Bir ikincil hidronik sistem tasarlamanın en önemli kısımlarından biri tampon tank ve sirkülasyon pompalarını doğru seçmektir hava-su ısı pompası için.
Bir ısı pompası mükemmel bir COP'ye, yüksek verimli bir invertör kompresöre ve gelişmiş kontrollere sahip olabilir - ancak tampon tankı yanlış boyutlandırılmışsa veya sirkülasyon pompaları tasarım noktalarından uzakta çalışıyorsa, tüm sistem hala şunlardan muzdarip olabilir:
Sık kompresör çevrimi
Aşırı pompa elektrik tüketimi
Yetersiz su akışı
Büyük su sıcaklığı dalgalanmaları
Gereksiz hidrolik karışım
Azalmış ısı pompası verimliliği
Kötü ısıtma veya soğutma performansı
Akış alarmları ve kararsız çalışma
Bu nedenle amaç sadece "yeterince büyük" bir tank ve "yeterince güçlü" bir pompa takmak değildir.
İyi hidronik mühendislik, her bileşeni gerçek termal yük, su akışı, basınç düşüşü, minimum ısı pompası çıkışı ve binanın çalışma özelliklerine.
Tampon tank boyutlandırma ve sirkülasyon pompası seçimi arkasındaki mühendislik prensiplerine bakalım.
Bileşenleri seçmeden önce ne yaptıklarını anlamamız gerekir.
Tipik bir ikincil ısı pompası sistemi iki su devresi içerir.
Isı Pompası → Birincil Sirkülasyon Pompası → Tampon Tank → Isı Pompası
Birincil devre esas olarak ısı pompasına hizmet eder.
Tampon Tank → İkincil Sirkülasyon Pompası → Bina Terminalleri → Tampon Tank
İkincil devre binaya hizmet eder.
Bu terminaller şunları içerebilir:
Yerden ısıtma
Radyatörler
Fan coil üniteleri
Hava işleme üniteleri
Birden fazla ısıtma bölgesi
Bu ayrım önemlidir çünkü ısı pompası ve bina aynı anda aynı akışı gerektirmez.
Bu nedenle birincil pompa ısı pompasının hidrolik gereksinimlerinegöre seçilebilirken, ikincil pompa dağıtım sisteminin gereksinimlerine.
Bir tampon tank sadece büyük bir su kabı değildir.
Ana işlevlerinden biri yeterli termal kütle.
Çok az sistem suyu hacmi, su sıcaklığının hızla değişmesine neden olabilir.
Bu şunların riskini artırır:
Isı Pompası AÇIK → Hedef Sıcaklığa Ulaşıldı → KAPALI → Sıcaklık Düşüyor → Tekrar AÇIK
Başka bir deyişle:
Kısa Çevrim
Ancak tankı aşırı büyük yapmak da mutlaka daha iyi değildir.
Aşırı boyutlandırılmış bir tank şunları artırabilir:
Ekipman maliyeti
Kurulum alanı
Bekleme ısı kaybı
Sistem ısınma süresi
Toplam su hacmi
Bu nedenle amaç şudur:
Sistem hacmini gereksiz yere artırmadan kararlı ısı pompası çalışması sağlamak için yeterli termal kütle sağlamak.
Yaygın bir endüstri kısayolu şudur:
“kW ısı pompası kapasitesi başına X litre tampon tank.”
Bu ön tahmin için faydalı olabilir, ancak evrensel bir tasarım kuralı olarak ele alınmamalıdır.
Neden?
Çünkü kısa çevrim sadece anma kapasitesi ile belirlenmez.
İki adet 15 kW'lık ısı pompası düşünün.
Isı Pompası A, 3 kW'a kadar modüle edilebilir.
Isı Pompası B, sadece 6 kW'a kadar modüle edilebilir.
Binanın minimum aktif ısıtma talebi 2 kW ise, iki sistem çok farklı davranır.
Isı Pompası A için:
3 - 2 = 1 kW fazla çıkış
Isı Pompası B için:
6 - 2 = 4 kW fazla çıkış
Bu nedenle Isı Pompası B, aynı minimum kompresör çalışma süresini elde etmek için önemli ölçüde daha fazla termal tamponlama gerektirir.
Bu nedenle minimum ısı pompası kapasitesi kısa çevrim riski değerlendirilirken anma kapasitesinden genellikle daha önemlidir.
Faydalı basitleştirilmiş bir hesaplama, istenen minimum kompresör çalışma süresi boyunca emilmesi gereken termal enerjiye dayanır.
Gerekli etkili su hacmi şuradan tahmin edilebilir:
V = Q × t / (ρ × Cp × ΔT)
Su için, pratik HVAC hesaplamaları için şuna basitleştirilebilir:
V ≈ 14.3 × P × t / ΔT
burada:
V = gerekli etkili su hacmi litre cinsinden
P = fazla ısı çıkışı kW cinsinden
t = istenen minimum çalışma süresi dakika cinsinden
ΔT = izin verilen su sıcaklığı değişimi °C cinsinden
Anahtar terim fazla ısı çıkışıdir:
P = Minimum Isı Pompası Çıkışı - Minimum Aktif Bina Yükü
Bu, sadece anma ısı pompası kapasitesini keyfi bir litre/kW değeriyle çarpmaktan daha gerçekçi bir tahmin verir.
Bir invertör ısı pompasının şunlara sahip olduğunu varsayalım:
Minimum ısıtma çıkışı = 6 kW
Ilıman havada, minimum aktif bina yükü şudur:
2 kW
Bu nedenle:
Fazla çıkış = 6 - 2 = 4 kW
En azından şunları istediğimizi varsayalım:
15 dakika minimum kompresör çalışma süresi
ve sistem su sıcaklığının şu kadar artmasına izin verelim:
5°C
O zaman:
V ≈ 14.3 × 4 × 15 / 5
V ≈ 172 litre
Bu, geçici çıkış uyumsuzluğunu emmek için gereken yaklaşık etkili su hacmidir.
Ancak bu otomatik olarak 172 L tampon tankına ihtiyacımız olduğu anlamına gelmez.
Neden?
Çünkü mevcut hidronik sistem zaten su içeriyor.
Hesaplanan minimum etkili su hacminin şunlar olduğunu varsayalım:
172 L
Ancak sistem zaten şunları içeriyor:
Yerden ısıtma boruları: 70 L
Ana boru hattı: 20 L
Isı pompası ısı eşanjörü ve iç boru hattı: 10 L
Toplam mevcut hacim:
100 L
Bu nedenle ek olarak gereken hacim yaklaşık olarak şunlar olacaktır:
172 - 100 = 72 L
Daha sonraki uygun boyuttaki ticari olarak temin edilebilen bir tampon tank, ısı pompası üreticisinin gereksinimlerine ve gerçek hidrolik yapılandırmaya tabi olarak düşünülebilir.
