolirana (gubitak topline do 100 W/m2) - inače ćete, uzimajući toplinu s ulice, grijati ulicu o vlastitom trošku;
  • Dizalice topline su korisne za korištenje u niskotemperaturnim sustavima grijanja. Sustavi podnog grijanja (35-40 °C) idealni su za takve kriterije. Koeficijent pretvorbe topline značajno ovisi o omjeru temperatura ulaznog i izlaznog kruga.

Rezimirajmo rečeno!

Bit principa rada dizalice topline nije u proizvodnji, već u prijenosu topline. To vam omogućuje postizanje visokog koeficijenta (od 3 do 5) pretvorbe toplinske energije. Jednostavno rečeno, svaki 1 kW potrošene električne energije "prenijet će" 3-5 kW topline u kuću. Treba li još nešto reći?

Dizalica topline (TK) je uređaj koji vrši prijenos, transformaciju i pretvorbu toplinske energije. Po principu rada sličan je poznatim uređajima i opremi, poput hladnjaka ili klima uređaja. Rad bilo koje TN temelji se na obrnutom Carnotovom ciklusu, nazvanom po poznatom francuskom fizičaru i matematičaru Sidi Carnotu.

Princip rada dizalice topline

Proučimo detaljnije fiziku radnih procesa ove opreme. Dizalica topline sastoji se od četiri glavna elementa:

  1. Kompresor
  2. Izmjenjivač topline (kondenzator)
  3. Izmjenjivač topline (isparivač)
  4. Spojni elementi i elementi automatizacije.

Kompresor potrebno za komprimiranje i kretanje rashladnog sredstva kroz sustav. Kad se freon komprimira, njegova temperatura i tlak naglo rastu (tlak se razvija do 40 bara, temperatura do 140 C), au obliku plina s visok stupanj kompresija ide na kondenzator(adijabatski proces, tj. proces u kojem sustav nema interakciju s vanjskim prostorom), gdje predaje energiju potrošaču. Potrošač može biti neposredna okolina koju je potrebno zagrijati (na primjer, unutarnji zrak) ili rashladna tekućina (voda, antifriz itd.), koja zatim distribuira energiju kroz sustav grijanja (radijatori, podno grijanje, grijane ploče, konvektori). , ventilokonvektori itd.). U tom slučaju prirodno se smanjuje temperatura plina i on mijenja svoje agregatno stanje iz plinovitog u tekuće (izotermni proces, tj. proces koji se odvija pri konstantnoj temperaturi).

Dalje, rashladno sredstvo je u tekućem stanju ulazi u isparivač, prolazeći kroz termostatski ventil (TRV), koji je neophodan za smanjenje tlaka i doziranje protoka freona u evaporativni izmjenjivač topline. Kao rezultat smanjenja tlaka pri prolasku kroz kanale isparivača, dolazi do faznog prijelaza, a stanje agregacije rashladnog sredstva ponovno se mijenja u plinovito. U tom slučaju, entropija plina opada (na temelju termofizička svojstva freoni), što dovodi do naglog pada temperature, a toplina se "oduzima" iz vanjskog izvora. Vanjski izvor može biti ulični zrak, utroba zemlje, rijeke, jezera. Zatim se ohlađeni plinoviti freon vraća u kompresor i ciklus se ponovno ponavlja.

Zapravo ispada da toplotna mašina On sam po sebi ne proizvodi toplinu, već je uređaj za premještanje, modificiranje i modificiranje energije iz okoline u prostoriju. Međutim, ovaj proces zahtijeva električnu energiju, čiji je glavni potrošač kompresorska jedinica. Omjer primljene toplinske snage i utrošene električne energije naziva se faktor pretvorbe (COR). Razlikuje se ovisno o vrsti turbopunjača, njegovom proizvođaču i drugim čimbenicima i kreće se od 2 do 6.

Trenutno se kao rashladno sredstvo koriste različite vrste freona koji ne štete ozonu (R410A, R407C) i minimalno oštećuju okoliš.

