Havadan suya ısı pompası ısıtma veya soğutma sistemi tasarlarken ilk hidrolik kararlardan biri, bir ısıtma veya soğutma sisteminin kullanılıp kullanılmayacağıdır.tek döngülü doğrudan bağlantılı sistemveya birbirincil-ikincil hidronik sistem.
Bu terimler HVAC ve ısı pompası endüstrisinde yaygın olarak kullanılmasına rağmen, seçim sadece bir konfigürasyonun her zaman diğerinden daha verimli olduğu varsayımına dayanmamalıdır.
Doğru hidrolik düzenleme, aşağıdakiler de dahil olmak üzere çeşitli faktörlere bağlıdır:
Bu makalede şunlar açıklanmaktadır:Tek çevrimli hidronik ısı pompası sisteminin çalışma prensibi, hidrolik özellikleri, avantajları, sınırlamaları ve tipik uygulamaları.
Atek çevrimli hidronik ısı pompası sistemi, ayrıca denirdoğrudan bağlantılı hidronik sistem, ısı pompası ile terminal ısıtma veya soğutma ekipmanının aynı hidrolik devreye bağlandığı su bazlı bir HVAC sistemidir.
En basit haliyle:
Isı Pompası → Sirkülasyon Pompası → Isıtma/Soğutma Terminalleri → Isı Pompası
Aynı sirkülasyon suyu hem ısı kaynağından hem de yük tarafından geçer.
Birincil-ikincil sistemin aksine, normaldeısı pompası devresi ile dağıtım devresi arasında hidrolik ayırıcı yok.
Sistem aşağıdaki gibi terminal ekipmanlarını tedarik edebilir:
SU BESLEMESİ → ┌─────────────┐ ┌──────────────┐ │ │ │ Sirkülasyon │ │ Isı Pompası ├──── ►│ Pompa ├──────────────┐ │ │ └──────────────┘ │ └──────▲──────┘ │ │ ▼ │ ┌─────────────────────────┐ │ │ Yük Tarafı │ │ │ │ │ │ Radyatör │ │ │ Fan Coil │ │ │ Yerden Isıtma │ │ └────────────┬────────────┘ │ │ └──────────────────── ─────────────────────┘ ← DÖNÜŞ SUYU
Temel karakteristik basittir:
Isı pompası ve terminal üniteleri aynı sirkülasyon suyu akış yolunu paylaşır.
Çalışma prensibi iki temel hidrolik parametreyle anlaşılabilir:
1. Su sıcaklığı farkı (ΔT)
2. Ortalama sirkülasyon suyu sıcaklığı
Bu iki parametre ısı pompası ile bina arasında aktarılan ısı miktarıyla yakından ilgilidir.
Isıtma işlemi sırasında ısı pompası dolaşan suyun sıcaklığını artırır.
Örneğin:
Isı Pompası → 40°C Besleme Suyu → Isıtma Terminalleri → 35°C Dönüş Suyu → Isı Pompası
Sıcaklık farkı:
ΔT = 40°C - 35°C = 5 K
Terminal ekipmanı termal enerjiyi sudan uzaklaştırır ve binaya aktarır.
Soğutucunun dönüş suyu daha sonra ısı pompasına geri akar ve yeniden ısıtılır.
Isıtma talebi mevcut olduğu sürece çevrim devam eder.
Isı Pompası Çıkışı 40°C │ │ Isı binaya iletilir ▼ ───────────────────── ► ΔT = 5 K ◄───────────────────── ▲ │ 35°C Isı Pompası Girişi
Soğutma modunda prensip tersinedir: ısı pompası soğutulmuş su sağlar ve terminal üniteleri iç ortamdaki ısıyı emer.
Hidronik ısıtma sistemi için aktarılan termal kapasiteye yaklaşık olarak şu şekilde ulaşılabilir:
Q = ṁ × Cp × ΔT
Nerede:
Su kullanarak pratik HVAC hesaplamaları için:
Q (kW) ≈ 1,163 × Debi (m³/h) × ΔT (K)
Öyleyse:
Debi (m³/h) ≈ Q / (1,163 × ΔT)
Bir ısı pompasının şunları sağladığını varsayalım:
Isıtma Kapasitesi = 20 kW
ile:
ΔT = 5K
Gerekli su akışı yaklaşık olarak:
20 ÷ (1,163 × 5) ≈ 3,44 m³/saat
Bu, doğrudan bağlı sistemlerin önemli bir özelliğini gösterir:
Isı pompası kapasitesi, terminal kapasitesi, su akışı ve ΔT hidrolik olarak koordine edilmelidir.
