Ушп это: УШП: развод на деньги или экономия средств

Что такое УШП (утепленная шведская плита)

УШП — это современный и теплоэффективный фундамент. И не только фундамент, не просто бетонная плита. Это настоящая основа вашего дома. Она включает в себя готовую систему комфортного отопления тёплыми полами по всей площади, разводку труб водоснабжения, канализации и электрических кабелей, качественное утепление пола, а её гладкая поверхность годится для укладки чистового напольного покрытия.

Шведская плита подходит для каркасных домов, домов из газобетона, бруса, бревна, для SIP и других домов и может быть построена практически на любом грунте.

На этой картинке мы с дизайнером попытались изобразить УШП в разрезе. Итак, разложим всё по полочкам:

1. Подушка 2. ПСБ/ЭППС — несъемная опалубка 3. Утеплённая отмостка 4. Дренаж 5. Ливнёвка 6. Арматура 7. Трубы тёплого пола 8. Бетонная плита 9. Трубы и кабели

 1. Подушка под плитой

Прежде чем заливать бетон нужно сделать много всего остального и начинаем мы с подготовки подушки — основания, на котором будет выставляться опалубка и на котором будет стоять наша плита. Необходимо подготовить ровную песчаную площадку и как следует утрамбовать её специальной машиной — виброплитой.

На фото стройка УШП в Дружбе, в Покровской, в Разливе, в Саблино.

Мой компаньон, Григорий, снял небольшой сериал про стройку УШП. Первая серия посвящена как раз таки подготовке подушки, вот как это примерно выглядит на видео:

«Пирог» подушки зависит от типа грунта, начиная от простого снятия плодородного слоя, засыпки песком и трамбовки, заканчивая полным замещением грунта под плитой на большую глубину и трамбовкой тяжёлым виброкатком.  Подготовка подушки крайне важна, по результату обязательно нужно проверить качество уплотнения пенетрометром.

 2.

Выставляем опалубку из ПСБ\ЭППС

Далее на подготовленной площадке по уровню выставляется несъемная опалубка из пенополистирола. Это совсем не тот хрупкий пенопласт, что вы привыкли видеть в коробке из-под телевизора, ПСБ 25/50 (ППС 14/35 по новому ГОСТу) или тем более ЭППС гораздо плотнее и долговечнее. Получается, что между землёй и бетоном будет толстая прослойка из отличного плотного утеплителя. Это позволит нам отапливать ваш дом, а не греть землю под ним.

Кроме того, пенопласт не позволит грунту под домом промерзнуть, следовательно, не будет и никакого морозного пучения, не будет опасных подвижек фундамента, трещин в стенах и прочих неприятностей.

На этом этапе также закладываются канализационные трубы, делается ввод воды и электрического кабеля, заземления (цифра 9 на картинке). Чаще всего вместе с фундаментом я сразу же устанавливаю и септик или ЛОС, так что вопрос канализации решается уже на этом этапе.

Ещё стоит добавить, что наружную часть опалубки (так называемый L-блок) я обычно облицовываю плоским шифером. На этапе строительства он надежно защищает ПСБ от повреждений, а также может быть использован и в дальнейшем — можно просто покрасить его в нужный цвет или покрыть мозаичной штукатуркой и отделка цоколя готова. К плоскому шиферу также удобно крепить цокольные панели.

Так выглядит готовый цоколь:

Кстати, по поводу высоты цоколя УШП (высота от грунта до края плиты). Она получается небольшая — около 20 сантиметров, но это скорее плюс — не нужно делать крыльцо со ступеньками при входе в дом. Однако, по желанию заказчика, высота легко может быть увеличена. Во-первых лишние 10 сантиметров можно добавить за счет дополнительной подсыпки подушки, во-вторых, ещё столько же при использовании дополнительного слоя утеплителя под плитой.

3,4,5. Делаем ливневую канализацию, дренаж, отмостку

Во время дождика с крыши по водосточным трубам бегут потоки воды и эту воду нужно куда-то деть. Для этого делается ливневая канализация и  дождеприёмники, это что-то вроде люков под водосточными трубами, куда стекает вся дождевая вода. А уходит она в канаву или в колодец. Поверьте, это гораздо лучше, чем лужи вокруг дома.

