![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
holodilshik.livejournal.com posting in ![[community profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/community.png){kind=small}
engineering_ruДобрый день, друзья и коллеги!
Это моя первая заметка тут, поэтому прошу сильно не бить)))
Уже активно начался отопительный сезон, поэтому предлагаю порассуждать о насущном - об отоплении.
Предлагаю немного поговорить на достаточно интересную и малоразвитую в нашей стране тему: тепловые насосы в системах отопления частных домохозяйств и небольших коммерческих объектов. Их энергоэффективности, полезности, работоспособности в наших условиях.
Вообще говоря строго научно: тепловой насос - это устройство предназначенное, для переноса тепловой энергии от источника низкопотенциальной тепловой энергии (с низкой температурой) к потребителю (теплоносителю) с более высокой температурой.
Сам по себе, по своему физическому смыслу и конструктивно, тепловой насос и холодильная машина представляют из себя одно и тоже. Просто , как ни странно это звучит, они предназначены для прямо противоположных целей.
Если холодильные установки предназначены для получения в определенном объеме холода, а образовавшееся тепло они отводят при этом в окружающую среду, то тепловые насосы, наоборот, преследуют своей целью получение холода, а холод они отводят в окружающую среду.
Вообще с концепцией теплового насоса работал еще лорд Кельвин в середине 19-го века. А первый насос был установлен аж в 1855 году. По сути, концепция, обоснования разработаны уже более ста лет назад!
Я не хочу тут давать сложные диаграммы и уравнения. Тут нет в них особой необходимости, чтобы не перегружать текст. Если кому-то потребуется готов сделать.
Существует несколько типов тепловых насосов. Основные это воздушные и геотермальные - по используемой для отвода холода среде. И по принципу действия на компрессорные и адсорбционные.
Я хочу остановиться на компрессорных геотермальных тепловых насосах. Причем применимости их в условиях Урало-Сибирского региона, т.е. при заведомо низких температурах окружающей среды. Оговорюсь сразу - я считаю, что воздушные насосы для нашего региона (Урал и Сибирь) вообщне имеют смысла к применению. Об этом в одной из следующих заметок.
Я рассматриваю тут вариант скважины, ввиду того, что, как правило, у всех частных домохозяйств на участках, есть существующие скважины. И для обычных домов можно использовать существующую скважину. Это для потребителя.
Для специалиста, есть определенная проблема - из-за чего тепловые насосы на данный момент не нашли повсеместного применения, как в домостроении, так и в промышленности.
Одна из проблем состоит в изначально низкой температуре воды в скважина. Беру из практики. Этим холодным летом - температур воды в скважинах не превышает +6, а то и 5,5 градусов! Что же мы имеем, а получаем мы следующее: очень низкую температуру кипения - в районе 0 градусов. В то время как, более-менее безопасная температура +3,5 градуса. И температуру жидкости на входе/выходе в теплообменник (расчетные) +6/+3 град С.
Здесь и далее речь идет о пластинчатых теплообменниках, т.к. на мощности в среднем до 100 кВт они дешевле, чем кожухотрубные, не говоря уже о компактности и доступности. Получается система, работающая постоянно на грани разморозки, которой необходимо постоянное обеспечение расхода воды через пластинчатый теплообменник. Отсюда внимание к тонкостям подбора, а в дальнейшем настройки, чтобы поймать эту грань работоспособности системы. О чем тут можно сказать, в сотый раз о квалификации пусконаладчика или инженера, сделавшего подбор оборудования.
При этом можно смело утверждать, что схема рабочая! Мало того - Эффективная.Из опыта, теоретического и практического, на 1 кВт затраченной электроэнергии мы получим в худшем случае 3,5 кВт тепла, в обычном случае 4 кВт тепла. Примерно одинаковые компрессоры ведущих производителей дают примерно одинаковые показатели энергетической эффективности тепловых насосов. Важен сам факт, что современное оборудование позволяет достигать для тепловых насосов - на каждый 1 кВт потраченной электроэнергии выработки 4 кВт тепла.
