Η αρχή της λειτουργίας μιας αντλίας θερμότητας για τη θέρμανση ενός σπιτιού

Για τον μετασχηματισμό, τη μεταφορά και τη μετατροπή της θερμικής ενέργειας, χρησιμοποιείται μια ειδική συσκευή που μοιάζει με κλιματιστικό ή ψυγείο. Η αντλία θερμότητας δεν χρησιμοποιείται για θέρμανση - μεταφέρει μόνο περισσότερη θερμότητα από ό, τι λαμβάνει από το δίκτυο. Με τη βοήθεια της συσκευής, μπορείτε να αντλήσετε την ενέργεια του εδάφους, του αέρα ή του νερού σε επικοινωνίες θέρμανσης.

Αρχή και σχεδιασμός εργασίας

Η αντλία θερμότητας αποτελείται από κύκλωμα freon με συμπιεστή, βαλβίδα διαστολής, εναλλάκτες θερμότητας (συμπυκνωτής, εξατμιστής) και χαλκό αγωγού. Τα συγκροτήματα συνδέονται μεταξύ τους χρησιμοποιώντας εξαρτήματα και αυτόματα εξαρτήματα.

Η αρχή της λειτουργίας της μονάδας βασίζεται στην επιλογή θερμότητας χαμηλής ποιότητας:

• νερό (από +2 έως +7 βαθμούς);
• αέρας (από -25 έως +35 μοίρες)
• έδαφος (από -5 έως +5 μοίρες).

Κατά τη διαδικασία λήψης πόρων θερμότητας, το αρχικό μέσο ψύχεται και το ψυκτικό του εσωτερικού κυκλώματος αρχίζει να βράζει και μετατρέπεται σε ατμό. Το αέριο συμπιέζεται από τον συμπιεστή και χάνει απότομα τον όγκο ενώ ταυτόχρονα αυξάνει τη θερμοκρασία και την πίεση. Η δράση του θερμαινόμενου φρεόν είναι να μεταφέρει πόρους θερμότητας στον κεντρικό θερμαντήρα. Οι αντλίες θερμότητας λειτουργούν σύμφωνα με την αρχή κλειστού κυκλώματος, χρησιμοποιώντας μόνο ενέργεια χωρίς να θερμαίνονται απευθείας το ψυκτικό.

Η μονάδα σάς επιτρέπει να λαμβάνετε 3-5 kW θερμότητας από 1 kW χρησιμοποιημένων ενεργειακών πόρων.

Ποικιλίες αντλιών θερμότητας

Οι αντλίες θερμότητας για τη θέρμανση μιας ιδιωτικής κατοικίας ταξινομούνται σύμφωνα με διάφορα κριτήρια. Ανάλογα με τον τύπο μετάδοσης ισχύος:

• Συμπίεση - αποτελείται από συμπιεστή, συμπυκνωτή, εξατμιστή και διαστολέα. Ο εξοπλισμός λειτουργεί σύμφωνα με την αρχή ενός κύκλου συμπίεσης και επέκτασης του φορέα θερμότητας με περαιτέρω θέρμανση.
• Απορρόφηση - λειτουργεί με βάση απορροφητικό και freon. Η συσκευή απορρόφησης είναι αποτελεσματική και είναι μια αντλία νέας γενιάς.

Σύμφωνα με την πηγή θερμότητας, μπορείτε να επιλέξετε τη συσκευή:

• αέρας - εξάγει θερμικούς πόρους από την ατμόσφαιρα.
• γεωθερμική - παίρνει ενέργεια από νερό ή έδαφος.
• δευτερεύον - λειτουργεί με δευτερεύουσα θερμότητα νερού ή αέρα.

Οι δευτερεύουσες συσκευές θερμότητας μπορούν να πάρουν ενέργεια από τα λύματα.

Η συσκευή αντλίας θερμότητας διαφέρει επίσης από την άποψη του περιβάλλοντος για την πρόσληψη και μετατροπή ενέργειας, χαρακτηριστικών και μεθόδων λειτουργίας.

Σύστημα υπόγειων υδάτων

Οι συσκευές σάς επιτρέπουν να λαμβάνετε θερμότητα από τα έντερα της γης όλο το χρόνο. Οι ακόλουθες τροποποιήσεις μπορούν να επιλεγούν ανάλογα με τον τύπο του γεωθερμικού κυκλώματος:

• Οριζόντια - ένα σύστημα με τη μορφή σωλήνων που βρίσκονται κάτω από την κατάψυξη του εδάφους, σε βάθος 1,5-2 μ. Το καθεστώς θερμοκρασίας καθ 'όλη τη διάρκεια του έτους φτάνει τους + 3 ... + 15 μοίρες, έτσι ώστε να μπορεί να ληφθεί θερμότητα ανά πάσα στιγμή .
• Κάθετη - η δεξαμενή μοιάζει με γεωτρήσεις βάθους 50-200 μ. Στο εσωτερικό υπάρχουν ειδικοί ανιχνευτές που λαμβάνουν θερμότητα από μια σταθερή κλίση θερμοκρασίας.

