Siltumenerģijas pārveidošanai, pārnešanai un pārvēršanai tiek izmantota īpaša ierīce, kas atgādina gaisa kondicionieri vai ledusskapi. Siltumsūkni neizmanto apkurei - tas tikai patērē vairāk siltuma, nekā tas tiek saņemts no tīkla. Izmantojot ierīci, ir iespējams iesūknēt augsnes, gaisa vai ūdens enerģiju apkures sakaros.
Darbības un projektēšanas princips
Siltumsūknis sastāv no freona ķēdes ar kompresoru, izplešanās vārsta, siltummaiņiem (kondensatora, iztvaicētāja) un vara caurules. Mezgli ir savienoti kopā, izmantojot veidgabalus un automātiskās detaļas.
Iekārtas darbības princips ir balstīts uz zemas kvalitātes siltuma izvēli:
- ūdens (no +2 līdz +7 grādiem);
- gaiss (no -25 līdz +35 grādiem);
- augsne (no -5 līdz +5 grādiem).
Siltuma resursu paraugu ņemšanas procesā sākotnējā barotne tiek atdzesēta, un iekšējās ķēdes aukstumaģents sāk vārīties un pārvēršas tvaikā. Kompresors saspiež gāzi un dramatiski zaudē tilpumu, vienlaikus paaugstinot temperatūru un spiedienu. Iepriekš sasildīta freona darbība ir siltuma resursu pārnešana uz apkures maģistrāli. Siltumsūkņi darbojas slēgtā veidā, izmantojot tikai enerģiju bez tiešas dzesēšanas šķidruma uzsildīšanas.
Vienība ļauj jums iegūt 3–5 kW siltuma no 1 kW patērētās enerģijas.
Siltumsūkņu šķirnes
Siltumsūkņi privātmājas apkurei tiek klasificēti pēc vairākiem kritērijiem. Atkarībā no enerģijas pārneses veida:
- Kompresija - sastāv no kompresora, kondensatora, iztvaicētāja un paplašinātāja. Iekārta darbojas pēc kompresijas cikla un dzesēšanas šķidruma paplašināšanas principa ar turpmāku sildīšanu.
- Absorbcija - darbojas uz absorbējoša un freona bāzes. Absorbcijas ierīce ir ļoti efektīva un ir jaunās paaudzes sūknis.
Atkarībā no siltuma avota ierīci var uzņemt:
- gaiss - izvada siltumu no atmosfēras;
- ģeotermālā - ņem enerģiju no ūdens vai augsnes;
- sekundārs - darbojas ar ūdens vai gaisa sekundāro siltumu.
Sekundārās siltuma ierīces var patērēt enerģiju no notekūdeņiem.
Siltumsūkņa aparāts mainās arī enerģijas uzņemšanas un pārveidošanas vidē, īpašībām un darbības metodēm.
Gruntsūdeņu sistēma
Ierīces ļauj iegūt siltumu no zemes zarnām visu gadu. Atkarībā no ģeotermālās kontūras veida var izvēlēties šādas modifikācijas:
- Horizontālā - sistēma cauruļu formā, kas atrodas zem augsnes sasalšanas, 1,5-2 m dziļumā. Temperatūras režīms gada laikā sasniedz + 3 ... + 15 grādus, tāpēc siltumu var iegūt jebkurā laikā.
- Vertikāli - kolektors izskatās kā 50-200 m dziļš. Iekšpusē ir speciālas zondes, kas noņem siltumu no pastāvīgas temperatūras gradienta.
Izkārtojot vertikālo kontūru, jāņem vērā augsnes ģeoloģiskais sastāvs. Vietnē, kur atrodas horizontālā kontūra, jūs nevarat būvēt mājas vai likt flīzes.
Ūdens-ūdens sistēma
Lai sildītu istabu, jums būs jāizmanto gruntsūdeņu enerģija ar nemainīgu temperatūru +7 un virs grādiem. Šī tehnoloģija nodrošina ūdens piegādi no centrbēdzes sūkņa uz īpašu staciju. Siltumenerģiju antifrīzā nodod ierīces apakšējā ķēde. Šī opcija ir atļauta apgabalos:
- bez gruntsūdeņiem vai ar minimālu to rašanās līmeni;
- ar akām, kurās ūdens zīme nekrīt;
- ar minimālu sāls sastāvu un piesārņojumu;
- kas aprīkots ar kanalizācijas urbumu, kas stundā spēj uzņemt no 2200 litriem notekūdeņu.
