Toplotna pumpa vazduh-vazduh: princip rada, uređaj, izbor i proračuni. Toplotne pumpe zraka: opis, princip rada. Vazdušna toplotna pumpa za dom uradi sam (recenzije) Zračne toplotne pumpe opis principa rada

Situacija je takva da je trenutno najpopularniji način grijanja doma korištenje kotlova za grijanje - plina, čvrstog goriva, dizela i mnogo rjeđe - električnog. Ali takvi jednostavni i istovremeno visokotehnološki sistemi kao što su toplotne pumpe nisu postali široko rasprostranjeni, i uzalud. Za one koji vole i znaju sve unaprijed izračunati, njihove prednosti su očigledne. Toplotne pumpe za grijanje ne troše nezamjenjive rezerve prirodnih resursa, što je izuzetno važno ne samo sa stanovišta zaštite okoliša, već vam omogućava i uštedu energije, jer svake godine postaju sve skuplje. Osim toga, uz pomoć toplotnih pumpi možete ne samo zagrijati prostoriju, već i zagrijati toplu vodu za potrebe domaćinstva, te klimatizirati prostoriju u ljetnim vrućinama.

Kako radi toplotna pumpa

Zadržimo se još malo na principu rada toplotne pumpe. Prisjetite se kako funkcionira hladnjak. Toplina proizvoda postavljenih u njega ispumpava se i izbacuje u radijator koji se nalazi na stražnjem zidu. To je lako provjeriti dodirom. Otprilike isti princip vrijedi i za kućne klima uređaje: oni ispumpavaju toplinu iz prostorije i bacaju je na radijator koji se nalazi na vanjskom zidu zgrade.

Rad toplotne pumpe, frižidera i klima uređaja zasniva se na Carnot ciklusu.

1. Rashladna tekućina, koja se kreće duž izvora niske temperature, na primjer, tla, zagrijava se za nekoliko stupnjeva.
2. Zatim ulazi u izmjenjivač topline koji se naziva isparivač. U isparivaču, medij za prijenos topline oslobađa akumuliranu toplinu rashladnom sredstvu. rashladno sredstvo To je posebna tečnost koja se na niskoj temperaturi pretvara u paru.
3. Nakon što preuzme temperaturu iz rashladnog sredstva, zagrijano rashladno sredstvo se pretvara u paru i ulazi u kompresor. Kompresor komprimira rashladno sredstvo, tj. povećanje njegovog pritiska, zbog čega raste i njegova temperatura.
4. Vruće komprimirano rashladno sredstvo ulazi u drugi izmjenjivač topline koji se zove kondenzator. Ovdje rashladno sredstvo odaje svoju toplinu drugoj rashladnoj tekućini, koja se nalazi u sistemu grijanja kuće (voda, antifriz, zrak). U tom slučaju, rashladno sredstvo se hladi i ponovo pretvara u tečnost.
5. Zatim rashladno sredstvo ulazi u isparivač, gdje se zagrijava novim dijelom zagrijane rashladne tekućine i ciklus se ponavlja.

Toplotna pumpa treba električnu energiju za rad. Ali to je ipak mnogo isplativije od korištenja samo električnog grijača. Budući da električni kotao ili električna grijalica troši potpuno istu količinu električne energije koliko proizvodi toplinu. Na primjer, ako grijač ima snagu od 2 kW, onda on troši 2 kW na sat i proizvodi 2 kW topline. Toplotna pumpa proizvodi toplinu 3-7 puta više nego što troši električnu energiju. Na primjer, 5,5 kWh se koristi za rad kompresora i pumpe, a dobije se 17 kWh topline. Upravo ta visoka efikasnost je glavna prednost toplotne pumpe.

Prednosti i nedostaci sistema grijanja "toplotna pumpa".

Postoje mnoge legende i zablude oko toplotnih pumpi, unatoč činjenici da ovo nije tako inovativan i visokotehnološki izum. Uz pomoć toplotnih pumpi griju se sve “tople” države u SAD-u, gotovo cijela Evropa i Japan, gdje je tehnologija razrađena gotovo do ideala i odavno je tako. Usput, nemojte misliti da je takva oprema čisto strana tehnologija i da je došla kod nas sasvim nedavno. Doista, čak iu SSSR-u takve su jedinice korištene u eksperimentalnim objektima. Primjer za to je sanatorijum Druzhba u gradu Jalta. Pored futurističke arhitekture, koja podsjeća na "kolibu na pilećim nogama", ovaj sanatorijum je poznat i po tome što od 80-ih godina 20. vijeka za grijanje koristi industrijske toplotne pumpe. Izvor topline je obližnje more, a sama crpna stanica ne samo da grije sve prostorije lječilišta, već i obezbjeđuje toplu vodu, zagrijava vodu u bazenu i hladi je tokom vrućeg perioda. Pokušajmo dakle razbiti mitove i utvrditi ima li smisla grijati dom na ovaj način.

Prednosti sistema grijanja sa toplotnom pumpom:

• Ušteda energije. U vezi sa rastućim cijenama plina i dizel goriva, vrlo relevantna prednost. U rubrici "mjesečni troškovi" pojavit će se samo struja za koju je, kako smo već pisali, potrebno mnogo manje od stvarno proizvedene topline. Kada kupujete jedinicu, morate obratiti pažnju na parametar kao što je koeficijent transformacije topline "ϕ" (može se nazvati i koeficijent konverzije topline, koeficijent transformacije snage ili temperature). Pokazuje omjer količine proizvedene topline i utrošene energije. Na primjer, ako je ϕ=4, tada ćemo pri protoku od 1 kW/h dobiti 4 kW/h toplinske energije.
• Uštede na održavanju. Toplotna pumpa ne zahtijeva nikakav poseban tretman. Troškovi održavanja su minimalni.
• Može se instalirati u bilo kojoj oblasti. Izvori niskotemperaturne toplote za rad toplotne pumpe mogu biti zemlja, voda ili vazduh. Gde god da sagradite kuću, čak i na kamenitom terenu, uvek postoji mogućnost da pronađete „hranu” za jedinicu. U području udaljenom od plinovoda, ovo je jedan od najoptimalnijih sistema grijanja. Čak i u regijama bez dalekovoda, možete ugraditi benzinski ili dizel motor za napajanje kompresora.
• Nema potrebe za praćenjem rada pumpe, dodati gorivo, kao što je slučaj sa kotlom na čvrsto gorivo ili dizel. Cijeli sistem grijanja sa toplotnom pumpom je automatizovan.
• Možete otići na duže vrijeme i ne plašite se da će se sistem zamrznuti. Istovremeno, možete uštedjeti novac ugradnjom pumpe koja osigurava temperaturu od +10 °C u dnevnoj sobi.
• Sigurnost za okolinu. Poređenja radi, pri korištenju tradicionalnih kotlova koji sagorijevaju gorivo uvijek se stvaraju različiti oksidi CO, CO2, NOx, SO2, PbO2, zbog čega se na tlu oko kuće talože fosforna, azotna, sumporna kiselina i benzojeva jedinjenja. Tokom rada toplotne pumpe ništa se ne izbacuje. A rashladna sredstva koja se koriste u sistemu su apsolutno sigurna.
• Ovdje se također može primijetiti očuvanje nezamjenjivih prirodnih resursa planete.
• Sigurnost za ljude i imovinu. Ništa se u toplotnoj pumpi ne zagreva dovoljno da izazove pregrijavanje ili eksploziju. Osim toga, u njemu jednostavno nema šta da eksplodira. Dakle, može se pripisati potpuno vatrostalnim jedinicama.
• Toplotne pumpe uspješno rade i na temperaturi okoline od -15 °C. Dakle, ako se nekome čini da takav sistem može zagrijati kuću samo u regijama s toplim zimama do +5 ° C, onda se varaju.
• Reverzibilnost toplotne pumpe. Neosporna prednost je svestranost instalacije, s kojom možete grijati zimi i hladiti ljeti. Toplotna pumpa u toplim danima uzima toplotu iz prostorije i šalje je u zemlju na skladištenje, odakle će je ponovo uzimati zimi. Imajte na umu da nemaju sve toplotne pumpe mogućnost obrnutog kretanja, već samo neki modeli.
• Trajnost. Uz pravilnu negu, toplotne pumpe sistema grejanja žive od 25 do 50 godina bez većih popravki, a samo jednom u 15 do 20 godina biće potrebna zamena kompresora.

