Načelo rada toplinske pumpe za grijanje kuće

Za pretvorbu, prijenos i pretvorbu toplinske energije koristi se poseban uređaj koji nalikuje klima uređaju ili hladnjaku. Toplinska pumpa se ne koristi za grijanje - ona samo prevozi više topline nego što je dobiva iz mreže. Uz pomoć uređaja možete pumpati energiju tla, zraka ili vode u komunikacije grijanja.

Načelo rada i dizajn

Dizalica topline sastoji se od freonskog kruga s kompresorom, ekspanzijskog ventila, izmjenjivača topline (kondenzator, isparivač) i bakrenog cjevovoda. Sklopovi su međusobno povezani pomoću okova i automatskih dijelova.

Načelo rada jedinice temelji se na odabiru topline niskog stupnja:

• voda (od +2 do +7 stupnjeva);
• zrak (od -25 do +35 stupnjeva);
• tlo (od -5 do +5 stupnjeva).

U procesu uzimanja izvora topline, početni medij se hladi, a rashladno sredstvo unutarnjeg kruga počinje kipjeti i pretvarati se u paru. Kompresor komprimira plin i naglo gubi volumen, istodobno povećavajući temperaturu i tlak. Djelovanje zagrijanog freona je prijenos izvora topline u toplovod. Toplinske pumpe rade po principu zatvorenog kruga, koristeći samo energiju bez izravnog zagrijavanja rashladne tekućine.

Uređaj omogućuje dobivanje 3-5 kW topline iz 1 kW utrošenih energetskih izvora.

Raznolikosti dizalica topline

Toplinske pumpe za grijanje privatne kuće klasificirane su prema nekoliko kriterija. Ovisno o vrsti prijenosa snage:

• Kompresija - sastoje se od kompresora, kondenzatora, isparivača i ekspandera. Oprema djeluje na principu ciklusa kompresije i širenja nosača topline uz daljnje zagrijavanje.
• Apsorpcija - djeluju na bazi apsorbenta i freona. Apsorpcijski uređaj je učinkovit i pumpa je nove generacije.

U skladu s izvorom topline, uređaj možete odabrati:

• zrak - izvlači toplinske resurse iz atmosfere;
• geotermalna - uzima energiju iz vode ili tla;
• sekundarni - radi sa sekundarnom toplinom vode ili zraka.

Sekundarni toplinski uređaji mogu uzimati energiju iz kanalizacije.

Uređaj toplinske pumpe također se razlikuje u pogledu okoliša za unos i transformaciju energije, značajkama i načinima rada.

Sustav podzemnih voda

Uređaji vam omogućuju primanje topline iz utrobe zemlje tijekom cijele godine. Sljedeće preinake mogu se odabrati prema vrsti geotermalnog kruga:

• Horizontalno - sustav u obliku cijevi smještenih ispod smrzavanja tla, na dubini od 1,5-2 m. Temperaturni režim tijekom cijele godine doseže + 3 ... + 15 stupnjeva, tako da se toplina može dobiti u bilo kojem trenutku .
• Okomito - ležište izgleda poput bušotine duboke 50-200 m. Unutar su posebne sonde koje uzimaju toplinu iz konstantnog temperaturnog gradijenta.

Pri uređenju okomite konture mora se uzeti u obzir geološki sastav tla. Na mjestu gdje se nalazi vodoravna kontura, ne možete graditi kuće, postavljati pločice.

Sustav voda-voda

Da biste zagrijali sobu, morat ćete upotrijebiti energiju podzemne vode s konstantnom temperaturom od +7 i više stupnjeva. Tehnologija osigurava dovod vode centrifugalnom pumpom do posebne stanice. Toplinska energija prenosi se na antifriz donjim krugom uređaja.Ova je opcija dopuštena na web lokacijama:

• bez podzemnih voda ili s minimalnom razinom njihove pojave;
• s bušotinama u kojima se vodni znak ne smanjuje;
• s minimalnim sastavom soli i onečišćenjem;
• opremljen odvodnim bunarom, sposobnim za prihvat od 2200 litara otpadne vode na sat.

