Transcript PowerPoint-Präsentation

Общо за термопомпата
Основни положения
Употреба
Новости
Вили Кирхенщайнер, студиен
директор на образователен център за
соларна техника – провинция Мюнхен
1
Принцип на действие на термопомпата
Компресор
Изпарител
Втечнител
сгъстяване
изпаряване
втечняване
намаляване
Намаляващ вентил
2
Термопомпата – принос към ефикасната енергийна употреба
• С помощта на
термопомпата огромните
запаси от топлина на
Земята в почвата, водата,
подпочвените води и
въздуха могат да
допринесат за отоплението
и водоподгряването!
Ефикасните енергийни отопления са гарант за бъдеще!
Термопомпената ефективностпрез 2006г. е повече от
удвоена!
• Термопомпата е
единствената за нас, която
вече се е утвърдила като
висока технология и е
всеизвестно, че с нея е
възможно акумулираната
през лятото слънчева
енергия да се използва и
през зимата!
3
Отопление = енергийно изравняване на
топлинните загуби
• В тук показаното примерно
подреждане на топлината е явно, че
само от едно по-високо водно
(температурно) ниво резервоарът
може да бъде запълнен с вода.
• Водата (топлоенергията) може да
излиза от този резервоар само до
тогава, докато в резервоара
съществува процеп и докато нивото
на водата в него е по-високо от това
на водата, която заобикаля
резервоара.
• В практическите случаи на
отопллението се явява тогава едно
стабилно състояние, ако точното
количество вода (отоплителна
енергия) е доставено по-късно, то
ще се изгуби през процепите.
4
Отоплителен “трик” с термопомпата
• Идващия топлинен поток
от горния резервоар ще
бъде използван като
задвижваща енергия за
обратното
транспортиране на
загубената топлина и
допълнително ще бъде
употребен като топлинна
енергия в къщата.
• В термопомпената
практика енергийната
част от горния резервоар
възлиза само на ¼ от
общата енергия, което е
достатъчно за
отопляването на жилище.
• ¾ от отоплителната
енергия чрез
термопомпата ще бъдат
върнати в околната среда.
5
Кръговратът на охлаждане в макет
Втечняване =
Разтоварване:
P = const;
Tü`  T*  Tu`
Изпаряване = Натоварване:
po = const Tu  To*
6
Кръговрат на термопомпата
Парообразно
охлаждащо
средство
течен воден
пулверизатор
Горещо и
газообразно
охлаждащо
средство
течно
охлаждащо
средство7
Източници на топлина
Избиране:
Източник на топлина
• Локални
•
•
съотношения
Желанията на
строителните
предприемачи
Наредби на
областната
управа и на
агенцията по
водите
Земното
царство
Навсякъде са
налични необходимите неизчерпаеми
повърхности - 1-2
части от
отопляемите
жилищни площи
Начин на работа
Предимство моновалентен
Подпочвени
води
Разработка върху
подземни
съоръжения
Начин на работа
Предимство моновалентен
Въздух
Наличен
навсякъде
Начин на работа
Други
абсорбиращи
системи
Начин на работа
Бивалентен,
Бивалентен
напр. бивалентна
точка 0°С външна
температура
Моноенергетичен
моновалентен
моноенергетичен
Огромната роля на термопомпата за потребността от топлина
8
Средна топлинна нужда
Максималната
температура за действието
на една отоплителна
система при термопомпата
възлиза на 55 – 65°C!
По-възможност тя трябва
да е ниска, за да може да
се постигне едно добро
число на производителност
на термопомпата!
Само при кривата „D“
термопомпата може сама,
въпреки външните
температури, да покрие
топлинните нужди!
Работна температура (°С)
Максимална
работна
температура на
термопомпата
Външна температура tA
Крива А
Работна температура 90°С
Крива B
Работна температура 75°С
Крива C
Работна температура 60°С
Крива D
Работната
температура е
под 55°С,
затова е
възможно
моновалентно
функциониране
9
на
термопомпата.
Усреднена нужда от топлина
• Най-доброто работно
•
•
число, постигнато от
термопомпа с
подпочвени води.
Наистина почвената
термопомпа, поради
по-дългия си живот
и евтина поддръжка,
се използва почесто.
Годишното работно
число на почвената
термопомпа в
момента достига
това на тази с
подпочвени води.
Вода
Почва
Въздух
10
Термопомпа – подпочвени води
 Поради
относителните
височини и
годишните
независими
температури от
около 10° C тази
помпа постига
най-добър КПД.
 Цената на
инсталацията
наистина е повисока в
сравнение с тази
на другите
термопомпени
концепции.
 Затова трябва
максимално
достигнатата
дълбочина да е
не повече 15 m
(на метър около
100 – 200,- €).
11
Вертикални и хоризонтални колектори за почвена термопомпа
 За разлика от