Nedostaci sistema grijanja sa toplotnom pumpom:

• Velika početna investicija. Pored činjenice da su cijene toplotnih pumpi za grijanje prilično visoke (od 3.000 do 10.000 USD), također ćete morati potrošiti ništa manje na opremanje geotermalnog sistema nego na samu pumpu. Izuzetak je toplotna pumpa izvora zraka koja ne zahtijeva dodatne radove. Toplotna pumpa se neće uskoro isplatiti (za 5 - 10 godina). Dakle, odgovor na pitanje da li koristiti ili ne koristiti toplotnu pumpu za grejanje, pre zavisi od preferencija vlasnika, njegovih finansijskih mogućnosti i uslova izgradnje. Na primjer, u regiji u kojoj opskrba plinovodom i priključak na njega koštaju isto kao i toplinska pumpa, ima smisla dati prednost ovoj drugoj.

• U regionima gde temperatura pada ispod -15 °C zimi, potrebno je koristiti dodatni izvor topline. To se zove bivalentni sistem grijanja, u kojem toplotna pumpa daje toplinu dok je vani do -20°C, a kada se ne snalazi, priključuje se npr. električni grijač ili plinski bojler ili generator topline.

• Toplotnu pumpu je najpogodnije koristiti u sistemima sa niskotemperaturnim rashladnim sredstvom, kao što je sistem podnog grijanja(+35 °S) i fancoils(+35 - +45 °S). Fancoils su ventilatorski konvektori u kojima se toplota/hladnoća prenosi sa vode na vazduh. Za opremanje takvog sistema u staroj kući bit će potrebna potpuna obnova i restrukturiranje, što će podrazumijevati dodatne troškove. Prilikom gradnje nove kuće to nije nedostatak.
• Ekološka prihvatljivost toplotnih pumpi koji uzimaju toplotu iz vode i tla, donekle relativno.Činjenica je da se u procesu rada prostor oko cijevi sa rashladnom tekućinom hladi, a to narušava uspostavljeni ekosistem. Zaista, čak iu dubinama tla žive anaerobni mikroorganizmi koji osiguravaju vitalnu aktivnost složenijih sistema. S druge strane, u poređenju s proizvodnjom plina ili nafte, šteta od toplinske pumpe je minimalna.

Izvori topline za rad toplinske pumpe

Toplotne pumpe uzimaju toplinu iz onih prirodnih izvora koji akumuliraju sunčevo zračenje tokom toplog perioda. Toplotne pumpe se također razlikuju ovisno o izvoru topline.

Priming

Tlo je najstabilniji izvor topline koji se akumulira tokom sezone. Na dubini od 5 - 7 m temperatura tla je gotovo uvijek konstantna i iznosi približno +5 - +8 °S, a na dubini od 10 m - uvijek konstantna +10 °S. Postoje dva načina prikupljanja toplote iz zemlje.

Horizontalni zemaljski kolektor To je horizontalno položena cijev kroz koju cirkulira rashladna tekućina. Dubina horizontalnog kolektora se izračunava pojedinačno u zavisnosti od uslova, nekada je 1,5 - 1,7 m - dubina smrzavanja tla, nekada niža - 2 - 3 m da bi se obezbedila veća temperaturna stabilnost i manja razlika, a nekada samo 1 - 1,2 m - ovdje se tlo počinje brže zagrijavati u proljeće. Postoje slučajevi kada je opremljen dvoslojni horizontalni kolektor.

Horizontalne kolektorske cijevi mogu imati različite prečnike od 25 mm, 32 mm i 40 mm. Oblik njihovog rasporeda također može biti različit - zmija, petlja, cik-cak, razne spirale. Udaljenost između cijevi u zmiji mora biti najmanje 0,6 m, a obično je 0,8 - 1 m.

Specifično uklanjanje toplote od svakog tekućeg metra cijevi ovisi o strukturi tla:

• Suvi pijesak - 10 W/m;
• Suha glina - 20 W/m;
• Glina je vlažnija - 25 W/m;
• Glina sa vrlo visokim sadržajem vode - 35 W/m.

Za grijanje kuće površine 100 m2, pod uvjetom da je tlo mokra glina, trebat će vam 400 m2 površine za kolektor. Ovo je dosta - 4 - 5 ari. A uzimajući u obzir činjenicu da na ovoj lokaciji ne bi trebalo biti zgrada i da su dozvoljeni samo travnjak i cvjetnjaci s jednogodišnjim cvijećem, ne može svatko priuštiti opremanje horizontalnog kolektora.

Kroz cijevi kolektora teče posebna tekućina, također se naziva "salamura" ili antifriz npr. 30% rastvor etilen glikola ili propilen glikola. "Salamurnica" sakuplja toplotu zemlje i odlazi u toplotnu pumpu, gde je prenosi na rashladno sredstvo. Ohlađena "salamurnica" ponovo teče u zemljani kolektor.

Vertikalna sonda za uzemljenje je sistem cijevi ukopanih 50 - 150 m. Može biti samo jedna cijev u obliku slova U, spuštena na veliku dubinu od 80 - 100 m i ispunjena betonom. Ili možda sistem cijevi u obliku slova U spuštenih za 20 m za prikupljanje energije sa veće površine. Bušenje do dubine od 100 - 150 m ne samo da je skupo, već zahtijeva i posebnu dozvolu, zbog čega često idu na trik i opremaju nekoliko sondi male dubine. Udaljenost između takvih sondi je 5 - 7 m.

Specifično uklanjanje toplote od vertikalnog kolektora zavisi i od rase:

• Sedimentne stijene suhe - 20 W/m;
• Sedimentne stijene zasićene vodom i kamenito tlo - 50 W/m;
• Kamenito tlo sa visokim koeficijentom toplotne provodljivosti - 70 W/m;
• Podzemna (podzemna) voda - 80 W/m.

Površina za vertikalni kolektor je vrlo mala, ali je trošak njihovog uređenja veći nego kod horizontalnog kolektora. Prednost vertikalnog kolektora je i stabilnija temperatura i veće odvođenje topline.

Voda

Postoji mnogo načina za korištenje vode kao izvora topline.

Kolektor na dnu otvorenog rezervoara koji se ne smrzava- rijeke, jezera, mora - je cijev sa "salamuricom", potopljena uz pomoć tereta. Zbog visoke temperature rashladnog sredstva, ova metoda je najisplativija i najekonomičnija. Samo oni od kojih se rezervoar nalazi ne dalje od 50 m mogu opremiti kolektor za vodu, inače se gubi efikasnost instalacije. Kao što razumijete, nemaju svi takve uslove. Ali ne koristiti toplotne pumpe za stanovnike obale jednostavno je kratkovido i glupo.

Kolektor u kanalizacionim odvodima ili otpadne vode nakon tehničkih instalacija mogu se koristiti za grijanje kuća, pa čak i visokih zgrada i industrijskih preduzeća u gradu, kao i za pripremu tople vode. Ono što se uspješno radi u nekim gradovima naše zemlje.

Bunar ili podzemna voda koriste se rjeđe od ostalih kolektora. Takav sistem podrazumeva izgradnju dva bunara, iz jednog se uzima voda koja svoju toplotu prenosi na rashladno sredstvo u toplotnoj pumpi, a ohlađena voda se ispušta u drugi. Umjesto bunara može postojati bunar za filtriranje. U svakom slučaju, ispusni bunar treba biti smješten na udaljenosti od 15 - 20 m od prvog, pa čak i nizvodno (podzemne vode također imaju svoj tok). Ovaj sistem je prilično težak za rad, jer se mora pratiti kvalitet ulazne vode - mora se filtrirati, a dijelovi toplotne pumpe (isparivača) moraju biti zaštićeni od korozije i zagađenja.

