Οι εναλλακτικές πηγές ενέργειας είναι το μέλλον! Αντλία θερμότητας για θέρμανση σπιτιού

Συνήθως χρησιμοποιείται φυσικό αέριο ή ηλεκτρικό ρεύμα για τη θέρμανση των χώρων. Ωστόσο, αυτή η μέθοδος θέρμανσης θα κοστίσει αρκετά, καθώς και οι δύο είναι αρκετά ακριβές.

Γι' αυτό το λόγο χρησιμοποιούνται εναλλακτικές πηγές ενέργειας για τη θέρμανση ιδιωτικών και εξοχικών κατοικιών, και Μία από τις πιο δημοφιλείς μεθόδους θέρμανσης είναι η χρήση αντλιών θερμότητας.

Τι είναι μια αντλία θερμότητας για τη θέρμανση μιας ιδιωτικής κατοικίας; Πώς λειτουργεί;

Μια ειδική συσκευή που ικανό να απορροφά θερμότητα από το περιβάλλον ονομάζεται αντλία θερμότητας.

Τέτοιες συσκευές χρησιμοποιούνται ως κύρια ή πρόσθετη μέθοδος θέρμανσης χώρων. Ορισμένες συσκευές επίσης εργασίες για την παθητική ψύξη του κτιρίου — η αντλία χρησιμοποιείται τόσο για ψύξη το καλοκαίρι όσο και για θέρμανση το χειμώνα.

Η ενέργεια του περιβάλλοντος χρησιμοποιείται ως καύσιμοΈνας τέτοιος θερμαντήρας εξάγει θερμότητα από τον αέρα, το νερό, τα υπόγεια ύδατα κ.λπ., επομένως αυτή η συσκευή ταξινομείται ως ανανεώσιμη πηγή ενέργειας.

Όλες οι συσκευές θέρμανσης περιλαμβάνουν εξατμιστή, συμπιεστή, συμπυκνωτή και βαλβίδα εκτόνωσηςΑνάλογα με την πηγή θερμότητας, διακρίνονται οι συσκευές νερού, αέρα και άλλες. Η αρχή λειτουργίας είναι πολύ παρόμοια με την αρχή λειτουργίας ενός ψυγείου (μόνο το ψυγείο εκτοξεύει ζεστό αέρα και η αντλία απορροφά θερμότητα).

Οι περισσότερες συσκευές λειτουργούν τόσο σε θετικές όσο και σε αρνητικές θερμοκρασίες, αλλά η απόδοση της συσκευής εξαρτάται άμεσα από τις εξωτερικές συνθήκες (δηλαδή, όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία περιβάλλοντος, τόσο πιο ισχυρή θα είναι η συσκευή). Γενικά, η συσκευή λειτουργεί ως εξής:

1. Αντλία θερμότητας έρχεται σε επαφή με τις περιβαλλοντικές συνθήκεςΣυνήθως η συσκευή εξάγει θερμότητα από το έδαφος, τον αέρα ή το νερό (ανάλογα με τον τύπο της συσκευής).
2. Ένας ειδικός εξατμιστής είναι εγκατεστημένος μέσα στη συσκευή., το οποίο είναι γεμάτο με ψυκτικό μέσο.
3. Όταν έρχεται σε επαφή με το εξωτερικό περιβάλλον το ψυκτικό υγρό βράζει και εξατμίζεται.
4. Εν συνέχεια Το ψυκτικό μέσο εισέρχεται στον συμπιεστή με τη μορφή ατμών.
5. Εκεί συρρικνώνεται - χάρη σε αυτό η θερμοκρασία του ανεβαίνει σημαντικά.
6. Μετά από αυτό, το θερμαινόμενο αέριο εισέρχεται στο σύστημα θέρμανσης., η οποία οδηγεί στη θέρμανση του κύριου ψυκτικού μέσου, το οποίο χρησιμοποιείται για τη θέρμανση των χώρων.
7. Το ψυκτικό υγρό ψύχεται σιγά σιγά. Στο τέλος μετατρέπεται ξανά σε υγρό.
8. Στη συνέχεια, το υγρό ψυκτικό εισέρχεται σε μια ειδική βαλβίδα, το οποίο μειώνει σημαντικά τη θερμοκρασία του.
9. Στο τέλος, το ψυκτικό μέσο επιστρέφει στον εξατμιστή., μετά το οποίο επαναλαμβάνεται ο κύκλος θέρμανσης.