На большинстве участков, из-за сырости, нужен ещё и дренаж, про него можно подробно почитать в интернете, но в двух словах — нужно это чтобы отвести воду от дома, чтобы было сухо. И это тоже делается сразу, вместе со всеми остальными земляными работами.

Вокруг фундамента, по периметру, закапываются листы пенополистирола, укрытые толстой плёнкой — это утеплённая отмостка. Она нужна чтобы исключить промерзание и морозное пучение грунта вокруг фундамента. Можно засыпать её песком и, в последствии, декоративным камнем, а можно сразу красиво забетонировать.

Итак, получается, что мы убрали всю лишнюю влагу из-под дома и вокруг него, а также утеплили фундамент и его периметр. А это значит, что возможностей для морозного пучения грунта не остается — сухой песок, защищенный от мороза пенопластом, двигаться уже не будет.

6. Армирование

Нельзя просто взять, замешать цемент и залить его в готовую опалубку. Прочность бетонным конструкциям придает армирование металлом. В классической УШП вся площадь перекрывается сварной арматурной сеткой, а в рёбрах жесткости используются прутки арматуры. Под тяжёлый дом могут делаться дополнительные рёбра, арматурные каркасы, может быть использовано двойное армирование и т.д. Всё это проектируется исходя из планируемой нагрузки на фундамент, т. е. зависит от материала, из которого будет делаться дом и его размеров.

 7. Тёплый пол во всём доме сразу

По всей площади дома укладываются трубы тёплого пола. Дом делится на несколько зон, например кухня, гостиная, спальня, с\у. В каждую зону укладывается свой контур тёплого пола, который потом можно будет регулировать с помощью коллектора.

Получается, что весь дом отапливается тёплым полом. А если дом хорошо утеплён, то такой системы достаточно для отопления в любые морозы (для 1-этажного дома или для первого этажа 2-этажного). И это очень комфортное тепло, оно равномерно идёт от всей поверхности пола во всех помещениях, что гораздо приятнее классического радиатора под окном.

Так как тёплый пол залит в бетон, бетонная монолитная плита служит отличным теплоаккумулятором. Она прогревается не сразу, но зато, когда набирает тепло, очень долго его отдаёт. Даже если у вас отключат газ или электричество, почувствуется это далеко не сразу, может быть через сутки или больше. Температура в доме будет падать очень медленно!

Коллектор тёплого пола Comisa регулирует проток теплоносителя по контурам

* на самом деле порядок повествования немного нарушен, чаще всего трубы ТП монтируются перед армированием и крепятся прямо к пенопласту — это самый оптимальный вариант, но для понимания смысла УШП это роли не играет.

9. Коммуникации — вода, электричество, канализация

Тут мы немного перескочим и перейдем к 9 пункту. Помимо тёплого пола внутри плиты закладываются все необходимые коммуникации — это электрические кабели (их можно вывести в любое место, например в будущие стены), трубы для холодной\горячей воды, канализационные трубы, водопроводные трапы под будущий душ, по вкусу можно развести центральный пылесос и любые другие кабели\воздуховоды.

Стандартный набор: тёплые полы, разводка канализации, ХВС/ГВС и электрокабеля

Плита УШП создаётся не под абстрактный дом, размером, скажем, 10*10. Вам нужен как минимум эскизный проект, тогда сразу можно сделать отопление по комнатам, вывести трубы к будущим санузлам и на кухню, установить коллекторы тёплого пола и водоснабжения в техническом помещении и т. д.

Выводы труб горячей и холодной воды, здесь будет коллектор

Вот как выглядит «начинка» стандартной плиты (первая часть ролика):

8. Монолитная бетонная плита = черновой пол

Завершается работа над УШП заливкой бетона и его затиркой\шлифовкой. Когда все коммуникации и тёплые полы готовы, проверены все выводы и кабели, целостность всех труб протестирована под давлением, приезжает миксер и заливает качественную бетонную смесь. Никакого самодельного бетона, только смесь с проверенного бетонозавода, со всеми документами и пробами.

После заливки разглаживаем бетон большой гладилкой

Спустя некоторое время после заливки, когда бетон набирает немного прочности, поверхность шлифуется специальной затирочной машиной, которую еще называют «вертолёт». Как при заливке, так и при затирке, ровность плиты постоянно контролируется лазерным уровнем.

