Siltumsūkņu aprēķins: Siltumsūkņi un enerģijas taupīšanas sistēmas: GK Informtech

Siltumsūkņu konstrukciju veidi

Siltumsūkņa veidu parasti apzīmē ar frāzi, kas norāda apkures sistēmas avotu un siltuma nesēju.
Ir šādas šķirnes:

• ТН "gaiss - gaiss";
• ТН "gaiss - ūdens";
• TN "augsne - ūdens";
• TH "ūdens - ūdens".

Pats pirmais variants ir parastā sadalītā sistēma, kas darbojas apkures režīmā. Iztvaicētājs ir uzstādīts ārpus telpām, un mājas iekšpusē ir uzstādīta iekārta ar kondensatoru. Pēdējo izpūš ventilators, kura dēļ telpā tiek piegādāta silta gaisa masa.

Ja šāda sistēma ir aprīkota ar īpašu siltummaini ar sprauslām, tiks iegūts HP tipa "gaiss-ūdens". Tas ir savienots ar ūdens sildīšanas sistēmu.

HP "gaiss-gaiss" vai "gaiss-ūdens" tipa iztvaicētāju var ievietot nevis ārpus telpām, bet gan izplūdes ventilācijas kanālā (tas ir jāpiespiež). Šajā gadījumā siltumsūkņa efektivitāte tiks palielināta vairākas reizes.

"Ūdens-ūdens" un "augsne-ūdens" tipa siltumsūkņos siltuma ieguvei tiek izmantots tā sauktais ārējais siltummainis vai, kā to sauc arī, kolektors.

Siltumsūkņa shematiska shēma

Šī ir gara caurule, parasti no plastmasas, caur kuru ap iztvaicētāju cirkulē šķidra vide. Abi siltumsūkņu veidi pārstāv vienu un to pašu ierīci: vienā gadījumā kolektors tiek iegremdēts virsmas rezervuāra apakšā, bet otrajā - zemē. Šāda siltumsūkņa kondensators atrodas siltummainī, kas savienots ar karstā ūdens sildīšanas sistēmu.

Siltumsūkņu savienošana pēc shēmas "ūdens - ūdens" ir daudz mazāk darbietilpīga nekā "augsne - ūdens", jo nav nepieciešams veikt zemes darbus. Rezervuāra apakšā caurule tiek uzlikta spirāles formā. Protams, šai shēmai ir piemērots tikai rezervuārs, kas ziemā nesasalst līdz apakšai.

Siltumsūkņu klasifikācija pēc barotnes īpašībām

Siltumsūkņu klasifikācija ir diezgan apjomīga. Ierīces tiek sadalītas pēc darba šķidruma veida, tā fiziskā stāvokļa maiņas principa, pārveidošanas ierīču izmantošanas, darbībai nepieciešamā enerģijas nesēja rakstura. Ņemot vērā, ka tirgū ir modeļi ar dažādām klasifikācijas kritēriju kombinācijām, kļūst skaidrs, ka ir diezgan grūti visu uzskaitīt. Tomēr jūs varat apsvērt grupas sadalīšanas pamatprincipus.

Siltumsūkņa uzstādīšana, konstrukcija un galīgās īpašības ir atkarīgas no siltuma avota un uztvērēja vides parametriem. Mūsdienās tiek piedāvāti vairāki inženiertehnisko risinājumu veidi.

Gaiss-gaiss

Gaisa-gaisa siltumsūkņi ir visizplatītākās ierīces. Tie ir pietiekami kompakti un vienkārši. Mājsaimniecības gaisa kondicionieri ar apkures režīmu darbojas ar šāda veida mehāniku. Darbības princips ir vienkāršs:

• āra siltummainis tiek atdzesēts zem gaisa temperatūras un noņem siltumu;
• pēc ienākošā freona saspiešanas radiatorā tā temperatūra ievērojami palielinās;
• ventilators istabas iekšpusē, pūšot uz siltummaini, silda telpu.

Enerģijas iegūšanu no vides ne vienmēr veic ārējs siltummainis. Šim nolūkam telpā var ievietot gaisu. Tā darbojas dažas kanālu sistēmas.

Ja freons tiek saspiests un paplašināts gaisa kondicionierī, tad virpuļojošos siltumsūkņos tiek izmantots vienkāršs gaiss. Darba mehānika ir līdzīga: pirms ieiešanas iekšējā siltummainī gāze tiek saspiesta, un, atdevusi enerģiju, intensīva plūsma to iepūš siltuma ekstrakcijas kamerā.

Virpuļveida siltumsūknis ir liela, masīva iekārta, kas efektīvi darbojas tikai tad, ja apkārtējā temperatūra ir augsta. Tādēļ šādas sistēmas tiek uzstādītas rūpniecības darbnīcās, tās kā siltuma avotu izmanto krāsns izplūdes gāzes vai galvenās gaisa kondicionēšanas sistēmas karsto gaisu.

Ūdens-ūdens

Siltumsūknis ūdens-ūdens darbojas pēc tāda paša principa kā citas iekārtas. Tikai enerģijas pārraides līdzekļi ir atšķirīgi. Aprīkojums ir aprīkots ar iegremdējamām zondēm, lai pat skarbā ziemā ar pozitīvu temperatūru nokļūtu gruntsūdens horizonta zonā.

Atkarībā no apkures vajadzībām, ūdens-ūdens siltumsūkņu sistēmas var būt pilnīgi dažāda lieluma. Piemēram, sākot no vairākām akām, kas izurbtas ap privātmāju, beidzot ar lielas platības siltummaiņiem, kas atrodas tieši ūdens nesējslānī, kuri tiek uzklāti ēkas celtniecības posmā.

Ūdens-ūdens siltumsūkņi atšķiras ar lielāku produktivitāti un efektīvo izejas jaudu... Iemesls ir šķidruma siltuma jaudas palielināšanās. Ūdens slānis, kurā atrodas zonde vai siltummainis, ātri atbrīvo enerģiju, un tā milzīgā apjoma dēļ tas nedaudz samazina tā īpašības, veicinot sistēmas stabilu darbību. Arī ūdens-ūdens aprīkojumu raksturo paaugstināta efektivitāte.

Padoms! Noteiktos apstākļos ūdens-ūdens ķēde var iztikt bez starpposma mezgliem siltumtīklu uzglabāšanas tvertņu veidā. Pareizi novērtējot esošos klimatiskos apstākļus un izvēloties instalācijas jaudu, mājā tiek uzstādīts ūdens sildītājs ar siltumsūkni un tiek organizēta efektīva grīdas apsildes sistēma.

Ūdens-gaiss, gaiss-ūdens

Kombinētās sistēmas jāizvēlas īpaši uzmanīgi. Tajā pašā laikā tiek rūpīgi novērtēti esošie klimatiskie apstākļi. Piemēram, siltumsūkņa ciklam “ūdens-gaiss” ir laba apkures efektivitāte reģionos ar lielu sals. Gaisa-ūdens sistēma kopā ar siltu grīdu un otrreizējās sildīšanas akumulācijas katlu spēj parādīt maksimālo ietaupījumu apgabalos, kur gaisa temperatūra reti nokrītas zem -5 ... -10 grādiem.

Izkausē (sālījumā) ūdeni

Šīs klases siltumsūknis ir sava veida universāls. To var izmantot burtiski visur. Tā lietderīgās siltuma jaudas rādītāji ir nemainīgi un stabili. Sālījuma-ūdens ierīces darbības princips ir balstīts uz siltuma iegūšanu, pirmkārt, no augsnes, kurai ir normālas mitruma vērtības vai kura ir piesārņota.

Sistēmu ir viegli uzstādīt: lai novietotu ārējos siltummaiņus, pietiek ar to, lai tos apglabātu noteiktā dziļumā. Varat arī izvēlēties vienu no aprīkojuma iespējām ar gāzveida vai šķidru darba šķidrumu.

Sālījuma-ūdens klases siltumsūkņa aprēķins tiek veikts atbilstoši enerģijas pieprasījuma līmenim apkurei. Tās kvantitatīvai noteikšanai ir daudz metožu. Jūs varat veikt visprecīzāko aprēķinu, ņemot vērā mājas sienu materiālu, logu konstrukciju, augsnes raksturu, vidējo svērto gaisa temperatūru un daudz ko citu.

Sālsūdens sistēmu ražotāji piedāvā dažādas iespējas modeļiem, kas atšķiras no pārveidošanas vienības patēriņa jaudas, ārējo siltummaiņu konstrukcijas un izmēriem, kā arī izplūdes ķēdes parametriem. Pēc iepriekš izveidota prasību saraksta nav grūti izvēlēties optimālo siltumsūkni.

Ir pienācis laiks pamatīgi izpētīt ārvalstu pieredzi

Gandrīz visi tagad zina par siltumsūkņiem, kas spēj iegūt siltumu no vides ēku apkurei, un, ja ne tik sen potenciāls klients parasti uzdeva neizpratnē jautājumu "kā tas ir iespējams?", Tagad jautājums "kā tas ir pareizi? Darīt ? "

Atbilde uz šo jautājumu nav viegla.

Meklējot atbildes uz daudzajiem jautājumiem, kas neizbēgami rodas, mēģinot projektēt apkures sistēmas ar siltumsūkņiem, ieteicams atsaukties uz speciālistu pieredzi tajās valstīs, kur siltumsūkņi uz zemes siltummaiņiem ir izmantoti jau ilgu laiku.

