Một thiết bị đặc biệt giống như máy điều hòa không khí hoặc tủ lạnh được sử dụng để biến đổi, truyền và chuyển đổi năng lượng nhiệt. Bơm nhiệt không được sử dụng để sưởi ấm - nó chỉ truyền tải nhiều nhiệt hơn so với nhận được từ mạng. Sử dụng thiết bị, có thể bơm năng lượng của đất, không khí hoặc nước vào hệ thống thông tin liên lạc sưởi ấm.
Nguyên lý hoạt động và thiết kế
Bơm nhiệt bao gồm một mạch freon với máy nén, van giãn nở, bộ trao đổi nhiệt (bình ngưng, thiết bị bay hơi) và ống đồng. Các nút được kết nối với nhau bằng cách sử dụng phụ kiện và các bộ phận tự động.
Nguyên lý hoạt động của thiết bị dựa trên việc lựa chọn nhiệt độ thấp:
- nước (từ +2 đến +7 độ);
- không khí (từ -25 đến +35 độ);
- đất (từ -5 đến +5 độ).
Trong quá trình lấy mẫu tài nguyên nhiệt, môi trường ban đầu được làm lạnh và môi chất lạnh của mạch bên trong bắt đầu sôi và biến thành hơi nước. Khí được nén bởi máy nén và giảm đáng kể thể tích, trong khi bơm lên nhiệt độ và áp suất. Hoạt động của freon được làm nóng trước là chuyển các nguồn nhiệt sang nguồn chính. Bơm nhiệt hoạt động một cách khép kín, chỉ sử dụng năng lượng mà không làm nóng trực tiếp chất làm mát.
Thiết bị cho phép bạn nhận được 3-5 kW nhiệt từ 1 kW năng lượng đã sử dụng.
Các loại bơm nhiệt
Bơm nhiệt để sưởi ấm một ngôi nhà tư nhân được phân loại theo một số tiêu chí. Tùy thuộc vào loại truyền năng lượng:
- Nén - bao gồm máy nén, bình ngưng, thiết bị bay hơi và giãn nở. Thiết bị hoạt động theo nguyên tắc của một chu kỳ nén và mở rộng chất làm mát với việc gia nhiệt thêm.
- Hấp thụ - hoạt động trên cơ sở hấp thụ và freon. Thiết bị hấp thụ có hiệu quả cao và là một máy bơm thế hệ mới.
Theo nguồn nhiệt, bạn có thể lấy thiết bị:
- không khí - chiết nhiệt từ khí quyển;
- địa nhiệt - lấy năng lượng từ nước hoặc đất;
- thứ cấp - hoạt động với sức nóng thứ cấp của nước hoặc không khí.
Các thiết bị nhiệt thứ cấp có thể lấy năng lượng từ nước thải.
Thiết bị bơm nhiệt cũng thay đổi trong môi trường của việc nạp và chuyển đổi năng lượng, tính năng và phương pháp hoạt động.
Hệ thống nước ngầm
Các thiết bị cho phép bạn lấy nhiệt từ ruột trái đất quanh năm. Theo loại đường viền địa nhiệt, có thể chọn các sửa đổi sau:
- Ngang - một hệ thống ở dạng ống nằm dưới sự đóng băng của đất, ở độ sâu 1,5-2 m. Chế độ nhiệt độ trong năm đạt + 3 ... + 15 độ, do đó có thể thu được nhiệt bất cứ lúc nào.
- Dọc - bộ sưu tập trông giống như một cái giếng sâu 50-200 m. Bên trong là các đầu dò đặc biệt lấy nhiệt từ một dải nhiệt độ không đổi.
Khi sắp xếp đường viền dọc, thành phần địa chất của đất phải được tính đến. Trên trang web có đường viền nằm ngang, bạn không thể xây nhà hoặc đặt gạch.
Hệ thống nước-nước
Để sưởi ấm căn phòng, bạn sẽ cần sử dụng năng lượng của nước ngầm với nhiệt độ không đổi từ +7 trở lên. Công nghệ này cung cấp cho việc cung cấp nước bằng máy bơm ly tâm đến một trạm đặc biệt. Năng lượng nhiệt được truyền đến chất chống đông bằng mạch dưới của thiết bị. Tùy chọn này được cho phép trong các khu vực:
- không có nước ngầm hoặc với mức độ tối thiểu xảy ra của chúng;
- với các giếng trong đó dấu nước không giảm;
- với thành phần muối tối thiểu và ô nhiễm;
- được trang bị một cống thoát nước, có khả năng nhận từ 2200 lít nước thải mỗi giờ.
