Alternatīvie enerģijas avoti ir nākotne! Siltumsūknis mājas apkurei

Telpu apsildei parasti tiek izmantota gāze vai elektrība. Tomēr šī apkures metode maksās diezgan dārgi, jo abas ir diezgan dārgas.

Tāpēc privātmāju un lauku māju apsildīšanai tiek izmantoti alternatīvie enerģijas avoti, un Viena no populārākajām apkures metodēm ir siltumsūkņu izmantošana.

Kas ir siltumsūknis privātmājas apsildei? Kā tas darbojas?

Īpaša ierīce, kas spēj absorbēt siltumu no apkārtējās vides sauc par siltumsūkni.

Šādas ierīces tiek izmantotas kā galvenā vai papildu telpu apsildes metode. Dažas ierīces arī darbs pie ēkas pasīvās dzesēšanas — sūkni izmanto gan vasaras dzesēšanai, gan ziemas apkurei.

Vides enerģija tiek izmantota kā degvielaŠāds sildītājs iegūst siltumu no gaisa, ūdens, gruntsūdeņiem utt., tāpēc šī ierīce tiek klasificēta kā atjaunojamais enerģijas avots.

Visas apkures ierīces ietver iztvaicētājs, kompresors, kondensators un izplešanās vārstsAtkarībā no siltuma avota izšķir ūdens, gaisa un citas ierīces. Darbības princips ir ļoti līdzīgs ledusskapja darbības principam (tikai ledusskapis izmet karstu gaisu, bet sūknis absorbē siltumu).

Lielākā daļa ierīču darbojas gan pozitīvā, gan negatīvā temperatūrā, taču ierīces efektivitāte ir tieši atkarīga no ārējiem apstākļiem (t. i., jo augstāka ir apkārtējās vides temperatūra, jo jaudīgāka būs ierīce). Kopumā ierīce darbojas šādi:

1. Siltumsūknis nonāk saskarē ar apkārtējiem apstākļiemParasti ierīce iegūst siltumu no zemes, gaisa vai ūdens (atkarībā no ierīces veida).
2. Ierīces iekšpusē ir uzstādīts īpašs iztvaicētājs., kas ir piepildīts ar aukstumaģentu.
3. Saskaroties ar ārējo vidi aukstumaģents vārās un iztvaiko.
4. Pēc tam Dzesēšanas līdzeklis kompresorā nonāk tvaika veidā.
5. Tur tas sarūk - pateicoties šim viņa temperatūra ievērojami paaugstinās.
6. Pēc tam apsildāmā gāze nonāk apkures sistēmā., kas noved pie galvenā dzesēšanas šķidruma sildīšanas, ko izmanto telpu apsildīšanai.
7. Dzesēšanas šķidrums pamazām atdziest. Beigās tas atkal pārvēršas šķidrumā.
8. Tad šķidrais aukstumaģents nonāk īpašā vārstā, kas nopietni pazemina tā temperatūru.
9. Beigās aukstumaģents atgriežas iztvaicētājā., pēc kura sildīšanas cikls tiek atkārtots.

1. attēls. Gruntsūdens siltumsūkņa darbības princips. Aukstais siltumnesējs ir parādīts zilā krāsā, karstais — sarkanā krāsā.

Priekšrocības:

• Videi draudzīgs. Šādas ierīces tiek uzskatītas par atjaunojamiem enerģijas avotiem, kas ar savām emisijām nepiesārņo atmosfēru (savukārt, izmantojot dabasgāzi, veidojas kaitīgas siltumnīcefekta gāzes, un elektroenerģijas ražošanai bieži tiek izmantota ogļu sadedzināšana, kas arī piesārņo gaisu).
• Laba alternatīva benzīnam. Siltumsūknis ir ideāli piemērots telpu apsildei gadījumos, kad gāzes izmantošana viena vai otra iemesla dēļ ir apgrūtināta (piemēram, ja māja atrodas tālu no visiem galvenajiem inženiertīkliem). Sūknim ir arī priekšrocība salīdzinājumā ar gāzes apkuri, jo šādas ierīces uzstādīšanai nav nepieciešama valsts atļauja (bet, urbjot dziļu aku, tā joprojām būs jāsaņem).
• Lēts papildu siltuma avotsSūknis ir ideāli piemērots kā lēts papildu barošanas avots (labākais variants ir izmantot gāzi ziemā un sūkni pavasarī un rudenī).

