Načelo rada toplinske pumpe za grijanje kuće

Za transformiranje, prijenos i pretvaranje toplinske energije koristi se poseban uređaj nalik klima uređaju ili hladnjaku. Toplinska pumpa se ne koristi za grijanje - ona daje samo više topline nego što prima iz mreže. Pomoću uređaja moguće je pumpati energiju tla, zraka ili vode u komunikacije za grijanje.

Princip rada i dizajna

Toplinska pumpa sastoji se od freonskog kruga s kompresorom, ekspanzijskim ventilom, izmjenjivača topline (kondenzator, isparivač) i bakrene cijevi. Čvorovi su povezani zajedno pomoću okova i automatskih dijelova.

Princip rada jedinice temelji se na odabiru niskokvalitetne topline:

• voda (od +2 do +7 stupnjeva);
• zrak (od -25 do +35 stupnjeva);
• tla (od -5 do +5 stupnjeva).

U procesu uzorkovanja toplinskih resursa, početni medij se hladi, a rashladno sredstvo iz unutarnjeg kruga počinje ključati i pretvara se u paru. Kompresor komprimira plin i dramatično gubi volumen, istodobno pumpajući temperaturu i tlak. Djelovanje predgrijanog freona je prijenos toplinskih izvora na grijač. Toplinske pumpe djeluju na zatvoren način, koristeći samo energiju bez izravnog zagrijavanja rashladne tekućine.

Jedinica vam omogućuje da dobijete 3-5 kW topline od 1 kW korištene energije.

Vrste toplinskih pumpi

Toplinske pumpe za grijanje privatne kuće klasificiraju se prema nekoliko kriterija. Ovisno o vrsti prijenosa energije:

• Kompresija - sastoji se od kompresora, kondenzatora, isparivača i ekspandera. Oprema djeluje na principu ciklusa kompresije i širenja rashladne tekućine daljnjim zagrijavanjem.
• Apsorpcija - djeluju na bazi apsorbenata i freona. Apsorpcijski uređaj je visoko učinkovit i pumpa je nove generacije.

Prema izvoru topline, uređaj možete podići:

• zrak - izvlači toplinu iz atmosfere;
• geotermalni - uzima energiju iz vode ili tla;
• sekundarno - djeluje s sekundarnom toplinom vode ili zraka.

Uređaji za sekundarnu toplinu mogu uzimati energiju iz kanalizacije.

Uređaj toplinske pumpe također se razlikuje u okruženju unosa i pretvorbe energije, značajkama i načinima rada.

Sustav podzemnih voda

Uređaji vam omogućuju toplinu iz zemlje u cjelini tijekom cijele godine. Prema vrsti geotermalnog kontura mogu se odabrati sljedeće modifikacije:

• Vodoravni - sustav u obliku cijevi smještenih ispod smrzavanja tla, na dubini od 1,5-2 m. Temperaturni režim tijekom godine doseže + 3 ... + 15 stupnjeva, tako da se toplina može dobiti u bilo kojem trenutku.
• Okomito - sakupljač izgleda kao bunar dubok 50-200 m. Unutar su posebne sonde koje oduzimaju toplinu iz stalnog gradijenta temperature.

Prilikom uređenja vertikalne konture mora se uzeti u obzir geološki sastav tla. Na mjestu gdje se nalazi vodoravna kontura ne možete graditi kuće niti polagati pločice.

Sustav voda-voda

Za zagrijavanje prostorije morat ćete koristiti energiju podzemne vode s konstantnom temperaturom od +7 i više stupnjeva. Tehnologija predviđa opskrbu vodom centrifugalnom pumpom do posebne stanice. Donji krug uređaja toplinska se energija prenosi na antifriz. Ova je opcija dopuštena na područjima:

• bez podzemnih voda ili s minimalnom razinom njihova pojavljivanja;
• s bunarima u kojima vodeni žig ne pada;
• s minimalnim sastavom soli i zagađenjem;
• opremljen odvodnim bušotinom, sposobnim primati od 2200 litara otpadnih voda na sat.

