Principiul funcționării unei pompe de căldură pentru încălzirea unei case

Un dispozitiv special asemănător cu un aparat de aer condiționat sau un frigider este utilizat pentru a transforma, transfera și transforma energia termică. Pompa de căldură nu este folosită pentru încălzire - transmite doar mai multă căldură decât primește din rețea. Folosind dispozitivul, este posibilă pomparea energiei solului, aerului sau apei în comunicațiile de încălzire.

Principiul funcționării și proiectării

Pompa de căldură este formată dintr-un circuit cu freon cu un compresor, o supapă de expansiune, schimbătoare de căldură (condensator, evaporator) și o conductă de cupru. Nodurile sunt conectate între ele folosind fitinguri și piese automate.

Principiul de funcționare al unității se bazează pe selectarea căldurii de calitate scăzută:

• apa (de la +2 la +7 grade);
• aer (de la -25 la +35 grade);
• sol (de la -5 la +5 grade).

În procesul de preluare a resurselor de căldură, mediul inițial este răcit, iar agentul frigorific al circuitului intern începe să fiarbă și se transformă în abur. Gazul este comprimat de compresor și pierde dramatic volum, în timp ce pompează temperatura și presiunea. Acțiunea freonului preîncălzit este de a transfera resursele de căldură în rețeaua de încălzire. Pompele de căldură funcționează în mod închis, folosind numai energie fără încălzirea directă a lichidului de răcire.

Unitatea vă permite să obțineți 3-5 kW de căldură de la 1 kW de energie folosită.

Soiuri de pompe de căldură

Pompele de căldură pentru încălzirea unei case private sunt clasificate după mai multe criterii. În funcție de tipul de transfer de energie:

• Compresia - constă dintr-un compresor, condensator, evaporator și expansor. Echipamentul funcționează pe principiul unui ciclu de compresie și extindere a lichidului de răcire cu încălzire ulterioară.
• Absorbție - funcționează pe baza absorbantului și freonului. Dispozitivul de absorbție este extrem de eficient și este o pompă de nouă generație.

În funcție de sursa de căldură, puteți ridica dispozitivul:

• aer - extrage căldura din atmosferă;
• geotermale - preia energie din apă sau sol;
• secundar - funcționează cu căldura secundară de apă sau aer.

Dispozitivele de căldură secundare pot prelua energie din canalizare.

Aparatul pompei de căldură variază, de asemenea, în mediul de admisie și transformare a energiei, caracteristicilor și metodelor de funcționare.

Sistem de ape subterane

Dispozitivele vă permit să obțineți căldură din intestinele pământului pe tot parcursul anului. În funcție de tipul de contur geotermic, pot fi selectate următoarele modificări:

• Orizontală - sistem sub formă de conducte situate sub înghețarea solului, la o adâncime de 1,5-2 m. Regimul de temperatură pe parcursul anului atinge + 3 ... + 15 grade, astfel că poate fi obținută căldură în orice moment.
• Vertical - colectorul arată ca o adâncime de 50-200 m. În interior sunt sonde speciale care îndepărtează căldura de un gradient constant de temperatură.

La aranjarea conturului vertical trebuie să se țină seama de compoziția geologică a solului. Pe locul unde este amplasat conturul orizontal, nu puteți construi case sau așeza dale.

Sistem apă-apă

Pentru a încălzi camera, va trebui să folosiți energia apei subterane cu o temperatură constantă de +7 și peste grade. Tehnologia asigură furnizarea apei de către o pompă centrifugă către o stație specială. Energia termică este transferată în antigel de circuitul inferior al dispozitivului. Această opțiune este permisă în zone:

• fără apă subterană sau cu un nivel minim de apariție a acestora;
• cu puțuri în care marca apei nu scade;
• cu o compoziție minimă de sare și poluare;
• echipat cu un puț de drenaj, capabil să primească de la 2200 litri de efluent pe oră.

Cea mai bună opțiune pentru echipamentele apă-apă este zona de lângă un râu sau alt corp de apă.

Sistem apă-aer

Pompele de căldură nu încălzesc aerul din camere, ci lichidul de răcire în sine. Poate fi utilizat pentru încălzire, pregătirea apei calde. Sistemul are mai multe avantaje:

• instalat fără să găuriți circuitul extern;
• diferă în ceea ce privește fiabilitatea și durabilitatea;
• eficientă toamna și primăvara.

Dezavantajele pompelor includ:

• scăderea COP când temperatura atinge +2,2 grade;
• utilizarea reversului pentru decongelarea unității exterioare.

Stațiile nu sunt singurul mijloc de generare a căldurii. Funcționează împreună cu un cazan de încălzire.

Sistem aer-aer

Dispozitivele aer-aer primesc energie termică din masele de aer ale străzii. În exterior, seamănă cu aparate de aer condiționat, dar pot funcționa la temperaturi scăzute. Aerul rece este încălzit în condensator. Beneficiile VT includ:

• un preț comparabil cu prețul unui aparat de aer condiționat;
• instalare rapida;
• fără riscuri de scurgere a purtătorilor de căldură.

Printre dezavantajele sistemelor:

• capacitatea de a opera doar la temperaturi de până la -20 grade;
• necesitatea instalării unei unități speciale în fiecare cameră;
• lipsa condițiilor pentru apa caldă.

Echipamentele termice „aer-aer” pot fi utilizate pentru încălzirea suplimentară a unei căsuțe sau a unei case de țară.