Так работает вертолёт:

В результате мы получаем гладкое бетонное основание с минимальными перепадами. На него сразу же можно класть плитку или ламинат, не нужно заливать дополнительную стяжку — всё уже готово.

Подытожим выгоду

Заказав УШП, после завершения работ вы сразу получаете:

1. Фундамент — монолитная бетонная плита;
2. Разведённые коммуникации — вода, канализация, электричество, заземление и пр;
3. Готовая система отопления — тёплые полы по всей площади дома;
4. Утепление пола — под плитой толстый слой ПСБ\ЭППС;
5. Утеплённая отмостка — никакого промерзания грунта вокруг дома;
6. Готовый черновой пол, он гладкий и на него сразу можно класть плитку или ламинат;
7. Отделка цоколя плоским шифером — можно просто покрасить;
8. Ливневая канализация и дождеприёмники [опционально];
9. Дренаж [опционально];
10. Решённый вопрос канализации — септик или ЛОС [опционально].

А теперь давайте сравним

Если сравнить УШП с винтовыми сваями или с обычной бетонной плитой или с МЗЛФ… Сравнение получится не совсем в пользу этих видов фундамента. То есть сваи, конечно же, обойдутся дешевле. И на них можно построить точно такой же хороший дом. НО сколько работ нужно будет сделать потом? Кто будет их делать? Сколько это будет стоить?

Оценивая и сравнивая стоимость разных типов фундамента, пожалуйста, учитывайте всё вышеперечисленное. УШП — это готовый нулевой цикл, фундамент «под ключ». Хоть я и не люблю такое определение, это действительно так.

На УШП просто нужно поставить коробку дома, а всё остальное внутри уже есть — отопление, коммуникации, утепление. А на тех же винтовых сваях нужно делать нижнее перекрытие, утеплять его, заводить коммуникации, делать их разводку по дому, заливать стяжку, монтировать отопление, мудрить что-то с отделкой высокого цоколя… В общем, решать вам.

---

Посмотреть подробные отчеты о недавно построенных мною фундаментах можно в разделе «Построенные УШП».

Свяжитесь со мной, если хотите рассчитать стоимость возведения УШП на вашем участке или задать любые вопросы.

Не забудьте подписаться на мои новости в социальных сетях! Ссылки на них есть внизу каждой страницы.

Типичные ошибки при устройстве фундамента УШП — ТЕХНОНИКОЛЬ

Помимо наличия системы обогрева и полностью готового к отделке пола первого этажа, отличительная особенность технологии состоит также в том, что основание плиты составляет специально разработанный для этой системы высокопрочный утеплитель из экструзионного пенополистирола. Обогрев пола в союзе с качественным утеплением позволяет и вовсе обойтись без радиаторного отопления на первом этаже.

Достоинств у УШП много: это и скорость возведения, и универсальность (подходит практически для всех типов грунтов), и высокая тепловая инерционность. Но, пожалуй, одно из главных преимуществ фундамента, достигаемое за счет применения современного теплоизоляционного материала в конструкции, – его энергоэффективность. Потери тепла через Утепленную шведскую плиту минимальны, а способность накапливать тепло за время эксплуатации и вовсе позволяет не переживать даже в случае аварийного отключения отопления зимой.

Технология, появившаяся в США в 30-е годы прошлого столетия, в России только недавно отметила 10-летний юбилей. Недостаток опыта отечественных строителей иногда становится причиной ошибок при строительстве УШП.

Все начинается с основы

Строительство УШП, как, впрочем, и любого другого фундамента, заключается в грамотной подготовке основания. В случае с Утепленной шведской плитой оно должно быть ровным. Сложный рельеф и ландшафт с перепадами высот уже служат противопоказанием для строительства УШП.

После того как строители убедились, что участок подходит указанным требованиям, нужно приступить к выемке грунта. Этот этап некоторые считают несущественным и очень часто пренебрегают им, закладывая в свой фундамент мину замедленного действия. Плохая подготовка основы рано или поздно скажется на несущей способности фундамента.

Выемка грунта производится на 30–40 см, после чего котлован послойно засыпается щебнем и песком. При этом важно каждый слой отдельно пролить водой и протрамбовать виброплитой. А можно не трамбовать и не проливать? Здесь ответ звучит категорично: «Нет». Притоптать ногами, оставить на некоторое время под открытым небом, чтобы песок смочился дождевой водой и утрамбовался под собственным весом, – все это решения, в которых заложен максимальный риск потери прочности будущего плитного фундамента. Залог долговечности УШП – прочное основание.