Рисунок 1 - Пример подбора компрессора для теплового насоса на 20 кВт
Видно, что при потребляемой мощности 5 кВт он даст при идеальных условиях 20 кВт тепла. Тут конечно, не учитывается мощность скважинного насоса, но она не так велика.
В данном случае, мы говорим о низкопотенциальном тепле, которое подходит для отопления "теплые полы". Для радиаторов температура теплоносителя будет недостаточна или их придется сделать очень громоздкими - с большой площадью теплообмена. Но с точки зрения физиологии водяные теплые полы - самый оптимальный способ отопления, обеспечивающий наилучшее распределение температура в объеме помещения.Что касается электрических тепловых полов - хотелось бы отметить следующее - как и любой носитель электричества, он создает электромагнитные поля действия, которых на организм человека до конца не изучен, кроме того на них нежелательно класть коврики, ставить предметы....
Есть еще один минус таких систем - достаточно высокая стоимость самой установки, а также монтажа и пуско-наладочных работ. По моим скромным прикидкам 1 кВт тепла обходится грубо в 10 тысяч рублей, но это понятно средняя температура по больнице.
Но на мой взгляд, тепловые насосы, несмотря на все проблемы не только имеют, но и должны широко применяться в районах Сибири и Урала. У нас до сих пор остается много районов, где отсутствует и не предвидится газ, поэтому, как альтернативу электрическим котлам вполне можно предложить тепловой насос.
Хотелось бы выслушать комментарии и мнения участников.
Это моя первая заметка тут, поэтому прошу сильно не бить)))
Уже активно начался отопительный сезон, поэтому предлагаю порассуждать о насущном - об отоплении.
Предлагаю немного поговорить на достаточно интересную и малоразвитую в нашей стране тему: тепловые насосы в системах отопления частных домохозяйств и небольших коммерческих объектов. Их энергоэффективности, полезности, работоспособности в наших условиях.
Вообще говоря строго научно: тепловой насос - это устройство предназначенное, для переноса тепловой энергии от источника низкопотенциальной тепловой энергии (с низкой температурой) к потребителю (теплоносителю) с более высокой температурой.
Сам по себе, по своему физическому смыслу и конструктивно, тепловой насос и холодильная машина представляют из себя одно и тоже. Просто , как ни странно это звучит, они предназначены для прямо противоположных целей.
Если холодильные установки предназначены для получения в определенном объеме холода, а образовавшееся тепло они отводят при этом в окружающую среду, то тепловые насосы, наоборот, преследуют своей целью получение холода, а холод они отводят в окружающую среду.
Вообще с концепцией теплового насоса работал еще лорд Кельвин в середине 19-го века. А первый насос был установлен аж в 1855 году. По сути, концепция, обоснования разработаны уже более ста лет назад!
Я не хочу тут давать сложные диаграммы и уравнения. Тут нет в них особой необходимости, чтобы не перегружать текст. Если кому-то потребуется готов сделать.
Существует несколько типов тепловых насосов. Основные это воздушные и геотермальные - по используемой для отвода холода среде. И по принципу действия на компрессорные и адсорбционные.
Я хочу остановиться на компрессорных геотермальных тепловых насосах. Причем применимости их в условиях Урало-Сибирского региона, т.е. при заведомо низких температурах окружающей среды. Оговорюсь сразу - я считаю, что воздушные насосы для нашего региона (Урал и Сибирь) вообщне имеют смысла к применению. Об этом в одной из следующих заметок.
Я рассматриваю тут вариант скважины, ввиду того, что, как правило, у всех частных домохозяйств на участках, есть существующие скважины. И для обычных домов можно использовать существующую скважину. Это для потребителя.
Для специалиста, есть определенная проблема - из-за чего тепловые насосы на данный момент не нашли повсеместного применения, как в домостроении, так и в промышленности.
