แหล่งพลังงานทางเลือกคืออนาคต! ปั๊มความร้อนเพื่อการทำความร้อนภายในบ้าน

โดยปกติแล้วจะใช้แก๊สหรือไฟฟ้าในการให้ความร้อนแก่สถานที่ อย่างไรก็ตาม วิธีการให้ความร้อนวิธีนี้มีค่าใช้จ่ายค่อนข้างสูง เนื่องจากทั้งสองวิธีมีราคาค่อนข้างแพง

นั่นคือเหตุผลว่าทำไมแหล่งพลังงานทางเลือกจึงถูกนำมาใช้ในการให้ความร้อนแก่บ้านส่วนตัวและบ้านในชนบท วิธีการทำความร้อนที่ได้รับความนิยมมากที่สุดวิธีหนึ่งคือการใช้ปั๊มความร้อน

ปั๊มความร้อนสำหรับทำความร้อนภายในบ้านคืออะไร ทำงานอย่างไร?

อุปกรณ์พิเศษที่ มีความสามารถในการสกัดความร้อนจากสิ่งแวดล้อม เรียกว่าปั๊มความร้อน

อุปกรณ์ดังกล่าวใช้เป็นวิธีหลักหรือวิธีเสริมในการให้ความร้อนแก่สถานที่ อุปกรณ์บางชนิดยัง การทำงานเกี่ยวกับการระบายความร้อนแบบพาสซีฟของอาคาร — ปั๊มนี้ใช้ทั้งการทำความเย็นในฤดูร้อนและการทำความร้อนในฤดูหนาว

พลังงานจากสิ่งแวดล้อมนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงเครื่องทำความร้อนดังกล่าวจะดึงความร้อนจากอากาศ น้ำ น้ำใต้ดิน ฯลฯ ดังนั้นอุปกรณ์นี้จึงจัดเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียน

อุปกรณ์ทำความร้อนทั้งหมดรวมถึง เครื่องระเหย คอมเพรสเซอร์ คอนเดนเซอร์ และวาล์วขยายตัว. ขึ้นอยู่กับแหล่งความร้อน น้ำ อากาศ และอุปกรณ์อื่นๆ จะถูกแยกออก หลักการทำงานจะคล้ายกับหลักการทำงานของตู้เย็นมาก (มีเพียงตู้เย็นเท่านั้นที่ปล่อยอากาศร้อนออกไป และปั๊มจะดูดซับความร้อน)

อุปกรณ์ส่วนใหญ่ทำงานที่อุณหภูมิทั้งบวกและลบ แต่ประสิทธิภาพของอุปกรณ์ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขภายนอกโดยตรง (กล่าวคือ ยิ่งอุณหภูมิโดยรอบสูงขึ้น อุปกรณ์ก็จะยิ่งมีประสิทธิภาพมากขึ้น) โดยทั่วไปอุปกรณ์นี้ ทำงานดังต่อไปนี้:

1. ปั๊มความร้อน เข้ามาสัมผัสกับสภาพแวดล้อมโดยทั่วไป อุปกรณ์จะดึงความร้อนจากพื้นดิน อากาศ หรือน้ำ (ขึ้นอยู่กับประเภทของอุปกรณ์)
2. มีการติดตั้งเครื่องระเหยแบบพิเศษไว้ภายในตัวเครื่องซึ่งเต็มไปด้วยสารทำความเย็น
3. เมื่อสัมผัสกับสิ่งแวดล้อมภายนอก สารทำความเย็นเดือดและระเหย
4. หลังจากนั้น สารทำความเย็นเข้าสู่คอมเพรสเซอร์ในรูปของไอ
5. นั่นมันหดลง - ขอบคุณสิ่งนี้ อุณหภูมิของเขาสูงขึ้นอย่างมาก
6. หลังจากนั้นแก๊สที่ได้รับความร้อนจะเข้าสู่ระบบทำความร้อนซึ่งนำไปสู่การทำความร้อนให้กับระบบทำความเย็นหลักซึ่งใช้ในการทำความร้อนภายในสถานที่
7. สารทำความเย็นจะเย็นลงทีละน้อย สุดท้ายก็กลับเป็นของเหลวเหมือนเดิม
8. จากนั้นสารทำความเย็นเหลวจะเข้าสู่วาล์วพิเศษซึ่งทำให้อุณหภูมิลดลงอย่างมาก
9. ในที่สุดสารทำความเย็นก็กลับเข้าสู่เครื่องระเหยหลังจากนั้นจะทำการทำความร้อนซ้ำอีกครั้ง