Зачем УШП дренаж

Еще одна популярная ошибка при возведении УШП – отказ от дренажа. А между тем он выполняет очень важную функцию – отводит излишнюю воду от фундамента. В противном случае скопившаяся вода при замерзании и оттаивании будет то увеличиваться, то уменьшаться в объеме, вызывая тем самым подвижки грунта. А это в свою очередь вполне может стать причиной деформаций самого фундамента. Важно не пренебрегать дренажной системой независимо от типа грунта и уровня грунтовых вод.

Технология строительства УШП подразумевает не только устройство дренажа, но и наличие утепленной отмостки вокруг дома. В комплексе эти меры отводят воду от фундамента и служат хорошей профилактикой против воздействия сил морозного пучения.

Теплоизоляция любит счет

Расчет толщины теплоизоляционного слоя – один из самых важных этапов строительства УШП. Иногда по незнанию или в попытках сэкономить строители уменьшают толщину материала. В этом вопросе важно понимать, что наличие теплоизоляционного слоя связано не только с теплотехникой. Дело в том, что двуслойная укладка плит утеплителя позволяет, во-первых, уменьшить толщину железобетонной плиты, а значит, сократить расход бетонной смеси для ее возведения, а во-вторых, сформировать структуру фундамента. Именно с их помощью формируется конструкция, напоминающая перевернутый стакан, – с армированной лентой по периметру и армированной плитой сверху.

Уменьшение теплоизоляционного слоя просто не позволит справиться с данной задачей. Кроме того, благодаря плитам теплоизоляции весь тепловой поток уходит в помещение, а не в грунт.

Правила выбора утеплителя для УШП

При выборе теплоизоляции для УШП в первую очередь стоит обращать внимание на показатель прочности на сжатие. Учитывая, что утеплитель будет подвергаться колоссальным нагрузкам, он должен сохранить форму и свойства в течение всего срока эксплуатации. Материал, уложенный в ребрах жесткости, испытывает давление от самого фундамента и несущих конструкций дома.

В большинстве случаев для утепления УШП используется XPS (экструзионный пенополистирол). Это прочный материал с низким коэффициентом теплопроводности, устойчив к агрессивным средам, не боится воды. Практически нулевое водопоглощение принципиально важно, поскольку материал в течение всего срока эксплуатации находится под нагрузкой во влажных условиях.

Не будем забывать, что утеплитель в конструктиве УШП укладывается непосредственно на грунт, а поверх него монтируется бетонная плита, которая также имеет определенную влагу.

Но и экструзионный пенополистирол в зависимости от сферы применения обладает разными прочностными характеристиками. Тот, что активно применяется для утепления полов, не подойдет в качестве теплоизоляции УШП. Существуют специальные марки, разработанные для применения в условиях повышенных нагрузок. Пример – XPS CARBON ECO SP. Он имеет особо высокую прочность на сжатие 400 кПа при 10 % деформации и 200 кПа при 2 % деформации.

Таким образом, ошибочный выбор утеплителя влечет за собой несколько серьезных проблем. Первая из них – это потеря теплоизоляционных свойств из-за намокания, это в том случае, если выбран материал, способный впитывать влагу. И вторая проблема связана с разрушением утеплителя, если его прочность оказалась ниже той, что требует технология.

Мостики холода – как не допустить при укладке утеплителя

Теплоизоляционный слой при устройстве УШП должен быть максимально однородным. Казалось бы, очевидный факт. Тем более что все для этого предусмотрено: материал с низким коэффициентом теплопроводности, монтаж в два слоя. Но тут важно помнить, что плиты XPS укладываются с разбежкой швов, именно такой способ повышает однородность теплоизоляции. В противном случае стыки станут пусть и небольшими, но все же мостиками холода. А вот при монтаже L – блоков перекрытие стыков осуществляется за счет L-кромок.

