Подсказки для самостоятельного изготовления теплового насоса

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

9 поворотов. Длина общая трассы 5 метров. Сопротивление испарителя (номинальное, не скажу при каких протоках) 25ква, то есть не так много. Думаю, виноваты в таком большом сопротивлении зауженные вход-выход вихревого насоса. 1 дюйм не так много, а если заглянуть в глубь просвета, то там совсем сантиметр-полтора квадратных отверстие площадью. Всё ж больше для создания давления такие насосы, а не для протока. Мысль понял, буду смотреть в сторону центробежных насосов больше. Спасибо!

 

Разъясните пожалуйта. Допустим, ТН работает в режиме 0/+35. В ТН фреон из конденсатора выходит с температурой +35? Что будет, если поставить еще один теплообменник и охлаждать фреон еще больше? Тепло будем отнимать с пользой, для подогрева приточки, например. COP увеличится?

 

Конечно, если пустить тепло от жидкого фреона на нужное дело, то польза будет.
И СОР подрастёт, так как снизится массовый расход фреона через компрессор при той же холодопроизводительности испарителя, или вырастет холодопроизводительность при неизменном массовом расходе.
Главная задача - найти источник холода, в который тепло от жидкого фреона во время работы ТН будет скидываться с пользой.
Подогрев приточного воздуха один из подходящих вариантов, если рассчитать тепловой баланс и подобрать подходящий теплообменник.

 

Decabrino, скажите пожайлуста, не могу понять, как отразится на работе ТН воздух-вода переделанного из наружного блока кондиционера увеличение внутреннего объёма холодильного контура. Хочется снизить гидравлические потери, и жидкостную линию вместо 1/4 сделать 3/8, к тому же, место внутреннего блока займёт коаксиальный теплообменник вода-фреон, а это тоже увеличение объёма в разы. Мне думается, там всё рассчитано очень точно, и такое моё самоуправство может не пойти на пользу? Заранее спасибо.

 

Бездумно увеличивать диаметры и длину трубок не стоит.
Как впрочем заужать и укорачивать
Изменение размеров одних элементов системы может потребовать корректировки других.
Ведь для нормальной работы ХМ необходимо, чтобы фреоновый контур удовлетворял ряду условий.

Увеличив внутреннюю ёмкость испарителя, вероятно потребуется корректировка заправки в сторону её увеличения, само собой это потянет необходимость увеличить вместимость конденсатора, ведь он должен вмещать в себя весь хладагент, заправляемый в систему. Или дополнительно ставить ресивер.
В результате этих мероприятий может оказаться маловат объём докипателя, расположенный на всасе в компрессор. Придётся выбрасывать капиллярку и ставить ТРВ.
Цепная реакция, в результате которой переделка сплита окажется не такой уж и бюджетной, а ведь мощность ТН останется прежней, так как она определяется производительностью установленного компрессора.
Диаметр трубок следует подбирать исходя из скорости парожидкостной смеси, определяемой по массовому расходу фреона и его плотности при данном давлении.
Жидкостную трубку можно сделать даже тоньше, чем в сплите, если конечно она на самом деле будет жидкостной.
В сплите, как таковой, жидкостной трубки нет, по тонкой трубе идёт кипящая парожидкостная смесь, охлаждая сама себя, ведь капиллярка расположена в наружке, а особо большого переохлаждения в кондеях не бывает. Разве только если зимой, при работе на охлаждение.
При переделке сплита в ТН воздух-вода наружка работает испарителем, капиллярка находится в ней, конденсатор будет выносной, из этого и надо исходить.
Если останется режим охлаждения, то надо обдумать и его правильную работу.

 

Большое спасибо. Режима охлаждения я не планирую, одна неделя в году жары - не стоит овчинка выделки, простота устройства, думаю, главное достоинство капиллярной системы. А себестоимость, в конечном итоге, отражается на всей идее экономичности ТН, ведь ради этого огород городится. Ну и, само собой, надёжность. Разложили по полочкам все мои сомнения, есть над чем поломать голову.