Bu, otomatik olarak 200 L veya 300 L'lik bir tank kurmaktan çok daha mantıklı bir yaklaşımdır.
10-15 dakika gibi minimum bir çalışma süresi, termal kütle ve çevrim değerlendirilirken genellikle bir mühendislik kontrolü olarak kullanılır.
Amacı basittir.
Şunlardan kaçınmak istiyoruz:
AÇIK → KAPALI → AÇIK → KAPALI
birkaç dakika içinde.
Daha uzun çalışma döngüleri genellikle daha kararlı sistem sıcaklıkları sağlar ve invertör ısı pompalarının daha etkili modüle edilmesine olanak tanır.
Ancak, her ısı pompasının tam olarak 15 dakika çalışması gerektiğini söyleyen evrensel bir kural yoktur.
Her zaman kontrol edin:
Üretici minimum su hacmi
Kompresör kontrol stratejisi
Minimum çalışma süresi gereksinimleri
Buz çözme gereksinimleri
İnvertör modülasyon aralığı
Üretici verileri, genel boyutlandırma kurallarına öncelik vermelidir.
Tank hacmi tek başına sistemin verimli olup olmadığını belirlemez.
Hidrolik bağlantı da aynı derecede önemlidir.
Geleneksel dört borulu tampon düzenlemesi, birincil ve ikincil devreler arasında güçlü hidrolik ayrım sağlayabilir.
Ancak, tank içinde karışmaya.
Örneğin, yerden ısıtma sisteminden dönen suyun şu olduğunu varsayalım:
35°C
Hidrolik karışım, ısı pompasına giren suyu şu seviyeye yükseltirse:
36°C
ısı pompası biraz daha yüksek bir dönüş sıcaklığına karşı çalışmalıdır.
Bu, yoğuşma sıcaklığını artırabilir ve ısıtma verimliliğini azaltabilir.
Kesin COP cezası, tek bir evrensel yüzde ile temsil edilemez çünkü şunlara bağlıdır:
Soğutucu akışkan
Kompresör
Dış hava sıcaklığı
Su sıcaklığı
Kompresör frekansı
Isı eşanjörü tasarımı
Ancak mühendislik prensibi açıktır:
Bir ısı pompası için, su sıcaklığındaki gereksiz artışlar genellikle verimliliği azaltır.
Isı pompaları su sıcaklığına özellikle duyarlıdır.
Gereken ısıtma suyu sıcaklığı ne kadar düşükse, soğutma döngüsünün ısıyı transfer etmesi genellikle o kadar kolaydır.
Bu, ısı pompalarının özellikle şunlarla iyi çalışmasının nedenlerinden biridir:
Yerden Isıtma
çünkü zemin ısıtması genellikle nispeten düşük besleme suyu sıcaklıklarında çalışabilir.
Gereksiz hidrolik karışım, ısı pompasını binanın aslında ihtiyaç duyduğundan daha yüksek bir çıkış suyu sıcaklığında çalışmaya zorlarsa, COP düşebilir.
Bu nedenle, tampon tankı sadece termal kütle sağlamamalıdır.
Borulama düzenlemesi de gereksiz karışımı en aza indirecek şekilde tasarlanmalıdır.
Bu önemli bir ayrımdır.
Isı pompası ve bina devreleri tanka ayrı ayrı bağlanır.
Tipik düzenleme:
Isı Pompası → Tank → Isı Pompası
ve:
Tank → Bina → Tank
Avantajları şunları içerir:
Güçlü hidrolik ayrım
Bağımsız birincil ve ikincil akış
Daha kolay çoklu bölge entegrasyonu
Potansiyel dezavantajı:
Birincil ve ikincil akışlar önemli ölçüde farklıysa daha fazla hidrolik karışım
Tank, seri olarak veya ortak bir dönüş düzenlemesinin parçası olarak kurulabilir.
Ana amacı şunlar olabilir:
Sistem suyu hacmini artırmak
Termal kütle sağlamak
Çevrimi azaltmak
tam hidrolik ayrım ile ilişkili bazı karışımları en aza indirirken.
Hangi yapılandırma daha iyidir?
Projenin öncelikle şunlara ihtiyacı olup olmadığına bağlıdır:
Termal Hacim
veya:
Hidrolik Ayrım + Termal Hacim
Bu, sistem tasarımı sırasında kararlaştırılmalıdır.
Tampon düzenlemesi oluşturulduktan sonra pompaları seçebiliriz.
Birincil pompa ısı pompası devresine hizmet eder.
İki parametre esastır:
ve
Akışla başlayalım.
Su sistemleri için termal çıkış yaklaşık olarak şudur:
Q = 1.163 × Akış × ΔT
burada:
Q = termal kapasite kW cinsinden
Akış = su akışı m³/saat cinsinden
ΔT = su sıcaklığı farkı °C cinsinden
Bu nedenle:
Akış = Q / (1.163 × ΔT)
Örneğin, bir ısı pompasının şunları ürettiğini varsayalım:
12 kW
ve şunlar için tasarlanmıştır:
ΔT = 5°C
O zaman:
Akış = 12 / (1.163 × 5)
≈ 2.06 m³/saat
Bu nedenle pompa yaklaşık olarak şunları sağlayabilmelidir:
2.1 m³/saat
gerekli sistem basıncı basma yüksekliğinde.
Ancak sadece akış yeterli değildir.
Bir sirkülasyon pompası, devrenin hidrolik direncini yenmelidir.
Birincil devre şunları içerebilir:
Isı pompası ısı eşanjörü
Borular
Dirsekler
Te'ler
Vanalar
Çek valfler
Filtreler
Akış ölçerler
Tampon tank bağlantıları
Her bileşen basınç düşüşü oluşturur.
Toplam gerekli pompa basma yüksekliği yaklaşık olarak şudur:
Toplam Basınç Düşüşü = Boru Kaybı + Bağlantı Elemanı Kaybı + Ekipman Kaybı
Seçilen sirkülasyon pompası, gerekli tasarım akışını bu basınç düşüşünde.
Bu, pompa seçiminin her zaman üreticinin pompa performans eğrisini.
Bir pompayı sadece maksimum akışından seçmeyin.
Ve sadece maksimum basma yüksekliğinden seçmeyin.
Önemli parametre gerçek:
Çalışma Noktası = Gerekli Akış + Gerekli Basma Yüksekliği
Hidrolik ayrımın bir avantajı, birincil devrenin genellikle nispeten basit olmasıdır.
Örneğin:
Isı Pompası → Pompa → Tampon Tank → Isı Pompası
Boru uzunluğu ve bileşenler bilinir.
Bu, basınç düşüşü hesaplamasını nispeten basit hale getirir.
Bu nedenle, birincil pompa ısı pompası için doğru bir şekilde seçilebilir.