Amerikas izstādes AHR EXPO-2008 apmeklējums *, kas galvenokārt tika veikts, lai iegūtu informāciju par zemes siltummaiņu inženiertehnisko aprēķinu metodēm, tiešus rezultātus šajā virzienā nedeva, bet ASHRAE izstādē tika pārdota grāmata. daži noteikumi, kas kalpoja par pamatu šīm publikācijām.

Tūlīt jāsaka, ka Amerikas metodikas pārnese uz vietējo augsni nav viegls uzdevums. Amerikāņiem viss nav tāpat kā Eiropā. Tikai viņi mēra laiku tādās pašās mērvienībās kā mēs. Visas pārējās mērvienības ir tīri amerikāņu, vai drīzāk britu. Amerikāņiem īpaši nepaveicās ar siltuma plūsmu, ko var izmērīt gan Lielbritānijas termiskajās vienībās, atsaucoties uz laika vienību, gan saldēšanas tonnās, kuras, iespējams, tika izgudrotas Amerikā.

Galvenā problēma tomēr nebija tehniskās neērtības pārrēķināt Amerikas Savienotajās Valstīs pieņemtās mērvienības, pie kurām ar laiku var pierast, bet gan skaidras metodiskas bāzes trūkums aprēķina izveidošanai minētajā grāmatā. algoritms. Pārāk daudz vietas tiek dota parastajām un labi pazīstamajām aprēķina metodēm, savukārt daži svarīgi noteikumi joprojām nav pilnībā atklāti.

Šādus fiziski saistītus sākotnējos datus vertikālo zemes siltummaiņu aprēķināšanai, piemēram, siltummainī cirkulējošās šķidruma temperatūru un siltumsūkņa pārrēķina koeficientu, nevar iestatīt patvaļīgi un pirms turpināt aprēķinus, kas saistīti ar nestabilu siltumu pārnešana zemē, ir jānosaka attiecības, kas savieno šos parametrus.

Siltumsūkņa efektivitātes kritērijs ir konversijas koeficients α, kura vērtību nosaka tā siltuma jaudas attiecība pret kompresora elektropiedziņas jaudu. Šī vērtība ir vārīšanās temperatūras tu funkcija iztvaicētājā un kondensāta tk, un attiecībā uz ūdens-ūdens siltumsūkņiem mēs varam runāt par šķidruma temperatūru pie iztvaicētāja izejas t2I un izejā no izplūdes. kondensators t2K:

? =? (t2И, t2K). (viens)

Sērijveida dzesēšanas mašīnu un ūdens-ūdens siltumsūkņu kataloga parametru analīze ļāva šo funkciju attēlot diagrammas veidā (1. attēls).

Izmantojot diagrammu, ir viegli noteikt siltumsūkņa parametrus jau sākotnējos projektēšanas posmos. Ir acīmredzams, ka, piemēram, ja siltumsūknim pievienotā apkures sistēma ir paredzēta siltumnesēja piegādei ar plūsmas temperatūru 50 ° C, tad maksimālais iespējamais siltumsūkņa pārveidošanas koeficients būs aptuveni 3,5. Tajā pašā laikā glikola temperatūra iztvaicētāja izejā nedrīkst būt zemāka par + 3 ° С, kas nozīmē, ka būs vajadzīgs dārgs zemes siltummainis.

Tajā pašā laikā, ja māju apsilda, izmantojot siltu grīdu, no siltumsūkņa kondensatora apkures sistēmā iekļūs siltuma nesējs ar 35 ° C temperatūru. Šajā gadījumā siltumsūknis varēs darboties efektīvāk, piemēram, ar pārrēķina koeficientu 4,3, ja iztvaicētājā atdzesētā glikola temperatūra ir aptuveni –2 ° C.

Izmantojot Excel izklājlapas, funkciju (1) varat izteikt kā vienādojumu:

? = 0.1729 • (41,5 + t2I - 0,015t2I • t2K - 0,437 • t2K (2)

Ja pie vēlamā pārrēķina koeficienta un noteiktā dzesēšanas šķidruma temperatūras vērtībā apkures sistēmā, ko darbina siltumsūknis, ir jānosaka iztvaicētājā atdzesētā šķidruma temperatūra, tad var attēlot (2) vienādojumu kā:

(3)

Dzesēšanas šķidruma temperatūru apkures sistēmā varat izvēlēties pēc norādītajām siltumsūkņa konversijas koeficienta vērtībām un šķidruma temperatūras pie iztvaicētāja izejas, izmantojot formulu:

(4)

Formulās (2) ... (4) temperatūra tiek izteikta grādos pēc Celsija.

Pēc šo atkarību identificēšanas mēs tagad varam doties tieši uz Amerikas pieredzi.

Siltumsūkņu aprēķināšanas metode

Protams, siltumsūkņa izvēles un aprēķināšanas process ir tehniski ļoti sarežģīta darbība un ir atkarīga no objekta individuālajām īpašībām, taču to var aptuveni samazināt līdz šādiem posmiem:

Nosaka siltuma zudumus caur ēkas apvalku (sienām, griestiem, logiem, durvīm). To var izdarīt, piemērojot šādu attiecību:

Qok = S * (tvn - tnar) * (1 + Σ β) * n / Rt (W) kur

tnar - ārējā gaisa temperatūra (° С);

tvn - iekšējā gaisa temperatūra (° С);

S ir visu norobežojošo konstrukciju kopējā platība (m2);

n - koeficients, kas norāda uz vides ietekmi uz objekta īpašībām. Telpām, kas tieši saskaras ar ārējo vidi caur griestiem n = 1; objektiem ar mansarda stāviem n = 0,9; ja objekts atrodas virs pagraba n = 0,75;

β ir papildu siltuma zudumu koeficients, kas ir atkarīgs no struktūras veida un tā ģeogrāfiskās atrašanās vietas β var svārstīties no 0,05 līdz 0,27;

RT - termisko pretestību nosaka ar šādu izteicienu:

Rt = 1 / αint + Σ (δі / λі) + 1 / αout (m2 * ° С / W), kur:

δі / λі ir aprēķināts būvniecībā izmantoto materiālu siltumvadītspējas rādītājs.

αout ir norobežojošo konstrukciju ārējo virsmu siltuma izkliedes koeficients (W / m2 * оС);

αin - norobežojošo konstrukciju iekšējo virsmu siltuma absorbcijas koeficients (W / m2 * оС);

- Kopējos konstrukcijas siltuma zudumus aprēķina pēc formulas:

Qt.pot = Qok + Qi - Qbp, kur:

Qi - enerģijas patēriņš, lai sildītu gaisu, kas caur dabiskām noplūdēm nonāk telpā;

Qbp ​​- siltuma izdalīšanās sadzīves tehnikas un cilvēku darbības dēļ.

2. Pamatojoties uz iegūtajiem datiem, tiek aprēķināts siltumenerģijas gada patēriņš katram atsevišķam objektam:

Qyear = 24 * 0,63 * Qt. katls. * ((d * (tvn - tout.) / (tvn - tout.)) (kW / stundā gadā.) kur:

tвн - ieteicamā gaisa temperatūra telpās;

tnar - ārējā gaisa temperatūra;

tout.av - ārējās gaisa temperatūras vidējā aritmētiskā vērtība visai apkures sezonai;

d ir apkures perioda dienu skaits.

3. Lai veiktu pilnīgu analīzi, jums būs jāaprēķina arī siltuma jauda, ​​kas nepieciešama ūdens sildīšanai:

Qgv = V * 17 (kW / stundā gadā.) Kur:

V ir ūdens ikdienas sildīšanas tilpums līdz 50 ° С.

Tad kopējo siltumenerģijas patēriņu noteiks pēc formulas:

Q = Qgv + Qyear (kW / stundā gadā.)

Ņemot vērā iegūtos datus, nebūs grūti izvēlēties piemērotāko siltumsūkni apkurei un karstā ūdens apgādei. Turklāt aprēķinātā jauda tiks noteikta kā. Qtn = 1,1 * Q, kur:

Qtn = 1,1 * Q, kur:

1.1 ir korekcijas koeficients, kas norāda uz iespēju palielināt siltumsūkņa slodzi kritisko temperatūru periodā.

Pēc siltumsūkņu aprēķināšanas jūs varat izvēlēties piemērotāko siltumsūkni, kas spēj nodrošināt nepieciešamos mikroklimata parametrus telpās ar jebkādām tehniskām īpašībām. Ņemot vērā iespēju integrēt šo sistēmu ar klimata kontroles ierīci, siltās grīdas var atzīmēt ne tikai ar tās funkcionalitāti, bet arī ar augstajām estētiskajām izmaksām.

Kā padarīt DIY siltumsūkni?

Siltumsūkņa izmaksas ir diezgan augstas, pat ja neņemat vērā samaksu par speciālista pakalpojumiem, kurš to uzstādīs. Ne visiem ir pietiekamas finansiālās iespējasnekavējoties samaksāt par šāda aprīkojuma uzstādīšanu. Šajā sakarā daudzi sāk uzdot jautājumu, vai ir iespējams ar savām rokām izgatavot siltumsūkni no lūžņu materiāliem? Tas ir pilnīgi iespējams. Turklāt darba laikā jūs varat izmantot nevis jaunas, bet gan lietotas rezerves daļas.
Tātad, ja jūs nolemjat izveidot siltumsūkni ar savām rokām, tad pirms darba sākšanas jums:

• pārbaudiet elektroinstalācijas stāvokli jūsu mājās;
• pārliecinieties, vai darbojas elektrības skaitītājs, un pārbaudiet, vai šīs ierīces jauda ir vismaz 40 ampēri.

