ТеплоСпец

Важно знать: как продумать расчет теплового насоса

Поиск альтернативных источников, обеспечивающих энергией многие сферы человеческой деятельности, стал в последнее время актуальной задачей. Люди стремятся активнее использовать энергию солнца, ветра, источников воды, чтобы снизить затраты на решение проблем, связанных с теплоснабжением зданий. При этом, вопрос экологии имеет немаловажное значение, поскольку уменьшение вредных выбросов, загрязняющих атмосферу, важен как никогда. 

Для создания благоприятных и комфортных условий проживания в жилищно-бытовом секторе в последние годы начали применять ветрогенераторы, солнечные коллекторы, экономные теплогенераторы одновременно с реализацией мероприятий, которые помогают повысить теплоизоляцию объекта теплоснабжения. 

расчет тепловых насосов

По мнению профессионалов, работающих в данной сфере, эффективным и экономичным мероприятием считается использование геотермальных источников тепловой энергии – специальных насосов. Их принципиальное устройство позволяет извлекать тепло из окружающей среды, трансформировать его и перемещать к месту применения (детальнее: "Геотермальные тепловые насосы для отопления: принцип устройства системы"). 

Источниками энергии для тепловых насосов выступают вода, воздух, грунт, а процесс выработки тепла происходит по причине использования физических свойств некоторых веществ, называемых хладагентами. Они способны закипать даже при низких температурах.
 
Коэффициент производительности тепловых насосов, благодаря их характеристикам, достигает 3-5 единиц. Это означает, что при затрате в процессе работы 100 Вт электрической энергии прибором, потребители получают примерно 0,5 кВт мощности обогрева.

Порядок расчета тепловых насосов

Решение относительно выбора и расчет тепловых насосов, таких как на фото, представляет определенную сложность.

Результат вычислений зависит в основном от индивидуальных особенностей обогреваемого строения и состоит из нескольких этапов:

  1. Прежде всего, определяют потери тепла, происходящие через ограждающие конструкции постройки (к ним относятся окна, двери, стены, перекрытия). Для этого пользуются следующей формулой:

    Qок = Sх( tвн – tнар)х(1 + Σ β ) х n / Rт (Вт), где

    S – сумма площадей всех ограждающих конструкций (м²);
    tвн – температура воздуха внутри здания (°С);
    tнар – температура воздуха снаружи (°С);

    n – коэффициент, отражающий влияние окружающего пространства на характеристики строения. Если помещение напрямую контактирует с наружной средой посредством перекрытия, то данный показатель равен 1. Когда объект имеет чердачные перекрытия, п равно 0,9. Если объект находится над подвальным помещением, коэффициент составляет 0,75 (детальнее: "Тепловой расчет помещения и здания целиком, формула тепловых потерь").
    β – коэффициент дополнительных теплопотерь, зависящий от типа постройки и его географического местоположения. Данный показатель, когда производится расчет теплового насоса, находится в интервале от 0,05 до 0,27;

    Rт – это показатель теплосопротивления, которое определяется по следующей формуле:

    Rт = 1/ α внутр + Σ ( δі / λі ) + 1/ α нар (м²х°С / Вт), где:

    α внутр – коэффициент, характеризующий тепловое поглощение внутренних поверхностей конструкций ограждения (Вт/ м²х°С);
    δі / λі – является расчетным показателем теплопроводности материалов, применяемых при строительстве;
    α нар – величина теплового рассеивания наружных поверхностей конструкций ограждения (Вт/ м²х°С);

  2. Далее, чтобы сделать расчет тепловых насосов, применяют формулу для определения суммарных потерь тепла строения:

    Qт.пот = Qок + Qи – Qбп , где:

    Qи - затраты на подогрев воздуха, который поступает через естественные неплотные места;
    Qбп - выделение тепла в результате работы бытовых приборов и человеческой деятельности.

  3. На данном этапе рассчитывают потребляемую тепловую энергию для каждого из объектов в течение года:

    Qгод = 24х0.63хQт. пот.х(( dх ( tвн - tнар.ср.)/ ( tвн - tнар.)) кВт/час), где:
    tнар.ср – среднеарифметическое значение температур, которые фиксируются у наружного воздуха на протяжении всего отопительного периода;
    d – количество дней в отопительном сезоне.

  4. Затем нужно определить тепловую мощность, необходимую для разогрева воды в течение года, для чего используют выражение:

    Qгв = V х17 (кВт/час за календарный год), где
    V х17 – ежедневный объем нагрева воды до 50 °С.

  5. Суммарное потребление тепловой энергии определяют по формуле:

    Q = Qгв + Qгод (кВт/час за один год)

Преимущества использования теплового насоса, смотрите на видео:


После того, как завершен расчет теплового насоса, с учетом полученных данных приступают к выбору данного прибора для обеспечения теплоснабжения и горячего водоснабжения. При этом расчетную мощность определяют, исходя из выражения: 
Qтн=1,1хQ, где:

1,1 является корректирующим коэффициентом, поскольку при возникновении критических температур возможно увеличение нагрузок на тепловой насос. 

Когда сделаны необходимые расчеты, несложно подобрать подходящий для данного помещения тепловой насос, который обеспечит комфортный микроклимат в нем для людей, находящихся в комнате. 

Оставляйте отзывы:


Во многих случаях даже не стоит пытаться выполнить работы самостоятельно. Без опыта и специализированной практики высока вероятность порчи строительных материалов, создания аварийных ситуаций, вплоть до угрозы здоровью и жизни людей. Если нету уверенности в своих силах, лучше воспользоваться услугами специалистов.