Najbolja opcija za opremu za vodu je područje u blizini rijeke ili drugog tijela vode.

Sustav voda-zrak

Toplinske pumpe ne zagrijavaju zrak unutar prostorija, već samu rashladnu tekućinu. Može se koristiti za grijanje, pripremu tople vode. Sustav ima nekoliko prednosti:

• instaliran bez bušenja vanjskog kruga;
• razlikuje se u pouzdanosti i trajnosti;
• na snazi ​​u jesen i proljeće.

Nedostaci crpki uključuju:

• snižavanje COP kada temperatura dosegne +1,2 stupnja;
• uporaba preokreta za odmrzavanje vanjske jedinice.

Stanice nisu jedino sredstvo za proizvodnju topline. Djeluju zajedno s kotlom za grijanje.

Sustav zrak-zrak

Uređaji zrak-zrak primaju toplinsku energiju iz uličnih zračnih masa. Izvana podsjećaju na klima uređaje, ali mogu raditi na niskim temperaturama. U kondenzatoru se zagrijava hladan zrak. Prednosti VT uključuju:

• cijena koja je usporediva s cijenom klima uređaja;
• brza instalacija;
• nema rizika od curenja nosača topline.

Među nedostatcima sustava:

• sposobnost rada samo na temperaturama do -20 stupnjeva;
• potreba za instaliranjem posebne jedinice unutar svake sobe;
• nedostatak uvjeta za toplu vodu.

Toplinska oprema "zrak-zrak" može se koristiti za dodatno zagrijavanje vikendice ili seoske kuće.

Kriteriji za odabir sustava

Prije kupnje toplinske pumpe morate uzeti u obzir:

• Trošak uređenja sustava. Za spajanje VT-a u Moskvi morat ćete položiti vodoravni obris. Iskopava se jama (10 tisuća rubalja / smjena za iznajmljivanje bagera), a zatim se vrši priprema za rad (5 tisuća rubalja). Bunar košta 1000 rubalja / mp, uzimajući u obzir ugradnju i vezanje sonde. Da bi sustav ispravno radio, potrebno vam je 350 m kruga ili 350 tisuća rubalja.
• Potrošnja energije. VT od 9 kW troši 2,7 kWh električne energije, što je jeftinije od sličnog električnog kotla.
• Doigravanje. Alternativno grijanje, uzimajući u obzir troškove instalacije i potrošnju električne energije, isplatit će se nakon 3 godine.
• Klimatski uvjeti regije prebivališta. VT nisu učinkoviti na područjima s mraznim zimama. Oni neće moći pokupiti pravu količinu topline iz tla, zraka ili vode.
• Napajanje uređaja. Vlasnik jednokatne kuće veličine 10x10 kvadrata trebao bi izvršiti proračune na temelju: maksimalne negativne temperature (-20 stupnjeva); temperaturne razlike na ulici i u sobi (20 - -20 = 40); gubitak topline zidova (cigla - 13,5 kW). Oko 50% treba dodati zadnjem pokazatelju minimalne snage.
• Kapacitet spremnika. Za 3 startanja pumpe potrebno je 30 litara vode, uz 5 pokretanja - 20 litara.

Pri odabiru opreme uzimaju se u obzir stanje kuće i značajke područja u kojem se nalazi.

