Siltumsūkņa darbības princips mājas apkurei

Siltumenerģijas pārveidošanai, nodošanai un pārveidošanai tiek izmantota īpaša ierīce, kas līdzinās gaisa kondicionierim vai ledusskapim. Siltumsūknis netiek izmantots apkurei - tas tikai pārvadā vairāk siltuma, nekā tas saņem no tīkla. Ar ierīces palīdzību jūs varat iesūknēt augsnes, gaisa vai ūdens enerģiju apkures komunikācijās.

Darbības princips un dizains

Siltumsūknis sastāv no freona ķēdes ar kompresoru, izplešanās vārstu, siltummaiņiem (kondensators, iztvaicētājs) un vara cauruļvadiem. Komplektus sasien kopā, izmantojot armatūru 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 ņemšanas procesā sākotnējā vide tiek atdzesēta, un iekšējās ķēdes aukstumaģents sāk vārīties un pārveidojas par tvaiku. Gāze tiek saspiesta ar kompresoru un pēkšņi zaudē tilpumu, vienlaikus palielinot temperatūru un spiedienu. Uzkarsētā freona darbība ir siltuma resursu nodošana siltumtrasē. Siltumsūkņi darbojas pēc slēgtas ķēdes principa, izmantojot tikai enerģiju, tieši nesildot dzesēšanas šķidrumu.

Iekārta ļauj iegūt 3-5 kW siltuma no 1 kW izmantoto enerģijas resursu.

Siltumsūkņu šķirnes

Siltumsūkņi privātmājas apkurei tiek klasificēti pēc vairākiem kritērijiem. Atkarībā no enerģijas pārvades veida:

• Kompresija - sastāv no kompresora, kondensatora, iztvaicētāja un paplašinātāja. Iekārtas darbojas pēc siltumnesēja saspiešanas un izplešanās cikla principa ar turpmāku sildīšanu.
• Absorbcija - darbojas uz absorbenta un freona bāzes. Absorbcijas ierīce ir efektīva un ir jaunās paaudzes sūknis.

Saskaņā ar siltuma avotu jūs varat izvēlēties ierīci:

• gaiss - iegūst siltuma resursus no atmosfēras;
• ģeotermālais - ņem enerģiju no ūdens vai augsnes;
• sekundārs - darbojas ar sekundāru ūdens vai gaisa siltumu.

Sekundārās siltuma ierīces var iegūt enerģiju no notekūdeņiem.

Siltumsūkņa aparāts atšķiras arī pēc enerģijas uzņemšanas un pārveidošanas vides, darbības īpašībām un metodēm.

Pazemes ūdens sistēma

Ierīces ļauj visu gadu saņemt siltumu no zemes zarnas. Pēc ģeotermālās ķēdes veida var izvēlēties šādas modifikācijas:

• Horizontāla - sistēma cauruļu formā, kas atrodas zem augsnes sasalšanas, 1,5-2 m dziļumā. Temperatūras režīms visa gada garumā sasniedz + 3 ... + 15 grādus, tāpēc siltumu var iegūt jebkurā laikā .
• Vertikāli - rezervuārs izskatās kā dziļurbums 50-200 m dziļumā. Iekšpusē ir īpašas zondes, kas ņem siltumu no nemainīgas temperatūras gradienta.

Sakārtojot vertikālu kontūru, jāņem vērā augsnes ģeoloģiskais sastāvs. Vietnē, kur atrodas horizontālais kontūrs, jūs nevarat būvēt mājas, likt flīzes.

Ūdens-ūdens sistēma

Lai apsildītu telpu, jums būs jāizmanto gruntsūdeņu enerģija ar nemainīgu temperatūru +7 un virs grādiem. Tehnoloģija nodrošina ūdens piegādi ar centrbēdzes sūkni īpašai stacijai. Termisko enerģiju antifrīzam pārnes ierīces apakšējā ķēde.Šī opcija ir atļauta vietnēs:

• bez pazemes ūdeņiem vai ar minimālu to rašanās līmeni;
• ar akām, kurās ūdens atzīme nemazinās;
• ar minimālu sāls sastāvu un piesārņojumu;
• aprīkots ar drenāžas aku, kas stundā spēj uztvert no 2200 litriem notekūdeņu.