ภาพที่ 1 หลักการทำงานของปั๊มความร้อนน้ำใต้ดิน ตัวพาความร้อนเย็นแสดงเป็นสีน้ำเงิน ตัวพาความร้อนร้อนแสดงเป็นสีแดง

ข้อดี:

• เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม. อุปกรณ์ดังกล่าวถือเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่ไม่ก่อให้เกิดมลภาวะต่อบรรยากาศด้วยการปล่อยมลพิษ (ในขณะที่การใช้ก๊าซธรรมชาติจะก่อให้เกิดก๊าซเรือนกระจกที่เป็นอันตราย และมักใช้การเผาถ่านหินเพื่อผลิตไฟฟ้าซึ่งยังก่อให้เกิดมลภาวะทางอากาศด้วย)
• ทางเลือกที่ดีแทนแก๊ส ปั๊มความร้อนเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการทำความร้อนในห้องในกรณีที่การใช้แก๊สเป็นเรื่องยากด้วยเหตุผลบางประการ (เช่น เมื่อบ้านตั้งอยู่ห่างไกลจากเครือข่ายสาธารณูปโภคหลักทั้งหมด) ปั๊มความร้อนยังมีข้อได้เปรียบเหนือการทำความร้อนด้วยแก๊สตรงที่ไม่จำเป็นต้องได้รับอนุญาตจากรัฐในการติดตั้งอุปกรณ์ดังกล่าว (แต่เมื่อเจาะบ่อน้ำลึก คุณยังต้องได้รับอนุญาตอยู่ดี)
• แหล่งความร้อนเสริมราคาประหยัดปั๊มนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับเป็นแหล่งพลังงานเสริมราคาถูก (ทางเลือกที่ดีที่สุดคือการใช้แก๊สในฤดูหนาวและใช้ปั๊มในช่วงฤดูใบไม้ผลิและฤดูใบไม้ร่วง)

ข้อบกพร่อง :

1. ข้อจำกัดด้านความร้อนเมื่อใช้ปั๊มน้ำอุปกรณ์ทำความร้อนทั้งหมดทำงานได้ดีที่อุณหภูมิบวก ในขณะที่ในกรณีที่ทำงานที่อุณหภูมิลบ ปั๊มหลายตัวจะหยุดทำงาน สาเหตุหลักคือน้ำจะแข็งตัว ทำให้ไม่สามารถใช้เป็นแหล่งความร้อนได้
2. ปัญหาอาจเกิดขึ้นกับอุปกรณ์ที่ใช้น้ำเป็นความร้อน หากใช้น้ำในการให้ความร้อน จำเป็นต้องหาแหล่งน้ำที่มั่นคง โดยส่วนใหญ่ต้องเจาะบ่อน้ำ ซึ่งอาจเพิ่มต้นทุนการติดตั้งอุปกรณ์ได้

ประเภทหลักการทำงาน

ปั๊มความร้อนแต่ละชนิดมีความแตกต่างกันในด้านแหล่งพลังงาน ประเภทหลักของอุปกรณ์: ดิน-น้ำ น้ำ-น้ำ อากาศ-น้ำ และอากาศ-อากาศ

คำแรกระบุถึงแหล่งที่มาของความร้อน, เอ ที่สองหมายถึงสิ่งที่มันกลายเป็นในอุปกรณ์

เช่นในกรณีของอุปกรณ์วัดดินและน้ำ ความร้อนจะถูกดึงออกมาจากพื้นดินแล้วแปลงเป็นน้ำร้อนซึ่งใช้เป็นเครื่องทำความร้อนในระบบทำความร้อน ด้านล่างนี้เราจะพิจารณาประเภทของปั๊มความร้อนสำหรับทำความร้อนโดยละเอียดเพิ่มเติม

