Specjalne urządzenie przypominające klimatyzator lub lodówkę służy do przekształcania, przenoszenia i przekształcania energii cieplnej. Pompa ciepła nie jest używana do ogrzewania - przekazuje tylko więcej ciepła niż odbiera z sieci. Za pomocą tego urządzenia można pompować energię gleby, powietrza lub wody do komunikacji grzewczej.
Zasada działania i konstrukcja
Pompa ciepła składa się z obwodu freonu ze sprężarką, zaworu rozprężnego, wymienników ciepła (skraplacz, parownik) i rurki miedzianej. Węzły są połączone ze sobą za pomocą łączników i części automatycznych.
Zasada działania urządzenia opiera się na doborze ciepła niskiej jakości:
- woda (od +2 do +7 stopni);
- powietrze (od -25 do +35 stopni);
- gleba (od -5 do +5 stopni).
W procesie przejmowania zasobów ciepła początkowe medium jest chłodzone, a czynnik chłodniczy w obwodzie wewnętrznym zaczyna wrzeć i przekształca się w parę. Gaz jest sprężany przez sprężarkę i gwałtownie traci objętość, jednocześnie podnosząc temperaturę i ciśnienie. Wstępnie ogrzany freon polega na przeniesieniu zasobów ciepła do głównej sieci grzewczej. Pompy ciepła pracują w sposób zamknięty, zużywając tylko energię bez bezpośredniego podgrzewania chłodziwa.
Urządzenie pozwala uzyskać 3-5 kW ciepła z 1 kW zużytej energii.
Odmiany pomp ciepła
Pompy ciepła do ogrzewania prywatnego domu są klasyfikowane według kilku kryteriów. W zależności od rodzaju transferu energii:
- Kompresja - składa się ze sprężarki, skraplacza, parownika i ekspandera. Sprzęt działa na zasadzie cyklu sprężania i rozprężania chłodziwa z dalszym ogrzewaniem.
- Absorpcja - działa w oparciu o absorbent i freon. Urządzenie absorpcyjne jest bardzo wydajne i jest pompą nowej generacji.
W zależności od źródła ciepła można odebrać urządzenie:
- powietrze - pobiera ciepło z atmosfery;
- geotermia - pobiera energię z wody lub gleby;
- wtórne - działa z wtórnym ciepłem wody lub powietrza.
Wtórne urządzenia grzewcze mogą pobierać energię ze ścieków.
Aparat pompy ciepła zmienia się również w środowisku pobierania i przekształcania energii, cech i metod działania.
System wód gruntowych
Urządzenia pozwalają na uzyskanie ciepła z trzewi ziemi przez cały rok. W zależności od rodzaju konturu geotermalnego można wybrać następujące modyfikacje:
- Poziomy - system w postaci rur znajdujących się pod zamarzaniem gleby, na głębokości 1,5-2 m. Reżim temperaturowy w ciągu roku osiąga + 3 ... + 15 stopni, dzięki czemu ciepło można uzyskać w dowolnym momencie.
- Pionowo - kolektor wygląda jak studnia o głębokości 50-200 m. Wewnątrz znajdują się specjalne sondy, które odbierają ciepło od stałego gradientu temperatury.
Podczas układania konturu pionowego należy wziąć pod uwagę skład geologiczny gleby. W miejscu, w którym znajduje się kontur poziomy, nie można budować domów ani układać płytek.
System woda-woda
Aby ogrzać pomieszczenie, musisz użyć energii wody gruntowej o stałej temperaturze +7 i powyżej stopni. Technologia zapewnia dostarczanie wody za pomocą pompy odśrodkowej do specjalnej stacji. Energia cieplna przekazywana jest do płynu niezamarzającego przez dolny obwód urządzenia. Ta opcja jest dozwolona w obszarach:
- bez wód gruntowych lub z minimalnym poziomem ich występowania;
- ze studniami, w których znak wody nie spada;
- przy minimalnym składzie soli i zanieczyszczeniu;
- wyposażony w studnię drenażową, zdolną do odbierania od 2200 litrów ścieków na godzinę.
