Pompa de caldura- un dispozitiv mecanic care permite transferul de căldură de la o resursă cu energie termică potențială scăzută (temperatura scăzută) la un sistem de încălzire (lichid de răcire) cu o temperatură ridicată. Să încercăm să explicăm acest lucru într-un limbaj mai ușor de înțeles.
Au trecut vremurile în care oamenii își încălzeau casele ardând lemne în seminee sau sobe. Acestea sunt înlocuite cu cazane multifuncționale cu ardere lungă. În regiunile în care gazul principal este disponibil, pentru încălzire se utilizează echipamente eficiente cu gaz. În locuri inaccesibile la rețeaua de gaz, este din ce în ce mai utilizat.
Omenirea înțelege că arderea surselor de energie neregenerabile nu este o afacere promițătoare; resursele se epuizează treptat. Oamenii de știință nu se opresc din căutare noi moduri de producere a energiei termiceși să dezvolte mecanisme moderne de implementare a sarcinilor atribuite.
Într-un astfel de proiect, a fost proiectată o pompă de căldură. Într-adevăr, la fel ca către majoritate unități generatoare de căldură, funcționarea unei pompe de căldură nu este posibilă fără energie electrică. O diferență serioasă este că electricitatea nu este implicată în încălzire, de exemplu, un element de încălzire, ca într-un radiator cu ulei, și nu închide spirala într-un pistol termic. O pompă de căldură nu are elemente de încălzire, nu creează energie termică, pompa de căldură servește doar ca purtător al acesteia de la mediu la consumator (lichid de răcire).
Energia electrică consumată de pompa de căldură este cheltuită doar pentru comprimarea agentului frigorific și pomparea acestuia pentru a-l circula. Agentul frigorific acţionează ca un necesar mediu de lucru, el este cel care transferă căldura din mediu către sistemul de încălzire și sistemul de alimentare cu apă caldă. Această recenzie ne va ajuta cum să alegem o pompă de căldură, principiul funcționării acesteia și, de asemenea, să învățăm despre avantajele și dezavantajele unui astfel de echipament.
Pompa de caldura pentru incalzire
Încălzirea tradițională a unei case private este încă de preferat dacă resursele ieftine sunt abundente. Întrebarea este ce să faci când disponibilitatea surselor ieftine este limitată? O soluție alternativă este o pompă de căldură - peste 40 de ani de experiență de operare în Uniunea Europeană ne spune că aceasta poate fi foarte eficientă.
În Federația Rusă, pompa de căldură nu a primit o distribuție adecvată. Motivul pentru acest lucru este de doi factori. În primul rând, există o abundență de petrol, gaze și lemn. În al doilea rând, este oprit de prețul ridicat și lipsa de popularizare. Informațiile despre pompele de căldură sunt foarte puține, principiul funcționării lor nu este clar și nu există suficiente informații despre beneficii.
În Uniunea Europeană, prețurile combustibililor sunt atât de mari încât sistemele de încălzire geotermală prezintă beneficii în funcționare. De exemplu, până la 95% din gospodării în Suedia și Norvegia se folosescpompe de căldură ca sursă principală de încălzire. Agenția Internațională pentru Energie estimează că pompele de căldură vor începe să asigure 10% din cererea de energie pentru încălzire în țările Organizației pentru Cooperare și Dezvoltare Economică până în 2020, iar până în 2050 această cifră va ajunge la 30%.
Pompa de caldura pentru incalzire - principiu de functionare
Dintr-un curs de fizică școlar, amintind a doua lege a termodinamicii, se știe cu certitudine că căldura de la un corp fierbinte este transferată la unul rece fără niciun mecanism. Trucul este cum să transferați căldura în direcția opusă? Pentru a face acest lucru, vom avea nevoie de o serie de acțiuni care să asigure rezultate.
Acestea sunt acțiunile pe care o pompă de căldură ne va ajuta să le realizăm. Costurile de energie pentru funcționarea unei pompe de căldură depind proporțional de diferența de temperatură dintre mediile implicate în acest proces.
Ați atins vreodată grila neagră a unui frigider din spate? Oricine poate verifica dacă peretele din spate este foarte fierbinte. Îndreptând un pirometru laser spre grătarul negru, puteți vedea că temperatura suprafeței acestuia este de aproximativ 40°C. În acest fel, inginerii echipamentelor frigorifice recuperează căldura inutilă din interiorul congelatorului.
Se știe că la sfârșitul anilor patruzeci ai secolului trecut, inventatorul Robert Weber a atras atenția asupra încălzirii inutile a aerului cu un radiator de frigider. Inventatorul s-a gândit și a conectat la el un cazan de încălzire indirectă. Drept urmare, Robert a furnizat gospodăriei apă caldă în volumul necesar. Atunci entuziastul a început să se gândească la cum să „întoarcă” frigiderul pe dos și să transforme dispozitivul de răcire într-un dispozitiv de încălzire. Trebuie să recunosc, a reușit.
Cum funcționează o pompă de căldură?
Principiul de funcționare al unei pompe de căldură se bazează pe faptul că în subteran în orice moment al anului, coborând sub nivelul de îngheț, vom întâlni temperaturi peste zero. Se pare că stratul de sol fără îngheț se află chiar sub picioarele noastre. Ce se întâmplă dacă îl folosești ca perete din spate al congelatorului?