Trūkumi:

1. Termiskie ierobežojumi, lietojot ūdens sūkņusVisas sildīšanas ierīces labi darbojas pozitīvā temperatūrā, savukārt, darbojoties negatīvā temperatūrā, daudzi sūkņi pārstāj darboties. Tas galvenokārt ir saistīts ar to, ka ūdens sasalst, kas neļauj to izmantot kā siltuma avotu.
2. Problēmas var rasties ar ierīcēm, kas kā siltumu izmanto ūdeni. Ja apkurei tiek izmantots ūdens, būs jāatrod stabils tā avots. Visbiežāk šim nolūkam ir jāurbj aka, kas var palielināt ierīces uzstādīšanas izmaksas.

Galvenie veidi, to darbības principi

Visi siltumsūkņi atšķiras viens no otra ar savu enerģijas avotu. Galvenās ierīču klases: augsne-ūdens, ūdens-ūdens, gaiss-ūdens un gaiss-gaiss.

Pirmais vārds norāda siltuma avotu., A otrais nozīmē, par ko tas pārvēršas ierīcē.

Piemēram, augsnes-ūdens ierīces gadījumā Siltums tiek iegūts no zemes un pēc tam pārvērsts karstā ūdenī, ko izmanto kā sildītāju apkures sistēmā. Zemāk mēs sīkāk aplūkosim siltumsūkņu veidus apkurei.

Augsne-ūdens

Gruntsūdens tipa iekārtas iegūt siltumu tieši no zemes, izmantojot īpašas turbīnas vai kolektorusŠajā gadījumā avots ir zeme, kas silda freonu. Tā silda ūdeni kondensatora tvertnē. Šajā gadījumā freons atdziest un atgriežas sūkņa ieplūdē, un uzsildītais ūdens tiek izmantots kā dzesēšanas šķidrums galvenajā apkures sistēmā.

Šķidruma sildīšanas cikls turpinās tik ilgi, kamēr sūknis saņem elektrību no tīkla. No ekonomiskā viedokļa visdārgākā metode ir augsnes-ūdens metode, jo turbīnu un kolektoru uzstādīšanai būs nepieciešams urbt dziļas akas vai mainīt augsnes atrašanās vietu lielā zemes platībā.

Ūdens-ūdens

Saskaņā ar to tehniskajām īpašībām, ūdens-ūdens sūkņi ļoti līdzīgas gruntsūdeņu klases ierīcēm ar vienīgo atšķirību, ka šajā gadījumā kā primārais siltuma avots tiek izmantots ūdens, nevis zeme. Avots var būt gan gruntsūdeņi, gan ūdens no dažādām ūdenskrātuvēm.

2. fotoattēls. Ūdens-ūdens siltumsūkņa konstrukcijas uzstādīšana: rezervuārā ir iegremdētas speciālas caurules.

Ūdens-ūdens ierīces ievērojami lētāk zemes-ūdens sūkņi, jo to uzstādīšanai nav nepieciešama dziļu aku urbšana.

Jūs varētu interesēt arī:

4 formulas, kas nosaka siltumu mājā: noteikumi cirkulācijas sūkņa aprēķināšanai apkures sistēmai

Kādos gadījumos nevar iztikt bez nepārtrauktās barošanas avota apkures sūknim?

Gandrīz ideāla izvēle: pirts krāsns Berezka. Kāpēc tā ir piemērota daudziem?

Gaiss-ūdens

Gaiss-ūdens iekārtas saņemt siltumu tieši no apkārtējās vides. Šādām ierīcēm nav nepieciešams liels ārējais kolektors siltuma savākšanai, un freona sildīšanai tiek izmantots parasts ielas gaiss. Pēc sildīšanas freons atdod siltumu ūdenim, pēc kura karstais ūdens caur caurulēm nonāk apkures sistēmā. Šāda veida ierīces ir diezgan lētas., jo sūkņa darbībai nav nepieciešams dārgs kolektors.

Gaiss

Gaiss-gaiss iekārta arī saņem siltumu tieši no apkārtējās vides, un tās darbībai ir nepieciešams arī nav nepieciešams ārējais kolektorsPēc saskares ar siltu gaisu freons uzsilst, pēc tam freons uzsilda gaisu sūknī. Pēc tam šis gaiss tiek izlaists telpā, kas noved pie lokālas temperatūras paaugstināšanās. Šāda veida ierīces ir arī diezgan lētas, jo to darbībai nav nepieciešams uzstādīt dārgu kolektoru.

3. attēls. Gaiss-gaiss siltumsūkņa darbības princips. Siltumnesējs ar 35 grādu temperatūru ieplūst apkures radiatoros.

