Принципът на работа на термопомпа за отопление на къща

За трансформиране, прехвърляне и преобразуване на топлинна енергия се използва специално устройство, наподобяващо климатик или хладилник. Топлинната помпа не се използва за отопление - тя предава само повече топлина, отколкото получава от мрежата. С помощта на устройството е възможно да се изпомпва енергията на почвата, въздуха или водата в отоплителни комуникации.

Принцип на работа и проектиране

Термопомпата се състои от фреонна верига с компресор, разширителен клапан, топлообменници (кондензатор, изпарител) и медна тръба. Възлите са свързани помежду си с помощта на фитинги и автоматични части.

Принципът на работа на агрегата се основава на избора на нискокачествена топлина:

• вода (от +2 до +7 градуса);
• въздух (от -25 до +35 градуса);
• почва (от -5 до +5 градуса).

В процеса на вземане на проби от топлинните ресурси първоначалната среда се охлажда и хладилният агент на вътрешната верига започва да кипи и се превръща в пара. Газът се компресира от компресора и драстично губи обем, като същевременно изпомпва температура и налягане. Действието на предварително загрятия фреон е да прехвърля топлинните ресурси към отоплителната инсталация. Топлинните помпи работят затворено, като използват само енергия без директно загряване на охлаждащата течност.

Агрегатът ви позволява да получите 3-5 kW топлина от 1 kW използвана енергия.

Разновидности на термопомпите

Топлинните помпи за отопление на частна къща се класифицират според няколко критерия. В зависимост от вида на трансфера на енергия:

• Компресия - състои се от компресор, кондензатор, изпарител и разширител. Оборудването работи на принципа на цикъл на компресия и разширяване на охлаждащата течност с допълнително нагряване.
• Абсорбция - работят на базата на абсорбент и фреон. Абсорбиращото устройство е високоефективно и е помпа от ново поколение.

Според източника на топлина можете да вземете устройството:

• въздух - извлича топлина от атмосферата;
• геотермална - отнема енергия от вода или почва;
• вторичен - работи с вторичната топлина на водата или въздуха.

Устройствата за вторична топлина могат да поемат енергия от канализацията.

Апаратът за термопомпа също варира в средата на приемане и преобразуване на енергия, характеристики и методи на работа.

Система подземни води

Устройствата ви позволяват да получавате топлина от недрата на земята през цялата година. Според типа геотермален контур могат да бъдат избрани следните модификации:

• Хоризонтална - система под формата на тръби, разположени под замръзването на почвата, на дълбочина 1,5-2 м. Температурният режим през годината достига + 3 ... + 15 градуса, така че топлината може да бъде получена по всяко време.
• Вертикален - колекторът изглежда като кладенец на дълбочина 50-200 м. Вътре има специални сонди, които отнемат топлината от постоянен температурен градиент.

При подреждането на вертикалния контур трябва да се вземе предвид геологичният състав на почвата. На мястото, където е разположен хоризонталният контур, не можете да изграждате къщи или да полагате плочки.

Система вода-вода

За да отоплявате помещението, ще трябва да използвате енергията на подземните води с постоянна температура от +7 и над градуса. Технологията осигурява доставката на вода чрез центробежна помпа до специална станция. Топлинната енергия се прехвърля в антифриз от долната верига на устройството. Тази опция е разрешена в области:

• без подземни води или с минимално ниво на тяхното възникване;
• с кладенци, в които водният знак не пада;
• с минимален солен състав и замърсяване;
• оборудван с дренажен кладенец, способен да приема от 2200 литра отпадъчни води на час.

Най-добрият вариант за оборудване вода-вода е зоната в близост до река или друго водно тяло.

Система вода-въздух

Топлинните помпи не загряват въздуха вътре в помещенията, а самата охлаждаща течност. Може да се използва за отопление, приготвяне на топла вода. Системата има няколко предимства:

• инсталиран без пробиване на външната верига;
• се различава по надеждност и издръжливост;
• ефективен през есента и пролетта.

Недостатъците на помпите включват:

• понижаване на COP, когато температурата достигне +1,2 градуса;
• използването на реверс за размразяване на външното тяло.

Станциите не са единственото средство за генериране на топлина. Те функционират заедно с отоплителен котел.

Система въздух-въздух

Устройствата въздух-въздух получават топлинна енергия от уличните въздушни маси. Външно наподобяват климатици, но могат да работят при ниски температури. Студеният въздух се нагрява в кондензатора. Предимствата на VT включват:

• цена, сравнима с цената на климатик;
• бърза инсталация;
• няма риск от изтичане на топлоносители.

Сред недостатъците на системите:

• способността да работи само при температури до -20 градуса;
• необходимостта от инсталиране на специална единица във всяка стая;
• липса на условия за топла вода.

Топлинното оборудване "въздух-въздух" може да се използва за допълнително отопление на къщичка или селска къща.

