Alternatyvūs energijos šaltiniai – ateitis! Šilumos siurblys namų šildymui

Patalpoms šildyti dažniausiai naudojamos dujos arba elektra. Tačiau šis šildymo būdas kainuos nemažai, nes abu yra gana brangūs.

Štai kodėl alternatyvūs energijos šaltiniai naudojami privačių ir kaimo namų šildymui, ir Vienas iš populiariausių šildymo būdų yra šilumos siurblių naudojimas.

Kas yra šilumos siurblys privačiam namui šildyti? Kaip jis veikia?

Specialus įrenginys, kuris gebantis išgauti šilumą iš aplinkos vadinamas šilumos siurbliu.

Tokie prietaisai naudojami kaip pagrindinis arba papildomas patalpų šildymo būdas. Kai kurie prietaisai taip pat darbas su pasyviu pastato vėsinimu – siurblys naudojamas tiek vasaros vėsinimui, tiek žiemos šildymui.

Aplinkos energija naudojama kaip kurasToks šildytuvas išgauna šilumą iš oro, vandens, gruntinio vandens ir kt., todėl šis prietaisas priskiriamas atsinaujinančios energijos šaltiniams.

Visi šildymo prietaisai apima garintuvas, kompresorius, kondensatorius ir išsiplėtimo vožtuvasPriklausomai nuo šilumos šaltinio, išskiriami vandens, oro ir kiti įrenginiai. Veikimo principas labai panašus į šaldytuvo veikimo principą (tik šaldytuvas išpučia karštą orą, o siurblys sugeria šilumą).

Dauguma prietaisų veikia tiek teigiamoje, tiek neigiamoje temperatūroje, tačiau prietaiso efektyvumas tiesiogiai priklauso nuo išorinių sąlygų (t. y. kuo aukštesnė aplinkos temperatūra, tuo galingesnis bus prietaisas). Apskritai, įrenginys veikia taip:

1. Šilumos siurblys susiduria su aplinkinėmis sąlygomisPaprastai prietaisas išgauna šilumą iš žemės, oro arba vandens (priklausomai nuo prietaiso tipo).
2. Įrenginio viduje sumontuotas specialus garintuvas., kuris pripildytas šaltnešio.
3. Kai liečiasi su išorine aplinka šaltnešis užverda ir išgaruoja.
4. Po to Šaldymo agentas patenka į kompresorių garų pavidalu.
5. Ten jis susitraukia - dėka šito jo temperatūra smarkiai pakyla.
6. Po to šildomos dujos patenka į šildymo sistemą., kuris veda prie pagrindinio aušinimo skysčio, naudojamo patalpoms šildyti, kaitinimo.
7. Šaldymo agentas po truputį vėsta. Galiausiai jis vėl virsta skysčiu.
8. Tada skystas šaltnešis patenka į specialų vožtuvą, o tai smarkiai sumažina jo temperatūrą.
9. Galiausiai šaltnešis grįžta į garintuvą., po kurio šildymo ciklas kartojamas.

1 nuotrauka. Gruntinio vandens šilumos siurblio veikimo principas. Šaltasis šilumos nešiklis pavaizduotas mėlyna spalva, karštasis – raudonai.

Privalumai:

• Draugiškas aplinkai. Tokie įrenginiai laikomi atsinaujinančiais energijos šaltiniais, kurie savo išmetamosiomis dujomis neteršia atmosferos (tuo tarpu naudojant gamtines dujas susidaro kenksmingos šiltnamio efektą sukeliančios dujos, o elektrai gaminti dažnai naudojama anglis, kuri taip pat teršia orą).
• Gera alternatyva benzinui. Šilumos siurblys idealiai tinka patalpų šildymui tais atvejais, kai dėl vienokių ar kitokių priežasčių sunku naudoti dujas (pavyzdžiui, kai namas yra toli nuo visų pagrindinių komunalinių tinklų). Siurblys taip pat turi pranašumą prieš dujinį šildymą tuo, kad jam nereikia valstybės leidimo tokiam įrenginiui įrengti (tačiau gręžiant gilų gręžinį, jį vis tiek turėsite gauti).
• Nebrangus papildomas šilumos šaltinisSiurblys idealiai tinka kaip pigus pagalbinis energijos šaltinis (geriausias variantas yra naudoti dujas žiemą, o siurblį pavasarį ir rudenį).