Bu, bir pompadan şunları sağlamasını istemekten çok daha kolaydır:
Isı Pompası + Üç Kat + Radyatörler + Yerden Isıtma + Fan Coil'ler + Bölge Vanaları
sistem direncinin sürekli değişebileceği yerlerde.
İkincil pompanın farklı bir görevi vardır.
Bina dağıtım sistemini besler.
Bu nedenle tasarımı şunları dikkate almalıdır:
Terminal akış gereksinimleri
Boru uzunlukları
Boru çapları
Bağlantı elemanı sayısı
Kontrol vanaları
Karışım vanaları
Manifoldlar
Radyatörler
Fan coil'ler
Yerden ısıtma döngüleri
Eşzamanlı bölge çalışması
Toplam ikincil akış, aktif terminal yüküne dayanır.
Ancak gerekli pompa basma yüksekliği normalde en hidrolik olarak zorlayıcı devrenin tarafından belirlenir, her paralel dalın basınç düşüşünü basitçe toplamakla değil.
Bu ayrım son derece önemlidir.
Bir yerden ısıtma sisteminin şunları gerektirdiğini varsayalım:
Toplam akış = 1.8 m³/saat
En zorlayıcı döngü artı dağıtım boruları, şunlara eşdeğer hesaplanmış bir basınç düşüşü üretir:
4.0 m su basma yüksekliği
Bu nedenle pompa, şunlar etrafında verimli çalışacak şekilde seçilmelidir:
1.8 m³/saat @ 4.0 m basma yüksekliği
sadece isim plakasında şunlar yazdığı için değil:
Maksimum akış = 4 m³/saat
veya:
Maksimum basma yüksekliği = 7 m
Pompa eğrisi kontrol edilmelidir.
Sirkülasyon pompalarını aşırı boyutlandırmak yaygın bir hatadır.
Çok büyük bir pompa şunlara neden olabilir:
Aşırı su hızı
Daha yüksek elektrik tüketimi
Vana gürültüsü
Akış gürültüsü
Aşırı diferansiyel basınç
Gereksiz kısıtlama
Kötü bölge kontrolü
Ayrıca sistemi amaçlanan hidrolik tasarım noktasından uzaklaştırabilir.
Yetersiz boyutlandırılmış bir pompa farklı sorunlar yaratır:
Yetersiz su akışı
Aşırı ΔT
Kötü terminal çıkışı
Akış alarmları
Kararsız ısı pompası çalışması
Bu nedenle doğru boyutlandırma kritiktir.
Konut ısıtma ve soğutma sistemleri nadiren sabit akışta çalışır.
On ısıtma bölgesi olan bir villa hayal edin.
Tasarım koşullarında:
10 Bölge Açık
Normal kış çalışmasında:
6 Bölge Açık
Ilıman havada:
2 Bölge Açık
Gereken ikincil akış önemli ölçüde değişir.
Sabit hızlı bir pompayı sürekli tam çıkışta çalıştırmak enerji israfına neden olur ve bölgeler kapandığında aşırı diferansiyel basınç oluşturabilir.
Modern bir değişken hızlı ECM sirkülatörü, hızını gerçek talebe göre ayarlayabilir.
Bu özellikle şunlarla kullanışlıdır:
Yerden ısıtma manifoldları
Termostatik radyatör vanaları
Bölge vanaları
Fan coil kontrol vanaları
Pompa enerjisinin hızla çok önemli bir ilişkisi vardır.
Pompa benzerlik yasalarına göre:
Akış ∝ Hız
Basma Yüksekliği ∝ Hız²
Güç ∝ Hız³
Bu, pompa hızını azaltmanın elektrik tüketimini önemli ölçüde azaltabileceği anlamına gelir.
Basitleştirilmiş teorik bir örnek olarak:
Pompa hızı %80'e düşürülürse:
Güç ≈ 0.8³ = 0.512
veya yaklaşık olarak:
Orijinal teorik gücün %51'i
Gerçek sistemler, pompa verimliliği ve sistem özellikleri nedeniyle farklılık gösterecektir, ancak prensip son derece önemlidir:
Binanın gerçekten ihtiyaç duyduğundan daha fazla su taşımayın.
Modern konut ve hafif ticari ısı pompası sistemleri için, yüksek verimli elektronik kontrollü sirkülatörler genellikle tercih edilir.
Yaygın avantajları şunları içerir:
Değişken hızlı çalışma
Kalıcı mıknatıslı motor teknolojisi
Daha iyi kısmi yük verimliliği
Diferansiyel basınç kontrolü
Daha düşük elektrik tüketimi
Daha düşük gürültü
Bölgelemeyle daha iyi uyumluluk
Üreticiye bağlı olarak kontrol modları şunları içerebilir:
Sabit Basınç
Bölge vanalarının sık sık açılıp kapandığı sistemler için kullanışlıdır.
Orantılı Basınç
Genellikle termostatik vanalı radyatör sistemleri için kullanışlıdır.
Sabit Hız
Hala belirli sabit akışlı birincil devreler için uygun olabilir.
Doğru mod, hidrolik tasarıma bağlıdır.
Daha büyük santrifüj pompalar birçok ticari ve endüstriyel HVAC sistemi için uygundur.
Sorun, bir pompanın "santrifüj" olup olmadığı veya "santrifüj olmayan" olup olmadığı değildir - birçok hidronik sirkülatör temelde santrifüj hidrolik prensiplerini kullanır.
Önemli sorular şunlardır:
Pompa gerekli görev noktası için uygun mu?
Verimli bir şekilde modüle edilebilir mi?
Motor verimliliği nedir?
Kısmi yük performansı nedir?
Sistem kontrol stratejisi için uygun mu?
Akustik performansı uygun mu?
Konut kurulumları için gürültü ve kısmi yük verimliliği özellikle önemlidir.
Büyük ticari projeler için, doğru seçilmiş değişken frekanslı pompalar daha uygun olabilir.
Bu özel dikkat gerektirir.
Bir kapalı hidronik sistemde, üç katlı bir bina, sirkülasyon pompasının sürekli olarak binanın tüm yüksekliği boyunca suyu "kaldırması" gerektiği anlamına gelmez.
Sistem doldurulup basınçlandırıldıktan sonra, yukarı ve aşağı statik basma yükleri büyük ölçüde dengelenir.
Sirkülasyon pompası esas olarak şunları yenmelidir:
Sürtünme Basınç Kaybı
şuradan:
Borular
Bağlantı Elemanları
Vanalar
Isı eşanjörleri
Manifoldlar
Terminaller
Bina yüksekliği hala statik dolum basıncı, genleşme tankı tasarımı ve minimum sistem basıncıiçin önemlidir, ancak doğrudan sirkülasyon pompası basma yüksekliğine eklenmemelidir.
Bu, hidronik HVAC tasarımındaki en yaygın pompa boyutlandırma yanlış anlamalarından biridir.
