Per la trasformazione, il trasferimento e la conversione dell'energia termica, viene utilizzato un dispositivo speciale che ricorda un condizionatore d'aria o un frigorifero. La pompa di calore non viene utilizzata per il riscaldamento: trasporta solo più calore di quello che riceve dalla rete. Con l'aiuto del dispositivo, puoi pompare l'energia del suolo, dell'aria o dell'acqua nelle comunicazioni di riscaldamento.
Principio di funzionamento e design
La pompa di calore è costituita da un circuito freon con compressore, valvola di espansione, scambiatori di calore (condensatore, evaporatore) e tubazione in rame. Gli assemblaggi sono collegati tra loro mediante raccordi e parti automatiche.
Il principio di funzionamento dell'unità si basa sulla selezione del calore di bassa qualità:
- acqua (da +2 a +7 gradi);
- aria (da -25 a +35 gradi);
- suolo (da -5 a +5 gradi).
Nel processo di assunzione di risorse di calore, il mezzo iniziale viene raffreddato e il refrigerante del circuito interno inizia a bollire e si trasforma in vapore. Il gas viene compresso dal compressore e perde improvvisamente volume aumentando contemporaneamente temperatura e pressione. L'azione del freon riscaldato è quella di trasferire risorse di calore alla rete di riscaldamento. Le pompe di calore funzionano secondo il principio del circuito chiuso, utilizzando solo energia senza riscaldare direttamente il liquido di raffreddamento.
L'unità permette di ottenere 3-5 kW di calore da 1 kW di risorse energetiche utilizzate.
Varietà di pompe di calore
- Compressione: sono costituiti da compressore, condensatore, evaporatore ed espansore. L'apparecchiatura funziona secondo il principio di un ciclo di compressione ed espansione del vettore di calore con ulteriore riscaldamento.
- Assorbimento - operare sulla base di un assorbente e freon. Il dispositivo di assorbimento è efficiente ed è una pompa di nuova generazione.
In base alla fonte di calore, è possibile selezionare il dispositivo:
- aria - estrae risorse termiche dall'atmosfera;
- geotermico: prende energia dall'acqua o dal suolo;
- secondario - funziona con calore secondario di acqua o aria.
I dispositivi di calore secondario possono prelevare energia dalle acque reflue.
L'apparato della pompa di calore si differenzia anche per quanto riguarda l'ambiente per l'assunzione e la trasformazione dell'energia, caratteristiche e modalità di funzionamento.
Sistema di acque sotterranee
I dispositivi consentono di ricevere calore dalle viscere della terra tutto l'anno. A seconda del tipo di circuito geotermico è possibile selezionare le seguenti modifiche:
- Orizzontale: un sistema sotto forma di tubi situati al di sotto del congelamento del suolo, a una profondità di 1,5-2 m Il regime di temperatura durante tutto l'anno raggiunge + 3 ... + 15 gradi, quindi il calore può essere ottenuto in qualsiasi momento .
- Verticale: il serbatoio sembra un pozzo di trivellazione profondo 50-200 m. All'interno sono presenti speciali sonde che prelevano calore da un gradiente di temperatura costante.
Quando si organizza un contorno verticale, è necessario tenere conto della composizione geologica del suolo. Nel sito in cui si trova il contorno orizzontale, non è possibile costruire case, posare piastrelle.
Sistema acqua-acqua
Per riscaldare una stanza, dovrai utilizzare l'energia delle acque sotterranee con una temperatura costante di +7 gradi e oltre. La tecnologia prevede la fornitura di acqua da una pompa centrifuga a una stazione speciale. L'energia termica viene trasferita all'antigelo dal circuito inferiore del dispositivo.Questa opzione è consentita sui siti:
- senza acque sotterranee o con un livello minimo della loro presenza;
- con pozzi in cui la filigrana non diminuisce;
- con composizione salina e inquinamento minimi;
- dotato di un pozzo di drenaggio, in grado di ricevere da 2200 litri di acque reflue all'ora.
L'opzione migliore per l'attrezzatura acqua-acqua è un'area vicino a un fiume o un altro specchio d'acqua.
Sistema "acqua-aria"
Le pompe di calore non riscaldano l'aria all'interno degli ambienti, ma il vettore di calore stesso. Può essere utilizzato per il riscaldamento, la preparazione dell'acqua calda sanitaria. Il sistema presenta una serie di vantaggi:
- installato senza forare un contorno esterno;
- è affidabile e durevole;
- efficace in autunno e primavera.
Gli svantaggi delle pompe includono:
- abbassando il COP quando la temperatura raggiunge +1,2 gradi;
- utilizzando l'inversione per lo sbrinamento dell'unità esterna.
Le stazioni non sono l'unico mezzo per generare calore. Funzionano in combinazione con una caldaia di riscaldamento.
Sistema aria-aria
- costo paragonabile al prezzo di un condizionatore d'aria;
- installazione veloce;
- nessun rischio di fuoriuscita di vettori di calore.
Tra gli svantaggi dei sistemi:
- la capacità di operare solo a temperature fino a -20 gradi;
- la necessità di installare un blocco speciale all'interno di ogni stanza;
- mancanza di condizioni per ottenere acqua calda.
Le apparecchiature di riscaldamento aria-aria possono essere utilizzate per riscaldare ulteriormente un cottage estivo o una casa di campagna.
Criteri di selezione del sistema
Prima di acquistare una pompa di calore, è necessario considerare:
- Costi di installazione del sistema. Per collegare un VT a Mosca, dovrai posare un contorno orizzontale. Viene scavata una fossa (10 mila rubli / turno per il noleggio di un escavatore), quindi viene eseguita la preparazione per il lavoro (5 mila rubli). Il pozzo costa 1000 rubli / ml, tenendo conto dell'installazione e delle tubazioni della sonda. Affinché il sistema funzioni normalmente, saranno necessari 350 m del circuito o 350 mila rubli.
