물 대 물 열 펌프 : 장치, 작동 원리, 이를 기반으로 한 난방 장치 규칙

개인 주택에 난방 및 온수를 공급하려면 지하수, 강, 저수지 등 천연 자원으로 구동되는 물 대 물 열 펌프를 사용하는 것이 좋습니다. 이 시스템은 환경적으로 절대적으로 안전하며 소모품에 대한 정기적인 비용이 필요하지 않으므로 수요가 점점 늘어나고 있습니다.

물의 친환경 에너지를 사용하여 이를 가정용 난방 시스템으로 전달하는 히트펌프 옵션에 대해 이야기하겠습니다. 호기심 많은 가정 장인을 위해 인기 있는 장치 옵션 및 건축 기술의 작동 원리를 설명했습니다. 여기에서는 시스템을 작동하는 데 필요한 장비가 무엇인지 확인할 수 있습니다.

물 대 물 히트펌프의 작동 원리

히트펌프는 카르노 사이클의 원리를 구현한 것이다.닫힌 시스템을 통해 이동하고 화학적, 물리적 또는 열적 요인의 영향으로 응집 상태를 액체에서 기체로 변경하는 물질은 엄청난 양의 열 에너지를 방출하고 흡수한다는 사실에 있습니다.

작동 물질은 열 운반체, 즉 우물이나 저수지의 물입니다.

겨울에도 일정 깊이의 천연 온천은 양의 온도를 유지하므로 일년 내내 열 에너지를 추출할 수 있습니다. 설치의 유일한 단점은 높은 전력 소비와 추가 장비 구입이 필요하다는 것입니다.

그림은 물과 냉매의 순환 경로를 보여줍니다. 계절에 관계없이 열에너지를 받을 수 있는 시스템

물 대 물 열 펌프의 주요 요소:

• 압축기;
• 증발기;
• 콘덴서;
• 팽창 유도 밸브;
• 지표를 모니터링하는 자동 시스템;
• 여러 줄의 구리 파이프;
• 작동 물질 (냉매).

특수 펌프를 사용하여 물은 튜브를 통해 공급원에서 가열 장치로 흐른 후 +2-3 도의 온도에서 끓는 가스(프레온)와 상호 작용합니다. 프레온은 물에서 일부 열을 흡수하여 압축기로 흡입되며 압축 중에 온도가 상승합니다.

히트펌프 장비는 많은 공간을 차지하지만 유틸리티 의존성을 없앨 수 있는 기회를 제공합니다.

다음으로 냉매가 응축기로 들어간 후 뜨거운 물질이 물을 주어진 온도 (+40 ~ +80도)로 가열하여 난방 시스템의 파이프를 통해 운반됩니다.

냉각수는 증발기로 들어간 후 수용 우물로 배출됩니다.응축기를 통과한 냉매는 액체가 되어 요소의 바닥에 모인 다음 스로틀을 통해 원래 위치로 돌아갑니다. 그런 다음주기가 반복됩니다.

그러한 난방을 준비할 때 무엇을 찾아야 합니까?

다양한 목적과 규모의 건물뿐만 아니라 다양한 조건에서 작동하도록 설계된 히트 펌프에는 다양한 변형이 있습니다. 이 장비는 총 면적이 50~150m2인 주택 난방용으로 설계되었습니다.

지침 1번 - 물의 경도

우물이나 저수지의 수질은 장비를 선택할 때 중요한 역할을 합니다. 모든 모델이 다량의 망간과 철을 함유한 경수에서 작동할 수 있는 것은 아닙니다.

이러한 요소의 농도가 높으면 시스템에 해를 끼칩니다. 파이프에 부식이 더 빨리 형성되어 장비의 효율성과 서비스 수명이 감소합니다.

그러므로 히트펌프를 구입하기 전에 물 샘플 황화수소, 암모니아, 염소 등 기타 미량 원소의 존재 여부를 분석합니다. 일반적으로 연못의 온도가 +13도를 초과하면 물에 철과 망간 이온이 많이 있을 확률이 높습니다.

따라서 물의 경도를 고려하여 물 대 물 열 펌프가 선택됩니다. 부식으로부터 요소를 최대한 보호하는 시스템이 있지만 비용이 더 많이 듭니다.

지침 2번 - 작동 모드

히트펌프는 단독 열원으로 사용하거나 다른 시스템과 함께 사용할 수 있습니다. 따라서 모델을 선택하기 전에 장치가 작동할 모드를 결정하는 것이 중요합니다.

시스템 작동에는 두 가지 유형이 있습니다.

