Топлотне пумпе за кућно гријање: принцип рада, извори

Шта је то - топлотна пумпа? Како то функционише? Где могу да ови уређаји извуче топлоту? Коначно, колико су профитабилни и практични у односу на друге изворе топлотне енергије? Хајде да схватимо.

Шта је то

Принцип рада топлотне пумпе је потпуно идентичан са шемом рада обичног фрижидера.

• Компресор компресује испарљиво расхладно средство. Ово ствара значајну количину топлоте, која се даје измењивачу топлоте. Ова топлота се може користити за загријавање ваздуха преко вентилатора или вентилатора.
• Хладно средство пролази кроз експанзиони вентил и драматично се повећава у запремини.. Истовремено, у потпуности у складу са законима физике, брзо се охлади и пролаз кроз други измењивач топлоте узима топлоту из своје околине.

Напомена: Што је већи степен експанзије расхладног средства, нижа је његова крајња температура. Сходно томе, под одређеним условима, сасвим је у стању да извуче топлоту из средње хлађене дно испод тачке смрзавања воде.

Ако је фрижидер у могућности да ради само на један начин - за хлађење унутрашњег простора, онда свака топлотна пумпа за загревање куће може инвертирати правац кретања расхладног средства. Са практичне стране то значи да власник таквог уређаја има на располагању потпуно опремљен клима уређај: зими загреје просторију, али се током лета користи за хлађење коче на угодну температуру.

Коначно, грејање топлотне пумпе има још једну врло лијепу особину. Пошто се електрична енергија троши само на рад компресора, а спољно окружење се користи као извор топлоте, пумпа даје између 3 и 5 киловата термичке енергије за сваки киловат потрошене електричне енергије.

Извори топлоте

Шта може бити извор ниске температуре?

Гроунд

Као што је познато, зими хладно земљиште замрзава до прилично безначајне дубине. Само метар испод нивоа замрзавања, температура земљишта је стабилна и износи 8-12 степени у било које доба године.

Топлотне пумпе из земног извора користе геотермално топлоту.

Постоје два типа измјењивача топлоте:

1. Вертикално су дугачке флексибилне цеви, уроњене у вертикалним бунарима до дубине од 60-100 метара. Узимајући у обзир чињеницу да је трошак бушења радног метра бунара 2-3 хиљаде рубаља, инсталација измјењивача топлине кошта значајан износ; али вертикални измењивач топлоте се не одвија на локацији.

1. Хоризонтално, напротив, задржава се у плиткој дубини. Раван испод њега може се ископати властитим рукама, без учешћа технологије; сходно томе, инсталација ће бити много јефтинија. Међутим, целокупна површина тла изнад колектора (око три пута више гријане површине куће) неће бити погодна за садњу: већина биљки неће толерисати прегријавање корења у лето.

Процењени трошкови геотермалне топлотне пумпе са топлотном снагом од 20 КВ су око пола милиона рубаља. Инсталација у зависности од услова (број и дубина бунара, присуство или одсуство подземних вода итд.) Ће приморати купца да потроши још 100 - 400 хиљада.

Вода

Ако је ваша кућа на обали резервоара без замрзавања - имате среће: у том случају, грејање помоћу топлотних пумпи може се спровести уз минималне трошкове инсталације. Размењивач топлоте се загрева тежином и уклања топлоту из воде.

Пумпе које користе подземне воде као извор топлоте су нешто компликованије. У овом случају се на том подручју бушавају два бунара, од којих једна постаје извор воде, а друга се користи за испуштање након проласка кроз измјењивач топлоте. Приближна брзина протока бунара, осигурава рад уређаја топлотним капацитетом од 16 КВ - 0,8 м3 / сат.

Ваздух

На крају, најјефтиније топлотне пумпе које користе амбијентални ваздух као извор топлоте. Једноставност дизајна чини их релативно јефтиним; инсталација је више него једноставна.

У продаји можете пронаћи уређаје који раде у две шеме.

1. Аир-то-аир пумпе се користе само за грејање или хлађење ваздуха у затвореном простору.
2. Шема зрак-вода омогућава, поред грејања, да обезбеде кућу топлом водом.

Као пример, приказујемо тренутне малопродајне цене за неколико уређаја који раде према другој шеми.

А шта је са ваздушним пумпама? Ох, овде је слика много атрактивнија. Најједноставнија топлотна пумпа овог типа - обичан прозирни клима уређај - може се купити за 4-5 хиљада рубаља; Важнија куповина - систем за поделу инвертора - коштаће 20-40 хиљада.

