Pompă de căldură pentru încălzirea unei case: principiul de funcționare, revizuirea modelelor, avantajele și dezavantajele acestora. Principiile de funcționare ale unei pompe de căldură În ce constă o pompă de căldură?

Mulți membri ai portalului nostru folosesc pompe de căldură de mult timp și le iau în considerare în cel mai bun mod posibilîncălzire. Pompa de căldură rămâne încă dispozitiv scump, iar perioada de rambursare este lungă. Dar există experiențe de succes ale pompelor de căldură auto-fabricate: acest lucru vă permite să evitați orice costuri nerealiste.

• Principiul de funcționare pompa de caldura
• Cum să faci o pompă de căldură cu propriile mâini
• Este profitabil să faci o pompă de căldură?

Principiul de funcționare al unei pompe de căldură

Când explică principiul de funcționare a unei pompe de căldură, oamenii își amintesc adesea un frigider, unde radiatorul peretele din spate Căldura „înlăturată” din produsele din cameră este eliberată.

Membru Saga FORUMHOUSE

Principiul de funcționare al unei pompe de căldură, ca un frigider: grila de pe ea partea din spate Se încălzește, congelatorul se răcește. Dacă extindem tuburile cu freon și le coborâm în baie, apa din el se va răci, iar grătarul frigiderului se va încălzi; frigiderul va pompa căldura din baie și va încălzi camera.

Aparatele de aer condiționat și pompele de căldură funcționează pe același principiu. Funcționarea dispozitivelor se bazează pe ciclul Carnot.

Lichidul de răcire se deplasează prin pământ sau prin apă, în procesul „eliminând” căldura și ridicându-i temperatura cu câteva grade. În schimbătorul de căldură, lichidul de răcire transferă căldura acumulată agentului frigorific, care devine abur și intră în compresor, unde temperatura acestuia crește. În această formă, este furnizat condensatorului, transferă căldură lichidului de răcire al OS acasă și, după ce s-a răcit, se transformă din nou în lichid și intră în evaporator, unde este încălzit de o nouă porțiune de lichid de răcire încălzit. Ciclul se repetă.

Desi o pompa de caldura nu va functiona fara electricitate, este un dispozitiv benefic deoarece produce de 3-7 ori mai multa caldura decat foloseste electricitate.

Vom analiza acest lucru folosind un exemplu specific al utilizatorului nostru care a făcut o pompă de căldură cu propriile mâini.

Pompele de căldură funcționează cu energie din sursele naturale ale corpului:

• sol;
• apă;
• aer.

Colectarea căldurii din sol (sub adâncimea de îngheț temperatura sa este întotdeauna de aproximativ +5 - +7 grade) se poate face în două moduri:

• colector de sol orizontal
• asezat orizontal în moduri diferite conducte.

„Saramura” curge prin țevi - propilenglicolul este adesea folosit la FORUMHOUSE, care preia căldura pământului, o transferă agentului frigorific și, atunci când este răcit, este trimis înapoi la colectorul de la sol.

Plata pentru electricitate și încălzire devine din ce în ce mai dificilă în fiecare an. La construirea sau achiziționarea unei noi locuințe, problema aprovizionării economice cu energie devine deosebit de acută. Datorită crizelor energetice recurente periodic, este mai profitabilă creșterea costurilor inițiale ale echipamentelor de înaltă tehnologie pentru a primi apoi căldură la un cost minim timp de decenii.

Opțiunea cea mai rentabilă în unele cazuri este o pompă de căldură pentru încălzirea unei locuințe, principiul de funcționare al acestui dispozitiv este destul de simplu. Este imposibil să pompați căldură în sensul literal al cuvântului. Dar legea conservării energiei permite dispozitivelor tehnice să scadă temperatura unei substanțe într-un singur volum, în timp ce încălzesc în același timp altceva.

Ce este o pompă de căldură (HP)

Să luăm ca exemplu un frigider obișnuit de uz casnic. În interiorul congelatorului, apa se transformă rapid în gheață. La exterior există o grilă de radiator fierbinte la atingere. De la ea căldura s-a adunat înăuntru congelator, este transmis în aerul camerei.

TN face același lucru, dar în ordine inversă. Grila radiatorului, situată în exteriorul clădirii, are mult dimensiuni mari pentru a colecta suficientă căldură din mediu pentru încălzirea locuințelor. Lichidul de răcire din interiorul radiatorului sau al tuburilor colectoare transferă energie către sistemul de încălzire din interiorul casei și apoi este încălzit din nou în afara casei.

Dispozitiv

Furnizarea de căldură unei locuințe este o sarcină tehnică mai complexă decât răcirea unui volum mic al unui frigider în care este instalat un compresor cu circuite de congelare și radiatoare. Designul unei pompe de căldură cu aer este aproape la fel de simplu, primește căldură din atmosferă și încălzește aerul interior. Se adaugă doar ventilatoare pentru a sufla circuitele.

Este dificil să se obțină un efect economic mare din instalarea unui sistem aer-aer din cauza greutății specifice scăzute a gazelor atmosferice. Un metru cub de aer cântărește doar 1,2 kg. Apa este de aproximativ 800 de ori mai grea, astfel încât puterea calorică are și o diferență multiplă. De la 1 kW energie electrica, cheltuit de un dispozitiv aer-aer, puteți obține doar 2 kW de căldură, iar o pompă de căldură apă-apă oferă 5–6 kW. TN poate garanta un coeficient de eficiență (eficiență) atât de ridicat.

Compoziția componentelor pompei:

1. Sistem de încălzire a locuinței, pentru care este mai bine să folosiți pardoseli încălzite.
2. Cazan pentru alimentarea cu apa calda.
3. Un condensator care transferă energia colectată în exterior către fluidul de încălzire interioară.
4. Un evaporator care preia energie din lichidul de răcire care circulă în circuitul extern.
5. Un compresor care pompează agentul frigorific din evaporator, transformându-l dintr-o stare gazoasă în stare lichidă, crescând presiunea și răcindu-l în condensator.
6. O supapă de expansiune este instalată în fața evaporatorului pentru a regla debitul de agent frigorific.
7. Conturul exterior este așezat pe fundul rezervorului, îngropat în șanțuri sau coborât în ​​puțuri. Pentru pompele de căldură aer-aer, circuitul este o grilă exterioară a radiatorului, suflată de un ventilator.
8. Pompele pompează lichidul de răcire prin conducte din exterior și din interiorul casei.
9. Automatizare pentru control conform unui program dat de încălzire a încăperii, care depinde de modificările temperaturii aerului exterior.

În interiorul evaporatorului, lichidul de răcire al registrului țevii externe este răcit, dând căldură agentului frigorific al circuitului compresorului, apoi este pompat prin țevile din partea inferioară a rezervorului. Acolo se încălzește și ciclul se repetă din nou. Condensatorul transferă căldură către sistemul de încălzire a cabanei.

Preturi pentru diferite modele de pompe de caldura

pompa de caldura

Principiul de funcționare

Deschide in începutul XIX secolului, omul de știință francez Carnot, principiul termodinamic al transferului de căldură a fost ulterior detaliat de Lord Kelvin. Dar beneficiile practice ale lucrărilor lor dedicate rezolvării problemei încălzirii locuințelor din surse alternative au apărut abia în ultimii cincizeci de ani.

La începutul anilor șaptezeci ai secolului trecut, a avut loc prima criză energetică globală. Căutarea unor metode economice de încălzire a dus la crearea unor dispozitive capabile să colecteze energia din mediu, să o concentreze și să o direcționeze spre încălzirea locuinței.

Ca rezultat, a fost dezvoltat un design HP cu mai multe procese termodinamice care interacționează între ele:

1. Când agentul frigorific din circuitul compresorului intră în evaporator, presiunea și temperatura freonului scade aproape instantaneu. Diferența de temperatură rezultată contribuie la extragerea energiei termice din lichidul de răcire al colectorului extern. Această fază se numește expansiune izotermă.
2. Apoi are loc compresia adiabatică - compresorul crește presiunea agentului frigorific. În același timp, temperatura acestuia crește la +70 °C.
3. Trecând prin condensator, freonul devine lichid, deoarece la presiune crescută degajă căldură circuitului de încălzire intern. Această fază se numește compresie izotermă.
4. Când freonul trece prin șoc, presiunea și temperatura scad brusc. Are loc expansiunea adiabatică.

Încălzirea volumului intern al unei încăperi conform principiului HP este posibilă numai cu utilizarea echipamentelor de înaltă tehnologie echipate cu automatizare pentru a controla toate procesele de mai sus. În plus, controlerele programabile reglează intensitatea generării de căldură în funcție de fluctuațiile temperaturii aerului exterior.

Combustibil alternativ pentru pompe

Nu este nevoie să folosiți combustibil de carbon sub formă de lemn de foc, cărbune sau gaz pentru a opera HP. Sursa de energie este căldura planetei împrăștiată în spațiul înconjurător, în interiorul căruia se află un reactor nuclear care funcționează constant.

Învelișul solid al plăcilor continentale plutește pe suprafața magmei fierbinți lichide. Uneori izbucnește în timpul erupțiilor vulcanice. În apropierea vulcanilor se află izvoare geotermale, unde poți înota și face plajă chiar și iarna. O pompă de căldură poate colecta energie aproape oriunde.

Pentru a lucra cu diverse surse de căldură disipată, există mai multe tipuri de pompe de căldură:

1. „Aer-aer”. Extrage energie din atmosferă și încălzește masele de aer în interior.
2. „Apă-aer”. Căldura este colectată de un circuit extern din partea inferioară a rezervorului pentru utilizarea ulterioară în sistemele de ventilație.
3. „Ape subterane”. Conductele de colectare a căldurii sunt amplasate orizontal în subteran sub nivelul de îngheț, astfel încât chiar și în cel mai sever îngheț pot primi energie pentru a încălzi lichidul de răcire în sistemul de încălzire al clădirii.
4. „Apă-apă”. Colectorul este așezat de-a lungul fundului rezervorului la o adâncime de trei metri, căldura colectată încălzește apa care circulă în podelele încălzite din interiorul casei.

Există o opțiune cu un colector extern deschis, când vă puteți descurca cu două puțuri: unul pentru colectarea apelor subterane și al doilea pentru scurgerea înapoi în acvifer. Această opțiune este posibilă doar dacă calitatea lichidului este bună, deoarece filtrele se înfundă rapid dacă lichidul de răcire conține prea multe săruri de duritate sau microparticule în suspensie. Înainte de instalare, este necesar să faceți o analiză a apei.

Dacă un puț forat se înfundă rapid sau apa conține multe săruri de duritate, atunci funcționarea stabilă a HP este asigurată prin forare. Mai mult găuri în pământ. Buclele conturului exterior sigilat sunt coborâte în ele. Apoi fântânile sunt astupate folosind astupa făcută dintr-un amestec de lut și nisip.

Folosind pompe de dragă

Puteți extrage beneficii suplimentare din suprafețele ocupate de gazon sau paturi de flori folosind HP-ul sol-apă. Pentru a face acest lucru, trebuie să așezați țevi în șanțuri la o adâncime sub nivelul de îngheț pentru a colecta căldura subterană. Distanța dintre șanțurile paralele este de cel puțin 1,5 m.

În sudul Rusiei, chiar și în ierni extrem de reci, pământul îngheață până la maximum 0,5 m, astfel încât este mai ușor să îndepărtați complet stratul de pământ de la locul de instalare cu un greder, să așezați colectorul și apoi să umpleți groapa cu un excavator. Arbuștii și copacii, ale căror rădăcini pot deteriora conturul exterior, nu trebuie să fie plantați în acest loc.