Плиты на замок

Также стоит обратить внимание на формирование L-блоков. Фактически L-блок – это утепленная несъемная опалубка. Соответственно, его необходимо делать из материала высокой прочности, монтировать так, чтобы избежать образования щелей. В противном случае при укладке бетона раствор начнет просачиваться через образовавшиеся зазоры. Если щель все же образовалась, то ее нужно устранить, например, при помощи клей-пены для экструзионного пенополистирола. L – блоки в обязательном порядке должны скрепляться специальными угловыми крепежами, поскольку это зоны, испытывающие дополнительную нагрузку.

Иначе в процессе укладки бетонной смеси они вполне могут потерять проектное положение.

Еще немного о нюансах

Процесс устройства УШП соткан из деталей. Как и в любой стройке, каждая из них вносит свою лепту в обеспечение долговечности всей конструкции. Нужно помнить, что укладка бетонной смеси и работа с клей-пеной возможны только при положительных температурах.

Есть и другие детали, о которых следует помнить. Так, например, при укладке арматуры важно вязать ее на земле, а затем при переносе на слой из XPS устанавливать на специальные подставки, известные в профессиональной среде как «стульчики». Еще один важный нюанс касается укладки бетонной смеси – ее необходимо вибрировать, а также осуществлять по всей площади фундамента (не допускается частичная укладка в разное время), чтобы избежать холодных швов. Вибрирование позволяет улучшить прочностные показатели бетона за счет того, что устраняются лишние пузырьки воздуха.

УШП – один из самых энергоэффективных фундаментов. Внимание к деталям и правилам позволит в короткие возвести фундамент, который на долгие годы станет прочной и энергоэффективной опорой.

Как работают водяные тепловые насосы

Большинство людей знакомы со стандартной бытовой сплит-системой кондиционирования воздуха. Он разделен, потому что внутренняя система подает охлажденный или нагретый воздух, а наружный блок издает много шума при работе. Эти две части оборудования соединены трубопроводом, по которому между ними проходит хладагент. Наружный блок состоит из компрессора, наружного змеевика и вентилятора. Во время охлаждения компрессор будет сжимать хладагент в перегретый газ, а затем нагнетать его через наружный змеевик. Вентилятор втягивает наружный воздух через змеевик, так что перегретый газ охлаждается. Хладагент поступает во внутренний блок, который быстро расширяет охлажденную жидкость под высоким давлением, создавая низкотемпературный газ низкого давления, который поступает во внутренний змеевик, а внутренний вентилятор прогоняет через него воздух для охлаждения помещения. После охлаждения воздуха подогретый газообразный хладагент низкого давления возвращается в компрессор, чтобы начать процесс заново.

Бытовой тепловой насос может переключать поток хладагента таким образом, чтобы перегретый сжатый газ поступал во внутренний блок для обогрева помещения. Водяной тепловой насос (WSHP) выполняет ту же операцию, он просто перемещает компрессор во внутренний блок и заменяет наружный змеевик теплообменником, который использует водяной контур здания вместо наружного воздуха.

В моей предыдущей статье, расположенной здесь, обсуждается цикл хладагента, используемый для обогрева или охлаждения помещения с помощью теплового насоса. В этой статье будут описаны компоненты теплового насоса и показано, как они выполняют цикл охлаждения.

Водяной тепловой насос состоит из следующих компонентов:

• Компрессор
• 4-ходовой реверсивный клапан
• Теплообменник хладагент-вода
• Устройство теплового расширения
• Катушка
• Вентилятор

Каждый из этих компонентов работает вместе, чтобы эффективно выполнять холодильный цикл и кондиционировать пространство.

Компрессор

Компрессор является сердцем WSHP. Он приводит в действие цикл охлаждения, нагнетая хладагент через тепловой насос, либо охлаждая, либо нагревая помещение в зависимости от сигнала от термостата. Для целей данной статьи это первая стадия холодильного цикла. Компрессор нагнетает газообразный хладагент средней температуры в перегретый газ высокого давления и высокой температуры. Это представлено на диаграмме энтальпии давления (PE), показанной ниже.

В большинстве используемых сегодня водяных тепловых насосов компрессоры имеют роторную или спиральную конструкцию. Для этого они просто используют две разные геометрии.