- Consumo di energia. Una pompa di calore da 9 kW consuma 2,7 kW/h di elettricità, che è più economica di una caldaia elettrica simile.
- Restituire. Il riscaldamento alternativo, tenendo conto dei costi di installazione e del consumo di elettricità, si ripaga dopo 3 anni.
- Condizioni climatiche della regione di residenza. I TH sono inefficaci nelle aree con inverni gelidi. Non saranno in grado di assorbire la quantità di calore necessaria dal suolo, dall'aria o dall'acqua.
- Potenza del dispositivo. Il proprietario di una casa a un piano di 10x10 quadrati deve fare calcoli basati su: la temperatura massima negativa (-20 gradi); differenze di temperatura esterna e interna (20 - -20 = 40); perdita di calore delle pareti (mattoni - 13,5 kW). All'ultimo indicatore della potenza minima, è necessario aggiungere circa il 50%.
- Capacità del serbatoio di stoccaggio. Con 3 avviamenti della pompa sono necessari 30 litri di acqua, con 5 avviamenti - 20 litri.
Quando si seleziona l'attrezzatura, vengono prese in considerazione le condizioni della casa e le caratteristiche dell'area in cui si trova.
Vantaggi e svantaggi
- risparmio energetico: con un consumo di 1 kW/h si ottengono 4 kW/h di calore;
- ridurre i costi di riparazione del sistema;
- versatilità - adatto per l'installazione in regioni senza rete del gas, linee elettriche, perché opererà su aria, suolo o acqua;
- completa automazione del sistema: in caso di lunga assenza, il proprietario può impostare un regime di temperatura costante di +10 gradi;
- sicurezza ambientale - non produce ossidi, acidi e composti benzoici;
- nessuna situazione di emergenza: il liquido di raffreddamento e i componenti del sistema non raggiungono temperature critiche;
- la capacità di operare a temperature fino a -15 gradi;
- reversibilità - le unità rinfrescano la casa in estate, sottraendo calore agli ambienti e indirizzandolo verso l'ambiente di backup;
- uso a lungo termine: senza revisione, la pompa viene utilizzata per 25-50 anni, un pezzo di ricambio del compressore si guasta ogni 15-20 anni.
Gli svantaggi dell'utilizzo delle pompe di calore includono:
- costi finanziari per l'organizzazione di un sistema geotermico;
- ammortamento a lungo termine (5-10 anni) del sistema;
- la necessità di utilizzare un riscaldamento aggiuntivo nelle regioni fredde.
Negli impianti di riscaldamento a pavimento, è consentito l'uso di ventilconvettori che trasferiscono calore o freddo all'aria dall'acqua. Se hai una vecchia casa, avrai bisogno di riqualificazione del riscaldamento.
Produttori di pompe di calore popolari
Le pompe di calore sono prodotte principalmente da aziende asiatiche. Daikin, Mitsubishi Electric e Hitach sono state le prime a rifornire il mercato europeo. L'apparecchiatura è prodotta anche da produttori della Corea del Sud (LG e Samsung), della Cina (Midea e Gree).
Anche i marchi europei Dimplex, Nibe, Alpha-Inno Tec, AJ Tech, CIAT, Technibel, Atlantic, Airwell, Buderus hanno modifiche ATW.
Pompa di calore fai da te
- Acquista un vecchio frigorifero e smontalo rimuovendo l'automazione.
- Crea un condensatore da un serbatoio in acciaio da 100 L tagliato a metà. Nel serbatoio è posta una serpentina in rame con pareti spesse 1 mm.
- Crea una bobina avvolgendo un tubo di rame attorno a una bombola di gas o ossigeno, osservando la stessa distanza tra le spire.
- Fissare le spire infilando il filo attraverso i fori negli angoli di alluminio.
- Saldare le parti del serbatoio.
- Crea un evaporatore da un contenitore di plastica da 60-80 litri. E' dotato di una serpentina e di una filettatura per le tubazioni di scarico e alimentazione.
- Installa l'attrezzatura nella stanza e porta 2 condotti dell'aria, tagliati nell'anta anteriore.
- Saldare tubi in rame, pompa in freon.
- Fare una partenza e collegare la struttura al riscaldamento.
L'aria verrà fornita attraverso il canale superiore al congelatore, raffreddata e fornita all'alloggiamento. Dopo il riscaldamento tramite uno scambiatore di calore sulla parete posteriore, le masse d'aria entreranno nella stanza.
Come risultato del lavoro, si ottiene un sistema con un circuito chiuso. Il refrigerante circola al suo interno, prelevando e trasportando energia dall'evaporatore al condensatore. L'energia termica ricevuta ha una piccola potenza, pertanto è necessario collegare ulteriormente un pavimento caldo o radiatori a bassa inerzia.
La temperatura dell'acqua in uscita non sarà superiore a 50-60 gradi.
schema
Uno schema di sistema di riscaldamento bivalente aiuterà a risparmiare sulla produzione indipendente del dispositivo e sulla sua installazione. Si tratta di calcolare la potenza della pompa di calore in base alla temperatura minima. L'unità non funzionerà a pieno regime durante tutto l'anno.
Nanos in questo caso è un'unità passiva alla quale è collegata una caldaia a gas oa combustibile solido. Il bypass è collegato a quest'ultimo.
Le modifiche alla pompa termica sono apparecchiature efficienti ma costose. Con un lungo periodo di ammortamento, saranno l'unica alternativa nelle aree senza fornitura di gas.
