ТСКБ-Гранит

Энергосбережение , Энергоаудит , Энергетический паспорт , Программа энергоэффективности , Тепловизионное обследование , Электролаборатория

тел. +7 (495) 589-96-11
+7 (498) 720-93-43

Передвижная электротехническая лаборатория

Отопительное оборудование

Электротехническое оборудование

Энергоаудит

Программа энергосбережения

Энергосбережение

Библиотека

Расчет теплового насоса

Как известно, тепловые насосы используют бесплатные и возобновляемые источники энергии: низкопотенциальное тепло воздуха, грунта, подземных, сточных и сбросовых вод технологических процессов, открытых незамерзающих водоемов. На это затрачивается электроэнергия, но отношение количества получаемой тепловой энергии к количеству расходуемой электрической составляет порядка 3–7. Говоря более точно, источниками низкопотенциального тепла могут быть наружный воздух температурой от –15 до +15°С, отводимый из помещения воздух (15–25°С), подпочвенные (4–10°С) и грунтовые (более 10°C) воды, озерная и речная вода (0–10°С), поверхностный (0–10°С) и глубинный (более 20 м) грунт (10°С).

Если в качестве источника тепла выбран атмосферный или вентиляционный воздух, применяются тепловые насосы, работающие по схеме «воздух–вода». Насос может быть расположен внутри или снаружи помещения. Воздух подается в его теплообменник с помощью вентилятора.

При использовании в качестве источника тепла грунтовой воды она подается из скважины с помощью насоса в теплообменник насоса, работающего по схеме «вода–вода», и либо закачивается в другую скважину, либо сбрасывается в водоем.
Если источник – водоем, на его дно укладывается петля из металлопластиковой или пластиковой трубы. По трубопроводу циркулирует раствор гликоля (антифриз), который через теплообменник теплового насоса передает тепло фреону.

Возможны два варианта получения низкопотенциального тепла из грунта: укладка металлопластиковых труб в траншеи глубиной 1,2–1,5 м либо в вертикальные скважины глубиной 20–100 м. Иногда трубы укладывают в виде спиралей в траншеи глубиной 2–4 м. Это значительно уменьшает общую длину траншей. Максимальная теплоотдача поверхностного грунта составляет 50–70 кВт•ч/м 2 в год. По данным зарубежных компаний, срок службы траншей и скважин составляет более 100 лет.

Расчет горизонтального коллектора теплового насоса

Съем тепла с каждого метра трубы зависит от многих параметров: глубины укладки, наличия грунтовых вод, качества грунта и т.д. Ориентировочно можно считать, что для горизонтальных коллекторов он составляет 20 Вт/м. Более точно: сухой песок – 10, сухая глина – 20, влажная глина – 25, глина с большим содержанием воды – 35 Вт/м. Разницу температуры теплоносителя в прямой и обратной линии петли при расчетах принимают обычно равной 3 °С. На участке над коллектором не следует возводить строений, чтобы тепло земли пополнялось за счет солнечной радиации.

Минимальное расстояние между проложенными трубами должно быть 0,7–0,8 м. Длина одной траншеи составляет обычно от 30 до 120 м. В качестве теплоносителя первичного контура рекомендуется использовать 25-процентный раствор гликоля. В расчетах следует учесть, что его теплоемкость при температуре 0 °С составляет 3,7 кДж/(кг•К), плотность – 1,05 г/см 3 . При использовании антифриза потери давления в трубах в 1,5 раза больше, чем при циркуляции воды. Для расчета параметров первичного контура теплонасосной установки потребуется определить расход антифриза:

Vs = Qo•3600 / (1,05•3,7•.t),

где .t – разность температур между подающей и возвратной линиями, которую часто принимают равной 3 К, а Qo – тепловая мощность, получаемая от низкопотенциального источника (грунт). Последняя величина рассчитывается как разница полной мощности теплового насоса Qwp и электрической мощности, затрачиваемой на нагрев фреона P:

Суммарная длина труб коллектора L и общая площадь участка под него A рассчитываются по формулам:

Здесь q – удельный (с 1 м трубы) теплосъем; da – расстояние между трубами (шаг укладки).