Doğru tasarlanmış bir ikincil sistemde:
Amaç şudur:
Isı pompası boyunca gerekli akışı korumak.
Çalışması normalde ısı pompası gereksinimlerini ve üretici kontrol mantığını izlemelidir.
Amaç şudur:
Bina terminallerinin gerçekten ihtiyaç duyduğu akışı sağlamak.
Çalışması şunlara yanıt verebilir:
Oda termostatları
Bölge vanaları
Diferansiyel basınç
Bina yönetim sistemi
Isıtma/soğutma talebi
Bu ayrım, her pompanın gerçek işlevine göre çalışmasına olanak tanır.
Tampon tank ve pompalar asla bağımsız olarak tasarlanmamalıdır.
Tam tasarım ilişkisi şudur:
Isı Pompası Kapasitesi
↓
Gerekli Birincil Akış
↓
Birincil Pompa
↓
Tampon Tank / Hidrolik Arayüz
↓
Bina Yükü
↓
İkincil Akış
↓
İkincil Pompa
↓
Terminal Üniteleri
Her bileşen diğerlerini etkiler.
Örneğin, terminal ΔT'yi değiştirmek gerekli akışı değiştirir.
Gerekli akışı değiştirmek şunları değiştirir:
Boru hızı
Boru basınç düşüşü
Pompa çalışma noktası
Pompa elektrik tüketimi
Hidrolik karışım koşulları
Bu nedenle hidronik sistem tasarımı her zaman eksiksiz bir mühendislik problemi olarak ele alınmalıdır.
Bir hava-su ısı pompası sistemi için tampon tankı ve sirkülasyon pompalarını seçmeden önce, bir mühendis şunları belirlemelidir:
Isı Pompası
Anma ısıtma/soğutma kapasitesi
Minimum modülasyon kapasitesi
Üretici minimum akışı
Önerilen tasarım akışı
Minimum sistem suyu hacmi
Gerekli ΔT
Buz çözme gereksinimleri
Tampon Tank
Mevcut sistem suyu hacmi
Minimum aktif bina yükü
İstenen minimum çalışma süresi
İzin verilen sıcaklık salınımı
Gerekli hidrolik ayrım
İki borulu veya dört borulu yapılandırma
Yalıtım seviyesi
Birincil Pompa
Gerekli ısı pompası akışı
Isı eşanjörü basınç düşüşü
Birincil boru direnci
Vana ve bağlantı elemanı direnci
Pompa çalışma noktası
İkincil Pompa
Bina tasarım yükü
Terminal akışı
En zorlayıcı hidrolik devre
Bölge kontrol stratejisi
Kısmi yük çalışması
Değişken hızlı gereksinimler
Bu parametreler biliniyorsa, bileşen seçimi çok daha güvenilir hale gelir.
Bir tampon tankı ve pompa seçerken, daha büyük otomatik olarak daha güvenli anlamına gelmez.
Aşırı Boyutlandırılmış Tank → Daha Fazla Maliyet + Daha Fazla Isı Kaybı + Daha Yavaş Tepki
Aşırı Boyutlandırılmış Pompa → Daha Fazla Elektrik + Daha Fazla Gürültü + Aşırı Diferansiyel Basınç
Yetersiz Boyutlandırılmış Tank → Artan Kısa Çevrim Riski
Yetersiz Boyutlandırılmış Pompa → Yetersiz Akış + Kötü Isı Transferi
Amaç, doğru çalışma dengesini bulmaktır.
İyi tasarlanmış bir ikincil hidronik sistem için:
Isı pompası ihtiyaç duyduğu akışı almalı, bina ihtiyaç duyduğu akışı almalı ve hiçbir pompa gereğinden fazla su taşımamalıdır.
Bu, verimli hidronik tasarımın temelidir.
Verimli bir hava kaynaklı ısı pompası seçmek sadece başlangıçtır.
Kurulumun gerçek dünya performansı, tüm hidronik sistemin nasıl birlikte çalıştığına bağlıdır:
Isı Pompası + Tampon Tank + Birincil Pompa + İkincil Pompa + Boru Hattı + Kontroller + Terminaller + Bina Yükü
Doğru boyutlandırılmış bir tampon tank, yeterli termal kütle sağlayabilir, kısa çevrimi azaltabilir ve gerektiğinde hidrolik ayrım sağlayabilir.
Doğru seçilmiş bir birincil pompa, ısı pompası boyunca kararlı akışı koruyabilir.
Doğru kontrol edilen bir ikincil pompa, gerçek bina talebine verimli bir şekilde yanıt verebilir.
Bu bileşenler tek bir sistem olarak tasarlandığında, sonuç şunlar olabilir:
Daha Kararlı Çalışma | Daha Düşük Yardımcı Enerji Tüketimi | Daha İyi Konfor | Daha Kolay Kontrol | Daha İyi Uzun Vadeli Güvenilirlik
Amaç en büyük tampon tankı veya en güçlü sirkülasyon pompasını kullanmak değildir.
Amaç, her bileşenin gerçek tasarım gereksinimine.
Bu iyi bir ısı pompası mühendisliğidir.
Hakkında daha fazla teknik bilgi için hava kaynaklı ısı pompaları, hidronik ısıtma sistemleri, tampon tankları, yerden ısıtma ve OEM ısı pompası çözümleri, ziyaret edin:
Evrensel bir tampon tank boyutu yoktur. Minimum ısı pompası çıkışı, minimum bina yükü, mevcut su hacmi, izin verilen sıcaklık salınımı, istenen minimum kompresör çalışma süresi, bölgeleme ve üretici gereksinimlerinden belirlenmelidir.
Bazı uygulamalarda ön bir kaba kural olarak kullanılabilir, ancak üretici gereksinimlerinin veya termal hacim hesaplamasının yerini almamalıdır. Aynı anma kapasitesine sahip iki ısı pompası, çok farklı minimum modülasyon seviyelerine sahip olabilir.
Su için kullanışlı bir yaklaşım şudur:
Akış (m³/saat) = Kapasite (kW) / [1.163 × ΔT (°C)]
5°C ΔT'de çalışan 12 kW'lık bir ısı pompası için akış yaklaşık olarak 2.06 m³/saat.
Gerekli su akışını ve toplam devre basınç düşüşünü belirleyin, ardından o akışı gerekli basma yüksekliğinde sağlayan bir pompa performans eğrisine sahip bir pompa seçin. Bir pompayı asla sadece maksimum akış veya maksimum basma yüksekliği kullanarak seçmeyin.
Gerekli değil. Birincil pompa ısı pompası devresi gereksinimlerine göre seçilirken, ikincil pompa bina dağıtım sistemine göre seçilir.
Özellikle değişken akışlı ve çok bölgeli sistemlerde genellikle faydalıdır. Ancak, kontrol stratejisi hala ısı pompası üreticisinin minimum akış gereksinimini karşılamalıdır.