Pirmais solis ir nopirkt kompresoru... To var iegādāties specializētos uzņēmumos vai sazinoties ar saldēšanas iekārtu remonta darbnīcu. Tur jūs varat iegādāties kompresoru no gaisa kondicioniera. Tas ir diezgan piemērots siltumsūkņa izveidošanai. Pēc tam tas jāpiestiprina pie sienas, izmantojot kronšteinus L-300.

Tagad jūs varat pāriet uz nākamo posmu - kondensatora ražošanu. Lai to izdarītu, jums jāatrod nerūsējošā tērauda tvertne ūdenim ar tilpumu līdz 120 litriem. Tas ir sagriezts uz pusēm, un tā iekšpusē ir uzstādīta spole. Jūs varat to izgatavot pats, izmantojot vara cauruli no ledusskapja. Alternatīvi, jūs varat to izveidot no neliela diametra vara caurules.

Lai nerastos problēmas ar spoles ražošanu, ir jāņem regulārs gāzes balons un vēja vara stieple ap to... Šī darba laikā ir jāpievērš uzmanība attālumam starp pagriezieniem, kam jābūt vienādam. Lai nostiprinātu cauruli šajā pozīcijā, jums jāizmanto perforēts alumīnija stūris, ko izmanto, lai aizsargātu špakteles stūrus. Izmantojot spoles, caurules jānovieto tā, lai stieples spoles būtu pretī stūra atverēm. Tas nodrošinās vienādu pagriezienu soli, turklāt konstrukcija būs diezgan spēcīga.

Kad spole ir uzstādīta, abas sagatavotās tvertnes puses savieno ar metināšanu. Šajā gadījumā jābūt uzmanīgiem ar vītņotu savienojumu metināšanu.

Lai izveidotu iztvaicētāju, varat izmantot plastmasas ūdens traukus ar kopējo tilpumu 60 - 80 litri. Spole tajā ir uzstādīta no caurules ar diametru ¾ ". Ūdens novadīšanai un novadīšanai var izmantot parastās ūdens caurules.

Uz sienas, izmantojot vēlamā izmēra L kronšteinu nostiprinot iztvaicētāju.

Kad visi darbi ir pabeigti, atliek tikai pieaicināt saldēšanas speciālistu. Viņš samontēs sistēmu, sametinās vara caurules un iesūknēs freonu.

Siltumsūkņu veidi

Siltumsūkņi ir sadalīti trīs galvenajos veidos atkarībā no zemas enerģijas avota:

• Gaiss.
• Gruntēšana.
• Ūdens - avots var būt gruntsūdens un virszemes ūdenstilpes.

Ūdens sildīšanas sistēmām, kas ir biežāk sastopamas, tiek izmantoti šāda veida siltumsūkņi:

Gaiss-ūdens ir gaisa tipa siltumsūknis, kas silda ēku, caur ārēju ierīci ieplūdinot gaisu no ārpuses. Tas darbojas pēc gaisa kondicioniera principa, tikai otrādi, gaisa enerģiju pārvēršot siltumā. Šāds siltumsūknis neprasa lielas uzstādīšanas izmaksas, nav nepieciešams tam piešķirt zemes gabalu un turklāt urbt aku. Tomēr darbības efektivitāte zemā temperatūrā (-25 ° C) samazinās, un ir nepieciešams papildu siltumenerģijas avots.

Ierīce "gruntsūdens" attiecas uz ģeotermālo enerģiju un rada siltumu no zemes, izmantojot kolektoru, kas novietots dziļumā zem zemes sasalšanas. Ir arī atkarība no vietas platības un ainavas, ja kolektors atrodas horizontāli. Vertikālai novietošanai jums būs jāizurbj aka.

"Ūdens-ūdens" tiek uzstādīts tur, kur tuvumā atrodas ūdens tilpne vai gruntsūdens. Pirmajā gadījumā rezervuārs tiek uzklāts uz rezervuāra dibena, otrajā - tiek urbts urbums vai vairāki, ja vietas platība to atļauj.Dažreiz gruntsūdeņu dziļums ir pārāk dziļš, tāpēc šāda siltumsūkņa uzstādīšanas izmaksas var būt ļoti augstas.

Katram siltumsūkņu veidam ir savas priekšrocības un trūkumi, ja ēka atrodas tālu no rezervuāra vai gruntsūdeņi ir pārāk dziļi, tad "ūdens-ūdens" nedarbosies. "Gaiss-ūdens" būs aktuāls tikai relatīvi siltajos reģionos, kur gaisa temperatūra aukstajā sezonā nesamazinās zem -25 ° C.

DIY siltumsūkņa uzstādīšana

Tagad, kad galvenā sistēmas daļa ir gatava, atliek to savienot ar ierīcēm siltuma ieplūdei un sadalei. Šo darbu var veikt pats. Tas nav grūti. Siltuma ieplūdes ierīces uzstādīšanas process var būt atšķirīgs un lielā mērā atkarīgs no sūkņa veida, kas tiks izmantots kā apkures sistēmas sastāvdaļa.

Vertikālā sūkņa tipa gruntsūdens

Arī šeit būs nepieciešamas noteiktas izmaksas, jo, uzstādot šādu sūkni, jūs vienkārši nevarat iztikt, neizmantojot urbšanas iekārtu. Viss darbs sākas ar akas izveidošanu, kuras dziļumam vajadzētu būt 50-150 metri... Tālāk ģeotermālā zonde tiek nolaista, pēc kuras tā tiek savienota ar sūkni.

Horizontālā sūkņa tipa augsnes ūdens

Kad šāds sūknis ir uzstādīts, ir jāizmanto kolektors, ko veido cauruļu sistēma. Tam jāatrodas zem augsnes sasalšanas līmeņa. Precizitāte, kolektora izvietošanas dziļums lielā mērā ir atkarīgs no klimatiskās zonas. Pirmkārt, tiek noņemts augsnes slānis. Tad caurules tiek uzliktas, un pēc tam tās tiek piepildītas ar zemi.
Jūs varat izmantot citu veidu - atsevišķu cauruļu ieklāšana ūdenim iepriekš izraktajā tranšejā. Nolemjot to izmantot, vispirms ir jāizrok tranšejas, kurās dziļumam jābūt zem sasalšanas līmeņa.

Siltumsūkņa jaudas aprēķināšanas metode

Papildus optimālā enerģijas avota noteikšanai būs jāaprēķina apkurei nepieciešamā siltumsūkņa jauda. Tas ir atkarīgs no siltuma zudumu apjoma ēkā. Aprēķināsim siltumsūkņa jaudu mājas apkurei, izmantojot konkrētu piemēru.

Tam mēs izmantojam formulu Q = k * V * ∆T, kur

• Q ir siltuma zudumi (kcal / stundā). 1 kWh = 860 kcal / h;
• V ir mājas tilpums m3 (platība tiek reizināta ar griestu augstumu);
• ∆Т ir minimālo temperatūru attiecība ārpus telpām un to iekšpusē gada aukstākajā periodā, ° С. No iekšējās tº atņem ārpusi;
• k ir vispārināts ēkas siltuma pārneses koeficients. Ķieģeļu ēkai ar mūru divos slāņos k = 1; labi izolētai ēkai k = 0,6.

Tādējādi siltumsūkņa jaudas aprēķins 100 kvadrātmetru ķieģeļu mājas un 2,5 m griestu augstuma apsildīšanai ar ttº atšķirību no -30º ārpusē līdz + 20º iekšpusē būs šāds:

Q = (100x2,5) x (20- (-30)) x 1 = 12500 kcal / stundā

12500/860 = 14,53 kW. Tas ir, standarta ķieģeļu mājai, kuras platība ir 100 m, būs nepieciešama 14 kilovatu ierīce.

Patērētājs pieņem siltumsūkņa veida un jaudas izvēli, pamatojoties uz vairākiem nosacījumiem:

• teritorijas ģeogrāfiskās iezīmes (ūdenstilpju tuvums, gruntsūdeņu klātbūtne, brīva teritorija kolektoram);
• klimata pazīmes (temperatūra);
• telpas tips un iekšējais tilpums;
• finansiālās iespējas.

Ņemot vērā visus iepriekš minētos aspektus, jūs varēsiet vislabāk izvēlēties aprīkojumu. Lai efektīvāk un pareizi izvēlētos siltumsūkni, labāk ir sazināties ar speciālistiem, viņi varēs veikt detalizētākus aprēķinus un nodrošināt iekārtu uzstādīšanas ekonomisko iespējamību.

Ilgu laiku un ļoti veiksmīgi siltumsūkņi tiek izmantoti sadzīves un rūpniecības ledusskapjos un gaisa kondicionieros.

Mūsdienās šīs ierīces ir sākušas izmantot, lai veiktu pretēju dabu - mājokļa apsildīšanu aukstā laikā.

Apskatīsim, kā siltumsūkņi tiek izmantoti privātmāju apsildīšanai un kas jums jāzina, lai pareizi aprēķinātu visas tā sastāvdaļas.

Kas ir siltumsūknis, tā darbības joma

Siltumsūkņa tehniskā definīcija ir ierīce enerģijas pārsūtīšanai no vienas zonas uz otru, vienlaikus palielinot tā darba efektivitāti. Šo mehāniķi nav grūti ilustrēt. Iedomāsimies spaini auksta ūdens un glāzi karstā ūdens. To sildīšanai tiek patērēts tāds pats enerģijas daudzums no noteiktas siltuma atzīmes. Tomēr tā piemērošanas efektivitāte ir atšķirīga. Ja tajā pašā laikā pazemina ūdens spaiņa temperatūru par 1 grādu, iegūtā siltumenerģija glāzē esošo šķidrumu var gandrīz uzvārīt.

