Алтернативните енергийни източници са бъдещето! Термопомпа за отопление на дома

За отопление на помещенията обикновено се използва газ или електричество. Този метод на отопление обаче ще струва доста пари, тъй като и двата са доста скъпи.

Ето защо алтернативни енергийни източници се използват за отопление на частни и селски къщи, и Един от най-популярните методи за отопление е използването на термопомпи.

Какво представлява термопомпата за отопление на частна къща? Как работи?

Специално устройство, което способни да извличат топлина от околната среда нарича се термопомпа.

Такива устройства се използват като основен или допълнителен метод за отопление на помещения. Някои устройства също работа по пасивно охлаждане на сградата — помпата се използва както за лятно охлаждане, така и за зимно отопление.

Енергията на околната среда се използва като горивоТакъв нагревател извлича топлина от въздух, вода, подпочвени води и др., така че това устройство се класифицира като възобновяем енергиен източник.

Всички отоплителни устройства включват изпарител, компресор, кондензатор и разширителен вентилВ зависимост от източника на топлина се разграничават водни, въздушни и други устройства. Принципът на действие е много подобен на принципа на действие на хладилник (само хладилникът изхвърля горещ въздух, а помпата абсорбира топлина).

Повечето устройства работят както при положителни, така и при отрицателни температури, но ефективността на устройството зависи пряко от външните условия (т.е. колкото по-висока е температурата на околната среда, толкова по-мощно ще бъде устройството). Като цяло, устройството работи както следва:

1. Термопомпа влиза в контакт с околните условияОбикновено устройството извлича топлина от земята, въздуха или водата (в зависимост от вида на устройството).
2. Вътре в устройството е инсталиран специален изпарител., който е запълнен с хладилен агент.
3. При контакт с външната среда хладилният агент кипи и се изпарява.
4. След това Хладилният агент влиза в компресора под формата на пара.
5. Там се свива - благодарение на това температурата му се повишава значително.
6. След това нагрятият газ влиза в отоплителната система., което води до нагряване на основния охлаждащ агент, използван за отопление на помещенията.
7. Хладилният агент се охлажда малко по малко. Накрая се превръща обратно в течност.
8. След това течният хладилен агент влиза в специален клапан, което сериозно понижава температурата му.
9. В края хладилният агент се връща в изпарителя., след което цикълът на нагряване се повтаря.

Снимка 1. Принцип на работа на термопомпа с подпочвени води. Студеният топлоносител е показан в синьо, горещият в червено.

Предимства:

• Екологично чист. Такива устройства се считат за възобновяеми енергийни източници, които не замърсяват атмосферата с емисиите си (докато при използване на природен газ се образуват вредни парникови газове, а изгарянето на въглища често се използва за производство на електроенергия, което също замърсява въздуха).
• Добра алтернатива на газта. Термопомпата е идеална за отопление на помещения в случаите, когато използването на газ е трудно по една или друга причина (например, когато къщата се намира далеч от всички основни комунални мрежи). Помпата има и предимството пред газовото отопление, тъй като не изисква държавно разрешение за инсталиране на такова устройство (но при пробиване на дълбок кладенец все пак ще трябва да го получите).
• Евтин допълнителен източник на топлинаПомпата е идеална като евтин спомагателен източник на енергия (най-добрият вариант е да се използва газ през зимата и помпа през пролетта и есента).

Недостатъци:

1. Термични ограничения при използване на водни помпиВсички отоплителни уреди функционират добре при положителни температури, докато при работа при отрицателни температури много помпи спират да работят. Това се дължи главно на факта, че водата замръзва, което прави невъзможно използването ѝ като източник на топлина.
2. Проблеми могат да възникнат с устройства, които използват вода като топлина. Ако водата се използва за отопление, тогава ще е необходимо да се намери стабилен източник на нея. Най-често за това трябва да се пробие кладенец, което може да увеличи разходите за инсталиране на устройството.

Основни видове, техният принцип на действие

Всички термопомпи се различават една от друга по своя енергиен източник. Основни класове устройства: почва-вода, вода-вода, въздух-вода и въздух-въздух.

Първата дума показва източника на топлина., А второто означава в какво се превръща в устройството.

Например, в случай на устройство за почвена вода топлината се извлича от земята и след това се преобразува в топла вода, който се използва като нагревател в отоплителната система. По-долу ще разгледаме по-подробно видовете термопомпи за отопление.

Почва-вода

Инсталации тип подземни води извличат топлина директно от земята с помощта на специални турбини или колекториВ този случай източникът е земята, която загрява фреона. Тя загрява водата в кондензаторния резервоар. В този случай фреонът се охлажда и се връща към входа на помпата, а загрятата вода се използва като охлаждаща течност в основната отоплителна система.

Цикъл на нагряване на течност продължава, докато помпата получава електричество от мрежата. Най-скъпият метод, от икономическа гледна точка, е методът почва-вода, тъй като за инсталиране на турбини и колектори ще е необходимо да се пробият дълбоки кладенци или да се промени местоположението на почвата върху голяма площ земя.

Вода-вода

Според техническите си характеристики, помпите вода-вода много подобни на устройствата от клас подземни води с единствената разлика, че в този случай водата, а не земята, се използва като основен източник на топлина. Източникът може да бъде както подземни води, така и вода от различни резервоари.

