Алтернативни извори енергије су будућност! Топлотна пумпа за грејање куће

За грејање просторија се обично користи гас или струја. Међутим, овај начин грејања ће коштати доста новца, јер су оба прилично скупа.

Зато се алтернативни извори енергије користе за грејање приватних и сеоских кућа, и Једна од најпопуларнијих метода грејања је употреба топлотних пумпи.

Шта је топлотна пумпа за грејање приватне куће? Како функционише?

Посебан уређај који способан да извлачи топлоту из околине назива се топлотна пумпа.

Такви уређаји се користе као главни или додатни метод грејања просторија. Неки уређаји такође радови на пасивном хлађењу зграде — пумпа се користи и за летње хлађење и за зимско грејање.

Енергија околине се користи као горивоТакав грејач извлачи топлоту из ваздуха, воде, подземних вода итд., па се овај уређај класификује као обновљиви извор енергије.

Сви уређаји за грејање укључују испаривач, компресор, кондензатор и експанзиони вентилУ зависности од извора топлоте, разликују се водени, ваздушни и други уређаји. Принцип рада је веома сличан принципу рада фрижидера (само што фрижидер избацује врућ ваздух, а пумпа апсорбује топлоту).

Већина уређаја ради и на позитивним и на негативним температурама, али ефикасност уређаја директно зависи од спољашњих услова (тј. што је температура околине виша, то ће уређај бити снажнији). Генерално, уређај ради на следећи начин:

1. Топлотна пумпа долази у контакт са околним условимаТипично, уређај црпи топлоту из земље, ваздуха или воде (у зависности од типа уређаја).
2. Унутар уређаја је инсталиран посебан испаривач., који је напуњен расхладним средством.
3. Када је у контакту са спољашњом средином расхладно средство кључа и испарава.
4. После тога Расхладно средство улази у компресор у облику паре.
5. Тамо се смањује - захваљујући овоме његова температура значајно расте.
6. Након тога, загрејани гас улази у систем грејања., што доводи до загревања главне расхладне течности, која се користи за грејање просторија.
7. Расхладно средство се хлади мало по мало. На крају се враћа у течност.
8. Затим течни расхладни флуид улази у посебан вентил, што озбиљно снижава његову температуру.
9. На крају, расхладно средство се враћа у испаривач., након чега се циклус загревања понавља.

Фотографија 1. Принцип рада топлотне пумпе подземна вода. Хладни носач топлоте је приказан плавом бојом, топли црвеном.

Предности:

• Еколошки прихватљиво. Такви уређаји се сматрају обновљивим изворима енергије, који не загађују атмосферу својим емисијама (док се у случају коришћења природног гаса стварају штетни гасови стаклене баште, а сагоревање угља се често користи за производњу електричне енергије, што такође загађује ваздух).
• Добра алтернатива гасу. Топлотна пумпа је идеална за грејање просторија у случајевима када је коришћење гаса отежано из једног или другог разлога (на пример, када се кућа налази далеко од свих главних комуналних мрежа). Пумпа такође има предност у односу на грејање на гас по томе што не захтева државну дозволу за инсталирање таквог уређаја (али приликом бушења дубоког бунара, ипак ћете морати да је набавите).
• Јефтин додатни извор топлотеПумпа је идеална као јефтин помоћни извор енергије (најбоља опција је коришћење гаса зими, а пумпе у пролеће и јесен).

Мане:

1. Термичка ограничења при коришћењу водених пумпиСви уређаји за грејање добро функционишу на позитивним температурама, док у случају рада на негативним температурама, многе пумпе престају да раде. То је углавном због чињенице да се вода смрзава, што онемогућава њену употребу као извора топлоте.
2. Проблеми могу настати са уређајима који користе воду као грејач. Ако се вода користи за грејање, онда ће бити потребно пронаћи њен стабилан извор. Најчешће се за то мора избушити бунар, што може повећати трошкове инсталације уређаја.

Главне врсте, њихов принцип рада

Све топлотне пумпе се разликују једна од друге по извору енергије. Главне класе уређаја: земља-вода, вода-вода, ваздух-вода и ваздух-ваздух.

Прва реч означава извор топлоте., А друго значи у шта се претвара у уређају.

На пример, у случају уређаја за наводњавање земљишта топлота се извлачи из земље, а затим претвара у топлу воду, који се користи као грејач у систему грејања. У наставку ћемо детаљније размотрити врсте топлотних пумпи за грејање.

Земљиште-вода

Инсталације типа подземних вода извлаче топлоту директно из земље помоћу посебних турбина или колектораУ овом случају, извор је земља, која загрева фреон. Она загрева воду у кондензатору. У овом случају, фреон се хлади и враћа на улаз пумпе, а загрејана вода се користи као расхладно средство у главном систему грејања.

Циклус загревања течности наставља све док пумпа прима струју из мреже. Најскупља метода, са економске тачке гледишта, је метода земљиште-вода, јер ће за инсталирање турбина и колектора бити потребно бушити дубоке бунаре или променити локацију земљишта на великој површини земље.

Вода-вода

Према својим техничким карактеристикама, пумпе вода-вода веома слични уређајима класе подземних вода с једином разликом што се у овом случају вода, уместо земље, користи као примарни извор топлоте. Извор може бити и подземне воде и вода из разних резервоара.