Ротационный компрессор

В большинстве представленных на рынке тепловых насосов с водяным охлаждением с холодопроизводительностью менее 2 тонн используется роторный компрессор. Роторный компрессор характеризуется электродвигателем, который вращает смещенное кольцо внутри цилиндра, который непрерывно всасывает хладагент, а затем сжимает его. Стадии сжатия показаны на рисунке ниже:

Частями ротационного компрессора являются цилиндр (статор), кольцо (ротор), скользящая перегородка, всасывающий патрубок (вход) и патрубок горячего газа (выход). На этапе 1 объем между цилиндром и кольцом полностью заполнен теплым хладагентом низкого давления. Когда кольцо начнет вращаться в направлении второй ступени, хладагент начнет сжиматься. В выпуске горячего газа есть клапан, который удерживает хладагент в компрессоре до тех пор, пока не будет достигнуто определенное давление. Газ низкого давления из линии всасывания начнет поступать в компрессор по мере вращения кольца. Скользящий барьер будет двигаться, сохраняя контакт с кольцом и разделяя газы высокого и низкого давления. При переходе от ступени 2 к ступени 3 хладагент продолжает сжиматься, в то время как в компрессор всасывается больше газа низкого давления. На этапе 4 газ достигает полного сжатия, и выпускной клапан открывается, позволяя ему двигаться в линию горячего газа цикла хладагента. Сразу после выпуска полностью сжатого газа компрессор возвращается в положение 1-й ступени, и процесс начинается снова.

Спиральные компрессоры

Спиральный компрессор работает так же, как и роторный, и его иногда называют ротационным спиральным. Разница заключается в форме ротора и статора. Кольцо и цилиндр заменены двумя спиральными узорами. И ротор, и статор представляют собой спиральные конструкции, в которых хладагент попадает в ловушку между двумя спиральными конструкциями и постепенно сжимается по мере перемещения спирали ротора.

Для спирального компрессора первая ступень сжатия также является последней ступенью предыдущего цикла. Шнек предназначен для одновременного всасывания и сжатия двух разных объемов хладагента. В течение следующих трех стадий спираль ротора вращается, направляя хладагент во все меньшие пространства, пока объемы не сойдутся в центре спирали, полностью сжатые. Достигнув центра, хладагент полностью сжимается и выпускается в линию горячего газа цикла хладагента, нет необходимости в клапане для поддержания давления перед сжатием.

4-ходовой реверсивный клапан

4-ходовой реверсивный клапан — это часть системы, которая делает тепловой насос тепловым насосом, компонент, который отделяет тепловые насосы от кондиционеров. Клапан направляет поток горячего газа, выходящего из компрессора, в зависимости от того, требуется ли помещение для охлаждения или обогрева. Когда горячий газ выходит из компрессора, клапан направляет поток либо к теплообменнику для режима охлаждения, либо к змеевику для режима нагрева.

Внутри корпуса клапана находится ползунок, который перемещается вперед и назад в зависимости от потребности в охлаждении/нагреве. Как показано на графике выше, когда система требует охлаждения, ползунок перемещается влево, так что нагнетание компрессора поступает в теплообменник. Когда есть запрос на нагрев, ползунок перемещается вправо и направляет поток змеевика. Движение ползунка меняет направление потока хладагента в обратном направлении либо для отвода тепла из помещения, либо для добавления тепла в зависимости от потребности.

Хотя 4-ходовой реверсивный клапан оказывает огромное влияние на работу теплового насоса, он не влияет на цикл охлаждения, и его работа не будет отражаться на графике цикла охлаждения.

Теплообменник хладагент-вода

В цикле охлаждения хладагент выходит из 4-ходового смесительного клапана и поступает в теплообменник хладагент-вода. В рассмотренном выше жилом блоке вентилятор и змеевик на внешнем блоке предназначены для отвода тепла в наружный воздух. Водяной тепловой насос заменяет наружный вентилятор и змеевик теплообменником. Для работы этой системы в здании предусмотрена петля воды. Этот водяной контур включает в себя градирню и бойлер для поддержания подачи воды в блок и выхода из него для достижения оптимальной производительности.

Теплообменник представляет собой коаксиальную конструкцию, в которой хладагент проходит по трубке на внутреннем диаметре теплообменника, а вода контура здания проходит между трубкой хладагента и внешней трубой. Во время охлаждения вода с более низкой температурой отводит тепло от сжатого горячего газа хладагента. Вода выходит из теплообменника с более высокой температурой, а хладагент выходит в виде низкотемпературной жидкости под высоким давлением. Это показано второй строкой на графике PE ниже:

При нагреве хладагент поступает в теплообменник после выхода из дозирующего устройства в виде низкотемпературной смеси газа и жидкости низкого давления. Он забирает тепло из водяного контура здания и выходит в виде теплого газа низкого давления.