Zrak

Najjednostavniji dizajn je sistem grijanja sa toplotnom pumpom na zrak. Nije potreban dodatni kolektor. Vazduh iz okoline direktno ulazi u isparivač, gde prenosi svoju toplotu na rashladno sredstvo, koje zauzvrat prenosi toplotu na nosač toplote unutar kuće. To može biti zrak za ventilokonvektore ili voda za podno grijanje i radijator.

Trošak ugradnje toplotne pumpe sa izvorom zraka je najniži, ali učinak instalacije jako ovisi o temperaturi zraka. U regijama sa toplim zimama (do +5 - 0 °C) ovo je jedan od najekonomičnijih izvora topline. Ali ako temperatura zraka padne ispod -15 ° C, performanse padaju toliko da nema smisla koristiti pumpu, ali je isplativije uključiti konvencionalni električni grijač ili bojler.

Recenzije toplotnih pumpi izvora zraka za grijanje su vrlo kontradiktorne. Sve ovisi o regiji u kojoj se koriste. Pogodno ih je koristiti u regijama s toplim zimama, na primjer, u Sočiju, gdje rezervni izvor topline nije ni potreban u slučaju jakih mrazeva. Takođe je moguće ugraditi toplotne pumpe sa vazdušnim izvorom u regionima gde je vazduh relativno suv, a temperatura zimi je do -15 °C. Ali u vlažnoj i hladnoj klimi, takve instalacije pate od zaleđivanja i smrzavanja. Ledenice koje se lijepe za ventilator onemogućavaju normalan rad cijelog sistema.

Grijanje toplotnom pumpom: troškovi sistema i operativni troškovi

Snaga toplinske pumpe se bira ovisno o funkcijama koje će joj biti dodijeljene. Ako je samo grijanje, onda se proračuni mogu izvršiti u posebnom kalkulatoru koji uzima u obzir toplinske gubitke zgrade. Inače, najbolji učinak toplotne pumpe sa toplotnim gubicima zgrade nije veći od 80 - 100 W/m2. Radi jednostavnosti, pretpostavit ćemo da je za grijanje kuće od 100 m2 sa stropovima visine 3 m i toplinskim gubicima od 60 W / m2 potrebna pumpa od 10 kW. Za zagrijavanje vode morat ćete uzeti jedinicu s rezervom snage - 12 ili 16 kW.

trošak toplotne pumpe ne zavisi samo od snage, već i od pouzdanosti i zahteva proizvođača. Na primjer, ruska jedinica snage 16 kW košta 7.000 USD, a strana pumpa RFM 17 kapaciteta 17 kW košta oko 13.200 USD. sa svom pripadajućom opremom, osim kolektora.

Sljedeća linija troškova će biti kolektorski aranžman. Zavisi i od snage instalacije. Na primjer, za kuću od 100 m2, u kojoj je posvuda postavljeno podno grijanje (100 m2) ili radijatori za grijanje od 80 m2, kao i za zagrijavanje vode do +40 ° C sa zapreminom od 150 l / h, potrebno je izbušiti bunare za kolektore. Takav vertikalni kolektor koštat će 13.000 dolara.

Kolektor na dnu rezervoara koštat će malo manje. Pod istim uslovima koštaće 11.000 USD. Ali bolje je provjeriti trošak ugradnje geotermalnog sistema kod specijaliziranih kompanija, on može uvelike varirati. Na primjer, uređenje horizontalnog kolektora za pumpu snage 17 kW koštat će samo 2500 USD. A za toplotnu pumpu izvora zraka kolektor uopće nije potreban.

Ukupna cijena toplinske pumpe je 8000 c.u. u prosjeku, raspored kolektora je 6000 c.u. prosjek.

Mjesečni trošak grijanja toplotnom pumpom uključuje samo troškovi električne energije. Možete ih izračunati ovako - potrošnja energije mora biti naznačena na pumpi. Na primjer, za gore spomenutu pumpu od 17 kW, potrošnja energije je 5,5 kW/h. Ukupno, sistem grijanja radi 225 dana u godini, tj. 5400 sati. S obzirom da toplinska pumpa i kompresor u njoj rade ciklički, potrošnja energije se mora prepoloviti. Tokom sezone grijanja potrošit će se 5400 h * 5,5 kW / h / 2 = 14 850 kW.

Množimo broj potrošenih kWh sa cijenom energenta u vašoj regiji. Na primjer, 0,05 c.u. za 1 kWh. Ukupno će za godinu biti potrošeno 742,5 USD. Za svaki mjesec u kojem je toplotna pumpa radila za grijanje, 100 c.u. troškovi električne energije. Ako podelite troškove sa 12 meseci, dobijate 60 USD mesečno.

Imajte na umu da što je manja potrošnja energije toplotne pumpe, to su niži mjesečni troškovi. Na primjer, postoje pumpe od 17 kW, koje troše samo 10.000 kW godišnje (troškovi od 500 USD). Takođe je važno da učinak toplotne pumpe bude veći, što je manja temperaturna razlika između izvora toplote i rashladnog sredstva u sistemu grejanja. Zato kažu da je isplativije ugraditi podno grijanje i ventilatorske konvektore. Iako se mogu ugraditi i standardni radijatori grijanja s rashladnom tekućinom visoke temperature (+65 - +95 ° C), ali s dodatnim akumulatorom topline, na primjer, kotao za indirektno grijanje. Kotao se također koristi za ponovno zagrijavanje vode u PTV-u.

Toplotne pumpe su korisne kada se koriste u dvovalentnim sistemima. Pored pumpe možete ugraditi i solarni kolektor, koji pumpi može u potpunosti obezbijediti struju ljeti, kada radi za hlađenje. Za zimsko osiguranje možete dodati generator toplote koji će zagrijati vodu za toplu vodu i visokotemperaturne radijatore.

Toplotna pumpa zrak voda pretvara energiju vanjskog okruženja u toplinu koja zagrijava unutrašnji prostor. Odnosno, uz pomoć ovog uređaja, stan ili zgrada može se "zagrijati" običnim zrakom. Štaviše, vazduh ne sagoreva u peći, već svoje kalorije jednostavno predaje složenoj jedinici - toplotnoj pumpi, koja ovu energiju prenosi u prostoriju i predaje sistemu grejanja.

Slažem se, takve manipulacije energijama su slične magiji. Ali nema ničeg fantastičnog u toplotnim pumpama ovog tipa. I u ovom članku ćemo razmotriti principe rada i uređaj takve jedinice.

Shema rada toplinske pumpe izvora zraka kopirana je iz hladnjaka ili klima uređaja, i to:

• Niskokalorični nosač energije (vazduh) ključa rashladno sredstvo napunjeno u ciklički krug koji povezuje isparivač (zamka topline) s kondenzatorom (emiter topline).
• U kondenzatoru, pare rashladnog sredstva prelaze u različito agregacijsko stanje (tečnost) i odaju energiju sistemu grijanja.
• Nakon toga, tečno rashladno sredstvo ponovo odlazi u isparivač, gdje se pretvara u paru. I sve počinje ispočetka.

Odnosno, u radu se koristi isti inverzni Carnotov princip, ali glavni dio instalacije nije isparivač koji akumulira toplinu iz okolnog prostora, već kondenzator koji akumulirane kalorije daje potrošaču.

Istovremeno, ciklični rad jedinice osigurava poseban kompresor, koji ne samo da pumpa rashladno sredstvo duž kruga, već ga i komprimira, čime se povećava prijenos topline na kondenzatoru. Međutim, ovo nije jedini pogonski agregat instalacije - toplinska pumpa je opremljena dovoljno snažnim ventilatorom koji puše preko isparivača.

Pa, kao potrošač topline, ili konvektor zagrijava zrak u prostoriji, ili sistem "toplog poda" ili drugi radijatori velike površine.

Ali sa standardnim baterijama, termalni ventilatori ne rade vrlo efikasno.