Cantitatea de căldură primită de la fiecare metru de țeavă depinde de tipul de sol:

• nisip uscat, argilă - 10–20 W/m;
• argilă umedă - 25 W/m;
• nisip și pietriș umezit - 35 W/m.

Suprafața de teren adiacentă casei poate să nu fie suficientă pentru a găzdui un registru de conducte extern. Solurile nisipoase uscate nu oferă un flux suficient de căldură. Apoi folosesc puturi de foraj de până la 50 de metri adâncime pentru a ajunge la acvifer. Buclele colectoare în formă de U sunt coborâte în puțuri.

Cu cât adâncimea este mai mare, cu atât eficiența termică a sondelor din interiorul puțurilor crește. Temperatura din interiorul pământului crește cu 3 grade la fiecare 100 m Eficiența eliminării energiei dintr-un colector de foraj poate ajunge la 50 W/m.

Instalarea și punerea în funcțiune a sistemelor HP este un set de lucrări complex tehnologic, care poate fi efectuat doar de specialiști cu experiență. Costul total al echipamentelor și materialelor componente este semnificativ mai mare în comparație cu echipamentele convenționale de încălzire cu gaz. Prin urmare, perioada de rambursare a costurilor inițiale se extinde pe ani. Dar o casă este construită pentru a rezista zeci de ani, iar pompele de căldură geotermale sunt cea mai profitabilă metodă de încălzire pentru căsuțele de la țară.

Economii anuale comparativ cu:

• cazan pe gaz - 70%;
• incalzire electrica - 350%;
• cazan cu combustibil solid - 50%.

Când se calculează perioada de rambursare a unui HP, merită să se țină seama de costurile de operare pentru întreaga durată de viață a echipamentului - cel puțin 30 de ani, apoi economiile vor depăși de multe ori costurile inițiale.

Pompe apă-apă

Aproape oricine poate plasa conducte colectoare din polietilenă în partea de jos a unui rezervor din apropiere. Acest lucru nu necesită multe cunoștințe profesionale, abilități sau instrumente. Este suficient să distribuiți uniform colacurile serpentinei pe suprafața apei. Trebuie să existe o distanță între viraje de cel puțin 30 cm și o adâncime de inundare de cel puțin 3 m. Apoi, trebuie să legați greutățile de țevi, astfel încât să meargă la fund. Cărămida substandard sau piatra naturală sunt destul de potrivite aici.

Instalarea unui colector HP apă-apă va necesita mult mai puțin timp și bani decât săparea șanțurilor sau forarea puțurilor. Costul achiziționării conductelor va fi, de asemenea, minim, deoarece îndepărtarea căldurii în timpul schimbului de căldură convectiv într-un mediu acvatic ajunge la 80 W/m. Beneficiul evident al utilizării HP este că nu este nevoie să ardeți combustibil cu carbon pentru a produce căldură.

O metodă alternativă de încălzire a unei locuințe devine din ce în ce mai populară, deoarece are mai multe avantaje:

1. Prietenos cu mediul.
2. Utilizează o sursă de energie regenerabilă.
3. După absolvire lucrări de punere în funcţiune Nu există costuri regulate ale consumabilelor.
4. Reglează automat încălzirea din interiorul casei în funcție de temperatura exterioară.
5. Perioada de rambursare a costurilor inițiale este de 5-10 ani.
6. Puteți conecta un cazan pentru alimentarea cu apă caldă la cabană.
7. Vara functioneaza ca un aparat de aer conditionat, racind aerul de alimentare.
8. Durata de viață a echipamentului este de peste 30 de ani.
9. Consum minim de energie - generează până la 6 kW de căldură folosind 1 kW de energie electrică.
10. Independență completă de încălzire și aer condiționat a cabanei în prezența unui generator electric de orice tip.
11. Adaptarea la sistem este posibilă casă inteligentă„Pentru telecomanda, economii suplimentare de energie.

Pentru a funcționa un HP apă-apă, sunt necesare trei sisteme independente: circuite externe, interne și compresoare. Ele sunt combinate într-un singur circuit prin schimbătoare de căldură în care circulă diverși agenți de răcire.

La proiectarea unui sistem de alimentare cu energie, trebuie luat în considerare faptul că pomparea lichidului de răcire prin circuitul extern consumă energie electrică. Cum lungime mai marețevi, coturi, viraje, cu atât VT-ul este mai puțin profitabil. Distanța optimă de la casa pana la mal - 100 m Se poate extinde cu 25% prin cresterea diametrului conductelor colectoare de la 32 la 40 mm.

Aer - split și mono

Este mai profitabil să folosiți aer HP în regiunile sudice, unde temperatura scade rar sub 0 °C, dar echipamentele moderne pot funcționa la -25 °C. Cel mai adesea, sunt instalate sisteme split, constând din unități interioare și exterioare. Setul extern constă dintr-un ventilator care sufla prin grila radiatorului, setul intern este format dintr-un schimbător de căldură condensator și un compresor.

Proiectarea sistemelor split prevede comutarea reversibilă a modurilor de funcționare folosind o supapă. Iarna, unitatea externă este un generator de căldură, iar vara, dimpotrivă, o eliberează în aerul exterior, funcționând ca un aparat de aer condiționat. VT-urile de aer sunt extrem de diferite instalare simplă bloc extern.

Alte beneficii:

1. Eficiența ridicată a unității exterioare este asigurată de suprafața mare de schimb de căldură a grilei radiatorului evaporatorului.
2. Funcționarea neîntreruptă este posibilă la temperaturi exterioare de până la -25 °C.
3. Ventilatorul este situat în afara camerei, astfel încât nivelul de zgomot este în limite acceptabile.
4. Vara, sistemul split funcționează ca un aparat de aer condiționat.
5. Temperatura setată în interiorul încăperii este menținută automat.

La proiectarea încălzirii clădirilor situate în regiuni cu ierni lungi și geroase, este necesar să se țină cont de eficiența scăzută a încălzitoarelor de aer la temperaturi sub zero. Pentru 1 kW de energie electrică consumată există 1,5–2 kW de căldură. Prin urmare, este necesar să se asigure surse suplimentare de alimentare cu căldură.

Cea mai simplă instalare a VT este posibilă atunci când se utilizează sisteme monobloc. Doar conductele de răcire intră în cameră, iar toate celelalte mecanisme sunt situate în exterior într-o singură carcasă. Acest design crește semnificativ fiabilitatea echipamentului și, de asemenea, reduce zgomotul la mai puțin de 35 dB - aceasta este la nivelul unei conversații normale între două persoane.

Când instalați o pompă este neprofitabilă

Este aproape imposibil să găsești terenuri libere în oraș pentru localizarea conturului extern al unui HP sol-apă. Este mai ușor să instalați o pompă de căldură cu sursă de aer pe peretele exterior al clădirii, ceea ce este benefic în special în regiunile sudice. Pentru zonele mai reci cu înghețuri prelungite, există posibilitatea de înghețare a grilei exterioare a radiatorului a sistemului split.

Eficiența ridicată a HP este asigurată dacă sunt îndeplinite următoarele condiții:

1. Camera încălzită trebuie să aibă structuri de închidere exterioare izolate. Cantitatea maximă de pierdere de căldură nu poate depăși 100 W/m2.
2. TN este capabil să funcționeze eficient doar cu un sistem inerțial de „pardoseală caldă” la temperatură joasă.
3. În regiunile nordice, HP ar trebui utilizat împreună cu surse de căldură suplimentare.

Când temperatura aerului exterior scade brusc, circuitul inerțial al „pardoselii calde” pur și simplu nu are timp să încălzească camera. Acest lucru se întâmplă des iarna. În timpul zilei soarele era cald, termometrul arăta -5 °C. Noaptea temperatura poate scădea rapid până la -15 °C, iar dacă bate un vânt puternic, gerul va fi și mai puternic.

Apoi, trebuie să instalați baterii obișnuite sub ferestre și de-a lungul pereților exteriori. Dar temperatura lichidului de răcire din ele ar trebui să fie de două ori mai mare decât în ​​circuitul „pardoseală caldă”. Energie suplimentară în cabana la tara poate oferi un șemineu cu un circuit de apă și un apartament de oraș - un cazan electric.

Rămâne doar să se determine dacă HP va fi sursa de căldură principală sau suplimentară. În primul caz, trebuie să compenseze 70% din pierderea totală de căldură a încăperii, iar în al doilea - 30%.

Video

Videoclipul oferă o comparație vizuală a avantajelor și dezavantajelor diferitelor tipuri de pompe de căldură și explică în detaliu structura sistemului aer-apă.

Evgheniei Afanasievredactor-șef

Autorul publicației 05.02.2019

U echipamente de incalzire, care utilizează tipuri destul de scumpe de purtători de energie, precum gaz, electricitate, combustibili solizi și lichizi, relativ recent a apărut o alternativă demnă - o pompă de căldură apă-apă. Pentru funcționarea unui astfel de echipament, care abia începe să câștige popularitate în Rusia, sunt necesare surse de energie inepuizabile caracterizate printr-un potențial scăzut. În acest caz, energia termică poate fi extrasă din aproape orice sursă de apă, care pot fi rezervoare naturale și artificiale, puțuri, puțuri etc. Dacă calculul și instalarea este astfel unitate de pompare Dacă este făcut corect, este capabil să furnizeze încălzire atât pentru clădiri rezidențiale, cât și pentru clădirile industriale pe toată perioada de iarnă.

Elemente structurale și principiu de funcționare

Principiul de funcționare al pompelor de căldură luate în considerare pentru încălzirea unei case seamănă cu principiul funcționării echipamentelor frigorifice, doar invers. Dacă unitate frigorifică elimină o parte din căldura din camera sa internă spre exterior, scăzând astfel temperatura din ea, apoi munca pompei de căldură este de a răci mediul și de a încălzi lichidul de răcire care se deplasează prin conductele sistemului de încălzire. Pompele de căldură aer-apă și apă subterană funcționează pe același principiu, care folosesc și energie din surse cu potențial scăzut pentru a încălzi spațiile rezidențiale și industriale.

Diagrama de proiectare a unei pompe de căldură apă-apă, care este cea mai productivă dintre dispozitivele care utilizează surse de energie cu potențial scăzut, presupune prezența unor elemente precum:

• un circuit extern de-a lungul căruia se mișcă apa, pompată dintr-o sursă de apă;
• un circuit intern prin care agentul frigorific se deplasează prin conductă;
• un evaporator în care agentul frigorific este transformat în gaz;
• un condensator în care agentul frigorific gazos devine din nou lichid;
• un compresor conceput pentru a crește presiunea unui gaz frigorific înainte ca acesta să intre în condensator.

Astfel, nu este nimic complicat în proiectarea unei pompe de căldură apă-apă. Dacă în apropierea casei există un rezervor natural sau artificial, atunci pentru a încălzi clădirea cel mai bine este să utilizați o pompă de căldură apă-apă, al cărei principiu de funcționare și caracteristicile de proiectare sunt următoarele.