Φωτογραφία 1. Η αρχή λειτουργίας μιας αντλίας θερμότητας υπόγειων υδάτων. Ο ψυχρός φορέας θερμότητας εμφανίζεται με μπλε χρώμα, ο θερμός με κόκκινο.

Φόντα:

• Φιλικό προς το περιβάλλον. Τέτοιες συσκευές θεωρούνται ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, οι οποίες δεν μολύνουν την ατμόσφαιρα με τις εκπομπές τους (ενώ στην περίπτωση χρήσης φυσικού αερίου, σχηματίζονται επιβλαβή αέρια του θερμοκηπίου και η καύση άνθρακα χρησιμοποιείται συχνά για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, η οποία επίσης μολύνει τον αέρα).
• Μια καλή εναλλακτική λύση για το φυσικό αέριο. Μια αντλία θερμότητας είναι ιδανική για τη θέρμανση δωματίων σε περιπτώσεις όπου η χρήση φυσικού αερίου είναι δύσκολη για τον έναν ή τον άλλο λόγο (για παράδειγμα, όταν το σπίτι βρίσκεται μακριά από όλα τα μεγάλα δίκτυα κοινής ωφέλειας). Η αντλία έχει επίσης το πλεονέκτημα έναντι της θέρμανσης με φυσικό αέριο, καθώς δεν απαιτεί κρατική άδεια για την εγκατάσταση μιας τέτοιας συσκευής (αλλά όταν τρυπάτε ένα βαθύ πηγάδι, θα πρέπει να την αποκτήσετε).
• Φθηνή πρόσθετη πηγή θερμότηταςΗ αντλία είναι ιδανική ως φθηνή βοηθητική πηγή ενέργειας (η καλύτερη επιλογή είναι να χρησιμοποιείτε αέριο τον χειμώνα και αντλία την άνοιξη και το φθινόπωρο).

Ελαττώματα:

1. Θερμικοί περιορισμοί κατά τη χρήση αντλιών νερούΌλες οι συσκευές θέρμανσης λειτουργούν καλά σε θετικές θερμοκρασίες, ενώ σε περίπτωση λειτουργίας σε αρνητικές θερμοκρασίες, πολλές αντλίες σταματούν να λειτουργούν. Αυτό οφείλεται κυρίως στο γεγονός ότι το νερό παγώνει, γεγονός που καθιστά αδύνατη τη χρήση του ως πηγή θερμότητας.
2. Ενδέχεται να προκύψουν προβλήματα με συσκευές που χρησιμοποιούν νερό ως θερμότητα. Εάν χρησιμοποιείται νερό για θέρμανση, τότε θα πρέπει να βρεθεί μια σταθερή πηγή νερού. Τις περισσότερες φορές, πρέπει να γίνει διάτρηση πηγαδιού για αυτό, κάτι που μπορεί να αυξήσει το κόστος εγκατάστασης της συσκευής.

Κύριοι τύποι, οι αρχές λειτουργίας τους

Όλες οι αντλίες θερμότητας διαφέρουν μεταξύ τους ως προς την πηγή ενέργειας που χρησιμοποιούν. Κύριες κατηγορίες συσκευών: έδαφος-νερό, νερό-νερό, αέρας-νερό και αέρας-αέρας.

Η πρώτη λέξη υποδεικνύει την πηγή θερμότητας., Α Το δεύτερο σημαίνει σε τι μετατρέπεται στη συσκευή.