Bir ikincil hidronik sistem tasarlamanın en önemli kısımlarından biri tampon tank ve sirkülasyon pompalarını doğru seçmektir hava-su ısı pompası için.
Bir ısı pompası mükemmel bir COP'ye, yüksek verimli bir invertör kompresöre ve gelişmiş kontrollere sahip olabilir - ancak tampon tankı yanlış boyutlandırılmışsa veya sirkülasyon pompaları tasarım noktalarından uzakta çalışıyorsa, tüm sistem hala şunlardan muzdarip olabilir:
Sık kompresör çevrimi
Aşırı pompa elektrik tüketimi
Yetersiz su akışı
Büyük su sıcaklığı dalgalanmaları
Gereksiz hidrolik karışım
Azalmış ısı pompası verimliliği
Kötü ısıtma veya soğutma performansı
Akış alarmları ve kararsız çalışma
Bu nedenle amaç sadece "yeterince büyük" bir tank ve "yeterince güçlü" bir pompa takmak değildir.
İyi hidronik mühendislik, her bileşeni gerçek termal yük, su akışı, basınç düşüşü, minimum ısı pompası çıkışı ve binanın çalışma özelliklerine.
Tampon tank boyutlandırma ve sirkülasyon pompası seçimi arkasındaki mühendislik prensiplerine bakalım.
Bileşenleri seçmeden önce ne yaptıklarını anlamamız gerekir.
Tipik bir ikincil ısı pompası sistemi iki su devresi içerir.
Isı Pompası → Birincil Sirkülasyon Pompası → Tampon Tank → Isı Pompası
Birincil devre esas olarak ısı pompasına hizmet eder.
Tampon Tank → İkincil Sirkülasyon Pompası → Bina Terminalleri → Tampon Tank
İkincil devre binaya hizmet eder.
Bu terminaller şunları içerebilir:
Yerden ısıtma
Radyatörler
Fan coil üniteleri
Hava işleme üniteleri
Birden fazla ısıtma bölgesi
Bu ayrım önemlidir çünkü ısı pompası ve bina aynı anda aynı akışı gerektirmez.
Bu nedenle birincil pompa ısı pompasının hidrolik gereksinimlerinegöre seçilebilirken, ikincil pompa dağıtım sisteminin gereksinimlerine.
Bir tampon tank sadece büyük bir su kabı değildir.
Ana işlevlerinden biri yeterli termal kütle.
Çok az sistem suyu hacmi, su sıcaklığının hızla değişmesine neden olabilir.
Bu şunların riskini artırır:
Isı Pompası AÇIK → Hedef Sıcaklığa Ulaşıldı → KAPALI → Sıcaklık Düşüyor → Tekrar AÇIK
Başka bir deyişle:
Kısa Çevrim
Ancak tankı aşırı büyük yapmak da mutlaka daha iyi değildir.
Aşırı boyutlandırılmış bir tank şunları artırabilir:
Ekipman maliyeti
Kurulum alanı
Bekleme ısı kaybı
Sistem ısınma süresi
Toplam su hacmi
Bu nedenle amaç şudur:
Sistem hacmini gereksiz yere artırmadan kararlı ısı pompası çalışması sağlamak için yeterli termal kütle sağlamak.
Yaygın bir endüstri kısayolu şudur:
“kW ısı pompası kapasitesi başına X litre tampon tank.”
Bu ön tahmin için faydalı olabilir, ancak evrensel bir tasarım kuralı olarak ele alınmamalıdır.
Neden?
Çünkü kısa çevrim sadece anma kapasitesi ile belirlenmez.
İki adet 15 kW'lık ısı pompası düşünün.
Isı Pompası A, 3 kW'a kadar modüle edilebilir.
Isı Pompası B, sadece 6 kW'a kadar modüle edilebilir.
Binanın minimum aktif ısıtma talebi 2 kW ise, iki sistem çok farklı davranır.
Isı Pompası A için:
3 - 2 = 1 kW fazla çıkış
Isı Pompası B için:
6 - 2 = 4 kW fazla çıkış
Bu nedenle Isı Pompası B, aynı minimum kompresör çalışma süresini elde etmek için önemli ölçüde daha fazla termal tamponlama gerektirir.
Bu nedenle minimum ısı pompası kapasitesi kısa çevrim riski değerlendirilirken anma kapasitesinden genellikle daha önemlidir.
Faydalı basitleştirilmiş bir hesaplama, istenen minimum kompresör çalışma süresi boyunca emilmesi gereken termal enerjiye dayanır.
Gerekli etkili su hacmi şuradan tahmin edilebilir:
V = Q × t / (ρ × Cp × ΔT)
Su için, pratik HVAC hesaplamaları için şuna basitleştirilebilir:
V ≈ 14.3 × P × t / ΔT
burada:
V = gerekli etkili su hacmi litre cinsinden
P = fazla ısı çıkışı kW cinsinden
t = istenen minimum çalışma süresi dakika cinsinden
ΔT = izin verilen su sıcaklığı değişimi °C cinsinden
Anahtar terim fazla ısı çıkışıdir:
P = Minimum Isı Pompası Çıkışı - Minimum Aktif Bina Yükü
Bu, sadece anma ısı pompası kapasitesini keyfi bir litre/kW değeriyle çarpmaktan daha gerçekçi bir tahmin verir.
Bir invertör ısı pompasının şunlara sahip olduğunu varsayalım:
Minimum ısıtma çıkışı = 6 kW
Ilıman havada, minimum aktif bina yükü şudur:
2 kW
Bu nedenle:
Fazla çıkış = 6 - 2 = 4 kW
En azından şunları istediğimizi varsayalım:
15 dakika minimum kompresör çalışma süresi
ve sistem su sıcaklığının şu kadar artmasına izin verelim:
5°C
O zaman:
V ≈ 14.3 × 4 × 15 / 5
V ≈ 172 litre
Bu, geçici çıkış uyumsuzluğunu emmek için gereken yaklaşık etkili su hacmidir.
Ancak bu otomatik olarak 172 L tampon tankına ihtiyacımız olduğu anlamına gelmez.
Neden?
Çünkü mevcut hidronik sistem zaten su içeriyor.
Hesaplanan minimum etkili su hacminin şunlar olduğunu varsayalım:
172 L
Ancak sistem zaten şunları içeriyor:
Yerden ısıtma boruları: 70 L
Ana boru hattı: 20 L
Isı pompası ısı eşanjörü ve iç boru hattı: 10 L
Toplam mevcut hacim:
100 L
Bu nedenle ek olarak gereken hacim yaklaşık olarak şunlar olacaktır:
172 - 100 = 72 L
Daha sonraki uygun boyuttaki ticari olarak temin edilebilen bir tampon tank, ısı pompası üreticisinin gereksinimlerine ve gerçek hidrolik yapılandırmaya tabi olarak düşünülebilir.
