Alternatív energiaforrások a jövő! Hőszivattyú otthoni fűtéshez

A helyiségek fűtésére általában gázt vagy elektromos áramot használnak. Ez a fűtési mód azonban elég sokba kerül, mivel mindkettő meglehetősen drága.

Ezért használnak alternatív energiaforrásokat magán- és vidéki házak fűtésére, és Az egyik legelterjedtebb fűtési mód a hőszivattyúk használata.

Mire jó a hőszivattyú egy magánház fűtésére? Hogyan működik?

Egy különleges eszköz, amely képes hőt kivonni a környezetből hőszivattyúnak nevezik.

Az ilyen eszközöket a helyiségek fűtésének fő vagy kiegészítő módjaként használják. Egyes eszközök a következőket is tartalmazzák: az épület passzív hűtésével kapcsolatos munkálatok – a szivattyút nyári hűtésre és téli fűtésre is használják.

A környezet energiáját üzemanyagként használjákEgy ilyen fűtőberendezés a levegőből, vízből, talajvízből stb. vonja ki a hőt, így ez a készülék megújuló energiaforrásként van besorolva.

Minden fűtőberendezés tartalmazza párologtató, kompresszor, kondenzátor és tágulási szelepA hőforrástól függően megkülönböztetünk vizet, levegőt és egyéb eszközöket. A működési elv nagyon hasonló a hűtőszekrény működési elvéhez (csak a hűtőszekrény fújja ki a forró levegőt, a szivattyú pedig elnyeli a hőt).

A legtöbb eszköz mind pozitív, mind negatív hőmérsékleten működik, de az eszköz hatékonysága közvetlenül függ a külső körülményektől (azaz minél magasabb a környezeti hőmérséklet, annál erősebb lesz az eszköz). Általánosságban elmondható, hogy a készülék a következőképpen működik:

1. Hőszivattyú érintkezésbe kerül a környező körülményekkelA készülék jellemzően a talajból, a levegőből vagy a vízből vonja ki a hőt (a készülék típusától függően).
2. A készülék belsejében egy speciális párologtató van felszerelve., amely hűtőközeggel van feltöltve.
3. Külső környezettel való érintkezéskor a hűtőközeg felforr és elpárolog.
4. Ezután A hűtőközeg gőz formájában jut be a kompresszorba.
5. Ott zsugorodik - ennek köszönhetően jelentősen megemelkedik a hőmérséklete.
6. Ezt követően a fűtött gáz belép a fűtési rendszerbe., ami a fő hűtőfolyadék felmelegedéséhez vezet, amelyet a helyiség fűtésére használnak.
7. A hűtőközeg apránként lehűl. A végén visszaalakul folyadékká.
8. Ezután a folyékony hűtőközeg egy speciális szelepbe jut., ami jelentősen csökkenti a hőmérsékletét.
9. A végén a hűtőközeg visszatér az elpárologtatóba., ami után a fűtési ciklus megismétlődik.

1. kép. A talajvíz hőszivattyú működési elve. A hideg hőhordozó kékkel, a meleg pirossal látható.

Előnyök:

• Környezetbarát. Az ilyen eszközöket megújuló energiaforrásoknak tekintik, amelyek kibocsátásukkal nem szennyezik a légkört (míg földgáz használata esetén káros üvegházhatású gázok keletkeznek, és a szén elégetését gyakran használják áramtermelésre, ami szintén szennyezi a levegőt).
• Jó alternatíva a benzinnel szemben. A hőszivattyú ideális helyiségek fűtésére olyan esetekben, amikor a gáz használata valamilyen okból nehézkes (például, ha a ház messze van az összes nagyobb közműhálózattól). A szivattyúnak az az előnye is van a gázfűtéssel szemben, hogy nem igényel állami engedélyt egy ilyen eszköz telepítéséhez (de mély kút fúrásakor akkor is meg kell szerezni azt).
• Olcsó kiegészítő hőforrásA szivattyú ideális olcsó kiegészítő áramforrásként (télen a legjobb megoldás a gáz, tavasszal és ősszel pedig a szivattyú használata).

