Vaihtoehtoiset energialähteet ovat tulevaisuus! Lämpöpumppu kodin lämmitykseen

Tilojen lämmitykseen käytetään yleensä kaasua tai sähköä. Tämä lämmitysmenetelmä on kuitenkin melkoisen kallis, koska molemmat ovat melko kalliita.

Siksi vaihtoehtoisia energialähteitä käytetään yksityisten ja maalaistaloiden lämmitykseen, ja Yksi suosituimmista lämmitysmenetelmistä on ilmalämpöpumppujen käyttö.

Mikä on omakotitalon lämmitykseen tarkoitettu lämpöpumppu? Miten se toimii?

Erikoinen laite, joka kykenevä ottamaan lämpöä ympäristöstä kutsutaan lämpöpumpuksi.

Tällaisia ​​laitteita käytetään tilojen lämmityksen pää- tai lisämenetelmänä. Jotkin laitteet myös työ rakennuksen passiivisen jäähdytyksen parissa – Pumppua käytetään sekä kesäjäähdytykseen että talvilämmitykseen.

Ympäristön energiaa käytetään polttoaineenaTällainen lämmitin ottaa lämpöä ilmasta, vedestä, pohjavedestä jne., joten tämä laite luokitellaan uusiutuvaksi energialähteeksi.

Kaikki lämmityslaitteet sisältävät höyrystin, kompressori, lauhdutin ja paisuntaventtiiliLämmönlähteestä riippuen erotetaan vesi-, ilma- ja muita laitteita. Toimintaperiaate on hyvin samanlainen kuin jääkaapin toimintaperiaate (vain jääkaappi puhaltaa ulos kuumaa ilmaa ja pumppu imee lämpöä).

Useimmat laitteet toimivat sekä positiivisissa että negatiivisissa lämpötiloissa, mutta laitteen hyötysuhde riippuu suoraan ulkoisista olosuhteista (eli mitä korkeampi ympäristön lämpötila, sitä tehokkaampi laite on). Yleisesti ottaen laite toimii seuraavasti:

1. Lämpöpumppu joutuu kosketuksiin ympäröivien olosuhteiden kanssaTyypillisesti laite ottaa lämpöä maasta, ilmasta tai vedestä (laitteen tyypistä riippuen).
2. Laitteen sisään on asennettu erityinen höyrystin., joka on täytetty kylmäaineella.
3. Kun se on kosketuksissa ulkoisen ympäristön kanssa kylmäaine kiehuu ja haihtuu.
4. Sen jälkeen Kylmäaine tulee kompressoriin höyryn muodossa.
5. Siellä se kutistuu - tämän ansiosta hänen lämpötilansa nousee merkittävästi.
6. Tämän jälkeen lämmitetty kaasu tulee lämmitysjärjestelmään., mikä johtaa pääjäähdytysnesteen lämmittämiseen, jota käytetään tilojen lämmitykseen.
7. Kylmäaine jäähtyy pikkuhiljaa. Lopulta se muuttuu takaisin nesteeksi.
8. Sitten nestemäinen kylmäaine tulee erityiseen venttiiliin, mikä laskee sen lämpötilaa merkittävästi.
9. Lopuksi kylmäaine palaa höyrystimeen., minkä jälkeen lämmitysjakso toistetaan.

Kuva 1. Maalämpöpumpun toimintaperiaate. Kylmä lämmönsiirtoaine on merkitty sinisellä, kuuma punaisella.

Edut:

• Ympäristöystävällinen. Tällaisia ​​laitteita pidetään uusiutuvina energialähteinä, jotka eivät saastuta ilmakehää päästöillään (kun taas maakaasua käytettäessä muodostuu haitallisia kasvihuonekaasuja, ja kivihiiltä poltetaan usein sähkön tuotantoon, mikä myös saastuttaa ilmaa).
• Hyvä vaihtoehto kaasulle. Lämpöpumppu sopii erinomaisesti huoneiden lämmitykseen tapauksissa, joissa kaasun käyttö on jostain syystä vaikeaa (esimerkiksi kun talo sijaitsee kaukana kaikista tärkeimmistä sähköverkoista). Pumpulla on myös etu kaasulämmitykseen verrattuna siinä, että se ei vaadi valtion lupaa tällaisen laitteen asentamiseen (mutta syvää kaivoa porattaessa se on silti hankittava).
• Edullinen lisälämmönlähdePumppu on ihanteellinen edulliseksi lisävirtalähteeksi (paras vaihtoehto on käyttää kaasua talvella ja pumppua keväällä ja syksyllä).

