Η αρχή της λειτουργίας μιας αντλίας θερμότητας για τη θέρμανση ενός σπιτιού

Μια ειδική συσκευή που μοιάζει με κλιματιστικό ή ψυγείο χρησιμοποιείται για τη μετατροπή, μεταφορά και μετατροπή θερμικής ενέργειας. Η αντλία θερμότητας δεν χρησιμοποιείται για θέρμανση - μεταφέρει μόνο περισσότερη θερμότητα από αυτήν που λαμβάνει από το δίκτυο. Χρησιμοποιώντας τη συσκευή, είναι δυνατή η άντληση της ενέργειας του εδάφους, του αέρα ή του νερού σε επικοινωνίες θέρμανσης.

Αρχή λειτουργίας και σχεδιασμού

Η αντλία θερμότητας αποτελείται από κύκλωμα freon με συμπιεστή, βαλβίδα διαστολής, εναλλάκτες θερμότητας (συμπυκνωτής, εξατμιστής) και χαλκό σωλήνα. Οι κόμβοι συνδέονται μεταξύ τους χρησιμοποιώντας εξαρτήματα και αυτόματα εξαρτήματα.

Η αρχή της λειτουργίας της μονάδας βασίζεται στην επιλογή θερμότητας χαμηλής ποιότητας:

• νερό (από +2 έως +7 βαθμούς);
• αέρας (από -25 έως +35 μοίρες)
• έδαφος (από -5 έως +5 μοίρες).

Στη διαδικασία λήψης πόρων θερμότητας, το αρχικό μέσο ψύχεται και το ψυκτικό του εσωτερικού κυκλώματος αρχίζει να βράζει και μετατρέπεται σε ατμό. Το αέριο συμπιέζεται από τον συμπιεστή και χάνει δραματικά τον όγκο, ενώ αυξάνει τη θερμοκρασία και την πίεση. Η δράση του προθερμασμένου φρέον είναι να μεταφέρει πόρους θερμότητας στο κεντρικό δίκτυο θέρμανσης. Οι αντλίες θερμότητας λειτουργούν με κλειστό τρόπο, χρησιμοποιώντας μόνο ενέργεια χωρίς άμεση θέρμανση του ψυκτικού.

Η μονάδα σάς επιτρέπει να λαμβάνετε 3-5 kW θερμότητας από 1 kW χρησιμοποιημένης ενέργειας.

Ποικιλίες αντλιών θερμότητας

Οι αντλίες θερμότητας για τη θέρμανση μιας ιδιωτικής κατοικίας ταξινομούνται σύμφωνα με διάφορα κριτήρια. Ανάλογα με τον τύπο μεταφοράς ενέργειας:

• Συμπίεση - αποτελείται από συμπιεστή, συμπυκνωτή, εξατμιστή και διαστολέα. Ο εξοπλισμός λειτουργεί σύμφωνα με την αρχή ενός κύκλου συμπίεσης και επέκτασης του ψυκτικού με περαιτέρω θέρμανση.
• Απορρόφηση - λειτουργεί με βάση απορροφητικό και freon. Η συσκευή απορρόφησης είναι πολύ αποτελεσματική και είναι αντλία νέας γενιάς.

Σύμφωνα με την πηγή θερμότητας, μπορείτε να παραλάβετε τη συσκευή:

• αέρας - εξάγει θερμότητα από την ατμόσφαιρα.
• γεωθερμική - παίρνει ενέργεια από νερό ή έδαφος.
• δευτερεύον - λειτουργεί με τη δευτερεύουσα θερμότητα νερού ή αέρα.

Οι δευτερεύουσες συσκευές θερμότητας μπορούν να πάρουν ενέργεια από τα λύματα.

Η συσκευή αντλίας θερμότητας ποικίλλει επίσης στο περιβάλλον της εισαγωγής και του μετασχηματισμού ενέργειας, χαρακτηριστικών και μεθόδων λειτουργίας.

Σύστημα υπόγειων υδάτων

Οι συσκευές σας επιτρέπουν να πάρετε θερμότητα από τα έντερα της γης όλο το χρόνο. Ανάλογα με τον τύπο του γεωθερμικού περιγράμματος, μπορούν να επιλεγούν οι ακόλουθες τροποποιήσεις:

• Οριζόντια - ένα σύστημα με τη μορφή σωλήνων που βρίσκονται κάτω από την κατάψυξη του εδάφους, σε βάθος 1,5-2 μ. Το καθεστώς θερμοκρασίας κατά τη διάρκεια του έτους φτάνει τους + 3 ... + 15 μοίρες, έτσι ώστε η θερμότητα να μπορεί να ληφθεί ανά πάσα στιγμή.
• Κάθετη - ο συλλέκτης μοιάζει με βάθος 50-200 μ. Στο εσωτερικό υπάρχουν ειδικοί ανιχνευτές που απομακρύνουν τη θερμότητα από μια σταθερή κλίση θερμοκρασίας.

