ДОМ БЕЗ ОТОПЛЕНИЯ - СЛОЖНАЯ ЗАДАЧА - НО ВОЗМОЖНА!!

Главная » Тепловой насос с рекуперацией

Тепловой насос с рекуперацией

Тепловой насос с рекуперацией тепла – ВОЗДУХ – ВОДА - ВОЗДУХ. 

Тепловой насос с утилизацией тепла вентилируемого воздуха
Использование тепловых насосов в системах вентиляции.
Тепловой насос и рекуперация тепловой энергии.

Эффективность (энергоэффективность) теплового насоса, СОР, КПД.
Рекуператоры промежуточные на фреоне; тепловой насос воздух вода с рекуперацией тепла  в системах отопления и горячего водоснабжения.
Что делать, если электричества нет? а только ветрогенератор, дизельный или бензиновый генератор, или необходима экономия электроэнергии.
Комбинированное отопление,  без газа и дров, солнечное отопление на солнечной энергии предварительно накопив в грунтовом аккумуляторе.

Тепловой насос, при хорошем утеплении может полностью заменить, все существующие системы отопления и горячего водаснабжения с наименшими затратами.
В отличие от существующих систем, система с термодинамической рекуперацией использует холодильный контур с прямым расширением, установленный в вытяжную и приточную часть кондиционера, для передачи тепла от вытяжного воздуха к приточному и наоборот.

Тепловые насосы представляют собой традиционный холодильный контур с компрессором, расширительным клапаном, а также испарителем и конденсатором, расположенными отдельно в приточном и вытяжном воздуховодах. При этом приточный и вытяжной воздуховоды могут быть разнесены между собой в пределах допустимой длины холодильного контура. Перетекание загрязненного воздуха из вытяжки в приток полностью исключено, поскольку они изолированы между собой через промежуточный теплоноситель. Производительность теплого насоса зависит от расхода воздуха и температуры его на входе в испаритель и конденсатор.
Чем выше расход воздуха и температура его на входе в испаритель, тем выше производительность теплового насоса.
Снижение температуры воздуха на входе в конденсатор приводит также к увеличению производительности при пониженном энергопотреблении.  Тепловой насос с рекуперацией тепла – ВОЗДУХ – ВОДА - ВОЗДУХ
Реально достижимые значения коэффициента полезного действия (Coefficient of Performance, COP) составляют порядка 4,5–5,2. Указанное означает, что на единицу затрачиваемой электрической энергии осуществляется транспортировка 4–5 единиц тепловой энергии. В целом наибольшая экономия за счет использования тепловых насосов достигается при наличии на вытяжке большого количества скрытого тепла.
Термодинамическая рекуперация позволяет значительно повысить энергетическую эффективность системы кондиционирования. Температура воздуха, подаваемого в помещение, оказывается гораздо ближе к заданной для этого помещения температуре. Хладагент под высоким давлением через капиллярное отверстие попадает в испаритель, где за счёт резкого уменьшения давления происходит процесс испарения. При этом хладагент отбирает тепло у внутренних стенок испарителя, а испаритель в свою очередь отнимает тепло у удаляемого воздуха. Компрессор вбирает хладагент из испарителя, сжимает его, за счёт чего температура хладагента резко повышается и выталкивает в бойлер накопитель тепла конденсатор.
Кроме этого, в конденсаторе, нагретый в результате сжатия хладагент отдает тепло (температура может доходить порядка 85-125 градусов Цельсия) контуру ГВС и отопления, затем переходит в жидкое состояние.
Процесс повторяется постоянно.
Когда температура в доме достигает необходимого уровня, электрическая цепь разрывается терморегулятором и тепловой насос перестает работать. Когда температура в отопительном контуре падает, терморегулятор вновь запускает тепловой насос. Таким образом хладагент в тепловом насосе совершает обратный цикл Карно. Типы: - "воздух- вода - воздух".
В летний период холодильный контур может не работать в режиме охлаждения. Воздух, подаваемый в помещение с улицы, охлаждается в подземном коллекторе, накапливая тепло в грунтовом аккумуляторе, проложенной линии труб. В холодное время года контур грунтового теплообменника переводится в режим теплового насоса, изъятия накопленного тепла, направляется в теплообменник рекуператор на подогрев. Воздух, забираемый с улицы, нагревается за счет тепла земли и удаляемого воздуха и подается в помещения. 
Увеличение эффективности отопления тепловым насосом
Рекуператоры тепловые насосы на фреоне "воздух-вода - воздух"
    Вода нагревается от конденсатора теплового насоса, встроенный установленный внутри бойлера, независимый фреоновый контур, который отдает тепло воде и остаток энергию тепло передает воздуху. Можно сказать принцип как у канального кондиционера, но за счет использования наружным блоком, тепла удаляемого воздушного потока, система работает круглогодично, нагревая воду и на отопление в холода. Так же можно использовать тепло Воды от грунтового, скважинного теплообменников или с открытых водоемов.