Чтобы разместить теплообменник на минимальном пространстве, они были свернуты, как показано выше. Цель этой системы состоит в том, чтобы отводить/вытягивать наибольшее количество тепла при наименьшей длине теплообменника.

Когда поступает запрос на охлаждение/обогрев, автоматический водяной клапан, расположенный на выходе теплообменника, открывается, позволяя воде здания проходить через теплообменник.

Устройство теплового расширения

Опять же, в цикле охлаждения жидкий хладагент под высоким давлением и низкой температурой покидает теплообменник и движется к устройству теплового расширения. Это регулирует поток хладагента в змеевик. Тепловое дозирующее устройство отделяет часть цикла низкого давления от части высокого давления, поступающей от компрессора. Когда хладагент перемещается в область низкого давления, он «испаряется» и очень быстро охлаждается. Это представлено в виде третьей строки на диаграмме PE для R410a, показанной ниже, хладагент переходит из жидкости средней температуры высокого давления в низкотемпературную смесь жидкости и газа низкого давления.

Простое разделение областей высокого и низкого давления может быть легко выполнено с помощью отверстия определенного размера, но устройство теплового расширения активно контролирует температуру хладагента, выходящего из змеевика, и регулирует его, чтобы обеспечить необходимое количество охлаждения через змеевик.

Датчик давления в баллоне силового элемента устанавливается напротив трубы хладагента, выходящей из змеевика, чтобы он мог измерять температуру. Затем трубка от колбы направляется к верхней части дозирующего устройства. Внутри колбы и трубки находится жидкость, которая либо расширяется, либо сжимается в зависимости от температуры хладагента, выходящего из змеевика. Когда температура хладагента, выходящего из змеевика, слишком высока, жидкость расширяется и воздействует на диафрагму, которая затем толкает клапан в устройстве еще больше, позволяя большему количеству хладагента попасть в змеевик. Если змеевик слишком холодный, жидкость будет сжиматься, закрывая клапан и выпуская меньше хладагента. В мире умных домов и подключенных устройств это отличная технология, которая полагается на материалы для управления, а не на электронный датчик и привод.

Когда цикл реверсируется для нагрева, устройство теплового измерения имеет встроенный обратный клапан, который позволяет низкотемпературному хладагенту под высоким давлением проходить в теплообменник в противоположном направлении. В старых версиях обратный клапан располагался на отдельном контуре, который шунтировал прибор учета тепла.

Катушка

Змеевик предназначен для облегчения передачи тепла от воздуха к хладагенту. Целью конструкции катушки является увеличение площади контакта между катушкой и воздухом. Катушка представляет собой ряд трубок, которые «скручены» вперед и назад. Между трубками есть ребра, в основном 14-15 ребер на дюйм, которые обеспечивают большую площадь поверхности для теплопередачи. Размер змеевика и количество контуров хладагента, проходящих через змеевик, рассчитаны на обеспечение надлежащего охлаждения/обогрева помещения. Во время охлаждения, когда воздух проходит через змеевик, он передает тепло от воздуха хладагенту. На графике PE это завершает цикл превращения низкотемпературной смеси газа и жидкости в газ средней температуры низкого давления, готовый к сжатию и повторному запуску цикла.

Вентилятор

Вторым по величине потребителем электроэнергии на БТЭ является вентилятор. Вентилятор разработан в сочетании со змеевиком для обеспечения необходимого объема кондиционирования помещения в зависимости от размера устройства. Сегодня в большинстве устройств используется вентилятор с электрокоммутируемым двигателем (ECM) для обеспечения максимальной эффективности. Линейка Engineered Comfort Serenity WSHP имеет охлаждение и обогрев CFM, а вентилятор настраивается в зависимости от потребности в кондиционировании.

