Principiul de funcționare al unei pompe de căldură pentru încălzirea unei case

Pentru transformarea, transferul și conversia energiei termice, se utilizează un dispozitiv special care seamănă cu un aparat de aer condiționat sau frigider. Pompa de căldură nu este utilizată pentru încălzire - transportă doar mai multă căldură decât primește din rețea. Cu ajutorul dispozitivului, puteți pompa energia solului, aerului sau apei în comunicațiile de încălzire.

Principiul de funcționare și design

Pompa de căldură constă dintr-un circuit freon cu un compresor, o supapă de expansiune, schimbătoare de căldură (condensator, evaporator) și o conductă de cupru. Ansamblurile sunt legate împreună folosind fitinguri și piese automate.

Principiul de funcționare al unității se bazează pe selectarea căldurii de calitate inferioară:

• apă (de la +2 la +7 grade);
• aer (de la -25 la +35 grade);
• sol (de la -5 la +5 grade).

În procesul de preluare a resurselor de căldură, mediul inițial este răcit, iar agentul frigorific al circuitului intern începe să fiarbă și se transformă în abur. Gazul este comprimat de compresor și își pierde brusc volumul, crescând simultan temperatura și presiunea. Acțiunea freonului încălzit este de a transfera resursele de căldură la rețeaua de încălzire. Pompele de căldură funcționează pe principiul circuitului închis, folosind numai energie fără a încălzi direct lichidul de răcire.

Unitatea vă permite să obțineți 3-5 kW de căldură de la 1 kW de resurse de energie utilizate.

Soiuri de pompe de căldură

Pompele de căldură pentru încălzirea unei case private sunt clasificate în funcție de mai multe criterii. În funcție de tipul de transmisie a puterii:

• Compresie - constă dintr-un compresor, condensator, evaporator și expansor. Echipamentul funcționează pe principiul unui ciclu de compresie și extindere a purtătorului de căldură cu încălzire suplimentară.
• Absorbție - funcționează pe baza unui absorbant și a unui freon. Dispozitivul de absorbție este eficient și este o pompă de nouă generație.

În funcție de sursa de căldură, puteți selecta dispozitivul:

• aerul - extrage resursele termice din atmosferă;
• geotermal - preia energie din apă sau sol;
• secundar - funcționează cu căldură secundară de apă sau aer.

Dispozitivele termice secundare pot prelua energie din canalizare.

Aparatul de pompă de căldură diferă, de asemenea, în ceea ce privește mediul înconjurător pentru admisia și transformarea energiei, caracteristicile și metodele de funcționare.

Sistem de apă freatică

Dispozitivele vă permit să primiți căldură din intestinele pământului pe tot parcursul anului. Următoarele modificări pot fi selectate în funcție de tipul circuitului geotermic:

• Orizontal - un sistem sub formă de țevi situate sub înghețul solului, la o adâncime de 1,5-2 m. Regimul de temperatură pe tot parcursul anului atinge + 3 ... + 15 grade, astfel încât căldura poate fi obținută în orice moment .
• Vertical - rezervorul arată ca o gaură de foraj de 50-200 m adâncime. În interior există sonde speciale care preiau căldura dintr-un gradient de temperatură constant.

La amenajarea unui contur vertical, trebuie luată în considerare compoziția geologică a solului. Pe locul în care se află conturul orizontal, nu puteți construi case, nu așezați dale.

Sistem apă-apă

Pentru a încălzi o cameră, va trebui să utilizați energia apei subterane cu o temperatură constantă de +7 și peste grade. Tehnologia asigură alimentarea cu apă de către o pompă centrifugă către o stație specială. Energia termică este transferată la antigel prin circuitul inferior al dispozitivului.Această opțiune este permisă pe site-uri:

• fără apă subterană sau cu un nivel minim de apariție a acestora;
• cu puțuri în care semnul apei nu scade;
• cu compoziție minimă de sare și poluare;
• echipat cu un puț de drenaj, capabil să primească de la 2200 litri de apă uzată pe oră.