Tieši saskaņā ar šo mehāniku darbojas siltumsūknis, ar kuru jūs varat sildīt baseinu vai pilnībā nodrošināt lauku mājas apkuri. Instalācija pārnes siltumu no vienas zonas uz otru, parasti no telpas ārpuses uz iekšpusi. Šai tehnikai ir daudz lietojumu.

1. Ar noteiktu siltumsūkņa jaudu, mājas apkure kļūst lēta un efektīva.
2. Karstu ūdeni ir viegli pagatavot ar siltumsūkni, izmantojot apkures katlus.
3. Ar zināmām pūlēm un pareizu dizainu ir iespējams izveidot pilnīgi autonomu apkures sistēmu, ko darbina saules paneļi.
4. Lielākā daļa siltumsūkņu modeļu ir pieņemama grīdas apsildes iespēja, ko izmanto kā apkures loku.

Lai izvēlētos un iegādātos piemērotu sistēmu, vispirms pareizi jāiestata uzdevums, ar kuru tā saskaras. Un tikai pēc tam izvirziet prasības jaudai un novērtējiet atsevišķu siltuma katlu veidu pieņemamību visām vajadzībām.

Siltumsūkņa aprēķina piemērs

Mēs izvēlēsimies siltumsūkni vienstāva mājas apkures sistēmai ar kopējo platību 70 kv. m ar standarta griestu augstumu (2,5 m), racionālu arhitektūru un norobežojošo konstrukciju siltumizolāciju, kas atbilst mūsdienu būvnormatīvu prasībām. 1. ceturkšņa apkurei. m šāda objekta, saskaņā ar vispārpieņemtiem standartiem, ir nepieciešams tērēt 100 W siltuma. Tādējādi, lai apsildītu visu māju, jums būs nepieciešams:

Q = 70 x 100 = 7000 W = 7 kW siltumenerģijas.

Mēs izvēlamies "TeploDarom" zīmola siltumsūkni (modelis L-024-WLC) ar siltuma jaudu W = 7,7 kW. Iekārtas kompresors patērē N = 2,5 kW elektroenerģijas.

Rezervuāra aprēķins

Kolektora celtniecībai atvēlētajā vietā augsne ir mālaina, gruntsūdens līmenis ir augsts (mēs ņemam siltumspēju p = 35 W / m).

Kolektora jaudu nosaka pēc formulas:

Qk = W - N = 7,7 - 2,5 = 5,2 kW.

L = 5200/35 = 148,5 m (aptuveni).

Pamatojoties uz faktu, ka pārmērīgi augstas hidrauliskās pretestības dēļ ir neracionāli likt ķēdi, kuras garums pārsniedz 100 m, mēs pieņemam sekojošo: siltumsūkņa kolektors sastāvēs no divām ķēdēm - 100 m un 50 m garām.

Vietnes platība, kas būs jāpiešķir kolektoram, tiek noteikta pēc formulas:

S = L x A,

Kur A ir solis starp blakus esošajām kontūras sekcijām. Mēs pieņemam: A = 0,8 m.

Tad S = 150 x 0,8 = 120 kv. m.

Efektivitāte un COP

Tas skaidri parāda, ka ¾ enerģijas, ko mēs iegūstam no bezmaksas avotiem. (Noklikšķiniet, lai palielinātu)

Pirmkārt, definēsim terminos:

• Efektivitāte - efektivitātes koeficients, t.i. cik daudz lietderīgās enerģijas iegūst procentos no enerģijas, kas iztērēta sistēmas darbībai;
• COP - veiktspējas koeficients.

Reklāmas nolūkos bieži izmanto tādu rādītāju kā efektivitāte: "Mūsu sūkņa efektivitāte ir 500%!" Šķiet, ka viņi saka patiesību - par 1 kW patērētās enerģijas (visu sistēmu un bloku pilnīgai darbībai) viņi saražoja 5 kW siltumenerģijas.

Tomēr atcerieties, ka efektivitāte nevar būt augstāka par 100% (šis rādītājs tiek aprēķināts slēgtām sistēmām), tāpēc loģiskāk būtu izmantot COP rādītāju (ko izmanto atvērtu sistēmu aprēķināšanai), kas parāda izlietotās enerģijas pārrēķina koeficientu noderīga enerģija.

Parasti COP mēra skaitļos no 1 līdz 7. Jo lielāks skaitlis, jo efektīvāks ir siltumsūknis. Iepriekš minētajā piemērā (ar 500% efektivitāti) COP ir 5.

Siltumsūkņa atmaksāšanās

Kad runa ir par to, cik ilgā laikā cilvēks atdod kaut ko ieguldīto naudu, tas nozīmē, cik izdevīgi bija paši ieguldījumi. Apkures jomā viss ir diezgan grūti, jo mēs nodrošinām sev komfortu un siltumu, un visas sistēmas ir dārgas, taču šajā gadījumā jūs varat meklēt šādu iespēju, kas atdotu iztērēto naudu, samazinot izmaksas lietošanas laikā. Un, kad sākat meklēt piemērotu risinājumu, jūs salīdzināt visu: gāzes katlu, siltumsūkni vai elektrisko katlu. Mēs analizēsim, kura sistēma atmaksāsies ātrāk un efektīvāk.

Atmaksāšanās jēdzienu, šajā gadījumā siltumsūkņa ieviešanu, lai modernizētu esošo siltumapgādes sistēmu, vienkāršāk sakot, var izskaidrot šādi:

Ir viena sistēma - individuāls gāzes katls, kas nodrošina autonomu apkuri un karstā ūdens piegādi. Ir sadalītas sistēmas gaisa kondicionieris, kas nodrošina vienu telpu ar aukstu. Uzstādīja 3 split sistēmas dažādās telpās.

Un ir ekonomiskāka progresīva tehnoloģija - siltumsūknis, kas sildīs / atdzesēs mājas un sildīs ūdeni vajadzīgajā daudzumā mājai vai dzīvoklim. Ir jānosaka, cik mainījušās kopējās aprīkojuma izmaksas un sākotnējās izmaksas, kā arī jānovērtē, cik daudz ir samazinājušās izvēlēto iekārtu veidu gada ekspluatācijas izmaksas. Un, lai noteiktu, pēc cik gadiem ar iegūto ietaupījumu dārgākas iekārtas atmaksāsies. Ideālā gadījumā tiek salīdzināti vairāki piedāvātie dizaina risinājumi un izvēlēts visrentablākais.

Mēs veiksim aprēķinu un vyyaski, kāds ir siltumsūkņa atmaksāšanās laiks Ukrainā

Apsvērsim konkrētu piemēru

• Māja ir 2 stāvos, labi izolēta, ar kopējo platību 150 kv.
• Siltuma / apkures sadales sistēma: 1. ķēde - grīdas apsilde, 2. ķēde - radiatori (vai ventilatora spoles vienības).
• Apkurei un karstā ūdens apgādei (karstajam ūdenim) tika uzstādīts gāzes katls, piemēram, 24kW, dubultās ķēdes.
• Dalīta gaisa kondicionēšanas sistēma 3 mājas telpām.

Gada izmaksas par apkuri un ūdens sildīšanu

Maks. siltumsūkņa apkures jauda, ​​kW	19993,59
Maks. siltumsūkņa enerģijas patēriņš, darbojoties apkurei, kW	7283,18

Maks. siltumsūkņa siltuma jauda karstā ūdens apgādei, kW	2133,46
Maks. siltumsūkņa enerģijas patēriņš karstā ūdens padeves laikā, kW	866,12

1. Aptuvenās izmaksas katlu telpai ar 24 kW gāzes katlu (katls, cauruļvadi, elektroinstalācija, tvertne, skaitītājs, uzstādīšana) ir aptuveni 1000 eiro. Gaisa kondicionēšanas sistēma (viena split sistēma) šādai mājai maksās aptuveni 800 eiro. Kopā ar katlu telpas sakārtošanu, projektēšanas darbiem, pieslēgšanos gāzes cauruļvadu tīklam un uzstādīšanas darbiem - 6100 eiro.

1. Aptuvenās Mycond siltumsūkņa izmaksas ar papildu ventilatora spoles sistēmu, uzstādīšanas darbiem un pieslēgumu elektrotīklam ir 6650 eiro.

1. Investīciju pieaugums ir: К2-К1 = 6650 - 6100 = 550 eiro (vai aptuveni 16500 UAH)
2. Darbības izmaksu samazināšana ir: C1-C2 = 27252 - 7644 = 19608 UAH.
3. Atmaksāšanās periods Tocup. = 16500/19608 = 0,84 gadi!

Siltumsūkņa lietošanas ērtums

Siltumsūkņi ir universālākais, daudzfunkcionālākais un energoefektīvākais aprīkojums mājas, dzīvokļa, biroja vai tirdzniecības objekta apsildīšanai.

Inteliģentā vadības sistēma ar nedēļas vai dienas programmēšanu, sezonas iestatījumu automātisku pārslēgšanu, temperatūras uzturēšanu mājā, ekonomiskos režīmus, slave katla, katla, cirkulācijas sūkņu, temperatūras regulēšanas vadību divās apkures lokos ir vismodernākā un progresīvākā. Invertera kompresora, ventilatora, sūkņu darbības kontrole ļauj maksimāli ietaupīt enerģiju.