Isı pompasının terminal dağıtım sistemine göre çok daha fazla veya daha az su akışına ihtiyacı varsa, doğrudan bağlantının kontrolü zorlaşabilir.
Kararlı çalışma koşulları altında, ısı pompası tarafından üretilen termal enerji, binanın emdiği termal enerjiye yaklaşık olarak eşit olmalıdır:
Isı Pompası Çıkışı ≈ Terminal Isı Transferi ≈ Bina Isıtma Yükü
Ancak bu değerler nadiren her an aynı olur.
Bina yükü aşağıdakilerden dolayı sürekli olarak değişir:
Bu, hidronik ısı pompası sisteminin sürekli olarak ısı ve ısı arasındaki dengeyi korumaya çalıştığı anlamına gelir.ısı üretimi ve ısı tüketimi.
Başlatma sırasında bir sistemi düşünün.
Bina ve sirkülasyon suyu başlangıçta soğuk olabilir.
Bu noktada:
Bina hedef sıcaklığa yaklaştıkça terminal ısı talebi azalır.
Isı pompası binanın emebileceğinden daha fazla ısı üretmeye devam ederse, aşırı termal enerji, dolaşımdaki suyun sıcaklığını ve sistemin termal kütlesini geçici olarak artırır.
Sonuç olarak:
Ortalama sistem suyu sıcaklığı artar.
Isı pompası kontrolörü daha sonra şu şekilde yanıt verir:
Bunun bir nedeni de butam DC invertörlü ısı pompaları özellikle uygun şekilde tasarlanmış düşük sıcaklıklı hidronik sistemler için uygundur.
Kompresör yalnızca tam kapasitede çalışmak veya tamamen durmak yerine, bina talebindeki değişiklikleri takip edecek şekilde çıkışını modüle edebilir.
Su hacmi termal atalet sağlar.
Bunu anlamanın basitleştirilmiş bir yolu şudur:
Isı Pompası Isı Üretir ↓ ┌──────────────┐ │ Sistem Suyu │ │ Hacim │ └──────┬───────┘ ↓ Isıtma Terminalleri ↓ Bina
Isı üretimi ve ısı tüketimi geçici olarak farklıysa su hacmi bu dengesizliğin bir kısmını emebilir.
Yeterli su hacmi aşağıdakilere yardımcı olabilir:
Fakat,daha fazla su hacmi otomatik olarak daha iyi değildir.
Aşırı arabellek hacmi artabilir:
Bu nedenle doğru hacim, ısı pompası üreticisinin minimum su hacmi gereksinimlerine ve projenin hidrolik özelliklerine göre belirlenmelidir.
Modern bir invertör ısı pompası, çıkışını çalışma koşullarına göre sürekli olarak ayarlar.
Isıtma talebi arttığında:
Daha Yüksek Yük → Daha Yüksek Gerekli Isı Çıkışı
Kontrol stratejisine bağlı olarak sistem şu şekilde yanıt verebilir:
Isıtma talebi azaldığında:
Daha Düşük Yük → Daha Düşük Isı Pompası Çıkışı
Bu yüzdenhava durumu telafisi / dış mekan sıfırlama kontrolüIsı pompası verimliliği açısından önemlidir.
Kontrol cihazı, ısıtma mevsimi boyunca gereksiz derecede yüksek su sıcaklıklarını korumak yerine, daha ılıman dış ortam koşullarında hedef besleme suyu sıcaklığını azaltabilir.
Daha düşük besleme suyu sıcaklığı genellikle kompresörün kaldırma kuvvetini azaltır ve mevsimsel ısı pompası verimliliğini artırabilir.
Pratik bir sistem şunları içerebilir:
Havadan Suya Isı Pompası │ ▼ Sirkülasyon Pompası │ ▼ Besleme Başlığı │ ┌────┼─────┐ ▼ ▼ ▼ Radyatör FCU Yerden Isıtma │ │ │ └────┼─────┘ ▼ Dönüş Başlığı │ ▼ Isı Pompası
Sistem tasarımına bağlı olarak ek bileşenler şunları içerebilir:
Bu bileşenlerin sistemi mutlaka birincil-ikincil sisteme dönüştürmesi gerekmez.
Tanımlayıcı soru, ısı pompası devresi ve terminal dağıtım devresinin kalıp kalmayacağıdır.hidrolik olarak doğrudan bağlı.
Sirkülasyon pompası, hidrolik devredeki toplam basınç düşüşünün üstesinden gelirken yeterli akışı sağlamalıdır.
Tasarımcı şunları dikkate almalıdır:
Gerekli debi + Toplam sistem direnci = Sirkülasyon pompası çalışma noktası
Toplam direnç şunları içerebilir:
Mevcut basma yüksekliği kontrol edilmeden yalnızca nominal debiye göre seçilen bir pompa, yetersiz sirkülasyona neden olabilir.