1. Circuitul, care este schimbătorul de căldură primar prin care circulă antigelul, este situat în partea de jos a rezervorului. În acest caz, adâncimea la care este instalat schimbătorul de căldură primar trebuie să fie sub nivelul de îngheț al rezervorului. Antigelul, care trece prin circuitul primar, este încălzit la o temperatură de 6-8°, apoi este furnizat schimbătorului de căldură, eliberând căldură pe pereții acestuia. Sarcina antigelului care circulă prin circuitul primar este de a transfera energia termică a apei către agentul frigorific (freon).
2. În cazul în care schema de funcționare a pompei de căldură presupune aportul și transferul energiei termice din apa pompată dintr-un puț subteran, circuitul antigel nu este utilizat. Apa din puț este trecută printr-o conductă specială prin camera schimbătorului de căldură, unde își transferă energia termică agentului frigorific.
3. Schimbător de căldură pentru pompe de căldură – element esential desenele lor. Acesta este un dispozitiv format din două module - un evaporator și un condensator. În evaporator, freonul, furnizat printr-un tub capilar, începe să se extindă și se transformă în gaz. Când freonul gazos intră în contact cu pereții schimbătorului de căldură, energie termică de calitate scăzută este transferată agentului frigorific. Freonul încărcat cu o astfel de energie este furnizat compresorului.
4. Compresorul comprimă gazul freon, determinând creșterea temperaturii agentului frigorific. După comprimarea în camera compresorului, freonul intră într-un alt modul al schimbătorului de căldură - condensatorul.
5. În condensator, freonul gazos se transformă din nou în lichid, iar energia termică acumulată de acesta este transferată pe pereții recipientului în care se află lichidul de răcire. Intrând în camera celui de-al doilea modul de schimbător de căldură, freonul, care se află în stare gazoasă, se condensează pe pereții rezervorului de stocare, le conferă energie termică, care este apoi transferată în apa situată într-o astfel de cameră. Dacă la ieșirea din evaporator freonul are o temperatură de 6-8 grade Celsius, atunci la intrarea în condensatorul unei pompe de căldură apă-apă, datorită principiului de funcționare descris mai sus a unui astfel de dispozitiv, acesta valoarea ajunge la 40-70 de grade Celsius.

Astfel, principiul de funcționare al unei pompe de căldură se bazează pe faptul că agentul frigorific, atunci când trece într-o stare gazoasă, preia energie termică din apă, iar atunci când trece la starea lichidă în condensator, eliberează energia acumulată către mediu lichid - lichidul de răcire al sistemului de încălzire.

Pompele de căldură aer-apă și apă subterană funcționează exact pe același principiu; Cu alte cuvinte, pompa de căldură are un principiu de funcționare care nu variază în funcție de tipul sau modelul dispozitivului.

Cât de eficient pompa de căldură încălzește lichidul de răcire al sistemului de încălzire este determinat în mare măsură de fluctuațiile de temperatură a apei, o sursă de energie cu potențial scăzut. Astfel de dispozitive demonstrează o eficiență ridicată atunci când lucrează cu apă din fântâni, unde temperatura mediului lichid pe tot parcursul anului este în intervalul 7-12 grade Celsius.

Pompa apă-apă este unul dintre tipurile de pompe de căldură la sol

Principiul de funcționare al unei pompe de căldură apă-apă, oferind randament ridicat Acest echipament permite utilizarea unor astfel de dispozitive pentru a echipa sistemele de încălzire ale clădirilor rezidențiale și industriale nu numai în regiunile cu ierni calde, ci și în regiunile nordice.

Pentru ca pompa de căldură, a cărei schemă de funcționare este descrisă mai sus, să demonstreze o eficiență ridicată, ar trebui să știți cum să alegeți echipamentul potrivit. Este foarte recomandabil ca selecția unei pompe de căldură apă-apă (precum „aer-apă” și „pământ-apă”) să fie efectuată cu participarea unui specialist calificat și cu experiență.

Atunci când alegeți o pompă de căldură pentru încălzirea apei, sunt luați în considerare următorii parametri ai unui astfel de echipament:

• productivitatea, care determină suprafața clădirii a cărei încălzire o poate asigura pompa;
• marca sub care a fost fabricat echipamentul (trebuie luat în considerare acest parametru deoarece firmele serioase, ale căror produse au fost deja apreciate de mulți consumatori, acordă o atenție deosebită atât fiabilității, cât și funcționalității modelelor pe care le produc);
• costul atât al echipamentului selectat, cât și al instalării acestuia.

Atunci când alegeți pompe de căldură apă-apă, aer-apă, pământ-apă, se recomandă să acordați atenție disponibilității opțiunilor suplimentare pentru astfel de echipamente. Aceasta include, în special, următoarele oportunități:

• controlați funcționarea echipamentelor în modul automat (pompele de căldură care funcționează în acest mod datorită unui controler special fac posibilă crearea în clădirea pe care o deservesc conditii confortabile pentru cazare; modificarea parametrilor de funcționare și alte acțiuni pentru controlul pompelor de căldură care sunt echipate cu un regulator pot fi efectuate folosind un dispozitiv mobil sau telecomandă);
• utilizarea echipamentelor pentru încălzirea apei într-un sistem de alimentare cu apă caldă (acordați atenție acestei opțiuni deoarece în unele modele (în special vechi) de pompe de căldură, al căror colector este instalat în rezervoare deschise, nu este disponibil).

Calculul puterii echipamentelor: reguli de implementare

Înainte de a începe să alegeți un model specific de pompă de căldură, trebuie să dezvoltați un design pentru sistemul de încălzire pe care îl vor servi astfel de echipamente, precum și să calculați puterea acestuia. Astfel de calcule sunt necesare pentru a determina necesarul real de energie termică a unei clădiri cu anumiți parametri. În acest caz, este necesar să se țină cont de pierderile de căldură dintr-o astfel de clădire, precum și de prezența unui circuit de alimentare cu apă caldă în ea.

Pentru o pompă de căldură apă-apă, calculul puterii se realizează folosind următoarea metodă.

• Mai întâi, determinați suprafața totală a clădirii pentru încălzire pe care va fi utilizată pompa de căldură achiziționată.
• După ce ați determinat suprafața clădirii, puteți calcula puterea pompei de căldură capabilă să furnizeze încălzire. Atunci când efectuează acest calcul, ei respectă următoarea regulă: pentru 10 mp. m suprafața clădirii necesită 0,7 kilowați de putere a pompei de căldură.
• Dacă pompa de căldură va fi folosită și pentru a asigura funcționarea sistemului de apă caldă menajeră, atunci se adaugă 15–20% la valoarea obținută a puterii sale.

Calculul puterii pompei de căldură, efectuat conform metodei descrise mai sus, este relevant pentru clădirile în care înălțimea tavanului nu depășește 2,7 metri. Calcule mai precise care iau în considerare toate caracteristicile clădirilor care urmează să fie încălzite cu o pompă de căldură sunt efectuate de angajații organizațiilor specializate.

Pentru o pompă de căldură aer-apă, calculul puterii se realizează folosind o metodă similară, dar ținând cont de unele nuanțe.

Cum să faci singur o pompă de căldură

Având o bună înțelegere a modului în care funcționează o pompă de căldură apă-apă, puteți realiza un astfel de dispozitiv cu propriile mâini. De fapt, o pompă de căldură de casă este un set de dispozitive tehnice gata făcute, selectate corect și conectate într-o anumită secvență. Pentru ca o pompă de căldură de casă să demonstreze o eficiență ridicată și să nu cauzeze probleme în timpul funcționării, este necesar să se efectueze un calcul preliminar al parametrilor săi principali. Pentru a face acest lucru, puteți utiliza programele adecvate și calculatoarele online de pe site-urile web ale producătorilor de astfel de echipamente sau puteți contacta specialiști specializați.

Deci, pentru a realiza o pompă de căldură cu propriile mâini, trebuie să selectați elementele echipamentului acesteia în funcție de parametrii precalculați și să efectuați instalarea corectă a acestora.

Compresor

Compresorul pentru o pompă de căldură realizată chiar de tine poate fi luat dintr-un frigider vechi sau sistem split, acordând atenție puterii unui astfel de dispozitiv. Avantajul utilizarii compresoarelor din sisteme split este nivelul redus de zgomot creat in timpul functionarii acestora.

Condensator

Ca condensator pentru o pompă de căldură de casă, puteți folosi o bobină demontată dintr-un frigider vechi. Unii oameni o fac singuri folosind instalații sanitare sau o conductă specială de refrigerare. Ca recipient in care sa asezati serpentina condensatorului, puteti lua un rezervor din otel inoxidabil cu un volum de aproximativ 120 litri. Pentru a plasa o bobină într-un astfel de rezervor, aceasta este mai întâi tăiată în două jumătăți, iar apoi, când instalarea bobinei este finalizată, este sudată.

Este foarte important să-i calculezi aria înainte de a-ți alege sau a-ți face propria bobină. Pentru a face acest lucru aveți nevoie de următoarea formulă:

P3 = MT/0,8PT

Parametrii utilizați în această formulă sunt:

• MT – puterea căldurii generată de pompa de căldură (kW);
• PT este diferența dintre temperaturile la intrarea și la ieșirea pompei de căldură.

Pentru a preveni crearea de bule de aer în condensatorul pompei de căldură de la frigider, intrarea în baterie ar trebui să fie amplasată în partea superioară a recipientului, iar ieșirea din acesta ar trebui să fie situată în partea inferioară.

Evaporator

Ca recipient pentru evaporator, puteți folosi un butoi simplu din plastic cu o capacitate de 127 de litri cu gât larg. Pentru a crea o bobină, a cărei zonă este determinată în același mod ca pentru un condensator, se folosește și un tub de cupru. Pompele de căldură de casă folosesc de obicei evaporatoare submersibile, în care freonul lichefiat intră de jos și se transformă în gaz în partea de sus a serpentinei.

Foarte atent folosind lipirea când autoproducție Pentru o pompă de căldură, trebuie instalat un termostat, deoarece acest element nu poate fi încălzit la temperaturi care depășesc 100 de grade Celsius.

Pentru a furniza apă la elementele unei pompe de căldură auto-fabricate, precum și pentru a o scurge, se folosesc conducte de canalizare obișnuite.

Pompele de căldură apă-apă, în comparație cu dispozitivele aer-apă și sol-apă, sunt mai simple ca design, dar în același timp mai eficiente, motiv pentru care echipamentele de acest tip sunt cel mai adesea fabricate independent.

Asamblarea unei pompe de căldură de casă și punerea ei în funcțiune

Pentru a asambla și pune în funcțiune o pompă de căldură de casă, veți avea nevoie de următoarele: consumabile si echipamente:

1. aparat de sudura;
2. pompă de vid (pentru a testa întregul sistem pentru vid);
3. un cilindru cu freon, a cărui reumplere se realizează printr-o supapă specială (instalarea supapei în sistem trebuie prevăzută în prealabil);
4. senzori de temperatură care sunt instalați pe țevile capilare la ieșirea întregului sistem și la ieșirea din evaporator;
5. releu de pornire, siguranță, șină DIN și tablou electric.

Toate conexiunile de sudură și filetate în timpul asamblarii trebuie efectuate cu cea mai înaltă calitate posibilă pentru a asigura etanșeitatea absolută a sistemului prin care se va deplasa freonul.

În cazul în care apa dintr-un rezervor deschis acționează ca o sursă de energie cu potențial scăzut, este în plus necesară fabricarea unui colector, a cărui prezență presupune principiul de funcționare al pompelor de căldură de acest tip. Dacă se intenționează utilizarea apei dintr-o sursă subterană, este necesar să se foreze două puțuri, în una dintre care apa va fi evacuată după ce a trecut prin întregul sistem.

1, evaluare medie: 5,00 din 5)

Situația este astfel încât cea mai populară modalitate de a încălzi o locuință în acest moment este utilizarea cazanelor de încălzire - pe gaz, combustibil solid, motorină și mult mai rar - electrice. Dar sisteme atât de simple și în același timp de înaltă tehnologie precum pompele de căldură nu s-au răspândit și din motive întemeiate. Pentru cei care iubesc și știu să calculeze totul în avans, avantajele lor sunt evidente. Pompele de căldură pentru încălzire nu ard rezerve de neînlocuit de resurse naturale, ceea ce este extrem de important nu numai din punctul de vedere al protecției mediului, dar vă permite și să economisiți energie, deoarece devin mai scumpe în fiecare an. În plus, cu ajutorul pompelor de căldură nu numai că poți încălzi camera, ci și încălzirea apă fierbinte pentru nevoile casnice și pentru a climatiza camera în căldura verii.