Siltumsūkņu priekšrocības un to uzstādīšanas iespējamība

Kā norādīts reklāmā, siltumsūkņu galvenā priekšrocība ir apkures efektivitāte. Zināmā mērā tas tā darbojas. Ja siltumsūknim ir enerģijas iegūšanas vide, kas nodrošina optimālu temperatūru, iekārta darbojas efektīvi, apkures izmaksas tiek samazinātas par aptuveni 70-80%. Tomēr vienmēr ir gadījumi, kad siltumsūknis var tērēt naudu.

Siltumsūkņa efektivitāti nosaka šādi tehnoloģiskie parametri:

• robežlieluma parametrs temperatūrai, ko samazina darba šķidrums;
• minimālā ārējā siltummaiņa un vides temperatūras starpība, pie kuras siltuma ekstrakcija ir ārkārtīgi maza;
• enerģijas patēriņa līmenis un lietderīgā siltuma jauda.

Siltumsūkņa izmantošanas iespējamība ir atkarīga no vairākiem faktoriem.

1. Vietas, kur šāds aprīkojums nedod labus rezultātus, ir reģioni ar salnām ziemām un zemu vidējo dienas temperatūru. Šajā gadījumā siltumsūknis vienkārši nespēj atņemt pietiekami daudz siltuma no vides, tuvojoties nulles efektivitātes zonai. Pirmkārt, tas attiecas uz gaiss-gaiss sistēmām.
2. Palielinoties apsildāmās telpas apjomam, siltumsūkņa tehnoloģiskie parametri palielinās gandrīz eksponenciāli. Siltummaiņi kļūst lielāki, palielinās iegremdēšanas zondu izmērs un skaits ūdenī vai zemē. Noteiktā brīdī siltumsūkņa izmaksas apkurei, nepieciešamie izdevumi tā uzstādīšanai un uzturēšanai, kā arī samaksa par patērēto enerģiju kļūst par vienkārši neracionālām investīcijām. Daudz lētāk ir izveidot klasisku gāzes apkures shēmu ar katlu.
3. Jo sarežģītāka ir sistēma, jo dārgāka un problemātiskāka ir tās remonts avārijas gadījumā. Tas ir negatīvs papildinājums apsildāmās platības lielumam un klimatiskās zonas īpašībām.

Padoms! Siltumsūkņa izmantošanu kā vienīgo siltuma avotu mājām var apsvērt tikai ierobežotā skaitā. Vienmēr ir saprātīgi izmantot visaptverošu atbalsta sistēmu. Šeit iespējamo kombināciju skaitu ierobežo tikai pieejamie enerģijas avoti un īpašnieka finansiālās iespējas.

Klasiskais ir siltumsūknis un gāzes / cietā kurināmā katls, kas darbojas kopā. Ideja ir vienkārša: degvielas sadegšanas produkti tiek izvadīti caur plašu cauruli. Tajā atrodas siltumsūkņa siltummainis. Apkures un karstā ūdens apgādes sistēmā ir uzstādītas tvertnes un netiešās apkures katls. Iekārtas (katls un sūknis) tiek aktivizētas vienlaikus, kad sadales tīklā pazeminās šķidruma temperatūra. Strādājot divatā, viņi gandrīz pilnībā izmanto degšanas degvielas enerģiju, parādot efektivitātes rādītājus, kas ir tuvu maksimālajam.

Sistēma ar pielāgošanos vides īpašībām ir balstīta uz siltumsūkni, ventilatora bloku, jebkuras klases siltuma lielgabalu. Pietiekami augstā gaisa temperatūrā ārpusē (līdz -5 ... -10 grādiem pēc Celsija) siltumsūknis darbojas normāli, nodrošinot pietiekamu jaudu apkurei. Sistēmas dizaina iezīme ir tās ārējā siltummaini atrašanās vieta atsevišķā ventilācijas kanālā. Kad āra temperatūra nokrītas zem optimālā līmeņa, piegādāto gaisu silda ar karstuma pistoli (dīzeļdegvielu, elektrisko vai gāzes).

Tas ir īpaši vērts atzīmēt: lielākā daļa shēmu, kas paredz pielāgošanos gaisa temperatūrai vai siltumsūkņa darbības parametru stabilizēšanu, tiek piemērotas ierīcēm "gaiss-gaiss" un "gaiss-ūdens". Citas sistēmas, pateicoties ārējiem siltummaiņiem, kas izolēti zemē vai ūdenī, neļauj radīt šādus "siltumnīcas" darbības apstākļus.

Siltumsūkņa darbība, strādājot saskaņā ar gruntsūdens shēmu

Kolekcionāru var apglabāt trīs veidos.

Horizontāla opcija

Caurules tiek liktas tranšejās "čūska" līdz dziļumam, kas pārsniedz augsnes sasalšanas dziļumu (vidēji - no 1 līdz 1,5 m).
Šādam kolekcionāram būs nepieciešams zemes gabals ar pietiekami lielu platību, taču jebkurš māju īpašnieks to var uzbūvēt - nav nepieciešamas citas prasmes, kā tikai spēja strādāt ar lāpstu.

Tomēr jāņem vērā, ka siltummaiņa izgatavošana ar rokām ir diezgan darbietilpīgs process.

Vertikālā opcija

Rezervuāra caurules cilpu formā ar burtu “U” ir iegremdētas akās ar dziļumu no 20 līdz 100 m. Ja nepieciešams, var izveidot vairākas šādas akas. Pēc cauruļu uzstādīšanas akas tiek piepildītas ar cementa javu.

Vertikālā kolektora priekšrocība ir tā, ka tā konstrukcijai ir nepieciešama ļoti maza platība. Tomēr nav iespēju patstāvīgi urbt akas, kuru dziļums pārsniedz 20 m, - jums būs jāpieņem urbēju komanda.

Kombinētā opcija

Šo kolektoru var uzskatīt par sava veida horizontālu, taču tā konstrukcijai ir nepieciešams daudz mazāk vietas.
Vietnē tiek izrakta apaļa aka, kuras dziļums ir 2 m.

Siltummaiņa caurules tiek uzliktas spirālē tā, lai ķēde būtu kā vertikāli uzstādīta atspere.

Pēc uzstādīšanas darbu pabeigšanas urbums tiek piepildīts. Tāpat kā horizontālā siltummaini gadījumā, visu nepieciešamo darba apjomu var veikt ar rokām.

Kolektoru piepilda ar antifrīzu - antifrīzu vai etilēnglikola šķīdumu. Lai nodrošinātu tā cirkulāciju, ķēdē tiek sagriezts īpašs sūknis. Absorbējis augsnes siltumu, antifrīzs nonāk iztvaicētājā, kur starp to un dzesējošo vielu notiek siltuma apmaiņa.

Jāpatur prātā, ka neierobežota siltuma iegūšana no augsnes, it īpaši, ja kolektors atrodas vertikāli, var izraisīt nevēlamas sekas teritorijas ģeoloģijā un ekoloģijā. Tāpēc vasaras periodā ir ļoti vēlams darbināt "augsne - ūdens" tipa siltumsūkni reversajā režīmā - gaisa kondicionēšanā.

Gāzes apkures sistēmai ir daudz priekšrocību, un viena no galvenajām ir zemās gāzes izmaksas. Kā aprīkot mājas apkuri ar gāzi, jūs pamudinās privātmājas apkures shēma ar gāzes katlu. Apsveriet apkures sistēmas konstrukcijas un nomaiņas prasības.

Par saules paneļu izvēles iespējām mājas apkurei lasiet šajā tēmā.

Kā aprēķināt un izvēlēties siltumsūkni

Siltumsūkņu aprēķins un projektēšana

Kā aprēķināt un izvēlēties siltumsūkni.

Kā jūs zināt, siltumsūkņos tiek izmantoti bezmaksas, atjaunojami enerģijas avoti: zemas kvalitātes gaisa, augsnes, pazemes, atvērtu neaizsalstošu ūdenstilpju siltums, notekūdeņi un notekūdeņi un gaiss, kā arī tehnoloģisko uzņēmumu siltuma atkritumi. Lai to savāktu, tiek patērēta elektrība, bet saņemtās siltumenerģijas un patērētās elektroenerģijas daudzuma attiecība ir aptuveni 3–7 reizes.

Ja mēs runājam tikai par zemas kvalitātes siltuma avotiem ap mums apkures vajadzībām, tas tā ir; ārējais gaiss ar temperatūru no –3 līdz +15 ° С, gaiss tiek noņemts no telpas (15–25 ° С), zemes dzīļu (4–10 ° С) un zemes (apmēram 10 ° C) ūdeņiem, ezeru un upju ūdeņiem ( 5–10 ° С), zemes virsma (zem sasalšanas punkta) (3–9 ° С) un dziļa zeme (vairāk nekā 6 m - 8 ° C).

Siltuma iegūšana no vides (iekšējais rajons).

Šķidru dzesēšanas šķidrumu iztvaicētājā sūknē ar zemu spiedienu. Iztvaicētāju ieskaujošo temperatūru termiskais līmenis ir augstāks par atbilstošo darba vides viršanas temperatūru (dzesētājs tiek izvēlēts tā, lai tas varētu vārīties pat zem nulles temperatūras). Šīs temperatūras starpības dēļ siltums tiek pārnests uz vidi, uz darba vidi, kas šajās temperatūrās vārās un iztvaiko (pārvēršas par tvaiku). Tam nepieciešamais siltums tiek iegūts no jebkura no iepriekš uzskaitītajiem zemas kvalitātes siltuma avotiem.