Štaviše, konvektor sa kondenzatorom se montira u zatvorenom prostoru, a isparivač sa ventilatorom je ili spolja, na fasadi, ili u unutrašnjosti ispušne grane ventilacionog sistema.

Prednosti i nedostaci toplotnih pumpi na zrak

Recenzije o toplotnoj pumpi zrak-voda su i dobre i loše. Uostalom, ovaj uređaj, sa svim svojim neospornim prednostima, nije bez nekih nedostataka.

Osim toga, prednosti uključuju sljedeće činjenice:

• Prvo, takvu jedinicu je lako montirati. Zaista, za primarni krug, zatvoren na isparivač, nisu potrebni ni zemljani radovi ni rezervoari.
• Drugo, vazduh jede svuda, ali zemljište, u ličnom vlasništvu, je samo van grada, ali je još više problema sa veštačkim ili prirodnim rezervoarima. Zbog toga se toplotne pumpe za grijanje mogu instalirati čak iu urbanim sredinama bez traženja dozvole regulatornih tijela.
• Treće, vazdušna pumpa se može kombinovati sa ventilacionim sistemom, koristeći snagu jedinice za povećanje efikasnosti razmene vazduha u prostoriji.

Osim toga, takva pumpa radi gotovo nečujno i lako se programira.

Pa, neizbježni nedostaci mogu se predstaviti kao ova lista:

• Učinkovitost jedinice ovisi o temperaturi okoline. Stoga je efikasnost uređaja ljeti veća nego zimi.
• Vazdušna pumpa se može uključiti samo pri relativno slabom mrazu. Štaviše, na -7 stepeni Celzijusa, vazdušna pumpa za domaćinstvo više neće raditi. Iako se industrijske jedinice uključuju na -25 stepeni Celzijusa.

Osim toga, zračna pumpa nije potpuno autonomna elektrana. Jedinica troši električnu energiju, pretvarajući 1 kWh u 11-14 MJ.

DIY toplotna pumpa izvora zraka: dijagram montaže

Za razliku od prilično složenih geotermalnih i hidrotermalnih sistema, toplotna pumpa vazduh-voda dostupna je za proizvodnju čak i samostalno.

Štoviše, za proizvodnju zračnog sistema potreban nam je relativno jeftin set koji se sastoji od sljedećih dijelova i sklopova:

• Kompresor Split sistema - može se kupiti u servisu ili radionici
• Rezervoar od nerđajućeg čelika od 100 litara - može se ukloniti iz bilo koje stare mašine za pranje veša
• Polimerna posuda sa širokim otvorom - prikladna je obična limenka ili polipropilen.
• Bakrene cijevi s propusnim promjerom većim od 1 mm. Morat će se kupiti, ali ovo je jedina skupa kupovina u cijelom projektu.
• Set zapornih i kontrolnih ventila, koji će uključivati ​​odvodni ventil, ventil za nagrizanje zraka, sigurnosni ventil.
• Pričvršćivači - nosači, obujmice za cijevi, obujmice i ostalo.

Osim toga, potrebno nam je najjeftinije rashladno sredstvo - freon i barem najjednostavnija upravljačka jedinica, bez koje će korištenje toplotnih pumpi biti vrlo teško, zbog potrebe da se rad kompresora uskladi s temperaturom na površini isparivača. i kondenzator.

Montaža jedinice

Pa, sam proces izgradnje je sljedeći:

• Izrađujemo zavojnicu od bakrene cijevi, čije dimenzije moraju odgovarati poprečnom presjeku i visini čeličnog spremnika.
• Montiramo zavojnicu u rezervoar, ostavljajući izlaze bakrene cijevi vani. Zatim zaptivamo rezervoar i opremimo ga ulaznim (donji) i izlaznim (gore) priključkom. Kao rezultat, dobija se prvi element sistema - kondenzator - sa gotovim slavinama za ravnu grejnu cijev (gornji spoj) i povratnu cijev (donji priključak)
• Kompresor montiramo na zid (pomoću držača). Spojimo tlačnu armaturu kompresora s gornjim izlazom bakrene cijevi.
• Izrađujemo drugu zavojnicu od bakrene cijevi, čije se dimenzije poklapaju s poprečnim presjekom i visinom polimerne limenke.
• Zavojnicu montiramo u limenku tako što na njen kraj ugradimo ventilator koji puše zrak na zavojnicu. Štaviše, dva problema bi trebala izaći iz konzerve. Kao rezultat, cijela ova konstrukcija, koja je isparivač sistema, montira se na fasadu ili u ventilacijski šaht.
• Povezujemo donji izlaz rezervoara (kondenzator) sa donjim izlazom limenke (isparivača) umetanjem kontrolnog gasa u ovaj cevovod.
• Gornji izlaz limenke povezujemo sa usisnom cijevi kompresora.

To je u osnovi to. Koristeći princip rada toplotne pumpe zračnog izvora, sistem je gotovo spreman. Ostaje samo napuniti rashladno sredstvo u kompresor i spojiti ventil za gas na upravljačku jedinicu.

Grijanje zraka pomoću toplinske pumpe: proračun instalacijskog kapaciteta

Snaga toplotne pumpe zavisi od mnogo faktora, a to su: zapremina rashladnog sredstva, površina zavojnica u isparivaču i kondenzatoru, očekivani volumen prenosa toplote u sistem grejanja itd. Stoga se u većini slučajeva proračun snage provodi u posebnim programima koji uzimaju u obzir druge ulazne podatke.

U pojednostavljenom obliku, ovi programi su dizajnirani kao onlajn „kalkulatori“, sa otvorenim poljima za unos sledećih parametara:

• Površina prostorije i visina plafona - koriste se za izračunavanje zapremine.
• Područje u kojem se zgrada nalazi - pomoću ovog parametra određuje se prosječna godišnja temperatura zraka koja utiče na performanse isparivača.
• Stepen izolacije zadatka - pomoću ovog parametra određuje se očekivani "kalorični sadržaj" sistema grijanja.

U završnoj fazi, posljednja dva parametra se pretvaraju u koeficijente s kojima se množi volumen prostorije. Broj dobijen kao rezultat takvih manipulacija uspoređuje se s tabličnim vrijednostima koje povezuju snagu pumpe sa zagrijanom zapreminom.

Kao rezultat toga, ispada da je za grijanje kuće površine 100 četvornih metara u pravilu potrebna toplinska pumpa od 5 kilovata, a stan od 350 četvornih metara može se grijati pumpom od 28 kilovata.

Toplotna pumpa izvora zraka: nijanse održavanja jedinice

Toplotna pumpa zrak-voda ne zahtijeva nikakvo posebno održavanje, uz djelomičnu demontažu/montažu.

Za održavanje performansi sistema, vlasnik će morati izvršiti samo sljedeće manipulacije:

• Periodično čišćenje ventilatora i roštilja na isparivaču od začepljenih ostataka (lišće, prašina i sl.).
• Periodično podmazivanje kompresora, izvedeno prema shemi koju je dao proizvođač.
• Zamjena ulja u pogonskim jedinicama (kompresor, ventilator).
• Povremeno provjeravajte integritet bakrenog cjevovoda rashladnog sredstva i kabela za napajanje koji napaja kompresor i ventilator.

Ekonomični sistemi grijanja kuće zamjenjuju tradicionalne vrste grijanja na plin, čvrsta goriva i električnu energiju. Toplotna pumpa sa izvorom zraka jedno je od najpopularnijih alternativnih rješenja.

Među prednostima može se izdvojiti niska cijena u odnosu na geotermalne instalacije, mogućnost korištenja pri izradi novih sustava grijanja i rekonstrukciji starih. Toplotna pumpa je posebno tražena u sistemima "pasivne kuće" - stambenih prostorija projektovanih na principu minimalne potrošnje toplote i uvođenja tehnologija za uštedu energije.

Šta je vazdušna toplotna pumpa

Najjednostavnija toplotna pumpa dizajnirana je davne 1852. godine i nazvana je „množitelj toplote“. Lord Kelvin je otkrio osnovne principe rada koji su činili osnovu sve moderne opreme za grijanje.