Критерии за избор на система

Преди да купите термопомпа, трябва да имате предвид:

• Цената на подреждането на системата. За да свържете VT в Москва, ще трябва да поставите хоризонтален контур. Изкопва се яма (10 хиляди рубли / смяна за отдаване под наем на багер), след това се прави подготовка за работа (5 хиляди рубли). Кладенец струва 1000 рубли / mp, като се вземе предвид инсталирането и обвързването на сондата. За да работи системата правилно, имате нужда от 350 м схема или 350 хиляди рубли.
• Консумация на енергия. VT с мощност 9 kW консумира 2,7 kWh електроенергия, което е по-евтино от подобен електрически бойлер.
• Payback. Алтернативното отопление, като се вземат предвид разходите за монтаж и консумацията на електроенергия, ще се изплати след 3 години.
• Климатични условия на региона на пребиваване. ВТ са неефективни в райони с мразовита зима. Те няма да могат да вземат нужното количество топлина от почвата, въздуха или водата.
• Захранване на устройството. Собственикът на едноетажна къща от 10x10 квадрата трябва да направи изчисления въз основа на: максималната отрицателна температура (-20 градуса); температурни разлики на улицата и в стаята (20 - -20 = 40); топлинна загуба на стени (тухла - 13,5 kW). Около 50% трябва да се добавят към последния индикатор за минимална мощност.
• Капацитетът на резервоара за съхранение. При 3 старта на помпата са необходими 30 литра вода, при 5 старта - 20 литра.

При избора на оборудване се вземат предвид състоянието на къщата и характеристиките на района, където се намира.

Предимства и недостатъци

Отоплителните комуникации с термопомпа имат няколко предимства:

• пестене на енергия: при дебит от 1 kW / h се получава топлинна енергия 4 kW / h;
• намаляване на разходите за ремонт на системата;
• универсалност - подходящ за монтаж в региони без газопроводи, електропроводи, както ще работи от въздух, почва или вода;
• пълна автоматизация на системата - при продължително отсъствие собственикът може да зададе постоянен температурен режим от +10 градуса;
• безопасност на околната среда - не произвежда оксиди, киселини и бензоени съединения;
• няма аварийни ситуации - охлаждащата течност и компонентите на системата не се нагряват до критични температури;
• способността да работи при температури до -15 градуса;
• обратимост - инсталациите охлаждат къщата през лятото, отделяйки топлина от помещенията и я насочвайки към резервна среда;
• дългосрочна употреба: без основен ремонт помпата се използва за 25-50 години, резервната част на компресора се отказва веднъж на всеки 15-20 години.

Недостатъците на използването на термопомпи включват:

• финансови разходи за организиране на геотермална система;
• дълго (5-10 години) изплащане на системата;
• необходимостта от допълнително отопление в студени райони.

В системите за подово отопление е позволено да се използват вентилаторни намотки, които пренасят топлина или студ във въздуха от вода. Ако имате стари жилища, ще ви е необходимо преустройство за отопление.

Популярни производители на термопомпи

Топлинните помпи се произвеждат основно от компании от Азия. Първите пуснали европейски продукти бяха Daikin, Mitsubishi Electric и Hitach. Оборудването се произвежда и от производители от Южна Корея (LG и Samsung), Китай (Midea и Gree).

Европейските марки Dimplex, Nibe, Alpha-Inno Tec, AJ Tech, CIAT, Technibel, Atlantic, Airwell, Buderus също имат модификации на ATW.

Направи си термопомпа

Изработването на термопомпа самостоятелно е възможно само за отопление на малка къща.

1. Закупете стар хладилник и го разглобете, като премахнете автоматиката.
2. Направете кондензатор от стоманен резервоар от 100 L, разрязан наполовина. В резервоара се поставя медна намотка със стени с дебелина 1 мм.
3. За да направите бобина, като увиете медна тръба върху газов или кислороден цилиндър със същото разстояние между завоите.
4. Заключете бобините, като прокарате жицата през дупките в алуминиевите ъгли.
5. Заварени части на резервоара.
6. Направете изпарител от пластмасов контейнер с обем 60-80 литра. Той инсталира бобина и резба за тръби за източване и подаване.
7. Инсталирайте оборудването в стаята и донесете 2 въздуховода, изрязани в предната крила.
8. Медни тръби за запояване, фреон с помпа.
9. Направете стартиране и свържете конструкцията към отоплението.

Въздухът ще се подава през горния канал към фризера, ще се охлажда и ще се подава в корпуса. След загряване с топлообменник на задната стена, въздушните маси ще влязат в стаята.

В резултат на работата се получава система със затворен контур. Хладилен агент циркулира в него, като поема и транспортира енергия от изпарителя до кондензатора. Получената топлинна енергия има малка мощност, следователно е необходимо допълнително да свържете топъл под или радиатори с нисък инерционен тип.

Температурата на изходящата вода ще бъде не повече от 50-60 градуса.

схема

За да спестите от независимото производство на устройството и неговата инсталация ще помогне на двувалентната схема на отоплителната система. Той включва изчисляване на мощността на VT въз основа на минималната температура. През годината инсталацията няма да работи с пълен капацитет.

Nanos в този случай е пасивна единица, към която е свързан газов или твърдо гориво котел. Байпасът е свързан с последния.

Термичната модификация на помпите е ефективно, но скъпо оборудване. С дълъг период на изплащане те ще бъдат единствената алтернатива в райони без газоснабдяване.