Uzziniet vairāk par atjaunojamiem enerģijas avotiem

Ja par siltuma avotu tiek izvēlēts atmosfēras vai ventilācijas gaiss, tiek izmantoti siltumsūkņi, kas darbojas saskaņā ar shēmu "gaiss-ūdens". Sūkni var novietot telpās vai ārā, ar iebūvētu vai tālvadības kondensatoru. Gaiss tiek izpūsts caur siltummaini (iztvaicētāju), izmantojot ventilatoru.

Kā zemas kvalitātes siltumenerģijas avotu var izmantot gruntsūdeņus ar relatīvi zemu temperatūru vai zemes virsmas slāņu augsni. Augsnes masas siltuma saturs parasti ir lielāks. Zemes virsmas slāņu augsnes termiskais režīms veidojas divu galveno faktoru ietekmē - uz virsmu krītošā saules starojuma un zemes iekšienē esošās radiogēnās siltuma plūsmas ietekmē. Sezonālās un ikdienas izmaiņas saules starojuma intensitātē un ārējā gaisa temperatūrā izraisa augsnes augšējo slāņu temperatūras svārstības. Āra gaisa temperatūras ikdienas svārstību iespiešanās dziļums un notiekošā saules starojuma intensitāte atkarībā no konkrētiem augsnes un klimatiskajiem apstākļiem svārstās no vairākiem desmitiem centimetru līdz pusotram metram. Āra gaisa temperatūras sezonālo svārstību iespiešanās dziļums un ielaistā saules starojuma intensitāte parasti nepārsniedz 15–20 m.

Horizontālo siltummaiņu veidi:

- siltummainis, kas izgatavots no sērijveidā savienotām caurulēm; - siltummainis, kas izgatavots no paralēli savienotām caurulēm; - tranšejā ieklāts horizontāls kolektors; - siltummainis cilpas formā; - siltummainis spirāles formā, kas atrodas horizontāli (tā sauktais "slinky" kolektors); - siltummainis spirāles formā, kas atrodas vertikāli.

Ūdens labi uzkrāj saules siltumu. Pat aukstajā ziemas periodā gruntsūdeņiem ir nemainīga temperatūra no +7 līdz + 12 ° C. Tā ir šī siltuma avota priekšrocība. Sakarā ar nemainīgu temperatūras līmeni šim siltuma avotam ir augsts konversijas līmenis caur siltumsūkni visu gadu. Diemžēl visur nav pietiekami daudz gruntsūdeņu. Lietojot kā gruntsūdeņu avotu, padeve tiek veikta no akas ar zemūdens sūkņa palīdzību līdz siltumsūkņa ieplūdei siltummainī (iztvaicētājā), kas darbojas saskaņā ar ūdens-ūdens / atvērtās sistēmas shēmu. no siltummaiņa izejas ūdens tiek vai nu iesūknēts citā urbumā, vai arī izvadīts ūdenstilpē. Atvērto sistēmu priekšrocība ir spēja iegūt lielu siltumenerģijas daudzumu par salīdzinoši zemām izmaksām. Tomēr akām ir nepieciešama apkope. Turklāt šādu sistēmu izmantošana nav iespējama visās jomās. Galvenās prasības augsnei un gruntsūdeņiem ir šādas:

- pietiekama augsnes ūdens caurlaidība, kas ļauj papildināt ūdens krājumus; - labs gruntsūdeņu ķīmiskais sastāvs (piemēram, zems dzelzs saturs), lai izvairītos no problēmām, kas saistītas ar nogulumu veidošanos uz cauruļu sienām un koroziju.

Lielu ēku apkurei vai dzesēšanai biežāk tiek izmantotas atvērtas sistēmas. Pasaulē lielākā ģeotermālās siltuma pārneses sistēmā gruntsūdeņi tiek izmantoti kā zemas kvalitātes siltuma enerģijas avots. Šī sistēma atrodas Luisvilā, Kentuki, ASV. Sistēma tiek izmantota viesnīcu un biroju kompleksa siltuma un aukstuma piegādei; tā jauda ir aptuveni 10 MW.

Paņemsim citu avotu - rezervuāru, tā apakšā jūs varat ievietot cilpas no plastmasas caurules, shēma "ūdens-ūdens / slēgta sistēma". Cauruļvadā cirkulē etilēnglikola šķīdums (antifrīzs), kas caur siltumsūkņa siltummaini (iztvaicētāju) pārnes siltumu dzesētājvielai.

Augsnei piemīt spēja ilgstoši uzkrāt saules enerģiju, kas nodrošina relatīvi vienmērīgu siltuma avota temperatūru visa gada garumā un tādējādi augstu siltumsūkņa konversijas koeficientu.Temperatūra augsnes virskārtā mainās atkarībā no sezonas. Zem sasalšanas temperatūras šīs temperatūras svārstības ir ievērojami samazinātas. Zemē uzkrāto siltumu atgūst, izmantojot horizontāli novietotus noslēgtus siltummaiņus, kurus dēvē arī par zemes kolektoriem, vai ar vertikāli novietotu siltummaiņu, tā saukto ģeotermālo zondu palīdzību. Vides siltumu pārnes ūdens un etilēnglikola (sālsūdens vai barotnes) maisījums, kura sasalšanas temperatūrai jābūt aptuveni -13 ° C (ņem vērā ražotāja datus). Pateicoties tam, sālsūdens darbības laikā nesasalst.

Tas nozīmē, ka ir divas iespējas zema potenciāla siltuma iegūšanai no augsnes. Plastmasas cauruļu horizontāla ieklāšana 1,3–1,7 m dziļās tranšejās, atkarībā no apkārtnes klimatiskajiem apstākļiem, vai vertikālās akas, kas ir 20–100 m dziļas. Caurules tranšejās var likt spirālveida veidā, bet ar ieklāšanas dziļumu 2 - 4 m, tas ievērojami samazinās tranšeju kopējo garumu. Virsmas augsnes maksimālā siltuma pārnešana ir no 7 līdz 25 W ar dozēšanas punktu, no ģeotermālās 20-50 W ar dozēšanas punktu. Kā norāda ražošanas uzņēmumi, tranšeju un aku kalpošanas laiks pārsniedz 100 gadus.

Nedaudz vairāk par vertikālajiem zemes siltummaiņiem.

Kopš 1986. gada Šveicē, netālu no Cīrihes, tiek veikti pētījumi par sistēmu ar vertikāliem zemes siltummaiņiem [4]. Augsnes masīvā tika uzstādīts vertikāls zemes koaksiālais siltummainis ar 105 m dziļumu.Šis siltummainis tika izmantots kā zemas pakāpes siltumenerģijas avots vienas ģimenes dzīvojamā mājā uzstādītai siltuma pārneses sistēmai. Vertikālais zemes siltummainis nodrošināja maksimālo jaudu aptuveni 70 vati uz garuma metru, kas radīja ievērojamu termisko slodzi uz apkārtējo augsnes masu. Gada siltuma ražošana ir aptuveni 13 MWh.

0,5 un 1 m attālumā no galvenā urbuma tika izurbti divi papildu urbumi, kuros temperatūras sensori tika uzstādīti 1, 2, 5, 10, 20, 35, 50, 65, 85 un 105 m dziļumā, pēc tam akas tika piepildītas ar māla-cementa maisījumu. Temperatūru mēra ik pēc trīsdesmit minūtēm. Papildus augsnes temperatūrai tika reģistrēti arī citi parametri: dzesēšanas šķidruma kustības ātrums, kompresora piedziņas enerģijas patēriņš, gaisa temperatūra utt.

Pirmais novērošanas periods ilga no 1986. līdz 1991. gadam. Mērījumi parādīja, ka ārējā gaisa siltuma un saules starojuma ietekme tiek novērota augsnes virskārtā 15 m dziļumā. Zem šī līmeņa augsnes siltuma režīms veidojas galvenokārt augsnes siltuma dēļ. zemes iekšienē. Pirmajos 2-3 darbības gados augsnes masas temperatūra, kas ap vertikālo siltummaini, strauji pazeminājās, taču katru gadu temperatūras pazemināšanās samazinājās, un pēc dažiem gadiem sistēma pārgāja nemainīgā režīmā, kad augsnes masa ap siltummaini kļuva par 1 -2 ° C.

1996. gada rudenī, desmit gadus pēc sistēmas darbības sākuma, mērījumi tika atsākti. Šie mērījumi parādīja, ka augsnes temperatūra būtiski nemainījās. Turpmākajos gados nelielas zemes temperatūras svārstības tika reģistrētas 0,5 ° C robežās atkarībā no gada apkures slodzes. Tādējādi sistēma pēc dažiem pirmajiem darbības gadiem sasniedza gandrīz stacionāru režīmu.

Balstoties uz eksperimentālajiem datiem, tika uzbūvēti augsnes masīvā notiekošo procesu matemātiskie modeļi, kas ļāva veikt ilgtermiņa augsnes masīva temperatūras izmaiņu prognozi.

Matemātiskā modelēšana parādīja, ka ikgadējā temperatūras pazemināšanās pakāpeniski samazināsies, un augsnes masas apjoms ap siltummaini, pakļaujoties temperatūras pazeminājumam, katru gadu palielināsies.Darbības perioda beigās sākas reģenerācijas process: augsnes temperatūra sāk paaugstināties. Atjaunošanās procesa raksturs ir līdzīgs siltuma "ieguves" procesa raksturam: pirmajos darbības gados strauji pieaug augsnes temperatūra, un nākamajos gados temperatūras paaugstināšanās temps samazinās. "Reģenerācijas" perioda ilgums ir atkarīgs no darbības perioda ilguma. Šie divi periodi ir aptuveni vienādi. Šajā gadījumā zemes siltummaiņa darbības periods bija trīsdesmit gadi, un arī "reģenerācijas" periods tiek lēsts trīsdesmit gadu laikā.