Suvremeni toplinski motori koriste kompresore spiralnog tipa koji ne zahtijevaju održavanje, nemaju gotovo nikakvog trenja i mogu neprekidno raditi 30-40 godina. Time se osigurava dug radni vijek cijele jedinice. Na primjer, njemačka tvrtka Stiebel Eltron postoje TN-ovi koji su radili bez remont od ranih 70-ih godina prošlog stoljeća.

Vrste toplinskih pumpi

Ovisno o medijima koji se koriste za odabir i preraspodjelu energije, kao i značajke dizajna i metode primjene, postoje četiri glavne vrste HP-a:

Dizalica topline zrak-zrak

Ova vrsta opreme koristi ulični zrak kao izvor energije niskog potencijala. Izvana se ne razlikuje od klasičnog split klimatizacijskog sustava, ali ima niz funkcionalnih značajki koje mu omogućuju rad na niskim temperaturama (do -30 C) i “oduzimanje” energije iz okoline. Kuća se grije direktno toplim zrakom zagrijanim u kondenzatoru dizalice topline.

Prednosti HP-a zrak-zrak:

  • Niska cijena
  • Kratko vrijeme ugradnje i relativno jednostavna ugradnja
  • Nema mogućnosti istjecanja rashladne tekućine

Mane:

  • Stabilne performanse do -20 C
  • Potreba za ugradnjom unutarnje jedinice u svaku sobu ili organiziranjem sustava zračnih kanala za dovod grijanog zraka u sve prostorije.
  • Nemogućnost primanja Vruća voda(topla voda)

U praksi se takvi sustavi koriste za sezonsko stanovanje i ne mogu djelovati kao glavni izvor grijanja.

Toplinska pumpa zrak-voda

Njihovo načelo rada je slično prethodnom tipu, međutim, oni ne zagrijavaju izravno zrak u prostoriji, već rashladnu tekućinu, koja se zauzvrat koristi za grijanje kuće i pripremu tople vode.

Prednosti TN "Zrak - Voda":

  • ne zahtijeva organizaciju "vanjske konture" (bušenje)
  • pouzdanost i trajnost
  • pokazatelji visoke učinkovitosti (COP) u jesenskom i proljetnom razdoblju

Nedostaci TN:

  • Značajno smanjenje COP-a na niskim temperaturama (do 1,2)
  • Potreba za odleđivanjem vanjske jedinice (obrnuti način)
  • Nemogućnost rada na temperaturama ispod -25 C - -30 C

Takve pumpe u našoj klimi još uvijek ne mogu djelovati kao jedini izvor grijanja. Stoga se često postavljaju (prema bivalentnoj shemi) u kombinaciji s dodatnom opremom za grijanje (električni, pelet, kruta goriva, dizelski kotao, kamin s vodenim plaštom). Također su prikladni za rekonstrukciju i automatizaciju starih kotlovnica na tradicionalna goriva. To omogućuje sustavu da radi u automatskom načinu rada veći dio godine (nema potrebe za punjenjem krutog goriva ili punjenjem dizel goriva), koristeći samo snagu KS.

Dizalica topline slana voda

Jedan od najčešćih u Republici Bjelorusiji. Koristeći statistiku naše organizacije, 90% instaliranih dizalica topline su geotermalne. U ovom slučaju, utroba zemlje koristi se kao "vanjska kontura". Zbog toga ove dizalice topline imaju najvažniju prednost u odnosu na druge vrste dizalica topline - stabilan pokazatelj učinkovitosti rada (COP) neovisno o godišnjem dobu.

Prema ustaljenoj terminologiji, vanjski krug se naziva geotermalni.

Postoje dvije glavne vrste geotermalnog kruga:

  • Horizontalno
  • Okomito

Pogledajmo svaki od njih detaljnije.

Horizontalni obris

Horizontalni obris je sustav polietilenske cijevi, položen ispod gornjeg sloja tla na dubini od oko 1,5 - 2 m, ispod razine smrzavanja. Temperatura u ovoj zoni ostaje pozitivna (od +3 do +15 C) tijekom cijele kalendarske godine, dostižući maksimum u listopadu, a minimum u svibnju. Površina koju zauzima kolektor ovisi o površini zgrade, stupnju njezine izolacije i veličini ostakljenja. Tako, na primjer, za dvokatnu stambenu zgradu površine 200 m2, koja ima dobru izolaciju koja zadovoljava modernim standardima, za geotermalno polje morat će se izdvojiti oko četiri jutra zemlje (400 m2). Naravno, za točniju procjenu promjera korištenih cijevi i zauzetog područja potreban je detaljan izračun toplinske tehnike.