 

Здравствуйте!

Вопрос у меня по горизонтальному теплосборному коллектору.

Место действия - Краснодарский край. Из Википедии узнаем, что среднегодовая температура 12,1С, с тенденцией повышения.

В первом случае коллектор заложим в водоносный (верховодный) слой
Во втором если не удастся докопаться соответственно не в водоносный

Допустим, что отнимать у земли будем 4 градуса
Мощность ТН по теплу пусть будет 10Квт
,
Так вот, необходимо ли в таком случае (в первом или втором, или в обоих сразу) в коллекторе использовать гликоль или достаточно простой воды?
То есть есть ли риск замораживания теплоносителя?

Спасибо

 

А не разумнее ли в Краснодаре использовать Воздушный ТН?

 

Разумней, но не в январе - феврале...

предыдущий вопрос снимаю, ответ нашел в соседней теме.

дублирую (с собственном пересказе):

почему нельзя использовать воду в коллекторе?

потому что, при выходе из строя подающего насоса и\или завоздушивания ПТО, ПТО с высокой вероятностью придется менять.

 

Dekabrino, ранее Вы говорили по поводу двух ТН и ТА достаточной емкости в виде бассеина.

Каким образом в таком случае надежно тепло изолировать такое большое зеркало (скажем 20м2) воды в зимней период?

 

Мероприятия по снижению испарения воды и теплопотерь с открытого зеркала бассейна при попытках использования его в качестве нагреваемого/охлаждаемого теплоаккумулятора не считаю экономически оправданными, как не считаю вообще целесообразным нагревать/охлаждать выше/ниже температуры окружающего воздуха воду в открытых объёмах, используемых в качестве ТА.
Теплопотери с каждого квадратного метра зеркала воды составляют 8-10 Вт/К в закрытых помещениях и в зависимости от скорости ветра от 20-30 Вт/К и выше в открытых водоемах и это не считая потерь излучением и на испарение, которые определяются отдельно, исходя из влажности окружающего воздуха, атмосферного давления и пр. При этом вода будет продолжать остывать даже в том случае, когда температура окружающего воздуха несколько выше температуры воды. Чем меньше влажность окружающего воздуха, тем больше может быть эта разница температур, пока теплопотери воды на испарение не сравняются с теплопритоками от более теплого окружающего воздуха.

Я говорил про бассейн для купания, расположенный в доме.
Если он уже есть и используется по своему прямому назначению - для купания, то дополнительно использовать такой бассейн в качестве ТА вполне возможно при некоторых условиях.

Специально делать ТА в виде бассейна достаточно накладно и экономически не выгодно, проще тогда использовать теплоизолированный бак с водой.

Нагревая/охлаждая воду в баке от 35 до 55 градусов в каждом кубе воды можно
запасать/высвобождать 20 кВтчас тепла.
Если суточные теплопотери домика 100 кВтчас, то для сглаживания полусуточных пиков потребления/расхода достаточно емкости ТА на 2-3 м3, что составит 40-60 кВтчас по теплу.
Если использовать нагрев ТА от ТТ или ТЭН по ночному тарифу, то воду в теплоизолированном баке можно греть до 75-85 градусов, в этом случае объём ТА может быть в 2 раза меньше.

Если имеется купальный бассейн в доме, то обычной температуры воды, комфортной для купания человека, а это около 25-27 градусов, недостаточно для прямого использования даже в низкотемпературных системах отопления, будь то теплый пол или фанкойлы.
Надо температуру подачи повышать до уровня, необходимого для используемых отопительных приборов - для ТП это около 35-40 градусов.