Najlepszą opcją dla sprzętu typu woda-woda jest obszar w pobliżu rzeki lub innego akwenu.
System woda-powietrze
Pompy ciepła nie ogrzewają powietrza wewnątrz pomieszczeń, ale sam czynnik chłodzący. Może być stosowany do ogrzewania, przygotowywania ciepłej wody. System ma kilka zalet:
- zainstalowany bez wiercenia obwodu zewnętrznego;
- różni się niezawodnością i trwałością;
- skuteczne jesienią i wiosną.
Wady pomp obejmują:
- obniżenie COP, gdy temperatura osiągnie +1.2 stopni;
- użycie rewersu do odszraniania jednostki zewnętrznej.
Stacje nie są jedynym sposobem wytwarzania ciepła. Działają w połączeniu z kotłem grzewczym.
System powietrze-powietrze
Urządzenia powietrze-powietrze otrzymują energię cieplną z mas powietrza ulicznego. Zewnętrznie przypominają klimatyzatory, ale mogą pracować w niskich temperaturach. Zimne powietrze jest podgrzewane w skraplaczu. Korzyści z VT obejmują:
- cena porównywalna z ceną klimatyzatora;
- szybka instalacja;
- brak ryzyka wycieku nośników ciepła.
Wśród wad systemów:
- zdolność do pracy tylko w temperaturach do -20 stopni;
- potrzeba zainstalowania specjalnego urządzenia w każdym pomieszczeniu;
- brak warunków dla ciepłej wody.
Urządzenia termiczne „powietrze-powietrze” można wykorzystać do dodatkowego ogrzewania domku lub wiejskiego domu.
Kryteria wyboru systemu
Przed zakupem pompy ciepła należy rozważyć:
- Koszt aranżacji systemu. Aby podłączyć VT w Moskwie, musisz położyć kontur poziomy. Wykopuje się dół (10 tysięcy rubli / zmianę za wynajem koparki), a następnie przygotowuje się do pracy (5 tysięcy rubli). Studnia kosztuje 1000 rubli / mp, biorąc pod uwagę instalację i wiązanie sondy. Aby system działał poprawnie, potrzebujesz 350 m obwodu lub 350 tysięcy rubli.
- Zużycie energii. 9 kW VT zużywa 2,7 kWh energii elektrycznej, co jest tańsze niż podobny kocioł elektryczny.
- Zemsta. Alternatywne ogrzewanie, biorąc pod uwagę koszty instalacji i zużycie energii elektrycznej, zwróci się po 3 latach.
- Warunki klimatyczne regionu zamieszkania. VT są nieskuteczne na obszarach o mroźnych zimach. Nie będą w stanie odebrać odpowiedniej ilości ciepła z gleby, powietrza lub wody.
- Moc urządzenia Właściciel jednopiętrowego domu o powierzchni 10x10 kwadratów powinien wykonać obliczenia na podstawie: maksymalnej temperatury ujemnej (-20 stopni); różnice temperatur na ulicy i w pomieszczeniu (20-20 = 40); utrata ciepła ścian (cegła - 13,5 kW). Około 50% należy dodać do ostatniego minimalnego wskaźnika mocy.
- Pojemność zbiornika magazynowego. Przy 3 uruchomieniach pompy potrzeba 30 litrów wody, przy 5 uruchomieniach - 20 litrów.
Przy wyborze wyposażenia brany jest pod uwagę stan domu i cechy obszaru, w którym się znajduje.