Ovako izgleda montaža horizontalnog kolektora u jednom od naših pogona u Dzeržinsku (Republika Bjelorusija):


Prednosti horizontalnog kolektora:

  • Niža cijena u usporedbi s geotermalnim izvorima
  • Mogućnost izvođenja radova na njegovoj instalaciji zajedno s polaganjem drugih komunikacija (vodovod, kanalizacija)

Nedostaci horizontalnog kolektora:

  • Velika zauzeta površina (zabranjeno je postavljanje trajnih objekata, asfalt, polaganje ploče za popločavanje, potrebno je osigurati prirodan pristup svjetlosti i padalina)
  • Nedostatak mogućnosti dogovora kada bude spreman dizajn krajolika zemljište
  • Manja stabilnost u usporedbi s vertikalnim kolektorom.

Raspored ove vrste kolektora obično se provodi na dva načina. U prvom slučaju preko cijelog područja polaganja, uklonite vrh sloj zemlje, debljine 1,5-2m, postavljaju se cijevi izmjenjivača topline sa zadanim korakom (od 0,6 do 1,5 m) te se vrši zatrpavanje. Za obavljanje takvog rada prikladna je moćna oprema, kao što su prednji utovarivač, buldožer, bageri s velikim dosegom i volumenom žlice.

U drugom slučaju polaganje tlo kontura petlje se provodi korak po korak u pripremljen rovovi, širine od 0,6 m do 1 m. U tu svrhu prikladni su mali bageri i rovokopači-utovarivači.

Okomiti obris

Vertikalni kolektor predstavlja bušotine dubine od 50 do 200 m i više, u kojima su izostavljeni specijalni uređaji – geotermalne sonde. Temperatura u ovoj zoni ostaje konstantna dugi niz godina i desetljeća i raste s povećanjem dubine. Povećanje se događa u prosjeku za 2-5 C na svakih 100 m. Ova karakteristična vrijednost naziva se temperaturni gradijent.

Proces postavljanja vertikalnog kolektora u našem objektu u selu Kryzhovka, u blizini Minska:


Proučavajući karte raspodjele temperature na različitim dubinama na području Republike Bjelorusije i posebno grada Minska, može se primijetiti da temperatura varira od regije do regije, a može se značajno razlikovati ovisno o lokaciji. Tako, na primjer, na dubini od 100 m u području Svetlogorska može doseći +13 C, au nekim područjima regije Vitebsk na istoj dubini ne prelazi +8,5 C.

Naravno, pri proračunu dubine bušenja i projektiranju veličine, promjera i ostalih karakteristika geotermalnih sondi potrebno je uzeti u obzir ovaj faktor. Osim toga, potrebno je uzeti u obzir geološki sastav stijena kroz koje se prolazi. Samo na temelju ovih podataka možete ispravno projektirati geotermalni krug.

Kao što pokazuje praksa i statistika naše organizacije, 99% problema tijekom rada HP-a povezano je s funkcioniranjem vanjskog kruga, a ovaj se problem ne pojavljuje odmah nakon puštanja opreme u rad. I za to postoji objašnjenje, jer ako je geokontura pogrešno izračunata (na primjer, na području Vitebske regije, gdje je, kao što se sjećamo, geotermalni gradijent jedan od najnižih u Republici), njezin početni rad je nije zadovoljavajuće, ali s vremenom se debljina zemlje “hladi”, dolazi do poremećaja termodinamičke ravnoteže i počinju nevolje, a problem može nastati tek u drugoj ili trećoj sezoni grijanja. Prevelika kontura izgleda manje problematično, ali naručitelj je prisiljen plaćati nepotrebne metre bušenja zbog nekompetentnosti izvođača, što neumitno dovodi do poskupljenja cijelog projekta.