Bu, otomatik olarak 200 L veya 300 L'lik bir tank kurmaktan çok daha mantıklı bir yaklaşımdır.
10-15 dakika gibi minimum bir çalışma süresi, termal kütle ve çevrim değerlendirilirken genellikle bir mühendislik kontrolü olarak kullanılır.
Amacı basittir.
Şunlardan kaçınmak istiyoruz:
AÇIK → KAPALI → AÇIK → KAPALI
birkaç dakika içinde.
Daha uzun çalışma döngüleri genellikle daha kararlı sistem sıcaklıkları sağlar ve invertör ısı pompalarının daha etkili modüle edilmesine olanak tanır.
Ancak, her ısı pompasının tam olarak 15 dakika çalışması gerektiğini söyleyen evrensel bir kural yoktur.
Her zaman kontrol edin:
Üretici minimum su hacmi
Kompresör kontrol stratejisi
Minimum çalışma süresi gereksinimleri
Buz çözme gereksinimleri
İnvertör modülasyon aralığı
Üretici verileri, genel boyutlandırma kurallarına öncelik vermelidir.
Tank hacmi tek başına sistemin verimli olup olmadığını belirlemez.
Hidrolik bağlantı da aynı derecede önemlidir.
Geleneksel dört borulu tampon düzenlemesi, birincil ve ikincil devreler arasında güçlü hidrolik ayrım sağlayabilir.
Ancak, tank içinde karışmaya.
Örneğin, yerden ısıtma sisteminden dönen suyun şu olduğunu varsayalım:
35°C
Hidrolik karışım, ısı pompasına giren suyu şu seviyeye yükseltirse:
36°C
ısı pompası biraz daha yüksek bir dönüş sıcaklığına karşı çalışmalıdır.
Bu, yoğuşma sıcaklığını artırabilir ve ısıtma verimliliğini azaltabilir.
Kesin COP cezası, tek bir evrensel yüzde ile temsil edilemez çünkü şunlara bağlıdır:
Soğutucu akışkan
Kompresör
Dış hava sıcaklığı
Su sıcaklığı
Kompresör frekansı
Isı eşanjörü tasarımı
Ancak mühendislik prensibi açıktır:
Bir ısı pompası için, su sıcaklığındaki gereksiz artışlar genellikle verimliliği azaltır.
Isı pompaları su sıcaklığına özellikle duyarlıdır.
Gereken ısıtma suyu sıcaklığı ne kadar düşükse, soğutma döngüsünün ısıyı transfer etmesi genellikle o kadar kolaydır.
Bu, ısı pompalarının özellikle şunlarla iyi çalışmasının nedenlerinden biridir:
Yerden Isıtma
çünkü zemin ısıtması genellikle nispeten düşük besleme suyu sıcaklıklarında çalışabilir.
Gereksiz hidrolik karışım, ısı pompasını binanın aslında ihtiyaç duyduğundan daha yüksek bir çıkış suyu sıcaklığında çalışmaya zorlarsa, COP düşebilir.
Bu nedenle, tampon tankı sadece termal kütle sağlamamalıdır.
Borulama düzenlemesi de gereksiz karışımı en aza indirecek şekilde tasarlanmalıdır.
Bu önemli bir ayrımdır.
Isı pompası ve bina devreleri tanka ayrı ayrı bağlanır.
Tipik düzenleme:
Isı Pompası → Tank → Isı Pompası
ve:
Tank → Bina → Tank
Avantajları şunları içerir:
Güçlü hidrolik ayrım
Bağımsız birincil ve ikincil akış
Daha kolay çoklu bölge entegrasyonu
Potansiyel dezavantajı:
Birincil ve ikincil akışlar önemli ölçüde farklıysa daha fazla hidrolik karışım
Tank, seri olarak veya ortak bir dönüş düzenlemesinin parçası olarak kurulabilir.
Ana amacı şunlar olabilir:
Sistem suyu hacmini artırmak
Termal kütle sağlamak
Çevrimi azaltmak
tam hidrolik ayrım ile ilişkili bazı karışımları en aza indirirken.
Hangi yapılandırma daha iyidir?
Projenin öncelikle şunlara ihtiyacı olup olmadığına bağlıdır:
Termal Hacim
veya:
Hidrolik Ayrım + Termal Hacim
Bu, sistem tasarımı sırasında kararlaştırılmalıdır.
Tampon düzenlemesi oluşturulduktan sonra pompaları seçebiliriz.
Birincil pompa ısı pompası devresine hizmet eder.
İki parametre esastır:
ve
Akışla başlayalım.
Su sistemleri için termal çıkış yaklaşık olarak şudur:
Q = 1.163 × Akış × ΔT
burada:
Q = termal kapasite kW cinsinden
Akış = su akışı m³/saat cinsinden
ΔT = su sıcaklığı farkı °C cinsinden
Bu nedenle:
Akış = Q / (1.163 × ΔT)
Örneğin, bir ısı pompasının şunları ürettiğini varsayalım:
12 kW
ve şunlar için tasarlanmıştır:
ΔT = 5°C
O zaman:
Akış = 12 / (1.163 × 5)
≈ 2.06 m³/saat
Bu nedenle pompa yaklaşık olarak şunları sağlayabilmelidir:
2.1 m³/saat
gerekli sistem basıncı basma yüksekliğinde.
Ancak sadece akış yeterli değildir.
Bir sirkülasyon pompası, devrenin hidrolik direncini yenmelidir.
Birincil devre şunları içerebilir:
Isı pompası ısı eşanjörü
Borular
Dirsekler
Te'ler
Vanalar
Çek valfler
Filtreler
Akış ölçerler
Tampon tank bağlantıları
Her bileşen basınç düşüşü oluşturur.
Toplam gerekli pompa basma yüksekliği yaklaşık olarak şudur:
Toplam Basınç Düşüşü = Boru Kaybı + Bağlantı Elemanı Kaybı + Ekipman Kaybı
Seçilen sirkülasyon pompası, gerekli tasarım akışını bu basınç düşüşünde.
Bu, pompa seçiminin her zaman üreticinin pompa performans eğrisini.
Bir pompayı sadece maksimum akışından seçmeyin.
Ve sadece maksimum basma yüksekliğinden seçmeyin.
Önemli parametre gerçek:
Çalışma Noktası = Gerekli Akış + Gerekli Basma Yüksekliği
Hidrolik ayrımın bir avantajı, birincil devrenin genellikle nispeten basit olmasıdır.
Örneğin:
Isı Pompası → Pompa → Tampon Tank → Isı Pompası
Boru uzunluğu ve bileşenler bilinir.
Bu, basınç düşüşü hesaplamasını nispeten basit hale getirir.
Bu nedenle, birincil pompa ısı pompası için doğru bir şekilde seçilebilir.
