Alternativni izvori energije su budućnost! Toplinska pumpa za grijanje doma

Za grijanje prostora obično se koristi plin ili struja. Međutim, ova metoda grijanja koštat će poprilično, jer su obje prilično skupe.

Zato se alternativni izvori energije koriste za grijanje privatnih i seoskih kuća, i Jedan od najpopularnijih načina grijanja je korištenje toplinskih pumpi.

Što je toplinska pumpa za grijanje privatne kuće? Kako radi?

Poseban uređaj koji sposoban za izvlačenje topline iz okoline naziva se toplinska pumpa.

Takvi uređaji se koriste kao glavna ili dodatna metoda grijanja prostora. Neki uređaji također radovi na pasivnom hlađenju zgrade — pumpa se koristi i za ljetno hlađenje i za zimsko grijanje.

Energija okoline se koristi kao gorivoTakav grijač izvlači toplinu iz zraka, vode, podzemnih voda itd., pa se ovaj uređaj klasificira kao obnovljivi izvor energije.

Svi uređaji za grijanje uključuju isparivač, kompresor, kondenzator i ekspanzijski ventilOvisno o izvoru topline, razlikuju se vodeni, zračni i drugi uređaji. Princip rada vrlo je sličan principu rada hladnjaka (samo hladnjak izbacuje vrući zrak, a pumpa apsorbira toplinu).

Većina uređaja radi i na pozitivnim i na negativnim temperaturama, ali učinkovitost uređaja izravno ovisi o vanjskim uvjetima (tj. što je viša temperatura okoline, to će uređaj biti snažniji). Općenito, uređaj radi na sljedeći način:

1. Toplinska pumpa dolazi u kontakt s okolnim uvjetimaUređaj obično crpi toplinu iz zemlje, zraka ili vode (ovisno o vrsti uređaja).
2. Unutar uređaja ugrađen je poseban isparivač., koji je napunjen rashladnim sredstvom.
3. Pri kontaktu s vanjskom okolinom rashladno sredstvo ključa i isparava.
4. Nakon toga Rashladno sredstvo ulazi u kompresor u obliku pare.
5. Tamo se smanjuje - zahvaljujući ovome njegova temperatura znatno raste.
6. Nakon toga, zagrijani plin ulazi u sustav grijanja., što dovodi do zagrijavanja glavne rashladne tekućine, koja se koristi za grijanje prostorija.
7. Rashladno sredstvo se hladi malo po malo. Na kraju se vraća u tekućinu.
8. Zatim tekuće rashladno sredstvo ulazi u poseban ventil, što ozbiljno snižava njegovu temperaturu.
9. Na kraju se rashladno sredstvo vraća u isparivač., nakon čega se ciklus zagrijavanja ponavlja.

Fotografija 1. Princip rada toplinske pumpe podzemna voda. Hladni nosač topline prikazan je plavom bojom, vrući crvenom.

Prednosti:

• Ekološki prihvatljivo. Takvi uređaji smatraju se obnovljivim izvorima energije, koji svojim emisijama ne zagađuju atmosferu (dok se u slučaju korištenja prirodnog plina stvaraju štetni staklenički plinovi, a izgaranje ugljena često se koristi za proizvodnju električne energije, što također zagađuje zrak).
• Dobra alternativa plinu. Toplinska pumpa idealna je za grijanje prostorija u slučajevima kada je korištenje plina iz jednog ili drugog razloga otežano (na primjer, kada se kuća nalazi daleko od svih glavnih komunalnih mreža). Pumpa također ima prednost u odnosu na plinsko grijanje jer ne zahtijeva državnu dozvolu za ugradnju takvog uređaja (ali prilikom bušenja dubokog bunara, ipak ćete ga morati nabaviti).
• Jeftin dodatni izvor toplinePumpa je idealna kao jeftin pomoćni izvor energije (najbolja opcija je korištenje plina zimi, a pumpe u proljeće i jesen).