Criterii de selectare a sistemului

Înainte de a cumpăra o pompă de căldură, trebuie să luați în considerare:

• Costul amenajării sistemului. Pentru a conecta VT-ul de la Moscova, va trebui să stabiliți un contur orizontal. Este săpată o groapă (10 mii de ruble / schimb pentru închirierea unui excavator), apoi se face pregătirea pentru lucrare (5 mii de ruble). Un puț costă 1000 de ruble / mp, ținând cont de instalarea și legarea sondei. Pentru ca sistemul să funcționeze corect, aveți nevoie de 350 m de circuit sau 350 de mii de ruble.
• Consumul de energie. Un VT de 9 kW consumă energie electrică 2,7 kWh, care este mai ieftină decât o cazană electrică similară.
• Payback. Încălzirea alternativă, luând în considerare costurile de instalare și consumul de energie electrică, va plăti după 3 ani.
• Condițiile climatice ale regiunii de reședință. VT-urile sunt ineficiente în zonele cu ierni înghețate. Nu vor putea să ia cantitatea potrivită de căldură din sol, aer sau apă.
• Putere dispozitiv. Proprietarul unei case cu un etaj cu 10x10 pătrate ar trebui să facă calcule bazate pe: temperatura maximă negativă (-20 grade); diferențele de temperatură pe stradă și în cameră (20 - -20 = 40); pierderea de căldură a pereților (cărămidă - 13,5 kW). La ultimul indicator minim de putere trebuie adăugat aproximativ 50%.
• Capacitatea rezervorului de depozitare. Cu 3 porniri ale pompei, sunt necesari 30 litri de apă, cu 5 porniri - 20 litri.

La selectarea echipamentului, se ține cont de starea casei și de caracteristicile zonei în care se află.

Avantaje și dezavantaje

Comunicările de încălzire cu o pompă de căldură prezintă mai multe avantaje:

• economisire a energiei: la un debit de 1 kW / h, se obțin 4 kW / h de căldură;
• reducerea costurilor de reparație a sistemului;
• universalitate - potrivit pentru instalarea în regiuni fără conducte de gaz, linii electrice, ca va funcționa din aer, sol sau apă;
• automatizarea completă a sistemului - în cazul absenței prelungite, proprietarul poate seta un regim de temperatură constantă de +10 grade;
• siguranța mediului - nu produce oxizi, acizi și compuși benzoici;
• fără situații de urgență - lichidul de răcire și componentele sistemului nu se încălzesc până la temperaturi critice;
• capacitatea de a opera la temperaturi de până la -15 grade;
• reversibilitatea - instalațiile răcesc vara casa, îndepărtând căldura din camere și direcționând-o către un mediu de rezervă;
• utilizare pe termen lung: fără reparații majore, pompa este folosită timp de 25-50 de ani, piesele de schimb ale compresorului cedează o dată la 15-20 de ani.

Dezavantajele folosirii pompelor de căldură includ:

• costuri financiare pentru organizarea unui sistem geotermic;
• plata lunga (5-10 ani) a sistemului;
• nevoia de încălzire suplimentară în regiunile reci.

În sistemele de încălzire prin pardoseală, este permisă utilizarea de ventilatoare care transferă căldura sau frigul în aer din apă. Dacă aveți locuințe vechi, veți avea nevoie de o reamenajare de încălzire.

Producători populari de pompe de căldură

Pompele de căldură sunt produse în principal de companii din Asia. Primii care au lansat produse europene au fost Daikin, Mitsubishi Electric și Hitach. Echipamentul este produs și de producători din Coreea de Sud (LG și Samsung), China (Midea și Gree).

Mărcile europene Dimplex, Nibe, Alpha-Inno Tec, AJ Tech, CIAT, Technibel, Atlantic, Airwell, Buderus au, de asemenea, modificări ATW.

Pompă de căldură DIY

Efectuarea unei pompe de căldură este posibilă numai pentru încălzirea unei case mici.

1. Cumpărați un frigider vechi și dezasamblați-l eliminând automatizarea.
2. Faceți un condensator dintr-un rezervor de oțel de 100 L, tăiat la jumătate. În rezervor este introdus o serpentină de cupru cu pereți grosime de 1 mm.
3. Pentru a realiza o bobină înfășurând un tub de cupru pe un cilindru de gaz sau de oxigen cu aceeași distanță între viraje.
4. Blocați bobinele aruncând firul prin găurile din colțurile de aluminiu.
5. Piese de rezervor de sudură.
6. Faceți un evaporator dintr-un recipient de plastic de 60-80 litri. Instalează o bobină și fir pentru conductele de scurgere și alimentare.
7. Instalați echipamentul în cameră și aduceți 2 conducte de aer tăiate în fața din față.
8. Țevi de cupru de lipit, freon de pompă.
9. Realizați o pornire și conectați structura la încălzire.

Aerul va fi furnizat prin canalul superior către congelator, răcit și introdus în carcasă. După încălzire cu un schimbător de căldură pe peretele din spate, masele de aer vor intra în cameră.

În urma lucrărilor, se obține un sistem cu buclă închisă. Agentul frigorific circulă în el, preluând și transportând energia de la evaporator la condensator. Energia termică primită are o putere mică, prin urmare, este necesar să conectați suplimentar o podea caldă sau radiatoare de inerție scăzută.

Temperatura apei de evacuare nu va fi mai mare de 50-60 grade.

Sistem

Pentru a economisi la fabricarea independentă a dispozitivului și instalarea acestuia, va ajuta schema bivalentă a sistemului de încălzire. Implică calcularea puterii VT pe baza temperaturii minime. Pe parcursul anului, instalarea nu va funcționa la capacitate maximă.

Nanos în acest caz este o unitate pasivă, la care este conectat un cazan cu gaz sau combustibil solid. By-pass-ul este conectat la acesta din urmă.

Modificarea termică a pompelor este un echipament eficient, dar scump. Cu o perioadă lungă de rambursare, acestea vor fi singura alternativă în zonele fără alimentare cu gaz.