Если просто нагревать, скажем ночью, дешевым электротарифом воду в бассейне до температуры 45-50 градусов, чтобы запасти 5-10 кВтчас тепла в каждом кубе воды на дельте 5-10 градусов, то бассейн по прямому назначению, - для купания, использовать будет практически нельзя.
Кроме того возникнут проблемы, про которые Вы спрашиваете - сильное испарение и теплопотери с зеркала воды. Их нужно будет решать каким либо образом.
Зеркало 20 м2 при температуре воды в бассейне 45 С и воздуха в помещении 25 С отдаёт до 20х10х20= 4 кВт прямым теплообменом и ещё 7-8 кВтчас при испарении со своей поверхности каждых 10 литров воды.
В сутки это 100-150 кВтчас суммарных теплопотерь с поверхности и ещё сколько-то, в зависимости от теплоизоляции, через стенки и дно бассейна.
Практически вся суточная доза тепла, необходимая на компенсацию внешних теплопотерь дома может легко уходить с 20 квадратов открытой поверхности воды при разнице температур 20 градусов.

Именно поэтому открытые емкости с нагретой водой быстро остывают.
Конечно, если бассейн находится внутри дома, то всё это тепло останется внутри и пойдёт на обогрев дома.
Но 40-50 литров воды, испаряющиеся с поверхности воды ежесуточно, во влажностном балансе дома явно будут лишние, даже зимой.
В процессе борьбы с повышенной влажностью - осушением и вентиляцией, можно потерять всю целесообразность такого использования бассейна как теплоаккумулятора, не считая того, что по прямому назначению - купаться, с повышенной температурой воды, тоже затруднительно.

В случае температуры воды 25-27 С и температуры воздуха в помещении 25-27 С, теплопотери с поверхности воды происходят только посредством испарения.
Так как такой бассейн используется для купания, мероприятия для поддержания необходимой влажности и вентиляции помещения всё равно неизбежны.
Затраты на них можно снизить применением рекуператора.

Для использования такого бассейна в качестве ТА необходимо дополнительно использовать тепловой насос, который будет отбирать тепло от воды бассейна и подавать это тепло в систему отопления.
При температуре воды в бассейне 27 градусов и температуре подачи теплоносителя в СО 35 градусов, кипение хладагента в ТН возможно при +22, конденсация при +40.
При таких параметрах СОР теплового насоса будет более 10, поэтому 10% расхода электроэнергии на преобразование 25-27 градусного тепла воды из бассейна в 35-38 градусную подачу для теплоносителя системы отопления необременителен.
Тем более учитывая, что эти 10% тоже идут на отопление дома.
При условии конечно, что в доме основное отопление - низкотемпературное.

Чтобы иметь возможность продолжать купаться в бассейне с комфортом, вода в нём должна отличаться не более чем на 2-3 градуса в большую или меньшую сторону от комфортной, следовательно дельта нагрева/охлаждения должна быть не более 5 градусов.
Чтобы получать при этом 100-150 кВтчас тепла, объём воды в бассейне должен быть 20-30 м3. При зеркале 20 м2 это 1-1,5 м глубины.
Ночью можно использовать основной ТН для отопления дома по льготному ночному тарифу, а днём покрывать возникающие теплопотери дома, беря нужное тепло из бассейна тепловым насосом с достаточно высоким СОР при этом.

Вся эта система имеет право на жизнь при использовании разницы между дневными/ночными тарифами на электричество, чтобы наиболее экономично использовать основной ТН только ночью на отопление дома, нагрев бойлера ГВС и подогрев бассейна.
При цене на электричество в МО ночью рубль с мелочью, цена киловатта тепла получается почти в 2 раза дешевле магистрального газа, даже с учетом дневной работы другого ТН.
Но!
При этом выделенная на дом электрическая мощность должна позволять ночью работать ТН на полную, иначе смысла во всём этом просто нет.

Ну и ТН для бассейна нужен, желательно (для минимизации затрат) собрать его самостоятельно.
А бассейн в доме должен быть изначально, специально его строить для нужд теплоаккумуляции я думаю нецелесообразно.
Для других случаев - другие решения.