Hibák:

1. Termikus korlátok vízszivattyúk használatakorMinden fűtőberendezés jól működik pozitív hőmérsékleten, míg negatív hőmérsékleten történő működés esetén sok szivattyú leáll. Ez főként annak köszönhető, hogy a víz megfagy, ami lehetetlenné teszi hőforrásként való használatát.
2. Problémák adódhatnak olyan készülékekkel, amelyek vizet használnak hőként. Ha vizet használnak fűtésre, akkor stabil forrást kell találni. Leggyakrabban ehhez kutat kell fúrni, ami növelheti a készülék telepítésének költségeit.

Fő típusok, működési elvük

Minden hőszivattyú energiaforrásában különbözik egymástól. A készülékek főbb kategóriái: talaj-víz, víz-víz, levegő-víz és levegő-levegő.

Az első szó a hő forrását jelöli., A a második azt jelenti, hogy mivé alakul a készülékben.

Például egy talaj-víz eszköz esetében a hőt kivonják a földből, majd meleg vízzé alakítják, amelyet fűtőberendezésként használnak a fűtési rendszerben. Az alábbiakban részletesebben megvizsgáljuk a fűtésre szolgáló hőszivattyúk típusait.

Talaj-víz

Talajvíz típusú berendezések közvetlenül a talajból nyerik ki a hőt speciális turbinák vagy kollektorok segítségévelEbben az esetben a forrás a föld, amely felmelegíti a freont. Ez melegíti a kondenzátortartályban lévő vizet. Ebben az esetben a freon lehűl és visszatér a szivattyú bemenetéhez, a felmelegített vizet pedig hűtőközegként használják a fő fűtési rendszerben.

Folyadékfűtési ciklus mindaddig folytatódik, amíg a szivattyú áramot kap a hálózatból. Gazdasági szempontból a legdrágább módszer a talaj-víz módszer, mivel turbinák és kollektorok telepítéséhez mély kutakat kell fúrni, vagy a talaj helyét nagy földterületen kell megváltoztatni.

Víz-víz

Műszaki jellemzőik szerint a víz-víz szivattyúk nagyon hasonló a talajvíz-osztályú eszközökhöz az egyetlen különbség az, hogy ebben az esetben a föld helyett a víz az elsődleges hőforrás. A forrás lehet mind a talajvíz, mind a különböző víztározókból származó víz.

2. kép. Víz-víz hőszivattyú szerkezetének telepítése: speciális csöveket merítenek a tartályba.

Víz-víz eszközök jelentősen olcsóbb talaj-víz szivattyúk, mivel telepítésükhöz nem szükséges mély kutak fúrása.

Érdekelhetik még:

4 képlet, amely meghatározza a ház hőjét: a fűtési rendszer keringető szivattyújának kiszámítására vonatkozó szabályok

Milyen esetekben nem lehet meglenni szünetmentes tápegység nélkül a fűtőszivattyúhoz?

Majdnem tökéletes választás: a Berezka szaunakályha. Miért alkalmas sokaknak?

Levegő-víz

Levegő-víz egységek közvetlenül a környezetből vesz fel hőt. Az ilyen eszközök nem igényelnek nagy külső kollektort a hőgyűjtéshez, és a freon melegítéséhez közönséges utcai levegőt használnak. Melegítés után a freon hőt ad le a víznek, majd a forró víz csöveken keresztül jut be a fűtési rendszerbe. Az ilyen típusú eszközök meglehetősen olcsók., mivel a szivattyú működtetéséhez nincs szükség drága elosztóra.

Levegő

Egy levegő-levegő egység közvetlenül a környezetből kapja a hőt, és a működéséhez is szüksége van nincs szükség külső elosztóraMeleg levegővel érintkezve a freon felmelegszik, majd a freon felmelegíti a szivattyúban lévő levegőt. Ezután ez a levegő a helyiségbe kerül, amely helyi hőmérséklet-emelkedéshez vezet. Az ilyen típusú eszközök meglehetősen olcsók is, mivel működésükhöz nem szükséges drága elosztó telepítése.

3. kép. A levegő-levegő hőszivattyú működési elve. 35 fokos hőmérsékletű hőhordozó lép be a fűtőtestekbe.