термопомпата –тук
енергията от източника се
подава не директно, а
индиректно чрез
електролит в изпарителя.
Затова става въпрос за
индиректно изпаряване
посредством електролитен
кръг.
Топлоотнемането от
земята е толкова по-добро,
колкото по-влажна е
почвата.
При земната сонда
отнетата мощност варира
от 25 – 100 W на метър.
От земен колектор могат
да се добият между 10 и
45 W на m².
Разстоянието от тръбите
до земния колектор трябва
да е поне 50 cm!
При земните сонди
разстоянието между тях
трябва да е поне 5 – 6 m!
12
Термопомпа – въздух-вода
 Термопомпата въздух-вода
изисква от външния въздух да
съдържа енергиен потенциал.
 Компактни термопомпи има за
вътрешно и външно монтиране.
 При външното монтиране тръбите
на топлинния кръг трябва да са
добре сложени, най-често се
полагат в земята. Термопомпата
трябва да бъде предпазена от
замръзване чрез допълнително
електрическо отопление.
 Енергетично подходящо е
вътрешното монтиране. При него
въздушните канали трябва да са
разпределени в ъглите, за да се
предотврати късо съединение!
13
Термопомпа – въздух-вода
 Обикновено термопомпата въздух-вода е с бивалентно
функциониране, ето защо при външна температура под –5° C
една екосъобразна употреба не е действителна! Често в такъв
случай към топлинния кръг се включва допълнително
електрическо отопление.
 Долната диаграма показва как под 0° C, под –2° C например,
нужната топлина на сградите не е гарантирана. Заради нея е
необходимо свързването на втори топлинен източник и вече се
разглежда от бивалентни точки.
Топлинна мощност на
термопомпата
Топлинна нужда в
сградите
Външна температура tA
14
Криви на мощността при термопомпените инсталации
 Не само
температурата
на източника,
но и
отдадената, в
топлинния кръг
определят
резултата.
 Поради
голямата
температурна
разлика между
началната
температура и
тази на
топлинния кръг
числото на КПД
се влошава с
около 2,5 %!
Топлинна мощност
Приета мощност
Мощност
15
Централна
жилищна
вентилация с
топлинновъзвръщаем
добив
Info 5.2
 В този случай на първо

място горния пласт
въздух преминава през
кръстовиден процес на
преобразуване на
топлината, след това
термопомпата в
изпарителя
освобождава енергията
от въздуха преди той да
бъде издухан навън.
Свеж въздух от вън ще
заеме мястото в
процеса и ще натовари
системата с топлинна
енергия.
16
Компресионни и абсорбационни термопомпи
Механичен
компресор
Течна
охлаждаща
среда
Термичен
компресор
Течна
охлаждаща
среда
Изход
Кондензатор
Кондензатор
Редуцил
вентил
Компресор
Редуцил
вентил
Изпарител
Редуцил
вентил
Изпарител
Разтворител
Газообразна
охлаждаща
среда
Абсорбатор
Топлоизточник:
Топлоизточник:
Почва
Вода
Въздух
Почва
Вода
Въздух
17
Термопомпи с висока температура
Последователно
включван
ес2
компресора.
Температурата
достига до
70 °C
Топлоотделяне
(към отоплителната система)
Втечнител
Компресор
Експанзионен
вентил
2.Стъпало
Каскаден охладител
Експанзионен
вентил
Компресор
1.Стъпало
Изпарител
Топлоснабдяване
(от околната среда)
18
Термопомпи с висока температура
EVI-цикъл:
„Enhanced
Vapour
Injection
=
Допълнително
впръскване на пара
Tvor до
70 °C
Топлоотделяне
(към отоплителната система)
Втечнител
Компресор
Топлинен
инвертор
Впръскване на
пара
Капилярна
тръба
Магнитен
вентил
Експанзионен
вентил
Изпарител
Топлоснабдяване
(от околната среда)
19
Благодаря за вниманието!
Материалът е адаптиран за
учебни цели на СПГЕ
“Джон Атанасов” от:
1.
инж. Анатолий
Хаджииванов
2.
инж. Левена Петрова
3.
инж. Мариана Ангелова
4.
инж. Славка
Бостанджиева
5.
инж. Димитър Момчилов
20