Aplicarea principiului de funcționare al echipamentelor frigorifice, Pentru a transfera căldura din subteran în spațiul locuinței, se folosește un sistem de țevi prin care circulă agentul frigorific. Agenții frigorifici cu freon sunt încălziți de căldură subterană și încep să se evapore. Aerul rece din exterior îl răcește, provocând condensarea freonului.
Prin încălzirea căldurii prin cicluri alternative de evaporare și încălzire, pompa de căldură forțează agentul frigorific să circule. Compresorul creează presiune, forțând freonul să se deplaseze prin tuburile a două schimbătoare de căldură.
În primul schimbător de căldură, freonul se evaporă la presiune scăzută, timp în care căldura este absorbită din atmosfera imediată înconjurătoare. Același agent frigorific este apoi comprimat de un compresor sub presiune mare și mutat într-o a doua bobină unde este condensat. Apoi eliberează căldura pe care a absorbit-o mai devreme în ciclu.
Compresorul booster joacă rolul principal în proces. Prin creșterea presiunii, freonul se condensează și produce mai multă căldură decât a primit de la pământul cald. Astfel, valorile pozitive la sol de + 7 ° C șise transformă în condiții confortabile de acasă + 24°C.
Folosind o pompă de căldură pentru încălzire, obținem o eficiență ridicată.
Aș dori să remarc că întreaga structură nu necesită o linie de cablare electrică special dedicată. Consumul de energie este comparabil cu consumul de energie al unui fierbător electric de uz casnic. Trucul este că pompa de căldură „produce” energie termică de patru ori mai mult decât consumă electricitate. Pentru a încălzi o cabană de 300 m2, în înghețuri severe de 30°C, nu se vor cheltui mai mult de 3 kW.
Cu toate acestea, proprietarul unei pompe geotermale va trebui să dea mult la început. Costul echipamentelor și materialelor pentru conectare este de cel puțin 4.500 USD. Să adăugăm lucrări de instalare și găurire și, în aceeași sumă, se dovedește că cel mai simplu sistem va costa 10 mii de dolari.
Este clar că va costa cu un ordin de mărime mai ieftin. Dar plătiți lunar bazat pe 1 kW la 10 m2va trebui oricum. Deci, se dovedește că pentru 300 mp. metri acasă va fi nevoie de 30 kW - de 10 ori mai mult decât va fi cheltuit pentru o pompă de căldură.
Calculele pentru încălzirea cu gaz folosind un cazan pe gaz oferă aproximativ aceleași cifre - 2000 de ruble pe lună, ceea ce este comparabil cu funcționarea unei pompe de căldură. Din păcate, nu toată lumea locuiește într-o zonă gazificată.
Pompa de căldură are un avantaj incontestabil. Vara, un astfel de „congelator invers” poate fi „întors pe dos” și cu o ușoară mișcare a mâinii, pompa de căldură se transformă într-un aparat de aer condiționat. În zilele călduroase afară sunt +30°C, dar în temniță este răcoare. Folosind tuburi umplute cu lichid de răcire, pompa va transfera frigul subteranului în casă. Apoi, ventilatorul este pornit, astfel încât obținem un sistem de răcire economic.
Practica operațională indică perioade de rambursare de la 3 la 7 ani. Țările scandinave și-au calculat de mult profiturile și se încălzesc folosind această metodă. Un exemplu izbitor este pompa de căldură gigantică din Stockholm, echipament geotermal. Sursa de energie termică iarna și răcoare vara sunt apele Mării Baltice. Sloganul se aplică pe deplin pompei de căldură: plătiți acum - economisiți mai târziu! Economiile sunt din ce în ce mai mari datorită faptului că resursele energetice devin din ce în ce mai scumpe.
Pompa de caldura. Adevărul despre eficacitatea sa.
Din păcate, nu totul este atât de roz cu eficiența astăzi. Una dintre principalele întrebări care chinuie consumatorul rămâne: să cumperi sau nu o pompă de căldură. Sfatul nostru este să cântăriți cu atenție argumentele pro și contra; cel mai probabil, opțiunea de cumpărare a unuia convențional va costa mai puțin după utilizare, iar instalarea va fi mai ușoară.
Dacă considerăm o pompă de căldură ca un concept al viitorului, ca o idee nouă pentru generarea de căldură, ideea de inginerie merită cu siguranță respect. Echipamentul geotermal funcționează, îl poți atinge cu mâinile, iar în fiecare an devine din ce în ce mai eficient. Totuși, dacă calculăm câți bani vom cheltui pentru funcționarea acestuia, adăugăm costurile inițiale de achiziție și instalare, cel mai probabil vom obține o sumă care să arate că vom cheltui mult mai mulți bani pe el decât pe orice alt tip de dispozitiv generator de căldură. .
Considerând o pompă de căldură ca un sistem economic, atunci când cheltuiți 100 de ruble pentru funcționarea acesteia și primiți energie termică în valoare de 300 de ruble, nu uitați că ați plătit mulți bani pentru dreptul de a primi un profit suplimentar de 200 de ruble. Apropo, în Uniunea Europeană, vânzările de pompe de căldură sunt susținute de programe guvernamentale.