Labākais ūdens-ūdens aprīkojuma variants ir teritorija netālu no upes vai citas ūdenstilpes.

Sistēma "ūdens-gaiss"

Siltumsūkņi nesilda gaisu telpu iekšienē, bet gan pašu siltumnesēju. To var izmantot apkurei, karstā ūdens sagatavošanai. Sistēmai ir vairākas priekšrocības:

• uzstādīts, neizurbjot ārēju kontūru;
• tas ir uzticams un izturīgs;
• spēkā rudenī un pavasarī.

Sūkņu trūkumi ietver:

• pazeminot COP, kad temperatūra sasniedz +1,2 grādus;
• izmantojot reversu āra vienības atkausēšanai.

Stacijas nav vienīgie siltuma ražošanas līdzekļi. Tie darbojas kopā ar apkures katlu.

Gaisa-gaisa sistēma

Gaisa-gaisa ierīces saņem siltuma enerģiju no ielas gaisa masām. Ārēji tie atgādina gaisa kondicionierus, taču tie var darboties zemā temperatūrā. Aukstu gaisu silda kondensatorā. TN priekšrocības ir:

• izmaksas, kas salīdzināmas ar gaisa kondicioniera cenu;
• ātra uzstādīšana;
• nav siltuma nesēju noplūdes riska.

Starp sistēmu trūkumiem:

• spēja darboties tikai temperatūrā līdz -20 grādiem;
• nepieciešamība katrā telpā uzstādīt īpašu bloku;
• apstākļu trūkums karstā ūdens iegūšanai.

Gaisa-gaisa apkures iekārtas var izmantot, lai papildus apsildītu vasarnīcu vai lauku māju.

Sistēmas izvēles kritēriji

Pirms siltumsūkņa iegādes jāapsver:

• Sistēmas iestatīšanas izmaksas. Lai pievienotu VT Maskavā, jums būs jāuzliek horizontāls kontūrs. Tiek izrakta bedre (10 tūkstoši rubļu / maiņa ekskavatora nomai), pēc tam tiek veikta sagatavošanās darbam (5 tūkstoši rubļu). Aka maksā 1000 rubļu / lm, ņemot vērā zondes uzstādīšanu un cauruļvadus. Lai sistēma darbotos normāli, būs nepieciešami 350 m ķēdes vai 350 tūkstoši rubļu.
• Enerģijas patēriņš. 9 kW siltumsūknis patērē 2,7 kW / h elektroenerģijas, kas ir lētāk nekā līdzīgs elektriskais katls.
• Atmaksāšanās. Alternatīva apkure, ņemot vērā uzstādīšanas izmaksas un elektroenerģijas patēriņu, atmaksāsies pēc 3 gadiem.
• Dzīvesvietas reģiona klimatiskie apstākļi. TH ir neefektīvi apgabalos ar salnām. Viņi nevarēs ņemt nepieciešamo siltuma daudzumu no augsnes, gaisa vai ūdens.
• Ierīces jauda. 10x10 kvadrātu vienstāva mājas īpašniekam jāveic aprēķini, pamatojoties uz: maksimālo negatīvo temperatūru (-20 grādi); temperatūras atšķirības ārā un telpā (20 - -20 = 40); sienu siltuma zudumi (ķieģeļi - 13,5 kW). Pēdējam minimālās jaudas rādītājam jums jāpievieno apmēram 50%.
• Uzglabāšanas tvertnes tilpums. Pēc 3 sūkņa iedarbināšanas ir nepieciešami 30 litri ūdens, ar 5 startiem - 20 litri.

Izvēloties aprīkojumu, tiek ņemts vērā mājas stāvoklis un teritorijas, kurā tā atrodas, īpašības.

Priekšrocības un trūkumi

Apkures komunikācijām ar siltumsūkni ir vairākas priekšrocības:

• enerģijas taupīšana: patērējot 1 kW / h, iegūst 4 kW / h siltuma;
• samazinot sistēmas remonta izmaksas;
• daudzpusība - piemērots uzstādīšanai reģionos bez gāzes vadiem, elektropārvades līnijām, jo darbosies gaisā, augsnē vai ūdenī;
• pilnīga sistēmas automatizācija - ilgstošas ​​prombūtnes gadījumā īpašnieks var iestatīt pastāvīgu +10 grādu temperatūras režīmu;
• vides drošība - nerada oksīdus, skābes un benzoskābes savienojumus;
• nav avārijas situāciju - dzesēšanas šķidrums un sistēmas sastāvdaļas nesasilst līdz kritiskajai temperatūrai;
• spēja darboties temperatūrā līdz -15 grādiem;
• atgriezeniskums - agregāti vasarā atdzesē māju, noņemot siltumu no telpām un novirzot to uz rezerves vidi;
• ilgstoša lietošana: bez kapitālā remonta sūknis tiek izmantots 25-50 gadus, kompresora rezerves daļa sabojājas ik pēc 15-20 gadiem.

