Sursele alternative de energie sunt viitorul! Pompă de căldură pentru încălzirea locuințelor

De obicei, pentru încălzirea spațiilor se folosește gaz sau electricitate. Cu toate acestea, această metodă de încălzire va costa destul de mult, deoarece ambele sunt destul de scumpe.

De aceea, sursele alternative de energie sunt utilizate pentru încălzirea caselor private și a caselor de la țară și Una dintre cele mai populare metode de încălzire este utilizarea pompelor de căldură.

Ce este o pompă de căldură pentru încălzirea unei case private? Cum funcționează?

Un dispozitiv special care capabil să extragă căldură din mediul înconjurător se numește pompă de căldură.

Astfel de dispozitive sunt utilizate ca metodă principală sau suplimentară de încălzire a spațiilor. Unele dispozitive, de asemenea, lucrări la răcirea pasivă a clădirii — pompa este utilizată atât pentru răcirea pe timpul verii, cât și pentru încălzirea pe timpul iernii.

Energia mediului înconjurător este utilizată drept combustibilUn astfel de încălzitor extrage căldură din aer, apă, apele subterane etc., așadar acest dispozitiv este clasificat drept sursă de energie regenerabilă.

Toate dispozitivele de încălzire includ evaporator, compresor, condensator și supapă de expansiuneÎn funcție de sursa de căldură, se disting apa, aerul și alte dispozitive. Principiul de funcționare este foarte similar cu principiul de funcționare al unui frigider (doar că frigiderul eliberează aer cald, iar pompa absoarbe căldura).

Majoritatea dispozitivelor funcționează atât la temperaturi pozitive, cât și negative, dar eficiența dispozitivului depinde direct de condițiile externe (adică, cu cât temperatura ambiantă este mai mare, cu atât dispozitivul va fi mai puternic). În general, dispozitivul funcționează după cum urmează:

1. Pompă de căldură intră în contact cu condițiile din jurDe obicei, dispozitivul extrage căldură din pământ, aer sau apă (în funcție de tipul de dispozitiv).
2. În interiorul dispozitivului este instalat un evaporator special., care este umplut cu agent frigorific.
3. În contact cu mediul extern agentul frigorific fierbe și se evaporă.
4. După care Agentul frigorific intră în compresor sub formă de vapori.
5. Acolo se micșorează - datorită acestui fapt temperatura lui crește semnificativ.
6. După aceasta, gazul încălzit intră în sistemul de încălzire., ceea ce duce la încălzirea agentului principal de răcire, care este utilizat pentru încălzirea spațiilor.
7. Agentul frigorific se răcește puțin câte puțin. La final se transformă din nou în lichid.
8. Apoi, agentul frigorific lichid intră într-o supapă specială, ceea ce îi scade considerabil temperatura.
9. La final, agentul frigorific se întoarce în evaporator., după care se repetă ciclul de încălzire.

Foto 1. Principiul de funcționare al unei pompe de căldură pentru apă subterană. Purtătorul de căldură rece este reprezentat în albastru, cel cald în roșu.

Avantaje:

• Prietenos cu mediul. Astfel de dispozitive sunt considerate surse de energie regenerabilă, care nu poluează atmosfera cu emisiile lor (în timp ce în cazul utilizării gazelor naturale se formează gaze cu efect de seră nocive, iar arderea cărbunelui este adesea utilizată pentru producerea de energie electrică, ceea ce poluează și aerul).
• O alternativă bună la gaz. O pompă de căldură este ideală pentru încălzirea încăperilor în cazurile în care utilizarea gazului este dificilă dintr-un motiv sau altul (de exemplu, când casa este situată departe de toate rețelele principale de utilități). Pompa are, de asemenea, avantajul față de încălzirea pe gaz prin faptul că nu necesită permisiunea statului pentru instalarea unui astfel de dispozitiv (dar atunci când forați un puț adânc, va trebui totuși să îl obțineți).
• Sursă suplimentară de căldură ieftinăPompa este ideală ca sursă auxiliară de alimentare ieftină (cea mai bună opțiune este utilizarea gazului iarna și a unei pompe primăvara și toamna).