Tādējādi ēku apkures un dzesēšanas sistēmas, kas izmanto zemas kvalitātes siltumu no zemes, ir uzticams enerģijas avots, ko var izmantot visur. Šo avotu var izmantot pietiekami ilgu laiku, un darbības perioda beigās to var atjaunot.

Horizontālā siltumsūkņa kolektora aprēķins

Siltuma noņemšana no katra caurules skaitītāja ir atkarīga no daudziem parametriem: uzstādīšanas dziļums, gruntsūdeņu pieejamība, augsnes kvalitāte utt. Aptuveni var uzskatīt, ka horizontālajiem kolektoriem tas ir 20 W.m.p. Precīzāk: sausās smiltis - 10, sausie māli - 20, mitrie māli - 25, māli ar augstu ūdens saturu - 35 W.m.p. Dzesēšanas šķidruma temperatūras starpība cilpas tiešajās un atgriezeniskajās līnijās aprēķinos parasti tiek ņemta par 3 ° C. Kolektora vietā ēkas nevajadzētu uzcelt tā, lai zemes siltums, t.i. mūsu enerģijas avots tika papildināts ar saules starojuma enerģiju.

Minimālajam attālumam starp ieklātajām caurulēm jābūt vismaz 0,7–0,8 m. Vienas tranšejas garums var svārstīties no 30 līdz 150 m. Ir svarīgi, lai pievienoto ķēžu garumi būtu aptuveni vienādi. Primārajā kontūrā kā sildītāju ieteicams izmantot etilēnglikola šķīdumu (barotni) ar sasalšanas temperatūru aptuveni -13 ° C. Aprēķinos jāņem vērā, ka šķīduma siltuma jauda 0 ° C temperatūrā ir 3,7 kJ / (kg K), un blīvums ir 1,05 g / cm3. Lietojot barotni, spiediena zudums caurulēs ir 1,5 reizes lielāks nekā cirkulējot ūdenī. Lai aprēķinātu siltumsūkņa iekārtas primārās ķēdes parametrus, būs jānosaka barotnes plūsmas ātrums:

Vs = Qo 3600 / (1,05 3,7. T),

Kur .t - temperatūras starpība starp pieplūdes un atgriešanas līnijām, kas bieži tiek pieņemta kā 3 oK. Tad Qo - siltuma jauda, ​​kas saņemta no zema potenciāla avota (zemes). Pēdējo vērtību aprēķina kā starpību starp siltumsūkņa Qwp kopējo jaudu un dzesētāja uzsildīšanai iztērēto elektrisko jaudu. P:

Qo = Qwp - P, kW.

Kolektoru cauruļu kopējais garums L un vietnes kopējo platību A aprēķina pēc formulām:

L = Qo / q,

A = L da.

Šeit q - specifiska (no 1 m caurules) siltuma noņemšana; da - attālums starp caurulēm (ieklāšanas solis).

Aprēķina piemērs. Siltumsūknis.

Sākotnējie apstākļi: kotedžas siltuma patēriņš 120–240 m2 platībā (pamatojoties uz siltuma zudumiem, ņemot vērā infiltrāciju) - 13 kW; ūdens temperatūra apkures sistēmā tiek pieņemta par 35 ° C (grīdas apsilde); minimālā dzesēšanas šķidruma temperatūra iztvaicētāja izejā ir 0 ° С. Ēkas apsildīšanai no esošā tehniskā aprīkojuma klāsta tika izvēlēts 14,5 kW siltumsūknis, ņemot vērā barotnes viskozitātes zudumus, iegūstot un nododot siltumenerģiju no zemes, ir 3,22 kW. Siltuma noņemšana no augsnes virsmas slāņa (sausais māls), q ir vienāds ar 20 W / m.p. Saskaņā ar formulām mēs aprēķinām:

1) nepieciešamā kolektora siltuma jauda Qo = 14,5 - 3,22 = 11,28 kW;

2) kopējais caurules garums L = Qo / q = 11,28 / 0,020 = 564 l.p. Lai organizētu šādu kolektoru, jums būs nepieciešamas 6 ķēdes 100 m garumā;

3) ar dēšanas soli 0,75 m - nepieciešamo laukuma laukumu A = 600 x 0,75 = 450 m2;

4) vispārējs etilēnglikola šķīduma lādiņš Vs = 11,28 3600 / (1,05 3,7 3) = 3,51 m3, vienā ķēdē ir vienāds ar 0,58 m3.

Kolektora ierīcei mēs izvēlamies plastmasas cauruli standarta izmērā 32x3. Spiediena zudums tajā būs 45 Pa / mp. vienas ķēdes pretestība ir aptuveni 7 kPa; dzesēšanas šķidruma plūsmas ātrums - 0,3 m / s.

Zondes aprēķins

Izmantojot vertikālas akas ar dziļumu no 20 līdz 100 m, tajās tiek iegremdētas U veida plastmasas caurules (ar diametru no 32 mm). Parasti vienā cilpā ievieto divas cilpas, kas piepildītas ar suspensijas šķīdumu. Šādas zondes īpatnējo siltuma jaudu vidēji var uztvert kā 50 W / m.p. Varat arī koncentrēties uz šādiem datiem par siltuma izlaidi:

- sausie nogulumu ieži - 20 W / m; - akmeņaina augsne un ar ūdeni piesātināti nogulumu ieži - 50 W / m; - akmeņi ar augstu siltuma vadītspēju - 70 W / m; - gruntsūdeņi - 80 W / m.

Augsnes temperatūra dziļumā, kas pārsniedz 15 m, ir nemainīga un ir aptuveni +9 ° С. Attālumam starp akām jābūt lielākam par 5 m. Ja ir pazemes straumes, akām jāatrodas uz līnijas, kas ir perpendikulāra plūsmai.

Cauruļu diametru izvēle tiek veikta, pamatojoties uz spiediena zudumu vajadzīgajam dzesēšanas šķidruma plūsmas ātrumam. Šķidruma plūsmas ātrumu var aprēķināt t = 5 ° С.

Aprēķina piemērs.

Sākotnējie dati ir tādi paši kā iepriekš aprakstītajā horizontālā rezervuāra aprēķināšanā. Ja zondes īpatnējā siltuma jauda ir 50 W / m un nepieciešamā jauda ir 11,28 kW, zondes garumam L jābūt 225 m.

Lai izveidotu kolektoru, nepieciešams urbt trīs akas ar dziļumu 75 m. Katrā no tām mēs ievietojam divas 32x3 caurules cilpas; kopā - 6 ķēdes, katra 150 m.

Kopējais dzesēšanas šķidruma plūsmas ātrums pie .t = 5 ° С būs 2,1 m3 / h; plūsmas ātrums caur vienu ķēdi - 0,35 m3 / h. Kontūrām būs šādas hidrauliskās īpašības: spiediena zudums caurulē - 96 Pa / m (siltuma nesējs - 25% etilēnglikola šķīdums); cilpas pretestība - 14,4 kPa; plūsmas ātrums - 0,3 m / s.

Aprīkojuma izvēle

Tā kā antifrīza temperatūra var mainīties (no –5 līdz +20 ° C), siltumsūkņa agregāta primārajā kontūrā ir nepieciešama hidrauliskā izplešanās tvertne.

Uz siltumsūkņa apkures (kondensācijas) līnijas ieteicams uzstādīt arī uzglabāšanas tvertni: siltumsūkņa kompresors darbojas ieslēgšanas un izslēgšanas režīmā. Pārāk bieža iedarbināšana var izraisīt tā daļu paātrinātu nodilumu. Tvertne ir noderīga arī kā enerģijas akumulators - strāvas padeves pārtraukuma gadījumā. Tā minimālais tilpums tiek ņemts ar ātrumu 20-30 litri uz 1 kW siltumsūkņa jaudas.

Izmantojot divvērtību, otro enerģijas avotu (elektrisko, gāzes, šķidrā vai cietā kurināmā katlu), tas tiek savienots ar ķēdi caur akumulatora tvertni, kas ir arī termohidrodistors, katla aktivizēšanu kontrolē siltumsūknis vai automatizācijas sistēmas augšējais līmenis.

Iespējamu elektroenerģijas padeves pārtraukumu gadījumā uzstādītā siltumsūkņa jaudu var palielināt ar koeficientu, kas aprēķināts pēc formulas: f = 24 / (24 - t izslēgts), kur t izslēgts ir elektroenerģijas padeves pārtraukuma ilgums.

Iespējamas 4 stundu elektroenerģijas padeves pārtraukuma gadījumā šis koeficients būs vienāds ar 1,2.

Siltumsūkņa jaudu var izvēlēties, pamatojoties uz tā vienvalentu vai divvērtīgu režīmu. Pirmajā gadījumā tiek pieņemts, ka siltumsūknis tiek izmantots kā vienīgais siltumenerģijas ģenerators.