Cea mai bună opțiune pentru echipamentele apă-apă este o zonă lângă un râu sau alt corp de apă.

Sistem "apă-aer"

Pompele de căldură nu încălzesc aerul din încăperi, ci purtătorul de căldură în sine. Poate fi folosit pentru încălzire, prepararea apei calde menajere. Sistemul are o serie de avantaje:

• instalat fără găurirea unui contur extern;
• este fiabil și durabil;
• eficientă toamna și primăvara.

Dezavantajele pompelor includ:

• scăderea COP când temperatura atinge +1,2 grade;
• folosind invers pentru dezghețarea unității exterioare.

Stațiile nu sunt singurul mijloc de a genera căldură. Funcționează împreună cu un cazan de încălzire.

Sistem aer-aer

Dispozitivele aer-aer primesc energie termică din masele de aer de pe stradă. În exterior, seamănă cu aparatele de aer condiționat, dar pot funcționa la temperaturi scăzute. Aerul rece este încălzit într-un condensator. Avantajele TN includ:

• cost comparabil cu prețul unui aparat de aer condiționat;
• instalare rapida;
• fără risc de scurgere a purtătorilor de căldură.

Printre dezavantajele sistemelor:

• capacitatea de a opera doar la temperaturi de până la -20 grade;
• necesitatea instalării unui bloc special în interiorul fiecărei camere;
• lipsa condițiilor pentru obținerea apei calde.

Echipamentele de încălzire aer-aer pot fi utilizate pentru a încălzi suplimentar o căsuță de vară sau o casă la țară.

Criterii de selectare a sistemului

Înainte de a achiziționa o pompă de căldură, trebuie să luați în considerare:

• Costurile de configurare a sistemului. Pentru a conecta un VT la Moscova, va trebui să așezați un contur orizontal. O groapă este săpată (10 mii ruble / schimb pentru închirierea unui excavator), apoi se efectuează pregătirea pentru lucru (5 mii ruble). Fântâna costă 1000 de ruble / lm, ținând cont de instalarea și conductele sondei. Pentru ca sistemul să funcționeze normal, vor fi necesari 350 m din circuit sau 350 de mii de ruble.
• Consumul de energie. O pompă de căldură de 9 kW consumă 2,7 kW / h de energie electrică, care este mai ieftină decât un cazan electric similar.
• Rambursare. Încălzirea alternativă, luând în considerare costurile de instalare și consumul de energie electrică, se va răsplăti după 3 ani.
• Condițiile climatice ale regiunii de reședință. THs sunt ineficiente în zonele cu ierni geroase. Nu vor putea lua cantitatea necesară de căldură din sol, aer sau apă.
• Puterea dispozitivului. Proprietarul unei case cu un etaj de 10x10 pătrate trebuie să facă calcule pe baza: temperaturii negative maxime (-20 grade); diferențele de temperatură în exterior și în cameră (20 - -20 = 40); pierderea de căldură a pereților (cărămidă - 13,5 kW). La ultimul indicator al puterii minime, trebuie să adăugați aproximativ 50%.
• Capacitatea rezervorului de stocare. Cu 3 porniri ale pompei, sunt necesari 30 de litri de apă, cu 5 porniri - 20 de litri.

La selectarea echipamentului, se iau în considerare starea casei și caracteristicile zonei în care se află.