Bu, bir pompadan şunları sağlamasını istemekten çok daha kolaydır:
Isı Pompası + Üç Kat + Radyatörler + Yerden Isıtma + Fan Coil'ler + Bölge Vanaları
sistem direncinin sürekli değişebileceği yerlerde.
İkincil pompanın farklı bir görevi vardır.
Bina dağıtım sistemini besler.
Bu nedenle tasarımı şunları dikkate almalıdır:
Terminal akış gereksinimleri
Boru uzunlukları
Boru çapları
Bağlantı elemanı sayısı
Kontrol vanaları
Karışım vanaları
Manifoldlar
Radyatörler
Fan coil'ler
Yerden ısıtma döngüleri
Eşzamanlı bölge çalışması
Toplam ikincil akış, aktif terminal yüküne dayanır.
Ancak gerekli pompa basma yüksekliği normalde en hidrolik olarak zorlayıcı devrenin tarafından belirlenir, her paralel dalın basınç düşüşünü basitçe toplamakla değil.
Bu ayrım son derece önemlidir.
Bir yerden ısıtma sisteminin şunları gerektirdiğini varsayalım:
Toplam akış = 1.8 m³/saat
En zorlayıcı döngü artı dağıtım boruları, şunlara eşdeğer hesaplanmış bir basınç düşüşü üretir:
4.0 m su basma yüksekliği
Bu nedenle pompa, şunlar etrafında verimli çalışacak şekilde seçilmelidir:
1.8 m³/saat @ 4.0 m basma yüksekliği
sadece isim plakasında şunlar yazdığı için değil:
Maksimum akış = 4 m³/saat
veya:
Maksimum basma yüksekliği = 7 m
Pompa eğrisi kontrol edilmelidir.
Sirkülasyon pompalarını aşırı boyutlandırmak yaygın bir hatadır.
Çok büyük bir pompa şunlara neden olabilir:
Aşırı su hızı
Daha yüksek elektrik tüketimi
Vana gürültüsü
Akış gürültüsü
Aşırı diferansiyel basınç
Gereksiz kısıtlama
Kötü bölge kontrolü
Ayrıca sistemi amaçlanan hidrolik tasarım noktasından uzaklaştırabilir.
Yetersiz boyutlandırılmış bir pompa farklı sorunlar yaratır:
Yetersiz su akışı
Aşırı ΔT
Kötü terminal çıkışı
Akış alarmları
Kararsız ısı pompası çalışması
Bu nedenle doğru boyutlandırma kritiktir.
Konut ısıtma ve soğutma sistemleri nadiren sabit akışta çalışır.
On ısıtma bölgesi olan bir villa hayal edin.
Tasarım koşullarında:
10 Bölge Açık
Normal kış çalışmasında:
6 Bölge Açık
Ilıman havada:
2 Bölge Açık
Gereken ikincil akış önemli ölçüde değişir.
Sabit hızlı bir pompayı sürekli tam çıkışta çalıştırmak enerji israfına neden olur ve bölgeler kapandığında aşırı diferansiyel basınç oluşturabilir.
Modern bir değişken hızlı ECM sirkülatörü, hızını gerçek talebe göre ayarlayabilir.
Bu özellikle şunlarla kullanışlıdır:
Yerden ısıtma manifoldları
Termostatik radyatör vanaları
Bölge vanaları
Fan coil kontrol vanaları
Pompa enerjisinin hızla çok önemli bir ilişkisi vardır.
Pompa benzerlik yasalarına göre:
Akış ∝ Hız
Basma Yüksekliği ∝ Hız²
Güç ∝ Hız³
Bu, pompa hızını azaltmanın elektrik tüketimini önemli ölçüde azaltabileceği anlamına gelir.
Basitleştirilmiş teorik bir örnek olarak:
Pompa hızı %80'e düşürülürse:
Güç ≈ 0.8³ = 0.512
veya yaklaşık olarak:
Orijinal teorik gücün %51'i
Gerçek sistemler, pompa verimliliği ve sistem özellikleri nedeniyle farklılık gösterecektir, ancak prensip son derece önemlidir:
Binanın gerçekten ihtiyaç duyduğundan daha fazla su taşımayın.
Modern konut ve hafif ticari ısı pompası sistemleri için, yüksek verimli elektronik kontrollü sirkülatörler genellikle tercih edilir.
Yaygın avantajları şunları içerir:
Değişken hızlı çalışma
Kalıcı mıknatıslı motor teknolojisi
Daha iyi kısmi yük verimliliği
Diferansiyel basınç kontrolü
Daha düşük elektrik tüketimi
Daha düşük gürültü
Bölgelemeyle daha iyi uyumluluk
Üreticiye bağlı olarak kontrol modları şunları içerebilir:
Sabit Basınç
Bölge vanalarının sık sık açılıp kapandığı sistemler için kullanışlıdır.
Orantılı Basınç
Genellikle termostatik vanalı radyatör sistemleri için kullanışlıdır.
Sabit Hız
Hala belirli sabit akışlı birincil devreler için uygun olabilir.
Doğru mod, hidrolik tasarıma bağlıdır.
Daha büyük santrifüj pompalar birçok ticari ve endüstriyel HVAC sistemi için uygundur.
Sorun, bir pompanın "santrifüj" olup olmadığı veya "santrifüj olmayan" olup olmadığı değildir - birçok hidronik sirkülatör temelde santrifüj hidrolik prensiplerini kullanır.
Önemli sorular şunlardır:
Pompa gerekli görev noktası için uygun mu?
Verimli bir şekilde modüle edilebilir mi?
Motor verimliliği nedir?
Kısmi yük performansı nedir?
Sistem kontrol stratejisi için uygun mu?
Akustik performansı uygun mu?
Konut kurulumları için gürültü ve kısmi yük verimliliği özellikle önemlidir.
Büyük ticari projeler için, doğru seçilmiş değişken frekanslı pompalar daha uygun olabilir.
Bu özel dikkat gerektirir.
Bir kapalı hidronik sistemde, üç katlı bir bina, sirkülasyon pompasının sürekli olarak binanın tüm yüksekliği boyunca suyu "kaldırması" gerektiği anlamına gelmez.
Sistem doldurulup basınçlandırıldıktan sonra, yukarı ve aşağı statik basma yükleri büyük ölçüde dengelenir.
Sirkülasyon pompası esas olarak şunları yenmelidir:
Sürtünme Basınç Kaybı
şuradan:
Borular
Bağlantı Elemanları
Vanalar
Isı eşanjörleri
Manifoldlar
Terminaller
Bina yüksekliği hala statik dolum basıncı, genleşme tankı tasarımı ve minimum sistem basıncıiçin önemlidir, ancak doğrudan sirkülasyon pompası basma yüksekliğine eklenmemelidir.
Bu, hidronik HVAC tasarımındaki en yaygın pompa boyutlandırma yanlış anlamalarından biridir.