Prema zakonima fizike, toplota se sa zagrijanog tijela prenosi na nešto što ima nižu temperaturu. Ali, moguć je i obrnut proces, pod uslovom da se za to koristi dodatna energija.

Nešto kasnije otkriven je princip obrnutog Carnotovog ciklusa. Supstanca upija toplinu prilikom isparavanja, a nakon kondenzacije na površini, oslobađa je. To je zakon koji je u osnovi frižidera i klima uređaja. Niskotemperaturna vazdušna toplotna pumpa radi kao i ovi kućni aparati, samo u "nazadnjem smeru".

Neki proizvođači klima uređaja koriste ovaj princip, nudeći potrošačima klima-uređaje koji mogu zagrijati prostoriju. Ali sistemi za klimatizaciju imaju nisku efikasnost na negativnim temperaturama, jer je glavna svrha opreme hlađenje, a ne grijanje.

Niskotemperaturne toplotne pumpe izvora zraka za grijanje doma rade koristeći ovaj fizički zakon. Kako se grijanje provodi u praksi?

• Bilo koje, čak i ohlađeno tijelo, ima visoku ili nisku potencijalnu energiju. Čak i pri negativnim temperaturama, zrak sadrži određenu količinu topline. Na -15°C, toplije nego na -25°C. Na -5°C, u zraku je još više topline. Princip rada toplotne pumpe sa izvorom vazduha omogućava vam da izvučete malu količinu toplotne energije koja ostaje u zimskoj sezoni i prenese je u prostoriju.
• Zavojnica isparivača nalazi se u vanjskoj jedinici postavljenoj na otvorenom. Unutar kola kruži freon - tekućina koja slobodno prelazi u plinovito stanje i obrnuto. Freon isparava, a apsorbira toplinu koja ostaje čak i na niskim temperaturama.
• Plin ulazi u kompresor. Kompresor stvara visok pritisak i uslove za pretvaranje freona nazad u tečnost.
• Pod pritiskom, freon se zagrijava i ulazi u kondenzator. U bloku plin konačno postaje tekućina, odajući svu toplinu koju je primio u vanjskoj jedinici postavljenoj na ulici.
• Freon se u zatvorenom krugu vraća u isparivač.

Postoji ovisnost toplinske snage toplotne pumpe zrak-voda o vanjskoj temperaturi. Iz tog razloga proizvođači predviđaju priključenje dodatne opreme za grijanje na toplinsku pumpu, koja nadoknađuje nedostatak toplinske energije kada vanjska temperatura padne ispod -15°C. Rad u hladnim uslovima se nastavlja, ali sa manjom efikasnošću.

Postoji nekoliko tipova toplotnih pumpi sa izvorom vazduha, koje se razlikuju po principu koji se koristi za grejanje prostora.

Termalne pumpe vazduh/voda

Sistemi za snabdevanje toplotom u domaćinstvu i snabdevanje toplom vodom, zasnovani na vazdušnim toplotnim pumpama, veoma su efikasni za upotrebu u umerenim geografskim širinama Ruske Federacije. Prosječni COP (koeficijent konverzije) je 3. Ispada da se na svaki potrošen 1 kW proizvodi 3 kW toplotne energije.

Princip rada je isti kao i kod pumpi drugih modifikacija, ali s određenim razlikama:

• Kondenzator se postavlja unutar akumulacionog kotla povezanog na sistem grijanja i tople vode.
• Toplota koja se oslobađa tokom kondenzacije freona koristi se za indirektno zagrijavanje rashladne tekućine.
• Uz pomoć, zagrijana rashladna tekućina ulazi u sistem PTV-a i grijanja.

Intenzitet zagrevanja nosača toplote varira od +30°S do +60°S. Na temperaturama ispod -15°C uključuje se kombinovano snabdevanje toplotom sa vazdušnom toplotnom pumpom, koja je neophodna u hladnim klimama. Nedostatak topline nadoknađuje bilo koji kotao (struja, plin, drva).

Budući da se ugradnja vanjske jedinice vrši na ulici, dodatna prednost će biti prisutnost funkcije protiv smrzavanja ili odmrzavanja.

Toplotne pumpe za grijanje zraka

Toplotne pumpe za grijanje zraka koriste se za grijanje pojedinačnih prostorija. Princip rada je na mnogo načina sličan onom koji koristi grijač ventilatora, samo kondenzator igra funkciju grijača.

Telo unutrašnje jedinice toplotne pumpe je slično klima uređaju i može raditi i za grejanje i hlađenje vazduha.

Potrošaču se nude različita rješenja za pitanje grijanja:

1. Ugradnja zasebnih nezavisnih grijača.
2. Instalacija više toplotnih pumpi, ujedinjenih u jednu mrežu.

Toplotne pumpe koje zagrijavaju prostoriju toplim zrakom imaju sljedeće prednosti:

• Maksimalna efikasnost- odsustvo potrebe za predgrijavanjem rashladne tekućine dovodi do ekonomičnije potrošnje električne energije. Zrak se zagrijava samo na temperaturu od 20-40 ° C, a to zauzvrat daje veći COP koeficijent od 4.
• Brzo zagrevanje objekta- topli vazduh počinje da struji u prostoriju nekoliko sekundi nakon uključivanja.
• Svestranost– oprema se može koristiti kao klima uređaj ljeti. U osnovnoj konfiguraciji predviđena je funkcija hlađenja prostorije.

Kada se dostigne negativna temperatura, kritična za rad, rezervni izvor toplote se automatski uključuje kada se koristi vazdušna HP. Tako je moguće nadoknaditi nedostatak toplotne energije.

Koja je razlika između klima uređaja i vazdušne toplotne pumpe

Zaista, opskrba toplinom prostorija toplotnim pumpama iz izvora zraka u hladnim klimama u mnogome je slična grijanju sa konvencionalnim klima uređajima. Koriste se unutarnji i vanjski blokovi slične strukture. Čak iu unutrašnjoj strukturi postoji mnogo sličnosti. Razlika je u tome što su klima uređaji efikasniji u grijanju nego u hlađenju, dok su klima uređaji suprotni.

Razliku možete osjetiti ako uporedite neke karakteristike opreme. Klima uređaj prestaje da radi za grijanje već na temperaturi od oko -5°C. Režim rada toplotnih pumpi je od -25°S do +45°S.

Budući da postoji tendencija poboljšanja zračnih toplotnih pumpi za "pasivne" kuće, uskoro će za širok krug potrošača biti dostupni modeli opreme koji mogu održati performanse kada temperatura padne na -32 °C.

Razlika između vazdušne toplotne pumpe i klima uređaja leži u različitim tehničkim karakteristikama, iako među njima ima mnogo sličnosti.

Kako odabrati vazdušnu toplotnu pumpu

Izbor vazdušne HP nije tako težak kao što se čini na prvi pogled. Prilikom odabira odgovarajućeg modela, trebali biste se usredotočiti na sljedeće parametre:

1. tip grijanja.
2. Grijani prostor.
3. Proizvođač.

Dodatno, odredite koji tip kotla će se koristiti kao rezervni izvor topline. Kao što pokazuje praksa, grijanje zraka s priključkom na električni kotao ostaje najpopularnije, što vam omogućava da u potpunosti radite bez plina.