Siltumsūkņu izmantošanas trūkumi ir:

• ģeotermālās sistēmas organizēšanas finansiālās izmaksas;
• ilgtermiņa (5-10 gadi) sistēmas atmaksāšanās;
• nepieciešamība izmantot papildu apkuri aukstajos reģionos.

Grīdas apkures sistēmās ir atļauts izmantot ventilatora spoles, kas no ūdens pārnes siltumu vai aukstumu gaisā. Ja jums ir veca māja, jums būs nepieciešama apkures pārbūve.

Populāri siltumsūkņu ražotāji

Siltumsūkņus galvenokārt ražo uzņēmumi no Āzijas. Pirmie Eiropas tirgu piegādāja Daikin, Mitsubishi Electric un Hitach. Iekārtas ražo arī ražotāji no Dienvidkorejas (LG un Samsung), Ķīnas (Midea un Gree).

Eiropas zīmoliem Dimplex, Nibe, Alpha-Inno Tec, AJ Tech, CIAT, Technibel, Atlantic, Airwell, Buderus ir arī ATW modifikācijas.

DIY siltumsūknis

Siltumsūkni pašam ir iespējams izgatavot tikai nelielas mājas apsildīšanai.

1. Iegādājieties veco ledusskapi un izjauciet to, noņemot automātiku.
2. Izgatavojiet kondensatoru no 100 l tērauda tvertnes, kas pārgriezta uz pusēm. Tvertnē ievieto vara spoli ar 1 mm biezām sienām.
3. Izveidojiet spoli, tinot vara cauruli ap gāzes vai skābekļa balonu, ievērojot vienādu attālumu starp pagriezieniem.
4. Piestipriniet pagriezienus, vītot vadu caur caurumiem alumīnija stūros.
5. Metināt tvertnes daļas.
6. Izgatavojiet iztvaicētāju no 60–80 litru plastmasas trauka. Tas ir aprīkots ar spoli un vītni notekas un padeves caurulēm.
7. Uzstādiet aprīkojumu telpā un nogādājiet tajā divus gaisa vadus, kas iegriezti priekšējā vērtnē.
8. Lodētas vara caurules, sūknis freonā.
9. Veiciet starta sākumu un pievienojiet struktūru apkurei.

Gaiss tiks piegādāts caur augšējo kanālu uz saldētavu, atdzesēts un piegādāts korpusam. Pēc iesildīšanās ar siltummaini uz aizmugurējās sienas telpā iekļūs gaisa masas.

Darba rezultātā tiek iegūta sistēma ar slēgtu loku. Tajā cirkulē dzesētājviela, paņemot un transportējot enerģiju no iztvaicētāja uz kondensatoru. Saņemtajai siltumenerģijai ir maza jauda, ​​tādēļ ir nepieciešams papildus pieslēgt siltās grīdas vai zemas inerces tipa radiatorus.

Izplūdes ūdens temperatūra būs ne vairāk kā 50-60 grādi.

Shēma

Divvērtīga apkures sistēmas shēma palīdzēs ietaupīt uz ierīces neatkarīgu ražošanu un uzstādīšanu. Tas ietver siltumsūkņa jaudas aprēķināšanu, pamatojoties uz minimālo temperatūru. Iekārta visu gadu nedarbosies ar pilnu jaudu.

Nanos šajā gadījumā ir pasīva vienība, kurai ir pievienots gāzes vai cietā kurināmā katls. Apvedceļš ir savienots ar pēdējo.

Siltumsūkņu modifikācijas ir efektīvas, bet dārgas iekārtas. Ar ilgu atmaksāšanās periodu tie būs vienīgā alternatīva apgabalos bez gāzes piegādes.