Κατά τη διευθέτηση του κατακόρυφου περιγράμματος, πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η γεωλογική σύνθεση του εδάφους. Στον ιστότοπο όπου βρίσκεται το οριζόντιο περίγραμμα, δεν μπορείτε να χτίσετε σπίτια ή να τοποθετήσετε πλακάκια.

Σύστημα νερού-νερού

Για να θερμάνετε το δωμάτιο, θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε την ενέργεια των υπόγειων υδάτων με σταθερή θερμοκρασία +7 και πάνω από τους βαθμούς. Η τεχνολογία παρέχει την παροχή νερού από μια φυγοκεντρική αντλία σε έναν ειδικό σταθμό. Η θερμική ενέργεια μεταφέρεται στο αντιψυκτικό από το κάτω κύκλωμα της συσκευής. Αυτή η επιλογή επιτρέπεται σε περιοχές:

• χωρίς υπόγεια ύδατα ή με ελάχιστο επίπεδο εμφάνισης ·
• με πηγάδια στα οποία δεν πέφτει το σημάδι νερού.
• με ελάχιστη σύνθεση και ρύπανση αλατιού.
• εξοπλισμένο με φρεάτιο αποχέτευσης, ικανό να δέχεται από 2200 λίτρα εκροών ανά ώρα.

Η καλύτερη επιλογή για εξοπλισμό νερού-νερού-νερού είναι η περιοχή κοντά σε ένα ποτάμι ή άλλο νερό.

Σύστημα νερού-αέρα

Οι αντλίες θερμότητας δεν θερμαίνουν τον αέρα μέσα στα δωμάτια, αλλά το ίδιο το ψυκτικό. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για θέρμανση, προετοιμασία ζεστού νερού. Το σύστημα έχει πολλά πλεονεκτήματα:

• εγκατεστημένο χωρίς διάτρηση του εξωτερικού κυκλώματος.
• διαφέρει στην αξιοπιστία και την ανθεκτικότητα.
• ισχύει το φθινόπωρο και την άνοιξη.

Τα μειονεκτήματα των αντλιών περιλαμβάνουν:

• μείωση του COP όταν η θερμοκρασία φτάσει τους +1,2 βαθμούς.
• τη χρήση της όπισθεν για την απόψυξη της εξωτερικής μονάδας.

Οι σταθμοί δεν είναι το μόνο μέσο παραγωγής θερμότητας. Λειτουργούν σε συνδυασμό με λέβητα θέρμανσης.

Σύστημα αέρα-αέρα

Οι συσκευές αέρα-αέρα λαμβάνουν θερμική ενέργεια από μάζες αέρα του δρόμου. Εξωτερικά, μοιάζουν με κλιματιστικά, αλλά μπορούν να λειτουργήσουν σε χαμηλές θερμοκρασίες. Ο ψυχρός αέρας θερμαίνεται στο συμπυκνωτή. Τα οφέλη του VT περιλαμβάνουν:

• τιμή συγκρίσιμη με την τιμή ενός κλιματιστικού ·
• γρήγορη εγκατάσταση
• δεν υπάρχει κίνδυνος διαρροής φορέων θερμότητας.

Μεταξύ των μειονεκτημάτων των συστημάτων:

• η ικανότητα λειτουργίας μόνο σε θερμοκρασίες έως -20 μοίρες.
• την ανάγκη εγκατάστασης ειδικής μονάδας σε κάθε δωμάτιο ·
• έλλειψη συνθηκών για ζεστό νερό.

Ο θερμικός εξοπλισμός "αέρας-αέρας" μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη θέρμανση του εξοχικού σπιτιού ή της εξοχικής κατοικίας.