Benzer şekilde, aşırı büyük bir pompa aşağıdakilere neden olabilir:
Bu nedenle sirkülasyon pompası seçimi her zaman gerçek sistem hidrolik hesaplamasına göre yapılmalıdır.
Tek çevrimli ısı pompası sisteminde en önemli hususlardan biri dağıtım sisteminin yaklaşık olarak sabit veya değişken debide çalışıp çalışmadığıdır.
Aşağıdaki durumlarda doğrudan bağlantı nispeten basittir:
Isı Pompası Gerekli Akış ≈ Dağıtım Sistemi Akışı
Örneğin, çoğu devrenin sürekli açık olduğu basit bir yerden ısıtma tesisatı, nispeten kararlı hidrolik koşullar sağlayabilir.
Birden fazla termostat ve bölge vanası farklı alanları bağımsız olarak kontrol ettiğinde durum daha da karmaşık hale gelir.
Örneğin:
┌── Bölge 1 AÇIK Isı Pompası ─────┼── Bölge 2 KAPALI ├── Bölge 3 KAPALI └── Bölge 4 KAPALI
Birkaç bölge kapatıldığında toplam sistem akışı önemli ölçüde düşebilir.
Bu, ısı pompasının gereken minimum su akışının altına düşmesine neden olabilir.
Olası sonuçlar şunları içerir:
Bu, doğrudan bağlı sistemlerin ana sınırlamalarından biridir.
Tek çevrimli bir sistem genellikle daha az hidrolik bileşen gerektirir.
Bu şunları azaltabilir:
Hidrolik ayırma ve ek dağıtım pompalarına ihtiyaç duyulmayabileceğinden ekipman ve kurulum maliyetleri daha düşük olabilir.
Düzgün seçilmiş bir yüksek verimli sirkülasyon pompası tüm sisteme hizmet edebildiğinde, yardımcı elektrik tüketimi azaltılabilir.
Hidrolik ayırıcılar ve tampon tankları belirli çalışma koşulları altında karıştırmayı sağlayabilir.
Doğru tasarlanmış bir doğrudan sistem, ısı pompasının çıkış suyunu bu karışım etkisi olmadan doğrudan ısıtma terminallerine gönderebilir.
Bu, düşük sıcaklıklı ısı pompası uygulamaları için avantajlı olabilir.
Su akışı gerekli çalışma aralığında kaldığında, bir invertör ısı pompası, bina yükünü verimli bir şekilde takip edecek şekilde kapasiteyi modüle edebilir.
Direkt bağlantılı sistem her projeye uygun değildir.
Ana sınırlamaları şunları içerir:
Her iki taraf da aynı hidrolik devreyi paylaştığından, gerekli ısı pompası akışı ile terminal akışı arasındaki önemli farklar kontrol sorunları yaratabilir.
Termostatik veya motorlu vanaların kapatılması toplam sistem akışını ve basıncını değiştirir.
Aşağıdakileri içeren bir bina düşünün:
Bu terminaller farklı besleme sıcaklıkları ve farklı akış özellikleri gerektirebilir.
Bu nedenle basit bir doğrudan bağlı döngü yetersiz olabilir.
Tek bir pompanın hem ısı pompasının hem de dağıtım ağının basınç kaybının üstesinden gelmesi gerekebilir.
Modern ısı pompaları normalde minimum işletme suyu akışını belirtir.
Sistem akışı bu değerin altına düşerse güvenilir çalışma garanti edilemez.
Tek döngülü bir konfigürasyon özellikle aşağıdaki durumlarda caziptir:
Tipik uygulamalar şunları içerebilir:
Isı Pompası + Yerden Isıtma
veya
Isı Pompası + Bir Ana Fan Coil Devresi
veya
Isı Pompası + Düşük Sıcaklıklı Radyatör Sistemi
Birincil-ikincil hidronik sistem şu durumlarda daha çekici hale gelir:
Bu durumlarda, bir hidrolik ayırıcı veya uygun şekilde tasarlanmış bir tampon düzenlemesi, ısı pompası tarafını binanın dağıtım tarafından hidrolik olarak ayırabilir.
Kavramsal olarak:
ISI KAYNAĞI YÜK TARAFI Isı Pompası Radyatörleri │ ▲ Ana Pompa │ │ İkincil Pompa ▼ │ ┌───────────────┐ ┌─────┴─────┐ │ Hidrolik │◄─────────────── ►│ Manifold │ │ Ayırıcı │ └─────┬─────┘ └───────────────┘ │ ▲ ▼│ │ └──────── Birincil Devre
Daha sonra iki taraf, güçlü hidrolik etkileşim olmadan farklı akış hızlarında çalışabilir.