• 1가. 이 장치는 강력한 전력을 가지며 가정 난방에 적합합니다.
• 비동일. 덜 효율적인 장치는 주요 난방 장비를 보완합니다.

주 물 대 물 가열 장치를 갖춘 자율 시스템을 구축하려면 1가 유형이 필요합니다.

지침 3번 - 펌프 동력

시스템 성능이 히트펌프에 달려있기 때문에 전력은 히트펌프를 선택할 때 중요한 지표입니다. 전력이 높을수록 장비의 효율은 높아지지만 에너지 소비도 높아집니다.

물 대 물 히트펌프의 성능은 실제 요구에 따라 선택됩니다.

전력이 부족한 장치를 선택하면 집안의 열 손실이 시스템에서 공급하는 에너지 양을 초과하면 시스템 효율이 감소합니다.히트펌프는 24시간 가동이 가능하지만, 수온 저하로 인해 아무런 효과가 없습니다.

건물의 열 손실이 시스템의 열 전달보다 낮을 때 펌프는 일반적으로 몇 분 동안 자동으로 작동하여 물을 설정 온도로 가열한 후 시스템을 통해 전달합니다. 그런 다음 온도가 몇도 떨어질 때까지 꺼집니다. 그런 다음주기가 반복됩니다.

지침 4번 - 특정 모델의 기능

열 펌프에는 다음과 같은 추가 기능이 있을 수 있습니다.

• 방의 미기후를 취향에 맞게 조정할 수 있는 자동 제어 시스템입니다. 제어는 일반적으로 리모콘을 사용하여 수행됩니다.
• 온수 공급을 위한 온수 기능.
• 방음 하우징.
• 난방 장비를 완전히 자율적으로 만드는 다른 난방 시스템, 태양열 집열기와 연결 가능성.

물 대 물 히트펌프의 사용 수명은 일반적으로 30년을 초과합니다.

장비를 선택할 때 마찬가지로 중요한 것은 설치 및 조립 비용입니다.

필요한 히트펌프 동력 계산

시스템을 구매하기 전에 먼저 프로젝트를 작성하고 필요한 장비 전력을 계산하는 것이 중요합니다. 생산성은 실제 열에너지 수요를 고려하여 계산됩니다. 열 소비, 집에서의 열 손실 및 회로 유무가 고려됩니다. DHW.

계산 알고리즘:

1. 우리는 난방 시설의 총 면적을 계산합니다.
2. 우리는 난방에 필요한 에너지 양을 결정합니다. 1 평방 미터당 최적 표시기는 0.07kW입니다.
3. N 평방미터 규모의 집을 난방하려면 N*0.07kW가 필요합니다.
4. 을 위한 DHW 결과 숫자에 15-20%가 추가됩니다(즉, N*0.07*0.85 또는 N*0.07*0.80).

이 계산은 천장 높이가 2.7m를 초과하지 않는 방에 적합하며, 프로젝트 준비 과정에서 전문가가 보다 정확한 계산을 수행합니다.

수술 전 준비작업

물 대 물 시리즈의 히트 펌프 조립, 연결 및 시운전 준비에는 나중에 알게 될 여러 표준 단계가 포함됩니다.

최적의 수원 선택

모든 오픈 소스나 우물 히트펌프의 중단 없는 작동에 적합합니다. 수질은 중요한 역할을 하지만 필터는 오염 문제를 해결하는 데 도움이 됩니다.

건물로부터 반경 100m 이내에 위치한 저수지나 연못을 이용하는 것은 허용됩니다. 그러한 소스가 없으면 우물을 뚫어야 할 필요성이 발생합니다.

열펌프 공급원의 선택은 사용 편의성과 사용 비용을 기준으로 해야 합니다. 근처에 열려있는 저수지가 있다면 이용하는 것이 현명합니다.

오픈 소스의 거동은 지하수보다 더 예측 가능하므로 가능하면 저수지를 선호하는 것이 좋습니다.

우물을 이용한 열 시스템 설치

히트 펌프를 사용하여 시스템을 설치하려면 두 개의 우물이 필요합니다. 우물 중 하나를 일반적으로 차변이라고합니다. 여기에는 시스템의 후속 처리를 위해 물을 가져가는 특수 펌프가 담겨 있습니다. 두 번째 우물은 수용 우물입니다. 냉각수가 배수됩니다.

배수 우물과 공급 우물은 서로 최소 15m 떨어져 있어야 합니다.

차변 우물의 깊이는 50미터를 초과해서는 안 됩니다. 수원이 깊을수록 수원을 공급하는 데 더 강력한 펌프가 필요하므로 소비되는 에너지량이 늘어납니다.