Κριτήρια επιλογής συστήματος

Πριν αγοράσετε μια αντλία θερμότητας, πρέπει να λάβετε υπόψη:

• Το κόστος της τακτοποίησης του συστήματος. Για να συνδέσετε το VT στη Μόσχα, θα πρέπει να ορίσετε ένα οριζόντιο περίγραμμα. Ανασκαφίζεται ένα λάκκο θεμελίωσης (10 χιλιάδες ρούβλια / βάρδια για ενοικίαση εκσκαφέα) και μετά προετοιμάζεται η εργασία (5 χιλιάδες ρούβλια). Ένα πηγάδι κοστίζει 1000 ρούβλια / mp, λαμβάνοντας υπόψη την εγκατάσταση και τη σύνδεση του καθετήρα. Για να λειτουργήσει σωστά το σύστημα, χρειάζεστε 350 μέτρα κυκλώματος ή 350 χιλιάδες ρούβλια.
• Κατανάλωση ενέργειας. Ένα 9 kW VT καταναλώνει 2,7 kWh ηλεκτρικής ενέργειας, κάτι που είναι φθηνότερο από έναν παρόμοιο ηλεκτρικό λέβητα.
• Απόδοση Η εναλλακτική θέρμανση, λαμβάνοντας υπόψη το κόστος εγκατάστασης και την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας, θα αποπληρωθεί μετά από 3 χρόνια.
• Κλιματικές συνθήκες της περιοχής κατοικίας. Τα VT είναι αναποτελεσματικά σε περιοχές με παγωμένο χειμώνα. Δεν θα μπορούν να πάρουν τη σωστή ποσότητα θερμότητας από το έδαφος, τον αέρα ή το νερό.
• Ισχύς συσκευής. Ο ιδιοκτήτης ενός διώροφου σπιτιού 10x10 τετραγώνων πρέπει να κάνει υπολογισμούς με βάση: τη μέγιστη αρνητική θερμοκρασία (-20 μοίρες). διαφορές θερμοκρασίας στο δρόμο και στο δωμάτιο (20 - -20 = 40). απώλεια θερμότητας τοίχων (τούβλο - 13,5 kW). Περίπου 50% πρέπει να προστεθεί στον τελευταίο δείκτη ελάχιστης ισχύος.
• Η χωρητικότητα της δεξαμενής αποθήκευσης. Με 3 εκκινήσεις της αντλίας, απαιτούνται 30 λίτρα νερού, με 5 εκκινήσεις - 20 λίτρα.

Κατά την επιλογή εξοπλισμού, λαμβάνονται υπόψη η κατάσταση του σπιτιού και τα χαρακτηριστικά της περιοχής όπου βρίσκεται.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα

Οι επικοινωνίες θέρμανσης με αντλία θερμότητας έχουν πολλά πλεονεκτήματα:

• εξοικονόμηση ενέργειας: με ρυθμό ροής 1 kW / h, λαμβάνεται 4 kW / h θερμότητας.
• μείωση του κόστους επισκευής του συστήματος ·
• καθολικότητα - κατάλληλο για εγκατάσταση σε περιοχές χωρίς αγωγούς φυσικού αερίου, ηλεκτροφόρα καλώδια, ως θα λειτουργεί από αέρα, χώμα ή νερό.
• Πλήρης αυτοματοποίηση του συστήματος - σε περίπτωση παρατεταμένης απουσίας, ο ιδιοκτήτης μπορεί να ορίσει ένα σταθερό καθεστώς θερμοκρασίας +10 μοίρες.
• περιβαλλοντική ασφάλεια - δεν παράγει οξείδια, οξέα και βενζοϊκές ενώσεις.
• χωρίς καταστάσεις έκτακτης ανάγκης - το ψυκτικό και τα εξαρτήματα του συστήματος δεν θερμαίνονται σε κρίσιμες θερμοκρασίες.
• η ικανότητα λειτουργίας σε θερμοκρασίες έως -15 μοίρες.
• αναστρεψιμότητα - οι εγκαταστάσεις δροσίζουν το σπίτι το καλοκαίρι, απομακρύνοντας τη θερμότητα από τα δωμάτια και κατευθύνοντάς το σε ένα αποθεματικό περιβάλλον.
• μακροχρόνια χρήση: χωρίς σημαντικές επισκευές, η αντλία χρησιμοποιείται για 25-50 χρόνια, το ανταλλακτικό του συμπιεστή αποτυγχάνει μία φορά κάθε 15-20 χρόνια.

Τα μειονεκτήματα της χρήσης αντλιών θερμότητας περιλαμβάνουν:

• οικονομικές δαπάνες για την οργάνωση ενός γεωθερμικού συστήματος ·
• μακρά (5-10 χρόνια) αποπληρωμή του συστήματος.
• την ανάγκη για επιπλέον θέρμανση σε κρύες περιοχές.

Σε συστήματα ενδοδαπέδιας θέρμανσης επιτρέπεται η χρήση μονάδων πηνίου ανεμιστήρα που μεταφέρουν θερμότητα ή κρύο στον αέρα από το νερό. Εάν έχετε παλιά κατοικία, θα χρειαστείτε μια νέα ανάπτυξη θέρμανσης.