Evrensel bir cevap yok.
Yaygın bir yanılgı şudur:
"Tek döngülü bir sistem her zaman daha verimlidir çünkü daha az pompa kullanır."
Bir diğer yanılgı ise şu:
"Birincil-ortaöğretim sistemi her zaman daha iyidir çünkü daha profesyoneldir."
Her iki ifade de teknik olarak doğru değildir.
Sistemin verimliliği hidrolik tasarımın tamamına bağlıdır.
İyi tasarlanmış bir doğrudan sistem son derece basit ve verimli olabilir.
Ancak karmaşık çok bölgeli kurulumu tek bir hidrolik döngüye zorlamak, dengesiz akışa, aşırı döngüye ve zayıf sıcaklık kontrolüne neden olabilir.
Tersine, basit bir konut sistemine gereksiz tampon tankları, pompalar ve karıştırma cihazları eklemek kurulum maliyetini ve parazit elektrik tüketimini artırabilir.
Doğru prensip şudur:
Beklenen tüm çalışma koşullarında gerekli akışı, sıcaklığı, basıncı ve kontrol stabilitesini koruyabilen en basit hidrolik mimariyi kullanın.
Tek çevrimli ısı pompası sistemi, ısı pompası ve ısıtma/soğutma terminallerinin, ısı kaynağı ile yük tarafları arasında hidrolik ayrım olmaksızın aynı su sirkülasyon devresini paylaştığı hidronik bir konfigürasyondur.
Her zaman değil.
Her projede otomatik olarak kurulmak yerine, minimum sistem su hacmi, minimum kompresör çalışma süresi, defrost gereksinimleri, imar stratejisi ve üretici tavsiyelerine göre bir tampon tankı düşünülmelidir.
Evet, pompanın, ısı pompasının gerekli çalışma akış aralığını korurken, hesaplanan toplam sistem yükünde gerekli tasarım akışını sağlaması koşuluyla.
Bu mümkündür ancak radyatörler ve yerden ısıtma sistemi genellikle farklı su sıcaklıklarında ve akış hızlarında çalıştığından dikkatli bir tasarım gereklidir. Bir karıştırma devresi veya hidrolik olarak ayrılmış bir dağıtım sistemi daha uygun olabilir.
Evet. Inverter ısı pompaları, uygun şekilde tasarlanmış doğrudan bağlantılı sistemlerde özellikle iyi çalışabilir çünkü kompresör kapasitesi termal talebe göre modüle edilebilir. Ancak yine de minimum su akışı ve minimum sistem hacmi gereksinimlerine uyulmalıdır.
Isı transferi öncelikle su akışı ve besleme-dönüş sıcaklık farkı tarafından belirlenir:
Q ≈ 1,163 × Akış × ΔT
Bu nedenle ısı pompası kapasitesi, terminal kapasitesi, debi ve ΔT'nin birlikte dikkate alınması gerekir.
Atek çevrimli hidronik ısı pompası sistemihavadan suya ısı pompasını bir binanın ısıtma veya soğutma terminallerine bağlamanın en basit yollarından biridir.
Başlıca özelliği şudur:Isı kaynağı ve yük tarafı aynı hidrolik devreyi ve dolaşan su akışını paylaşır.
Isı pompası, sirkülasyon pompası ve terminal sistemi doğru şekilde eşleştirildiğinde bu düzenleme birçok avantaj sunar:
Ancak basitlik hidrolik mühendisliğine olan ihtiyacı ortadan kaldırmaz.
Tasarımcının yine de şunları doğrulaması gerekir:
Isıtma/Soğutma Yükü → Isı Pompası Kapasitesi → Tasarım ΔT → Gerekli Su Akışı → Sistem Basınç Düşüşü → Pompa Seçimi → Minimum Akış → Su Hacmi → Kontrol Stratejisi
Yalnızca bu parametreler uygun şekilde koordine edildiğinde doğrudan bağlantılı bir ısı pompası sistemi verimli ve güvenilir bir şekilde çalışabilir.
Karmaşık çok bölgeli binalar, değişken akışlı sistemler veya farklı terminal sıcaklıkları kullanan kurulumlar için,birincil-ikincil hidronik sistemdaha iyi hidrolik stabilite ve kontrol sağlayabilir.
Bu nedenle amaç, tek çevrimli sistemin mi yoksa birincil-ikincil sistemin mi evrensel olarak daha iyi olduğuna karar vermek değildir.
Amaç, projenin gerçek işletme gereksinimlerine en iyi uyan hidrolik mimariyi seçmektir.