Najbolja opcija za opremu voda-voda je područje u blizini rijeke ili druge vodene površine.

Sustav "voda-zrak"

Toplinske pumpe ne zagrijavaju zrak unutar soba, već sam nosač topline. Može se koristiti za grijanje, pripremu PTV-a. Sustav ima niz prednosti:

• instaliran bez bušenja vanjske konture;
• pouzdan je i izdržljiv;
• na snazi ​​u jesen i proljeće.

Mane pumpi uključuju:

• smanjenje COP-a kada temperatura dosegne +1,2 stupnja;
• koristeći obrnuto za odmrzavanje vanjske jedinice.

Stanice nisu jedino sredstvo za proizvodnju topline. Djeluju zajedno s kotlom za grijanje.

Sustav zrak-zrak

Uređaji zrak-zrak primaju toplinsku energiju iz zračnih masa ulice. Izvana podsjećaju na klima uređaje, ali mogu raditi na niskim temperaturama. Hladni zrak zagrijava se u kondenzatoru. Prednosti TN-a uključuju:

• trošak usporediv s cijenom klima uređaja;
• brza instalacija;
• nema rizika od curenja nosača topline.

Među nedostacima sustava:

• sposobnost rada samo na temperaturama do -20 stupnjeva;
• potreba za instaliranjem posebnog bloka unutar svake sobe;
• nedostatak uvjeta za dobivanje tople vode.

Oprema za grijanje zrak-zrak može se koristiti za dodatno grijanje ljetne vikendice ili ladanjske kuće.

Kriteriji za odabir sustava

Prije kupnje dizalice topline, morate uzeti u obzir:

• Troškovi postavljanja sustava. Da biste povezali VT u Moskvi, morat ćete postaviti vodoravnu konturu. Kopa se jama (10 tisuća rubalja / smjena za najam bagera), a zatim se provodi priprema za rad (5 tisuća rubalja). Bunar košta 1000 rubalja / lm, uzimajući u obzir instalaciju i cjevovode sonde. Da bi sustav normalno radio, bit će potrebno 350 m kruga ili 350 tisuća rubalja.
• Potrošnja energije. Dizalica topline od 9 kW troši 2,7 kW / h električne energije, što je jeftinije od sličnog električnog kotla.
• Povrat. Alternativno grijanje, uzimajući u obzir troškove instalacije i potrošnju električne energije, isplatit će se nakon 3 godine.
• Klimatski uvjeti regije prebivališta. TH su neučinkoviti u područjima s ledenim zimama. Neće moći uzeti potrebnu količinu topline iz tla, zraka ili vode.
• Snaga uređaja. Vlasnik jednokatne kuće od 10x10 kvadrata mora napraviti izračune na temelju: maksimalne negativne temperature (-20 stupnjeva); temperaturne razlike vani i u sobi (20 - -20 = 40); gubitak topline zidova (cigla - 13,5 kW). Posljednjem pokazatelju minimalne snage trebate dodati oko 50%.
• Kapacitet spremnika. S 3 pokretanja pumpe potrebno je 30 litara vode, s 5 pokretanja - 20 litara.

Pri odabiru opreme uzimaju se u obzir stanje kuće i značajke područja na kojem se nalazi.