Deci, în Finlanda, peste 60 de mii de pompe de căldură sunt vândute anual, iar numărul vânzărilor crește cu o rată de 5%. Dar, în primul rând, efectul economic al utilizării unor astfel de echipamente acolo este mai mare din cauza energiei electrice scumpe. Costul energiei electrice în Finlanda este de 35 de euro cenți, comparativ cu Rusia – 7 euro cenți. În al doilea rând, programul de subvenții prevede rambursarea achiziției unei pompe de căldură în valoare de 3.000 EURO.
Atâta timp cât prețurile la gaz și electricitate rămân scăzute, introducerea unei pompe de căldură ca un concurent major rămâne o provocare. Consumul în masă va deveni posibil doar în cazul unei crize cu producția de hidrocarburi sau al unei crize cu producerea de energie electrică.
Cum să alegi pompa de căldură potrivită
Primul stagiu.
Calculul necesarului de căldură pentru încălzirea unei case. Pentru a selecta o pompă de căldură (CP) care este inclusă în sistemul de încălzire al unei case, este important să se calculeze necesarul de căldură. Un calcul precis vă va ajuta să evitați depășirile inutile ale costurilor, deoarece acest lucru duce la cheltuieli inutile.
Faza a doua.
Ce sursă de căldură să alegi pentru pompa ta de căldură. Această decizie depinde de multe componente, principalele:
- Componenta financiara. Aceasta include costul direct al echipamentului în sine, precum și munca de instalare a unei sonde geotermale sau de așezare a unui circuit termic subteran. Acest lucru depinde de locația sitului în sine, precum și de împrejurimile imediate (rezervoare, clădiri, comunicații) și geologie.
- Componenta operațională. Costul principal este funcționarea pompei de căldură. Această cifră depinde de modul de încălzire al clădirii dvs. și de sursa de căldură selectată.
A treia etapă.
Analiza datelor inițiale pentru selectarea unei pompe de căldură:
- Bugetul pentru sistemul propus.
- Sistem de incalzire: calorifere, incalzire cu aer, incalzire prin pardoseala.
- Zona amplasamentului care poate fi alocată pentru amplasarea unui colector termic.
- Este posibil să forați pe șantier?
- Geologia sitului pentru a determina adâncimea sondei geotermale dacă se ia o astfel de decizie.
- Este necesar aer condiționat vara?
- Este încălzirea cu aer disponibilă sau planificată în viitor?
- Costul de capital pentru achiziționarea și instalarea HP cu toate lucrările (estimare inițială aproximativă).
Să ordonăm totul în ordine
Bugetul pentru sistemul propus
Când se creează un sistem de încălzire folosind o pompă de căldură, este posibil să se instaleze un circuit aer-apă. Investițiile de capital vor fi minime, deoarece nu sunt necesare lucrări costisitoare de excavare. Dar vor exista costuri mari în timpul fazei de funcționare a acestui sistem de încălzire datorită eficienței scăzute de funcționare.
Dacă doriți să reduceți semnificativ costurile de operare, atunci instalarea unei pompe geotermale este potrivită pentru dvs. Adevărat, va fi necesar să se efectueze lucrări de excavare pentru a pune circuitul termic. Acest sistem va oferi, de asemenea, frig „pasiv”.
Sistem de incalzire: calorifere, incalzire cu aer, incalzire prin pardoseala
Pentru a crește eficiența sistemului HP, este de dorit să se reducă diferența dintre temperatura mediului încălzit și temperatura sursei de căldură.
Daca inca nu ati ales un sistem de incalzire, este recomandat sa alegeti pardoseala incalzita, care sa va permita sa folositi sistemul de incalzire mai eficient.
Suprafață de teren care poate fi alocată pentru amplasarea unui colector termic
Zona amplasamentului pentru instalarea colectorului este critică dacă este imposibil să forați și să instalați o sondă geotermală. Apoi va trebui să așezați colectorul pe orizontală, iar acest lucru va necesita un spațiu de aproximativ 2 ori mai mare decât suprafața casei încălzite. Trebuie avut în vedere faptul că această zonă nu poate fi folosită pentru dezvoltare, ci doar sub formă de gazon sau gazon, pentru a nu bloca fluxul de lumină solară.
Este posibil să forați pe șantier?
Daca se poate foraj pe santier (geologie buna, acces, lipsa comunicatiilor subterane), cea mai buna solutie ar fi instalarea unei sonde geotermale. Oferă o sursă de căldură stabilă și pe termen lung.
Geologia sitului pentru a determina adâncimea sondei geotermale, dacă se ia o astfel de decizie
După calcularea adâncimii totale de foraj, este necesar să se studieze planul șantierului și să se determine cum să se asigure adâncimea de forare. În practică, adâncimea unei puțuri nu depășește de obicei 150 m.