Современные технологии позволяют увеличить коэффициент преобразования  - холодильный коэффициент - СОР и извлекать тепловую энергию при температурах ниже 0ºС. При этом, чем выше температура источника тепловой энергии, тем выше эффективность теплового насоса.  
На 1 кВт затраченной электроэнергии, тепловой насос способен вырабатывать 2,5 – 7 кВт тепловой энергии, при этом следует учитывать, что энергоэффективность теплового насоса постоянно возрастает, как результат, количество вырабатываемого тепла на 1 кВт затрат электроэнергии увеличивается.

Эффективность работы тепловых насосов в зависимости от условий эксплуатации.
Экономическая эффективность использования тепловых насосов для отопления и горячего водоснабжения зданий определяется значением коэффициента преобразования (трансформации) тепла (СОР). Значение СОР, равно отношению количества тепловой энергии, отданной тепловым насосом в систему отопления здания к электрической энергии, затраченной на работу компрессора, Эффективность тепловых насосов увеличивается при уменьшении разности температур испарителя и конденсатора.
Величина СОР зависит от многих факторов, важнейшим из которых является температура, до которой нагревается теплоноситель.
На рисунке для Теплового насоса с рекуперацией тепла – ВОЗДУХ – ВОДА – ВОЗДУХ приведены зависимости значения СОР от температуры теплоносителя. Из при¬веденных зависимостей можно сделать вывод, что для эффективной работы теплового насоса необходимо минимизировать температуру теплоносителя в системах отопления.

Эффективность, степень термодинамического совершенства напрямую зависит от температуры теплоносителя.

Коэффициент преобразования теплового насоса, также зависит от температуры потребителя тепла.
Коэффициент трансформации около СОР = 5 достижим при температуре теплоносителя (в системе отопления) от +30 до 35С и температуре низко потенциального контура не менее +4С.

К преимуществам тепловых насосов в первую очередь следует отнести экономичность: для передачи в систему отопления 1 кВт·ч тепловой энергии установке необходимо затратить всего 0,2-0,35 кВт·ч электроэнергии.
 Общим недостатком тепловых насосов является сравнительно низкая температура нагреваемой воды, в большинстве не более +50 °С ? +60 °С, причём, чем выше температура нагреваемой воды, тем меньше эффективность и надёжность теплового насоса.
 
Недостатком воздушных тепловых насосов является более низкий коэффициент преобразования тепла, связанный с низкой температурой кипения хладагента во внешнем «воздушном» испарителе.
Реальные значения эффективности современных тепловых насосов составляют порядка COP=2.0 при температуре источника минус 20 °C, и порядка COP=4.0 при температуре источника +7 °C.
Чем холоднее испаритель, тем больше может вобрать из низко потенциального источника тепла.
Чем лучше отберем тепло из конденсатора теплового насоса, тем выше эффективность.

К примеру, через подземный зонд коллектор, накопителя солнечного тепла D – 218 мм, в дом поступает нагретый воздух при t - +7 в объеме 600м3*ч который охлаждается через испаритель теплового насоса до t - 15°C.
Вычисляем сколько тепла мы можем изъять: (7 + 15)*600*0,333ватт*м3 на 1°C = 4,4кВт*ч.
Если мы используем для вентиляции дома 3600 м3 свежего воздуха на 5 человек по норме 30м3*ч, то можем получить 4,4кВт*ч * 6 = 26,4 кВт*ч.

При рекуперации тепла в вентиляционной системе, если удаляемый воздух имеет t + 17, а выбрасывается через испаритель теплового насоса при t -15°C, мы можем получить (17+15)*3600 м3* 0,333ватт*м3 на 1°C = 38,4 кВт*ч.
При рекуперации, мы удаляем теплый воздух из дома при +22°C, а свежий воздух надо нагреть с t +17 до +22, затраты; 5°C *3600м3 * 0,333 = 6 кВт*ч.
Итого 38,4 кВт*ч. - 6 кВт*ч и – затраты на работу теплового насоса при СОР 5 = 7,68   кВт*ч, тепловой баланс будет 24,7 кВт*ч, которое могут покрыть теплопотери ограждающих конструкций дома при хорошем утеплении.

Возможно, эффективно использовать тепловой насос для удаления воздуха в системах вентиляции, утилизация тепловой энергии использованных стоков воды канализации.

Большую перспективу представляет использование тепловых насосов в системах горячего водоснабжения (ГВС) зданий, при использовании в системах вентеляции.
Известно, что в годовом цикле на ГВС расходуется примерно столько же тепла, как и на отопление зданий. Примером здания, в котором тепловые насосы использованы для ГВС, является многоэтажный жилой дом, построенный в Москве в Никулино-2. В этом здании в качестве источника низко потенциальной тепловой энергии используется тепло земли и тепло удаляемого вентиляционного воздуха.
Если еще использовать тепло канализационных стоков, можно сэкономить колоссальное количество тепловой энергии, особенно в многоэтажных домах.

Можно ли получать горячую воду с эффективностью более 1,0?