차변 우물 건설

직불 우물 운영을 시작하기 전에 생산할 수 있는 물의 양과 방 전체에 열을 공급하는 데 필요한 액체의 양을 알아내는 것이 중요합니다. 수온이 높을수록 가열에 필요한 양이 줄어 듭니다.

용량을 미리 계산하는 것이 중요합니다 V, 방을 가열하려면 한 시간 이내에 우물에서 펌핑해야합니다. 특정 숫자와 동일한 열 출력을 갖는 펌프가 있다고 가정해 보겠습니다. 큐 kW 및 전력 소비 - 숫자까지 피 kW. 또한 지하수의 온도도 알아내야 합니다(t1) 및 그 이후의 온도 온도 교환 (t2).

그런 다음 시간당 필요한 물의 양을 계산하는 공식은 다음과 같습니다.

V = (Q-P)/(t1-t2).

필요한 양의 물을 생산하는 차변 우물의 능력을 결정하는 것은 분석적으로 불가능하므로 테스트됩니다. 3일 동안 펌프는 우물에서 물을 끊임없이 펌핑합니다. 이러한 방식으로, 수용정이 높은 부하에서 필요한 양의 물을 수용할 수 있는 능력이 있는지도 점검됩니다.

지하수의 움직임은 예측할 수 없으므로 차변 우물에서 나오는 물의 양은 시간이 지남에 따라 줄어들 수 있다는 점을 이해하는 것이 중요합니다. 예를 들어, 봄에는 만조가 발생하지만 겨울에는 반대로 물이 감소합니다. 우물에 물이 충분하지 않으면 시스템이 자동으로 꺼지고 난방이 발생하지 않습니다.

수신 우물의 특징

수용 튜브 우물은 지하수의 하류에 위치합니다. 물이 어느 방향으로 움직이는지 결정하는 것은 분석적으로 불가능합니다. 따라서 실제로는 임의의 우물이 차변 우물로 선택되어 시작됩니다. 잠수정 펌프.

시스템 작동 중에 수위가 떨어지지 않으면 올바른 선택이 이루어진 것입니다.수위가 떨어지고 수온이 떨어지면 우물의 위치를 ​​변경해야 합니다. 잠수정 다른 구멍에 펌프질하세요.

수용 우물의 배수관은 바닥에 닿지 않고 물에 몇 센티미터 담가야합니다. 위에서 폐액을 버리면 물에 잠길 수 있습니다. 튜브 우물에 물이 공급되지 않고 막힐 수 있습니다.

결과적으로 범람 위험이 있으며 겨울에는 결빙이 발생할 수 있습니다. 수신 소스에 가장 적합한 옵션은 강이나 연못입니다. 이러한 물체가 근처에 없으면 범람을 방지하기 위해 하나 이상의 수용 우물을 뚫어야 합니다.

그림은 하나의 우물을 수신 및 차변 우물로 사용하는 예를 보여줍니다.

분석적으로든 테스트를 통해서든 우물에 물이 공급될지 여부를 알아내는 것은 불가능합니다. 실습에 따르면 배수 우물은 수년 동안 지속적으로 물을 흡수할 수 있거나 한 시즌에 완전히 실패할 수 있습니다.

하나의 우물을 차변 우물과 우물로 사용할 수 있는 기술이 있지만 이 방법은 효과적이지 않습니다. 작동에 어려움이 따르며 수온 감소, 침수 및 기타 여러 문제가 발생할 수 있습니다.

저수지를 이용한 시스템 설계

선택한 연못은 심한 서리가 내리는 동안 낮은 물층이 얼지 않도록 충분히 깊어야 합니다. 남부 지역에서는 최적의 깊이가 약 1m이고, 북부 지역에서는 3m 깊이의 소스가 필요합니다. 또한 연못은 안정적이어야합니다. 수위 변동과 감소는 허용되지 않습니다.

저수지에는 차변과 수령이라는 두 가지 파이프라인이 있습니다.수용구역에 수중펌프가 설치되어 있습니다.

다음으로 만들어진 모델을 사용하는 것이 좋습니다. HDPE, 내구성과 신뢰성이 특징입니다. 파이프를 추가로 단열하여 동결 및 파손으로부터 보호하는 것이 중요합니다.

히트 펌프 설치를 위해 집 준비하기

물 대 물 열 펌프와 상호 작용하려면 집에 파이프 및 라디에이터 배터리 형태로 제공되는 수성 난방 시스템을 갖추고 있어야 합니다. 더 나은 단열을 위해 바닥과 벽에 난방 파이프를 설치하는 것도 허용됩니다.