Havadan suya ısı pompası ısıtma veya soğutma sistemi tasarlarken ilk hidrolik kararlardan biri, bir ısıtma veya soğutma sisteminin kullanılıp kullanılmayacağıdır.tek döngülü doğrudan bağlantılı sistemveya birbirincil-ikincil hidronik sistem.
Bu terimler HVAC ve ısı pompası endüstrisinde yaygın olarak kullanılmasına rağmen, seçim sadece bir konfigürasyonun her zaman diğerinden daha verimli olduğu varsayımına dayanmamalıdır.
Doğru hidrolik düzenleme, aşağıdakiler de dahil olmak üzere çeşitli faktörlere bağlıdır:
Bu makalede şunlar açıklanmaktadır:Tek çevrimli hidronik ısı pompası sisteminin çalışma prensibi, hidrolik özellikleri, avantajları, sınırlamaları ve tipik uygulamaları.
Atek çevrimli hidronik ısı pompası sistemi, ayrıca denirdoğrudan bağlantılı hidronik sistem, ısı pompası ile terminal ısıtma veya soğutma ekipmanının aynı hidrolik devreye bağlandığı su bazlı bir HVAC sistemidir.
En basit haliyle:
Isı Pompası → Sirkülasyon Pompası → Isıtma/Soğutma Terminalleri → Isı Pompası
Aynı sirkülasyon suyu hem ısı kaynağından hem de yük tarafından geçer.
Birincil-ikincil sistemin aksine, normaldeısı pompası devresi ile dağıtım devresi arasında hidrolik ayırıcı yok.
Sistem aşağıdaki gibi terminal ekipmanlarını tedarik edebilir:
SU BESLEMESİ → ┌─────────────┐ ┌──────────────┐ │ │ │ Sirkülasyon │ │ Isı Pompası ├──── ►│ Pompa ├──────────────┐ │ │ └──────────────┘ │ └──────▲──────┘ │ │ ▼ │ ┌─────────────────────────┐ │ │ Yük Tarafı │ │ │ │ │ │ Radyatör │ │ │ Fan Coil │ │ │ Yerden Isıtma │ │ └────────────┬────────────┘ │ │ └──────────────────── ─────────────────────┘ ← DÖNÜŞ SUYU
Temel karakteristik basittir:
Isı pompası ve terminal üniteleri aynı sirkülasyon suyu akış yolunu paylaşır.
Çalışma prensibi iki temel hidrolik parametreyle anlaşılabilir:
1. Su sıcaklığı farkı (ΔT)
2. Ortalama sirkülasyon suyu sıcaklığı
Bu iki parametre ısı pompası ile bina arasında aktarılan ısı miktarıyla yakından ilgilidir.
Isıtma işlemi sırasında ısı pompası dolaşan suyun sıcaklığını artırır.
Örneğin:
Isı Pompası → 40°C Besleme Suyu → Isıtma Terminalleri → 35°C Dönüş Suyu → Isı Pompası
Sıcaklık farkı:
ΔT = 40°C - 35°C = 5 K
Terminal ekipmanı termal enerjiyi sudan uzaklaştırır ve binaya aktarır.
Soğutucunun dönüş suyu daha sonra ısı pompasına geri akar ve yeniden ısıtılır.
Isıtma talebi mevcut olduğu sürece çevrim devam eder.
Isı Pompası Çıkışı 40°C │ │ Isı binaya iletilir ▼ ───────────────────── ► ΔT = 5 K ◄───────────────────── ▲ │ 35°C Isı Pompası Girişi
Soğutma modunda prensip tersinedir: ısı pompası soğutulmuş su sağlar ve terminal üniteleri iç ortamdaki ısıyı emer.
Hidronik ısıtma sistemi için aktarılan termal kapasiteye yaklaşık olarak şu şekilde ulaşılabilir:
Q = ṁ × Cp × ΔT
Nerede:
Su kullanarak pratik HVAC hesaplamaları için:
Q (kW) ≈ 1,163 × Debi (m³/h) × ΔT (K)
Öyleyse:
Debi (m³/h) ≈ Q / (1,163 × ΔT)
Bir ısı pompasının şunları sağladığını varsayalım:
Isıtma Kapasitesi = 20 kW
ile:
ΔT = 5K
Gerekli su akışı yaklaşık olarak:
20 ÷ (1,163 × 5) ≈ 3,44 m³/saat
Bu, doğrudan bağlı sistemlerin önemli bir özelliğini gösterir:
Isı pompası kapasitesi, terminal kapasitesi, su akışı ve ΔT hidrolik olarak koordine edilmelidir.
