Alternativa energikällor är framtiden! Värmepump för uppvärmning av hem
Gas eller elektricitet används vanligtvis för att värma upp lokalerna. Denna uppvärmningsmetod kostar dock en hel del, eftersom båda är ganska dyra.
Det är därför alternativa energikällor används för uppvärmning av privata hus och lanthus, och En av de mest populära uppvärmningsmetoderna är användningen av värmepumpar.
Vad är en värmepump för uppvärmning av ett privat hus? Hur fungerar den?
En speciell apparat som kapabel att utvinna värme från omgivningen kallas en värmepump.
Sådana apparater används som huvudsaklig eller kompletterande metod för att värma upp lokaler. Vissa apparater arbete med passiv kylning av byggnaden — pumpen används för både sommarkylning och vintervärme.
Miljöns energi används som bränsleEn sådan värmare utvinner värme från luft, vatten, grundvatten etc., så denna anordning klassificeras som en förnybar energikälla.
Viktig! För att driva sådana pumpar behöver du anslutning till elnätet.
Alla värmeanordningar inkluderar förångare, kompressor, kondensor och expansionsventilBeroende på värmekällan skiljer man mellan vatten, luft och andra apparater. Funktionsprincipen är mycket lik funktionsprincipen för ett kylskåp (endast kylskåpet avger varm luft och pumpen absorberar värme).
De flesta enheter arbetar vid både positiva och negativa temperaturer, men enhetens effektivitet beror direkt på yttre förhållanden (dvs. ju högre omgivningstemperaturen är, desto kraftfullare blir enheten). I allmänhet, enheten fungerar enligt följande:
- Värmepump kommer i kontakt med omgivande förhållandenVanligtvis utvinner enheten värme från marken, luften eller vattnet (beroende på typ av enhet).
- En speciell förångare är installerad inuti enheten., som är fylld med köldmedium.
- Vid kontakt med den yttre miljön köldmediet kokar och avdunstar.
- Därefter Köldmediet kommer in i kompressorn i form av ånga.
- Där krymper det - tack vare detta hans temperatur stiger avsevärt.
- Efter detta kommer den uppvärmda gasen in i värmesystemet., vilket leder till uppvärmning av det huvudsakliga kylmediet, som används för att värma upp lokalerna.
- Köldmediet kyls ner lite i taget. Till slut blir det flytande igen.
- Sedan kommer det flytande köldmediet in i en speciell ventil, vilket sänker dess temperatur avsevärt.
- I slutet återgår köldmediet till förångaren., varefter uppvärmningscykeln upprepas.
Foto 1. Funktionsprincipen för en grundvattenvärmepump. Den kalla värmebäraren visas i blått, den varma i rött.
Fördelar:
- Miljövänlig. Sådana apparater betraktas som förnybara energikällor, som inte förorenar atmosfären med sina utsläpp (medan naturgas bildas skadliga växthusgaser, och kolförbränning används ofta för att producera elektricitet, vilket också förorenar luften).
- Ett bra alternativ till gasol. En värmepump är idealisk för att värma upp rum i fall där användningen av gas är svår av en eller annan anledning (till exempel när huset ligger långt ifrån alla större elnät). Pumpen har också fördelen jämfört med gasuppvärmning att den inte kräver statligt tillstånd för att installera en sådan anordning (men vid borrning av en djup brunn måste man fortfarande skaffa det).
- Billig extra värmekällaPumpen är idealisk som en billig reservkraftkälla (det bästa alternativet är att använda gas på vintern och en pump på vår och höst).
Brister:
- Termiska begränsningar vid användning av vattenpumparAlla värmeanordningar fungerar bra vid plustemperaturer, medan många pumpar slutar fungera vid minustemperaturer. Detta beror främst på att vattnet fryser, vilket gör det omöjligt att använda det som värmekälla.
- Problem kan uppstå med apparater som använder vatten som värme. Om vatten används för uppvärmning måste man hitta en stabil källa till det. Oftast måste man borra en brunn för detta, vilket kan öka kostnaden för att installera enheten.
Uppmärksamhet! Pumpar kostar vanligtvis 5–10 gånger dyrare än en gaspannaDärför kan det i vissa fall vara opraktiskt att använda sådana anordningar i syfte att spara pengar (det kommer att ta flera år för pumpen att betala sig själv).
Huvudtyper, deras funktionsprinciper
Alla värmepumpar skiljer sig från varandra i sin energikälla. Huvudklasser av enheter: jord-vatten, vatten-vatten, luft-vatten och luft-luft.
Det första ordet anger värmekällan., A det andra betyder vad det förvandlas till i enheten.
Till exempel, när det gäller en jord-vatten-anordning värme utvinns ur jorden och omvandlas sedan till varmt vatten, som används som värmare i värmesystemet. Nedan kommer vi att titta närmare på typerna av värmepumpar för uppvärmning.
Jord-vatten
Grundvatteninstallationer utvinna värme direkt från marken med hjälp av speciella turbiner eller kollektorerI detta fall är källan jorden, som värmer freonen. Den värmer vattnet i kondensortanken. I detta fall kyls freonen av och återförs till pumpens inlopp, och det uppvärmda vattnet används som kylvätska i huvudvärmesystemet.
Vätskeuppvärmningscykel fortsätter så länge pumpen får ström från nätet. Den dyraste metoden, ur ekonomisk synvinkel, är jord-vattenmetoden, eftersom det för att installera turbiner och samlare kommer att vara nödvändigt att borra djupa brunnar eller ändra markens placering över ett stort landområde.
Vatten-vatten
Enligt deras tekniska egenskaper, vatten-till-vatten-pumpar mycket likt grundvattenklassade enheter med den enda skillnaden att i detta fall används vatten, snarare än jord, som primär värmekälla. Källan kan vara både grundvatten och vatten från olika reservoarer.