Prin urmare, dacă, de exemplu, adâncimea estimată de foraj este de 360 m, atunci, pe baza caracteristicilor amplasamentului, acesta poate fi împărțit în 4 puțuri de 90 m fiecare, sau 3 de 120 m fiecare, sau 6 de 60 m fiecare. Dar trebuie să ținem cont de faptul că distanța dintre cele mai apropiate puțuri nu trebuie să fie mai mică de 6 m.
Costul operațiunilor de foraj este direct proporțional cu adâncimea de foraj.
Este necesar aer condiționat vara?
Dacă vara este necesară aer condiționat, atunci alegerea evidentă este o pompă de căldură de tip „apă-apă” sau „sol-apă”; alte pompe de căldură nu sunt pregătite pentru a îndeplini eficient și economic funcțiile de aer condiționat. .
Este încălzirea cu aer disponibilă sau planificată în viitor?
Este posibilă integrarea pompei de căldură într-un singur sistem de încălzire cu aer. Această soluție va permite unificarea rețelelor de inginerie.
Costul de capital al achiziționării și instalării unei pompe de căldură cu toate lucrările
Costurile de capital inițiale estimate* pentru achiziție și instalare depind de tipul de pompă de căldură:
HP cu colector subteran:
Lucrări - 2500 USD
Costuri de operare - 350 USD/an
VT cu sonda:
Echipamente și materiale - 4500 USD
Lucrări - 4500 USD
Costuri de operare - 320 USD/an
Air VT:
Echipamente și materiale - 6500 USD
Muncă - 400 USD
Costuri de operare - 480 USD/an
TN „apă-apă”:
Echipamente și materiale - 4500 USD
Lucrări - 3500 USD
Costuri de operare - 280 USD/an
* – prețuri aproximative, medii de piață. Costul final depinde de producătorul echipamentului selectat, de regiunea de lucru efectuată, de costul operațiunilor de foraj și de condițiile amplasamentului și așa mai departe. Nota departamentului de estimare
Etapa a patra. Tipuri de muncă
Singur. Pompa de căldură este singura sursă de căldură, furnizând 100% din necesarul de căldură. Funcționează la temperaturi de funcționare nu mai mari de 55 °C.
Împerecheate. HP și boilerul lucrează împreună, ceea ce permite cazanului să atingă temperaturi de funcționare mai ridicate.
Monoenergetice. HP și centrala electrică formează un sistem de alimentare cu o singură sursă de energie externă. Acest lucru vă permite să reglați fără probleme consumul de energie, dar crește sarcina pe mașina de intrare.
Alegerea unei pompe de căldură
După colectarea tuturor datelor inițiale și elaborarea principalelor soluții tehnice, este posibil să selectați tipul adecvat de HP. Configurația și alegerea furnizorului de echipamente vor depinde de capacitățile dumneavoastră financiare. Principalul lucru este să abordați alegerea sistemului cu o înțelegere deplină a ceea ce doriți. Vă vom ajuta să alegeți și să implementați un sistem de încălzire confortabil. Poate ține cont de toate nuanțele: de la funcția de control al climei până la distribuția căldurii în zonele casei.
Concluzie
Alegand un sistem de incalzire ecologic cu pompa de caldura, poti fi increzator in viitor. Obțineți independență completă față de organizațiile de furnizare a căldurii, prețurile mondiale ale petrolului și situația politică din țară. Singurul lucru de care ai nevoie este electricitatea. Dar în timp, generarea de energie electrică poate fi transferată la autonomie absolută cu ajutorul unei mori de vânt.
Pompa de căldură în sine este o stație originală. Sarcina sa este de a lua energie din mediu. Pe viitor, o astfel de tehnologie transformă căldura rezultată și poate fi folosită pentru a asigura confortul în casă. Uneori, o astfel de pompă funcționează ca un „control climatic”; poate furniza căldură sau răci casa. În plus, dispozitivul este utilizat în mod activ pentru a furniza apă caldă. Să aruncăm o privire mai atentă la ce este o pompă de căldură pentru încălzirea unei case, prețurile, tipurile acesteia și cum este utilizată.
Citește în articol:
Ce sunt pompele de căldură pentru încălzirea unei case: principiu de funcționare
O pompă de căldură este un dispozitiv de încălzire economic. Nu necesită combustibil și practic nu necesită energie pentru a funcționa. Toata caldura care face ulterior casa cat mai confortabila vine din mediul inconjurator.
Notă! Aceasta este o soluție rațională care vă permite să reduceți semnificativ costurile în timpul sezonului de încălzire.
Astfel de pompe pot fi utilizate în siguranță; sunt echipamente complet ecologice și sigure.
Principiul de funcționare al dispozitivului
Datorită agentului frigorific, acest sistem funcționează. Acumulează căldură și o eliberează în timp dacă este necesar.
Principiul transferului de energie funcționează, o metodă similară poate fi observată în orice frigider obișnuit. Totuși, în acest caz, nu frigul se acumulează, ci căldura. Aceasta este o oportunitate grozavă de a asigura o temperatură confortabilă în casa dvs. cu o cantitate minimă de resurse, deoarece nu trebuie să folosiți combustibil.