Κατά τη διάταξη κάθετου περιγράμματος, πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η γεωλογική σύνθεση του εδάφους. Στον ιστότοπο όπου βρίσκεται το οριζόντιο περίγραμμα, δεν μπορείτε να χτίσετε σπίτια, να πλακάκια.

Σύστημα νερού-νερού

Για να θερμάνετε το δωμάτιο, θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε την ενέργεια των υπόγειων υδάτων με σταθερή θερμοκρασία +7 και πάνω από τους βαθμούς. Η τεχνολογία παρέχει την παροχή νερού από μια φυγοκεντρική αντλία σε έναν ειδικό σταθμό. Η θερμική ενέργεια μεταφέρεται στο αντιψυκτικό από το κάτω κύκλωμα της συσκευής.Αυτή η επιλογή επιτρέπεται σε ιστότοπους:

• χωρίς υπόγεια ύδατα ή με ελάχιστο επίπεδο εμφάνισης ·
• με πηγάδια στα οποία το σημάδι νερού δεν μειώνεται.
• με ελάχιστη σύνθεση και ρύπανση αλατιού.
• εξοπλισμένο με πηγάδι αποχέτευσης, ικανό να δέχεται από 2200 λίτρα λυμάτων ανά ώρα.

Η καλύτερη επιλογή για εξοπλισμό νερού-νερού-νερού είναι μια περιοχή κοντά σε ένα ποτάμι ή άλλο υδατικό σύστημα.

Σύστημα "νερό-αέρας"

Οι αντλίες θερμότητας δεν θερμαίνουν τον αέρα μέσα στα δωμάτια, αλλά τον ίδιο τον φορέα θερμότητας. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για θέρμανση, προετοιμασία DHW. Το σύστημα έχει πολλά πλεονεκτήματα:

• εγκατεστημένο χωρίς διάτρηση εξωτερικού περιγράμματος.
• είναι αξιόπιστο και ανθεκτικό.
• ισχύει το φθινόπωρο και την άνοιξη.

Τα μειονεκτήματα των αντλιών περιλαμβάνουν:

• μείωση της COP όταν η θερμοκρασία φτάσει τους +1,2 βαθμούς.
• χρησιμοποιώντας όπισθεν για απόψυξη της εξωτερικής μονάδας.

Οι σταθμοί δεν είναι το μόνο μέσο παραγωγής θερμότητας. Λειτουργούν σε συνδυασμό με λέβητα θέρμανσης.

Σύστημα αέρα-αέρα

Οι συσκευές αέρα-αέρα λαμβάνουν θερμική ενέργεια από μάζες αέρα του δρόμου. Εξωτερικά, μοιάζουν με κλιματιστικά, αλλά μπορούν να λειτουργήσουν σε χαμηλές θερμοκρασίες. Ο κρύος αέρας θερμαίνεται σε συμπυκνωτή. Τα πλεονεκτήματα του TN περιλαμβάνουν:

• κόστος συγκρίσιμο με την τιμή ενός κλιματιστικού ·
• γρήγορη εγκατάσταση
• δεν υπάρχει κίνδυνος διαρροής φορέων θερμότητας.

Μεταξύ των μειονεκτημάτων των συστημάτων:

• η ικανότητα λειτουργίας μόνο σε θερμοκρασίες έως -20 μοίρες.
• την ανάγκη εγκατάστασης ενός ειδικού μπλοκ σε κάθε δωμάτιο ·
• έλλειψη συνθηκών για την παροχή ζεστού νερού.

Ο εξοπλισμός θέρμανσης αέρα-αέρα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για επιπλέον θέρμανση καλοκαιρινής εξοχικής κατοικίας ή εξοχικής κατοικίας.