Foto 2. Installation av en struktur för en vatten-till-vatten-värmepump: specialrör är nedsänkta i reservoaren.
Vatten-till-vatten-enheter betydligt billigare mark-till-vatten-pumpar, eftersom deras installation inte kräver borrning av djupa brunnar.
Hänvisning. För att driva vattenpumpen räcker det att doppa flera rör i närmaste vattendrag, därför Den kräver inte borrning av brunnar för att fungera.
Luft-vatten
Luft-vatten-enheter ta emot värme direkt från omgivningen. Sådana apparater kräver inte en stor extern kollektor för att samla upp värme, och vanlig gatuluft används för att värma freonen. Efter uppvärmning avger freonen värme till vattnet, varefter det varma vattnet kommer in i värmesystemet genom rör. Apparater av den här typen är ganska billiga., eftersom pumpen inte kräver ett dyrt grenrör för att fungera.
Luft
En luft-luft-enhet tar också emot värme direkt från omgivningen, och för sin drift kräver den också ingen extern grenrör krävsEfter kontakt med varm luft värms freonen upp, varefter freonen värmer upp luften i pumpen. Sedan släpps denna luft ut i rummet, vilket leder till en lokal temperaturökning. Enheter av denna typ är också ganska billiga, eftersom deras drift inte kräver installation av ett dyrt grenrör.
Foto 3. Funktionsprincip för luft-luft-värmepump. Värmebärare med en temperatur på 35 grader matas in i värmeelementen.
Beräkning för värmesystem, tabell
Den viktigaste indikatorn som visar effekten hos en viss värmeanordning är CPT-parameter (i engelsk litteratur är det känt under förkortningen POLIS). CPT - värmeomvandlingskoefficient, vilket beräknas genom att dividera enhetens totala effekt med mängden el som förbrukas per tidsenhet. Till exempel förbrukar en viss pump X 2 kW/h elektrisk energi och genererar den 5 kW/h termisk energi - i detta fall värdet CPT = 5/2 = 2,5.
Konverteringsfaktorn för de flesta enheter ligger inom intervallet från 3 till 7, emellertid Ju högre CPT, desto dyrare blir enheten. Man bör också komma ihåg att CPT-värdet beror på omgivningstemperaturen – om det är för lågt börjar CPT-värdet sträva efter 1 (faktum är att endast elektricitet används för att värma kylvätskan, och extern värme kommer inte att delta i uppvärmningen av byggnaden).
Foto 4. Tabell med beräkning av effekten hos en luft-vattenvärmepump från tillverkaren Sapun.
Användningen av en viss pump måste motiveras ur ett tekniskt perspektiv. För att köpa en anordning beräknas först byggnadens värmeförlust. Följande formel används för detta: CT = (OZ * MTP * KS)/860. Det dechiffreras enligt följande:
- Mängd värme (måttenheter - kW/h).
- UNS — byggnadens totala volym.
- MTP — maximal temperaturskillnad. För att beräkna denna siffra subtraherar du inomhustemperaturen från utomhustemperaturen. Du vill till exempel att inomhustemperaturen på vintern ska vara 20 °C, medan den på gatan kommer att vara placerad bredvid märket -10 °C - i så fall MTP = 20 - (-10) = 30.
- KS — en särskild korrektionsfaktor som tar hänsyn till väggtypen. För träväggar är KS-indikatorn lika med 3-4 enheter, för tegelväggar - 2-3, för tegel i två lager - 1-2, för tegelsten i 2 lager med isolering - 0,5—1.
- Nummer 860 — en korrektionsfaktor med vilken det slutliga värdet divideras för att omvandla kilokalorier till kilowattimmar.
Uppmärksamhet! Detta formel - ungefärlig, eftersom en byggnads temperaturregime är starkt beroende av dess designfunktioner. Därför rekommenderar ingenjörer att man köper en värmepump "med reserv".
Installation av värmepumpar
Enhetens installationsmetod beror på enhetens typ och modell, samt på terrängens egenskaper. Låt oss ta en titt Ett exempel på installation av en enkel mark-till-vatten-värmepump:
- Först utförs förberedande arbeteI detta skede mäts grundvattennivån, elnätets effekt bestäms etc. I slutet av skedet borras brunnen enligt planen.
Foto 5. Installation av en mark-till-vatten-värmepump: specialrör förs in i förgrävda brunnar.
- Efter vilket geotermiska sonder sänks ner i borrhålen, som kommer att utvinna värme från marken. I detta skede installeras även en förångare med ett köldmedium, som överför värme till kompressorn.
- Nu behöver den installeras. Vanligtvis placeras enheten i ett rum nära huset; kompressorområdet är vanligtvis mindre än 1 kvadratmeter, Därför installeras en sådan anordning som regel i ett litet rum.
- Efter att detta har hänt förbindelse pump till husets värmenät med hjälp av rörI det sista skedet, testkörning, och om några fel upptäcks utförs felsökning.
Användbar video
Se en video som förklarar hur en bergvärmepump fungerar.
Säkerhet och ekologi
En värmepump är en bra apparat som är idealisk för att värma upp en byggnad som en extra värmekälla.
I detta fall används miljöresurser som bränsle, så värmepumpen anses vara en förnybar energikälla.
De främsta fördelarna är säkerhet och miljövänlighet, eftersom ingen gas- eller kolförbränning används för driften.
En sådan anordning kommer inte att skada människor eller miljön, men det bör användas klokt, eftersom i vissa fall användningen av den här enheten kanske inte är tillrådligt ur ett tekniskt eller ekonomiskt perspektiv.
Kommentarer
Alla mina vänner som använder värmepumpar är väldigt nöjda.