Principiul de funcționare al unei pompe de căldură

Să aruncăm o privire mai atentă asupra principiului de funcționare a unei pompe de căldură. Amintiți-vă cum funcționează un frigider. Căldura produselor introduse în el este pompată și aruncată pe radiatorul situat pe peretele din spate. Puteți verifica cu ușurință acest lucru atingând-o. Aproape același principiu aparate de aer condiționat de uz casnic: Ei pompează căldura din cameră și o aruncă pe un calorifer situat pe peretele exterior al clădirii.

Funcționarea unei pompe de căldură, frigider și aer condiționat se bazează pe ciclul Carnot.

1. Lichidul de răcire, care se deplasează de-a lungul unei surse de căldură la temperatură scăzută, de exemplu, solul, se încălzește cu câteva grade.
2. Apoi intră într-un schimbător de căldură numit evaporator. În evaporator, lichidul de răcire eliberează căldura acumulată agentului frigorific. Agent frigorific este un lichid special care se transformă în abur la temperaturi scăzute.
3. Preluând temperatura din lichidul de răcire, agentul frigorific încălzit se transformă în abur și intră în compresor. Compresorul comprimă agentul frigorific, adică. o creștere a presiunii sale, din cauza căreia îi crește și temperatura.
4. Agentul frigorific fierbinte, comprimat, intră într-un alt schimbător de căldură numit condensator. Aici agentul frigorific își transferă căldura către un alt lichid de răcire, care este prevăzut în sistemul de încălzire al casei (apă, antigel, aer). Acest lucru răcește agentul frigorific și îl transformă înapoi în lichid.
5. Apoi, agentul frigorific intră în evaporator, unde este încălzit de o nouă porțiune de lichid de răcire încălzit, iar ciclul se repetă.

Pompa de căldură necesită energie electrică pentru a funcționa. Dar este totuși mult mai profitabil decât folosirea doar a unui încălzitor electric. Deoarece un cazan electric sau un încălzitor electric cheltuiește exact aceeași cantitate de energie electrică pe măsură ce produce căldură. De exemplu, dacă un încălzitor are o putere nominală de 2 kW, atunci cheltuiește 2 kW pe oră și produce 2 kW de căldură. O pompă de căldură produce de 3 până la 7 ori mai multă căldură decât consumă electricitate. De exemplu, se utilizează 5,5 kW/oră pentru a funcționa compresorul și pompa, iar căldura produsă este de 17 kW/oră. Exact așa randament ridicatși este principalul avantaj al unei pompe de căldură.

Avantajele și dezavantajele sistemului de încălzire cu pompă de căldură

Există multe legende și concepții greșite în jurul pompelor de căldură, în ciuda faptului că acestea nu sunt o invenție atât de inovatoare sau de înaltă tehnologie. Toate statele „calde” din SUA, aproape toată Europa și Japonia, unde tehnologia a fost elaborată aproape la perfecțiune de mult timp, sunt încălzite cu ajutorul pompelor de căldură. Apropo, nu ar trebui să credeți că un astfel de echipament este o tehnologie pur străină și a venit la noi destul de recent. La urma urmei, în URSS, astfel de unități au fost folosite la instalații experimentale. Un exemplu în acest sens este sanatoriul Druzhba din orașul Yalta. Pe lângă arhitectura futuristă, care amintește de o „colibă ​​pe pulpe de pui”, acest sanatoriu este renumit și pentru faptul că încă din anii 80 ai secolului XX a folosit pompe de căldură industriale pentru încălzire. Sursa de căldură este marea din apropiere, iar stația de pompare în sine nu numai că încălzește toate spațiile sanatoriului, dar oferă și apă fierbinte, incalzeste apa din piscina si o raceste in sezonul cald. Așa că haideți să încercăm să risipim miturile și să stabilim dacă are sens să vă încălziți casa în acest fel.

Avantajele sistemelor de încălzire cu pompă de căldură:

• Economie de energie.În legătură cu creșterea prețurilor la gaz și motorină, acesta este un avantaj foarte relevant. În rubrica „cheltuieli lunare” va apărea doar energie electrică, care, așa cum am scris deja, necesită mult mai puțin decât căldura produsă efectiv. Când achiziționați o unitate, trebuie să acordați atenție unui astfel de parametru precum coeficientul de transformare a căldurii „ϕ” (poate fi numit și coeficient de conversie a căldurii, putere sau coeficient de transformare a temperaturii). Acesta arată raportul dintre cantitatea de căldură ieșită și energia cheltuită. De exemplu, dacă ϕ=4, atunci la un consum de 1 kW/oră vom primi 4 kW/oră de energie termică.
• Economii de întreținere. Pompa de căldură nu necesită nici un tratament special. Costurile sale de întreținere sunt minime.
• Poate fi instalat în orice locație. Sursele de căldură la temperatură scăzută pentru funcționarea unei pompe de căldură pot fi solul, apa sau aerul. Oriunde ați construi o casă, chiar și într-o zonă stâncoasă, va exista întotdeauna o oportunitate de a găsi „hrană” pentru unitate. În zonele îndepărtate de conducta de gaz, acesta este unul dintre cele mai optime sisteme de încălzire. Și chiar și în regiunile fără linii electrice, puteți instala un motor pe benzină sau diesel pentru a asigura funcționarea compresorului.
• Nu este nevoie să monitorizați funcționarea pompei, adăugați combustibil, așa cum este cazul unui cazan cu combustibil solid sau diesel. Întregul sistem de încălzire cu pompă de căldură este automatizat.
• Poți să pleci mult timpși să nu vă fie teamă că sistemul va îngheța. În același timp, puteți economisi bani instalând pompa pentru a asigura o temperatură de +10 °C în sufragerie.
• Sigur pentru mediu. Pentru comparație, atunci când se folosesc cazane tradiționale care ard combustibil, se formează întotdeauna diverși oxizi CO, CO2, NOx, SO2, PbO2, ca urmare, fosfor, azot, acid sulfuricși compuși ai benzoinei. Când pompa de căldură funcționează, nu se emite nimic. Și agenții frigorifici utilizați în sistem sunt absolut siguri.
• Se mai poate remarca aici conservarea resurselor naturale de neînlocuit ale planetei.
• Siguranță pentru oameni și bunuri. Nimic dintr-o pompă de căldură nu devine suficient de fierbinte pentru a provoca supraîncălzire sau explozie. În plus, pur și simplu nu există nimic care să explodeze în ea. Deci poate fi clasificată ca o unitate complet ignifugă.
• Pompele de căldură funcționează cu succes chiar și la o temperatură ambientală de -15 °C. Deci, dacă cineva crede că un astfel de sistem poate încălzi o casă doar în regiunile cu ierni calde de până la +5 ° C, atunci se înșală.
• Reversibilitatea pompei de căldură. Un avantaj incontestabil este versatilitatea instalației, cu care poți încălzi iarna și răcori vara. În zilele caniculare, pompa de căldură preia căldură din cameră și o trimite la sol pentru depozitare, de unde va fi preluată iarna. Vă rugăm să rețineți că nu toate pompele de căldură au capacitate inversă, ci doar unele modele.
• Durabilitate. Cu o îngrijire adecvată, pompele de căldură dintr-un sistem de încălzire pot dura de la 25 la 50 de ani fără reparații majore și doar o dată la 15 până la 20 de ani va trebui înlocuit compresorul.

Dezavantajele sistemelor de încălzire cu pompă de căldură:

• Investiție inițială mare. Pe lângă faptul că prețurile pentru pompele de căldură pentru încălzire sunt destul de mari (de la 3.000 la 10.000 USD), va trebui să cheltuiți nu mai puțin pentru instalarea unui sistem geotermal decât pentru pompa în sine. O excepție este pompa de căldură cu sursă de aer, care nu necesită munca suplimentara. Pompa de căldură nu se va amortiza în curând (în 5 - 10 ani). Deci, răspunsul la întrebarea dacă să folosiți sau nu o pompă de căldură pentru încălzire depinde mai degrabă de preferințele proprietarului, de capacitățile sale financiare și de condițiile de construcție. De exemplu, într-o regiune în care alimentarea unei rețele de gaz și conectarea la aceasta costă la fel ca o pompă de căldură, este logic să acordăm preferință acesteia din urmă.

• În regiunile în care temperaturile de iarnă scad sub -15 °C, trebuie utilizată o sursă suplimentară de căldură. Se numește sistem de încălzire bivalent, în care pompa de căldură oferă căldură în timp ce strada este coborâtă la -20 ° C, iar când nu poate face față, de exemplu, este conectat un încălzitor electric sau un cazan pe gaz sau un generator de căldură.

• Cel mai indicat este să folosiți o pompă de căldură în sistemele cu lichid de răcire la temperatură joasă, ca sistem „pardoseală caldă”.(+35 °C) și unități ventiloconvectoare(+35 - +45 °C). Unitati ventiloconvector Sunt un ventilator convector în care căldura/frigul este transferată din apă în aer. Pentru a instala un astfel de sistem într-o casă veche, va fi necesară o reamenajare și o reconstrucție completă, ceea ce va implica costuri suplimentare. Acest lucru nu este un dezavantaj atunci când construiești o casă nouă.
• Ecologia pompelor de căldură, luând căldură din apă și sol, oarecum relativă. Faptul este că în timpul funcționării, spațiul din jurul țevilor de răcire se răcește, iar acest lucru perturbă ecosistemul stabilit. La urma urmei, chiar și în adâncurile solului, microorganismele anaerobe trăiesc, asigurând activitatea vitală a mai multor sisteme complexe. Pe de altă parte, în comparație cu producția de gaz sau petrol, daunele de la o pompă de căldură sunt minime.

Surse de căldură pentru funcționarea pompei de căldură

Pompele de căldură preiau căldură din acele surse naturale care acumulează radiația solară în perioada caldă. Pompele de căldură variază în funcție de sursa de căldură.

Amorsare

Solul este cea mai stabilă sursă de căldură care se acumulează pe parcursul sezonului. La o adâncime de 5 - 7 m, temperatura solului este aproape întotdeauna constantă și egală cu aproximativ +5 - +8 ° C, iar la o adâncime de 10 m este întotdeauna constantă +10 ° C. Există două moduri de a colecta căldură din sol.

Colector de pământ orizontal Este o conductă așezată orizontal prin care circulă lichidul de răcire. Adâncimea colectorului orizontal se calculează individual în funcție de condiții, uneori este de 1,5 - 1,7 m - adâncimea înghețului solului, alteori mai mică - 2 - 3 m pentru a asigura o stabilitate mai mare a temperaturii și o diferență mai mică, iar uneori doar 1 - 1,2 m - aici solul începe să se încălzească mai repede primăvara. Există cazuri când este instalat un colector orizontal cu două straturi.

Conductele colectoare orizontale pot avea diferite diametre: 25 mm, 32 mm si 40 mm. Forma aspectului lor poate fi, de asemenea, diferită - șarpe, buclă, zig-zag, diverse spirale. Distanța dintre țevile din șarpe trebuie să fie de cel puțin 0,6 m și, de obicei, este de 0,8 - 1 m.

Eliminarea căldurii specifice pe metru liniar de țeavă depinde de structura solului:

• Nisip uscat - 10 W/m;
• Argila uscata - 20 W/m;
• Argila este mai umedă - 25 W/m;
• Argila cu un continut foarte mare de apa - 35 W/m.

