Что такое тепловой насос

Тепловой насос — установка во многом похожая на холодильник. Как в тепловом насосе, так и в холодильнике есть компрессор, конденсатор, испаритель и устройство дросселирования. У обоих установок одинаковые циклы работы, разнятся лишь параметры настройки. Даже визуально, по габаритам и форме, они схожи.
Работа холодильника основана на «выкачивании» тепла наружу, работа же теплового насоса, наоборот, основана на заборе тепла извне и перенаправлении его систему отопления. В холодильниках практически не ощущаемое тепло продуктов отводится в виде достаточно горячего воздушного потока, которое отходит от радиатора, расположенного на задней стенке холодильника (конденсатора). Именно поэтому, вытащив из холодильника испарительную камеру (с трубами) и закопав ее в грунт, мы будем иметь теплонасос, который будет способен обогревать помещения подогретым воздухом. Если же конденсатор омывать водой (через теплообменник), то нагретую воду можно направлять в систему водяного отопления: в радиаторы, фанкойлы или в теплые водяные полы.
Принципиальная работа теплового насоса основана на цикле Карно, который хорошо известен еще из школьного курса физики.

Основными составными элементами внутренних контуров тепловых насосов являются:

- Компрессор (получает энергию от электрической сети )
- Конденсатор 
- Испаритель 
- Терморасширительный клапан (капилляр)

Кроме того, внутренний контур включает в себя терморегулятор (является управляющим устройством) и хладагент (циркулирующий в замкнутом контуре газ, имеющий определённые физические характеристики).
Хладагент поступает в испаритель под давлением через капиллярное отверстие, там за счёт резкого снижения давления происходит испарение. При этом хладагент забирает тепло у внутренних стенок испарителя, а испаритель, в свою очередь, забирает тепло у грунтового контура, таким образом происходит его постоянное охлаждение. Компрессор, всасывая из испарителя хладагент, сжимает его, таким образом температура хладагента растет и выталкивает в конденсатор. Далее, в конденсаторе нагретый хладагент в результате сжатия отдает полученное тепло (температура около 85-125С) в отапливаемый контур и полностью переходит в жидкое состояние. Далее процесс циклично повторяется. Когда достигается нужная температура, терморегулятор, размыкая электрическую цепь, останавливает компрессор. После снижения температуры в отопительном контуре терморегулятор вновь замыкает цепь и включается компрессор.
Работа теплового насоса похожа на процесс работы холодильника. Теплонасос перекачивает низкопотенциальную тепловую энергию воды, грунта, или воздуха в относительно высокопотенциальное тепло (воду или воздух) для отопления объекта.
Таким образом, мы имеем разные типы тепловых насосов: «вода-вода», «грунт-вода», «воздух-вода», «грунт-воздух», «вода-воздух» и «воздух-воздух». Первое слово в обозначении типа - это источник тепла (низкопотенциальная тепловая энергия), второе - источник нагрузки для обогрева здания (высокопотенциальное тепло).
В результате: примерно две трети тепловой энергии мы можем получать бесплатно от природы: воды, грунта или воздуха и только треть необходимо потратить на работу самого компрессора в тепловом насосе. Фактически, владелец теплового насоса может экономить до 70% финансовых средств, которые он бы регулярно затрачивал при отоплении традиционным способом (электроэнергия, газ или дизтопливо) своего дома, гаража, офиса, магазина, склада и т.д.
Все вышесказанное означает, что тепловой насос берет тепловую энергию из воды, земли или воздуха и «перекачивает» в Ваш дом.
Тепловые насосы применяют не только для экономичного отопления, но и для приготовления горячей воды. Кроме этого, отличительной чертой их работы по сравнению с традиционными отопительными системами, это возможность не только отапливать, но и охлаждать воздух в комнатах, вентилировать помещения.