Doğru tasarlanmış bir ikincil sistemde:
Amaç şudur:
Isı pompası boyunca gerekli akışı korumak.
Çalışması normalde ısı pompası gereksinimlerini ve üretici kontrol mantığını izlemelidir.
Amaç şudur:
Bina terminallerinin gerçekten ihtiyaç duyduğu akışı sağlamak.
Çalışması şunlara yanıt verebilir:
Oda termostatları
Bölge vanaları
Diferansiyel basınç
Bina yönetim sistemi
Isıtma/soğutma talebi
Bu ayrım, her pompanın gerçek işlevine göre çalışmasına olanak tanır.
Tampon tank ve pompalar asla bağımsız olarak tasarlanmamalıdır.
Tam tasarım ilişkisi şudur:
Isı Pompası Kapasitesi
↓
Gerekli Birincil Akış
↓
Birincil Pompa
↓
Tampon Tank / Hidrolik Arayüz
↓
Bina Yükü
↓
İkincil Akış
↓
İkincil Pompa
↓
Terminal Üniteleri
Her bileşen diğerlerini etkiler.
Örneğin, terminal ΔT'yi değiştirmek gerekli akışı değiştirir.
Gerekli akışı değiştirmek şunları değiştirir:
Boru hızı
Boru basınç düşüşü
Pompa çalışma noktası
Pompa elektrik tüketimi
Hidrolik karışım koşulları
Bu nedenle hidronik sistem tasarımı her zaman eksiksiz bir mühendislik problemi olarak ele alınmalıdır.
Bir hava-su ısı pompası sistemi için tampon tankı ve sirkülasyon pompalarını seçmeden önce, bir mühendis şunları belirlemelidir:
Isı Pompası
Anma ısıtma/soğutma kapasitesi
Minimum modülasyon kapasitesi
Üretici minimum akışı
Önerilen tasarım akışı
Minimum sistem suyu hacmi
Gerekli ΔT
Buz çözme gereksinimleri
Tampon Tank
Mevcut sistem suyu hacmi
Minimum aktif bina yükü
İstenen minimum çalışma süresi
İzin verilen sıcaklık salınımı
Gerekli hidrolik ayrım
İki borulu veya dört borulu yapılandırma
Yalıtım seviyesi
Birincil Pompa
Gerekli ısı pompası akışı
Isı eşanjörü basınç düşüşü
Birincil boru direnci
Vana ve bağlantı elemanı direnci
Pompa çalışma noktası
İkincil Pompa
Bina tasarım yükü
Terminal akışı
En zorlayıcı hidrolik devre
Bölge kontrol stratejisi
Kısmi yük çalışması
Değişken hızlı gereksinimler
Bu parametreler biliniyorsa, bileşen seçimi çok daha güvenilir hale gelir.
Bir tampon tankı ve pompa seçerken, daha büyük otomatik olarak daha güvenli anlamına gelmez.
Aşırı Boyutlandırılmış Tank → Daha Fazla Maliyet + Daha Fazla Isı Kaybı + Daha Yavaş Tepki
Aşırı Boyutlandırılmış Pompa → Daha Fazla Elektrik + Daha Fazla Gürültü + Aşırı Diferansiyel Basınç
Yetersiz Boyutlandırılmış Tank → Artan Kısa Çevrim Riski
Yetersiz Boyutlandırılmış Pompa → Yetersiz Akış + Kötü Isı Transferi
Amaç, doğru çalışma dengesini bulmaktır.
İyi tasarlanmış bir ikincil hidronik sistem için:
Isı pompası ihtiyaç duyduğu akışı almalı, bina ihtiyaç duyduğu akışı almalı ve hiçbir pompa gereğinden fazla su taşımamalıdır.
Bu, verimli hidronik tasarımın temelidir.
Verimli bir hava kaynaklı ısı pompası seçmek sadece başlangıçtır.
Kurulumun gerçek dünya performansı, tüm hidronik sistemin nasıl birlikte çalıştığına bağlıdır:
Isı Pompası + Tampon Tank + Birincil Pompa + İkincil Pompa + Boru Hattı + Kontroller + Terminaller + Bina Yükü
Doğru boyutlandırılmış bir tampon tank, yeterli termal kütle sağlayabilir, kısa çevrimi azaltabilir ve gerektiğinde hidrolik ayrım sağlayabilir.
Doğru seçilmiş bir birincil pompa, ısı pompası boyunca kararlı akışı koruyabilir.
Doğru kontrol edilen bir ikincil pompa, gerçek bina talebine verimli bir şekilde yanıt verebilir.
Bu bileşenler tek bir sistem olarak tasarlandığında, sonuç şunlar olabilir:
Daha Kararlı Çalışma | Daha Düşük Yardımcı Enerji Tüketimi | Daha İyi Konfor | Daha Kolay Kontrol | Daha İyi Uzun Vadeli Güvenilirlik
Amaç en büyük tampon tankı veya en güçlü sirkülasyon pompasını kullanmak değildir.
Amaç, her bileşenin gerçek tasarım gereksinimine.
Bu iyi bir ısı pompası mühendisliğidir.
Hakkında daha fazla teknik bilgi için hava kaynaklı ısı pompaları, hidronik ısıtma sistemleri, tampon tankları, yerden ısıtma ve OEM ısı pompası çözümleri, ziyaret edin:
Evrensel bir tampon tank boyutu yoktur. Minimum ısı pompası çıkışı, minimum bina yükü, mevcut su hacmi, izin verilen sıcaklık salınımı, istenen minimum kompresör çalışma süresi, bölgeleme ve üretici gereksinimlerinden belirlenmelidir.
Bazı uygulamalarda ön bir kaba kural olarak kullanılabilir, ancak üretici gereksinimlerinin veya termal hacim hesaplamasının yerini almamalıdır. Aynı anma kapasitesine sahip iki ısı pompası, çok farklı minimum modülasyon seviyelerine sahip olabilir.
Su için kullanışlı bir yaklaşım şudur:
Akış (m³/saat) = Kapasite (kW) / [1.163 × ΔT (°C)]
5°C ΔT'de çalışan 12 kW'lık bir ısı pompası için akış yaklaşık olarak 2.06 m³/saat.
Gerekli su akışını ve toplam devre basınç düşüşünü belirleyin, ardından o akışı gerekli basma yüksekliğinde sağlayan bir pompa performans eğrisine sahip bir pompa seçin. Bir pompayı asla sadece maksimum akış veya maksimum basma yüksekliği kullanarak seçmeyin.
Gerekli değil. Birincil pompa ısı pompası devresi gereksinimlerine göre seçilirken, ikincil pompa bina dağıtım sistemine göre seçilir.
Özellikle değişken akışlı ve çok bölgeli sistemlerde genellikle faydalıdır. Ancak, kontrol stratejisi hala ısı pompası üreticisinin minimum akış gereksinimini karşılamalıdır.