Isı pompasının terminal dağıtım sistemine göre çok daha fazla veya daha az su akışına ihtiyacı varsa, doğrudan bağlantının kontrolü zorlaşabilir.
Kararlı çalışma koşulları altında, ısı pompası tarafından üretilen termal enerji, binanın emdiği termal enerjiye yaklaşık olarak eşit olmalıdır:
Isı Pompası Çıkışı ≈ Terminal Isı Transferi ≈ Bina Isıtma Yükü
Ancak bu değerler nadiren her an aynı olur.
Bina yükü aşağıdakilerden dolayı sürekli olarak değişir:
Bu, hidronik ısı pompası sisteminin sürekli olarak ısı ve ısı arasındaki dengeyi korumaya çalıştığı anlamına gelir.ısı üretimi ve ısı tüketimi.
Başlatma sırasında bir sistemi düşünün.
Bina ve sirkülasyon suyu başlangıçta soğuk olabilir.
Bu noktada:
Bina hedef sıcaklığa yaklaştıkça terminal ısı talebi azalır.
Isı pompası binanın emebileceğinden daha fazla ısı üretmeye devam ederse, aşırı termal enerji, dolaşımdaki suyun sıcaklığını ve sistemin termal kütlesini geçici olarak artırır.
Sonuç olarak:
Ortalama sistem suyu sıcaklığı artar.
Isı pompası kontrolörü daha sonra şu şekilde yanıt verir:
Bunun bir nedeni de butam DC invertörlü ısı pompaları özellikle uygun şekilde tasarlanmış düşük sıcaklıklı hidronik sistemler için uygundur.
Kompresör yalnızca tam kapasitede çalışmak veya tamamen durmak yerine, bina talebindeki değişiklikleri takip edecek şekilde çıkışını modüle edebilir.
Su hacmi termal atalet sağlar.
Bunu anlamanın basitleştirilmiş bir yolu şudur:
Isı Pompası Isı Üretir ↓ ┌──────────────┐ │ Sistem Suyu │ │ Hacim │ └──────┬───────┘ ↓ Isıtma Terminalleri ↓ Bina
Isı üretimi ve ısı tüketimi geçici olarak farklıysa su hacmi bu dengesizliğin bir kısmını emebilir.
Yeterli su hacmi aşağıdakilere yardımcı olabilir:
Fakat,daha fazla su hacmi otomatik olarak daha iyi değildir.
Aşırı arabellek hacmi artabilir:
Bu nedenle doğru hacim, ısı pompası üreticisinin minimum su hacmi gereksinimlerine ve projenin hidrolik özelliklerine göre belirlenmelidir.
Modern bir invertör ısı pompası, çıkışını çalışma koşullarına göre sürekli olarak ayarlar.
Isıtma talebi arttığında:
Daha Yüksek Yük → Daha Yüksek Gerekli Isı Çıkışı
Kontrol stratejisine bağlı olarak sistem şu şekilde yanıt verebilir:
Isıtma talebi azaldığında:
Daha Düşük Yük → Daha Düşük Isı Pompası Çıkışı
Bu yüzdenhava durumu telafisi / dış mekan sıfırlama kontrolüIsı pompası verimliliği açısından önemlidir.
Kontrol cihazı, ısıtma mevsimi boyunca gereksiz derecede yüksek su sıcaklıklarını korumak yerine, daha ılıman dış ortam koşullarında hedef besleme suyu sıcaklığını azaltabilir.
Daha düşük besleme suyu sıcaklığı genellikle kompresörün kaldırma kuvvetini azaltır ve mevsimsel ısı pompası verimliliğini artırabilir.
Pratik bir sistem şunları içerebilir:
Havadan Suya Isı Pompası │ ▼ Sirkülasyon Pompası │ ▼ Besleme Başlığı │ ┌────┼─────┐ ▼ ▼ ▼ Radyatör FCU Yerden Isıtma │ │ │ └────┼─────┘ ▼ Dönüş Başlığı │ ▼ Isı Pompası
Sistem tasarımına bağlı olarak ek bileşenler şunları içerebilir:
Bu bileşenlerin sistemi mutlaka birincil-ikincil sisteme dönüştürmesi gerekmez.
Tanımlayıcı soru, ısı pompası devresi ve terminal dağıtım devresinin kalıp kalmayacağıdır.hidrolik olarak doğrudan bağlı.
Sirkülasyon pompası, hidrolik devredeki toplam basınç düşüşünün üstesinden gelirken yeterli akışı sağlamalıdır.
Tasarımcı şunları dikkate almalıdır:
Gerekli debi + Toplam sistem direnci = Sirkülasyon pompası çalışma noktası
Toplam direnç şunları içerebilir:
Mevcut basma yüksekliği kontrol edilmeden yalnızca nominal debiye göre seçilen bir pompa, yetersiz sirkülasyona neden olabilir.