Фотографија 2. Уградња конструкције за топлотну пумпу вода-вода: посебне цеви су уроњене у резервоар.

Уређаји вода-вода знатно јефтиније пумпе земља-вода, јер њихова инсталација не захтева бушење дубоких бунара.

Можда ће вас занимати и:

4 формуле које одређују топлоту у кући: правила за израчунавање циркулационе пумпе за систем грејања

У којим случајевима не можете без непрекидног напајања за пумпу за грејање?

Готово савршен избор: пећ за сауну Березка. Зашто је погодна за многе?

Ваздух-вода

Јединице ваздух-вода примају топлоту директно из околине. Такви уређаји не захтевају велики спољни колектор за сакупљање топлоте, а обичан улични ваздух се користи за загревање фреона. Након загревања, фреон предаје топлоту води, након чега топла вода кроз цеви улази у систем грејања. Уређаји овог типа су прилично јефтини., пошто пумпа не захтева скупи разводник за рад.

Ваздух

Ваздух-ваздух јединица такође прима топлоту директно из околине, а за свој рад јој је потребна и није потребан спољни разводникНакон контакта са топлим ваздухом, фреон се загрева, а затим фреон загрева ваздух у пумпи. Затим се овај ваздух испушта у просторију, што доводи до локалног повећања температуре. Уређаји овог типа су такође прилично јефтини, јер њихов рад не захтева уградњу скупог колектора.

Фотографија 3. Принцип рада топлотне пумпе ваздух-ваздух. Носач топлоте са температуром од 35 степени улази у радијаторе за грејање.

Прорачун за системе грејања, табела

Главни индикатор који показује снагу одређеног грејног уређаја је CPT параметар (у енглеској литератури познат је под скраћеницом Полицајац). ЦПТ - коефицијент конверзије топлоте, што се израчунава дељењем укупне снаге уређаја са количином потрошене електричне енергије по јединици времена. На пример, одређена пумпа X троши 2 kW/h електричну енергију и генерише је 5 kW/h топлотна енергија - у овом случају вредност CPT = 5/2 = 2,5.

Фактор конверзије већине уређаја је у опсегу од 3 до 7, међутим Што је CPT виши, то ће уређај бити скупљи. Такође треба имати на уму да вредност CPT зависи од температуре околине - ако је прениска, вредност CPT ће почети тежити ка 1 (у ствари, за загревање расхладне течности се користи само електрична енергија, а спољашња топлота неће учествовати у грејању зграде).

Фотографија 4. Табела са прорачуном снаге топлотне пумпе ваздух-вода произвођача Сапун.

Употреба одређене пумпе мора бити оправдана са инжењерског становишта. Да би се уређај купио, прво се израчунава губитак топлоте зграде. За то се користи следећа формула: CT = (OZ * MTP * KS) / 860. Дешифрује се на следећи начин:

• Количина топлоте (јединице мере - kW/h).
• Оз — укупна запремина зграде.
• МТП — максимална температурна разлика. Да бисте одредили ову вредност, одузмите унутрашњу температуру од спољашње температуре. На пример, желите да унутрашња температура зими буде 20 °C, док ће се на улици налазити поред ознаке -10 °C - у том случају МТП = 20 - (-10) = 30.
• Канзас — посебан корекциони фактор који узима у обзир врсту зидова. За дрвене, КС индикатор је једнак 3-4 јединице, за зидове од цигле - 2-3, за циглу у два слоја - 1-2, за уградњу циглом 2 слоја са изолацијом - 0,5—1.
• Број 860 — корекциони фактор којим се коначна вредност дели да би се килокалорије претвориле у киловат-сате.

Инсталација топлотне пумпе

Начин инсталације уређаја зависи од типа и модела уређаја, као и од карактеристика терена. Хајде да погледамо Пример инсталирања једноставне топлотне пумпе земља-вода:

• Прво се спроводе припремни радовиУ овој фази се мери ниво подземних вода, одређује се снага електроенергетске мреже итд. На крају фазе, бунар се буши према плану.

Фотографија 5. Уградња топлотне пумпе земља-вода: посебне цеви се убацују у претходно ископане бунаре.

• Након чега геотермалне сонде се спуштају у бушотине, који ће извлачити топлоту из земље. У овој фази се такође инсталира испаривач са расхладним средством, који ће преносити топлоту на компресор.
• Сада га је потребно инсталирати. Типично, уређај се поставља у просторију близу куће; подручје компресора је обично мање од 1 квадратног метра, Стога се, по правилу, такав уређај инсталира у малој просторији.
• Након што се ово деси веза пумпа до грејне мреже куће помоћу цевиУ завршној фази, пробно покретање, и ако се открију било какви недостаци, врши се отклањање грешака.

Користан видео

Погледајте видео који објашњава како функционише геотермална топлотна пумпа.

Безбедност и екологија

Топлотна пумпа је добар уређај који је идеалан за грејање зграде као помоћни извор топлоте.

У овом случају, еколошки ресурси се користе као гориво, тако да топлотна пумпа сматра се обновљивим извором енергије.

Главне предности су безбедност и еколошка прихватљивост, пошто се за рад не користи сагоревање гаса или угља.

Такав уређај неће штетити људима или животној средини, али га треба користити мудро, јер у неким случајевима употреба овог уређаја можда није препоручљиво са инжењерског или економског становишта.