Apkures sistēmu aprēķins, tabula

Galvenais indikators, kas parāda konkrētas sildīšanas ierīces jaudu, ir CPT parametrs (angļu literatūrā tas ir pazīstams ar saīsinājumu COP). CPT - siltuma konversijas koeficients, ko aprēķina, dalot ierīces kopējo jaudu ar patērētās elektroenerģijas daudzumu laika vienībā. Piemēram, noteikts sūknis X patērē 2 kW/h elektrisko enerģiju un to ģenerē 5 kW/h siltumenerģija - šajā gadījumā vērtība CPT = 5/2 = 2,5.

Vairumam ierīču konversijas koeficients ir diapazonā no 3 līdz 7tomēr Jo augstāks ir CPT, jo dārgāka būs ierīce. Jāatceras arī, ka CPT vērtība ir atkarīga no apkārtējās vides temperatūras — ja tā ir pārāk zema, CPT vērtība sāks samazināties. tiekties pēc 1 (patiesībā dzesēšanas šķidruma sildīšanai tiek izmantota tikai elektrība, un ārējais siltums nepiedalīsies ēkas apsildē).

4. fotoattēls. Tabula ar ražotāja Sapun gaisa-ūdens siltumsūkņa jaudas aprēķinu.

Konkrēta sūkņa lietošanai jābūt pamatotai no inženiertehniskā viedokļa. Lai iegādātos ierīci, vispirms tiek aprēķināti ēkas siltuma zudumi. Šim nolūkam tiek izmantota šāda formula: CT = (oz * MTP * KS)/860. Tas tiek atšifrēts šādi:

• Siltuma daudzums (mērvienības - kW/h).
• OZ — ēkas kopējais tilpums.
• MTP — maksimālā temperatūras starpība. Lai noteiktu šo skaitli, atņemiet iekštelpu temperatūru no āra temperatūras. Piemēram, jūs vēlaties, lai iekštelpu temperatūra ziemā būtu 20 °C, turpretī uz ielas tas atradīsies blakus zīmei -10 °C - tādā gadījumā MTP = 20 - (-10) = 30.
• KS — īpašs korekcijas koeficients, kas ņem vērā sienu tipu. Koka sienām KS rādītājs ir vienāds ar 3–4 vienības, ķieģeļu sienām - 2-3, ķieģeļiem divos slāņos - 1-2, ķieģeļiem 2 slāņi ar izolāciju - 0,5—1.
• Numurs 860 — korekcijas koeficients, ar kuru dala galīgo vērtību, lai kilokalorijas pārvērstu kilovatstundās.

Siltumsūkņa uzstādīšana

Ierīces uzstādīšanas metode ir atkarīga no ierīces veida un modeļa, kā arī no reljefa iezīmēm. Apskatīsim Vienkārša zemes-ūdens siltumsūkņa uzstādīšanas piemērs:

• Vispirms tiek veikts sagatavošanās darbsŠajā posmā tiek mērīts gruntsūdens līmenis, tiek noteikta elektrotīkla jauda utt. Posma beigās urbums tiek urbts saskaņā ar plānu.

5. fotoattēls. Zemes-ūdens siltumsūkņa uzstādīšana: iepriekš izraktās akās tiek ievietotas īpašas caurules.

• Pēc kura ģeotermālās zondes tiek nolaistas urbumos, kas no zemes iegūs siltumu. Šajā posmā tiek uzstādīts arī iztvaicētājs ar aukstumaģentu, kas nodos siltumu kompresoram.
• Tagad tas ir jāinstalē. Parasti ierīce tiek novietota telpā netālu no mājas; kompresora zona parasti ir mazāk nekā 1 kvadrātmetrs, Tāpēc, kā likums, šāda ierīce ir uzstādīta nelielā telpā.
• Pēc tam, kad tas notiek savienojums sūknis uz mājas apkures tīklu, izmantojot caurulesPēdējā posmā testa brauciens, un, ja tiek konstatēti kādi defekti, tiek veikta atkļūdošana.

Noderīgs video

Noskatieties video, kurā paskaidrots, kā darbojas zemes siltumsūknis.

Drošība un ekoloģija

Siltumsūknis ir laba ierīce, kas ir ideāli piemērota ēkas apsildei kā papildu siltuma avots.

Šajā gadījumā kā kurināmais tiek izmantoti vides resursi, tāpēc siltumsūknis tiek uzskatīts par atjaunojamu enerģijas avotu.

Galvenās priekšrocības ir drošība un videi draudzīgums, jo darbībai netiek izmantota gāze vai ogles.

Šāda ierīce nekaitēs cilvēkiem vai videibet tas jāizmanto saprātīgi, jo dažos gadījumos lietošana šīs ierīces var nebūt ieteicams no inženiertehniskā vai ekonomiskā viedokļa.