Пример расчета Теплового Насоса

Исходные условия: теплопотребность коттеджа площадью 120–240 м 2 (в зависимости от теплоизоляции) – 12 кВт; температура воды в системе отопления должна быть 35 °С; минимальная температура теплоносителя – 0 °С. Для обогрева здания выбран тепловой насос WPS 140 l (Buderus) мощностью 14,5 кВт (ближайший больший типоразмер), затрачивающий на нагрев фреона 3,22 кВт. Теплосъем с поверхностного слоя грунта (сухая глина) q равняется 20 Вт/м. В соответствии с показанными выше формулами рассчитываем:

1. требуемую тепловую мощность коллектора Qo = 14,5 – 3,22 = 11,28 кВт;
2. суммарную длину труб L = Qo/q = 11,28/0,020 = 564 м. Для организации такого коллектора потребуется 6 контуров длиной по 100м;
3. при шаге укладки 0,75 м необходимая площадь участка А = 600 Ч 0,75 = 450 м 2 ;
4. общий расход гликолевого раствора Vs = 11,28•3600/ (1,05•3,7•3) = 3,51 м 3 /ч, расход на один контур равен 0,58 м 3 /ч.

Для устройства коллектора выбираем металлопластиковую трубу типоразмера 32Ч3 (например, Henco). Потери давления в ней составят 45 Па/м; сопротивление одного контура – примерно 7 кПа; скорость потока теплоносителя – 0,3 м/с.

Расчет зонда

При использовании вертикальных скважин глубиной от 20 до 100 м в них погружаются U-образные металлопластиковые или пластиковые (при диаметрах выше 32 мм) трубы. Как правило, в одну скважину вставляется две петли, после чего она заливается цементным раствором. В среднем удельный теплосъем такого зонда можно принять равным 50 Вт/м. Можно также ориентироваться на следующие данные по теплосъему:

• сухие осадочные породы – 20 Вт/м;
• каменистая почва и насыщенные водой осадочные породы – 50 Вт/м;
• каменные породы с высокой теплопроводностью – 70 Вт/м;
• подземные воды – 80 Вт/м.

Температура грунта на глубине более 15 м постоянна и составляет примерно +10 °С. Расстояние между скважинами должно быть больше 5 м. При наличии подземных течений, скважины должны располагаться на линии, перпендикулярной потоку.

Подбор диаметров труб проводится исходя из потерь давления для требуемого расхода теплоносителя. Расчет расхода жидкости может проводиться для .t = 5 °С.

Пример расчета: Исходные данные – те же, что в приведенном выше расчете горизонтального коллектора. При удельном теплосъеме зонда 50 Вт/м и требуемой мощности 11,28 кВт длина зонда L должна составить 225 м.

Для устройства коллектора необходимо пробурить три скважины глубиной по 75 м. В каждой из них размещаем по две петли из металлопластиковой трубы типоразмера 26Ч3; всего – 6 контуров по 150 м.

Общий расход теплоносителя при .t = 5 °С составит 2,1 м3/ч; расход через один контур – 0,35 м3/ч. Контуры будут иметь следующие гидравлические характеристики: потери давления в трубе – 96 Па/м (теплоноситель – 25-процентный раствора гликоля); сопротивление контура – 14,4 кПа; скорость потока – 0,3 м/с.

Выбор оборудования

Поскольку температура антифриза может изменяться (от –5 до +20 °С) в первичном контуре тепло насосной установки необходим расширительный бак.

Рекомендуется также установить на возвратной линии накопительный бак: компрессор теплового насоса работает в режиме «включено-выключено». Слишком частые пуски могут привести к ускоренному износу его деталей. Бак полезен и как аккумулятор энергии – на случай отключения электроэнергии. Его минимальный объем принимается из расчета 10–20 л на 1 кВт мощности теплового насоса.

При использовании второго источника энергии (электрического, газового, жидко- или твердотопливного котла) он подключается к схеме через смесительный клапан, привод которого управляется тепловым насосом или общей системой автоматики.

В случае возможных отключений электроэнергии нужно увеличить мощность устанавливаемого теплового насоса на коэффициент, рассчитываемый по формуле: f = 24/(24 – t_откл), где t_откл – продолжительность перерыва в электроснабжении.

В случае возможного отключения электроэнергии на 4ч этот коэффициент будет равен 1,2.

Мощность теплового насоса можно подбирать исходя из моновалентного или бивалентного режима его работы. В первом случае предполагается, что тепловой насос используется как единственный генератор тепловой энергии.