Nedostaci:

1. Toplinska ograničenja pri korištenju vodenih pumpiSvi uređaji za grijanje dobro funkcioniraju na pozitivnim temperaturama, dok u slučaju rada na negativnim temperaturama mnoge pumpe prestaju raditi. To je uglavnom zbog činjenice da se voda smrzava, što je čini nemogućim korištenjem kao izvora topline.
2. Problemi se mogu pojaviti s uređajima koji koriste vodu kao izvor topline. Ako se voda koristi za grijanje, tada će biti potrebno pronaći stabilan izvor. Najčešće se za to mora izbušiti bunar, što može povećati troškove ugradnje uređaja.

Glavne vrste, njihov princip rada

Sve toplinske pumpe se međusobno razlikuju po izvoru energije. Glavne klase uređaja: tlo-voda, voda-voda, zrak-voda i zrak-zrak.

Prva riječ označava izvor topline., A drugo znači u što se pretvara u uređaju.

Na primjer, u slučaju uređaja za odvodnjavanje tla toplina se izvlači iz zemlje, a zatim pretvara u toplu vodu, koji se koristi kao grijač u sustavu grijanja. U nastavku ćemo detaljnije razmotriti vrste toplinskih pumpi za grijanje.

Tlo-voda

Instalacije tipa podzemnih voda izvlače toplinu izravno iz zemlje pomoću posebnih turbina ili kolektoraU ovom slučaju, izvor je zemlja koja zagrijava freon. Zagrijava vodu u spremniku kondenzatora. U ovom slučaju, freon se hladi i vraća na ulaz pumpe, a zagrijana voda se koristi kao rashladno sredstvo u glavnom sustavu grijanja.

Ciklus zagrijavanja tekućine nastavlja se sve dok pumpa prima električnu energiju iz mreže. Najskuplja metoda, s ekonomskog gledišta, je metoda tlo-voda, budući da će za ugradnju turbina i kolektora biti potrebno bušiti duboke bunare ili mijenjati položaj tla na velikoj površini zemlje.

Voda-voda

Prema svojim tehničkim karakteristikama, pumpe voda-voda vrlo slično uređajima klase podzemnih voda s jedinom razlikom što se u ovom slučaju kao primarni izvor topline koristi voda, a ne zemlja. Izvor može biti i podzemne vode i vode iz raznih rezervoara.

Fotografija 2. Ugradnja konstrukcije za toplinsku pumpu voda-voda: posebne cijevi su uronjene u spremnik.

Uređaji voda-voda znatno jeftinije pumpe zemlja-voda, budući da njihova ugradnja ne zahtijeva bušenje dubokih bunara.

Možda će vas zanimati i:

4 formule koje određuju toplinu u kući: pravila za izračun cirkulacijske pumpe za sustav grijanja

U kojim slučajevima ne možete bez neprekidnog napajanja za pumpu za grijanje?

Gotovo savršen izbor: peć za saunu Berezka. Zašto je prikladna za mnoge?

Zrak-voda

Jedinice zrak-voda primaju toplinu izravno iz okoline. Takvi uređaji ne zahtijevaju veliki vanjski kolektor za prikupljanje topline, a za zagrijavanje freona koristi se obični ulični zrak. Nakon zagrijavanja, freon predaje toplinu vodi, nakon čega vruća voda kroz cijevi ulazi u sustav grijanja. Uređaji ove vrste su prilično jeftini., budući da pumpi nije potreban skupi razdjelnik za rad.

Zrak

Zračno-zračna jedinica također prima toplinu izravno iz okoline, a za svoj rad joj je potrebna i nije potreban vanjski razdjelnikNakon kontakta s toplim zrakom, freon se zagrijava, a zatim freon zagrijava zrak u pumpi. Zatim se taj zrak ispušta u prostoriju, što dovodi do lokalnog porasta temperature. Uređaji ove vrste su također prilično jeftini, jer njihov rad ne zahtijeva ugradnju skupog razdjelnika.

Fotografija 3. Princip rada toplinske pumpe zrak-zrak. Toplinski nosač temperature 35 stupnjeva ulazi u radijatore grijanja.