Prednosti i nedostatci

Komunikacije grijanja s dizalicom topline imaju niz prednosti:

• ušteda energije: pri potrošnji od 1 kW / h dobiva se 4 kW / h topline;
• smanjenje troškova popravka sustava;
• svestranost - pogodna za ugradnju u krajeve bez plinovoda, dalekovoda, jer djelovat će na zraku, tlu ili vodi;
• potpuna automatizacija sustava - u slučaju duže odsutnosti, vlasnik može postaviti stalni temperaturni režim od +10 stupnjeva;
• ekološka sigurnost - ne proizvodi okside, kiseline i benzojeve spojeve;
• nema hitnih situacija - rashladna tekućina i dijelovi sustava ne zagrijavaju se na kritične temperature;
• sposobnost rada na temperaturama do -15 stupnjeva;
• reverzibilnost - jedinice hlade kuću ljeti, uklanjajući toplinu iz soba i usmjeravajući je u rezervno okruženje;
• dugotrajna upotreba: bez remonta, crpka se koristi 25-50 godina, rezervni dio kompresora ne uspijeva svakih 15-20 godina.

Mane primjene dizalica topline uključuju:

• financijski troškovi za organiziranje geotermalnog sustava;
• dugoročna (5-10 godina) povrata sustava;
• potreba za korištenjem dodatnog grijanja u hladnim regijama.

U sustavima podnog grijanja dopušteno je koristiti ventilokonvektore koji toplinu ili hladnoću prenose u zrak iz vode. Ako imate stari dom, trebat će vam ponovni razvoj grijanja.

Popularni proizvođači dizalica topline

Toplinske pumpe uglavnom proizvode tvrtke iz Azije. Daikin, Mitsubishi Electric i Hitach prvi su opskrbili europsko tržište. Opremu također proizvode proizvođači iz Južne Koreje (LG i Samsung), Kine (Midea i Gree).

Europske marke Dimplex, Nibe, Alpha-Inno Tec, AJ Tech, CIAT, Technibel, Atlantic, Airwell, Buderus također imaju ATW modifikacije.

DIY dizalica topline

Toplinsku pumpu možete sami izraditi samo za grijanje male kuće.

1. Kupite stari hladnjak i rastavite ga uklanjanjem automatizacije.
2. Napravite kondenzator od čeličnog spremnika od 100 L prepolovljenog. U spremnik se postavlja bakrena zavojnica sa zidovima debljine 1 mm.
3. Napravite zavojnicu navijajući bakrenu cijev oko cilindra s plinom ili kisikom, promatrajući jednaku udaljenost između zavoja.
4. Popravite zavoje navojem žice kroz rupe na aluminijskim uglovima.
5. Zavarite dijelove spremnika.
6. Napravite isparivač od plastične posude od 60-80 litara. Opremljen je zavojnicom i navojem za odvodne i dovodne cijevi.
7. Instalirajte opremu u sobu i na nju dovedite 2 zračna kanala, urezana u prednje krilo.
8. Lemite bakrene cijevi, pumpa u freonu.
9. Započnite s startom i spojite konstrukciju na grijanje.

Kroz gornji kanal zrak će se dovoditi u zamrzivač, hladiti i dovoditi u kućište. Nakon zagrijavanja izmjenjivačem topline na stražnjem zidu, zračne mase ući će u prostoriju.

Kao rezultat rada dobiva se sustav sa zatvorenom petljom. Rashladno sredstvo cirkulira u njemu, uzimajući i prenoseći energiju iz isparivača u kondenzator. Primljena toplinska energija ima malu snagu, stoga je potrebno dodatno povezati topli pod ili radijatore niske inercije.

Izlazna temperatura vode neće biti veća od 50-60 stupnjeva.

Shema

Dvovalentna shema sustava grijanja pomoći će uštedjeti na neovisnoj proizvodnji uređaja i njegovoj instalaciji. Uključuje izračunavanje snage toplinske pumpe na temelju minimalne temperature. Jedinica neće raditi punim kapacitetom tijekom cijele godine.

Nanos je u ovom slučaju pasivna jedinica na koju je spojen kotao na plin ili kruta goriva. Zaobilaznica je povezana s potonjim.

Izmjene toplinske pumpe učinkovita su, ali skupa oprema. S dugim razdobljem povrata, oni će biti jedina alternativa u područjima bez opskrbe plinom.