Για παράδειγμα, στην περίπτωση μιας συσκευής εδάφους-νερού η θερμότητα εξάγεται από τη γη και στη συνέχεια μετατρέπεται σε ζεστό νερό, το οποίο χρησιμοποιείται ως θερμαντήρας στο σύστημα θέρμανσης. Παρακάτω θα εξετάσουμε τους τύπους αντλιών θερμότητας για θέρμανση με περισσότερες λεπτομέρειες.

Έδαφος-νερό

Εγκαταστάσεις τύπου υπόγειων υδάτων εξαγωγή θερμότητας απευθείας από το έδαφος χρησιμοποιώντας ειδικές τουρμπίνες ή συλλέκτεςΣε αυτήν την περίπτωση, η πηγή είναι η γη, η οποία θερμαίνει το φρέον. Θερμαίνει το νερό στη δεξαμενή συμπυκνωτή. Σε αυτήν την περίπτωση, το φρέον ψύχεται και επιστρέφει στην είσοδο της αντλίας και το θερμαινόμενο νερό χρησιμοποιείται ως ψυκτικό στο κύριο σύστημα θέρμανσης.

Κύκλος θέρμανσης υγρού συνεχίζεται όσο η αντλία λαμβάνει ηλεκτρική ενέργεια από το δίκτυο. Η πιο ακριβή μέθοδος, από οικονομικής άποψης, είναι η μέθοδος εδάφους-νερού, καθώς για την εγκατάσταση στροβίλων και συλλεκτών θα χρειαστεί να τρυπήσετε βαθιά πηγάδια ή να αλλάξετε τη θέση του εδάφους σε μια μεγάλη έκταση γης.

Νερό-νερό

Σύμφωνα με τα τεχνικά τους χαρακτηριστικά, οι αντλίες νερού-νερού πολύ παρόμοια με τις συσκευές κατηγορίας υπόγειων υδάτων με τη μόνη διαφορά ότι σε αυτήν την περίπτωση, το νερό, αντί για τη γη, χρησιμοποιείται ως κύρια πηγή θερμότητας. Η πηγή μπορεί να είναι τόσο υπόγεια ύδατα όσο και νερό από διάφορες δεξαμενές.

Φωτογραφία 2. Εγκατάσταση δομής για αντλία θερμότητας νερού-νερού: ειδικοί σωλήνες βυθίζονται στη δεξαμενή.

Συσκευές νερού-νερού σημαντικά φθηνότερο αντλίες εδάφους-νερού, καθώς η εγκατάστασή τους δεν απαιτεί διάνοιξη βαθιών φρεατίων.

Μπορεί επίσης να σας ενδιαφέρουν:

4 τύποι που καθορίζουν τη θερμότητα στο σπίτι: κανόνες για τον υπολογισμό μιας αντλίας κυκλοφορίας για ένα σύστημα θέρμανσης

Σε ποιες περιπτώσεις δεν μπορείτε να κάνετε χωρίς αδιάλειπτη παροχή ρεύματος για μια αντλία θέρμανσης;

Μια σχεδόν τέλεια επιλογή: η σόμπα σάουνας Berezka. Γιατί είναι κατάλληλη για πολλούς;

Αέρας-νερό

Μονάδες αέρα-νερού λαμβάνουν θερμότητα απευθείας από το περιβάλλον. Τέτοιες συσκευές δεν απαιτούν μεγάλο εξωτερικό συλλέκτη για τη συλλογή θερμότητας και ο συνηθισμένος αέρας του δρόμου χρησιμοποιείται για τη θέρμανση του φρέον. Μετά τη θέρμανση, το φρέον εκπέμπει θερμότητα στο νερό, μετά το οποίο το ζεστό νερό εισέρχεται στο σύστημα θέρμανσης μέσω σωλήνων. Οι συσκευές αυτού του τύπου είναι αρκετά φθηνές., καθώς η αντλία δεν απαιτεί ακριβή πολλαπλή εξαγωγής για να λειτουργήσει.