Zalety i wady
Komunikacja grzewcza z pompą ciepła ma kilka zalet:
- oszczędność energii: przy prędkości przepływu 1 kW / h uzyskuje się 4 kW / h ciepła;
- redukcja kosztów naprawy systemu;
- uniwersalność - nadaje się do instalacji w regionach bez gazociągów, linii energetycznych, as będzie działać z powietrza, gleby lub wody;
- pełna automatyzacja systemu - w przypadku przedłużającej się nieobecności właściciel może ustawić stały reżim temperatury +10 stopni;
- bezpieczeństwo środowiska - nie wytwarza tlenków, kwasów i związków benzoesowych;
- brak sytuacji awaryjnych - chłodziwo i komponenty systemu nie nagrzewają się do temperatur krytycznych;
- zdolność do pracy w temperaturach do -15 stopni;
- odwracalność - instalacje chłodzą dom latem, usuwając ciepło z pomieszczeń i kierując je do rezerwowego środowiska;
- długotrwałe użytkowanie: bez większych napraw pompa jest używana przez 25-50 lat, część zamienna sprężarki ulega awarii raz na 15-20 lat.
Wady stosowania pomp ciepła obejmują:
- koszty finansowe organizacji systemu geotermalnego;
- długi (5-10 lat) zwrot z systemu;
- potrzeba dodatkowego ogrzewania w zimnych regionach.
W systemach ogrzewania podłogowego dozwolone jest stosowanie klimakonwektorów, które przenoszą ciepło lub zimno na powietrze z wody. Jeśli masz starą obudowę, będziesz potrzebować przebudowy ogrzewania.
Popularni producenci pomp ciepła
Pompy ciepła są produkowane głównie przez firmy z Azji. Pierwszymi europejskimi produktami były Daikin, Mitsubishi Electric i Hitach. Sprzęt jest również produkowany przez producentów z Korei Południowej (LG i Samsung), Chin (Midea i Gree).
Europejskie marki Dimplex, Nibe, Alpha-Inno Tec, AJ Tech, CIAT, Technibel, Atlantic, Airwell, Buderus również posiadają modyfikacje ATW.
DIY pompa ciepła
Samodzielne wykonanie pompy ciepła jest możliwe tylko do ogrzewania małego domu.
- Kup starą lodówkę i zdemontuj ją, usuwając automatykę.
- Zrób skraplacz ze 100-litrowego zbiornika ze stali, przecięty na pół. W zbiorniku umieszczono miedzianą cewkę o ścianach o grubości 1 mm.
- Aby wykonać cewkę, owijając rurkę miedzianą na butli z gazem lub tlenem w tej samej odległości między zwojami.
- Zablokuj cewki, przeciągając drut przez otwory w aluminiowych narożnikach.
- Części zbiornika spawalniczego.
- Zrób parownik z 60-80 litrowego plastikowego pojemnika. Instaluje cewkę i gwint do rur spustowych i zasilających.
- Zamontować wyposażenie w pomieszczeniu i przynieść do niego 2 kanały powietrzne wycięte w przednim skrzydle.
- Lutuj rury miedziane, freon z pompą.
- Wykonaj rozruch i podłącz konstrukcję do ogrzewania.
Powietrze będzie doprowadzane przez górny kanał do zamrażarki, schładzane i doprowadzane do obudowy. Po rozgrzaniu za pomocą wymiennika ciepła na tylnej ścianie masy powietrza dostaną się do pomieszczenia.
W wyniku pracy uzyskuje się system z zamkniętą pętlą. Krąży w nim czynnik chłodniczy, pobierając i przenosząc energię z parownika do skraplacza. Otrzymana energia cieplna ma niewielką moc, dlatego konieczne jest dodatkowe podłączenie ciepłej podłogi lub grzejników o niskiej bezwładności.
Temperatura wody na wylocie nie będzie większa niż 50-60 stopni.
Schemat
Aby zaoszczędzić na niezależnej produkcji urządzenia i jego instalacji pomoże dwuwartościowy schemat systemu grzewczego. Polega na obliczeniu mocy VT na podstawie minimalnej temperatury. W ciągu roku instalacja nie będzie działać z pełną wydajnością.
Nanos w tym przypadku jest jednostką pasywną, do której podłączony jest kocioł gazowy lub na paliwo stałe. Obwodnica jest połączona z tym ostatnim.
Modyfikacja termiczna pomp jest skutecznym, ale drogim sprzętem. Dzięki długim okresom zwrotu będą jedyną alternatywą na obszarach bez dostaw gazu.