Puutteet:

1. Lämpörajoitukset vesipumppuja käytettäessäKaikki lämmityslaitteet toimivat hyvin positiivisissa lämpötiloissa, kun taas negatiivisissa lämpötiloissa monet pumput lakkaavat toimimasta. Tämä johtuu pääasiassa siitä, että vesi jäätyy, mikä tekee mahdottomaksi käyttää sitä lämmönlähteenä.
2. Ongelmia voi ilmetä laitteissa, jotka käyttävät lämpöä vettä. Jos lämmitykseen käytetään vettä, on löydettävä vakaa sen lähde. Useimmiten tätä varten on porattava kaivo, mikä voi lisätä laitteen asennuskustannuksia.

Päätyypit, niiden toimintaperiaatteet

Kaikki lämpöpumput eroavat toisistaan ​​energianlähteensä suhteen. Laitteiden pääluokat: maaperä-vesi, vesi-vesi, ilma-vesi ja ilma-ilma.

Ensimmäinen sana viittaa lämmön lähteeseen., A toinen tarkoittaa sitä, miksi se muuttuu laitteessa.

Esimerkiksi maaperä-vesilaitteen tapauksessa lämpö otetaan maasta ja muunnetaan sitten kuumaksi vedeksi, jota käytetään lämmitysjärjestelmän lämmittimenä. Seuraavaksi tarkastelemme tarkemmin lämmitykseen tarkoitettujen lämpöpumppujen tyyppejä.

Maaperä-vesi

Pohjavesityyppiset asennukset ottaa lämpöä suoraan maasta erityisillä turbiineilla tai keräiminTässä tapauksessa lähde on maa, joka lämmittää freonia. Se lämmittää lauhdutinsäiliössä olevan veden. Tässä tapauksessa freoni jäähtyy ja palaa pumpun tuloaukkoon, ja lämmitettyä vettä käytetään jäähdytysnesteenä päälämmitysjärjestelmässä.

Nestemäinen lämmityssykli jatkuu niin kauan kuin pumppu saa sähköä verkosta. Taloudellisesta näkökulmasta kallein menetelmä on maaperä-vesi-menetelmä, koska turbiinien ja keräilijöiden asentamiseksi on tarpeen porata syviä kaivoja tai muuttaa maaperän sijaintia suurella maa-alueella.

Vesi-vesi

Teknisten ominaisuuksiensa mukaan vesi-vesipumput hyvin samanlaisia ​​kuin pohjavesiluokan laitteet ainoana erona on, että tässä tapauksessa ensisijaisena lämmönlähteenä käytetään vettä maan sijaan. Lähde voi olla sekä pohjavettä että eri säiliöistä peräisin olevaa vettä.

Kuva 2. Vesi-vesilämpöpumpun rakenteen asennus: säiliöön upotetaan erityisiä putkia.

Vesi-vesi-laitteet huomattavasti halvempi maasta veteen pumput, koska niiden asennus ei vaadi syvien kaivojen poraamista.

Saatat olla kiinnostunut myös:

4 kaavaa, jotka määrittävät talon lämmön: säännöt lämmitysjärjestelmän kiertovesipumpun laskemiseksi

Missä tapauksissa et voi tehdä ilman keskeytymätöntä virtalähdettä lämmityspumpulle?

Lähes täydellinen valinta: Berezka-saunakiuas. Miksi se sopii monille?

Ilma-vesi

Ilma-vesiyksiköt vastaanottaa lämpöä suoraan ympäristöstä. Tällaiset laitteet eivät vaadi suurta ulkoista keräintä lämmön keräämiseen, ja freonin lämmittämiseen käytetään tavallista katuilmaa. Lämmityksen jälkeen freoni luovuttaa lämpöä veteen, minkä jälkeen kuuma vesi tulee putkien kautta lämmitysjärjestelmään. Tämän tyyppiset laitteet ovat melko edullisia.koska pumppu ei tarvitse toimiakseen kallista jakotukkia.

Ilma

Ilma-ilmayksikkö saa lämpöä myös suoraan ympäristöstä, ja sen toiminta vaatii myös ulkoista jakotukkia ei tarvitaLämpimän ilman kanssa kosketuksissa oleva freoni lämpenee, minkä jälkeen freoni lämmittää pumpun ilman. Sitten tämä ilma vapautuu huoneeseen, joka johtaa paikalliseen lämpötilan nousuun. Tämän tyyppiset laitteet ovat myös melko edullisia, koska niiden toiminta ei vaadi kalliin jakotukin asentamista.

Kuva 3. Ilma-ilmalämpöpumpun toimintaperiaate. Lämmityspattereihin tulee 35 asteen lämpötilainen lämmönsiirtoaine.