Система

Хладагент перемещается по указанным ниже путям в зависимости от охлаждения или нагрева:

• Охлаждение
  • Горячий газ высокого давления выходит из компрессора и поступает в 4-ходовой реверсивный клапан
  .
  • 4-ходовой смесительный клапан направляет поток к теплообменнику
  • Теперь жидкость с более низкой температурой под высоким давлением выходит из теплообменника и поступает в устройство теплового расширения
  .
  • После прохождения расширительного устройства и входа в змеевик испарителя хладагент становится газожидкостной смесью низкого давления и очень низкой температуры 9.0012
  • Змеевик охлаждает воздух, проходящий через него, и хладагент становится газом средней температуры низкого давления и возвращается к компрессору
  .

• Обогрев
  • Горячий газ высокого давления выходит из компрессора и поступает в 4-ходовой реверсивный клапан
  .
  • 4-ходовой реверсивный клапан направляет поток на змеевик
  • Горячий газ высокого давления нагревает воздух, проходящий над змеевиком, и становится жидкостью высокого давления с более низкой температурой, которая направляется к устройству теплового расширения 9.0012
  • Через расширительное устройство хладагент превращается в низкотемпературную газожидкостную смесь низкого давления и циклически направляется к теплообменнику
  .
  • В теплообменнике низкотемпературная жидкость под низким давлением превращается в газ под низким давлением и средней температурой и движется обратно к компрессору
  .

Водяной тепловой насос

По многим причинам, включая низкие инвестиционные затраты, эффективность, простоту обслуживания, эстетику здания и комфорт, система теплового насоса с водяным источником является отличным выбором для высотного жилого комплекса. Это одна статья из серии статей, посвященных системам водяного теплового насоса. Если мы можем сделать что-нибудь, чтобы помочь вам с проектированием вашей системы, пожалуйста, свяжитесь с нами.

Применение водяных тепловых насосов

Являясь наиболее энергоэффективными системами HVAC на рынке, водяные тепловые насосы (WSHP) отличаются исключительной простотой конструкции. Тепло перемещается по взаимосвязанному водяному контуру и либо отводится через градирню, либо используется в других областях. Каждый блок представляет собой независимую комплексную систему, исключающую вероятность полного отказа системы. Если один юнит выйдет из строя, другие юниты не пострадают. Удобно расположенные над потолком или в шкафу, блоки легко доступны.

WSHP идеально подходят для самых разных типов зданий, включая офисные здания, многоквартирные дома, гостиницы, кондоминиумы, школы и многое другое.

WSHP просты в обслуживании в качестве бытового кондиционера и имеют очень долгий срок службы. ASHRAE оценивает ожидаемую продолжительность жизни более чем в двадцать лет. Это потому, что WSHP не должны работать так усердно, как другие системы, чтобы перемещать тепло из одного места в другое. Для проектирования идеальной системы отопления/охлаждения, которая обеспечивает индивидуальное управление зонами, восстанавливает и использует избыточное тепло для кондиционирования воздуха или альтернативного использования, а также просто и эффективно обслуживает потребности нескольких арендаторов, системы тепловых насосов с водяным источником ClimateMaster являются лучшим выбором.

См. также:

• Сравнение преимуществ водяных тепловых насосов по сравнению с другими основными типами систем ОВКВ
• Сравнение экономии воды по сравнению с другими основными типами систем ОВКВ Система с тепловым насосом использует преимущества обогрева и охлаждения каждого помещения во всем здании за счет рекуперации энергии, в противном случае теряемой впустую, в некоторых помещениях и более эффективного использования ее в других частях системы.

  Система состоит из высокоэффективных тепловых насосов обратного цикла, соединенных между собой водяным контуром. Каждый блок удовлетворяет требованиям к воздушному комфорту конкретной зоны, в которой он установлен. В холодную погоду тепловой насос отбирает тепло из водяного контура через специально разработанный коаксиальный теплообменник агрегата «хладагент-вода» и передает его воздуху.

  Холодная погода

  В очень холодную погоду, когда требуется больше тепла, чем вырабатывается внутри здания, и большинство агрегатов работает в режиме обогрева, тепло обеспечивается каждым отдельным агрегатом из воды контура . Если требуется больше тепла, чем естественно в воде контура, требуется энергосберегающий нагреватель жидкости, прикрепленный к контуру.

  Жаркая погода

  В жаркую погоду, когда большинство или все блоки системы ClimateMaster Comfort работают в режиме охлаждения, тепло забирается из зон здания и отводится в водяной контур.