장비를 사용하여 온수를 공급하는 경우 집에 수집 시스템이 있어야 합니다. 펌프를 작동하려면 무제한 전력이 공급되는 전기 네트워크에 연결되어야 합니다.

집의 단열을 위한 추가 조치 없이(외부로부터의 단열, 이중창 설치 등) 히트 펌프를 작동하는 것은 의미가 없습니다.

전문가들은 추가 설치를 권장 공급 환기 시스템 공기 가열 메커니즘으로. 장비에 사용된 프레온은 인체에 해롭습니다. 시스템 회로에 다음이 있는 경우 미세 골절, 가스가 방출되어 실내의 공기가 이동하게 됩니다. 냉매는 인간의 폐 질환 및 천식 발작을 악화시킬 수 있습니다.

열 펌프는 중장비이며 무게는 (전력 및 크기에 따라) 1톤에 달할 수 있으므로 경우에 따라 설치하려면 별장의 기초에 연결되지 않고 자체 기초를 건설해야 합니다.

장비를 설치하기 전에 공간의 허용 크기를 고려하고 제품 여권에 지정된 벽과의 거리를 유지해야 합니다.

옵션 장비

선택 히트펌프용 추가 장비 - 책임 있는 작업으로, 그 해결책은 난방 시스템 전체의 장기적인 서비스 수명과 작동 문제의 부재를 크게 결정합니다.

잠수정 우물과 저수지용 펌프

시스템이 열 펌프를 사용하여 온수를 공급하는 경우 저전력 장치를 사용하여 수도꼭지의 압력을 낮출 수 있습니다. 강력한 펌프를 사용하면 이 문제가 해결되지만 더 많은 에너지를 소비합니다. 작동 중 최소 허용 전력 FGP — 1kW.

다양한 수정사항이 있습니다 잠수정 슬리퍼 선택은 다음 세 가지 기준을 고려하여 이루어집니다.

• 액체량펌핑에 사용됩니다(더 많은 물을 운반해야 할수록 펌프 출력은 더 높아야 합니다).
• 우물 깊이 (우물이 깊을수록 장비의 성능도 커집니다.)
• 우물 직경 (전통적으로 4인치 샤프트는 3인치 샤프트에 비해 펌프 수가 가장 많기 때문에 선호됩니다.)

우물의 깊이를 결정하려면 로프에 추를 부착하고 이를 샤프트 안으로 내려야 합니다. 로프의 젖은 부분은 우물의 전체 깊이를 나타내고, 건조한 부분은 물의 시작 부분에서 표면까지의 거리를 결정합니다.

펌프는 장치 제조업체가 지정한 깊이까지 유정에 잠겨 있습니다. 일반적으로 기술 여권은 수면과 펌프, 굴착 바닥과 펌프 사이에 몇 미터가 있어야 하는지를 나타냅니다.

우물용으로 특별히 설계된 범용 펌프와 장비 모두 광산에 적합할 수 있습니다. 전문가가 광산을 개발한 경우 모래로 인한 막힘이 적으므로 범용 펌프를 안전하게 사용할 수 있습니다.

우물용으로 특별히 설계된 펌프는 가격이 더 비싸지만 모래와 흙에 잘 대처하고 막힘도 덜합니다. 범용 제품은 높은 유기 함량에 민감하므로 정기적으로 먼지를 제거해야 하므로 서비스 수명이 단축됩니다.

모터가 과열되거나 과도하게 막히거나 우물에 물이 없으면 자동으로 꺼지고 결과적으로 모터가 과열되거나 고장나지 않으므로 자동화된 펌프를 선호해야 합니다.

작동 원리에 따라 2가지 유형이 있습니다. 잠수정 슬리퍼:

• 원심 분리기.
• 진동.

석회석에서 물을 생산하는 우물 작업의 경우 원심형 심층 모델이 바람직합니다. 그들은 모래알과 점토 현탁액이 있는 물에 민감합니다.

열 펌프를 개방형 저수지에 연결하는 경우 더러운 물을 펌핑하도록 설계된 표면 펌핑 장비 또는 저렴한 진동 장치를 사용하는 것이 좋습니다.

히트펌프 중간열교환기

히트펌프에서는 순환 중에 프레온이 충분히 냉각되지 않아 과도한 토출 온도로 인해 압축기가 과열될 수 있습니다. 따라서 물질의 냉각을 개선하여 회로의 압력을 줄이는 것이 중요합니다.