Defecte:

1. Limitări termice la utilizarea pompelor de apăToate dispozitivele de încălzire funcționează bine la temperaturi pozitive, în timp ce în cazul funcționării la temperaturi negative, multe pompe se opresc. Acest lucru se datorează în principal faptului că apa îngheață, ceea ce face imposibilă utilizarea ei ca sursă de căldură.
2. Pot apărea probleme cu dispozitivele care utilizează apa ca sursă de căldură. Dacă se folosește apă pentru încălzire, atunci va trebui găsită o sursă stabilă. Cel mai adesea, trebuie să se foreze un puț pentru aceasta, ceea ce poate crește costul instalării dispozitivului.

Principalele tipuri, principiile lor de funcționare

Toate pompele de căldură diferă unele de altele prin sursa lor de energie. Principalele clase de dispozitive: sol-apă, apă-apă, aer-apă și aer-aer.

Primul cuvânt indică sursa de căldură., A al doilea înseamnă în ce se transformă în dispozitiv.

De exemplu, în cazul unui dispozitiv sol-apă căldura este extrasă din pământ și apoi transformată în apă caldă, care este utilizat ca încălzitor în sistemul de încălzire. Mai jos vom analiza mai detaliat tipurile de pompe de căldură pentru încălzire.

Sol-apă

Instalații de tip apă subterană extrage căldura direct din pământ folosind turbine sau colectoare specialeÎn acest caz, sursa este pământul, care încălzește freonul. Acesta încălzește apa din rezervorul condensatorului. În acest caz, freonul se răcește și se întoarce la intrarea pompei, iar apa încălzită este utilizată ca agent de răcire în sistemul principal de încălzire.

Ciclul de încălzire a lichidului continuă atâta timp cât pompa primește electricitate de la rețea. Cea mai scumpă metodă, din punct de vedere economic, este metoda sol-apă, deoarece pentru instalarea turbinelor și a colectoarelor va fi necesară forarea de puțuri adânci sau schimbarea amplasamentului solului pe o suprafață mare de teren.

Apă-apă

Conform caracteristicilor lor tehnice, pompele apă-apă foarte similar cu dispozitivele din clasa apelor subterane singura diferență fiind că, în acest caz, apa, în loc de pământ, este folosită ca sursă principală de căldură. Sursa poate fi atât apele subterane, cât și apa din diverse rezervoare.

Foto 2. Instalarea unei structuri pentru o pompă de căldură apă-apă: țevi speciale sunt imersate în rezervor.

Dispozitive apă-apă semnificativ mai ieftin pompe sol-apă, deoarece instalarea lor nu necesită forarea de puțuri adânci.

S-ar putea să vă intereseze și:

4 formule care determină căldura din casă: reguli pentru calcularea unei pompe de circulație pentru un sistem de încălzire

În ce cazuri nu te poți descurca fără o sursă de alimentare neîntreruptibilă pentru o pompă de încălzire?

O alegere aproape perfectă: soba de saună Berezka. De ce este potrivită pentru mulți?

Aer-apă

Unități aer-apă primesc căldură direct din mediul înconjurător. Astfel de dispozitive nu necesită un colector extern mare pentru a colecta căldură, iar aerul obișnuit de stradă este folosit pentru încălzirea freonului. După încălzire, freonul cedează căldură apei, după care apa caldă intră în sistemul de încălzire prin țevi. Dispozitivele de acest tip sunt destul de ieftine., deoarece pompa nu necesită un colector costisitor pentru a funcționa.

Aer

O unitate aer-aer primește, de asemenea, căldură direct din mediul înconjurător și, pentru funcționarea sa, necesită și nu este necesară o galerie externăDupă contactul cu aerul cald, freonul se încălzește, apoi freonul încălzește aerul din pompă. Apoi, acest aer este eliberat în cameră, ceea ce duce la o creștere locală a temperaturii. Dispozitivele de acest tip sunt, de asemenea, destul de ieftine, deoarece funcționarea lor nu necesită instalarea unui distribuitor scump.

Foto 3. Principiul de funcționare al pompei de căldură aer-aer. Agentul termic cu o temperatură de 35 de grade intră în radiatoarele de încălzire.