Основные преимущества тепловых насосов: 
Экономичность. Тепловой насос использует затраченную энергию значительно эффективнее любых других отопительных котлов, сжигающих топливо или электричество напрямую. Величина КПД у них достигает 500%. Тепловые насосы характеризуют коэффициентом преобразования тепла (Кпт). Этот коэффициент также называют коэффициентом трансформации тепла, коэффициентом трансформации мощности, коэффициентом преобразования температур, иногда встречается просто аббревиатура COP. Суть в этих названиях одна - коэффициент определяет отношение получаемого тепловым насосом тепла к затраченной им энергии. Например, Кпт = 3,8 говорит о том, что, подведя к установке всего 1 кВт, на выходе мы получим 3,8 кВт тепловой мощности (3,0 кВт мы получаем безвозмездно у природы).
Доступность и повсеместность . Практически нет такого дома или объекта, где нам недоступна установка теплового насоса. Источник рассеянного тепла мы можем обнаружить в любом уголке нашей планеты. Земля, вода и, конечно, воздух есть даже на самом отдаленном от цивилизации участке, вдали от газопроводов - тепловой насос везде раздобудет для себя "пищу" для того, чтобы бесперебойно обогревать ваш дом. Это оборудование не зависит от капризов погоды, поставщиков и тарифов на тепло, наличия дров или дизельного топлива, или просто от падения давления газа в сети.
Экологичность. Отопление тепловыми насосами - экологично чистый способ обогрева. Такая установка не только сэкономит деньги на энергоресурсы, но и сбережет здоровье жильцам дома. Данные отопительные установки не сжигают топливо и, соответственно, не образуются вредные для человека окислы по типу SO2, PbO2, CO, СO2, NOх. Вокруг дома на почве не будет следов азотистой, фосфорной, серной кислот и бензольных соединений. Конечно, применение тепловых насосов положительно влияет на экологию всей планеты, сокращается выработка электроэнергии на ТЭЦ и т.д. Используемые в тепловых насосах фреоны озонобезопасны и не содержат хлоруглеродов.
Универсальность. Тепловые насосы не только вырабатывают тепло, но и охлаждают помещения, то есть они реверсивные. Тепловые насосы могут отбирать тепло из воздуха дома, охлаждая его и направлять тепловые избытки в скважину или на улицу с воздухом. В летнее время избыточное тепло можно использовать на подогрев бассейна.
Безопасность. Тепловые насосы пожаро- и взрывобезопасны. Нет открытого огня, выбросов, нет топлива, опасных газов или смесей. Взрываться в тепловом насосе попросту нечему, нельзя также отравиться или угореть. Никакие элементы его конструкции не нагреваются до высоких температур, способных воспламенить горючие материалы. Остановки теплового насоса не приводят поломкам или замерзанию жидкостей. В целом, тепловой насос не более опасен, чем обычный холодильник.

Отопление тепловыми насосами. Особенности.

Обогревая здание тепловыми насосами необходимо знать характерный ряд особенностей:
- Во-первых, тепловые насосы оправдывают себя только в хорошо утепленных зданиях, в зданиях которые имеют теплопотери не более 100 Вт/м2. При чем закономерность прямо пропорциональная: чем теплее дом, тем выгодней установка теплового насоса. Отапливать улицу, собирая при этом на ней же крохи тепла, - бессмысленное занятие.
- Во-вторых, чем меньше разница температур теплоносителей во входном и выходном контурах, тем больше коэффициент преобразования тепла (Кпт), то есть больше экономия электроэнергии. Это значит, что в случае применения тепловых насосов —выгодней подключать их к низкотемпературным системам отопления. Имеется в виду обогрев от теплых водяных полов или теплых стен (укладка труб в стенах) или теплым воздухом, так как в этих случаях мы имеем теплоноситель около 30-40°С.
- В-третьих, для достижения большей выгоды практикуется использование тепловых насосов в паре с дополнительным генератором тепла (так называемой бивалентной схемы отопления). Дело в том, что за весь отопительный период количество холодных дней с минимальной температурой окружающего воздуха, на которую ведется подбор отопительного агрегата, очень мало. Количество таких холодных дней не превышает 10-15% от длительности отопительного сезона. Поэтому зачастую мощность тепловых насосов выбирают из расчета от 70 до 80% расчетной отопительной величины. Этой мощности будет достаточно для всех потребителей тепла до тех пор, пока уличная температура не опустится ниже температуры бивалентности (определенного расчетного уровня), например, минус 10-15°С. С этого момента автоматически в работу включится второй источник тепла. Возможны различные комбинации таких бивалентных пар. Чаще всего вторым источником служит небольшой электронагреватель или электрокотел, может быть использован и жидкотопливный/ твердотопливный/газовый котел. Используют и более сложные бивалентные тепловые схемы, например, комбинацию с солнечным коллектором. В этом случае смешивание тепла, которое идет от теплового насоса (инерционная система) и от солнечного коллектора (малоинерционная система), происходит в выравнивающем баке.

Водоснабжение для загородного жилого дома

Что же представляет собой система водоснабжения загородного жилого дома ?

Любая современная система водоснабжения жилого дома включает в себя следующие элементы:

• скважинный насос для подачи воды из скважины
• гидроаккумулятор для регулирования расхода воды
• автоматика для управления системой водоснабжения
• коммуникации для подачи воды

В зависимости от ряда факторов, в том числе предполагаемого расхода воды, типа скважины или глубины залегания водоносного горизонта, для автономных систем водоснабжения в настоящее время используются различные схемы подачи воды.