Pentru a încălzi o casă cu o suprafață de 100 m2, cu condiția ca solul să fie argilos umed, veți avea nevoie de 400 m2 de suprafață de teren pentru colector. Aceasta este destul de mult - 4 - 5 acri. Și ținând cont de faptul că nu ar trebui să existe clădiri pe acest site și sunt permise doar un gazon și paturi de flori cu flori anuale, nu toată lumea își poate permite să echipeze un colector orizontal.

Un lichid special curge prin conductele colectoare, se mai numește "saramură" sau antigel, de exemplu, o soluţie 30% de etilen glicol sau propilenglicol. „Saramura” colectează căldura din sol și este trimisă la pompa de căldură, unde o transferă agentului frigorific. „Saramura” răcită curge din nou în colectorul de pământ.

Sondă de sol verticală este un sistem de țevi îngropate la 50 - 150 m Aceasta poate fi doar o țeavă în formă de U, coborâtă la o adâncime mai mare de 80 - 100 m și umplută cu mortar de beton. Sau poate un sistem de țevi în formă de U coborât 20 m pentru a colecta energie dintr-o zonă mai mare. Efectuarea lucrărilor de foraj la o adâncime de 100 - 150 m nu este doar costisitoare, ci necesită și obținerea unui permis special, motiv pentru care recurg adesea la viclenie și echipează mai multe sonde de mică adâncime. Distanța dintre astfel de sonde este de 5 - 7 m.

Eliminarea căldurii specifice de la un colector vertical depinde și de rocă:

• Roci sedimentare uscate - 20 W/m;
• Roci sedimentare saturate cu apă și sol stâncos - 50 W/m;
• Sol stâncos cu coeficient ridicat de conductivitate termică - 70 W/m;
• Apa subterana (apa subterana) - 80 W/m.

Suprafața necesară unui colector vertical este foarte mică, dar costul instalării acestora este mai mare decât cel al unui colector orizontal. Avantajul unui colector vertical este, de asemenea, o temperatură mai stabilă și o îndepărtare mai mare a căldurii.

Apă

Apa poate fi folosită ca sursă de căldură în diferite moduri.

Colector în partea de jos a unui rezervor deschis, care nu îngheață- râuri, lacuri, mări - reprezintă țevi cu „saramură”, scufundate cu ajutorul unei greutăți. Datorită temperaturii ridicate a lichidului de răcire, această metodă este cea mai profitabilă și mai economică. Numai cei de la care rezervorul se află la cel mult 50 m pot instala un colector de apă, în caz contrar se pierde eficiența instalației. După cum înțelegeți, nu toată lumea are astfel de condiții. Dar a nu folosi pompe de căldură pentru locuitorii de pe coastă este pur și simplu miop și stupid.

Colector în canalizare sau apele uzate din instalaţiile tehnice pot fi folosite pentru încălzirea caselor şi chiar a clădirilor înalte şi întreprinderile industrialeîn interiorul orașului, precum și pentru prepararea apei calde. Ce se face cu succes în unele orașe din Patria noastră.

Foraj sau ape subterane folosit mai rar decât alți colecționari. Un astfel de sistem presupune construirea a două puțuri, dintr-una este prelevată apa, care își transferă căldura agentului frigorific din pompa de căldură, iar apa răcită este evacuată în a doua. În loc de puț, poate exista o puț de filtrare. În orice caz, puțul de evacuare ar trebui să fie situat la o distanță de 15 - 20 m de primul și chiar în aval (apele subterane au, de asemenea, propriul debit). Acest sistem este destul de dificil de operat, deoarece calitatea apei care intră trebuie monitorizată - filtrată, iar părțile pompei de căldură (evaporator) protejate de coroziune și contaminare.

Aer

Cele mai multe design simplu are sistem de incalzire cu pompa de caldura sursa de aer. Nu este nevoie de colector suplimentar. Aerul din mediu intră direct în evaporator, unde își transferă căldura agentului frigorific, care la rândul său transferă căldura lichidului de răcire din interiorul casei. Acesta poate fi aer pentru ventiloconvector sau apă pentru pardoseală încălzită și calorifere.

Costurile de instalare ale unei pompe de căldură cu sursă de aer sunt minime, dar performanța instalației depinde foarte mult de temperatura aerului. În regiunile cu ierni calde (până la +5 - 0 °C) aceasta este una dintre cele mai economice surse de căldură. Dar dacă temperatura aerului scade sub -15 °C, performanța scade atât de mult încât nu are sens să folosești o pompă și este mai profitabil să pornești un încălzitor electric convențional sau un cazan.

Recenziile despre pompele de căldură cu sursă de aer pentru încălzire sunt foarte contradictorii. Totul depinde de regiunea de utilizare a acestora. Sunt avantajoase de utilizat în regiunile cu ierni calde, de exemplu, în Soci, unde nu este nevoie de o sursă de căldură de rezervă în caz de înghețuri severe. De asemenea, este posibil să se instaleze pompe de căldură cu sursă de aer în regiunile în care aerul este relativ uscat și temperatura în timpul iernii este de până la -15 °C. Dar în climatele umede și reci, astfel de instalații suferă de îngheț și îngheț. Iciclurile care se lipesc de ventilator împiedică întregul sistem să funcționeze normal.

Încălzirea cu pompă de căldură: costul sistemului și costurile de funcționare

Puterea pompei de căldură este selectată în funcție de funcțiile care îi vor fi alocate. Dacă numai încălzire, atunci calculele pot fi făcute într-un calculator special care ia în considerare pierderile de căldură ale clădirii. Apropo, cea mai bună performanță a unei pompe de căldură este atunci când pierderea de căldură a clădirii nu depășește 80 - 100 W/m2. Pentru simplitate, presupunem că pentru a încălzi o casă de 100 m2 cu tavane de 3 m înălțime și pierderi de căldură de 60 W/m2 este nevoie de o pompă cu o putere de 10 kW. Pentru a încălzi apa, va trebui să luați o unitate cu rezervă de putere - 12 sau 16 kW.

Costul pompei de căldură depinde nu numai de putere, ci și de fiabilitate și de cerințele producătorului. De exemplu, o unitate de 16 kW fabricată în Rusia va costa 7.000 USD, iar o pompă străină RFM 17 cu o putere de 17 kW costă aproximativ 13.200 USD. cu toate echipamentele asociate, cu excepția colectorului.

Următoarea linie de cheltuieli va fi aranjarea rezervorului. Depinde si de puterea instalatiei. De exemplu, pentru o casă de 100 m2, în care peste tot sunt instalate pardoseli încălzite (100 m2) sau radiatoare de încălzire de 80 m2, precum și pentru a încălzi apa la +40 °C cu un volum de 150 l/oră, trebuie să forați puțuri pentru colectori. Un astfel de colector vertical va costa 13.000 USD.

Un colector în partea de jos a unui rezervor va costa puțin mai puțin. În aceleași condiții, va costa 11.000 USD. Dar este mai bine să verificați costul instalării unui sistem geotermal cu companii specializate, acesta poate varia foarte mult. De exemplu, instalarea unui colector orizontal pentru o pompă de 17 kW va costa doar 2500 USD. Iar pentru o pompă de căldură cu sursă de aer, un colector nu este deloc necesar.

Costul total al pompei de căldură este de 8000 USD. În medie, construcția unui colector este de 6000 USD. în medie.

Costul lunar al incalzirii cu pompa de caldura include doar costurile cu electricitatea. Acestea pot fi calculate după cum urmează: consumul de energie trebuie să fie indicat pe pompă. De exemplu, pentru pompa de 17 kW menționată mai sus, consumul de energie este de 5,5 kW/h. În total, sistemul de încălzire funcționează 225 de zile pe an, adică. 5400 ore. Ținând cont de faptul că pompa de căldură și compresorul din ea funcționează ciclic, consumul de energie trebuie redus la jumătate. În timpul sezonului de încălzire se vor cheltui 5400h*5,5kW/h/2=14850 kW.

Înmulțim numărul de kW cheltuiți cu costul energiei în regiunea dumneavoastră. De exemplu, 0,05 USD pentru 1 kW/oră. În total, vor fi cheltuiți 742,5 USD pe an. Pentru fiecare lună în care pompa de căldură a funcționat pentru încălzire, costă 100 USD. costurile cu electricitatea. Dacă împărțiți cheltuielile la 12 luni, atunci primiți 60 USD pe lună.

Vă rugăm să rețineți că, cu cât consumul de energie al pompei de căldură este mai mic, cu atât costurile lunare sunt mai mici. De exemplu, există pompe de 17 kW care consumă doar 10.000 kW pe an (costă 500 cu). De asemenea, este important ca performanța pompei de căldură să fie mai mare, cu cât diferența de temperatură între sursa de căldură și lichidul de răcire din sistemul de încălzire este mai mică. De aceea ei spun că este mai rentabil să instalați podele calde și ventiloconvector. Deși pot fi instalate și radiatoare de încălzire standard cu lichid de răcire la temperatură înaltă (+65 - +95 °C), dar cu un acumulator de căldură suplimentar, de exemplu, un cazan de încălzire indirectă. Un cazan este, de asemenea, utilizat pentru a încălzi suplimentar apa caldă.

Pompele de căldură sunt avantajoase atunci când sunt utilizate în sisteme bivalente. Pe lângă pompă, puteți instala colector solar, care va putea alimenta integral pompa cu energie electrică vara, când va funcționa pentru răcire. Pentru asigurarea de iarnă, puteți adăuga un generator de căldură care va încălzi apa pentru alimentarea cu apă caldă și calorifere de înaltă temperatură.

Să încercăm să explicăm în limbajul omului de rând ce " POMPA DE CALDURA«:

Pompa de caldura - Acesta este un dispozitiv special care combină un cazan, o sursă de alimentare cu apă caldă și un aparat de aer condiționat pentru răcire. Principala diferență dintre o pompă de căldură și alte surse de căldură este capacitatea de a utiliza energie regenerabilă cu potențial scăzut preluată din mediu (pământ, apă, aer, apa reziduala) pentru acoperirea necesarului de căldură în timpul sezonului de încălzire, încălzirea apei pentru alimentarea cu apă caldă și răcirea casei. Prin urmare, pompa de căldură asigură o alimentare foarte eficientă cu energie fără gaz sau alte hidrocarburi.

Pompa de caldura este un dispozitiv care funcționează pe principiul unui răcitor invers, transferând căldura de la o sursă cu temperatură scăzută într-un mediu cu temperatură mai mare, cum ar fi sistemul de încălzire al casei tale.

Fiecare sistem de pompa de caldura are urmatoarele componente principale:

- circuit primar - un sistem de circulație închis care servește la transferul căldurii din sol, apă sau aer către pompa de căldură.
- circuit secundar - un sistem închis care servește la transferul căldurii de la pompa de căldură la sistemul de încălzire, de alimentare cu apă caldă sau de ventilație (furnizare încălzire) în casă.

Principiul de funcționare al unei pompe de căldură similar cu funcționarea unui frigider obișnuit, doar invers. Frigiderul preia căldură din alimente și o transferă în exterior (la un radiator situat pe peretele din spate). O pompă de căldură transferă căldura acumulată în sol, sol, rezervor, apa subterană sau aer în casa ta. La fel ca un frigider, acest generator de căldură eficient din punct de vedere energetic are următoarele elementele principale:

— condensator (schimbător de căldură în care căldura este transferată de la agentul frigorific către elementele sistemului de încălzire a încăperii: radiatoare de joasă temperatură, ventiloconvector, pardoseli încălzite, panouri radiante de încălzire/răcire);
— accelerație (dispozitiv care servește la reducerea presiunii, a temperaturii și, ca urmare, la închiderea ciclului de încălzire în pompa de căldură);
— evaporator (schimbător de căldură în care căldura este preluată de la o sursă de temperatură scăzută către pompa de căldură);
- compresor (un dispozitiv care crește presiunea și temperatura vaporilor de agent frigorific).