Labākais ūdens un ūdens aprīkojuma risinājums ir apgabals pie upes vai citas ūdenstilpes.
Ūdens-gaiss sistēma
Siltumsūkņi nesilda gaisu telpās, bet gan pašu dzesēšanas šķidrumu. To var izmantot apkurei, karstā ūdens sagatavošanai. Sistēmai ir vairākas priekšrocības:
- uzstādīts, neizurbjot ārējo ķēdi;
- atšķiras ar uzticamību un izturību;
- efektīva rudenī un pavasarī.
Sūkņu trūkumi ir šādi:
- COP pazemināšanās, kad temperatūra sasniedz +1,2 grādus;
- reversa izmantošana āra vienības atkausēšanai.
Stacijas nav vienīgais siltuma ģenerēšanas līdzeklis. Tie darbojas kopā ar apkures katlu.
Gaiss-gaiss sistēma
Ierīces gaiss-gaiss saņem siltumenerģiju no ielu gaisa masām. Ārēji tie atgādina gaisa kondicionierus, bet var darboties zemā temperatūrā. Kondensatorā silda aukstu gaisu. VT priekšrocības ir:
- cena, kas salīdzināma ar gaisa kondicioniera cenu;
- ātra uzstādīšana;
- nav siltumnesēju noplūdes riska.
Starp sistēmu trūkumiem:
- spēja darboties tikai temperatūrā līdz -20 grādiem;
- nepieciešamība katrā telpā uzstādīt īpašu vienību;
- karstā ūdens apstākļu trūkums.
Siltumiekārtas "gaiss-gaiss" var izmantot, lai papildus sildītu vasarnīcu vai lauku māju.
Sistēmas izvēles kritēriji
Pirms iegādāties siltumsūkni, jums jāņem vērā:
- Sistēmas sakārtošanas izmaksas. Lai savienotu VT Maskavā, jums būs jāizliek horizontāls kontūra. Izrakta bedre (10 tūkstoši rubļu / maiņa par ekskavatora īri), pēc tam tiek veikta sagatavošanās darbam (5 tūkstoši rubļu). Aka maksā 1000 rubļu / mp, ņemot vērā zondes uzstādīšanu un sasiešanu. Lai sistēma darbotos pareizi, jums ir nepieciešams 350 m ķēdes vai 350 tūkstoši rubļu.
- Enerģijas patēriņš. 9 kW VT patērē 2,7 kWh elektroenerģijas, kas ir lētāk nekā līdzīgs elektriskais katls.
- Atmaksa. Alternatīva apkure, ņemot vērā uzstādīšanas izmaksas un elektrības patēriņu, atmaksāsies pēc 3 gadiem.
- Dzīvesvietas klimatiskie apstākļi. VT ir neefektīvi apgabalos ar aukstām ziemām. Viņi nevarēs uzņemt pareizo siltuma daudzumu no augsnes, gaisa vai ūdens.
- Ierīces jauda. Vienstāva mājas 10x10 kvadrātu īpašniekam jāveic aprēķini, pamatojoties uz: maksimālo negatīvo temperatūru (-20 grādi); temperatūras atšķirības uz ielas un telpā (20 - -20 = 40); Sienu siltuma zudumi (ķieģeļu - 13,5 kW). Pēdējam minimālās jaudas indikatoram jāpievieno apmēram 50%.
- Uzglabāšanas tvertnes tilpums. Ar 3 sūkņa iedarbināšanu nepieciešami 30 litri ūdens, ar 5 iedarbinājumiem - 20 litri.
Izvēloties aprīkojumu, tiek ņemts vērā mājas stāvoklis un tās teritorijas iezīmes, kurā tā atrodas.