Водонапорная башня.
До сих пор во многих поселках и садовых товариществах для централизованного водоснабжения используются водонапорные башни. Невзирая на громоздкость конструкции, система водоснабжения при этом отличается простотой и высокой надежностью.
При определенных условиях эта система водоснабжения обладает рядом преимуществ, одним из которых является возможность установки в скважину недорогого высокопроизводительного отечественного насоса.
Условия, когда имеет смысл устанавливать водонапорную башню для автономной системы водоснабжения:

• большое количество водопотребителей
• преимущественно летнее (t>0°) использование системы водоснабжения
• возможны частые перебои с подачей электричества
• требуется большой запас воды

Недостатки системы водоснабжения, созданной на базе водонапорной башни:

• Трудности использования в зимний период (t < 0°), особенно возрастающие при уменьшении водопотребления.
• Большая поверхность окисления на внутренней стороне (емкости) башни после слива воды. Металлическая поверхность (в основном черный металл) в присутствии кислорода интенсивно окисляется, ржавчина попадает в воду.
• Ограниченное давление воды на выходе из башни, определяющееся высотой водонапорной башни.

Принцип работы системы автономного водоснабжения с водонапорной башней:
Скважинный насос (1), опущенный в скважину (2), подает воду в водонапорную башню (3). Когда вода поднимается до верхней отметки (В) в водонапорной башне, датчик уровня дает команду скважинному насосу на отключение. Включением и отключением насоса занимается простейшая автоматика (А), размещенная в павильоне (4). По мере разбора воды из башни по магистрали (5), уровень поверхности понижается, и по достижении отметки (Н), датчик уровня (ДУ) дает команду на включение насоса. Таким образом, в башне постоянно находится запас воды, определяющийся объемом башни от нулевой отметки до уровня (Н).

Автономная система водоснабжения с подземным насосным комплексом:
Более современной и совершенной системой водоснабжения, работающей в любых погодных условиях, является ПНК - подземный насосный комплекс. ПНК бывают одно- и двухуровневые.
Автономные системы водоснабжения, построенные на базе подземного насосного комплекса, свободны от всех недостатков водонапорных башен, перечисленных выше, и обладают всеми их преимуществами, за исключением одного: при прекращении подачи электропитания прекращается подача воды в систему водоснабжения.

Принцип работы одноуровневого подземного насосного комплекса для систем автономного водоснабжения:
При включении системы водоснабжения, скважинный насос, опущенный в скважину, начинает подавать воду в гидропневмобак, расположенный в кессоне. По мере заполнения гидропневмобака, вода начинает сжимать находящийся над ней воздух (вода и воздух разделены растягивающейся мембраной) и по достижении заданного давления (обычно 3-4 атмосферы), автоматика блока управления дает команду насосу на отключение. Таким образом, в ждущем режиме вода находится под давлением сжатого воздуха, насос выключен. По мере разбора воды, давление воздуха падает и при достижении некоего порогового, заданного потребителем значения, автоматика дает команду на включение насоса (скважинный насос, допускающий частые включения-выключения).

При монтаже станции водоснабжения, описанной выше, подобрав соответствующее оборудование, можно обеспечить водопотребление от 1 до 16 куб. м/ч воды (обычный полностью открытый кухонный кран в Москве, где хозяйка моет посуду, дает порядка 0,2 - 0,4 куб. м/ч воды.
Одноуровневый подземный насосный комплекс наиболее часто применяется при устройстве систем автономного водоснабжения в Московской области.

Принцип работы двухуровневого подземного насосного комплекса автономной системы водоснабжения:
Двухуровневый подземный насосный комплекс представляет собой подземное здание, совмещенное с дополнительным резервуаром (обычно объемом 10 - 20 куб. м), как правило изготовленным из нержавеющей стали.
Насос получает от автоматики (А) команду на включение и работает до тех пор, пока не заполнится резервуар до уровня (В), после чего отключается. По мере разбора воды, который осуществляется посредством станции перекачки (СП) через гидроаккумулятор (ГА) (установленный с целью избежать гидроударов в системе) уровень в резервуаре падает и по достижении отметки (Н), автоматика (А) дает команду на включение насоса (1). Таким образом, мы видим здесь сходство с работой водонапорной башни. Но так как уровень воды находится ниже уровня поверхности земли, вода не может самотеком поступать в систему водоснабжения и к потребителям. Поэтому требуется установка станции перекачки, обеспечивающей постоянное давление воды в системе. Давление воды задается потребителем на (ПУ) - пульте управления подземным комплексом.
Двухуровневые подземные насосные комплексы свободны от всех недостатков водонапорной башни и обладают всеми достоинствами, за исключением зависимости от наличия электроэнергии. Поступление воды в систему водоснабжения прекращается при прекращении подачи электричества.
Обычно двухуровневые подземные насосные комплексы устанавливаются в системах водоснабжения, где необходимо обеспечить водопотребление от 10 до 40 куб. м/ч воды.
Двухуровневый принцип подачи воды используется в насосных станциях водоснабжения для дачи, когда из-за большой глубины скважины насос поднимает воду, но с низким давлением и малой производительностью, а так же в случае малодебитной скважины.