ดิน-น้ำ

การติดตั้งประเภทน้ำใต้ดิน สกัดความร้อนโดยตรงจากพื้นดินโดยใช้กังหันหรือตัวรวบรวมพิเศษในกรณีนี้ แหล่งที่มาคือพื้นดินซึ่งทำหน้าที่ทำความร้อนให้กับฟรีออน โดยจะทำความร้อนน้ำในถังคอนเดนเซอร์ ในกรณีนี้ ฟรีออนจะเย็นตัวลงและไหลกลับไปยังทางเข้าปั๊ม และน้ำที่ได้รับความร้อนจะถูกใช้เป็นสารหล่อเย็นในระบบทำความร้อนหลัก

วงจรการให้ความร้อนของเหลว ทำงานได้ต่อเนื่องตราบเท่าที่ปั๊มได้รับไฟฟ้าจากเครือข่าย วิธีที่แพงที่สุดจากมุมมองทางเศรษฐกิจคือวิธีดิน-น้ำ เนื่องจากเมื่อต้องติดตั้งกังหันและเครื่องรวบรวม จำเป็นต้องเจาะบ่อน้ำลึกหรือเปลี่ยนตำแหน่งของดินในพื้นที่ขนาดใหญ่

น้ำ-น้ำ

ปั๊มน้ำต่อน้ำตามคุณลักษณะทางเทคนิค คล้ายคลึงกันมากกับอุปกรณ์ระดับน้ำใต้ดิน โดยมีความแตกต่างเพียงประการเดียวคือในกรณีนี้ จะใช้น้ำแทนดินเป็นแหล่งความร้อนหลัก แหล่งความร้อนดังกล่าวสามารถ ทั้งน้ำบาดาลและน้ำจากแหล่งน้ำต่างๆ-

ภาพที่ 2 การติดตั้งโครงสร้างสำหรับปั๊มความร้อนน้ำต่อน้ำ โดยมีท่อพิเศษจุ่มอยู่ในอ่างเก็บน้ำ

อุปกรณ์จ่ายน้ำต่อน้ำ ถูกกว่าอย่างเห็นได้ชัด ปั๊มน้ำจากพื้นดิน เนื่องจากการติดตั้งไม่จำเป็นต้องเจาะบ่อน้ำลึก

คุณอาจสนใจ:

4 สูตรกำหนดความร้อนในบ้าน: กฎสำหรับการคำนวณปั๊มหมุนเวียนสำหรับระบบทำความร้อน

มีกรณีใดบ้างที่คุณไม่สามารถทำได้โดยไม่มีแหล่งจ่ายไฟสำรองสำหรับปั๊มความร้อน?

เตาซาวน่า Berezka เป็นตัวเลือกที่สมบูรณ์แบบ เหตุใดจึงเหมาะกับหลายๆ คน?

อากาศ-น้ำ

หน่วยอากาศสู่น้ำ รับความร้อนจากสิ่งแวดล้อมโดยตรง อุปกรณ์ดังกล่าวไม่จำเป็นต้องมีตัวรวบรวมความร้อนภายนอกขนาดใหญ่เพื่อรวบรวมความร้อน และใช้ลมบนท้องถนนธรรมดาในการให้ความร้อนแก่ฟรีออน หลังจากให้ความร้อนแล้ว ฟรีออนจะปล่อยความร้อนให้กับน้ำ หลังจากนั้น น้ำร้อนจะเข้าสู่ระบบทำความร้อนผ่านท่อ อุปกรณ์ประเภทนี้มีราคาค่อนข้างถูกเนื่องจากปั๊มไม่จำเป็นต้องมีท่อร่วมราคาแพงในการทำงาน