Αέρας

Μια μονάδα αέρα-αέρα λαμβάνει επίσης θερμότητα απευθείας από το περιβάλλον και για τη λειτουργία της απαιτείται επίσης δεν απαιτείται εξωτερικός συλλέκτηςΜετά την επαφή με ζεστό αέρα, το φρέον θερμαίνεται και στη συνέχεια το φρέον θερμαίνει τον αέρα στην αντλία. Στη συνέχεια, αυτός ο αέρας απελευθερώνεται στο δωμάτιο, το οποίο οδηγεί σε τοπική αύξηση της θερμοκρασίας. Οι συσκευές αυτού του τύπου είναι επίσης αρκετά φθηνές, καθώς η λειτουργία τους δεν απαιτεί την εγκατάσταση ενός ακριβού συλλέκτη.

Φωτογραφία 3. Αρχή λειτουργίας αντλίας θερμότητας αέρα-αέρα. Φορέας θερμότητας με θερμοκρασία 35 βαθμών εισέρχεται στα θερμαντικά σώματα.

Υπολογισμός για συστήματα θέρμανσης, πίνακας

Ο κύριος δείκτης που δείχνει την ισχύ μιας συγκεκριμένης συσκευής θέρμανσης είναι Παράμετρος CPT (στην αγγλική λογοτεχνία είναι γνωστό με τη συντομογραφία ΜΠΑΤΣΟΣ). CPT - συντελεστής μετατροπής θερμότητας, η οποία υπολογίζεται διαιρώντας τη συνολική ισχύ της συσκευής με την ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που καταναλώνεται ανά μονάδα χρόνου. Για παράδειγμα, μια συγκεκριμένη αντλία X καταναλώνει 2 kW/h ηλεκτρική ενέργεια και την παράγει 5 kW/h θερμική ενέργεια - σε αυτήν την περίπτωση η τιμή CPT = 5/2 = 2,5.

Ο συντελεστής μετατροπής των περισσότερων συσκευών είναι εντός του εύρους από 3 έως 7, ωστόσο Όσο υψηλότερο είναι το CPT, τόσο πιο ακριβή θα είναι η συσκευή. Θα πρέπει επίσης να θυμάστε ότι η τιμή CPT εξαρτάται από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος - εάν είναι πολύ χαμηλή, η τιμή CPT θα ξεκινήσει προσπαθώ για 1 (στην πραγματικότητα, μόνο ηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιείται για τη θέρμανση του ψυκτικού μέσου και η εξωτερική θερμότητα δεν θα συμμετέχει στη θέρμανση του κτιρίου).

Φωτογραφία 4. Πίνακας με υπολογισμό της ισχύος μιας αντλίας θερμότητας αέρα-νερού από τον κατασκευαστή Sapun.

Η χρήση μιας συγκεκριμένης αντλίας πρέπει να δικαιολογείται από μηχανικής άποψης. Για την αγορά μιας συσκευής, υπολογίζεται πρώτα η απώλεια θερμότητας του κτιρίου. Για αυτό χρησιμοποιείται ο ακόλουθος τύπος: CT = (OZ * MTP * KS)/860. Αποκρυπτογραφείται ως εξής:

• Ποσότητα θερμότητας (μονάδες μέτρησης - kW/ώρα).
• Οζ — ο συνολικός όγκος του κτιρίου.
• MTP — μέγιστη διαφορά θερμοκρασίας. Για να προσδιορίσετε αυτήν την τιμή, αφαιρέστε την εσωτερική θερμοκρασία από την εξωτερική θερμοκρασία. Για παράδειγμα, θέλετε η εσωτερική θερμοκρασία τον χειμώνα να είναι 20 °C, ενώ στον δρόμο θα βρίσκεται δίπλα στο σημάδι -10 °C - σε αυτή την περίπτωση ΜΤΡ = 20 - (-10) = 30.
• Κάνσας — ένας ειδικός συντελεστής διόρθωσης που λαμβάνει υπόψη τον τύπο των τοίχων. Για τους ξύλινους, ο δείκτης KS είναι ίσος με 3-4 μονάδες, για τοίχους από τούβλα - 2-3, για τούβλο σε δύο στρώσεις - 1-2, για τούβλα σε 2 στρώσεις με μόνωση - 0,5—1.
• Αριθμός 860 — ένας συντελεστής διόρθωσης με τον οποίο διαιρείται η τελική τιμή για τη μετατροπή των χιλιοθερμίδων σε κιλοβατώρες.