Benzer şekilde, aşırı büyük bir pompa aşağıdakilere neden olabilir:
Bu nedenle sirkülasyon pompası seçimi her zaman gerçek sistem hidrolik hesaplamasına göre yapılmalıdır.
Tek çevrimli ısı pompası sisteminde en önemli hususlardan biri dağıtım sisteminin yaklaşık olarak sabit veya değişken debide çalışıp çalışmadığıdır.
Aşağıdaki durumlarda doğrudan bağlantı nispeten basittir:
Isı Pompası Gerekli Akış ≈ Dağıtım Sistemi Akışı
Örneğin, çoğu devrenin sürekli açık olduğu basit bir yerden ısıtma tesisatı, nispeten kararlı hidrolik koşullar sağlayabilir.
Birden fazla termostat ve bölge vanası farklı alanları bağımsız olarak kontrol ettiğinde durum daha da karmaşık hale gelir.
Örneğin:
┌── Bölge 1 AÇIK Isı Pompası ─────┼── Bölge 2 KAPALI ├── Bölge 3 KAPALI └── Bölge 4 KAPALI
Birkaç bölge kapatıldığında toplam sistem akışı önemli ölçüde düşebilir.
Bu, ısı pompasının gereken minimum su akışının altına düşmesine neden olabilir.
Olası sonuçlar şunları içerir:
Bu, doğrudan bağlı sistemlerin ana sınırlamalarından biridir.
Tek çevrimli bir sistem genellikle daha az hidrolik bileşen gerektirir.
Bu şunları azaltabilir:
Hidrolik ayırma ve ek dağıtım pompalarına ihtiyaç duyulmayabileceğinden ekipman ve kurulum maliyetleri daha düşük olabilir.
Düzgün seçilmiş bir yüksek verimli sirkülasyon pompası tüm sisteme hizmet edebildiğinde, yardımcı elektrik tüketimi azaltılabilir.
Hidrolik ayırıcılar ve tampon tankları belirli çalışma koşulları altında karıştırmayı sağlayabilir.
Doğru tasarlanmış bir doğrudan sistem, ısı pompasının çıkış suyunu bu karışım etkisi olmadan doğrudan ısıtma terminallerine gönderebilir.
Bu, düşük sıcaklıklı ısı pompası uygulamaları için avantajlı olabilir.
Su akışı gerekli çalışma aralığında kaldığında, bir invertör ısı pompası, bina yükünü verimli bir şekilde takip edecek şekilde kapasiteyi modüle edebilir.
Direkt bağlantılı sistem her projeye uygun değildir.
Ana sınırlamaları şunları içerir:
Her iki taraf da aynı hidrolik devreyi paylaştığından, gerekli ısı pompası akışı ile terminal akışı arasındaki önemli farklar kontrol sorunları yaratabilir.
Termostatik veya motorlu vanaların kapatılması toplam sistem akışını ve basıncını değiştirir.
Aşağıdakileri içeren bir bina düşünün:
Bu terminaller farklı besleme sıcaklıkları ve farklı akış özellikleri gerektirebilir.
Bu nedenle basit bir doğrudan bağlı döngü yetersiz olabilir.
Tek bir pompanın hem ısı pompasının hem de dağıtım ağının basınç kaybının üstesinden gelmesi gerekebilir.
Modern ısı pompaları normalde minimum işletme suyu akışını belirtir.
Sistem akışı bu değerin altına düşerse güvenilir çalışma garanti edilemez.
Tek döngülü bir konfigürasyon özellikle aşağıdaki durumlarda caziptir:
Tipik uygulamalar şunları içerebilir:
Isı Pompası + Yerden Isıtma
veya
Isı Pompası + Bir Ana Fan Coil Devresi
veya
Isı Pompası + Düşük Sıcaklıklı Radyatör Sistemi
Birincil-ikincil hidronik sistem şu durumlarda daha çekici hale gelir:
Bu durumlarda, bir hidrolik ayırıcı veya uygun şekilde tasarlanmış bir tampon düzenlemesi, ısı pompası tarafını binanın dağıtım tarafından hidrolik olarak ayırabilir.
Kavramsal olarak:
ISI KAYNAĞI YÜK TARAFI Isı Pompası Radyatörleri │ ▲ Ana Pompa │ │ İkincil Pompa ▼ │ ┌───────────────┐ ┌─────┴─────┐ │ Hidrolik │◄─────────────── ►│ Manifold │ │ Ayırıcı │ └─────┬─────┘ └───────────────┘ │ ▲ ▼│ │ └──────── Birincil Devre
Daha sonra iki taraf, güçlü hidrolik etkileşim olmadan farklı akış hızlarında çalışabilir.