Снимка 2. Монтаж на конструкция за термопомпа вода-вода: специални тръби са потопени в резервоара.

Устройства вода-вода значително по-евтино помпи земя-вода, тъй като инсталирането им не изисква пробиване на дълбоки кладенци.

Може да се интересувате и от:

4 формули, които определят топлината в къщата: правила за изчисляване на циркулационна помпа за отоплителна система

В кои случаи не можете да се справите без непрекъсваемо захранване за отоплителна помпа?

Почти перфектен избор: печката за сауна Berezka. Защо е подходяща за мнозина?

Въздух-вода

Въздуховодни агрегати получават топлина директно от околната среда. Такива устройства не изискват голям външен колектор за събиране на топлина, а за нагряване на фреона се използва обикновен уличен въздух. След нагряване фреонът отдава топлина на водата, след което горещата вода постъпва в отоплителната система през тръби. Устройствата от този тип са доста евтини., тъй като помпата не изисква скъп колектор, за да работи.

Въздух

Агрегатът въздух-въздух също получава топлина директно от околната среда и за работата си е необходим не е необходим външен колекторСлед контакт с топъл въздух, фреонът се нагрява, след което фреонът нагрява въздуха в помпата. След това този въздух се изпуска в помещението, което води до локално повишаване на температурата. Устройствата от този тип също са доста евтини, тъй като тяхната работа не изисква инсталирането на скъп колектор.

Снимка 3. Принцип на работа на термопомпата въздух-въздух. Топлоносител с температура 35 градуса постъпва в отоплителните радиатори.

Изчисление за отоплителни системи, таблица

Основният индикатор, който показва мощността на определено отоплително устройство, е CPT параметър (в английската литература е известно със съкращението ПОЛИЦЕЙСКИ). КПТ - коефициент на преобразуване на топлина, което се изчислява чрез разделяне на общата мощност на устройството на количеството консумирана електроенергия за единица време. Например, определена помпа X консумира 2 kW/h електрическа енергия и я генерира 5 kW/h топлинна енергия - в този случай стойността КПТ = 5/2 = 2,5.

Коефициентът на преобразуване на повечето устройства е в диапазона от 3 до 7обаче Колкото по-висок е CPT, толкова по-скъпо ще бъде устройството. Трябва също да се помни, че стойността на CPT зависи от околната температура - ако е твърде ниска, стойността на CPT ще започне стремя се към 1 (всъщност, само електричество се използва за нагряване на охлаждащата течност, а външната топлина няма да участва в отоплението на сградата).

Снимка 4. Таблица с изчисление на мощността на термопомпа въздух-вода от производителя Sapun.

Използването на конкретна помпа трябва да бъде обосновано от инженерна гледна точка. За закупуване на устройство първо се изчисляват топлинните загуби на сградата. За това се използва следната формула: CT = (OZ * MTP * KS) / 860. Дешифрира се по следния начин:

• Количество топлина (мерни единици - kW/h).
• Унция — общият обем на сградата.
• МТП — максимална температурна разлика. За да определите тази цифра, извадете вътрешната температура от външната температура. Например, искате вътрешната температура през зимата да бъде 20°C, докато на улицата ще бъде разположено до маркировката -10°C - в такъв случай МТР = 20 - (-10) = 30.
• Канзас — специален корекционен коефициент, който отчита вида на стените. За дървените индикаторът KS е равен на 3-4 единици, за тухлени стени - 2-3, за тухли в два слоя - 1-2, за тухлене 2 слоя с изолация - 0,5—1.
• Номер 860 — корекционен коефициент, с който крайната стойност се дели, за да се преобразуват килокалориите в киловатчасове.

Монтаж на термопомпа

Методът на инсталиране на устройството зависи от вида и модела на устройството, както и от характеристиките на терена. Нека да разгледаме Пример за инсталиране на проста термопомпа земя-вода:

• Първо се извършва подготвителна работаНа този етап се измерва нивото на подпочвените води, определя се мощността на електропреносната мрежа и др. В края на етапа кладенецът се пробива съгласно плана.

Снимка 5. Монтаж на термопомпа земя-вода: специални тръби се вкарват в предварително изкопани кладенци.

• След което геотермални сонди се спускат в сондажите, който ще извлича топлина от земята. На този етап се монтира и изпарител с хладилен агент, който ще предава топлината на компресора.
• Сега е необходимо да се инсталира. Обикновено устройството се поставя в стая близо до къщата; зоната на компресора обикновено е по-малко от 1 квадратен метър, Следователно, като правило, такова устройство се инсталира в малка стая.
• След като това се случи връзка помпа към отоплителната мрежа на къщата с помощта на тръбиНа последния етап, тестово пусканеи ако бъдат открити някакви дефекти, се извършва отстраняване на грешки.

Полезно видео

Гледайте видеоклип, който обяснява как работи геотермална термопомпа.

Безопасност и екология

Термопомпата е добро устройство, което е идеално за отопление на сграда като спомагателен източник на топлина.

В този случай, екологичните ресурси се използват като гориво, така че термопомпата се счита за възобновяем енергиен източник.

Основните предимства са безопасността и екологичността, тъй като за работа не се използва изгаряне на газ или въглища.

Такова устройство няма да навреди на хората или околната среда, но трябва да се използва разумно, защото в някои случаи употребата на това устройство може да не е препоръчително от инженерна или икономическа гледна точка.