Κριτήρια επιλογής συστήματος

Πριν αγοράσετε μια αντλία θερμότητας, πρέπει να λάβετε υπόψη:

• Κόστος εγκατάστασης συστήματος. Για να συνδέσετε ένα VT στη Μόσχα, θα πρέπει να τοποθετήσετε ένα οριζόντιο περίγραμμα. Σκάβεται ένα λάκκο (10 χιλιάδες ρούβλια / βάρδια για ενοικίαση εκσκαφέα) και μετά γίνεται προετοιμασία για εργασία (5 χιλιάδες ρούβλια). Το φρεάτιο κοστίζει 1000 ρούβλια / λίτρο, λαμβάνοντας υπόψη την εγκατάσταση και τη σωλήνωση του καθετήρα. Για να λειτουργεί κανονικά το σύστημα, θα χρειαστούν 350 μέτρα του κυκλώματος ή 350 χιλιάδες ρούβλια.
• Κατανάλωση ενέργειας. Μια αντλία θερμότητας 9 kW καταναλώνει 2,7 kW / h ηλεκτρικής ενέργειας, κάτι που είναι φθηνότερο από έναν παρόμοιο ηλεκτρικό λέβητα.
• Απόδοση Η εναλλακτική θέρμανση, λαμβάνοντας υπόψη το κόστος εγκατάστασης και την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας, θα αποπληρωθεί μετά από 3 χρόνια.
• Κλιματικές συνθήκες της περιοχής κατοικίας. Δεν είναι αποτελεσματικά σε περιοχές με παγωμένους χειμώνες. Δεν θα μπορούν να πάρουν την απαιτούμενη ποσότητα θερμότητας από το έδαφος, τον αέρα ή το νερό.
• Ισχύς συσκευής. Ο ιδιοκτήτης ενός διώροφου σπιτιού 10x10 τετραγώνων πρέπει να κάνει υπολογισμούς με βάση: τη μέγιστη αρνητική θερμοκρασία (-20 μοίρες). διαφορές θερμοκρασίας έξω και στο δωμάτιο (20 - -20 = 40) απώλεια θερμότητας τοίχων (τούβλο - 13,5 kW). Στην τελευταία ένδειξη της ελάχιστης ισχύος, πρέπει να προσθέσετε περίπου 50%.
• Χωρητικότητα δεξαμενής αποθήκευσης. Με 3 εκκινήσεις της αντλίας, απαιτούνται 30 λίτρα νερού, με 5 εκκινήσεις - 20 λίτρα.

Κατά την επιλογή εξοπλισμού, λαμβάνονται υπόψη η κατάσταση του σπιτιού και τα χαρακτηριστικά της περιοχής όπου βρίσκεται.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα

Οι επικοινωνίες θέρμανσης με αντλία θερμότητας έχουν πολλά πλεονεκτήματα:

• εξοικονόμηση ενέργειας: με κατανάλωση 1 kW / h, επιτυγχάνεται 4 kW / h θερμότητας.
• μείωση του κόστους επισκευής του συστήματος ·
• ευελιξία - κατάλληλο για εγκατάσταση σε περιοχές χωρίς δίκτυο αερίου, ηλεκτροφόρα καλώδια, επειδή θα λειτουργεί σε αέρα, έδαφος ή νερό ·
• Πλήρης αυτοματοποίηση του συστήματος - σε περίπτωση μακράς απουσίας, ο ιδιοκτήτης μπορεί να ορίσει ένα σταθερό καθεστώς θερμοκρασίας +10 μοίρες.
• περιβαλλοντική ασφάλεια - δεν παράγει οξείδια, οξέα και βενζοϊκές ενώσεις.
• χωρίς καταστάσεις έκτακτης ανάγκης - το ψυκτικό και τα εξαρτήματα του συστήματος δεν θερμαίνονται σε κρίσιμες θερμοκρασίες.
• η ικανότητα λειτουργίας σε θερμοκρασίες έως -15 μοίρες.
• αναστρεψιμότητα - οι μονάδες δροσίζουν το σπίτι το καλοκαίρι, αφαιρώντας τη θερμότητα από τα δωμάτια και κατευθύνοντάς το στο εφεδρικό περιβάλλον.
• μακροχρόνια χρήση: χωρίς επισκευή, η αντλία χρησιμοποιείται για 25-50 χρόνια, ένα ανταλλακτικό συμπιεστή αποτυγχάνει κάθε 15-20 χρόνια.

Τα μειονεκτήματα της χρήσης αντλιών θερμότητας περιλαμβάνουν:

• οικονομικές δαπάνες για την οργάνωση ενός γεωθερμικού συστήματος ·
• μακροπρόθεσμη (5-10 χρόνια) αποπληρωμή του συστήματος ·
• την ανάγκη χρήσης πρόσθετης θέρμανσης σε κρύες περιοχές.