Calcul pentru sisteme de încălzire, tabel

Principalul indicator care arată puterea unui anumit dispozitiv de încălzire este Parametrul CPT (în literatura engleză este cunoscută sub abrevierea POLIŢIST). CPT - coeficientul de conversie termică, care se calculează prin împărțirea puterii totale a dispozitivului la cantitatea de energie electrică consumată pe unitatea de timp. De exemplu, o anumită pompă X consumă 2 kW/h energie electrică și o generează 5 kW/h energie termică - în acest caz valoarea CPT = 5/2 = 2,5.

Factorul de conversie al majorității dispozitivelor se încadrează în intervalul de la 3 la 7, totuși Cu cât CPT-ul este mai mare, cu atât dispozitivul va fi mai scump. De asemenea, trebuie reținut că valoarea CPT depinde de temperatura ambiantă - dacă este prea mică, valoarea CPT va începe străduiește-te pentru 1 (de fapt, doar electricitatea este utilizată pentru încălzirea agentului de răcire, iar căldura externă nu va participa la încălzirea clădirii).

Foto 4. Tabel cu calculul puterii unei pompe de căldură aer-apă de la producătorul Sapun.

Utilizarea unei anumite pompe trebuie justificată din punct de vedere tehnic. Pentru achiziționarea unui dispozitiv, se calculează mai întâi pierderea de căldură a clădirii. Pentru aceasta se folosește următoarea formulă: CT = (OZ * MTP * KS)/860. Se descifrează după cum urmează:

• Cantitatea de căldură (unități de măsură - kW/h).
• OZ — volumul total al clădirii.
• MTP — diferența maximă de temperatură. Pentru a determina această valoare, scădeți temperatura interioară din temperatura exterioară. De exemplu, doriți ca temperatura interioară în timpul iernii să fie 20°C, întrucât pe stradă va fi amplasat lângă marcaj -10 °C - în acest caz MTP = 20 - (-10) = 30.
• KS — un factor de corecție special care ia în considerare tipul de pereți. Pentru cei din lemn, indicatorul KS este egal cu 3-4 unități, pentru pereți de cărămidă - 2-3, pentru cărămidă în două straturi - 1-2, pentru cărămidă în 2 straturi cu izolație - 0,5—1.
• Numărul 860 — un factor de corecție prin care se împarte valoarea finală pentru a converti kilocaloriile în kilowați-oră.

Instalare pompă de căldură

Metoda de instalare a dispozitivului depinde de tipul și modelul dispozitivului, precum și de caracteristicile terenului. Să aruncăm o privire Un exemplu de instalare a unei pompe de căldură simple sol-apă:

• În primul rând, se efectuează lucrări pregătitoareÎn această etapă, se măsoară nivelul apei subterane, se determină puterea rețelei electrice etc. La sfârșitul etapei, sonda este forată conform planului.

Foto 5. Instalarea unei pompe de căldură sol-apă: țevi speciale sunt introduse în puțuri pre-săpate.

• După care Sondele geotermale sunt coborâte în puțuri, care va extrage căldura din pământ. În această etapă, este instalat și un evaporator cu agent frigorific, care va transfera căldura către compresor.
• Acum trebuie instalat. De obicei, dispozitivul este amplasat într-o cameră din apropierea casei; zona compresorului este de obicei... mai puțin de 1 metru pătrat, Prin urmare, de regulă, un astfel de dispozitiv este instalat într-o cameră mică.
• După ce se întâmplă asta conexiune pompa la rețeaua de încălzire a casei folosind conducteÎn etapa finală, testareși, dacă se detectează defecte, se efectuează depanarea.

Videoclip util

Urmăriți un videoclip care explică cum funcționează o pompă de căldură geotermală.

Siguranță și ecologie

O pompă de căldură este un dispozitiv bun, ideal pentru încălzirea unei clădiri ca sursă auxiliară de căldură.

În acest caz, resursele de mediu sunt utilizate drept combustibil, așadar pompa de căldură este considerată o sursă de energie regenerabilă.

Principalele avantaje sunt siguranța și respectul pentru mediu, deoarece pentru funcționare nu se utilizează arderea gazului sau a cărbunelui.

Un astfel de dispozitiv nu va dăuna oamenilor sau mediului, dar ar trebui folosit cu înțelepciune, deoarece în unele cazuri, utilizarea al acestui dispozitiv s-ar putea să nu fie recomandabil din punct de vedere ingineresc sau economic.