Следует принимать во внимание: даже в нашей стране продолжительность периодов с низкой температурой воздуха составляет небольшую часть отопительного сезона. Например, для Центрального региона России время, когда температура опускается ниже –10 °С, составляет всего 900 ч (38 сут), в то время, как продолжительность самого сезона – 5112 ч, а средняя температура января составляет примерно –10 °С. Поэтому наиболее целесообразной является работа теплового насоса в бивалентном режиме, предусматривающая включение дополнительного теплогенератора в периоды, когда температура воздуха опускается ниже определенной: –5 °С – в южных регионах России, –10 °С – в центральных. Это позволяет снизить стоимость теплового насоса и, особенно, работ по монтажу первичного контура (прокладка траншей, бурение скважин и т.п.), которая сильно увеличивается при возрастании мощности установки.

В условиях Центрального региона России для примерной оценки при подборе теплового насоса, работающего в бивалентном режиме, можно ориентироваться на соотношение 70/30: 70 % потребности в тепле покрываются тепловым насосом, а оставшиеся 30 – электрическим котлом или другим теплогенератором. В южных регионах можно руководствоваться соотношением мощности теплового насоса и дополнительного генератора тепла, часто используемым в Западной Европе: 50 на 50.

Для коттеджа площадью 200 м 2 на 4 человек при тепловых потерях 70 Вт/м 2 (при расчете на –28 °С наружной температуры воздуха) потребность в тепле будет 14 кВт. К этой величине следует добавить 700 Вт на приготовление санитарной горячей воды. В результате необходимая мощность теплового насоса составит 14,7 кВт.

При возможности временного отключения электричества нужно увеличить это число на соответствующий коэффициент. Допустим, время ежедневного отключения – 4 ч, тогда мощность теплового насоса должна быть 17,6 кВт (повышающий коэффициент – 1,2). В случае моновалентного режима можно выбрать тепловой насос типа «грунт–вода» Logafix WPS 160 L (Buderus) мощностью 17,1 кВт, потребляющий 5,5 кВт электроэнергии.

Для бивалентной системы с дополнительным электрическим нагревателем и температурой установки –10 °С, с учетом необходимости получения горячей воды и коэффициента запаса, мощность теплового насоса должна быть 11,4 Вт, а электрического котла – 6,2 кВт (в сумме – 17,6). Потребляемая системой пиковая электрическая мощность составит 9,7 кВт.

Примерная стоимость потребляемого за сезон электричества, при работе теплового насоса в моновалентном режиме составит 500 руб., а в бивалентном – 12 500. Стоимость энергоносителя при использовании только соответствующего котла составит: электричества – 42 000, дизельного топлива – 25 000, а газа – около 8000 руб. (при существующих в России низких ценах на газ). В настоящее время для наших условий по экономичности работы тепловой насос уступает только газовым котлам, а по эксплуатационным затратам, долговечности, безопасности и экологической чистоте превосходит все другие генераторы тепловой энергии.

Отметим, что при установке тепловых насосов в первую очередь следует позаботиться об утеплении здания и установке стеклопакетов с низкой теплопроводностью.

По любым вопросам связанным с приобретением тепловых насосов в Москве и других регионах РФ звоните по телефону +7 (495) 597-82-18 или оставьте электронную заявку — мы всегда будем рады Вам помочь!

Калькулятор тепловых насосов

Калькулятор тепловых насосов

Предварительный расчёт применения реверсивного теплового насоса

Установите числовую данную зимнего температурного режима применимого к Вашему региону. Установленная Вами температура будет исчислять пиковую тепловую нагрузку для Вашего строения.

Пример: -20 (расчет будет учитывать данную температуру, как const для первоначального выбора требуемого оборудования)

Установите числовую данную летнего температурного режима применимого к Вашему региону. Установленная Вами температура будет исчислять пиковую холодильную нагрузку для Вашего строения.

Пример: 33 (расчет будет учитывать данную температуру, как const для первоначального выбора требуемого оборудования)

Данная теплопотери (строения) это данная, которая гласит о пропускной способности стен, кровли, пола (фундамента), оконных и дверных проемов.

Такая данная вычисляется архитектурным подразделением, которое выполняло строительный проект. Так же эта данная может быть исчислена профессиональным инженером, проектировщиком выполняющим работы по проектированию отопления, вентиляции и кондиционирования (ОВиК).

ЭТО ОДНА ИЗ ГЛАВНЫХ ДАННЫХ, КОТОРАЯ ИСЧИСЛЯЕТ

ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ ВАШЕГО СТРОЕНИЯ!

Чем меньше данная теплопотери, тем больше Вы экономите средств как первоначальных, так и последующих затрат.