Εγκατάσταση αντλίας θερμότητας

Η μέθοδος εγκατάστασης της συσκευής εξαρτάται από τον τύπο και το μοντέλο της συσκευής, καθώς και από τα χαρακτηριστικά του εδάφους. Ας ρίξουμε μια ματιά Ένα παράδειγμα εγκατάστασης μιας απλής αντλίας θερμότητας εδάφους-νερού:

• Αρχικά, πραγματοποιούνται προπαρασκευαστικές εργασίεςΣε αυτό το στάδιο, μετράται η στάθμη των υπόγειων υδάτων, προσδιορίζεται η ισχύς του ηλεκτρικού δικτύου κ.λπ. Στο τέλος του σταδίου, το πηγάδι τρυπιέται σύμφωνα με το σχέδιο.

Φωτογραφία 5. Εγκατάσταση αντλίας θερμότητας εδάφους-νερού: ειδικοί σωλήνες εισάγονται σε προκατασκευασμένα πηγάδια.

• Μετά από αυτό γεωθερμικοί ανιχνευτές βυθίζονται στις γεωτρήσεις, το οποίο θα εξάγει θερμότητα από το έδαφος. Σε αυτό το στάδιο, εγκαθίσταται επίσης ένας εξατμιστής με ψυκτικό μέσο, ​​ο οποίος θα μεταφέρει θερμότητα στον συμπιεστή.
• Τώρα πρέπει να εγκατασταθεί. Συνήθως, η συσκευή τοποθετείται σε ένα δωμάτιο κοντά στο σπίτι. Η περιοχή του συμπιεστή είναι συνήθως λιγότερο από 1 τετραγωνικό μέτρο, Επομένως, κατά κανόνα, μια τέτοια συσκευή εγκαθίσταται σε ένα μικρό δωμάτιο.
• Αφού συμβεί αυτό σύνδεση αντλία στο δίκτυο θέρμανσης του σπιτιού χρησιμοποιώντας σωλήνεςΣτο τελικό στάδιο, δοκιμαστική λειτουργίακαι εάν εντοπιστούν τυχόν ελαττώματα, εκτελείται εντοπισμός σφαλμάτων.

Χρήσιμο βίντεο

Παρακολουθήστε ένα βίντεο που εξηγεί πώς λειτουργεί μια γεωθερμική αντλία θερμότητας.

Ασφάλεια και οικολογία

Μια αντλία θερμότητας είναι μια καλή συσκευή που είναι ιδανική για τη θέρμανση ενός κτιρίου ως βοηθητική πηγή θερμότητας.

Σε αυτήν την περίπτωση, οι περιβαλλοντικοί πόροι χρησιμοποιούνται ως καύσιμο, επομένως η αντλία θερμότητας θεωρείται ανανεώσιμη πηγή ενέργειας.

Τα κύρια πλεονεκτήματα είναι η ασφάλεια και η φιλικότητα προς το περιβάλλον, καθώς δεν χρησιμοποιείται καύση φυσικού αερίου ή άνθρακα για τη λειτουργία του.

Μια τέτοια συσκευή δεν θα βλάψει τον άνθρωπο ή το περιβάλλον, αλλά πρέπει να χρησιμοποιείται με σύνεση, επειδή σε ορισμένες περιπτώσεις η χρήση αυτής της συσκευής μπορεί να μην είναι σκόπιμο από μηχανικής ή οικονομικής άποψης.