Alternative energikilder er fremtiden! Varmepumpe til opvarmning af boligen
Gas eller elektricitet bruges normalt til at opvarme lokalerne. Denne opvarmningsmetode vil dog koste en del, da begge er ret dyre.
Derfor bruges alternative energikilder til opvarmning af private huse og landejendomme, og En af de mest populære opvarmningsmetoder er brugen af varmepumper.
Hvad er en varmepumpe til opvarmning af et privat hus? Hvordan fungerer den?
En særlig enhed, der i stand til at udvinde varme fra omgivelserne kaldes en varmepumpe.
Sådanne apparater bruges som den primære eller supplerende metode til opvarmning af lokaler. Nogle apparater arbejde med passiv køling af bygningen — pumpen bruges til både sommerkøling og vinteropvarmning.
Miljøets energi bruges som brændstofEn sådan varmelegeme udvinder varme fra luft, vand, grundvand osv., så denne enhed er klassificeret som en vedvarende energikilde.
Vigtig! For at betjene sådanne pumper skal du bruge forbindelse til elnettet.
Alle varmeapparater inkluderer fordamper, kompressor, kondensator og ekspansionsventilAfhængigt af varmekilden skelnes der mellem vand, luft og andre enheder. Funktionsprincippet minder meget om et køleskabs funktionsprincip (kun køleskabet udsender varm luft, og pumpen absorberer varme).
De fleste enheder fungerer ved både positive og negative temperaturer, men enhedens effektivitet afhænger direkte af eksterne forhold (dvs. jo højere omgivelsestemperaturen er, desto mere kraftfuld vil enheden være). Generelt set er enheden fungerer som følger:
- Varmepumpe kommer i kontakt med de omgivende forholdTypisk udvinder enheden varme fra jorden, luften eller vandet (afhængigt af enhedens type).
- En speciel fordamper er installeret inde i enheden., som er fyldt med kølemiddel.
- Ved kontakt med det ydre miljø kølemidlet koger og fordamper.
- Derefter Kølemidlet kommer ind i kompressoren i form af damp.
- Der krymper det - takket være dette hans temperatur stiger betydeligt.
- Derefter kommer den opvarmede gas ind i varmesystemet., hvilket fører til opvarmning af det primære kølemiddel, som bruges til opvarmning af lokalerne.
- Kølemidlet køler lidt efter lidt ned. Til sidst bliver det flydende igen.
- Derefter kommer det flydende kølemiddel ind i en speciel ventil, hvilket sænker temperaturen betydeligt.
- Til sidst vender kølemidlet tilbage til fordamperen., hvorefter opvarmningscyklussen gentages.
Foto 1. Princippet for en grundvandsvarmepumpes funktion. Den kolde varmebærer er vist med blåt, den varme med rødt.
Fordele:
- Miljøvenlig. Sådanne apparater betragtes som vedvarende energikilder, som ikke forurener atmosfæren med deres emissioner (hvorimod der ved brug af naturgas dannes skadelige drivhusgasser, og kulforbrænding ofte bruges til at producere elektricitet, hvilket også forurener luften).
- Et godt alternativ til gas. En varmepumpe er ideel til opvarmning af rum i tilfælde, hvor brugen af gas er vanskelig af en eller anden grund (for eksempel når huset ligger langt fra alle større forsyningsnet). Pumpen har også den fordel i forhold til gasopvarmning, at den ikke kræver statslig tilladelse til at installere en sådan enhed (men når man borer en dyb brønd, skal man stadig anskaffe sig en).
- Billig ekstra varmekildePumpen er ideel som en billig hjælpestrømkilde (den bedste mulighed er at bruge gas om vinteren og en pumpe om foråret og efteråret).
Mangler:
- Termiske begrænsninger ved brug af vandpumperAlle varmeapparater fungerer godt ved plustemperaturer, hvorimod mange pumper stopper med at virke ved minustemperaturer. Dette skyldes hovedsageligt, at vandet fryser, hvilket gør det umuligt at bruge det som varmekilde.