Στα συστήματα θέρμανσης δαπέδου, επιτρέπεται η χρήση πηνίων ανεμιστήρα που μεταφέρουν θερμότητα ή κρύο στον αέρα από το νερό. Εάν έχετε ένα παλιό σπίτι, θα χρειαστείτε ανακατασκευή θέρμανσης.

Δημοφιλείς κατασκευαστές αντλιών θερμότητας

Οι αντλίες θερμότητας παράγονται κυρίως από εταιρείες από την Ασία. Οι Daikin, Mitsubishi Electric και Hitach ήταν οι πρώτοι που προμήθευαν την ευρωπαϊκή αγορά. Ο εξοπλισμός παράγεται επίσης από κατασκευαστές από τη Νότια Κορέα (LG και Samsung), την Κίνα (Midea και Gree).

Οι ευρωπαϊκές μάρκες Dimplex, Nibe, Alpha-Inno Tec, AJ Tech, CIAT, Technibel, Atlantic, Airwell, Buderus έχουν επίσης τροποποιήσεις ATW.

Αντλία θερμότητας DIY

Μπορείτε να φτιάξετε μόνοι σας μια αντλία θερμότητας για τη θέρμανση ενός μικρού σπιτιού.

1. Αγοράστε ένα παλιό ψυγείο και αποσυναρμολογήστε το αφαιρώντας τον αυτοματισμό.
2. Φτιάξτε έναν συμπυκνωτή από χαλύβδινο δοχείο 100 λίτρων κομμένο στο μισό. Ένα δοχείο χαλκού με τοίχους πάχους 1 mm τοποθετείται στη δεξαμενή.
3. Κάντε μια σπείρα τυλίγοντας έναν χαλκό σωλήνα γύρω από έναν κύλινδρο αερίου ή οξυγόνου παρατηρώντας την ίδια απόσταση μεταξύ των στροφών.
4. Διορθώστε τις στροφές περνώντας το σύρμα μέσω των οπών στις γωνίες αλουμινίου.
5. Συγκολλημένα μέρη της δεξαμενής.
6. Φτιάξτε έναν εξατμιστή από πλαστικό δοχείο 60-80 λίτρων. Είναι εξοπλισμένο με πηνίο και σπείρωμα για τους αγωγούς αποστράγγισης και τροφοδοσίας.
7. Εγκαταστήστε τον εξοπλισμό στο δωμάτιο και φέρετε 2 αγωγούς αέρα σε αυτό, κομμένα στο μπροστινό φύλλο.
8. Σωλήνες συγκολλητικού χαλκού, αντλία σε freon.
9. Ξεκινήστε και συνδέστε τη δομή με τη θέρμανση.

Ο αέρας θα τροφοδοτείται μέσω του άνω καναλιού στον καταψύκτη, θα ψύχεται και θα παρέχεται στο περίβλημα. Αφού ζεσταθεί από έναν εναλλάκτη θερμότητας στον πίσω τοίχο, οι μάζες αέρα θα εισέλθουν στο δωμάτιο.

Ως αποτέλεσμα της εργασίας, επιτυγχάνεται ένα σύστημα με κλειστό βρόχο. Το ψυκτικό κυκλοφορεί σε αυτό, λαμβάνοντας και μεταφέροντας ενέργεια από τον εξατμιστή στον συμπυκνωτή. Η θερμική ενέργεια που λαμβάνεται έχει μικρή ισχύ, επομένως, απαιτείται επιπλέον σύνδεση θερμαντικών δαπέδων ή χαμηλής αδράνειας.

Η θερμοκρασία του νερού εξόδου δεν θα υπερβαίνει τους 50-60 βαθμούς.

Σχέδιο

Ένα σύστημα δισθενούς συστήματος θέρμανσης θα συμβάλει στην εξοικονόμηση της ανεξάρτητης κατασκευής της συσκευής και της εγκατάστασής της. Περιλαμβάνει τον υπολογισμό της ισχύος της αντλίας θερμότητας με βάση την ελάχιστη θερμοκρασία. Η μονάδα δεν θα λειτουργεί με πλήρη χωρητικότητα καθ 'όλη τη διάρκεια του έτους.

Τα νανο στην περίπτωση αυτή είναι μια παθητική μονάδα στην οποία συνδέεται ένας λέβητας αερίου ή στερεού καυσίμου. Η παράκαμψη συνδέεται με την τελευταία.

Οι τροποποιήσεις θερμικής αντλίας είναι αποδοτικός αλλά ακριβός εξοπλισμός. Με μια μακρά περίοδο αποπληρωμής, θα είναι η μόνη εναλλακτική λύση σε περιοχές χωρίς παροχή φυσικού αερίου.