Одна из проблем состоит в изначально низкой температуре воды в скважина. Беру из практики. Этим холодным летом - температур воды в скважинах не превышает +6, а то и 5,5 градусов! Что же мы имеем, а получаем мы следующее: очень низкую температуру кипения - в районе 0 градусов. В то время как, более-менее безопасная температура +3,5 градуса. И температуру жидкости на входе/выходе в теплообменник (расчетные) +6/+3 град С.
Здесь и далее речь идет о пластинчатых теплообменниках, т.к. на мощности в среднем до 100 кВт они дешевле, чем кожухотрубные, не говоря уже о компактности и доступности. Получается система, работающая постоянно на грани разморозки, которой необходимо постоянное обеспечение расхода воды через пластинчатый теплообменник. Отсюда внимание к тонкостям подбора, а в дальнейшем настройки, чтобы поймать эту грань работоспособности системы. О чем тут можно сказать, в сотый раз о квалификации пусконаладчика или инженера, сделавшего подбор оборудования.
При этом можно смело утверждать, что схема рабочая! Мало того - Эффективная.Из опыта, теоретического и практического, на 1 кВт затраченной электроэнергии мы получим в худшем случае 3,5 кВт тепла, в обычном случае 4 кВт тепла. Примерно одинаковые компрессоры ведущих производителей дают примерно одинаковые показатели энергетической эффективности тепловых насосов. Важен сам факт, что современное оборудование позволяет достигать для тепловых насосов - на каждый 1 кВт потраченной электроэнергии выработки 4 кВт тепла.
Рисунок 1 - Пример подбора компрессора для теплового насоса на 20 кВт
Видно, что при потребляемой мощности 5 кВт он даст при идеальных условиях 20 кВт тепла. Тут конечно, не учитывается мощность скважинного насоса, но она не так велика.
В данном случае, мы говорим о низкопотенциальном тепле, которое подходит для отопления "теплые полы". Для радиаторов температура теплоносителя будет недостаточна или их придется сделать очень громоздкими - с большой площадью теплообмена. Но с точки зрения физиологии водяные теплые полы - самый оптимальный способ отопления, обеспечивающий наилучшее распределение температура в объеме помещения.Что касается электрических тепловых полов - хотелось бы отметить следующее - как и любой носитель электричества, он создает электромагнитные поля действия, которых на организм человека до конца не изучен, кроме того на них нежелательно класть коврики, ставить предметы....
Есть еще один минус таких систем - достаточно высокая стоимость самой установки, а также монтажа и пуско-наладочных работ. По моим скромным прикидкам 1 кВт тепла обходится грубо в 10 тысяч рублей, но это понятно средняя температура по больнице.
Но на мой взгляд, тепловые насосы, несмотря на все проблемы не только имеют, но и должны широко применяться в районах Сибири и Урала. У нас до сих пор остается много районов, где отсутствует и не предвидится газ, поэтому, как альтернативу электрическим котлам вполне можно предложить тепловой насос.
Хотелось бы выслушать комментарии и мнения участников.
![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
no subject
Date: 2014-10-29 09:32 pm (UTC)2. Для ТН - вода-вода - необходимо иметь как минимум 2 скважины - из одной берем, в другую сливаем. Но это еще не все, необходимо иметь скважину с достаточным дебетом, т.к. для получения 10 квт. тепловой мощности потребуется прокачать через ТН вашей воды - 10000*3600/4200*(5,5-3,5) ~ 4,3 куб.м. в час. Далее, такой объем просто так не слить, замерзший грунт его не возьмет, да и такое отношение к недрам ( а артезианская вода является недрами по закону) - вам может выйти боком. Обычно для систем ТН -вода-вода используют 2 скважины, а трубу закольцовывают, заполняют водой, для прокачки используется обычный циркуляционник. Мощный скважинный насос в данных системах не используется, за ненадобностью, т.к. циркуляционник должен только лишь преодолеть сопротивление трубы и теплообменника, мощность на подъем воды, в данном случае не считается.
3. Воздушники тоже имеют право на жизнь даже в вашем регионе, но СОР будет совсем маленьким.