Примерный акцент данных:

Новый энергоэффективный дом (термос) – от 20 до 40 Вт/м2

Дом среднего утепления (блок, кирпич, утепление) – от 40 до 60 Вт/м2

Старое строение (кирпич, без утепления) — от 60 до 100 Вт/м2

Установите числовую данную соответствующую Вашему строению.

Пример: 65 (расчет будет учитывать данную, как const для первоначального выбора требуемого оборудования)

Данная, которая учитывает потребление горячей воды на вашем строении.

Расчетная данная от 50 до 80 литров на одного человека в сутки.

ТЕХНОЛОГИЯ ТЕПЛОСЪЁМА

Выберите технологию по которой будет осуществляться отбор первичной энергии.

От температуры воздуха на улице, от температуры земли или температуры подземной воды.

ВОЗДУХ-ВОДА при данной технологии буровые работы не требуются, но при этом СОР системы ниже, чем у двух других источников.

ГРУНТ-ВОДА – технология при которой, отбирается тепло земли.

Вертикальный контур требует несколько скважин глубиной от 40 до 100м, с расстоянием между ними от 5 до 6м, температура первичного теплоносителя всегда в пределах от +10°С до +15°С, что положительно влияет на СОР системы.

Горизонтальный контур требует большой свободной площади около строения. Роется котлован глубиной от 1,5 до 2,5 м для укладки коллектора; температура первичного теплоносителя всегда в пределах от 0°С до +8°С.

ВОДА-ВОДА – технология при которой делается две скважины от 20 до 100м. Одна «подъемная», из нее мы качаем подземную воду с температурным графиком от +6°С до +17°С, а вторая «сбросная», куда сбрасываем тот же объем воды, но с наименьшей температурой (обычно на 4-6°С меньше первичной t°C).

ХОТИТЕ ПОСМОТЕРТЬ НАШИ РАБОТЫ?

Купить тепловой насос можно в нашем интернет магазине

Тепловые насосы для отопления частного дома все чаще находят применение в нашей стране для отопления частного дома, офисного здания, гостиницы. Также их часто используют для горячего водоснабжения и нагрева воды в бассейнах. Тепловые насосы способны обеспечить оптимальный температурный режим и микроклимат в помещении, а также могут справиться с задачами кондиционирования. Экономическая составляющая применения тепловых насосов становится все очевиднее. Компания Гео-Комфорт является имеет собственное производство тепловых насосв. Также мы производим продажу, монтаж и сервисное обслуживание тепловых насосов.

Наши преимущества

Собственное производство	Профессионализм	Индивидуальное проектирование	Высокое качество	Выгодные цены

Новые видео по тепловым насосам

Виды тепловых насосов

Продажа надежного сертифицированного оборудования для отопления, водоснабжения и канализации от европейских производителей на выгодных условиях — основная специализация интернет-магазина Гео-Комфорт.

Наш магазин отопительной техники предлагает купить:

• отопительное оборудование и комплектующие для систем отопления (котлы, бойлеры, радиаторы, внутрипольные конвекторы, трубы и другие комплектующие для систем отопления и водяного теплого пола, котельное оборудование и т.п.);
• комплектующие для систем водоснабжения (насосы, водонагреватели проточные, компоненты для очистки воды и т.п.);
• оборудование для систем канализации (септики, канализационные и дренажные насосы и т.п.).

ВХОД В ИНТЕРНЕТ-МАГАЗИН

Большая часть оборудование произведено в европейских странах и сертифицировано для применения на территории России. Мы работаем с такими брендами как REHAU , VIESSMANN , GIACOMINI , DE DITERICH , BAXI , ELSEN , KERMI , OVENTROP , REFLEX и многие другие. Интернет –магазин отопительной техники. Низкие цены, бесплатная доставка по Краснодару. Доставка по Краснодарскому краю. Все виды оплат.

Комплектация объектов оборудованием и материалами «под ключ»

Статьи по теплов ым насосам

Расчет теплового насоса

Геотермальные тепловые насосы продолжают получать все большее распространение. Неисчерпаемые источники тепловой энергии, такие как воздух, грунт, вода, сточные воды позволяют с экономией в 400-500% и отапливать наши дома, когда рядом нет магистрального газа. Тепловой насос не требует особого внимания к себе и тем самым система отопления на базе такого альтернативного источника тепла, будет надежной, комфортной и безопасной.

Задумываясь об установке теплового насоса, многие задумываются о расчете мощности необходимого оборудования. В этой статье мы предлагаем разобраться что входит в расчет теплового насоса, как и в какой последовательности этот расчет производится.