Pompa de caldura dispuse astfel încât să facă căldura să se miște în direcții diferite. De exemplu, la încălzirea unei case, căldura este preluată de la o sursă exterioară rece (pământ, râu, lac, aer exterior) și transferată în casă. Pentru a răci (condiționa) o locuință, căldura este îndepărtată din aerul mai cald din casă și transferată afară (aruncată). În acest sens, o pompă de căldură este similară cu o pompă hidraulică convențională, care pompează fluidul de la un nivel inferior la un nivel superior, în timp ce în în condiţii obişnuite Fluidul se deplasează întotdeauna de la nivelul superior la nivelul inferior.

Astăzi, cele mai comune sunt pompele de căldură cu compresie de vapori. Principiul acțiunii lor se bazează pe două fenomene: în primul rând, absorbția și degajarea de căldură de către un lichid atunci când starea de agregare se modifică - evaporare, respectiv condensare; în al doilea rând, modificarea temperaturii de evaporare (și condensare) cu o schimbare a presiunii.

În evaporatorul unei pompe de căldură, fluidul de lucru este un agent frigorific care nu conține clor este sub presiune scăzută și fierbe la o temperatură scăzută, absorbind căldură dintr-o sursă cu potențial scăzut (de exemplu, sol). Apoi fluidul de lucru este comprimat într-un compresor, care este antrenat de un motor electric sau de altă natură, și intră într-un condensator, unde la presiune mare se condensează la mai mult. temperatură ridicată, transferând căldura de condensare către un receptor de căldură (de exemplu, lichidul de răcire al unui sistem de încălzire). Din condensator, fluidul de lucru intră din nou în evaporator prin clapetea de accelerație, unde presiunea acestuia scade și procesul de fierbere a agentului frigorific începe din nou.

Pompa de caldura capabil să elimine căldura din diverse surse, de exemplu, aer, apă, sol. De asemenea, poate elibera căldură în aer, apă sau sol. Mediul mai cald care primește căldură se numește radiator.

Pompa de caldura X/Y folosește mediu X ca sursă de căldură și purtător de căldură Y. Se disting pompele „aer-apă”, „apă subterană”, „apă-apă”, „aer-aer”, „pământ-aer”, „apă-aer”.

Pompă de căldură sol-apă:

Pompa de caldura aer-apa:

Reglarea funcționării unui sistem de încălzire folosind pompe de căldură în majoritatea cazurilor se realizează prin pornirea și oprirea acestuia pe baza unui semnal de la un senzor de temperatură, care este instalat în receptor (la încălzire) sau la sursa (la răcire) de căldură. Configurarea unei pompe de căldură se face de obicei prin schimbarea secțiunii transversale a clapetei de accelerație (supapă termostatică).

La fel ca o mașină de refrigerare, o pompă de căldură utilizează energie mecanică (electrică sau de altă natură) pentru a conduce un ciclu termodinamic. Această energie este utilizată pentru a antrena compresorul (pompele de căldură moderne cu o putere de până la 100 kW sunt echipate cu compresoare scroll foarte eficiente).

(raportul de transformare sau eficiență) al unei pompe de căldură este raportul dintre cantitatea de energie termică pe care o produce pompa de căldură și cantitatea de energie electrică pe care o consumă.

factor de conversie COP depinde de nivelul temperaturii din evaporator și condensator al pompei de căldură. Această valoare variază pentru diferite sisteme de pompă de căldură în intervalul de la 2,5 la 7, adică pentru 1 kW de energie electrică consumată, pompa de căldură produce de la 2,5 la 7 kW de energie termică, care este peste puterea fie a unui gaz de condensare. boiler sau orice alt generator de căldură.

Prin urmare se poate argumenta că Pompele de căldură produc căldură folosind o cantitate minimă de energie electrică costisitoare.

Economisirea energiei și eficiența utilizării unei pompe de căldură depind în primul rând de de unde decideți să obțineți căldură la temperatură scăzută, în al doilea rând - din metoda de încălzire a locuinței (apă sau aer) .

Cert este că pompa de căldură funcționează ca o „bază de transfer” între două circuite termice: unul de încălzire la intrare (pe partea vaporizatorului) și al doilea, încălzire la ieșire (condensator).

Toate tipurile de pompe de căldură au o serie de caracteristici pe care trebuie să le rețineți atunci când alegeți un model:

În primul rând, o pompă de căldură se plătește numai într-o casă bine izolată. Cu atât mai mult casă caldă, cu atât este mai mare beneficiul atunci când utilizați acest dispozitiv. După cum înțelegeți, încălzirea străzii folosind o pompă de căldură, colectarea firimiturii de căldură din aceasta, nu este pe deplin rezonabilă.

În al doilea rând, cu cât diferența de temperatură a lichidului de răcire în circuitele de intrare și de ieșire este mai mare, cu atât coeficientul de conversie a căldurii (COR) este mai mic, adică cu atât economiile de energie electrică sunt mai mici. De aceea conectarea mai profitabilă a unei pompe de căldură la sistemele de încălzire la temperatură joasă. În primul rând, vorbim de încălzire cu pardoseală încălzită cu apă sau tavan cu apă în infraroșu sau panouri de perete. Dar cu cât pompa de căldură o pregătește pentru circuitul de ieșire (radiatoare sau duș) este mai fierbinte, cu atât dezvoltă mai puțină putere și cu atât consumă mai multă energie electrică.

În al treilea rând, pentru a obține beneficii mai mari, se practică operarea unei pompe de căldură cu un generator de căldură suplimentar (în astfel de cazuri se vorbește despre utilizarea circuit de încălzire bivalent ).

<<< к разделу ТЕПЛОВОЙ НАСОС

<<< выбор вентиляционного оборудования

<<< назад к СТАТЬЯМ

Pompe de căldură pentru încălzirea locuinței: argumente pro și contra

1. Caracteristicile pompelor de căldură
2. Tipuri de pompe de căldură
3. Pompe de căldură geotermale
4. Avantajele și dezavantajele pompelor de căldură

Una dintre metodele extrem de eficiente de încălzire a unei case de țară este utilizarea pompelor de căldură.

Principiul de funcționare al pompelor de căldură se bazează pe extragerea energiei termice din sol, rezervoare, apă subterană și aer. Pompele de căldură pentru încălzirea casei dumneavoastră nu au un impact nociv asupra mediului. Puteți vedea cum arată astfel de sisteme de încălzire în fotografie.

O astfel de organizare a încălzirii casei și a furnizării de apă caldă este posibilă de mulți ani, dar a început să se răspândească abia recent.

Caracteristicile pompelor de căldură

Principiul de funcționare al unor astfel de dispozitive este similar cu echipamentul frigorific.

Pompele de căldură preiau căldură, o acumulează și o îmbogățesc, apoi o transferă în lichidul de răcire. Un condensator este folosit ca dispozitiv generator de căldură, iar un evaporator este folosit pentru a recupera căldura cu potențial scăzut.

Creșterea constantă a costului energiei electrice și impunerea unor cerințe stricte de protecție a mediului determină căutarea unor metode alternative de generare a căldurii pentru încălzirea caselor și încălzirea apei.

Una dintre ele este utilizarea pompelor de căldură, deoarece cantitatea de energie termică primită este de câteva ori mai mare decât energia electrică consumată (mai multe detalii: „Încălzire economică cu energie electrică: argumente pro și contra”).

Dacă comparăm încălzirea cu gaz, combustibil solid sau lichid, cu pompele de căldură, acestea din urmă se vor dovedi a fi mai economice. Cu toate acestea, instalarea unui sistem de încălzire cu astfel de unități este mult mai costisitoare.

Pompele de căldură consumă energia electrică necesară pentru a funcționa compresorul. Prin urmare, acest tip de încălzire a clădirilor nu este potrivit dacă există probleme frecvente cu alimentarea cu energie în zonă.

Încălzirea unei case private cu o pompă de căldură poate avea o eficiență diferită principalul indicator este conversia căldurii - diferența dintre energia electrică consumată și căldura primită.

Există întotdeauna o diferență între temperatura evaporator și condensator.

Cu cât este mai mare, cu atât eficiența dispozitivului este mai mică. Din acest motiv, atunci când utilizați o pompă de căldură, trebuie să aveți o sursă considerabilă de căldură cu potențial scăzut. Pe baza acestui fapt, rezultă că, cu cât dimensiunea schimbătorului de căldură este mai mare, cu atât consumul de energie este mai mic. Dar, în același timp, dispozitivele cu dimensiuni mari au un cost mult mai mare.

Încălzirea folosind o pompă de căldură se găsește în multe țări dezvoltate.

Mai mult, sunt folosite și pentru încălzirea apartamentelor și clădirilor publice - acest lucru este mult mai economic decât sistemul de încălzire cunoscut în țara noastră.

Tipuri de pompe de căldură

Aceste dispozitive pot fi utilizate într-o gamă largă de temperaturi. De obicei funcționează în mod normal la temperaturi de la – 30 la + 35 de grade.

Cele mai populare sunt pompele de căldură cu absorbție și compresie.

Acestea din urmă folosesc energie mecanică și electrică pentru a transfera căldură. Pompele de absorbție sunt mai complexe, dar sunt capabile să transfere căldură folosind sursa însăși, reducând astfel semnificativ costurile cu energia.

În ceea ce privește sursele de căldură, aceste unități sunt împărțite în următoarele tipuri:

• aer;
• geotermal;
• căldură secundară.

Pompele de căldură cu aer pentru încălzire preiau căldură din aerul din jur.

Geotermia folosește energia termică a pământului, a apelor subterane și de suprafață (pentru mai multe detalii: „Încălzirea geotermală: principii de funcționare cu exemple”). Pompele de căldură reciclate preiau energie din canalizare și încălzire centrală - aceste dispozitive sunt utilizate în principal pentru încălzirea clădirilor industriale.

Acest lucru este benefic mai ales dacă există surse de căldură care trebuie reciclate (citiți și: „Folosim căldura pământului pentru a încălzi casa”).

Pompele de căldură sunt, de asemenea, clasificate după tipul de lichid de răcire, pot fi aer, sol, apă sau combinații ale acestora.

Pompe de caldura geotermale

Sistemele de încălzire care utilizează pompe de căldură sunt împărțite în două tipuri - deschise și închise. Structurile deschise sunt proiectate pentru a încălzi apa care trece prin pompa de căldură. După ce lichidul de răcire trece prin sistem, acesta este descărcat înapoi în pământ.

Un astfel de sistem funcționează în mod ideal doar dacă există un volum semnificativ de apă curată, ținând cont de faptul că consumul acestuia nu va dăuna mediului și nu va intra în conflict cu legislația în vigoare. Prin urmare, înainte de a utiliza un sistem de încălzire care primește energie din apele subterane, ar trebui să vă consultați cu organizațiile relevante.

Sistemele închise sunt împărțite în mai multe tipuri:

1. Geoterma cu aranjament orizontal presupune așezarea colectorului într-un șanț sub adâncimea de îngheț a solului.

   Aceasta este de aproximativ 1,5 metri. Colectorul este așezat în inele pentru a reduce zona de excavare la minimum și pentru a asigura un circuit suficient într-o zonă mică (citiți: „Pompe de căldură geotermale pentru încălzire: principiul sistemului”).

   Această metodă este potrivită numai dacă există suficientă zonă liberă disponibilă.

2. Structurile geotermale cu aranjare verticală presupun amplasarea colectorului într-o fântână de până la 200 de metri adâncime. Această metodă este utilizată atunci când nu este posibilă plasarea schimbătorului de căldură pe o suprafață mare, ceea ce este necesar pentru un puț orizontal.