Tùy chọn tốt nhất cho các thiết bị nước-nước là khu vực gần sông hoặc vùng nước khác.
Hệ thống không khí
Máy bơm nhiệt không làm nóng không khí trong phòng, mà là chất làm mát. Nó có thể được sử dụng để sưởi ấm, chuẩn bị nước nóng. Hệ thống có một số ưu điểm:
- lắp đặt mà không cần khoan mạch ngoài;
- khác nhau về độ tin cậy và độ bền;
- hiệu quả trong mùa thu và mùa xuân.
Những nhược điểm của máy bơm bao gồm:
- hạ thấp COP khi nhiệt độ đạt +1,2 độ;
- việc sử dụng đảo ngược để rã đông các đơn vị ngoài trời.
Các trạm không phải là phương tiện duy nhất để tạo ra nhiệt. Chúng hoạt động cùng với một lò hơi sưởi ấm.
Hệ thống không khí
Các thiết bị không khí nhận năng lượng nhiệt từ các khối không khí đường phố. Bề ngoài, chúng giống với máy điều hòa không khí, nhưng có thể làm việc ở nhiệt độ thấp. Không khí lạnh được làm nóng trong bình ngưng. Những lợi ích của VT bao gồm:
- một mức giá tương đương với giá của một máy điều hòa không khí;
- cài đặt nhanh chóng;
- không có nguy cơ rò rỉ chất mang nhiệt.
Trong số các nhược điểm của hệ thống:
- khả năng chỉ hoạt động ở nhiệt độ lên tới -20 độ;
- sự cần thiết phải cài đặt một đơn vị đặc biệt bên trong mỗi phòng;
- thiếu điều kiện cho nước nóng.
Thiết bị nhiệt "không khí" có thể được sử dụng để sưởi ấm thêm một ngôi nhà hoặc một ngôi nhà nông thôn.
Tiêu chí lựa chọn hệ thống
Trước khi mua máy bơm nhiệt, bạn cần xem xét:
- Chi phí sắp xếp hệ thống. Để kết nối VT tại Moscow, bạn sẽ cần đặt một phác thảo ngang. Một hố được đào (10 nghìn rúp / ca để thuê máy xúc), sau đó chuẩn bị cho công việc (5 nghìn rúp) được thực hiện. Một giếng có giá 1000 rúp / mp, có tính đến việc cài đặt và buộc đầu dò. Để hệ thống hoạt động tốt, bạn cần 350 m mạch hoặc 350 nghìn rúp.
- Tiêu thụ năng lượng. Một VT 9 kW tiêu thụ 2,7 kWh điện, rẻ hơn so với nồi hơi điện tương tự.
- Hoàn vốn. Hệ thống sưởi thay thế, có tính đến chi phí lắp đặt và tiêu thụ điện, sẽ trả hết sau 3 năm.
- Điều kiện khí hậu của khu vực cư trú. VT là không hiệu quả trong các khu vực với mùa đông băng giá. Họ sẽ không thể nhận được lượng nhiệt thích hợp từ đất, không khí hoặc nước.
- Nguồn thiết bị. Chủ sở hữu của một ngôi nhà một tầng có diện tích 10 x 10 nên tính toán dựa trên: nhiệt độ âm tối đa (-20 độ); chênh lệch nhiệt độ trên đường phố và trong phòng (20 - -20 = 40); tổn thất nhiệt của tường (gạch - 13,5 kW). Khoảng 50% nên được thêm vào chỉ báo công suất tối thiểu cuối cùng.
- Dung tích của bể chứa. Với 3 lần khởi động máy bơm, cần 30 lít nước, với 5 lần khởi động - 20 lít.
Khi lựa chọn thiết bị, tình trạng của ngôi nhà và các tính năng của khu vực mà nó được đặt sẽ được tính đến.
Ưu điểm và nhược điểm
Truyền thông sưởi ấm với một máy bơm nhiệt có một số lợi thế:
- tiết kiệm năng lượng: ở tốc độ dòng 1 kW / h, thu được 4 kW / h nhiệt;
- giảm chi phí sửa chữa hệ thống;
- tính phổ quát - thích hợp để lắp đặt ở những khu vực không có đường ống dẫn khí, đường dây điện, như sẽ làm việc từ không khí, đất hoặc nước;
- tự động hóa hoàn toàn hệ thống - trong trường hợp vắng mặt kéo dài, chủ sở hữu có thể đặt chế độ nhiệt độ không đổi +10 độ;
- an toàn môi trường - không sản xuất oxit, axit và các hợp chất benzoic;
- không có tình huống khẩn cấp - chất làm mát và các thành phần hệ thống không nóng lên đến nhiệt độ tới hạn;
- khả năng hoạt động ở nhiệt độ lên tới -15 độ;
- khả năng đảo ngược - lắp đặt làm mát ngôi nhà vào mùa hè, loại bỏ nhiệt từ các phòng và hướng nó đến một môi trường dự trữ;
- Sử dụng lâu dài: không cần sửa chữa lớn, máy bơm được sử dụng trong 25-50 năm, phụ tùng máy nén bị hỏng cứ sau 15-20 năm.