Koju marku odabrati toplotnu pumpu tipa zraka

Ako analiziramo recenzije toplotnih pumpi sa izvorom zraka, vrlo je lako prepoznati proizvođače opreme koji su najtraženiji među domaćim potrošačima:

• Stiebel Eltron je njemačka kompanija koja je započela svoj put izumom kotla. S vremenom se asortiman proizvoda stalno širio. Danas je Stiebel Eltron lider u proizvodnji opreme za grijanje i grijanje vode. Kompanija nudi dvije vrste toplotnih pumpi: geotermalne i zračne, koje rade na zagrijavanju rashladne tekućine i zraka.
• je još jedan njemački proizvođač sa preko 30 godina iskustva u proizvodnji zračnih pumpi. Najveću pohvalu zaslužuju Viessmann stanice priključene na krug za grijanje vode. Kao prednosti - prisustvo senzora upravljanja koji ovise o vremenskim prilikama i mnoge dodatne funkcije dostupne u osnovnoj konfiguraciji.
• Mitsubishi je japanska korporacija koja je pionir Zubadan tehnologije. Rješenje je omogućilo povećanje COP-a (koji je najveći među sličnom opremom) i proširenje obima primjene. Mitsubishi je bio jedan od prvih koji je potrošačima ponudio klima uređaje koji rade na grijanju i toplotnim pumpama na zrak. Nove tehnologije se stalno uvode kako bi se povećao obim proizvoda.
• – kompanija je razvila čitav niz ekonomične opreme geoTHERM. Asortiman uključuje opremu koja izvlači toplotu iz zemlje, vode, vazduha i sunčeve svetlosti. Vaillant proizvodi su maksimalno prilagođeni za upotrebu u Ruskoj Federaciji.

Cijena zraka HP sa instalacijom

Najskuplje su toplotne pumpe koje zagrevaju prostoriju rashladnom tečnošću. Oprema će koštati oko 80 hiljada rubalja. (kapacitet 4,5 kW), do 800 hiljada rubalja. (18,5 kW). Toplotne pumpe za grijanje zraka koštat će od 50 hiljada rubalja. (po 4 kW) do 120 hiljada rubalja. (na 8 kW).

Trošak ugradnje zračne toplinske pumpe izračunava se pojedinačno, na osnovu tehničkih parametara prostorije i drugih faktora.

Vijek trajanja opreme je najmanje 20 godina. Ugrađena oprema se isplati nakon 3-5 grejnih sezona, u zavisnosti od intenziteta rada.

Prednosti i nedostaci korištenja toplotnih pumpi sa izvorom zraka

Doslovno prije 5 godina domaći potrošač praktički nije imao iskustva grijanja zgrada zimi pomoću toplotnih pumpi zraka. Morao sam se zadovoljiti izjavama i izuzetno pozitivnim komentarima objavljenim na web stranicama raznih proizvođača opreme, koji nisu davali jasnu predstavu o mogućnostima opreme. Od tada se pojavilo određeno iskustvo upotrebe, što je omogućilo da se identifikuju ne samo prednosti, već i nedostaci zračnih HP-a.

Prednosti

• Prednosti rada toplotnih pumpi zrak-voda - glavna prednost je potpuna neovisnost od grijanja na plin. U nekim regijama Ruske Federacije, samo dovođenje cjevovoda do kuće skuplje je od kupovine i ugradnje toplotne pumpe. Nisu potrebne dozvole za puštanje u rad.
• Sistemi su dizajnirani za ugradnju u pasivnu kuću. Stoga su prvobitno dizajnirani za ekonomično grijanje kuće i grijanje tople vode. Za 1 kW potrošene električne energije, proizvodnja topline je 3-5 kW. Jednostavna kalkulacija troškova pri korištenju toplinske pumpe će pokazati da se u roku od 3-5 godina postiže potpuni povrat opreme.
• Rad pumpe ne utiče negativno na zdravlje ljudi. Da bi se osigurali higijenski uslovi, u sistemima koji koriste princip grijanja zraka dovoljno je povremeno očistiti filtere.

nedostatke

• Visoka cijena opreme - sistem s dovoljno snage za grijanje stambene zgrade koštat će 800-1200 hiljada rubalja, što je za većinu kupaca nepristupačan iznos.
• Ovisnost o temperaturi okoline. Karakteristike autonomnog grijanja kuće s toplotnom pumpom izvora zraka direktno su povezane s ukupnom količinom primljene toplinske energije. Što je vanjska temperatura niža, pumpa lošije radi. Počevši od -15°C, moraćete da povežete rezervni izvor toplote.
  Ako uzmemo u obzir da je na većini teritorija Ruske Federacije prosječni temperaturni režim viši, onda postaje jasno svrsishodnost ove instalacije. Optimalne klimatske zone za korišćenje toplotnih pumpi sa izvorom vazduha su delovi Rusije sa umerenom klimom i prosečnom temperaturom zimi od najmanje -15°C.

Ako uporedimo zračno HP i plinsko grijanje, posebno imajući u vidu da najnoviji modeli pumpne opreme mogu održavati performanse na -32 ° C, prednost prvog postaje očigledna. Toplotne pumpe su ekonomične, ne zahtevaju dozvolu za rad, montiraju se u roku od 1 dana i imaju veću efikasnost od gasne opreme.

Nedavno su proizvođači donekle smanjili troškove toplinskih instalacija, što je omogućilo još većem broju kupaca da cijene dostojanstvo stanica. Ako se trend nastavi, možemo očekivati ​​povećanu potražnju za toplotnim pumpama.

Oprema za grijanje, za koju se koriste prilično skupi tipovi energenata, kao što su plin, struja, čvrsta i tečna goriva, nedavno je dobila dostojnu alternativu - toplinsku pumpu voda-voda. Za rad takve opreme, koja tek počinje da dobija popularnost u Rusiji, potrebni su neiscrpni izvori energije, koje karakteriše nizak potencijal. Istovremeno, toplinska energija se može izvući iz gotovo svih izvora vode, koji se mogu koristiti kao prirodni i umjetni rezervoari, bunari, bunari itd. Ako se proračun i instalacija takve pumpne jedinice izvrši ispravno, onda je u mogućnosti za grijanje stambenih i industrijskih objekata tokom cijele zime.

Konstruktivni elementi i princip rada

Za toplotne pumpe koje se razmatraju za grijanje kuće, princip rada liči na princip rada rashladne opreme, samo obrnuto. Ako rashladna jedinica odvodi dio topline iz svoje unutrašnje komore prema van, snižavajući time temperaturu u njoj, tada je rad toplotne pumpe da hladi okolinu i zagrijava rashladno sredstvo koje se kreće kroz cijevi sistema grijanja. Toplotne pumpe zrak-voda i zemlja-voda rade na istom principu, koje također koriste energiju iz izvora niskog kvaliteta za grijanje stambenih i industrijskih prostorija.

Shema dizajna toplotne pumpe voda-voda, koja je najproduktivnija među uređajima koji koriste izvore energije niskog potencijala, sugerira prisutnost takvih elemenata kao što su:

• vanjski krug duž kojeg se voda ispumpava iz izvora vode;
• unutrašnji krug, kroz cjevovod kroz koji se rashladno sredstvo kreće;
• isparivač u kojem se rashladno sredstvo pretvara u plin;
• kondenzator u kojem rashladno sredstvo ponovo postaje tečno;
• kompresor dizajniran za povećanje tlaka plinovitog rashladnog sredstva prije nego što uđe u kondenzator.

Dakle, nema ništa komplicirano u uređaju toplotne pumpe voda-voda. Ako se u blizini kuće nalazi prirodni ili umjetni rezervoar, onda je za grijanje zgrade najbolje koristiti toplinsku pumpu voda-voda, čiji su princip rada i karakteristike dizajna sljedeći.