Avantajul TN
Tehnologia modernă are multe caracteristici avantajoase, inclusiv eficiența costurilor:
| Avantaje | Descriere |
|---|---|
 Eficienţă | O pompă de căldură trebuie să folosească electricitate pentru a funcționa. Cu toate acestea, ca rezultat, în timpul conversiei în energie termică crește de 2,5-5 ori. Acest lucru permite un consum economic pentru a oferi cantitatea maximă de căldură. |
 Autonomie | Sistemul funcționează fără nicio comunicare suplimentară. Este suficient să instalați corect VT-ul. Se folosește doar energie electrică. Poate fi obținut de la un generator dacă nu există rețele centrale. |
 Versatilitate | Un astfel de echipament este folosit nu numai pentru încălzirea caselor private, ci și pentru locuri publice. Pompa este relevantă chiar și în industrie, dacă vorbim de obiecte destul de mari. |
 Prietenia mediului | Funcționarea unui astfel de sistem de încălzire nu dăunează deloc mediului |
 Durabilitate | Un dispozitiv similar funcționează de câteva decenii. Durata de viață este determinată a fi de 50 de ani, iar apoi va fi posibilă efectuarea unor reparații majore și continuarea utilizării pompei. |
 Siguranță | Adesea, sistemul de încălzire din casele particulare este într-adevăr foarte periculos. Aceasta depinde de substanțele inflamabile folosite. Poate fi gaz, combustibil, cărbune. La utilizarea pompei nu există substanțe inflamabile suplimentare, în plus, nu se încălzește la temperaturi prea ridicate și nu poate apărea un incendiu. |
 Utilizare confortabilă | Pompa funcționează silențios, asigură un anumit nivel de căldură și umiditate în casă, făcând încăperile întotdeauna confortabile. Mai mult, există posibilitatea telecomenzii dacă trebuie să reglați temperatura. |
Notă! Astfel de caracteristici pozitive ne permit să numim în siguranță pompa de căldură cea mai modernă metodă de încălzire.
Tipuri de TN
Pompele pot fi variate în funcție de modul exact în care extrag căldura. Sursele pot fi diferite, iar numele corespunde de unde preia echipamentul căldura.
Pompele de căldură sunt împărțite în:
- geotermal.
- Aeropurtat.
- Căldura secundară.
Model geotermal
Această opțiune de pompă folosește mediul. În special, acestea sunt pământ și apă. Se pot folosi diferite ape, atât subterane, cât și supraterane. Există modele verticale și orizontale.
Un șanț special este săpat în sol pentru ei. Ar trebui să fie mai mică decât adâncimea de îngheț a solului. De obicei este suficient să coborâți 1,2 metri. De obicei, dacă există loc pentru a săpa un astfel de șanț, atunci se alege o structură orizontală.
Modelul vertical este potrivit pentru zone mai compacte. Nu ai nevoie de mult spațiu aici. În plus, chiar și proprietarii de parcele mari pot refuza să sape un șanț din cauza încălcării designului peisajului. Când există un corp de apă în apropiere, HP este instalat în el, acest lucru se aplică râurilor și lacurilor.
Această soluție este cea mai puțin costisitoare, cu toate acestea, este potrivită doar pentru casele din apropierea unui iaz. Va fi necesar să se țină cont de multe detalii referitoare la rezervorul în sine.
Toate pompele sunt împărțite în continuare în tipuri deschise și închise. Principala diferență este că, în primul caz, apa se întoarce în pământ sau în rezervor după încheierea ciclului.
Pompe de caldura geotermale pentru incalzirea locuintei, preturi racordare:
- echipamentul propriu-zis – ≈ 7.500 USD;
- instalarea sistemului – ≈ 7.500 USD;
- diverse costuri pentru furnizarea căldurii – ≈ 500 USD pe an.
Pompă de căldură pentru încălzirea unei case, preț pentru un colector orizontal:
- echipamentul propriu-zis – ≈ 7.500 USD;
- instalarea sistemului – ≈ 3.700 USD;
- diverse costuri pentru furnizarea căldurii – ≈ 560 USD pe an.
Sistem de aer
Efectul acestei tehnici poate fi cel mai ușor comparat cu un aparat de aer condiționat convențional. Cu toate acestea, pompa de aer trebuie să fie cu un ordin de mărime mai puternică. Acest lucru se datorează necesității unei diferențe mari de temperatură între casă și stradă.
Un simplu aparat de aer condiționat nu permite o astfel de încălzire, dar într-o astfel de situație este de remarcat faptul că pompa ajută la îndepărtarea completă a radiatoarelor. Acum bateriile vechi sunt complet reciclate.
Opinia expertului
Inginer proiectant HVAC (încălzire, ventilație și aer condiționat) ASP North-West LLC
Întrebați un specialist„Există un dezavantaj semnificativ că, la o temperatură exterioară de -15°C, este dificil pentru o astfel de pompă să-și facă față sarcinilor sale. Trebuie să luați multă căldură din mediu pentru o conversie normală. Dar cel mai adesea, deja la -5°C, acest echipament nu mai funcționează eficient.”
Căldura secundară
Aceste stații de pompare sunt utilizate în mod activ atunci când există deja o sursă de căldură și o conductă de încălzire centrală în casă.
Sfat! Cu toate acestea, pentru o casă privată, acest lucru poate să nu fie rațional, deoarece va trebui să mențineți funcționarea a două sisteme.