Fűtési rendszerekhez tartozó számítás, táblázat

A fő jelző, amely egy adott fűtőberendezés teljesítményét mutatja, a CPT paraméter (az angol irodalomban a rövidítéssel ismert) ZSARU). CPT - hőátalakítási együttható, amelyet úgy számítunk ki, hogy a készülék teljes teljesítményét elosztjuk az időegység alatt elfogyasztott villamos energia mennyiségével. Például egy bizonyos X szivattyú fogyaszt 2 kW/óra elektromos energiát, és azt termeli 5 kW/óra hőenergia - ebben az esetben az érték CPT = 5/2 = 2,5.

A legtöbb eszköz konverziós tényezője a tartományon belül van 3-tól 7-ig, azonban Minél magasabb a CPT, annál drágább lesz a készülék. Azt is meg kell jegyezni, hogy a CPT érték a környezeti hőmérséklettől függ - ha túl alacsony, a CPT érték elkezd emelkedni törekedj az 1-re (valójában csak a hűtőfolyadék melegítésére szolgál az elektromos áram, és a külső hő nem vesz részt az épület fűtésében).

4. kép. Táblázat a Sapun gyártó levegő-víz hőszivattyújának teljesítményének kiszámításával.

Egy adott szivattyú használatát mérnöki szempontból indokolni kell. Egy eszköz beszerzéséhez először az épület hőveszteségét kell kiszámítani. Ehhez a következő képletet kell használni: CT = (OZ * MTP * KS)/860. A következőképpen dekódolják:

• Hőmennyiség (mértékegységek - kW/óra).
• OZ – az épület teljes térfogata.
• MTP — maximális hőmérsékletkülönbség. Ennek az értéknek a meghatározásához vonja le a beltéri hőmérsékletet a kültéri hőmérsékletből. Például azt szeretné, hogy a téli beltéri hőmérséklet 20 °C, míg az utcán a jelzés mellett lesz -10 °C - abban az esetben MTP = 20 - (-10) = 30.
• Kansas — egy speciális korrekciós tényező, amely figyelembe veszi a falak típusát. Fa falak esetén a KS mutató egyenlő a következővel: 3-4 egység, téglafalakhoz - 2-3, két rétegű téglához - 1-2, téglaépítéshez 2 réteg szigeteléssel - 0,5—1.
• 860-as szám — egy korrekciós tényező, amellyel a végső értéket elosztják a kilokalória kilowattórává való átszámításához.

Hőszivattyú telepítése

Az eszköz telepítési módja az eszköz típusától és modelljétől, valamint a terepviszonyoktól függ. Vessünk egy pillantást Egy egyszerű talaj-víz hőszivattyú telepítésére példa:

• Először is előkészítő munkálatokat végeznekEbben a szakaszban megmérik a talajvízszintet, meghatározzák az elektromos hálózat teljesítményét stb. A szakasz végén a kutat a terv szerint fúrják.

5. kép. Talaj-víz hőszivattyú telepítése: speciális csöveket helyeznek az előre ásott kutakba.

• Ezután geotermikus szondákat helyeznek a fúrólyukakba, amely a talajból vonja ki a hőt. Ebben a szakaszban egy hűtőközeggel teli elpárologtatót is beszerelnek, amely a hőt a kompresszornak adja át.
• Most telepíteni kell. A készüléket jellemzően a házhoz közeli szobában helyezik el; a kompresszor területe általában kevesebb, mint 1 négyzetméter, Ezért általában egy ilyen eszközt egy kis helyiségben telepítenek.
• Miután ez megtörténik kapcsolat szivattyú a ház fűtési hálózatához csöveken keresztülAz utolsó szakaszban tesztüzem, és ha bármilyen hibát észlelnek, hibakeresést végeznek.

Hasznos videó

Nézzen meg egy videót, amely bemutatja, hogyan működik a talajszondás hőszivattyú.

Biztonság és ökológia

A hőszivattyú egy jó eszköz, amely ideális egy épület fűtésére kiegészítő hőforrásként.

Ebben az esetben környezeti erőforrásokat használnak üzemanyagként, így a hőszivattyú megújuló energiaforrásnak számít.

A fő előnyök a biztonság és a környezetbarátság, mivel az üzemeltetéshez nem használnak gázt vagy szenet.

Egy ilyen eszköz nem károsítja az embereket vagy a környezetetde bölcsen kell használni, mert bizonyos esetekben a használat ennek az eszköznek lehet, hogy nem tanácsos mérnöki vagy gazdasági szempontból.