1. Krug, koji je primarni izmjenjivač topline kroz koji cirkulira antifriz, nalazi se na dnu rezervoara. U tom slučaju dubina na kojoj se izvodi ugradnja primarnog izmjenjivača topline mora biti ispod nivoa smrzavanja rezervoara. Antifriz, prolazeći kroz primarni krug, zagrijava se na temperaturu od 6-8 °, a zatim se dovodi u izmjenjivač topline, odajući toplinu njegovim zidovima. Zadatak antifriza koji cirkuliše u primarnom krugu je da prenese toplotnu energiju vode na rashladno sredstvo (freon).
2. U slučaju da shema rada toplinske pumpe predviđa unos i prijenos toplinske energije iz vode ispumpane iz podzemnog bunara, krug protiv smrzavanja se ne koristi. Voda iz bunara prolazi kroz posebnu cijev kroz komoru izmjenjivača topline, gdje svoju toplinsku energiju predaje rashladnom sredstvu.
3. Izmjenjivač topline za toplinske pumpe je najvažniji element njihovog dizajna. Ovo je uređaj koji se sastoji od dva modula - isparivača i kondenzatora. U isparivaču, freon, koji se dovodi kroz kapilarnu cijev, počinje se širiti i pretvara se u plin. Nakon kontakta plinovitog freona sa zidovima izmjenjivača topline, niskopotencijalna toplinska energija se prenosi na rashladno sredstvo. Freon napunjen takvom energijom se dovodi u kompresor.
4. Plin freon se komprimira u kompresoru, zbog čega raste temperatura rashladnog sredstva. Nakon kompresije u komori kompresora, freon ulazi u drugi modul izmjenjivača topline - kondenzator.
5. U kondenzatoru se plinoviti freon ponovo pretvara u tekućinu, a toplinska energija akumulirana njime prenosi se na zidove posude u kojoj se nalazi rashladno sredstvo. Ulaskom u komoru drugog modula izmjenjivača topline, freon, koji je u plinovitom stanju, kondenzira se na stijenkama spremnika, predaje im toplinsku energiju, koja se potom prenosi na vodu u takvoj komori. Ako na izlazu iz isparivača freon ima temperaturu od 6-8 stepeni Celzijusa, onda na ulazu u kondenzator toplotne pumpe voda-voda, zbog gore navedenog principa rada takvog uređaja, njegova vrijednost dostiže 40-70 stepeni Celzijusa.

Dakle, princip rada toplotne pumpe zasniva se na činjenici da rashladno sredstvo pri prelasku u gasovito stanje uzima toplotnu energiju iz vode, a kada prelazi u tečno stanje u kondenzatoru, oslobađa akumuliranu energiju u tečni medij - nosilac toplote sistema grijanja.

Toplotne pumpe vazduh-voda i zemlja-voda rade potpuno na istom principu, razlika je samo u vrsti izvora koji se koristi za proizvodnju toplotne energije niskog potencijala. Drugim riječima, toplotna pumpa ima jedan princip rada, koji se ne razlikuje u zavisnosti od tipa ili modela uređaja.

Koliko se toplotna pumpa efikasno zagreva rashladno sredstvo sistema grejanja u velikoj meri zavisi od fluktuacija temperature vode – izvora energije niskog potencijala. Takvi uređaji pokazuju visoku efikasnost pri radu sa vodom iz bunara, gdje je temperatura tečnog medija tokom godine u rasponu od 7-12 stepeni Celzijusa.

Pumpa voda-voda je jedna od toplotnih pumpi sa zemljom

Princip rada toplotne pumpe voda-voda, koji osigurava visoku efikasnost ove opreme, omogućava korištenje takvih uređaja za opremanje sistema grijanja za stambene i industrijske zgrade ne samo u regijama sa toplim zimama, već iu sjeverne regije.

Da bi toplotna pumpa, čija je shema rada opisana gore, pokazala visoku efikasnost, trebali biste znati kako odabrati pravu opremu. Veoma je poželjno da se izbor toplotne pumpe voda-voda (kao i "vazduh - voda" i "zemlja - voda") izvrši uz učešće kvalifikovanog i iskusnog stručnjaka.

Prilikom odabira toplinske pumpe za grijanje vode uzimaju se u obzir sljedeći parametri takve opreme:

• produktivnost, o kojoj ovisi površina zgrade, čije grijanje pumpa može osigurati;
• brend pod kojim se proizvodi oprema (ovaj parametar se mora uzeti u obzir jer ozbiljne kompanije čije proizvode već cijene mnogi potrošači posvećuju ozbiljnu pažnju kako pouzdanosti tako i funkcionalnosti proizvedenih modela);
• trošak najodabranije opreme i njene instalacije.

Prilikom odabira toplotnih pumpi voda-voda, zrak-voda, zemlja-voda, preporuča se obratiti pažnju na prisutnost dodatnih opcija za takvu opremu. Ovo posebno uključuje mogućnost:

• upravljanje radom opreme u automatskom režimu (toplotne pumpe koje rade u ovom režimu zahvaljujući posebnom regulatoru omogućavaju stvaranje ugodnih uslova za život u zgradi kojoj služe; može se izvršiti promena radnih parametara i druge radnje za upravljanje toplotnim pumpama koje su opremljene regulatorom korištenje mobilnog uređaja ili daljinskog upravljača);
• korišćenje opreme za zagrevanje vode u sistemu PTV (obratite pažnju na ovu opciju jer ona nije dostupna kod nekih (posebno starijih) modela toplotnih pumpi čiji je kolektor ugrađen u otvorena vodna tela).

Proračun snage opreme: pravila izvođenja

Prije nego što nastavite s odabirom konkretnog modela toplinske pumpe, potrebno je izraditi projekt sustava grijanja koji će takva oprema služiti, kao i izračunati njegovu snagu. Takvi proračuni su neophodni kako bi se utvrdila stvarna potreba za toplinskom energijom zgrade sa određenim parametrima. Istovremeno, moraju se uzeti u obzir gubici topline u takvoj zgradi, kao i prisustvo kruga PTV-a u njoj.

Za toplotnu pumpu voda-voda, proračun snage se vrši prema sljedećoj metodi.

• Prvo se utvrđuje ukupna površina zgrade za čije će se grijanje koristiti kupljena toplotna pumpa.
• Odredivši površinu zgrade, moguće je izračunati snagu toplotne pumpe sposobne za grijanje. Izvodeći takav izračun, pridržavajte se pravila: na 10 kvadratnih metara. m građevinske površine potrebno je 0,7 kilovata snage toplotne pumpe.
• Ako će se toplotna pumpa koristiti i za osiguranje funkcionisanja sistema PTV-a, tada se na dobijenu vrijednost njene snage dodaje 15–20%.

Proračun snage toplotne pumpe izveden prema gore opisanoj metodi je relevantan za zgrade u kojima visina plafona ne prelazi 2,7 metara. Preciznije proračune koji uzimaju u obzir sve karakteristike zgrada koje se griju toplotnom pumpom vrše zaposleni u specijalizovanim organizacijama.

Za toplinsku pumpu zrak-voda, proračun snage se vrši prema sličnoj metodi, ali uzimajući u obzir neke nijanse.

Kako sami napraviti toplotnu pumpu

Pošto ste dobro razumjeli kako radi toplotna pumpa voda-voda, možete napraviti takav uređaj vlastitim rukama. U stvari, domaća toplotna pumpa je skup gotovih tehničkih uređaja, ispravno odabranih i povezanih u određenom redoslijedu. Da bi toplinska pumpa "uradi sam" pokazala visoku efikasnost i ne bi stvarala probleme tokom rada, potrebno je izvršiti preliminarni proračun njenih glavnih parametara. Da biste to učinili, možete koristiti odgovarajuće programe i online kalkulatore na web stranicama proizvođača takve opreme ili se obratiti specijaliziranim stručnjacima.

Dakle, da biste napravili toplinsku pumpu vlastitim rukama, morate odabrati elemente njene opreme prema unaprijed izračunatim parametrima i izvršiti njihovu ispravnu instalaciju.

Kompresor

Kompresor za domaću toplotnu pumpu može se uzeti iz starog frižidera ili split sistema, pri čemu treba obratiti pažnju na snagu takvog uređaja. Prednost upotrebe kompresora iz split sistema je nizak nivo buke koji se stvara tokom njihovog rada.

Kondenzator

Kao kondenzator za domaću toplotnu pumpu, možete koristiti zavojnicu rastavljenu iz starog frižidera. Neki to rade sami, koristeći vodovod ili specijalnu rashladnu cijev. Kao kontejner u koji se postavlja kondenzatorski kalem, možete uzeti rezervoar od nerđajućeg čelika zapremine oko 120 litara. Da biste postavili zavojnicu u takav rezervoar, prvo se reže na dve polovine, a zatim, kada se zavojnica ugradi, zavari se.

Vrlo je važno izračunati njegovu površinu prije nego što odaberete ili sami proizvedete zavojnicu. Za to je potrebna sljedeća formula:

P3 \u003d MT / 0,8PT

Parametri koji se koriste u ovoj formuli su:

• MT je snaga toplote koju proizvodi toplotna pumpa (kW);
• PT je razlika između temperatura na ulazu i izlazu toplotne pumpe.