   De asemenea, se realizează sisteme geotermale cu puțuri verticale în cazul terenului denivelat al șantierului.

3. Apa geotermală înseamnă plasarea colectorului într-un rezervor la o adâncime sub nivelul de îngheț. Așezarea se face în inele. Astfel de sisteme nu pot fi utilizate dacă rezervorul este mic sau insuficient de adânc.

   Trebuie avut în vedere că dacă rezervorul îngheață la nivelul unde se află colectorul, pompa nu va putea funcționa.

Pompa de caldura aer apa - caracteristici, detalii in video:

Avantajele și dezavantajele pompelor de căldură

Încălzirea unei case de țară cu o pompă de căldură are atât părți pozitive, cât și negative. Unul dintre principalele avantaje ale sistemelor de încălzire este ecologic.

Pompele de căldură sunt, de asemenea, economice, spre deosebire de alte încălzitoare care consumă energie electrică. Astfel, cantitatea de energie termică generată este de câteva ori mai mare decât energia electrică consumată.

Pompele de căldură se caracterizează printr-o siguranță sporită la foc, pot fi utilizate fără ventilație suplimentară.

Deoarece sistemul are o buclă închisă, cheltuielile financiare în timpul funcționării sunt reduse la minimum - trebuie să plătiți doar pentru energia electrică consumată.

Utilizarea pompelor de căldură vă permite, de asemenea, să răciți camera vara - acest lucru este posibil prin conectarea ventiloconvectorului și a unui sistem de „tavan rece” la colector.

Aceste dispozitive sunt fiabile, iar controlul proceselor de lucru este complet automat. Prin urmare, nu sunt necesare abilități speciale pentru a opera pompele de căldură.

Dimensiunea compactă a dispozitivelor este, de asemenea, importantă.

Principalul dezavantaj al pompelor de căldură:

• cost ridicat și costuri semnificative de instalare. Este puțin probabil să puteți construi singur încălzirea cu o pompă de căldură fără cunoștințe speciale. Va dura mai mult de un an pentru ca investiția să se achite;
• Durata de viață a dispozitivelor este de aproximativ 20 de ani, după care există o mare probabilitate să fie necesare reparații majore.

  Nici asta nu va fi ieftin;

• prețul pompelor de căldură este de câteva ori mai mare decât costul cazanelor care funcționează pe gaz, combustibil solid sau lichid. Va trebui să plătiți mulți bani pentru forarea puțurilor.

Dar, pe de altă parte, pompele de căldură nu necesită întreținere regulată, așa cum este cazul multor alte dispozitive de încălzire.

În ciuda tuturor avantajelor pompelor de căldură, acestea nu sunt încă utilizate pe scară largă. Acest lucru se datorează, în primul rând, costului ridicat al echipamentului în sine și instalării acestuia. Va fi posibil să economisiți numai dacă creați un sistem cu un schimbător de căldură orizontal, dacă săpați singur tranșee, dar acest lucru va dura mai mult de o zi. În ceea ce privește funcționarea, echipamentul se dovedește a fi foarte profitabil.

Pompele de căldură reprezintă o modalitate economică de a încălzi clădirile care sunt ecologice.

Este posibil să nu fie utilizate pe scară largă din cauza costului lor ridicat, dar situația se poate schimba în viitor. În țările dezvoltate, mulți proprietari de case private folosesc pompe de căldură - acolo guvernul încurajează preocuparea pentru mediu, iar costul acestui tip de încălzire este scăzut.

Solul termic sau pompa geotermală este unul dintre cele mai eficiente sisteme energetice alternative. Funcționarea sa nu depinde de sezon și de temperatura mediului ambiant, ca în cazul unei pompe aer-aer și nu este limitată de prezența unui rezervor sau fântână cu apă subterană în apropierea casei, precum un sistem apă-apă.

O pompă de căldură sol-apă, care utilizează căldura preluată din sol pentru a încălzi lichidul de răcire din sistemul de încălzire, are cea mai mare și mai constantă eficiență, precum și un coeficient de conversie a energiei (ECR).

Valoarea sa este 1:3,5-5, adică fiecare kilowatt de energie electrică cheltuită pentru funcționarea pompei este returnat în 3,5-5 kilowați de energie termică. Astfel, puterea de încălzire a pompei de sol face posibilă utilizarea acesteia ca unică sursă de căldură chiar și într-o casă cu o suprafață mare, desigur, atunci când se instalează o unitate de putere adecvată.

O pompă submersibilă de sol necesită echiparea unui circuit de sol cu ​​un lichid de răcire circulant pentru a extrage căldura din pământ.

Există două opțiuni posibile pentru amplasarea acestuia: un colector de sol orizontal (un sistem de conducte la o adâncime mică, dar o zonă relativ mare) și o sondă verticală plasată într-un puț de la 50 la 200 m adâncime.

Eficiența schimbului de căldură cu solul depinde în mod semnificativ de tipul de sol - solul umplut cu umiditate emite mult mai multă căldură decât, de exemplu, solul nisipos.

Cele mai comune sunt pompele care funcționează pe principiul apei subterane, în care lichidul de răcire stochează energia solului și, ca urmare a trecerii printr-un compresor și un schimbător de căldură, o transferă în apă ca lichid de răcire în sistemul de încălzire. Prețurile pentru acest tip de pompe de sol corespund eficienței și productivității ridicate a acestora.

Pompă submersibilă de sol

Orice unități complexe de înaltă tehnologie, cum ar fi pompele de sol GRAT, precum și pompele de căldură pentru sol, necesită atenția profesioniștilor.

Pompa de caldura

Oferim o gama completa de servicii pentru vanzarea, instalarea si intretinerea sistemelor de incalzire si alimentare cu apa calda bazate pe pompe de caldura.

Astăzi, printre țările care produc astfel de unități pe piață, țările europene și China sunt deosebit de populare.

Cele mai cunoscute modele de pompe de caldura: Nibe, Stiebel Eltron, Mitsubishi Zubadan, Waterkotte. Pompa de căldură casnică cu sursă de sol este, de asemenea, la fel de solicitată.

Compania noastră preferă să lucreze numai cu echipamente de la producători europeni de încredere: Viessmann și Nibe.

Pompa de caldura extrage energia acumulata din diverse surse - ape subterane, arteziene si termale - apele raurilor, lacurilor, marilor; ape uzate industriale și menajere tratate; emisii de ventilație și gaze de ardere; solul și intestinele pământului - transferă și transformă temperaturile mai ridicate în energie.

Pompă de căldură – tehnologie de încălzire și confort extrem de economică, ecologică

Energia termică există în jurul nostru, problema este cum să o extragem fără a cheltui resurse energetice semnificative.

Pompele de caldura extrag energia acumulata din diverse surse - ape subterane, arteziene si termale - apele raurilor, lacurilor, marilor; ape uzate industriale și menajere tratate; emisii de ventilație și gaze de ardere; solul și intestinele pământului - transferă și transformă temperaturile mai ridicate în energie.

Alegerea sursei optime de căldură depinde de mulți factori: dimensiunea necesarului de energie al casei dvs., sistemul de încălzire instalat și condițiile naturale ale regiunii în care locuiți.

Proiectarea și principiul de funcționare a unei pompe de căldură

Pompa de căldură funcționează ca un frigider - doar în sens invers.

Frigiderul transferă căldura din interior spre exterior.

O pompă de căldură transferă căldura acumulată în aer, sol, subsol sau apă în casa ta.

Pompa de căldură este formată din 4 unități principale:

Evaporator,

condensator,

Supapa de expansiune (supapa de refulare-
accelerație, scade presiunea),

Compresor (crește presiunea).

Aceste unități sunt conectate printr-o conductă închisă.

Sistemul de conducte circulă agentul frigorific, care este un lichid într-o parte a ciclului și un gaz în cealaltă.

Interiorul Pământului ca sursă de căldură profundă

Interiorul pământului este o sursă de căldură liberă care menține aceeași temperatură pe tot parcursul anului. Utilizarea căldurii din interiorul pământului este o tehnologie ecologică, fiabilă și sigură pentru furnizarea de căldură și apă caldă pentru toate tipurile de clădiri, mari și mici, publice și private. Nivelul investiției este destul de ridicat, dar în schimb veți primi un sistem de încălzire alternativ care este sigur de exploatat, cu cerințe minime de întreținere și cu cea mai lungă durată de viață. Coeficientul de conversie a căldurii (vezi. pagina 6) înalt, ajunge la 3. Instalarea nu necesită mult spațiu și poate fi instalată pe un teren mic. Cantitatea de lucrări de restaurare după forare este nesemnificativă, impactul sondei forate asupra mediului este minim. Nu există niciun impact asupra nivelului apelor subterane, deoarece apele subterane nu sunt consumate. Energia termică este transferată în sistemul de încălzire a apei prin convecție și utilizată pentru alimentarea cu apă caldă.

Căldura solului - energie din apropiere

Căldura se acumulează în stratul de suprafață al pământului în timpul verii.

Utilizarea acestei energii pentru încălzire este recomandabilă pentru clădirile cu consum mare de energie. Cea mai mare cantitate de energie este extrasă din solul cu cel mai mare conținut de umiditate.

Pompă de căldură la sol

Surse de caldura a apei

Soarele încălzește apa din mări, lacuri și alte surse de apă.

Energia solară se acumulează în apă și în straturile inferioare. Rareori temperatura scade sub +4 °C. Cu cât este mai aproape de suprafață, cu atât temperatura variază mai mult pe parcursul anului, dar în adâncime este relativ stabilă.

Pompă de căldură cu sursă de căldură cu apă

Furtunul de transfer de căldură este așezat în partea de jos sau în sol, unde temperatura este încă puțin mai ridicată,
decât temperatura apei.

Este important ca furtunul să fie cântărit pentru a preveni
furtunul plutește la suprafață. Cu cât este mai jos, cu atât este mai mic riscul de deteriorare.

O sursă de apă ca sursă de căldură este foarte eficientă pentru clădirile cu nevoi relativ mari de energie termică.

Căldura apelor subterane

Chiar și apele subterane pot fi folosite pentru a încălzi clădirile.

Acest lucru necesită un puț forat, de unde apa este pompată în pompa de căldură.

Atunci când se utilizează apa subterană, se impune cerințe ridicate asupra calității acesteia.

Pompă de căldură cu apă freatică ca sursă de căldură

După trecerea prin pompa de căldură, apa poate fi transportată într-un canal de drenaj sau fântână. O astfel de soluție poate duce la o scădere nedorită a nivelului apei subterane, precum și la reducerea fiabilității operaționale a instalației și poate avea un impact negativ asupra puțurilor din apropiere.

În zilele noastre această metodă este folosită din ce în ce mai puțin.

De asemenea, apele subterane pot fi returnate în pământ prin infiltrare parțială sau completă.

O pompă de căldură atât de profitabilă

Coeficientul de conversie a căldurii Cu cât eficiența pompei de căldură este mai mare, cu atât este mai profitabilă. Eficiența este determinată de așa-numitul coeficient de conversie a căldurii sau coeficient de transformare a temperaturii, care este raportul dintre cantitatea de energie generată de pompa de căldură și cantitatea de energie cheltuită în procesul de transfer de căldură. De exemplu: coeficientul de transformare a temperaturii este 3. Aceasta înseamnă că pompa de căldură furnizează de 3 ori mai multă energie decât consumă. Cu alte cuvinte, 2/3 au fost primite „gratis” de la sursa de căldură. Cum să faci o pompă de căldură pentru încălzirea unei case cu propriile mâini: principiu de funcționare și diagrame Cu cât nevoile de energie ale casei dvs. sunt mai mari, cu atât economisiți mai mulți bani. Notă Valoarea coeficientului de transformare a temperaturii este afectată de prezența/ignorarea parametrilor echipamentelor suplimentare (pompe de circulație) în calcule, precum și de diferite condiții de temperatură. Cu cât distribuția temperaturii este mai mică, cu atât coeficientul de transformare a temperaturii devine mai mare; pompele de căldură sunt cele mai eficiente în sistemele de încălzire cu caracteristici de temperatură scăzută.