La rândul său, în industrie există întotdeauna o lipsă de încălzire centrală simplă; o pompă o poate completa cu ușurință și poate oferi chiar și unei întreprinderi mari cantitatea necesară de căldură.
Există mai multe tipuri de pompe în această categorie:
- Aer-aer.
- Aer-apă.
- Pământ-apă.
- O pompă de căldură pentru încălzirea unei case este apă în apă, așa cum este planificată conversia căldurii.
Funcționarea unei pompe de căldură aer-aer, prețul echipamentului și instalarea
În acest caz, pompa acumulează pur și simplu energie din aerul atmosferic. Un echipament este montat în afara clădirii. La rândul său, agentul frigorific transferă ulterior energie către condensator.
Ultima parte este instalată în interior. Aerul cald, încălzit iese, făcând camera confortabilă.
Notă! Din păcate, această opțiune nu este potrivită pentru iarnă, când încălzirea este deosebit de necesară. Când aerul este foarte rece, nici măcar tehnologia modernă nu-l poate transforma.
Costul sistemului aer-aer:
- echipamentul propriu-zis – ≈ 10.000 USD;
- instalarea sistemului – ≈ 620 USD;
- diverse costuri pentru furnizarea căldurii – ≈ 750 USD pe an.
Unii meșteri au reușit să construiască o pompă de căldură pentru încălzirea unei case cu propriile mâini dintr-un frigider.
Adevărat, nu este o unitate puternică; este poziționată cu un dispozitiv de încălzire aer-aer și poate fi folosită pentru a încălzi o cameră mică sau o seră.
TN apă-apă
Această tehnică este utilizată în mod activ în locurile în care există corpuri de apă. Acestea pot fi surse naturale sau artificiale. La o anumită adâncime, rezervoarele păstrează o parte de căldură chiar și iarna. De aceea este posibil să luați energie și să o transformați atunci când este situat la o anumită adâncime.
Notă! O condiție importantă este ca pompa să nu fie instalată în apă stagnată, ci în apă curentă.
Acest tip de pompa de caldura este foarte usor de instalat. Are caracteristici tehnice excelente. Acest model este utilizat în mod activ.
Sistem pompa de caldura apa-apa, pret la cheie:
- echipamentul propriu-zis – ≈ 7.500 USD;
- instalarea sistemului – ≈ 5.000 USD;
- diverse costuri pentru furnizarea căldurii – ≈ 450 USD pe an.
Sfat! Dacă nu există corp de apă în apropiere, atunci puteți plasa unitatea în locul în care o cantitate mare de apă trece prin solul.
Sistem aer apă
Acest tip de unitate este utilizat în mod activ în diverse scopuri. Poate funcționa la temperaturi de până la -15 grade, dar acest lucru pur și simplu nu va fi suficient pentru a asigura o temperatură confortabilă în interiorul casei.
Articol
O pompă de căldură este o unitate de compresie a vaporilor care transferă căldura de la surse de căldură reci, de calitate scăzută, la surse de căldură calde, de calitate superioară. Căldura este transferată prin condensarea și evaporarea unui agent frigorific, care este cel mai adesea folosit ca freon, circulând într-un circuit închis. Energia electrică din care funcționează pompa de căldură este cheltuită doar pe această circulație forțată.Principiul de funcționare al unei pompe de căldură se bazează pe așa-numitul ciclu Carnot, care vă este foarte familiar din funcționarea unităților frigorifice. De fapt, frigiderul de uz casnic din bucătărie este și o pompă de căldură. Când puneți în el alimente, chiar dacă sunt reci, dar a căror temperatură este tot mai mare decât temperatura din camera frigiderului, conform legii conservării energiei, căldura pe care o generează nu dispare. Deoarece temperatura din interior nu ar trebui să crească, căldura este transferată în exterior prin grila radiatorului, încălzind aerul din bucătărie. Cu cât puneți mai multe alimente în frigider în același timp, cu atât transferul de căldură va fi mai mare.
Cea mai simplă versiune a unei pompe de căldură ar fi un frigider deschis amplasat în exterior, al cărui calorifer se află în cameră. Dar lăsați frigiderul să-și îndeplinească sarcinile directe, pentru că există deja dispozitive speciale - pompe de căldură, care au o eficiență mult mai mare. Principiul funcționării lor este destul de simplu.
Cum funcționează o pompă de căldură?
Orice pompă de căldură constă dintr-un evaporator, un condensator, un expandor care reduce presiunea și un compresor care crește presiunea. Toate aceste dispozitive sunt conectate într-o buclă închisă printr-o conductă. Prin conducte circulă un agent frigorific, un gaz inert cu punct de fierbere foarte scăzut, deci într-o parte a circuitului, rece, este lichid, iar în a doua, caldă, se transformă în stare gazoasă. Punctul de fierbere, așa cum este cunoscut din fizică, se poate modifica în funcție de presiune; în acest sistem există un expandor și un compresor.Să presupunem că lichidul de răcire circulă afară prin țevi așezate în pământ, deoarece are o temperatură scăzută, apoi trecând prin ele, se încălzește, chiar și atunci când temperatura exterioară este de numai aproximativ 4-5 ° C. Intrând în evaporator, care acționează ca un schimbător de căldură, lichidul de răcire transferă căldura rezultată în circuitul intern al sistemului, care este umplut cu agent frigorific. Chiar și această căldură este suficientă pentru a schimba agentul frigorific din stare lichidă în stare gazoasă.