Da bi se spriječilo stvaranje mjehurića zraka u kondenzatoru toplinske pumpe iz hladnjaka, ulaz u zavojnicu treba biti smješten na vrhu spremnika, a izlaz iz njega na dnu.

Isparivač

Kao spremnik za isparivač možete koristiti jednostavnu plastičnu bačvu kapaciteta 127 litara sa širokim otvorom. Za stvaranje zavojnice, čija se površina određuje na isti način kao i za kondenzator, koristi se i bakrena cijev. U domaćim toplinskim pumpama, u pravilu se koriste isparivači imerzijskog tipa, u kojima tečni freon ulazi odozdo, a na vrhu zavojnice se pretvara u plin.

Vrlo pažljivo, koristeći lemljenje, kada sami pravite toplotnu pumpu, trebate ugraditi termostat, jer se ovaj element ne može zagrijati na temperaturu veću od 100 stepeni Celzijusa.

Za opskrbu vodom elemenata toplinske pumpe vlastite izrade, kao i za njeno odvođenje, koriste se obične kanalizacijske cijevi.

Toplotne pumpe voda-voda, u poređenju sa uređajima vazduh-voda i zemlja-voda, su jednostavnije konstrukcije, ali efikasnije, pa se ova vrsta opreme najčešće izrađuje samostalno.

Sastavljanje domaće toplotne pumpe i puštanje u rad

Za sastavljanje i puštanje u rad domaće toplotne pumpe trebat će vam sljedeći potrošni materijal i oprema:

1. aparat za zavarivanje;
2. vakuum pumpa (za provjeru vakuuma u cijelom sistemu);
3. cilindar s freonom, koji se puni kroz poseban ventil (ventil se mora unaprijed ugraditi u sistem);
4. temperaturni senzori koji se ugrađuju na kapilarne cijevi na izlazu iz cijelog sistema i na izlazu iz isparivača;
5. startni relej, osigurač, DIN šina i električna ploča.

Sva zavarivanja i navojni spojevi tokom montaže treba da budu izvedeni maksimalno kvalitetno kako bi se osigurala apsolutna nepropusnost sistema kroz koji će se freon kretati.

U slučaju da voda u otvorenom rezervoaru djeluje kao izvor energije niskog potencijala, potrebno je dodatno napraviti kolektor, čije prisustvo podrazumijeva princip rada toplotnih pumpi ovog tipa. Ukoliko se koristi voda iz podzemnog izvora, potrebno je izbušiti dva bunara, u koji će se voda ispuštati nakon što prođe cijeli sistem.

1, prosječna ocjena: 5,00 od 5)

Toplotna pumpa je parna kompresijska jedinica koja prenosi toplotu iz hladnih izvora toplote niskog kvaliteta na vruće, visokog kvaliteta. Toplota se prenosi kondenzacijom i isparavanjem rashladnog sredstva, koje se najčešće koristi kao freon, koji kruži u zatvorenom krugu. Električna energija od koje radi toplotna pumpa koristi se samo za ovu prisilnu cirkulaciju.

Princip rada toplotne pumpe zasniva se na takozvanom Carnotovom ciklusu, koji vam je dobro poznat iz rada rashladnih postrojenja. U stvari, kućni frižider u vašoj kuhinji je takođe toplotna pumpa. Kada u njega stavite hranu, čak i ako je hladna, ali je temperatura ipak viša od temperature u komori frižidera, prema zakonu održanja energije, toplota koju oslobađaju ne odlazi nikuda. Kako unutrašnja temperatura ne bi trebala rasti, toplina se izbacuje van kroz rešetku radijatora, zagrijavajući zrak u kuhinji. Što više hrane stavite u frižider u isto vreme, to će biti veći prenos toplote.

Najjednostavnija verzija toplotne pumpe bi bio otvoreni frižider postavljen napolju sa radijatorom u prostoriji. Ali neka frižider ispuni svoje direktne dužnosti, jer već postoje posebni uređaji - toplotne pumpe, koje imaju mnogo veću efikasnost. Princip njihovog rada je prilično jednostavan.

Kako radi toplotna pumpa

Svaka toplotna pumpa se sastoji od isparivača, kondenzatora, ekspandera koji smanjuje pritisak i kompresora koji povećava pritisak. Svi ovi uređaji povezani su cevovodom u jedan zatvoreni krug. Rashladno sredstvo, inertni gas sa veoma niskom tačkom ključanja, cirkuliše kroz cevi, pa je u jednom delu kola, hladnom, tečno, au drugom toplom, prelazi u gasovito stanje. Tačka ključanja, kao što je poznato iz fizike, može varirati u zavisnosti od pritiska, ovdje u ovom sistemu postoje ekspander i kompresor.

Pretpostavimo da van rashladna tečnost cirkuliše kroz cijevi položene u zemlju, budući da ima nisku temperaturu, pa se, prolazeći kroz njih, zagrijava, čak i kada je vanjska temperatura samo oko 4-5 ° C. Ulaskom u isparivač, koji obavlja funkciju izmjenjivača topline, rashladno sredstvo odaje primljenu toplinu unutrašnjem krugu sistema, koji je napunjen rashladnim sredstvom. Čak je i ova toplota dovoljna da rashladno sredstvo pređe iz tečnog u gasovito stanje.

Krećući se dalje, plin se kreće do kompresora, gdje se sabija pod djelovanjem visokog tlaka, a temperatura mu raste. Nakon što postane vruć, plin ulazi u kondenzator, koji je ujedno i izmjenjivač topline. U njemu se toplina prenosi sa vrućeg plina na rashladno sredstvo povratnog cjevovoda uključenog u sistem grijanja kuće. Odajući toplinu, plin se hladi i ponovo prelazi u tečno stanje, dok zagrijana rashladna tekućina ulazi u sistem za dovod tople vode i grijanje. Prolazeći kroz ekspanzioni ventil ekspandera, tečni plin ponovo ulazi u isparivač - ciklus je zatvoren.

U hladnoj sezoni toplotne pumpe rade za zagrijavanje kuće, a u vrućini - za hlađenje. U ovom slučaju, princip rada je isti, samo ljeti toplina ulazi u rashladno sredstvo iznutra, a ne izvana.

Konstrukcijske karakteristike toplotnih pumpi

Trenutno se koriste toplotne pumpe različitih dizajna. Dakle, pumpa otvorenog ciklusa se koristi kada se kuća nalazi pored rezervoara. U tom slučaju rashladna tekućina, voda, ulazi u otvoreni krug, prolazi kroz cijeli ciklus i, hlađenjem, ponovo se spaja u rezervoar.

Geotermalne pumpe zatvorenog tipa pumpaju rashladnu tečnost - vazduh ili vodu, kroz cevi položene duboko u zemlju i položene duž dna rezervoara. Zatvoreni ciklus je ekološki sigurniji. Zatvoreni tip uključuje pumpe s vertikalnim i horizontalnim izmjenjivačem topline, koje se koriste kada u blizini nema vodenih tijela. Vertikalne toplotne pumpe se koriste kada je površina zemljišta na kojoj se kuća nalazi mala. Ponekad se vertikalne pumpe ugrađuju u bunare izbušene u blizini.

Obim radova na ugradnji toplotne pumpe uključuje unutrašnje elektro radove, polaganje vanjskih cjevovoda i unutrašnjih zračnih kanala.

Prednosti korištenja toplotnih pumpi

Ekonomska korist korištenja toplotnih pumpi je očigledna - njihov rad je prilično jeftin, jer se troši malo više električne energije nego kada radi hladnjak. Niska je i cijena opreme, kao i troškovi ugradnje i ugradnje. Korištenje toplinske pumpe omogućava vam da se riješite briga oko kupovine i skladištenja goriva, ugradnje i rada opreme za grijanje, u vašoj kući se oslobađaju dodatne prostorije u kojima se prethodno nalazila kotlovnica.