Зашто у овом ценовном односу направити уређаје који извлаче топлоту из воде и земље задржавајући своју популарност? Одговор је једноставан: ваздушне пумпе остају активне само на релативно високим спољашњим температурама (до -25 Ц); У међувремену, у већини делова земље на врхунцу зимских мраза, термометар се значајно смањује.

Штавише, нижа је температура улице, мање повољна је грејање куће помоћу топлотне пумпе ове врсте. Постоји таква ствар као ЦОП (коефицијент учинка), што значи однос топлоте која се генерише на цену електричне енергије. Дакле, ова основна карактеристика топлотних пумпи за популарног Митсубисхи Зубадана је 4.0 на + 5 ° Ц и 2.0 на-25.

Закључак је очигледан. Грејање сеоске куће са топлотном пумпом која ради према шеми зрак-зрак је оправдана само у топлој климатској зони. У Иакутији или Хабаровској територији треба да буду пожељни геотермални уређаји.

Ефикасност трошкова

Грејање приватне куће са електричним конвекторима за гријање, вентилаторским грејачима и другим уређајима за грејање је најскупља од свих постојећих шема. Судите за себе:

Међутим, ако не користите директно грејање, већ топлотна пумпа - грејање ће постати знатно јефтиније. Колико - зависи од већ поменутог ЗП. За већину модела уређаја различитих типова, овај параметар пада у распону од 3-4; најбољи узорци имају ЦОП од 6.

Вредно је размислити о још неколико нијанси.

• Као што је већ поменуто, са ваздушним пумпама, енергетска ефикасност се смањује с обзиром да температура пада споља, па би за процјену било тачно узети просјечну вриједност по сезони (ЦОП за просјечну зимску температуру).
• ЦОП зависи не само од температуре нискоћег извора топлоте, већ и од температуре објекта на који се преноси топлота. Топлотна пумпа је управо делта температуре. На пример, геотермална пумпа, грејање топлог пода до + 30Ц, биће много економичније него дати исту топлоту радиаторима са температуром од +60.

Практична последица: ако намјеравате повезати топлотне пумпе за загријавање руку у грејном кругу са радијаторима, обратите пажњу на то да број секција треба повећати, а температура носача топлоте треба смањити на +40 - +45 ° Ц.

Узимајући у обзир све бројне резервације, просјечна ЦОП вриједност може бити сигурно узета једнако 3.0. У овом случају, како је лако израчунати, трошак киловат-сата топлоте износиће 1.2 рубља, што је само мало скупље од главног гаса, дрва за огрев и јефтиније од свих других извора топлоте.

При избору грејања, вреди размислити не само о тренутном стању ствари, већ и перспективама. И то су: захваљујући настајућем развоју зелене енергије (користећи обновљиве изворе), трошкови струје расте знатно спорији од трошкова гаса, угља и нафтних деривата.

Конкретно, предвиђена стопа раста у 2010. години предвиђа повећање трошкова кубног метра гаса за 1000 процената до 2032. године, а само 130 процената електричне енергије.

Од аутора

Можда ће читалац наћи занимљиво искуство аутора. Користи пар аир-то-аир пумпи за кућно грејање.

Дакле, с обзиром на:

• Место акције - Севастопол, Крим. Просечна јануарска температура је +3. Садашња зима је била неуобичајено хладна: током неколико дана мраз се држао на -20 степени.
• Површина грејног мансарда је 60 квадратних метара. Жлебови су комплетно застакљивање са једнокоморним двоструким застакљеним прозорима који штеде енергију. Топлотна изолација зидова и крова је 5 центиметара минералне вуне и пене пластике.
• Купер делује као извор топлоте.&Хунтер ЦХ-С12 ФТКСН. Термичка снага при раду на грејању - 4,12 кВ, ЦОП је 4,2, декларисана доња граница радне температуре је -25 ° Ц; цена у тренутку куповине износи 24.000 рубаља.

Резултати:

• Током зиме, удобно је било 20 степени у поткровљу.
• Приближна потрошња електричне енергије за грејање поткровља износила је 400 КВ-сати. Потрошња је лако претворити у готовински еквивалент на основу локалних тарифа.

Једини проблем који се открива загревањем топлотне пумпе при ниским температурама је замрзавање леда у дренажној цеви. Да би се то елиминисало, планира се једноставно поставити дио саморегулационог грејног кабла у дренажу.

Закључак

Да ли је вредно инвестирати у још неупотребљив систем гријања са топлотним пумпама? Са становишта аутора, да. Изгледа веома атрактивно чак и на позадини главног гаса - само зато што је апсолутно сигуран и не захтева уклањање производа сагоревања.

Међутим, нека читалац направи избор самостално. Као и увек, додатне тематске информације можете наћи у приложеном видеу. Успехи!