Jāņem vērā: pat mūsu valstī periodu ar zemu gaisa temperatūru ilgums ir maza daļa no apkures sezonas. Piemēram, Krievijas centrālajam reģionam laiks, kad temperatūra nokrītas zem –10 ° С, ir tikai 900 stundas (38 dienas), savukārt pašas sezonas ilgums ir 5112 stundas, un janvāra vidējā temperatūra ir aptuveni –10 ° С. Tādēļ vispiemērotākais ir siltumsūkņa darbība divvērtīgā režīmā, paredzot papildu avota iekļaušanu periodos, kad gaisa temperatūra nokrītas zem noteiktas: –5 ° С - Krievijas dienvidu reģionos, - 10 ° С - centrālajos. Tas ļauj samazināt siltumsūkņa un it īpaši primārās ķēdes uzstādīšanas darbu (tranšeju ieklāšana, urbumu urbšana utt.) Izmaksas, kas ievērojami palielinās, palielinoties iekārtas jaudai.

Krievijas centrālajā reģionā aptuvenai aplēsei, izvēloties siltumsūkni, kas darbojas divvērtīgā režīmā, var koncentrēties uz attiecību 70/30: 70% no siltuma pieprasījuma sedz siltumsūknis, bet pārējos 30 - elektrisks vai cits siltumenerģijas avots. Dienvidu reģionos var vadīt siltumsūkņa un papildu siltuma avota jaudas attiecību, ko bieži izmanto Rietumeiropā: 50 līdz 50.

Kotedžai 200 m2 platībā 4 cilvēkiem ar siltuma zudumiem 70 W / m2 (aprēķinot par –28 ° C ārējā gaisa temperatūru) siltuma patēriņš būs 14 kW. Šai vērtībai pievienojiet 700 W karstā ūdens sagatavošanai. Tā rezultātā nepieciešamā siltumsūkņa jauda būs 14,7 kW.

Ja ir iespējams īslaicīgs elektroenerģijas padeves pārtraukums, šis skaitlis jāpalielina par atbilstošo koeficientu. Pieņemsim, ka dienas izslēgšanās laiks ir 4 stundas, tad siltumsūkņa jaudai jābūt 17,6 kW (reizināšanas koeficients ir 1,2). Vienvērtīgā režīma gadījumā jūs varat izvēlēties zemes – ūdens siltumsūkni ar jaudu 17,1 kW, patērējot 6,0 kW elektroenerģijas.

Divvērtīgai sistēmai ar papildu elektrisko sildītāju un aukstā ūdens padeves temperatūru 10 ° C, lai iegūtu karstu ūdeni un drošības koeficientu, siltumsūkņa jaudai jābūt 11,4 W, bet elektriskā katla jaudai - 6,2 kW (kopā - 17,6) ... Sistēmas patērētā maksimālā elektriskā jauda būs 9,7 kW.

Aptuvenās patērētās elektroenerģijas izmaksas sezonā, kad siltumsūknis darbojas vienvērtīgā režīmā, būs 500 rubļu, bet divvērtīgā režīmā temperatūrā zem (-10 ° C) - 12 500. Enerģijas nesēja izmaksas, lietojot tikai atbilstošos katls būs: elektrība - 42 000, dīzeļdegviela - 25 000 un gāze - apmēram 8 000 rubļu. (ja piegādāta caurule un zemas gāzes cenas Krievijā). Pašlaik mūsu apstākļiem darba efektivitātes ziņā siltumsūkni var salīdzināt tikai ar jaunas sērijas gāzes katlu, kā arī ekspluatācijas izmaksu, izturības, drošības (katlu telpa nav nepieciešama) un videi draudzīguma ziņā, tas pārspēj visus pārējos siltumenerģijas ražošanas veidus.

Ņemiet vērā, ka, uzstādot siltumsūkņus, vispirms jums vajadzētu rūpēties par ēkas siltināšanu un stikla pakešu logu uzstādīšanu ar zemu siltuma vadītspēju, kas samazinās ēkas siltuma zudumus un līdz ar to arī darba un aprīkojuma izmaksas.

https://www.patlah.ru

© "Tehnoloģiju un metožu enciklopēdija" Patlakh V.V. 1993.-2007

Horizontālā siltumsūkņa kolektora aprēķins

Horizontālā kolektora efektivitāte ir atkarīga no vides, kurā tas ir iegremdēts, temperatūras, tā siltuma vadītspējas, kā arī kontakta laukuma ar caurules virsmu. Aprēķina metode ir diezgan sarežģīta, tāpēc vairumā gadījumu tiek izmantoti vidējie dati.

Tiek uzskatīts, ka katrs siltummaini skaitītājs nodrošina HP šādu siltuma jaudu:

• 10 W - aprakts sausā smilšainā vai akmeņainā augsnē;
• 20 W - sausā māla augsnē;
• 25 W - mitrā māla augsnē;
• 35 W - ļoti mitrā māla augsnē.

Tādējādi, lai aprēķinātu kolektora garumu (L), nepieciešamā siltuma jauda (Q) jāsadala ar augsnes siltumspēju (p):

L = Q / p.

Norādītās vērtības var uzskatīt par derīgām tikai tad, ja ir izpildīti šādi nosacījumi:

• Zemes gabals virs kolektora nav apbūvēts, nav ēnots vai apstādīts ar kokiem vai krūmiem.
• Attālums starp blakus esošajiem spirāles pagriezieniem vai "čūskas" sekcijām ir vismaz 0,7 m.

Kā darbojas siltumsūkņi

Jebkurā siltumsūknī ir darba vide, ko sauc par dzesētāju. Parasti freons darbojas šajā jaudā, retāk amonjaks. Pati ierīce sastāv tikai no trim komponentiem:

Iztvaicētājs un kondensators ir divas tvertnes, kas izskatās kā garas izliektas caurules - spoles.Kondensators vienā galā ir savienots ar kompresora izeju, bet iztvaicētājs - pie ieplūdes. Spoles galus savieno un krustojumā starp tiem ir uzstādīts spiediena samazināšanas vārsts. Iztvaicētājs ir tiešā vai netiešā kontaktā ar avotu, un kondensators saskaras ar apkures vai karstā ūdens sistēmu.

Kā darbojas siltumsūknis

HP darbības pamatā ir gāzes tilpuma, spiediena un temperatūras savstarpējā atkarība. Lūk, kas notiek ierīces iekšienē:

1. Amonjaks, freons vai cits dzesētājs, pārvietojoties pa iztvaicētāju, no avota barotnes uzsilst, piemēram, līdz +5 grādu temperatūrai.
2. Pēc iziešanas caur iztvaicētāju gāze nonāk kompresorā, kas to sūknē pie kondensatora.
3. Kompresora izvadīto dzesējošo vielu kondensatorā tur spiediena samazināšanas vārsts, tāpēc tā spiediens šeit ir lielāks nekā iztvaicētājā. Kā jūs zināt, pieaugot spiedienam, jebkuras gāzes temperatūra paaugstinās. Tieši tā notiek ar aukstumaģentu - tas sakarst līdz 60 - 70 grādiem. Tā kā kondensatoru mazgā dzesēšanas šķidrums, kas cirkulē apkures sistēmā, arī pēdējais uzsilst.
4. Aukstumaģents tiek izvadīts nelielās porcijās caur spiediena samazināšanas vārstu uz iztvaicētāju, kur tā spiediens atkal pazeminās. Gāze izplešas un atdziest, un, tā kā iepriekšējā siltuma apmaiņas rezultātā tā zaudēja daļu iekšējās enerģijas, tās temperatūra nokrītas zem sākotnējiem +5 grādiem. Pēc iztvaicētāja tas atkal uzsilst, pēc tam kompresors to iesūc kondensatorā - un tā tālāk pa apli. Zinātniski šo procesu sauc par Karnot ciklu.

Bet siltumsūknis joprojām ir ļoti rentabls: par katru iztērēto kW * h elektroenerģijas ir iespējams iegūt no 3 līdz 5 kW * h siltuma.

Enerģijas taupīšana

Alternatīvo enerģijas avotu izmantošana mūsdienās ir prioritārs uzdevums gandrīz visās mūsdienu cilvēka darbības sfērās. Vēja, ūdens, saules enerģijas aktīva izmantošana ļauj ne tikai ievērojami samazināt finanšu resursu izmaksas, īstenojot visa veida tehnoloģiskās darbības, bet arī labvēlīgi ietekmē vides stāvokli (saistīts ar emisiju samazināšanos) piesārņojošo vielu iekļūšana atmosfērā).

Līdzīga tendence vērojama arī mājokļu un mājsaimniecības nozarē, ņemot vērā to, ka labvēlīgu dzīves apstākļu radīšanai arvien vairāk tiek izmantoti saules kolektori, vēja ģeneratori, ekonomiski siltuma ģeneratori, kā arī tiek veikti pasākumi siltumizolācijas līmeņa uzlabošanai. visi struktūras elementi.

Ļoti efektīvs pasākums no ekonomiskā viedokļa ir siltumsūkņu - ģeotermālās enerģijas avotu - izmantošana. Principā siltumsūkņi ir konstruēti tā, lai tie burtiski pa druskai pa vidam varētu iegūt siltumu un tikai pēc tam to pārveidot un nosūtīt uz tiešās izmantošanas vietu. Gaiss, ūdens, augsne var darboties kā siltuma sūkņa enerģijas avoti, savukārt viss process tiek realizēts dažu vielu (aukstumaģentu) fizisko īpašību dēļ, lai vārītos zemā temperatūrā.

Tādējādi tradicionālo resursu izmaksas uzrādītā siltuma ģeneratora darbībai ir saistītas tikai ar enerģijas transportēšanu, savukārt tā galvenā daļa ir iesaistīta no ārpuses. Siltumsūkņu pamatīpašību dēļ to darbības koeficients var sasniegt 3-5 vienības, tas ir, iztērējot 100 W elektroenerģijas siltumsūkņa darbībai, jūs varat iegūt līdz 0,5 kW siltumenerģijas.