Да, возможно, с помощью системы рекуперации тепла в холодильной машине (чиллере) из канализационных стоков и удаляемого воздуха при вентиляции.
Система рекуперации тепла использует энергию, которая в противном случае впустую выбрасывается в атмосферу, и преобразует данную энергию в полезное тепло.
Это становиться возможным благодаря использованию тепла конденсации холодильной машины.
В таком случае суммарная эффективность производства горячей воды для внутренних нужд может быть выше 5,0 или обычным языком КПД 500%.
Комментарии

 ВСЕ БЕСПЛАТНО КРОМЕ МОЗГОВ

 Соломенные матрасы, маты, утеплитель

ВИДЕО РАБОТЫ ОБОРУДОВАНИЯ

  СОЛОМА в СТРОИТЕЛЬСТВЕ
В селе Таптыково
Рес. Башкортостан построен энергоэффективный дом из клееного бруса с утеплителем, построенный инженером Альфредом Файзуллиным.
Это первый в республике Башкортостан дом, соответствующий «Зеленым стандартам».

Дом нового поколения: горячая вода от солнца, а экономия на отоплении за счет утепления.
Несмотря на экономичность, дом сочетает в себе энергоэффективность, экологичность и современный стиль.

Утром солнце освещает весь дом с южной стороны, а вечером - с западной. Расположение окон здесь продумано до мелочей. Пятикамерные окна - тоже часть энергосберегающей технологии.
Стекла изготовлены с применением серебра, которое позволяет отражать тепло.

Особенностью такого дома является отсутствие необходимости отопления традиционными методами и малое энергопотребление.
Здесь используются источники альтернативной энергии – солнечный коллектор и тепловой насос.

Применение системы приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией тепла создает благоприятный микроклимат в помещении. В доме использованы окна и двери с высоким тепловым сопротивлением. Технология сборки «Сити-угол» обеспечивает отсутствие «мостиков холода» по всему периметру дома, благодаря сплошной прослойке утеплителя. Все это исключает большие потери тепла и существенно снижает затраты на отопление (в два-три раза по сравнению с газовым отоплением). Стоимость такого дома «под ключ» варьируется от 30 тысяч рублей за один квадратный метр в зависимости от площади дома, его комплектации, отделочных материалов.

«Это очень интересный, современный и своевременный проект, технологии завтрашнего дня.
Этот механизм - лишь часть энергоэффективного частного дома в Таптыково.
Хозяин этого уникального строения и его изобретатель. Он рассказывает, что при строительстве «зеленого дома» использовался пассивный клеёный брус, который позволяет удерживать тепло. Материал, из которого он изготавливается, теперь производит и Учалинское предприятие.

Применение теплового насоса вместо электрического котла. Он эффективно использует тепло окружающей среды для отопления и горячего водоснабжения дома и позволяет экономить потребление энергии до 29 раз.
В жаркие дни такая технология служит для охлаждения помещений.

Таких домов в России пока единицы.
При его проектировании Альфред Файзуллин использовал японские и немецкие технологии.
Он отмечает, что при эксплуатации и утилизации дома никакой нагрузки на природу строение не окажет.
Умный частный дом в дальнейшем планируют совершенствовать.
Проектировщики хотят использовать гидроаккумулятор, а также создать аккумулятор тепла.
Температура воды в емкости объемом 300 м³ даже в пасмурную погоду не падает ниже 40 градусов
В качестве источника тепловой энергии инженер приобрел тепловой насос фирмы Viessmann, мощностью 9,7 кВт.
За тепловой насос пришлось заплатить 424000 рублей.
Вертикальные зонды были размещены в двух скважинах, глубиной по 63 метра каждая.
Бурение обошлось в 1600 рублей за погонный метр
Сразу оговоримся: Альфред Файзуллин строил дом для себя и не скупился на технологии, выбирая самое лучшее. В итоге стоимость квадратного метра «под ключ» составила 45000 рублей. Общая площадь дома 180 м2.

Пассивный дом должен потреблять не более 10% от традиционного, насос мощностью 9,7 кВт. многовато для такого дома.
Норма пассивного дома 15 кВт. на м2 международные требование для сурового климата за сезон отопления.
15 кВт/213 дней * 180 м2= 12,7кВт/м2 норма на день или 380 кВт на 30 дней.

Как построить самому, недорогой теплый дом, своими руками, у нас есть ответ, вы по адресу, узнай подробности, как самому сделать солнечное отопление.

Умный не тот, у кого больше возможностей, а тот, у кого много идей в голове.

Счастлив не тот человек, у кого полно денег, а тот, у кого больше мудрости.

Самый богатый не тот человек, у кого больше денег, а тот, кому меньше требуется.

Умный не тот, кто зарабатывает на жизнь, а мудрый на кого работает умный.

Век бизнеса сегодня, сильный отбирает у слабых, умный отбирает у сильных.

Счастлив человек не тогда, когда больше добра, а кому хватает и меньшего.

Деньги правят миром, чем больше их, тем больше прав.

Есть идея, нет средства на ее реализацию, нужны мудрые решения для умных мыслей.

Успешен не тот, у кого больше денег, а тот, у кого больше притворенных в жизнь идей.

Знать можно, но уметь сложнее, между ними большая пропасть.