Instalații - pompă de căldură

MEMORIU TEHNIC

Prin temă s-a cerut proiectarea unei instalaţii de pompă de căldură cu compresie mecanică de vapori într-o treaptă pentru încălzirea şi prepararea apei calde de consum într-un imobil cu regimul de construcţie S+P+E1+E2+M.

Pompa de căldură proiectată preia energia din pânza freatică cu nivel termic scăzut pe care împreună cu energia dezvoltată în compresor o cedează

utilizatorului în condensatorul instalaţiei la nivel termic ridicat.

Izvorul pompei de căldură este apa din pânza freatică care are temperatura medie anuală de 10…120 C. S-a considerat că sursa rece are adâncimea necesară. De asemenea, apa îndeplineşte indicii de calitate privind duritatea şi conţinutul de suspensii.

Agentul frigorific folosit este freonul R123, ales pentru condiţiile cerute de aplicaţia tehnica propusă.

La condensarea pompei de căldură, energia termică este cedată prin intermediul suprafeţei schimbătoare de căldură, apei, agent termic pentru cele două schimbătoare de căldură care prepară apă caldă pentru încălzirea imobilului şi apa caldă de consum.

S-a considerat că încălzirea se face cu agent termic de joasă temperatură tinc=80/600C, iar apa caldă de consum se prepară din apă de 100C care este adusă până la 650C.

Funcţionarea instalaţiei:

Principalele utilaje ale pompei de căldură sunt: un compresor de tipul

4PFR(Y), un condensator de tip multitubular orizontal şi un vaporizator multitubular orizontal.

Vaporii de R123 propuşi în vaporizator sunt aspiraţi de compresor şi apoi comprimaţi adiabatic până la presiunea din condensator (3,8bar). Vaporii sunt trecuţi prin separatorul de ulei (SU). Deoarece uleiul este miscibil cu freonul acesta este antrenat din cilindri compresorului şi duşi în instalaţie.

Pentru a evita depunerea uleiului pe suprafeţele schimbătoarelor de căldură pe care ar forma o peliculă cu mare rezistenţă termică conductivă, se folosesc separatoare de ulei în care sunt reţinute picăturile de ulei antrenate de vapori.

Freonul vaporizează pe seama preluării unui flux de căldură de la apa din pânza freatică ce se răceşte de la 100C la 50C.

Aparatura dimensionată a fost aleasă să funcţioneze economic. Compresorul de tipul 4PFR(Y) este produs de firma Bitzer.

Aparatele schimbătoare de căldură de tip multitubular orizontal au fost dimensionate constructiv şi se pot confecţiona in ateliere specializate cu respectarea prescripţiilor ISCIR.

Organele de închidere, ca şi conductele au fost alese pentru regim de funcţionare în gama de presiuni de până la 16 bari, uzuale în tehnică.

Fluxul de căldură necesar pentru încălzirea si prepararea apei calde de consum este de 40 KW.

Pentru dimensionarea instalaţiei pompei de căldură au fost stabiliţi parametrii termodinamici în punctele caracteristice de stare.

Cu ajutorul relaţiilor de bilanţ termic sau obţinut fluxurile termice masice transferate în condensator, vaporizator şi apoi au fost calculate puterile termice instalate.