Этапы расчета теплового насоа

Первый этап – расчет теплопоетрь

Основное, что необходимо сделать в первою очередь – это определить теплопотери здания. За расчетом теплопотерь лучше обратиться к специалистам. Сейчас существует достаточно программ, способных рассчитать теплопоетри с высокой точностью как для всего дома, так и для каждого помещения в отдельности. Также существуют простенькие программы в интернете, которыми можно воспользоваться самостоятельно. Можно рассчитать вручную, рассчитав теплопотери через стены, полы, крышу, окна и вентиляцию. Для такого расчета необходимо обладать определенными знаниями. Самый простой способ — воспользоваться усредненными данными. Для предварительного расчета теплового насоса достаточно будет воспользоваться любым способом. Учитывая, что стоимость киловатта теплового насоса высока и если будет принято окончательное решение об установке геотермальной системы, то расчет должен быть достаточно точным и выполнен специалистами. Промах на один киловатт может стоить дополнительных 30-50 тысяч рублей.

Второй этап. Расчет внешнего контура теплового насоса

Источником низкопотенциального тепла может быть воздух, грунт, вода, сточные воды. На этом этапе рассчитывается длина труб и необходимая площадь участка для горизонтального геотермального контура. Для вертикальных зондов определяется длина скважин с помещенным в них геотермальными зондами. Для открытой схемы из скважины в скважину рассчитывается необходимый дебет и подбирается погружной насос.

Особое внимание необходимо уделить расчету теплового насоса воздух-вода. Дело в том, что источник тепла воздух, в отличии от геотермальных систем, сильно влияет на выходную тепловую мощность теплового насоса. Все производители, в характеристиках, пишут выходную мощность, для наружных температур от +2С до +7С. Одни указывают на +2С, другие на +5С, третьи на +7С. На эти параметры необходимо обращать внимание. Что происходит? При понижении температуры, выходная мощность теплового насоса воздух-вода падает. Допустим при +5С мощность была 10 кВт, то при -10С мощность может уменьшится до 6-7 кВт. У производителей компрессоров есть специальные таблицы или графики. В этих таблицах указывается мощность компрессора в зависимости от температуры входящего низкопотенциального тепла. С помощью таблиц, под определенную отрицательную температуру, можно подобрать тепловой наос. Допустим подобрали на +5С мощностью 16 кВт, при -10С он выдаст необходимые 10 кВт.

Расчет теплового насоса по бивалентной схеме.

Бивалентная схема, это когда к тепловому насосу добавляется дополнительный источник тепла. Что это значит? Предположим, что мы рассчитали теплопотери и они получились у нас 10 кВт. Мы можем установить тепловой насос такой мощности, сделать для него внешний геотермальный контур и обеспечить себя необходимым теплом на весь отопительный сезон. Теплопоетри рассчитываются на холодную пятидневку. Возьмем для примера г. Краснодар. Холодная пятидневка составляет -19С. Такая температура в этом городе бывает редко и держится недолго. Основной отопительный сезон проходит в районе нуля градусов. Иногда температура опускается до -8 — -10С. Таких дней не более 20%. В этом случае теплопотери рассчитываются на -10С, а недостающая мощность добирается другим источником. В качестве такого источника может выступать дизельный, электрический, твердотопливный или газовый котел. Бивалентная схема позволяет установить тепловой насос меньшей мощности и существенно сэкономить на стоимости самого насоса и стоимости работ по обустройству внешнего контура.

Бивалентная схема может также пригодиться и в случае, когда не хватает электрической мощности. Тогда расчет теплвого насоса производится исходя из выделенной электрической мощности. Допустим теплопоетри составили 20 кВт. Потребление теплового насоса при такой мощности будет 5 кВт, а выделенная электрическая мощность на дом 7,5 кВт. Оставшихся 2,5 кВт вряд ли хватит на современный дом. В этом случае тепловой насос берется на 12 кВт, он сможет закрыть процентов 80 отопительного сезона, а недостающие 8 кВт можно покрыть небольшим дизельным или газовым котлом на сжиженном газе.

Во всех случаях, расчет теплового насоса делается исходя из конкретного объекта и конкретного технического задания. Если вам необходимо сделать расчет теплового насоса, вы можете обратиться в компанию «Гео-Комфорт». Наши специалисты смогут дать исчерпывающую информацию по всем пунктам расчетов.