Lämmitysjärjestelmien laskelma, taulukko

Tärkein indikaattori, joka näyttää tietyn lämmityslaitteen tehon, on CPT-parametri (englanninkielisessä kirjallisuudessa se tunnetaan lyhenteellä POLIISI). CPT- lämmönmuunnoskerroin, joka lasketaan jakamalla laitteen kokonaisteho aikayksikköä kohden kulutetulla sähkömäärällä. Esimerkiksi tietty pumppu X kuluttaa 2 kW/h sähköenergiaa ja tuottaa sitä 5 kW/h lämpöenergia - tässä tapauksessa arvo CPT = 5/2 = 2,5.

Useimpien laitteiden muuntokerroin on rajoissa 3–7kuitenkin Mitä korkeampi CPT on, sitä kalliimpi laite on. On myös muistettava, että CPT-arvo riippuu ympäristön lämpötilasta - jos se on liian alhainen, CPT-arvo alkaa pyri kohti 1 (itse asiassa jäähdytysnesteen lämmittämiseen käytetään vain sähköä, eikä ulkoinen lämpö osallistu rakennuksen lämmitykseen).

Kuva 4. Taulukko, jossa on laskelma valmistajan Sapunin ilma-vesilämpöpumpun tehosta.

Tietyn pumpun käyttö on perusteltava teknisesti. Laitteen ostamiseksi lasketaan ensin rakennuksen lämpöhäviö. Tätä varten käytetään seuraavaa kaavaa: CT = (OZ * MTP * KS)/860. Se tulkitaan seuraavasti:

• Lämmön määrä (mittayksiköt - kW/h).
• OZ — rakennuksen kokonaistilavuus.
• MTP — suurin lämpötilaero. Tämän luvun määrittämiseksi vähennä sisälämpötila ulkolämpötilasta. Esimerkiksi haluat, että sisälämpötila talvella on 20 °C, kun taas kadulla se sijaitsee merkin vieressä -10 °C - siinä tapauksessa Keskimääräinen myyntihinta = 20 - (-10) = 30.
• Kansas — erityinen korjauskerroin, joka ottaa huomioon seinien tyypin. Puuseinien osalta KS-indikaattori on yhtä suuri kuin 3–4 yksikköä, tiiliseinille - 2-3, kahdessa kerroksessa olevalle tiilelle - 1-2, tiilirakennukseen 2 kerrosta eristyksen kanssa - 0,5—1.
• Numero 860 — korjauskerroin, jolla lopullinen arvo jaetaan kilokalorien muuntamiseksi kilowattitunneiksi.

Lämpöpumpun asennus

Laitteen asennustapa riippuu laitteen tyypistä ja mallista sekä maaston ominaisuuksista. Katsotaanpa Esimerkki yksinkertaisen maalämpöpumpun asennuksesta:

• Ensin tehdään valmistelutyötTässä vaiheessa mitataan pohjaveden pinta, määritetään sähköverkon teho jne. Vaiheen lopussa kaivo porataan suunnitelman mukaisesti.

Kuva 5. Maalämpöpumpun asennus: erikoisputket työnnetään esikaivettuihin kaivoihin.

• Minkä jälkeen geotermiset anturit lasketaan porareikiin, joka ottaa lämpöä maasta. Tässä vaiheessa asennetaan myös kylmäaineella varustettu höyrystin, joka siirtää lämmön kompressorille.
• Nyt se on asennettava. Laite sijoitetaan yleensä talon lähellä olevaan huoneeseen; kompressorin alue on yleensä alle 1 neliömetri, Siksi tällainen laite asennetaan yleensä pieneen huoneeseen.
• Tämän jälkeen yhteys pumppu talon lämmitysverkkoon putkien avullaViimeisessä vaiheessa koeajoja jos havaitaan vikoja, suoritetaan virheenkorjaus.

Hyödyllinen video

Katso video, joka selittää, miten maalämpöpumppu toimii.

Turvallisuus ja ekologia

Lämpöpumppu on hyvä laite, joka sopii erinomaisesti rakennuksen lämmittämiseen lisälämmönlähteenä.

Tässä tapauksessa polttoaineena käytetään ympäristöresursseja, joten lämpöpumppu pidetään uusiutuvana energialähteenä.

Tärkeimmät edut ovat turvallisuus ja ympäristöystävällisyys, koska toiminnassa ei käytetä kaasun tai hiilen polttoa.

Tällainen laite ei vahingoita ihmisiä tai ympäristöämutta sitä kannattaa käyttää viisaasti, koska joissakin tapauksissa käyttö tästä laitteesta ei ehkä ole suositeltavaa insinööritieteen tai talouden näkökulmasta.