모든 열 펌프에 공통적으로 나타나는 또 다른 문제는 냉매가 수증기와 섞일 수 있다는 것입니다. 액체가 압축기에 들어가면 다음과 같은 일이 발생할 수 있습니다. 수격. 이 경우 부품의 수리 또는 교체가 필요합니다. 또한, 오일에 물이 들어갈 수 있어 제거가 어렵습니다.

위에서 설명한 모든 문제는 중간 열교환기를 설치하면 해결됩니다.열교환기에는 개방형, 쉘 앤 튜브, 코일의 세 가지 유형이 있습니다.

개방형 수정은 순환 중에 프레온으로 들어가는 액체를 중화시켜 가능성을 최소화합니다. 수격 압축기. 이 장치는 최소한의 전력 소비로 고성능을 제공합니다.

개방형 열교환기를 설치할 때 압력 압축을 최소화하기 위해 액체 파이프라인의 올바른 크기를 선택하는 것이 중요합니다.

적절하게 선택된 파이프는 액체가 끓을 가능성을 중화합니다. 이 경우, 낮은 압력 차이에서도 액체가 장치에 침투할 수 있도록 밸브의 처리량이 충분해야 합니다.

쉘 앤 튜브 열교환기는 폐쇄형 구조의 형태로 제공됩니다. 열교환은 파이프 벽을 통해 발생하며 증기와 공기 순환을 위해 높은 압력을 제공하는 개방형 파이프와 달리 액체와 냉매가 혼합되지 않습니다.

코일 열교환기는 액체 프레온의 흐름을 제어하는 ​​흐름 조절기가 있다는 점에서 구별됩니다. 장치의 크기는 열 펌프의 전력에 직접적으로 의존합니다. 기능과 사용 가능한 수량을 고려하여 제품을 선택해야 합니다. 접이식 모델을 선호하는 것이 좋습니다.

히트펌프 필터

우물이나 저수지의 물은 순수한 형태로 나오지 않습니다. 여기에는 모래, 흙, 철, 황화수소, 망간, 염소, 암모니아 등 다양한 미량 원소가 포함될 수 있습니다. 열 펌프에 들어가기 전에 물을 여과해야 합니다.

우선, 돌, 모래, 흙, 미사 등 큰 물질을 제거해야합니다. 물에서 제거하려면 설치가 필요합니다. 하이드로사이클론.

하이드로사이클론은 거친 물 정화에 필요한 장치입니다.펌프 동력을 고려하여 선택해야 합니다.

다음으로 철, 황화수소, 망간, 암모니아 등을 제거하는 필터를 설치하는 것이 중요하다. 이러한 미세 원소는 장비의 수명을 단축시키고 부식에 노출됩니다.

필터를 사용할 수 있습니다 역삼투, 연화제, 철 제거제 그리고 그들의 수정. 뜨거운 물을 마시려면 박테리아와 바이러스를 파괴하는 카본 필터와 UV 살균 장치를 추가로 장착해야 합니다.

백업 전원용 발전기

열 펌프는 전기 네트워크에서 작동하므로 정전이 발생하면 집은 난방을 하지 않고 방치됩니다. 가연성 물질로 작동하는 발전기를 추가로 구입하는 것이 좋습니다.

펌프 압축기를 작동시키기 위해 발전기가 필요한 전력을 생산할 수 있는 것이 중요합니다.

이러한 히트 펌프 작동의 특징

1년에 한 번 펌프 구성 요소에 대한 독립적인 육안 검사를 수행하고 유지 관리 권장 사항을 따라야 합니다. 적시에 부품에 윤활유를 바르고 물을 펌핑할 때 장치의 올바른 작동을 모니터링해야 합니다.

일부 유형의 장비에는 서비스 센터 전문가의 정기 검사(보통 1년에 1~2회)가 필요합니다. 검사 중에 다음 사항이 밝혀졌습니다.

• 회로의 균열을 통해 엔진 오일이 누출됩니다.
• 고정 및 연결 품질;
• 탱크 및 회로의 압력 수준;
• 전원 배선의 오작동.

물 대 물 히트펌프의 설치는 숙련된 전문가가 수행해야 합니다. 시스템의 비효율성은 대부분 잘못된 설치로 인해 발생합니다. 열 장비는 남부와 북부 지역 주민 모두가 사용하기에 적합합니다.

주제에 대한 결론 및 유용한 비디오

비디오에서는 장치의 작동 원리와 기능을 소개합니다.

결과적으로 우리는 물 대 물 열 펌프가 최대 150m2의 주택을 가열하도록 설계된 효과적인 환경 친화적 장비로 간주된다는 결론을 내릴 수 있습니다. 더 넓은 지역을 배치하려면 상당히 복잡한 엔지니어링 조사가 필요할 수 있습니다.

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