Šilumos siurbl i ų darbo ypatybės bei jų ekonominė ir ekologinė prasmė

1. Šilumos siurbliųdarbo ypatybės bei jų ekonominė ir ekologinė prasmė KTU Šilumos ir atomo energetikos katedra Doc. Dr. Egidijus Puida

2. Istorinė raida 1927 – 1946 m. sukurti eksperimentiniai, tačiau žemo efektyvumo freoniniai šilumos siurbliai (FŠS). 1947 – 1962 m. reversinių FŠS, kurie vasarą dirbo kaip kondicionieriai, o žiemą šildė patalpas, kūrimas ir masinė gamyba bei naudojimas. 1963 – 1971 m. staigus FŠS paklausos kritimas. Nuo 1972 metų iki šių dienų labai domimasi FŠS. Kuriamos naujos jų konstrukcijos nuo pačių mažiausių, kurie montuojami namo sienos nišoje arba tiesiog lange, iki galingų, montuojamų pastatų rūsiuose 1977 m. pabaigoje pasaulyje iš viso buvo sumontuoti ir veikė apie 2 mln., o nuo 1981 iki 1990 m. buvo numatytasumontuoti dar apie 10 mln. Pirmoji namo šildymo sistema su šilumos.s.Lietuvoje įrengta Vilniuje 1996 m.

3. Šilumos siurblių gamintojų pardavinėjama produkcija Lietuvoje Thermia Švedija Ochsner Austrija Nibe Švedija Viessmann Vokietija Dimplex Vokietija Vailant Vokietija Junkers Vokietija Hautec Vokietija CTC Švedija Lietuva JAV Lenkija ir kitų gamintojų

4. Šilumos siurblio efektyvumoskaičiavimas

5. Šilumos siurblio transformacijos koeficientas Transformacijos koeficientas TK* – tai šilumos siurblio atiduotos šilumos kiekio (kWh) santykis su elektros energija (kWh), sunaudota sukti šilumos siurblio kompresoriaus elektros variklį. TK – tai šilumos siurblio naudingumo koeficientas. Teoriškai transformacijos koeficientas yra iki 6. * - Angliškoje literatūroje TK žymimas trumpiniu COP.

6. Teorinis TK apskaičiavimas Sakykime, kad kondensatoriaus temperatūra yra T2= 55 °C (arba 328°K), o garintuvo temperatūra yra T1= -5 °C (arba 268°K), tuomet teorinis šilumos transformacijos koeficientas bus:

7. Realaus TK skaičiavimo metodika Čia: Q – namui atiduotas šiluminis galingumas , kW; Pr – kompresoriaus naudojamas elektrinis galingumas, kW; P – idealus kompresoriaus atliktas darbas; h – koeficientas įvertinantis trinties, elektrinius, indikatorinius bei tūrinius nuostolius kompresoriuje; g – šilumos nešėjo (R 407 C) srautas; h1, h2, h3 – atitinkamų darbo ciklo taškų entalpijos;

8. TK priklausomybė nuo kondensacijos temperatūros (Tk)

9. TK priklausomybė nuo virimo temperatūros (Tv)

10. TK prasmė TK=4,4 Tai reiškia, kad sunaudojus 1 kWh elektros energijos kompresoriui, yra gaunama 4,4 kWh šiluminės energijos

11. Realūs naudojamų šilumos siurblių TK Šilumos šaltinis žemės gruntas • Darbo rėžimas 0/35 TK=4,3 – 4,8 • Darbo rėžimas 0/50 TK=3,0 – 3,3 • Darbo rėžimas 4/35 TK=4,9 – 5,0 • Darbo rėžimas 4/50 TK=4,3 – 4,8 Šilumos šaltinis grežinio vanduo • Darbo rėžimas 10/35 TK=5,5 – 5,8 • Darbo rėžimas 10/50 TK=3,4 – 3,6 • Darbo rėžimas 10/60 TK=2,8 – 2,9 Šilumos šaltinis aplinkos oras Darbo rėžimas 7/35 TK=4,4 – 4,5 Darbo rėžimas 2/50 TK=2,4 – 2,5

12. 3. Dažniausiai naudojami šilumos paėmimo būdai (šilumos šaltiniai) 1. Tiesioginis šilumos paėmimas iš grunto; 2. Šilumos paėmimas iš grunto ar atviro vandens telkinio neužšąlančio skysčio pagalba; 3. Šilumos paėmimas iš gruntinio vandens; 4. Šilumos paėmimas iš oro.