Deplasându-se mai departe, gazul se deplasează la compresor, unde este comprimat sub influența presiunii ridicate, iar temperatura acestuia crește. Odată fierbinte, gazul intră în condensator, care este și schimbător de căldură. Transferă căldura de la gazul fierbinte la lichidul de răcire al conductei de retur inclusă în sistemul de încălzire al casei. După ce a emis căldură, gazul se răcește și se transformă din nou în stare lichidă, în timp ce lichidul de răcire încălzit intră în sistemul de alimentare cu apă caldă și de încălzire. Trecând prin supapa de reducere a presiunii a expandatorului, gazul lichefiat intră din nou în evaporator - ciclul este închis.
În sezonul rece, pompele de căldură funcționează pentru a încălzi casa, iar la căldură - pentru a o răci. În acest caz, principiul de funcționare este același, doar vara căldura intră în lichidul de răcire din interior, și nu din exterior.
Caracteristicile de proiectare ale pompelor de căldură
În prezent, se folosesc pompe de căldură de diferite modele. Astfel, o pompă cu ciclu deschis este utilizată atunci când casa este situată lângă un corp de apă. În acest caz, lichidul de răcire, apa, intră în circuitul deschis, trece prin întregul ciclu și, la răcire, este din nou descărcat în rezervor.Pompele geotermale de tip închis pompează lichidul de răcire - aer sau apă - prin țevi îngropate adânc în pământ și așezate de-a lungul fundului rezervorului. Un ciclu închis este considerat mai sigur din punct de vedere al mediului. Tipul închis include pompe cu un schimbător de căldură vertical și orizontal, care sunt utilizate atunci când nu există corpuri de apă în apropiere. Pompele de căldură verticale sunt utilizate atunci când suprafața de teren pe care se află casa este mică. Uneori, pompele verticale sunt instalate în puțurile forate în apropiere.
Pachetul de lucrări pentru instalarea unei pompe de căldură include efectuarea lucrărilor electrice interne, așezarea conductelor externe și a conductelor de aer interioare.
Avantajele utilizării pompelor de căldură
Beneficiile economice ale utilizării pompelor de căldură sunt evidente - funcționarea lor este destul de ieftină, deoarece se cheltuiește puțin mai multă energie electrică decât atunci când funcționează un frigider. Prețul echipamentului este, de asemenea, scăzut, precum și costul de instalare și instalare. Utilizarea unei pompe de căldură vă permite să scăpați de grijile legate de achiziționarea și stocarea resurselor de combustibil, instalarea și operarea echipamentelor de încălzire; încăperile suplimentare din casa dvs. sunt eliberate în care se afla anterior camera cazanului.Pompele de căldură devin din ce în ce mai populare. Cu ajutorul acestor dispozitive puteți încălzi (răci) case și organiza alimentarea cu apă caldă, economisind bani semnificativi.
Este destul de dificil pentru oamenii departe de fizică să înțeleagă principiul de funcționare a pompelor de căldură și, prin urmare, pe internet circulă multe concepții greșite, care sunt folosite de producători și vânzători fără scrupule. În acest articol vom încerca să explicăm într-o formă accesibilă principiul de funcționare și să risipim câteva dintre miturile pe care le-a dobândit această unitate minunată.
pro
Știm de la școală că în condiții normale o substanță mai rece nu poate ceda căldura ei uneia mai fierbinți, ci dimpotrivă, este încălzită de ea până când temperaturile lor sunt egale. Acesta este adevărul sfânt. Dar pompa de căldură creează astfel de condiții încât mediul mai rece începe să-și cedeze căldura celui mai cald, răcind astfel și mai mult.
Cel mai simplu și obosit exemplu de pompă de căldură este un frigider. În ea, căldura este pompată dintr-o cameră mai rece într-o zonă mai caldă de bucătărie. În același timp, congelatorul se răcește și mai mult, iar bucătăria se încălzește și mai mult de la caloriferul situat pe panoul din spate al frigiderului.
Principiul de funcționare al majorității pompelor de căldură se bazează pe proprietățile agenților de răcire intermediari (gaze, cel mai adesea freoni) care sunt utilizați în aceste mașini. Freonii sunt intermediarul care vă permite să luați căldură dintr-un corp mai rece, dându-l unuia mai fierbinte.
Probabil ați observat că, dacă eliberați rapid gazul comprimat dintr-o cutie de umplere mai ușoară, acesta se evaporă și răcește recipientul, care poate deveni acoperit de îngheț chiar și pe vreme caldă. Opusul este și adevărat: atunci când este comprimat, gazul se încălzește. Ținând cont de acest lucru, nu vă va fi deloc dificil să înțelegeți principiul de funcționare a unei pompe de căldură, cea mai simplă diagramă a cărei figură este prezentată.