Помните, что от надежности и производительности выбранного оборудования зависят другие звенья в цепочке системы водоснабжения – водоотведение и канализация.

Виды труб из ПВХ, ПЭ, ПП

Так какие бывают трубы из пластических масс?
Трубы ПВХ, ПЭ, ПП. ТВК Груп

Брендовые душевые кабины от Teuco

Свет души - Teuco!
Ах какая идиллия!

Подробней

Нормативные документы в строительстве и эксплуатации инженерных сетей водоснабжения

В Украине при строительстве и эксплуатации инженерных сетей необходимо руководствоваться нормативными документами!

Нормативные документы в строительстве и эксплуатации инженерных сетей

Гидравлический расчет и уклон канализационной трубы

Гидравлический расчет и уклон канализационной трубы

В каком виде может быть железо в питьевой воде

Пора вспомнить уроки из химии !!!
Какое бывает железо в питьевой воде?


Железо составляет примерно 5% всей твердой земной коры. Именно поэтому этот металл встречается практически во всех источниках воды (поверхностных водах и скважинных).



В природных водах, железо, чаще всего встречается в виде ионов Fe2+ и Fe3+, а также в виде органических и неорганических соединений (коллоиды, взвеси и др.).

В поверхностных водах железо как примесь содержится главным образом в органических комплексах (гуматы), а также образует коллоидные и высокодисперсные взвеси.

В подземных водах при отсутствии растворенного кислорода оно обычно находится в виде ионов Fe2+.

Растворенное железо — проблема скорее эстетическая, чем опасная для здоровья. Железо может находится в воде в нескольких формах. При нагреве, окислении или хлорировании растворенное железо переходит из одной формы в другую и выпадает в осадок.



СИМПТОМЫ:
Металлический привкус
Рыжий налет на сантехнике, арматуре
В изначально прозрачной воде на открытом воздухе появляется студенистый рыжий осадок
Тоже происходит в процессе приготовления пищи (при нагреве воды)
Студенистый осадок не оседает на дно
Темный (черный) легко удаляемый налет
Цветные материалы обесцвечиваются после стирки
Напитки (компоты) темнеют.

Содержание железа в воде измеряется в миллиграммах на литр (мг/л). Уровень железа 0.3 мг/л и более приводит к появлению рыжего налета.

Вода может содержать несколько типов железа (несколько форм). Суммарное железо — это сумма концентраций всех типов железа, содержащихся в воде.


Двухвалентное железо

Двухвалентное железо (Fe2+ или Fe++). Оно растворено в воде, и вода кажется прозрачной. По мере окисления (на открытом воздухе) вода приобретает желтоватый или рыжеватый оттенок.
Наиболее часто встречается в подземных водах. Для удаления необходимо окислить данную форму железа до Fe3+. Наиболее частый способ удаления (в диапазоне производительности от 0,5 м3/ч до 50 м3/ч) на напорных фильтрах загруженных Марганцевым зеленым песком или MTM (с дозировкой или регенерацией перманганатом калия).


Трехвалентное железо

Трехвалентное железо (Fe3+ или Fe+++). В эту форму превращается двухвалентное железо после окисления. Такое железо имеет вид суспензии — нерастворимого и не оседающего осадка. Данную форму железа легче всего удалять. Чаще всего удаляется на фильтрах с марганцевым зеленым песком, МТМ или BIRM. Также, при незначительном содержании возможно удалять на обычных песчаных фильтрах.


Коллоидное железо

Коллоидное железо — это железо, частицы которого имеют очень маленькие размеры (менее 0.1 мкм) и поэтому не могут быть отфильтрованы механическими фильтрами. Такое железо также образует суспензию. Встречается довольно редко. Удаляется окислением или переводом в другую форму, а затем фильтрацией.


Органическое железо

Органическое железо — это связанное железо, образовавшее соединение с органическими веществами, такими как: танины или гумусовой кислотой. Такое железо может быть бесцветным, желтоватым или рыжим. Такое железо называют: органическим или сложным. Такое железо является наиболее сложно удаляемым из-за своей органической природы. Спрособы удаления: ионный обмен, адсорбция, окисление.


Бактериальное железо

Некоторые бактерии (железистые бактерии) используют железо в метаболических процессах. Бактериальное железо может быть студенистым или волокнистым. Иногда такое железо образует поверхностную пленку. Встерчается редко.



Источник