Proučavanje podzemlja treba biti posebno kritično tijekom izgradnje velikih gospodarskih objekata, gdje se broj bunara broji u desecima, a ušteđena (ili uzalud) sredstva na njihovoj izgradnji mogu biti vrlo značajna.

Toplinska pumpa voda-voda

Jedna vrsta geotermalnog izvora topline može biti podzemna voda. Imaju stalnu temperaturu (od +7 C i više), a javljaju se u značajnim količinama na različitim dubinama na području Republike Bjelorusije. Prema tehnologiji, podzemne vode se dižu centrifugalna pumpa iz bušotine i ulaze u stanicu za prijenos topline i mase, gdje predaju energiju antifrizu donjeg kruga dizalice topline. Učinkovitost rada ovog sustava ovisi o razini podzemne vode (ovisno o dubini dizanja potrebna je određena snaga pumpe), te udaljenosti od zahvatnog bunara do stanice za izmjenu. Ova tehnologija ima jednu od naj visoke performanse COP, međutim, ima niz značajki koje ograničavaju njegovu upotrebu.

Među njima:

  • Nedostatak podzemnih voda ili niska razina njihove pojave;
  • Nedostatak stalnog protoka bušotine, smanjenje statičkih i dinamičkih razina;
  • Potreba uzimanja u obzir sastava soli i onečišćenja (ako kvaliteta vode nije odgovarajuća, izmjenjivač topline postaje začepljen i pokazatelji učinkovitosti se smanjuju)
  • Potreba za ugradnjom drenažnog bunara za ispuštanje značajnih količina otpadnih voda (od 2200 l/h ili više)

Kao što praksa pokazuje, instalacija takvih sustava je preporučljiva ako se u neposrednoj blizini nalazi ribnjak ili rijeka. Otpadne vode također se mogu koristiti u gospodarske i industrijske svrhe, na primjer, za navodnjavanje ili za organiziranje umjetnih rezervoara.

Što se tiče kvalitete ulazne vode, npr. njemački proizvođač alternativnih sustava grijanja Stiebel Eltron preporučuje sljedeće postavke: ukupni udio željeza i magnezija nije veći od 0,5 mg/l, sadržaj klorida manji od 300 mg/l, odsutnost istaloženih tvari. Ako su ti parametri prekoračeni, potrebno je instalirati dodatni sustav stanice za čišćenje – pripremu i odsoljavanje, čime se povećava materijalni intenzitet projekta.

Radovi na bušenju toplinske pumpe.

Na temelju iskustva u postavljanju i radu geotermalnih jedinica, preporučamo bušenje bušotina od najmanje 100 m. Praksa pokazuje da će bolje performanse i stabilnost toplinskog stroja biti uočene, na primjer, za dvije bušotine od po 150 m svaka nego za tri bušotine od po 100 m. Naravno, izgradnja takvih rudnika zahtijeva posebnu opremu i metodu rotacijskog bušenja. Instalacije puža male veličine ne mogu osigurati potrebnu duljinu bunara.

Budući da je geotermalni krug najvažnija komponenta, a ispravnost njegovog rasporeda ključ uspješnog funkcioniranja cijelog sustava, izvođač bušenja mora zadovoljiti niz kriterija:

  • Potrebno je imati iskustvo u izradi ove vrste usluge;
  • imati poseban alat za uranjanje sondi;
  • osigurati jamstvo da će sonda biti uronjena na projektiranu dubinu i jamčiti njenu cjelovitost i nepropusnost tijekom procesa rada;
  • nakon uranjanja provesti mjere začepljenja bušotine kako bi se povećao prijenos topline i produktivnost, brtviti okno rudnika prije zatrpavanja.

Općenito, uz pravilan dizajn i kvalificiranu ugradnju, geotermalne sonde su vrlo pouzdane i mogu trajati do 100 godina.