Evrensel bir cevap yok.
Yaygın bir yanılgı şudur:
"Tek döngülü bir sistem her zaman daha verimlidir çünkü daha az pompa kullanır."
Bir diğer yanılgı ise şu:
"Birincil-ortaöğretim sistemi her zaman daha iyidir çünkü daha profesyoneldir."
Her iki ifade de teknik olarak doğru değildir.
Sistemin verimliliği hidrolik tasarımın tamamına bağlıdır.
İyi tasarlanmış bir doğrudan sistem son derece basit ve verimli olabilir.
Ancak karmaşık çok bölgeli kurulumu tek bir hidrolik döngüye zorlamak, dengesiz akışa, aşırı döngüye ve zayıf sıcaklık kontrolüne neden olabilir.
Tersine, basit bir konut sistemine gereksiz tampon tankları, pompalar ve karıştırma cihazları eklemek kurulum maliyetini ve parazit elektrik tüketimini artırabilir.
Doğru prensip şudur:
Beklenen tüm çalışma koşullarında gerekli akışı, sıcaklığı, basıncı ve kontrol stabilitesini koruyabilen en basit hidrolik mimariyi kullanın.
Tek çevrimli ısı pompası sistemi, ısı pompası ve ısıtma/soğutma terminallerinin, ısı kaynağı ile yük tarafları arasında hidrolik ayrım olmaksızın aynı su sirkülasyon devresini paylaştığı hidronik bir konfigürasyondur.
Her zaman değil.
Her projede otomatik olarak kurulmak yerine, minimum sistem su hacmi, minimum kompresör çalışma süresi, defrost gereksinimleri, imar stratejisi ve üretici tavsiyelerine göre bir tampon tankı düşünülmelidir.
Evet, pompanın, ısı pompasının gerekli çalışma akış aralığını korurken, hesaplanan toplam sistem yükünde gerekli tasarım akışını sağlaması koşuluyla.
Bu mümkündür ancak radyatörler ve yerden ısıtma sistemi genellikle farklı su sıcaklıklarında ve akış hızlarında çalıştığından dikkatli bir tasarım gereklidir. Bir karıştırma devresi veya hidrolik olarak ayrılmış bir dağıtım sistemi daha uygun olabilir.
Evet. Inverter ısı pompaları, uygun şekilde tasarlanmış doğrudan bağlantılı sistemlerde özellikle iyi çalışabilir çünkü kompresör kapasitesi termal talebe göre modüle edilebilir. Ancak yine de minimum su akışı ve minimum sistem hacmi gereksinimlerine uyulmalıdır.
Isı transferi öncelikle su akışı ve besleme-dönüş sıcaklık farkı tarafından belirlenir:
Q ≈ 1,163 × Akış × ΔT
Bu nedenle ısı pompası kapasitesi, terminal kapasitesi, debi ve ΔT'nin birlikte dikkate alınması gerekir.
Atek çevrimli hidronik ısı pompası sistemihavadan suya ısı pompasını bir binanın ısıtma veya soğutma terminallerine bağlamanın en basit yollarından biridir.
Başlıca özelliği şudur:Isı kaynağı ve yük tarafı aynı hidrolik devreyi ve dolaşan su akışını paylaşır.
Isı pompası, sirkülasyon pompası ve terminal sistemi doğru şekilde eşleştirildiğinde bu düzenleme birçok avantaj sunar:
Ancak basitlik hidrolik mühendisliğine olan ihtiyacı ortadan kaldırmaz.
Tasarımcının yine de şunları doğrulaması gerekir:
Isıtma/Soğutma Yükü → Isı Pompası Kapasitesi → Tasarım ΔT → Gerekli Su Akışı → Sistem Basınç Düşüşü → Pompa Seçimi → Minimum Akış → Su Hacmi → Kontrol Stratejisi
Yalnızca bu parametreler uygun şekilde koordine edildiğinde doğrudan bağlantılı bir ısı pompası sistemi verimli ve güvenilir bir şekilde çalışabilir.
Karmaşık çok bölgeli binalar, değişken akışlı sistemler veya farklı terminal sıcaklıkları kullanan kurulumlar için,birincil-ikincil hidronik sistemdaha iyi hidrolik stabilite ve kontrol sağlayabilir.
Bu nedenle amaç, tek çevrimli sistemin mi yoksa birincil-ikincil sistemin mi evrensel olarak daha iyi olduğuna karar vermek değildir.
Amaç, projenin gerçek işletme gereksinimlerine en iyi uyan hidrolik mimariyi seçmektir.