Avantaje și dezavantaje

Comunicațiile de încălzire cu o pompă de căldură au o serie de avantaje:

• economie de energie: la un consum de 1 kW / h se obțin 4 kW / h de căldură;
• reducerea costului reparării sistemului;
• versatilitate - potrivit pentru instalarea în regiuni fără rețea de gaz, linii electrice, deoarece va opera pe aer, sol sau apă;
• automatizarea completă a sistemului - în cazul unei absențe lungi, proprietarul poate seta un regim de temperatură constantă de +10 grade;
• siguranța mediului - nu produce oxizi, acizi și compuși benzoici;
• fără situații de urgență - lichidul de răcire și componentele sistemului nu se încălzesc la temperaturi critice;
• capacitatea de a opera la temperaturi de până la -15 grade;
• reversibilitate - unitățile răcesc casa vara, îndepărtând căldura din camere și dirijând-o către mediul de rezervă;
• utilizare pe termen lung: fără revizie, pompa este utilizată timp de 25-50 de ani, o piesă de schimb a compresorului eșuează la fiecare 15-20 de ani.

Dezavantajele utilizării pompelor de căldură includ:

• costuri financiare pentru organizarea unui sistem geotermal;
• rambursarea pe termen lung (5-10 ani) a sistemului;
• necesitatea de a utiliza încălzire suplimentară în regiunile reci.

În sistemele de încălzire prin pardoseală, este permisă utilizarea ventiloconvectoarelor care transferă căldura sau frigul în aer din apă. Dacă aveți o casă veche, veți avea nevoie de reamenajarea încălzirii.

Producători populari de pompe de căldură

Pompele de căldură sunt produse în principal de companii din Asia. Daikin, Mitsubishi Electric și Hitach au fost primii care au aprovizionat piața europeană. Echipamentul este produs și de producători din Coreea de Sud (LG și Samsung), China (Midea și Gree).

Brandurile europene Dimplex, Nibe, Alpha-Inno Tec, AJ Tech, CIAT, Technibel, Atlantic, Airwell, Buderus au și modificări ATW.

Pompa de caldura DIY

Este posibil să faceți singură o pompă de căldură numai pentru încălzirea unei case mici.

1. Achiziționați un frigider vechi și dezasamblați-l eliminând automatizarea.
2. Faceți un condensator dintr-un rezervor de oțel de 100 L tăiat în jumătate. O bobină de cupru cu pereți de 1 mm grosime este plasată în rezervor.
3. Realizați o bobină înfășurând un tub de cupru în jurul unui cilindru de gaz sau oxigen, respectând aceeași distanță între viraje.
4. Fixați ture prin filetarea firului prin găurile din colțurile de aluminiu.
5. Sudează părțile rezervorului.
6. Faceți un evaporator dintr-un recipient de plastic de 60-80 litri. Este echipat cu o bobină și un filet pentru conductele de scurgere și alimentare.
7. Instalați echipamentul în cameră și aduceți-i 2 conducte de aer, tăiate în canatul frontal.
8. Țeavă de cupru de lipit, pompă în freon.
9. Începeți și conectați structura la încălzire.

Aerul va fi furnizat prin canalul superior către congelator, răcit și furnizat în carcasă. După încălzirea cu un schimbător de căldură pe peretele din spate, masele de aer vor intra în cameră.

Ca rezultat al muncii, se obține un sistem cu o buclă închisă. În el circulă agent frigorific, preluând și transportând energia de la evaporator la condensator. Energia termică primită are o putere mică, prin urmare, este necesară conectarea suplimentară a unei pardoseli calde sau a unor radiatoare de tip cu inerție redusă.

Temperatura apei de ieșire nu va depăși 50-60 de grade.

Sistem

O schemă de sistem de încălzire bivalentă va ajuta la economisirea producției independente a dispozitivului și a instalării acestuia. Aceasta implică calcularea puterii pompei de căldură pe baza temperaturii minime. Unitatea nu va funcționa la capacitate maximă pe tot parcursul anului.

Nanos în acest caz este o unitate pasivă la care este conectat un cazan pe gaz sau pe combustibil solid. Bypass-ul este conectat la acesta din urmă.

Modificările pompei termice sunt echipamente eficiente, dar costisitoare. Cu o perioadă lungă de recuperare, acestea vor fi singura alternativă în zonele fără alimentare cu gaze.