Những nhược điểm của việc sử dụng bơm nhiệt bao gồm:
- chi phí tài chính để tổ chức một hệ thống địa nhiệt;
- hoàn vốn dài (5-10 năm) của hệ thống;
- sự cần thiết phải sưởi ấm thêm ở vùng lạnh.
Trong các hệ thống sưởi dưới sàn, nó được phép sử dụng các đơn vị cuộn dây quạt truyền nhiệt hoặc lạnh vào không khí từ nước. Nếu bạn có nhà ở cũ, bạn sẽ cần tái phát triển hệ thống sưởi.
Nhà sản xuất máy bơm nhiệt phổ biến
Bơm nhiệt chủ yếu được sản xuất bởi các công ty từ châu Á. Những sản phẩm đầu tiên ra mắt tại Châu Âu là Daikin, Mitsubishi Electric và Hitach. Thiết bị cũng được sản xuất bởi các nhà sản xuất từ Hàn Quốc (LG và Samsung), Trung Quốc (Midea và Gree).
Các thương hiệu châu Âu Dimplex, Nibe, Alpha-Inno Tec, AJ Tech, CIAT, Technibel, Atlantic, Airwell, Buderus cũng có sửa đổi ATW.
Tự làm bơm nhiệt
Tự làm một cái bơm nhiệt chỉ có thể để sưởi ấm một ngôi nhà nhỏ.
- Mua một tủ lạnh cũ và tháo rời nó bằng cách loại bỏ tự động hóa.
- Làm bình ngưng từ bể thép 100 L, cắt làm đôi. Một cuộn dây đồng có thành dày 1 mm được đặt trong bể.
- Để tạo ra một cuộn dây bằng cách bọc một ống đồng trên một bình chứa khí hoặc oxy với cùng khoảng cách giữa các lượt.
- Khóa các cuộn dây bằng cách luồn dây qua các lỗ ở các góc nhôm.
- Bộ phận hàn xe tăng.
- Làm một thiết bị bay hơi từ một hộp nhựa 60-80 lít. Nó cài đặt một cuộn dây và luồng cho ống thoát nước và thức ăn.
- Lắp đặt thiết bị trong phòng và mang 2 ống dẫn khí cắt vào khung cửa trước cho nó.
- Hàn ống đồng, bơm freon.
- Khởi động và kết nối cấu trúc với hệ thống sưởi.
Không khí sẽ được cung cấp qua kênh trên vào tủ đông, làm mát và được đưa vào nhà ở. Sau khi khởi động với bộ trao đổi nhiệt ở bức tường phía sau, các khối không khí sẽ vào phòng.
Kết quả của công việc, một hệ thống với một vòng khép kín thu được. Môi chất lạnh lưu thông trong đó, lấy và vận chuyển năng lượng từ thiết bị bay hơi đến thiết bị ngưng tụ. Năng lượng nhiệt nhận được có một công suất nhỏ, do đó, cần phải kết nối thêm một sàn ấm hoặc bộ tản nhiệt loại quán tính thấp.
Nhiệt độ nước đầu ra sẽ không quá 50-60 độ.
Kế hoạch
Để tiết kiệm cho việc sản xuất độc lập của thiết bị và việc cài đặt nó sẽ giúp sơ đồ hai phần của hệ thống sưởi ấm. Nó liên quan đến việc tính toán sức mạnh của VT dựa trên nhiệt độ tối thiểu. Trong năm, việc cài đặt sẽ không hoạt động hết công suất.
Nanos trong trường hợp này là một đơn vị thụ động, trong đó một nồi hơi nhiên liệu hoặc khí đốt được kết nối. Đường vòng được kết nối với cái sau.
Sửa đổi nhiệt của máy bơm là một thiết bị hiệu quả, nhưng đắt tiền. Với thời gian hoàn vốn dài, chúng sẽ là lựa chọn duy nhất trong các khu vực không có nguồn cung cấp khí đốt.