- Der kan opstå problemer med apparater, der bruger vand som varme. Hvis vand bruges til opvarmning, skal der findes en stabil kilde til det. Oftest skal der bores en brønd til dette, hvilket kan øge omkostningerne ved installation af enheden.
Opmærksomhed! Pumper koster normalt 5-10 gange dyrere end et gasfyrDerfor kan brugen af sådanne apparater med det formål at spare penge i nogle tilfælde være upraktisk (det vil tage flere år for pumpen at tjene sig selv hjem).
Hovedtyper, deres funktionsprincipper
Alle varmepumper adskiller sig fra hinanden i deres energikilde. Hovedklasser af enheder: jord-vand, vand-vand, luft-vand og luft-luft.
Det første ord angiver varmekilden., A det andet betyder, hvad det bliver til i enheden.
For eksempel i tilfælde af en jord-vand-enhed varme udvindes fra jorden og omdannes derefter til varmt vand, som bruges som varmelegeme i varmesystemet. Nedenfor vil vi se nærmere på typerne af varmepumper til opvarmning.
Jord-vand
Grundvandsinstallationer udvinde varme direkte fra jorden ved hjælp af specielle turbiner eller samlereI dette tilfælde er kilden jorden, som opvarmer freonen. Den opvarmer vandet i kondensatortanken. I dette tilfælde afkøles freonen og vender tilbage til pumpens indløb, og det opvarmede vand bruges som kølemiddel i hovedvarmesystemet.
Flydende opvarmningscyklus fortsætter, så længe pumpen modtager strøm fra nettet. Den dyreste metode, set fra et økonomisk synspunkt, er jord-vand-metoden, da det for at installere turbiner og samlere vil være nødvendigt at bore dybe brønde eller ændre jordens placering over et stort landområde.
Vand-vand
Ifølge deres tekniske egenskaber, vand-til-vand-pumper meget lig enheder i grundvandsklassen med den eneste forskel, at i dette tilfælde bruges vand i stedet for jord som den primære varmekilde. Kilden kan være både grundvand og vand fra forskellige reservoirer.
Foto 2. Installation af en struktur til en vand-til-vand-varmepumpe: specielle rør er nedsænket i reservoiret.
Vand-til-vand-enheder betydeligt billigere jord-til-vand-pumper, da deres installation ikke kræver boring af dybe brønde.
Reference. For at betjene vandpumpen er det nok at nedsænke flere rør i den nærmeste vandmasse, derfor Det kræver ikke boring af brønde for at fungere.
Luft-vand
Luft-til-vand-enheder modtage varme direkte fra omgivelserne. Sådanne apparater kræver ikke en stor ekstern kollektor for at opsamle varme, og almindelig gadeluft bruges til at opvarme freonen. Efter opvarmning afgiver freonen varme til vandet, hvorefter det varme vand kommer ind i varmesystemet gennem rør. Enheder af denne type er ret billige., da pumpen ikke kræver en dyr manifold for at fungere.
Luft
En luft-til-luft-enhed modtager også varme direkte fra omgivelserne, og for at den kan fungere kræver den også ingen ekstern manifold nødvendigEfter kontakt med varm luft opvarmes freonen, hvorefter freonen opvarmer luften i pumpen. Derefter frigives denne luft til rummet, som fører til en lokal temperaturstigning. Enheder af denne type er også ret billige, da deres drift ikke kræver installation af en dyr manifold.
Foto 3. Funktionsprincip for luft-til-luft-varmepumpe. Varmebærer med en temperatur på 35 grader føres ind i varmeradiatorer.
Beregning for varmesystemer, tabel
Hovedindikatoren, der viser effekten af en bestemt varmeenhed, er CPT-parameter (i engelsk litteratur er det kendt under forkortelsen COP). CPT - varmeomdannelseskoefficient, som beregnes ved at dividere enhedens samlede effekt med den mængde elektricitet, der forbruges pr. tidsenhed. For eksempel forbruger en bestemt pumpe X 2 kW/t elektrisk energi og genererer den 5 kW/t termisk energi - i dette tilfælde værdien CPT = 5/2 = 2,5.