Priekšrocības un trūkumi
Apkures komunikācijām ar siltumsūkni ir vairākas priekšrocības:
- enerģijas ietaupījums: ar plūsmas ātrumu 1 kW / h iegūst 4 kW / h siltuma;
- sistēmas remonta izmaksu samazināšana;
- universālums - piemērots uzstādīšanai reģionos bez gāzes vadiem, elektropārvades līnijām, kā darbosies no gaisa, augsnes vai ūdens;
- pilnīga sistēmas automatizācija - ilgstošas prombūtnes gadījumā īpašnieks var iestatīt pastāvīgu temperatūras režīmu +10 grādi;
- vides drošība - nerada oksīdus, skābes un benzoskābes;
- nav ārkārtas situāciju - dzesēšanas šķidrums un sistēmas komponenti nesasilda līdz kritiskai temperatūrai;
- spēja darboties temperatūrā līdz -15 grādiem;
- atgriezeniskums - instalācijas atdzesē māju vasarā, noņemot siltumu no telpām un novirzot to uz rezerves vidi;
- ilgstoša lietošana: bez lieliem remontiem sūknis tiek izmantots 25-50 gadus, kompresora rezerves daļa neizdodas reizi 15-20 gados.
Siltumsūkņu izmantošanas trūkumi ir šādi:
- finansiālas izmaksas ģeotermālās sistēmas organizēšanai;
- ilga (5-10 gadu) sistēmas atmaksa;
- papildu apkures nepieciešamība aukstos reģionos.
Grīdas apsildes sistēmās ir atļauts izmantot ventilatora spoļu vienības, kas siltumu vai aukstumu no gaisa pārnes gaisā. Ja jums ir vecs mājoklis, jums būs nepieciešama apkures pārbūve.
Populārie siltumsūkņu ražotāji
Siltumsūkņus galvenokārt ražo uzņēmumi no Āzijas. Pirmie, kas uzsāka Eiropas produktus, bija Daikin, Mitsubishi Electric un Hitach. Iekārtas ražo arī ražotāji no Dienvidkorejas (LG un Samsung), Ķīnas (Midea un Gree).
ATW modifikācijas ir arī Eiropas zīmoliem Dimplex, Nibe, Alpha-Inno Tec, AJ Tech, CIAT, Technibel, Atlantic, Airwell, Buderus.
DIY siltumsūknis
Paši veikt siltumsūkni ir iespējams tikai nelielas mājas sildīšanai.
- Iegādājieties veco ledusskapi un izjauciet to, noņemot automātiku.
- Izgatavojiet kondensatoru no 100 L tērauda tvertnes, pārgrieziet uz pusēm. Tvertnē ievieto vara spoli ar 1 mm biezām sienām.
- Lai izgatavotu spoli, iesaiņojot vara cauruli uz gāzes vai skābekļa balona ar tādu pašu attālumu starp pagriezieniem.
- Nofiksējiet spoles, pavedot stiepli caur caurumiem alumīnija stūros.
- Metinātās tvertnes daļas.
- Izgatavojiet iztvaicētāju no 60-80 litru plastmasas trauka. Tas uzstāda spoli un vītni kanalizācijas un padeves caurulēm.
- Instalējiet aprīkojumu telpā un nogādājiet tajā 2 priekšējā vērtnē sagrieztus gaisa vadus.
- Lodējamās vara caurules, sūkņa freons.
- Veiciet iedarbināšanu un savienojiet struktūru ar apkuri.
Gaiss caur augšējo kanālu tiks piegādāts saldētavā, atdzesēts un ievadīts korpusā. Pēc sasilšanas ar siltummaini uz aizmugurējās sienas gaisa masas iekļūs telpā.
Darba rezultātā tiek iegūta sistēma ar slēgtu cilpu. Tajā cirkulē dzesēšanas šķidrums, paņemot un transportējot enerģiju no iztvaicētāja uz kondensatoru. Saņemtajai siltumenerģijai ir maza jauda, tāpēc ir nepieciešams papildus pieslēgt siltu grīdu vai zemas inerces tipa radiatorus.
Izplūdes ūdens temperatūra būs ne vairāk kā 50–60 grādi.
Shēma
Ietaupīt uz neatkarīgu ierīces ražošanu un uzstādīšanu palīdzēs apkures sistēmas divvērtīgā shēma. Tas ietver VT jaudas aprēķināšanu, pamatojoties uz minimālo temperatūru. Gada laikā instalācija nedarbosies ar pilnu jaudu.
Nanos šajā gadījumā ir pasīva vienība, kurai ir pievienots gāzes vai cietā kurināmā katls. Apvedceļš ir savienots ar pēdējo.
Sūkņu termiskā modifikācija ir efektīvs, bet dārgs aprīkojums. Ar ilgu atmaksāšanās periodu tie būs vienīgā alternatīva apgabalos bez gāzes piegādes.