Atunci când alegeți o pompă de căldură pentru sistemul dvs. de încălzire, nu este rentabil să vă orientați indicatoare de putere ale pompei de căldură pentru cerințele maxime de putere (pentru a acoperi costurile de energie în circuitul de încălzire în cea mai rece zi a anului). Experiența arată că pompa de căldură ar trebui să genereze aproximativ 50-70% din acest maxim, pompa de căldură ar trebui să acopere 70-90% (în funcție de sursa de căldură) din necesarul total anual de energie pentru încălzire și alimentare cu apă caldă. La temperaturi externe scăzute, pompa de căldură este utilizată cu echipamentul cazanului existent sau cu un dispozitiv de închidere a vârfului, care este echipat cu pompa de căldură.

Comparația costurilor pentru instalarea unui sistem de încălzire pentru o casă individuală bazată pe o pompă de căldură și un cazan pe ulei.

Pentru analiză, să luăm o casă cu o suprafață de 150-200 mp.

Cea mai comună versiune a unei case de țară moderne pentru utilizare permanentă astăzi.
Utilizarea materialelor și tehnologiilor moderne de construcție asigură pierderea de căldură a clădirii la nivelul de 55 W/mp pardoseală.
Pentru a acoperi necesarul total de energie termică cheltuită cu încălzirea și alimentarea cu apă caldă a unei astfel de case, este necesar să instalați o pompă de căldură sau un cazan cu o capacitate termică de aproximativ 12 kW/h.
Costul pompei de căldură sau al cazanului diesel în sine este doar o fracțiune din costurile care trebuie suportate pentru a pune în funcțiune sistemul de încălzire în ansamblu.

Mai jos este o listă departe de a fi completă a principalelor costuri asociate pentru instalarea unui sistem de încălzire la cheie bazat pe un cazan cu combustibil lichid, care sunt absente atunci când se utilizează o pompă de căldură:

filtru aerisire, pachet fix, grup de siguranta, arzator, sistem de tubulatura cazanului, panou de comanda cu automatizare in functie de vreme, centrala electrica de urgenta, rezervor de combustibil, cos de fum, cazan.

Toate acestea însumează cel puțin 8000-9000 de euro. Ținând cont de necesitatea instalării în sine a cazanului, al cărui cost, ținând cont de toate cerințele autorităților de supraveghere, este de câteva mii de euro, ajungem la o concluzie paradoxală la prima vedere și anume comparabilitatea practică. a costurilor inițiale de capital la instalarea unui sistem de încălzire la cheie bazat pe o pompă de căldură și un cazan cu combustibil lichid.

În ambele cazuri, costul se apropie de 15 mii de euro.

Având în vedere următoarele avantaje incontestabile ale unei pompe de căldură, cum ar fi:
Economic. La costul de 1 kW de energie electrică este 1 rublă 40 de copeici, 1 kW de putere termică ne va costa nu mai mult de 30-45 de copeici, în timp ce 1 kW de energie termică de la cazan va costa deja 1 rublă 70 de copeici (la un preț de motorină de 17 ruble/l);
Ecologie. O metodă de încălzire ecologică atât pentru mediu, cât și pentru oamenii din cameră;
Siguranţă. Nu există flacără deschisă, fără evacuare, fără funingine, fără miros de motorină, fără scurgeri de gaz, fără scurgeri de păcură.

Nu există instalații de depozitare periculoase pentru incendiu pentru cărbune, lemn de foc, păcură sau motorină;

Fiabilitate. Un minim de piese mobile cu o durată mare de viață. Independență față de furnizarea de material combustibil și calitatea acestuia. Practic nu necesită întreținere. Durata de viață a pompei de căldură este de 15 – 25 de ani;
Confort. Pompa de căldură funcționează silențios (nu mai tare decât un frigider);
Flexibilitate. Pompa de caldura este compatibila cu orice sistem de incalzire cu circulatie, iar designul sau modern ii permite sa fie instalata in orice incapere;

Un număr tot mai mare de proprietari individuali de locuințe aleg o pompă de căldură pentru încălzire, atât în ​​construcții noi, cât și atunci când modernizează un sistem de încălzire existent.

Dispozitiv cu pompa de caldura

Tehnologia aproape de suprafață de utilizare a energiei termice de calitate scăzută folosind o pompă de căldură poate fi considerată ca un fel de fenomen tehnic și economic sau o adevărată revoluție a sistemului de alimentare cu căldură.

Dispozitiv cu pompa de caldura. Elementele principale ale unei pompe de căldură sunt un evaporator, un compresor, un condensator și un regulator de debit conectat printr-o conductă - un tub de accelerație, expansor sau vortex (Fig. 16).

Schematic, o pompă de căldură poate fi reprezentată ca un sistem de trei circuite închise: în primul, extern, circulă un radiator (un lichid de răcire care colectează căldura din mediu), în al doilea - un agent frigorific (o substanță care se evaporă, luând îndepărta căldura radiatorului și se condensează, cedând căldura radiatorului) , în al treilea - un receptor de căldură (apă în sistemele de încălzire și alimentare cu apă caldă ale clădirii).

16. Dispozitiv pompa de caldura

Circuitul exterior (colector) este o conductă așezată în pământ sau în apă în care circulă un lichid neîngheț - antigel. Trebuie menționat că sursa de energie cu potențial scăzut poate fi fie căldura de origine naturală (aerul exterior; căldura solului, ape arteziene și termale; apa râurilor, lacurilor, mărilor și a altor corpuri de apă naturale neînghețate) și proveniență artificială (descărcări industriale, stații de epurare a apelor uzate, căldură de la transformatoare de putere și orice altă căldură reziduală).

Temperatura necesară pentru funcționarea pompei este de obicei 5-15 °C.

Al doilea circuit, în care circulă agentul frigorific, are schimbătoare de căldură încorporate - un evaporator și un condensator, precum și dispozitive care modifică presiunea agentului frigorific - un șoc (o gaură îngustă calibrată) care îl pulverizează în fază lichidă și un compresor care îl comprimă în stare gazoasă.

Ciclu de funcționare. Agentul frigorific lichid este forțat prin clapetă, presiunea acestuia scade și intră în evaporator, unde fierbe, luând din mediu căldura furnizată de colector.

Apoi, gazul în care s-a transformat agentul frigorific este aspirat în compresor, comprimat și, încălzit, împins în condensator. Condensatorul este unitatea de eliberare a căldurii a pompei de căldură: aici căldura este primită de apa din circuitul de încălzire. În acest caz, gazul se răcește și se condensează pentru a fi supus din nou la descărcare în supapa de expansiune și a reveni la evaporator. După aceasta, ciclul de lucru se repetă.

Pentru ca compresorul să funcționeze (menține presiunea și circulația ridicată), acesta trebuie conectat la curent electric.

Dar pentru fiecare kilowatt-oră de energie electrică consumat, pompa de căldură produce 2,5-5 kilowați-oră de energie termică.

Pompă de căldură pentru încălzire: principiu de funcționare și avantaje de utilizare

Acest raport se numește raport de transformare (sau raport de conversie a căldurii) și servește ca un indicator al eficienței pompei de căldură.

Valoarea acestei valori depinde de diferența de niveluri de temperatură din evaporator și condensator: cu cât diferența este mai mare, cu atât este mai mică. Din acest motiv, pompa de căldură ar trebui să folosească cât mai mult posibil din sursa de căldură de calitate scăzută, fără a încerca să o răcească prea mult.

Tipuri de pompe de căldură.

Pompele de căldură vin în două tipuri principale - buclă închisă și buclă deschisă.

Pompe cu circuit deschis Ei folosesc ca sursă de căldură apa din surse subterane - aceasta este pompată printr-un puț forat într-o pompă de căldură, unde are loc schimbul de căldură, iar apa răcită este descărcată înapoi în orizontul subacvatic printr-un alt puț.

Acest tip de pompa este avantajos deoarece apa subterana mentine o temperatura stabila si destul de ridicata pe tot parcursul anului.

Pompe cu ciclu închis Există mai multe tipuri: verticalși g orizontală(Fig. 17).

Pompele cu schimbător de căldură orizontal au un circuit extern închis, a cărui parte principală este săpată orizontal în pământ sau așezată de-a lungul fundului unui lac sau iaz din apropiere.

Adâncimea conductelor subterane în astfel de instalații este de până la un metru. Această metodă de obținere a energiei geotermale este cea mai ieftină, dar utilizarea ei necesită o serie de condiții tehnice care nu sunt întotdeauna disponibile în zona în curs de dezvoltare.

Principalul lucru este că țevile trebuie așezate astfel încât să nu interfereze cu creșterea copacilor sau cu lucrările agricole, astfel încât să existe o probabilitate scăzută de deteriorare a țevilor subacvatice în timpul activităților agricole sau de altă natură.

Orez. 17. Sistem geotermal la suprafață cu schimb de căldură

Pompe cu schimbător de căldură vertical include un contur exterior săpat adânc în pământ - 50-200 m.

Acesta este cel mai eficient tip de pompă și produce cea mai ieftină căldură, dar este mult mai costisitor de instalat decât tipurile anterioare. Beneficiul în acest caz se datorează faptului că la o adâncime de peste 20 de metri, temperatura pământului este stabilă pe tot parcursul anului și se ridică la 15-20 de grade și crește doar odată cu creșterea adâncimii.

Aer conditionat cu pompe de caldura. Una dintre calitățile importante ale pompelor de căldură este capacitatea de a trece de la modul de încălzire iarna la modul de aer condiționat vara: în locul radiatoarelor se folosesc doar ventiloconvector.

Un ventiloconvector este o unitate internă în care sunt furnizate căldură sau lichid de răcire și aer antrenat de un ventilator, care, în funcție de temperatura apei, este fie încălzit, fie răcit.

Include: schimbator de caldura, ventilator, filtru de aer si panou de control.

Deoarece unitățile ventiloconvectoare pot funcționa atât pentru încălzire, cât și pentru răcire, sunt posibile mai multe opțiuni de conducte:
- S2 - conductă - când rolul de căldură și lichid de răcire este jucat de apă și amestecarea acestora este permisă (și, opțional, un dispozitiv cu încălzitor electric și schimbător de căldură care funcționează numai pentru răcire);
- S4 - conductă - atunci când lichidul de răcire (de exemplu, etilenglicol) nu poate fi amestecat cu lichidul de răcire (apa).

Puterea ventiloconvectorului pentru frig variază de la 0,5 la 8,5 kW, iar pentru căldură – de la 1,0 la 20,5 kW.

Sunt echipate cu ventilatoare cu zgomot redus (de la 12 la 45 dB) cu până la 7 viteze de rotație.

Perspective. Utilizarea pe scară largă a pompelor de căldură este împiedicată de lipsa de conștientizare a publicului. Potențialii cumpărători sunt speriați de costurile inițiale destul de mari: costul pompei și al instalării sistemului este de 300-1200 USD per 1 kW de putere de încălzire necesară. Dar un calcul competent dovedește în mod convingător fezabilitatea economică a utilizării acestor instalații: investițiile de capital se plătesc, conform estimărilor aproximative, în 4-9 ani, iar pompele de căldură durează 15-20 de ani înainte de reparațiile majore.