13. 1. Tiesioginis šilumos paėmimas iš grunto Privalumai: 1. Aukštas NVK; 2. Mažesni kapitaliniai įdėjimai; 3. Pigesnė eksploatacija. Trūkumai: 1. Sudėtingas sistemos montavimas; 2. Reikalingas labai aukštos kokybės žemės kolektorius.

14. 2. Šilumos paėmimas iš grunto ar atviro vandens telkinio Privalumai: 1. Nesudėtingas montavimas; 2. Pakankamai aukštas NVK; Trūkumai: 1. Didesnės eksploatacijos išlaidos (naudojant žemės zondų sistemą, didesni kapitaliniai įdėjimai); 2. Reikalingas didelis žemės plotas (ypač naudojant kolektorines sistemas).

15. Šilumos paėmimas iš gruntinio vandens Privalumai: 1. Aukštas NVK; 2. Mažas instaliavimo plotas. 3. Galimybė panaudoti gręžinio vandenį butinėms reikmėms Trūkumai: 1. Sudėtingas sistemos montavimas; 2. Didesnės eksploatacijos išlaidos; 3. Dideli kapitaliniai įdėjimai

16. Šilumos paėmimas iš oro Privalumai: 1. Mažesni kapitaliniai įdėjimai; 3. Mažas instaliavimo plotas. Trūkumai:Prie žemų oro temperatūrų krinta TK reikšmė

17. 5. Šilumos šaltinio šilumokaičio parinkimas Šilumos šaltinio dydis yra parenkamas pagal šilumos siurblio šalčio galingumą. Šalčio galingumas=šiluminis galingumas – elektrinis galingumas Pvz: Š.s. šiluminis galingumas 11 kW elektrinis galingumas 2,45 kW šalcio galingumas 8,55 kW

18. Šilumos šaltinio šilumokaičio parinkimas Šalčio galingumas 8,55 kW Kolektoriaus tipas plokščias Gruntas Specifinis šilumos Plotas, m2 nuėmimo galingumas Sausas, nelimpantis gruntas 10W/m2 855 Drėgnas limpantis gruntas 20 -30 W/m2 430 - 285 Labai drėgnas gruntas, 40 W/m2 220 smėlis –plavūnas Gylis 1,4 – 1,6 m

19. Šilumos šaltinio šilumokaičio parinkimas Šalcio galingumas 8,55 kW Kolektoriaus tipas zondas Gruntas Specifinis šilumos Ilgis, m nuėmimo galingumas Sausas gruntas 30W/m 285 Kietas gruntas 55 W/m 155 Kietas gruntas su did.silumos laid.koef. 80 W/m 110 Labai drėgnas gruntas 100 W/m 85

20. Šilumos kaina

21. Rekuperatorius Europa LHK 122

22. Rekuperatoriaus Europa LHK 122 veikimo principas

23. Karšto vandens ruošimas

24. Karšto vandens ruošimas

25. Kaip ir kievieno šilumą generuojančio įrenginio funkcija bei tikslas yra: Šiluma Patogumas

26. Kodėl verta pasirinkti šildymo sistemą su šilumos siurbliu? • 1. Ekologija – aktyvi aplinkos apsauga; • 2. Iškastinio kuro resursų mažėjimas; • 3. Pigi eksploatacija;

27. CO2 emisijų palyginimas(okia diagrama kartais matyti reklaminiuose bukletuose. Ar ji teisinga?)

28. Dėkoju už dėmesį Tai alternatyvus šildymo būdas