4. Если делать грунтовый коллектор горизонтальный или вертикальный - аккуратно считайте мощности и соответственно длину, чтобы грунт не заморозить (лето у вас короткое, оттаять может неуспеть)
4. Цены на агрегаты и теплообменники в последнее время достаточно сильно упали, агрегат на 10 квт. по теплу при СОР 4+теплообменники+фреон+вся требуха - по стоимости "железа" можно уложиться в 50-70 т.р., сейчас, в связи с ростом курса что будет я не знаю.
5. Скептиков не слушайте, сделать самостоятельно можно, если руки не из ж..ы растут. Народ делает, даже те кто никогда паяльник в руках не держали и Польмана не читали, и получается очень даже ничего.
Если будут вопросы - обращайтесь.
А лучше начните читать соответствующий раздел на форумхаусе, там люди намного более грамотные в данном вопросе чем здесь, и практиков много.
И почитайте Польмана, "Учебник по холодильной технике, основы-комплектующие-расчеты" и Котзаогланиана "Пособие для ремонтника"
есть в сети.
no subject
Date: 2014-10-29 09:51 pm (UTC)no subject
Date: 2014-10-29 09:54 pm (UTC)no subject
Date: 2014-10-29 10:01 pm (UTC)no subject
Date: 2014-10-29 10:16 pm (UTC)ну там не все такие :)
есть и зубры, которые и АВОКовских холодильщиков за пояс заткнут на раз.
Просто у теплонасосников и холодильщиков принципиально разные задачи, если для первых СОР важнее всего, то для вторых СОР где-то на десятом месте.
no subject
Date: 2014-10-30 04:39 am (UTC)А мне по работе с самодельным ТН приходилось сталкиваться один раз. Но наблюдая эту эпопею (сделали, доделали, переделали, переделали еще раз) вспомнил сказку о попе и работнике его Балде. Последние ее строчки :)))
no subject
Date: 2014-10-30 04:29 am (UTC)no subject
Date: 2014-10-30 07:28 am (UTC)no subject
Date: 2014-10-30 05:46 am (UTC)Как бы это сказать - я работаю в холодильной сфере.
Поясню, почему мне стала интересна эта тема. Я столкнулся с ней примерно год назад. И на данный момент я вижу в ней перспективы в России.
С холодом все уже понятно))) А вот эта сфера относительно новая и дискуссионая, что и подтверждают комментарии.
Тем более я в силу узкой специализации не имею возможности сравнивать разные виды топлива, т.к. мы почти не работаем с частными домохозяйствами в отличие от специалистов по отоплению.
Воздушники ставили мои знакомые. Не работают они. Ну как при -35 на улице поставить на оттайку агрегат? Да и производители дают честно предел работы до -25, если не ошибаюсь. Да уже при ниже -1 5 они ставновятся дико неэффективны. Если их только ставить на подхват - для промежуточных периодов.
no subject
Date: 2014-11-06 07:08 pm (UTC)Я вот например про дачу думаю, метров 80 деревянного дома в промежуточные периоды (до -10, потом подключится печка классическая на дровах) греть воздушным насосом (и бонусом - охлаждать летом).
no subject
Date: 2014-11-06 07:23 pm (UTC)А вы в каком регионе живете. если на промежуточный период - посмотрите воздушные тепловые насосы - они проще и дешевле. как раз в районе 0 у них очень хороший коэффициент - например Митсубиши Зубадан.
no subject
Date: 2014-11-06 07:30 pm (UTC)При морозе 10 с дачи уже все уезжают, но где-то я читал что ограничений по температуре пуска у теплового насоса вообще нет (в отличие от -5 кондиционера). Из этого диапазон рабочих температур на обогрев от -12 до 20, от 25 уже охлаждение. :)
no subject
Date: 2014-11-06 07:34 pm (UTC)Вообще у воздушных -25 ограничение по рабочему диапазону, но там уже и СОР близок к единице.
В вашем случае воздушный хороший вариант - кондиционер и отопление)))