Δημοφιλείς κατασκευαστές αντλιών θερμότητας

Οι αντλίες θερμότητας κατασκευάζονται κυρίως από εταιρείες από την Ασία. Οι πρώτοι που κυκλοφόρησαν ευρωπαϊκά προϊόντα ήταν η Daikin, η Mitsubishi Electric και η Hitach. Ο εξοπλισμός παράγεται επίσης από κατασκευαστές από τη Νότια Κορέα (LG και Samsung), την Κίνα (Midea και Gree).

Οι ευρωπαϊκές μάρκες Dimplex, Nibe, Alpha-Inno Tec, AJ Tech, CIAT, Technibel, Atlantic, Airwell, Buderus έχουν επίσης τροποποιήσεις ATW.

Αντλία θερμότητας DIY

Η παραγωγή μιας αντλίας θερμότητας μόνοι σας είναι δυνατή μόνο για τη θέρμανση ενός μικρού σπιτιού.

1. Αγοράστε ένα παλιό ψυγείο και αποσυναρμολογήστε το αφαιρώντας τον αυτοματισμό.
2. Φτιάξτε έναν συμπυκνωτή από χαλύβδινο δοχείο 100 L, κομμένο στο μισό. Ένα δοχείο χαλκού με τοίχους πάχους 1 mm τοποθετείται στη δεξαμενή.
3. Για να φτιάξετε ένα πηνίο τυλίγοντας έναν χαλκό σωλήνα σε έναν κύλινδρο αερίου ή οξυγόνου με την ίδια απόσταση μεταξύ των στροφών.
4. Κλειδώστε τα πηνία περνώντας το σύρμα μέσω των οπών στις γωνίες αλουμινίου.
5. Μέρη δεξαμενής συγκόλλησης.
6. Φτιάξτε έναν εξατμιστή από πλαστικό δοχείο 60-80 λίτρων. Εγκαθιστά ένα πηνίο και σπείρωμα για αγωγούς αποστράγγισης και τροφοδοσίας.
7. Εγκαταστήστε τον εξοπλισμό στο δωμάτιο και φέρτε 2 αγωγούς αέρα κομμένους στο μπροστινό φύλλο.
8. Σωλήνες συγκολλητικού χαλκού, αντλία φρέον.
9. Κάντε μια εκκίνηση και συνδέστε τη δομή με τη θέρμανση.

Ο αέρας θα τροφοδοτηθεί μέσω του άνω καναλιού στον καταψύκτη, θα κρυώσει και θα τροφοδοτηθεί στο περίβλημα. Αφού ζεσταθεί με εναλλάκτη θερμότητας στον πίσω τοίχο, οι μάζες αέρα θα εισέλθουν στο δωμάτιο.

Ως αποτέλεσμα της εργασίας, επιτυγχάνεται ένα σύστημα με κλειστό βρόχο. Το ψυκτικό κυκλοφορεί σε αυτό, λαμβάνοντας και μεταφέροντας ενέργεια από τον εξατμιστή στον συμπυκνωτή. Η λαμβανόμενη θερμική ενέργεια έχει μικρή ισχύ, επομένως, είναι απαραίτητο να συνδέσετε επιπλέον ένα θερμό δάπεδο ή καλοριφέρ χαμηλού τύπου αδράνειας.

Η θερμοκρασία του νερού εξόδου δεν θα υπερβαίνει τους 50-60 βαθμούς.

Σχέδιο

Η εξοικονόμηση της ανεξάρτητης κατασκευής της συσκευής και της εγκατάστασής της θα βοηθήσει το δισθενές σχήμα του συστήματος θέρμανσης. Περιλαμβάνει τον υπολογισμό της ισχύος του VT με βάση την ελάχιστη θερμοκρασία. Κατά τη διάρκεια του έτους, η εγκατάσταση δεν θα λειτουργεί με πλήρη χωρητικότητα.

Τα νανο σε αυτήν την περίπτωση είναι μια παθητική μονάδα, στην οποία συνδέεται ένας λέβητας αερίου ή στερεού καυσίμου. Η παράκαμψη συνδέεται με την τελευταία.

Η θερμική τροποποίηση των αντλιών είναι ένας αποτελεσματικός, αλλά ακριβός εξοπλισμός. Με μια μακρά περίοδο αποπληρωμής, θα είναι η μόνη εναλλακτική λύση σε περιοχές χωρίς παροχή φυσικού αερίου.