อากาศ

หน่วยอากาศสู่อากาศยังได้รับความร้อนโดยตรงจากสภาพแวดล้อม และสำหรับการทำงานยังต้องใช้ ไม่จำเป็นต้องมีท่อร่วมภายนอกหลังจากสัมผัสกับอากาศอุ่นแล้ว ฟรีออนจะร้อนขึ้น จากนั้นฟรีออนก็จะอุ่นอากาศในปั๊ม จากนั้นอากาศนี้จะถูกปล่อยเข้าไปในห้อง ส่งผลให้อุณหภูมิในพื้นที่เพิ่มขึ้น อุปกรณ์ประเภทนี้มีราคาค่อนข้างถูก เนื่องจากการทำงานไม่จำเป็นต้องติดตั้งท่อร่วมราคาแพง

ภาพที่ 3 หลักการทำงานของปั๊มความร้อนแบบอากาศสู่อากาศ ตัวพาความร้อนที่มีอุณหภูมิ 35 องศาจะเข้าสู่หม้อน้ำทำความร้อน

ตารางคำนวณระบบทำความร้อน

ตัวบ่งชี้หลักที่แสดงพลังงานของอุปกรณ์ทำความร้อนแต่ละชนิดคือ พารามิเตอร์ CPT (ในวรรณคดีอังกฤษเรียกโดยย่อว่า ตำรวจ). ซีพีที - ค่าสัมประสิทธิ์การแปลงความร้อนซึ่งคำนวณได้โดยการหารกำลังไฟฟ้ารวมของอุปกรณ์ด้วยปริมาณไฟฟ้าที่ใช้ต่อหน่วยเวลา เช่น ปั๊ม X บางตัวใช้พลังงาน 2 กิโลวัตต์/ชม. พลังงานไฟฟ้าและสร้างมันขึ้นมา 5 กิโลวัตต์/ชม. พลังงานความร้อน - ในกรณีนี้คือค่า CPT = 5/2 = 2.5.

ปัจจัยการแปลงของอุปกรณ์ส่วนใหญ่จะอยู่ในช่วง ตั้งแต่ 3 ถึง 7, อย่างไรก็ตาม ค่า CPT ยิ่งสูง ราคาอุปกรณ์ก็จะยิ่งแพงตามไปด้วย นอกจากนี้ควรจำไว้ด้วยว่าค่า CPT ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิแวดล้อม หากต่ำเกินไป ค่า CPT จะเริ่มต้น มุ่งมั่นเพื่อ 1 (อันที่จริงแล้ว มีเพียงไฟฟ้าเท่านั้นที่ใช้ทำความร้อนให้กับสารทำความเย็น ส่วนความร้อนจากภายนอกจะไม่เข้าไปมีส่วนร่วมในการทำความร้อนให้กับอาคาร)

ภาพที่ 4. ตารางคำนวณกำลังไฟฟ้าของปั๊มความร้อนอากาศสู่น้ำ จากผู้ผลิต Sapun

การใช้ปั๊มชนิดใดชนิดหนึ่งต้องมีเหตุผลรองรับจากมุมมองทางวิศวกรรม ในการซื้ออุปกรณ์ จะต้องคำนวณการสูญเสียความร้อนของอาคารก่อน โดยใช้สูตรต่อไปนี้: CT = (ออนซ์ * MTP * KS)/860 ถอดรหัสได้ดังนี้:

• ปริมาณความร้อน (หน่วยวัด - กิโลวัตต์/ชม.-
• ออนซ์ — ปริมาตรรวมของอาคาร
• เอ็มทีพี — ความแตกต่างของอุณหภูมิสูงสุด ในการกำหนดค่านี้ ให้ลบอุณหภูมิภายในออกจากอุณหภูมิภายนอก ตัวอย่างเช่น คุณต้องการให้อุณหภูมิภายในในฤดูหนาวเท่ากับ 20 องศาเซลเซียส ส่วนบนถนนก็จะตั้งอยู่ติดกับเครื่องหมายอุณหภูมิ 10 องศาเซลเซียส - ในกรณีนั้น มทป = 20 - (-10) = 30.
• KS — ปัจจัยแก้ไขพิเศษที่คำนึงถึงประเภทของผนัง สำหรับผนังไม้ ตัวบ่งชี้ KS จะเท่ากับ 3-4 หน่วย, สำหรับผนังอิฐ - 2-3, สำหรับอิฐสองชั้น - 1-2, สำหรับอิฐใน 2 ชั้น พร้อมฉนวนกันความร้อน - 0.5—1.
• เลขที่ 860 — ปัจจัยแก้ไขที่ค่าสุดท้ายจะถูกแบ่งเพื่อแปลงกิโลแคลอรีเป็นกิโลวัตต์ชั่วโมง

การติดตั้งปั๊มความร้อน

วิธีการติดตั้งอุปกรณ์ขึ้นอยู่กับประเภทและรุ่นของอุปกรณ์ ตลอดจนลักษณะภูมิประเทศด้วย มาดูกันดีกว่า ตัวอย่างการติดตั้งปั๊มความร้อนจากพื้นดินสู่น้ำแบบง่าย:

• ประการแรกคือดำเนินการเตรียมงาน. ในขั้นตอนนี้ จะมีการวัดระดับน้ำใต้ดิน, กำหนดกำลังไฟฟ้าของโครงข่ายไฟฟ้า ฯลฯ ในขั้นตอนสุดท้าย จะทำการขุดเจาะบ่อน้ำตามแบบแผน

ภาพที่ 5 การติดตั้งปั๊มความร้อนจากพื้นดินสู่น้ำ โดยใส่ท่อพิเศษลงในบ่อน้ำที่ขุดไว้ล่วงหน้า

• หลังจากนั้น หัววัดความร้อนใต้พิภพถูกหย่อนลงไปในหลุมเจาะซึ่งจะดึงความร้อนออกจากพื้นดิน ในขั้นตอนนี้จะมีการติดตั้งเครื่องระเหยที่มีสารทำความเย็นซึ่งจะถ่ายเทความร้อนไปยังคอมเพรสเซอร์
• ตอนนี้มันจะต้องมีการติดตั้ง โดยทั่วไปอุปกรณ์จะถูกวางไว้ในห้องใกล้บ้าน พื้นที่คอมเพรสเซอร์มักจะอยู่ น้อยกว่า 1 ตารางเมตร ดังนั้นโดยทั่วไปแล้วอุปกรณ์ดังกล่าวจะติดตั้งไว้ในห้องเล็กๆ
• หลังจากนี้เกิดขึ้น การเชื่อมต่อ ปั๊ม สู่ระบบทำความร้อนภายในบ้านโดยใช้ท่อ. ในขั้นตอนสุดท้าย ทดสอบการทำงานและหากตรวจพบข้อบกพร่องใดๆ การแก้ไขจะถูกดำเนินการ

วีดีโอที่เป็นประโยชน์

ชมวิดีโอที่อธิบายการทำงานของปั๊มความร้อนจากพื้นดิน

ความปลอดภัยและนิเวศวิทยา

ปั๊มความร้อนเป็นอุปกรณ์ที่ดีที่เหมาะสำหรับการทำความร้อนภายในอาคารเป็นแหล่งความร้อนเสริม

ในกรณีนี้ทรัพยากรสิ่งแวดล้อมจะถูกใช้เป็นเชื้อเพลิง ดังนั้นปั๊มความร้อน ถือเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียน

ข้อดีหลักๆ คือ ความปลอดภัยและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมเนื่องจากไม่มีการใช้การเผาก๊าซหรือถ่านหินในการดำเนินงาน

อุปกรณ์ดังกล่าว จะไม่เป็นอันตรายต่อมนุษย์และสิ่งแวดล้อมแต่ควรใช้ให้ฉลาดเพราะว่า ในบางกรณีการใช้ ของอุปกรณ์นี้ อาจไม่แนะนำ จากมุมมองทางวิศวกรรมหรือเศรษฐศาสตร์