Izračun za sustave grijanja, tablica

Glavni pokazatelj koji pokazuje snagu određenog uređaja za grijanje je CPT parametar (u engleskoj literaturi poznat je pod skraćenicom POLICAJAC). CPT - koeficijent pretvorbe topline, što se izračunava dijeljenjem ukupne snage uređaja s količinom potrošene električne energije po jedinici vremena. Na primjer, određena pumpa X troši 2 kW/h električnu energiju i generira je 5 kW/h toplinska energija - u ovom slučaju vrijednost CPT = 5/2 = 2,5.

Faktor konverzije većine uređaja je unutar raspona od 3 do 7, međutim Što je CPT veći, to će uređaj biti skuplji. Također treba imati na umu da vrijednost CPT-a ovisi o temperaturi okoline - ako je preniska, vrijednost CPT-a će početi težiti za 1 (zapravo, za zagrijavanje rashladne tekućine koristi se samo električna energija, a vanjska toplina neće sudjelovati u zagrijavanju zgrade).

Fotografija 4. Tablica s izračunom snage toplinske pumpe zrak-voda proizvođača Sapun.

Korištenje određene pumpe mora biti opravdano s inženjerskog gledišta. Za kupnju uređaja prvo se izračunava gubitak topline zgrade. Za to se koristi sljedeća formula: CT = (OZ * MTP * KS) / 860. Dešifrira se na sljedeći način:

• Količina topline (mjerne jedinice - kW/h).
• OZ - ukupni volumen zgrade.
• MTP — maksimalna temperaturna razlika. Da biste odredili ovu brojku, oduzmite unutarnju temperaturu od vanjske temperature. Na primjer, želite da unutarnja temperatura zimi bude 20 °C, dok će se na ulici nalaziti pored oznake -10 °C - u tom slučaju MTP = 20 - (-10) = 30.
• Kanzas — poseban korekcijski faktor koji uzima u obzir vrstu zidova. Za drvene, KS pokazatelj je jednak 3-4 jedinice, za zidove od opeke - 2-3, za ciglu u dva sloja - 1-2, za ugradnju opekom 2 sloja s izolacijom - 0,5—1.
• Broj 860 — korekcijski faktor kojim se konačna vrijednost dijeli za pretvaranje kilokalorija u kilovat-sate.

Ugradnja toplinske pumpe

Način ugradnje uređaja ovisi o vrsti i modelu uređaja, kao i o značajkama terena. Pogledajmo Primjer ugradnje jednostavne toplinske pumpe zemlja-voda:

• Prvo se provode pripremni radoviU ovoj fazi mjeri se razina podzemne vode, određuje se snaga električne mreže itd. Na kraju faze buši se bunar prema planu.

Fotografija 5. Ugradnja toplinske pumpe zemlja-voda: posebne cijevi se ubacuju u prethodno iskopane bunare.

• Nakon čega Geotermalne sonde se spuštaju u bušotine, koji će izvlačiti toplinu iz tla. U ovoj fazi se također ugrađuje isparivač s rashladnim sredstvom, koji će prenositi toplinu na kompresor.
• Sada ga je potrebno instalirati. Uređaj se obično postavlja u prostoriju blizu kuće; područje kompresora je obično manje od 1 kvadratnog metra, Stoga se takav uređaj u pravilu instalira u maloj prostoriji.
• Nakon što se ovo dogodi veza pumpa na toplinsku mrežu kuće pomoću cijeviU završnoj fazi, probni rad, a ako se otkriju bilo kakvi nedostaci, provodi se otklanjanje pogrešaka.

Koristan video

Pogledajte video koji objašnjava kako radi geotermalna toplinska pumpa.

Sigurnost i ekologija

Toplinska pumpa je dobar uređaj koji je idealan za grijanje zgrade kao pomoćni izvor topline.

U ovom slučaju, okolišni resursi se koriste kao gorivo, pa toplinska pumpa smatra se obnovljivim izvorom energije.

Glavne prednosti su sigurnost i ekološka prihvatljivost, budući da se za rad ne koristi izgaranje plina ili ugljena.

Takav uređaj neće štetiti ljudima ili okolišu, ali ga treba mudro koristiti, jer u nekim slučajevima upotreba ovog uređaja možda nije preporučljivo s inženjerskog ili ekonomskog gledišta.