Trūkumai:

1. Šiluminiai apribojimai naudojant vandens siurbliusVisi šildymo prietaisai gerai veikia esant teigiamai temperatūrai, o esant neigiamai temperatūrai daugelis siurblių nustoja veikti. Taip yra daugiausia dėl to, kad vanduo užšąla, todėl jo negalima naudoti kaip šilumos šaltinio.
2. Problemų gali kilti naudojant prietaisus, kurie šilumai naudoja vandenį. Jei šildymui naudojamas vanduo, reikės rasti stabilų jo šaltinį. Dažniausiai tam reikia gręžti šulinį, o tai gali padidinti įrenginio įrengimo kainą.

Pagrindiniai tipai, jų veikimo principai

Visi šilumos siurbliai skiriasi vienas nuo kito savo energijos šaltiniu. Pagrindinės įrenginių klasės: dirvožemis-vanduo, vanduo-vanduo, oras-vanduo ir oras-oras.

Pirmasis žodis nurodo šilumos šaltinį., A antrasis reiškia, kuo jis virsta įrenginyje.

Pavyzdžiui, dirvožemio ir vandens įrenginio atveju šiluma išgaunama iš žemės ir vėliau paverčiama karštu vandeniu, kuris naudojamas kaip šildytuvas šildymo sistemoje. Žemiau mes išsamiau aptarsime šilumos siurblių tipus šildymui.

Dirvožemis-vanduo

Gruntinio vandens tipo įrenginiai Šilumą išgauti tiesiai iš žemės naudojant specialias turbinas arba kolektoriusŠiuo atveju šaltinis yra žemė, kuri šildo freoną. Ji šildo vandenį kondensatoriaus bake. Šiuo atveju freonas atvėsta ir grįžta į siurblio įleidimo angą, o pašildytas vanduo naudojamas kaip aušinimo skystis pagrindinėje šildymo sistemoje.

Skysčio šildymo ciklas tęsiasi tol, kol siurblys gauna elektros energiją iš tinklo. Brangiausias metodas, ekonominiu požiūriu, yra dirvožemio ir vandens metodas, nes norint įrengti turbinas ir kolektorius, reikės gręžti gilius gręžinius arba pakeisti dirvožemio vietą dideliame žemės plote.

Vanduo-vanduo

Pagal savo technines charakteristikas, vandens-vandens siurbliai labai panašūs į požeminio vandens klasės įrenginius vienintelis skirtumas yra tas, kad šiuo atveju kaip pagrindinis šilumos šaltinis naudojamas vanduo, o ne žemė. Šaltinis gali būti tiek požeminis vanduo, tiek vanduo iš įvairių rezervuarų.

2 nuotrauka. Vandens-vandens šilumos siurblio konstrukcijos montavimas: specialūs vamzdžiai panardinami į rezervuarą.

Vandens-vandens įrenginiai žymiai pigiau žemė-vanduo siurbliai, nes jų įrengimui nereikia gręžti gilių gręžinių.

Jus taip pat gali sudominti:

4 formulės, kurios nustato šilumą name: šildymo sistemos cirkuliacinio siurblio skaičiavimo taisyklės

Kokiais atvejais negalima apsieiti be nepertraukiamo šildymo siurblio maitinimo šaltinio?

Beveik tobulas pasirinkimas: pirties krosnelė „Berezka“. Kodėl ji tinka daugeliui?

Oras-vanduo

Oro-vandens įrenginiai gauti šilumą tiesiogiai iš aplinkos. Tokiems įrenginiams nereikia didelio išorinio kolektoriaus šilumai surinkti, o freonui šildyti naudojamas įprastas gatvės oras. Po šildymo freonas atiduoda šilumą vandeniui, po kurio karštas vanduo vamzdžiais patenka į šildymo sistemą. Šio tipo įrenginiai yra gana pigūs., nes siurbliui veikti nereikia brangaus kolektoriaus.

Oras

Oro-oro tipo įrenginys taip pat gauna šilumą tiesiogiai iš aplinkos, todėl jo veikimui taip pat reikia nereikia išorinio kolektoriausPo sąlyčio su šiltu oru freonas įkaista, tada freonas šildo orą siurblyje. Tada šis oras išleidžiamas į patalpą, kuri veda prie vietinio temperatūros padidėjimo. Šio tipo įrenginiai taip pat yra gana pigūs, nes jų veikimui nereikia įrengti brangaus kolektoriaus.

3 nuotrauka. Oras-oras šilumos siurblio veikimo principas. Į šildymo radiatorius patenka 35 laipsnių temperatūros šilumos nešiklis.