Componente pompe de căldură
Cea mai simplă pompă de căldură este formată din patru componente importante:
- evaporator;
- condensator;
- compresor;
- capilar.
Compresorul comprimă freonul într-o stare lichidă în condensator, care se încălzește. Această căldură poate fi folosită în încălzire sau în furnizarea de apă caldă prin organizarea celui mai simplu schimb de căldură între un condensator cald și o cameră sau un cazan mai rece.
Trecând prin condensator, freonul lichefiat se răcește, degajând căldură în timpul schimbului de căldură către radiatoarele de încălzire sau țevile de pardoseală încălzite și începe să se condenseze. Trecând prin capilar în evaporator, freonul devine din nou gazos, în timp ce răcește evaporatorul (vă amintiți de înghețul de pe cutie?).
Pentru a vă asigura că procesul nu se oprește, trebuie să furnizați în mod constant căldură evaporatorului, altfel freonul de acolo va înceta pur și simplu să se evapore, deoarece temperatura evaporatorului poate scădea semnificativ cu funcționarea constantă a compresorului. Chiar și o temperatură de minus treizeci, furnizată la evaporator, poate fi suficientă pentru a menține evaporarea, deoarece temperatura de evaporare a gazelor utilizate în pompele de căldură este mult mai mică decât această valoare.
Să presupunem că temperatura de evaporare a freonului este de minus șaizeci de grade Celsius și suflam aer înghețat de stradă pe evaporator, cu o temperatură de minus treizeci - freonul, în mod natural, se va evapora, luând căldură chiar și de la un aer atât de rece. Astfel, se dovedește că pompa de căldură, așa cum spune, pompează temperatura dintr-un mediu mai rece într-unul mai cald.
Ce să cauți când cumperi?
Acest efect dă naștere la multe mituri pe care „vânzătorii” fără scrupule le folosesc pentru a-și vinde mai bine produsele.
Cel mai răspândit mit este afirmația că eficiența pompelor de căldură depășește unu. Este clar că această afirmație este o prostie pură. De fapt, eficiența motoarelor termice nu poate fi mai mult de una, și chiar și cu pompele de căldură moderne este destul de mică - mai mică decât cel mai ieftin încălzitor de ulei. Oamenii pur și simplu confundă adesea eficiența și așa-numitul COP.
COP este mai mult un coeficient economic decât unul fizic. Acesta arată raportul dintre energia electrică plătită pentru pomparea căldurii gratuite din stradă și cantitatea de căldură care intră în cameră. Acestea. KOP 5 - asta înseamnă pur și simplu că pentru a pompa 5 kW de căldură gratuită de pe stradă în casă, am cheltuit 1 kW de energie electrică plătită. Doar că COP nu ia în calcul energia termică gratuită din stradă, ci doar numără ceea ce a fost primit ca urmare și ce a fost cheltuit pentru ea.
Un alt mit este, de asemenea, legat de COP: în pașapoartele pompelor de căldură și pe etichetele de preț ale vânzătorilor, este indicată cu mândrie o singură valoare COP, care pur și simplu induce în eroare cumpărătorii. Cert este că COP-ul pompelor de căldură este o valoare variabilă, nu una constantă. Și mulți oameni de afaceri fără scrupule tac despre asta, pentru că indică COP pentru cele mai favorabile condiții, când este aproape maxim. Și acest lucru este mult mai periculos decât concepțiile greșite despre eficiența fiind supraunitate, pentru că este plină de consecințe reale.
Imaginează-ți că ai crezut că vei cheltui 1 kW de energie electrică pentru a produce 5 kW de căldură pentru aceeași încălzire iarna, deoarece fișa tehnică a pompei de căldură precizează că COP = 5. Am cumpărat o pompă de căldură cu puterea necesară, am asamblat un sistem de încălzire... Și în cel mai inoportun moment, când înghețurile sunt cele mai severe, încălzitorul tău consumă nu 1 din 5, ci 1 din 2 în cel mai bun caz, sau nu este deloc capabil să producă căldura necesară pentru încălzire. Și apoi se înțelege că este posibil să se încălzească cu acest sistem special doar în afara sezonului... O situație foarte neplăcută - să dai mulți bani și să încălzești cu calorifere ieftine cu ulei pe vreme rece și doar pentru că s-a bazat pe COP și pe producția de căldură stabilă, ireductibilă.
Mulți membri ai portalului nostru folosesc pompe de căldură de mult timp și le consideră cea mai bună metodă de încălzire. O pompă de căldură este încă un dispozitiv scump, iar perioada de amortizare a acesteia 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 al pompei de căldură
- Cum să faci o pompă de căldură cu propriile mâini
- Este profitabil să faci o pompă de căldură?
Principiul de funcționare al pompei de căldură
Când explică principiul de funcționare a unei pompe de căldură, oamenii își amintesc adesea un frigider, unde căldura „eliminată” din alimentele din cameră este descărcată într-un radiator de pe peretele din spate.
Membru Saga FORUMHOUSE
Principiul de funcționare al unei pompe de căldură este ca un frigider: grătarul din spate este încălzit, congelatorul este răcit. 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 acest proces „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.
Ne vom uita la asta 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
- țevi așezate orizontal în moduri diferite.
„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.
