Як розрахувати тепловий насос

Перш ніж приступити до розрахунку основних показників теплового насоса, потрібно розглянути можливі варіанти отримання низкопотенциальной енергії, наприклад, з грунту. Теплову енергію можна отримати шляхом укладання металопластикового трубопроводу в траншеї глибиною до півтора метрів або свердловини. При цьому з`їм тепла з кожного погонного метра труби залежить від глибини укладання трубопроводу, якості грунту, наявності підземних вод і інших показників.

Вважається, що потужність енергії, що виділяється кожним метром горизонтального колектора, становить 20 ват. Якщо бути точніше, то теплопровідність сухого піску складає 10 Вт / (м * К), сухий глини - 20 Вт / (м * К), вологої глини - 25 Вт / (м * К), а глини з великим вмістом води - 35 Вт / (м * К). При розрахунках різниця температури теплоносія в прямій і зворотній лініях трубопроводу приймається рівною 3оС.

Довжина кожної траншеї складати повинна від 30 до 120 метрів, а відстань між трубами - 0,8 метрів. Як правило, теплоносій первинного контуру - 25% -ний розчин гліколю. Його теплоємність при нульовій температурі дорівнює 3,7 кДж / (кг * К).

Якщо в системі теплового насоса використовується антифриз, слід врахувати, що втрати тиску в трубопроводі будуть в півтора рази більше, ніж під час циркуляції води. Щоб розрахувати параметри первинного контуру теплового насоса, потрібно перш за визначити витрата антифризу. Для цього підставте значення в формулу: Vs = Qo * 3600 / (1,05 * 3,7 * .t), де Qo - теплова енергія, яку отримують від низько потенційного джерела, а .t - різниця температура, рівна 3оС.

Теплова енергія, що надходить від низько потенційного джерела, розраховується як різниця між повною потужністю насосної установки і потужністю, яка витрачається для обігріву фреону. Потім розрахуйте довжину труб колектора за формулою: L = Qo / q, в якій q - показник питомої теплос`ема з одного метра труби. Слідом за цим розраховуйте довжину ділянки під колектор: A = L * da, де da - крок укладання труб.

З огляду на те що температура антифризу коливається від -5 до +20 оС, в первинному контурі теплового насоса повинен бути встановлений розширювальний бак, а на поворотній лінії - бак-накопичувач. Його мінімальний обсяг приймають з розрахунку 10-20 літрів на 1 кВт потужності насосної установки.

Потужність теплового насоса визначається виходячи з його режиму роботи. При моновалентному режимі роботи цей пристрій використовується в якості єдиного генератора енергії. Бівалентна система роботи насоса передбачає наявність додаткового електричного нагрівача (пікова електрична потужність в цьому випадку становить 9,7 кВт).