Prednosti i nedostatci

Komunikacije grijanja s toplinskom pumpom imaju nekoliko prednosti:

• ušteda energije: pri protoku od 1 kW / h dobiva se 4 kW / h topline;
• smanjenje troškova popravka sustava;
• univerzalnost - pogodno za ugradnju u regijama bez plinovoda, dalekovoda, kao će raditi iz zraka, tla ili vode;
• potpuna automatizacija sustava - u slučaju duljeg odsustva, vlasnik može postaviti režim konstantne temperature od +10 stupnjeva;
• sigurnost okoliša - ne proizvodi okside, kiseline i benzojeve spojeve;
• nema izvanrednih situacija - rashladno sredstvo i komponente sustava ne zagrijavaju se do kritičnih temperatura;
• sposobnost rada na temperaturama do -15 stupnjeva;
• reverzibilnost - instalacije hlade kuću ljeti, uklanjajući toplinu iz prostorija i usmjeravajući je u rezervno okruženje;
• dugotrajna upotreba: bez većih popravaka crpka se koristi 25-50 godina, rezervni dio kompresora ne radi jednom u 15-20 godina.

Nedostaci upotrebe toplinskih pumpi uključuju:

• financijski troškovi za organiziranje geotermalnog sustava;
• duga (5-10 godina) povrat sistema;
• potreba za dodatnim grijanjem u hladnim krajevima.

U sustavima podnog grijanja dopušteno je koristiti ventilatore, koji prenose toplinu ili hladnoću u zrak iz vode. Ako imate staro kućište, trebat će vam preuređenje grijanja.

Popularni proizvođači toplinskih pumpi

Toplinske pumpe uglavnom proizvode kompanije iz Azije. Prvi su plasirali europske proizvode Daikin, Mitsubishi Electric i Hitach. Opremu proizvode i proizvođači iz Južne Koreje (LG i Samsung), Kine (Midea i Gree).

Europske marke Dimplex, Nibe, Alpha-Inno Tec, AJ Tech, CIAT, Technibel, Atlantic, Airwell, Buderus također imaju modifikacije ATW-a.

Napravite toplinsku pumpu

Izraditi toplinsku crpku sami moguće je samo za grijanje male kuće.

1. Kupite stari hladnjak i rastavite ga uklanjanjem automatizacije.
2. Napravite kondenzator od čeličnog spremnika od 100 L, prepolovljen. U spremnik se stavlja bakrena zavojnica sa zidovima debljine 1 mm.
3. Da biste napravili zavojnicu namotavanjem bakrene cijevi na cilindar za plin ili kisik s istim razmakom između zavoja.
4. Zaključajte zavojnice provlačenjem žice kroz rupe u aluminijskim uglovima.
5. Zavareni dijelovi spremnika.
6. Napravite isparivač iz plastične posude od 60-80 litara. U njega se ugrađuje zavojnica i navoj za odvodne i dovodne cijevi.
7. Ugradite opremu u sobu i dovedite 2 kanala za zrak koji su urezani u prednju policu.
8. Bakrene cijevi za lemljenje, pumpa freon.
9. Napravite pokretanje i spojite strukturu na grijanje.

Zrak će se kroz gornji kanal dovoditi u zamrzivač, rashladiti i unijeti u kućište. Nakon zagrijavanja s izmjenjivačem topline na stražnjem zidu, zračne mase ući će u sobu.

Kao rezultat rada, dobiva se sustav sa zatvorenom petljom. U njemu cirkulira rashladno sredstvo, preuzimajući i prenosi energiju iz isparivača u kondenzator. Primljena toplinska energija ima malu snagu, stoga je potrebno dodatno spojiti topli pod ili radijatore niskog inercijskog tipa.

Temperatura vode na izlazu bit će ne veća od 50-60 stupnjeva.

Shema

Uštedjeti na neovisnoj proizvodnji uređaja i njegovoj instalaciji pomoći će dvovalentna shema sustava grijanja. Uključuje izračunavanje snage VT na temelju minimalne temperature. Tijekom godine instalacija neće raditi u punom kapacitetu.

Nanos je u ovom slučaju pasivna jedinica, na koju je priključen plinski ili kruti kotao. Bypass je spojen na potonji.

Toplinska modifikacija crpki je učinkovita, ali skupa oprema. Uz dugo razdoblje povrata, bit će jedina alternativa u područjima bez opskrbe plinom.