Šildymo sistemų skaičiavimas, lentelė

Pagrindinis indikatorius, rodantis konkretaus šildymo prietaiso galią, yra CPT parametras (anglų literatūroje tai žinoma santrumpa COP). CPT - šilumos konversijos koeficientas, kuris apskaičiuojamas bendrą įrenginio galią padalijus iš per laiko vienetą suvartojamos elektros energijos kiekio. Pavyzdžiui, tam tikras siurblys X sunaudoja 2 kW/val. elektros energiją ir ją generuoja 5 kW/val. šiluminė energija - šiuo atveju vertė CPT = 5/2 = 2,5.

Daugelio įrenginių konversijos koeficientas yra diapazone nuo 3 iki 7tačiau Kuo didesnis CPT, tuo brangesnis bus įrenginys. Taip pat reikėtų nepamiršti, kad CPT vertė priklauso nuo aplinkos temperatūros – jei ji per žema, CPT vertė pradės mažėti siekti 1 (iš tikrųjų aušinimo skysčiui šildyti naudojama tik elektra, o išorinė šiluma nedalyvaus pastato šildyme).

4 nuotrauka. Lentelė su gamintojo „Sapun“ oro-vandens šilumos siurblio galios skaičiavimu.

Konkretaus siurblio naudojimas turi būti pagrįstas inžineriniu požiūriu. Norint įsigyti įrenginį, pirmiausia apskaičiuojami pastato šilumos nuostoliai. Tam naudojama ši formulė: CT = (oz * MTP * KS) / 860. Jis iššifruojamas taip:

• Šilumos kiekis (matavimo vienetai - kW/val.).
• OZ — bendras pastato tūris.
• MTP — maksimalus temperatūrų skirtumas. Norėdami nustatyti šį skaičių, atimkite vidaus temperatūrą iš lauko temperatūros. Pavyzdžiui, norite, kad žiemą vidaus temperatūra būtų 20 °C, kadangi gatvėje jis bus šalia ženklo -10 °C - tokiu atveju MTP = 20 - (-10) = 30.
• KS — specialus korekcijos koeficientas, atsižvelgiantis į sienų tipą. Medinėms sienoms KS rodiklis yra lygus 3–4 vienetai, plytų sienoms - 2-3, plytoms dviem sluoksniais - 1-2, plytoms 2 sluoksniai su izoliacija - 0,5–1.
• Numeris 860 — korekcijos koeficientas, kuriuo galutinė vertė dalijama, norint kilokalorijas konvertuoti į kilovatvalandes.

Šilumos siurblio montavimas

Įrenginio įrengimo būdas priklauso nuo įrenginio tipo ir modelio, taip pat nuo reljefo ypatybių. Pažvelkime Paprasto žemė-vanduo šilumos siurblio įrengimo pavyzdys:

• Pirmiausia atliekami parengiamieji darbaiŠiame etape matuojamas gruntinio vandens lygis, nustatoma elektros tinklo galia ir kt. Etapo pabaigoje gręžinys gręžiamas pagal planą.

5 nuotrauka. Šilumos siurblio „žemė-vanduo“ montavimas: specialūs vamzdžiai įkišami į iš anksto iškastus šulinius.

• Po kurio geoterminiai zondai nuleidžiami į gręžinius, kuris išgaus šilumą iš žemės. Šiame etape taip pat įrengiamas garintuvas su šaltnešiu, kuris perduos šilumą kompresoriui.
• Dabar jį reikia įdiegti. Paprastai prietaisas pastatomas kambaryje šalia namo; kompresoriaus zona paprastai yra mažiau nei 1 kvadratinis metras, Todėl, kaip taisyklė, toks įrenginys įrengiamas mažame kambaryje.
• Po to, kai tai įvyksta ryšys siurblys prie namo šildymo tinklo naudojant vamzdžiusPaskutiniame etape bandomasis važiavimas, ir jei aptinkama kokių nors defektų, atliekamas derinimas.

Naudingas vaizdo įrašas

Žiūrėkite vaizdo įrašą, kuriame paaiškinama, kaip veikia geoterminis šilumos siurblys.

Saugumas ir ekologija

Šilumos siurblys yra geras prietaisas, idealiai tinkantis pastato šildymui kaip pagalbinis šilumos šaltinis.

Šiuo atveju kaip kuras naudojami aplinkos ištekliai, todėl šilumos siurblys yra laikomas atsinaujinančiu energijos šaltiniu.

Pagrindiniai privalumai yra saugumas ir ekologiškumas, nes eksploatacijai nenaudojamos dujos ar anglis.

Toks įrenginys nepakenks žmonėms ar aplinkai, bet jį reikia naudoti protingai, nes kai kuriais atvejais naudojimas šio įrenginio gali būti nepatartina inžineriniu ar ekonominiu požiūriu.