Есть нюанс при подборе компрессора и теплообменников для такого ТН.
Можно использовать температуру кипения около 12 градусов, чтобы не выходить из разрешенных диапазонов по кипению для стандартных компрессоров.
Тогда СОР будет немного ниже, но почти постоянным, несмотря на колебания температуры воды в бассейне.
При этом теплообменник под испаритель можно взять в 2-3 раза меньше, так как разница между температурой воды 25-27 градусов и температурой кипения 12 градусов обеспечит довольно большой температурный напор в 12-15 К, превышающий стандартные напоры 4-5 К в 3 раза.
Можно пойти другим путем.
Чтобы получить СОР более 10 - требуется обеспечить максимально возможную температуру кипения.
В этом случае она может быть более +20 градусов по Цельсию.
Но не каждый компрессор сможет работать при таких условиях.
Может не хватить мощности встроенного электродвигателя, чтобы обеспечить перекачку и сжатие повышенного объёма паров, получающихся при высоких температурах кипения.
Требуется посчитать объём получающихся паров используемого хладагента при выбранной температуре кипения и перегреве, определить их массу, вычислить необходимую мощность для перекачки и сжатия до нужного давления конденсации и подобрать компрессор, подходящий по объёмной производительности и мощности электродвигателя.
Может быть потребуется для возможности использования R22 взять компрессор, предназначенный для R410, или при наличии на руках компрессора для R22 использовать в системе газ R134a.
Ну и так далее...

 

Уважаемый, Dekabrino.
А что если этот самый ТА сделать в виде солнечного пруда. Тогда сам по себе верхний слой воды и будет теплоизоляцией и теплопотери не будут такими огромными. Кроме того - в летний период времени сам пруд будет являться солнечным коллектором, очень дешевым.

 

Dekabrino, спасибо за развернутый ответ.

А если немного изменить условия...
Краснодарский край, среднегодовая температура +12С
размеры 6000х4000х2000
зеркало - 24м2
обьем - 48тн
Тип - переливной

Бассейн не в доме а в собственном помещении изолированном от улицы, одной стороной примыкающей к дому. На уровне второго этажа. С достаточной теплоизоляцией ванны.

Бассейн также используется как накопительная емкость и отстойник воды (фильтрация железа). Присутствует постоянна циркуляция.

На зимний период зеркало воды будет прикрыто теплоизоляцией (для купания использоваться не будет).

К этому добавим СК, которые греют воду и зимой (хуже) и летом (лучше).

Морозильная камера с утилизацией тепла в бассейн.

Исходя из условий становится необязательным осушать воздух в помещении бассейна. Нижний предел температуры воды можно понизить до +15с (так как вода все же будет использоваться для холодного водоснабжения).

Исходя из условий, насколько целесообразно будет использовать бассейн в качестве ТА?

Спасибо

 

С точки зрения теории - ничего этому не мешает.
С практической стороны - это как ветряки, солнечные батареи и солнечные коллекторы.
Всему своё место и время.
Когда тепло нужно, то нет ветра или солнца.
Когда есть ветер и солнце - тепло в таких количествах не требуется.
Ну и наверно стоимость сооружения играет значение.
Я например не очень представляю какого размера "солнечный пруд" нужен в подмосковье, чтобы обеспечить теплом дом в декабре-январе.
Как бороться со льдом на поверхности и мутностью верхнего слоя воды?
Иначе он превратится в пруд обычный, не "солнечный".
Да и постоянные дожди весной-осенью и снег зимой будут разбавлять концентрацию жижи.
Каждый год придётся добавлять несколько самосвалов соли?
Чтобы летом-осенью получить на дне пруда кучу тепла, которое в общем то и не очень нужно с такими хлопотами.
Тогда уж лучше вакуумные коллекторы.

 

Я

Я имел ввиду использование пруда совместно с ТН. Т. е. летом он работает как очень большой СК и накапливает тепло, в т. ч. и в окружающем его грунте. А зимой забирать из него тепло ТН.