Postupak spuštanja geotermalne sonde u izbušenu bušotinu:


Geotermalna sonda na okviru, prije izvođenja testa curenja ("ispitivanje tlaka"):


zaključke

Na temelju našeg iskustva u projektiranju alternativnih energetskih sustava, možemo istaknuti glavne činjenice koje su ključne kada naši kupci biraju dizalice topline:

  • puna sigurnost i ekološka prihvatljivost(bez procesa izgaranja ili pokretnih dijelova)
  • priliku naručiti sustav "danas" i uživati ​​u korištenju za tri tjedna bez ikakve koordinacije s regulatornim tijelima i tijelima za licenciranje.
  • Potpuna autonomija i minimalna Održavanje (nema potrebe biti član plinske zadruge, ovisiti o njoj; nema potrebe bacati drva za ogrjev ili provoditi mjesečno čišćenje zračnih kanala, organizirati pristup cisterni za gorivo itd.)
  • Trošak parcele za izgradnju individualne kuće bez opskrbe plinom znatno je niži, a rok isporuke ne ovisi o plinskim uslugama
  • Prilika daljinsko upravljanje putem interneta
  • Napredna i inovativna oprema stilskog dizajna koju nije sramota pokazati prijateljima i poznanicima, što svakako naglašava status vlasnika kuće.

Ako se u ovom članku nismo dotakli nijednog pitanja, a želite ih osobno postaviti, možete doći u naš ured na adresi: Minsk, ul. Odoevsky, 117, Nova Gros LLC i posavjetujte se s našim inženjerima.

Također imamo priliku organizirati besplatne posjete već završenim pogonima.

Kontakt telefon: 044 765 29 58; 017 399 70 51

Prve izvedbe dizalica topline samo su djelomično mogle zadovoljiti potrebe za toplinskom energijom. Moderne sorte su učinkovitije i mogu se koristiti za sustave grijanja. Zbog toga mnogi vlasnici pokušavaju instalirati toplinsku pumpu vlastitim rukama.

Reći ćemo vam kako odabrati najbolju opciju za dizalicu topline, uzimajući u obzir geopodatke područja na kojem se planira instalirati. Članak predložen za razmatranje detaljno opisuje princip rada sustava „zelene energije“ i navodi razlike. Uz naše savjete, nedvojbeno ćete se odlučiti za učinkovit tip.

Za samostalne obrtnike predstavljamo tehnologiju montaže dizalice topline. Informacije predstavljene za razmatranje dopunjene su vizualnim dijagramima, izborom fotografija i detaljnim video uputama u dva dijela.

Pojam dizalica topline odnosi se na skup specifične opreme. Glavna funkcija ove opreme je prikupljanje toplinske energije i njezin transport do potrošača. Izvor takve energije može biti bilo koje tijelo ili okoliš s temperaturom od +1º ili više stupnjeva.

Izvora niskotemperaturne topline u našem okruženju ima više nego dovoljno. To je industrijski otpad iz poduzeća, termo i nuklearnih elektrana, kanalizacija itd. Za rad dizalica topline u grijanju domova potrebna su tri samoregenerirajuća prirodna izvora - zrak, voda i zemlja.

Dizalice topline “crpe” energiju iz procesa koji se redovito odvijaju u okolišu. Tijek procesa nikad ne prestaje, jer su izvori prema ljudskim kriterijima prepoznati kao neiscrpni

Tri navedena potencijalna opskrbljivača energijom izravno su vezana uz energiju sunca koje zagrijavanjem pokreće zrak vjetrom i predaje toplinsku energiju zemlji. Upravo je izbor izvora glavni kriterij prema kojem se klasificiraju sustavi dizalica topline.

Princip rada dizalica topline temelji se na sposobnosti tijela ili medija da predaju toplinsku energiju drugom tijelu ili okolini. Primatelji i dobavljači energije u sustavima dizalica topline obično rade u paru.

Razlikuju se sljedeće vrste dizalica topline:

  • Zrak je voda.
  • Zemlja je voda.
  • Voda je zrak.
  • Voda je voda.
  • Zemlja je zrak.
  • Voda - voda
  • Zrak je zrak.

U ovom slučaju prva riječ određuje vrstu medija iz kojeg sustav preuzima niskotemperaturnu toplinu. Drugi označava vrstu medija na koji se to prenosi. Termalna energija. Dakle, kod dizalica topline voda je voda, toplina se uzima iz vodenog okoliša, a tekućina se koristi kao rashladno sredstvo.