Konverteringsfaktoren for de fleste enheder ligger inden for intervallet fra 3 til 7dog Jo højere CPT'en er, desto dyrere bliver enheden. Det skal også huskes, at CPT-værdien afhænger af omgivelsestemperaturen - hvis den er for lav, vil CPT-værdien begynde at stræb efter 1 (faktisk bruges kun elektricitet til at opvarme kølevæsken, og ekstern varme vil ikke deltage i opvarmningen af bygningen).
Foto 4. Tabel med beregning af effekten af en luft-til-vand-varmepumpe fra producenten Sapun.
Brugen af en bestemt pumpe skal begrundes ud fra et ingeniørmæssigt synspunkt. For at købe en enhed beregnes bygningens varmetab først. Følgende formel bruges til dette: CT = (OZ * MTP * KS)/860. Det dechifreres som følger:
- Mængde af varme (måleenheder - kW/t).
- OZ — bygningens samlede volumen.
- MTP — maksimal temperaturforskel. For at bestemme dette tal skal du trække indetemperaturen fra udetemperaturen. For eksempel ønsker du, at indetemperaturen om vinteren skal være 20 °C, hvorimod den på gaden vil være placeret ved siden af mærket -10 °C - i så fald MTP = 20 - (-10) = 30.
- KS — en særlig korrektionsfaktor, der tager højde for vægtypen. For trævægge er KS-indikatoren lig med 3-4 enheder, til murstensvægge - 2-3, for mursten i to lag - 1-2, til mursten i 2 lag med isolering - 0,5—1.
- Nummer 860 — en korrektionsfaktor, som den endelige værdi divideres med for at omregne kilokalorier til kilowatt-timer.
Opmærksomhed! Denne formel - omtrentlig, da en bygnings temperaturregime i høj grad afhænger af dens designfunktioner. Derfor anbefaler ingeniører, når de køber, at købe en varmepumpe "med en reserve".
Installation af varmepumpe
Enhedens installationsmetoder afhænger af enhedens type og model samt terrænets karakteristika. Lad os tage et kig Et eksempel på installation af en simpel jord-til-vand-varmepumpe:
- Først udføres det forberedende arbejdeI denne fase måles grundvandsstanden, elnettets effekt bestemmes osv. Ved afslutningen af fasen bores brønden i henhold til planen.
Foto 5. Installation af en jord-til-vand-varmepumpe: specielle rør indsættes i forudgravede brønde.
- Hvorefter geotermiske sonder sænkes ned i borehullerne, som vil udvinde varme fra jorden. På dette trin installeres også en fordamper med et kølemiddel, som overfører varme til kompressoren.
- Nu skal den installeres. Typisk placeres enheden i et rum i nærheden af huset; kompressorområdet er normalt mindre end 1 kvadratmeter, Derfor er en sådan enhed som regel installeret i et lille rum.
- Efter dette sker forbindelse pumpe til husets varmenetværk ved hjælp af rørI den sidste fase, testkørsel, og hvis der opdages fejl, udføres fejlfinding.
Nyttig video
Se en video, der forklarer, hvordan en jordvarmepumpe fungerer.
Sikkerhed og økologi
En varmepumpe er en god enhed, der er ideel til opvarmning af en bygning som en ekstra varmekilde.
I dette tilfælde bruges miljøressourcer som brændstof, så varmepumpen betragtes som en vedvarende energikilde.
De vigtigste fordele er sikkerhed og miljøvenlighed, da der ikke anvendes gas- eller kulforbrænding til driften.
En sådan enhed vil ikke skade mennesker eller miljøetmen det skal bruges klogt, fordi i nogle tilfælde brugen af denne enhed er måske ikke tilrådeligt fra et ingeniørmæssigt eller økonomisk synspunkt.
Kommentarer
Alle mine venner, der bruger varmepumper, er meget glade.