Αντλίες θερμότητας για θέρμανση στο σπίτι: τύποι και αρχή λειτουργίας

Οι εναλλακτικές επιλογές θέρμανσης περιλαμβάνουν την αυξανόμενη δημοτικότητα των αντλιών θερμότητας. Το υψηλό κόστος εξοπλισμού και εγκατάστασης τέτοιου σχεδιασμού δεν επιτρέπει σε ορισμένους ιδιοκτήτες ιδιωτικών σπιτιών να ελαχιστοποιούν το κόστος θέρμανσης. Πρέπει σίγουρα να σκεφτούν να φτιάξουν μια αντλία θερμότητας.

Συσκευή και αρχή λειτουργίας

Σχεδόν οποιοδήποτε μέσο που μας περιβάλλει έχει μια ορισμένη ποσότητα θερμικής ενέργειας, υπό την προϋπόθεση ότι η θερμοκρασία του υπερβαίνει το 1° Γ.Γιατί να μην χρησιμοποιήσετε αυτήν την ενέργεια για να θερμάνετε το σπίτι σας; Αυτό γίνεται χρησιμοποιώντας αντλία θερμότητας.

Βασίζεται η αρχή λειτουργίας μιας αντλίας θερμότητας με βάση τη μεταφορά θερμότητας από μια πηγή με χαμηλό δυναμικό θερμικής ενέργειας σε ένα φορέα θερμότητας με υψηλότερη θερμοκρασία. Στην πράξη, μοιάζει με αυτό:

1. Το ψυκτικό εισέρχεται στον αγωγό, που βρίσκεται, για παράδειγμα, στο έδαφος, και θερμαίνεται αρκετούς βαθμούς.
2. Στη συνέχεια, το ψυκτικό εισέρχεται στον εναλλάκτη θερμότητας (ή στον εξατμιστή) και μεταφέρει τη συλλεγόμενη θερμική ενέργεια στο εσωτερικό κύκλωμα.
3. Το ψυκτικό (μια ουσία με χαμηλό σημείο βρασμού, η οποία βρίσκεται υπό χαμηλή πίεση), η οποία βρίσκεται στο εξωτερικό κύκλωμα, θερμαίνεται στον εξατμιστή και μετατρέπεται σε αέριο.
4. Στη συνέχεια, το αέριο ψυκτικό εισέρχεται στον συμπιεστή, όπου συμπιέζεται υπό υψηλή πίεση. Σε αυτήν την περίπτωση, η θερμοκρασία του ψυκτικού γίνεται ακόμη υψηλότερη.
5. Το ζεστό αέριο εισέρχεται στο συμπυκνωτή, όπου μεταφέρει θερμική ενέργεια στο ψυκτικό του εσωτερικού συστήματος θέρμανσης του σπιτιού.
6. Μετά από αυτό, το ψυκτικό που έχει χάσει θερμότητα επιστρέφεται στο σύστημα σε υγρή κατάσταση.

Η λειτουργία ψυκτικών μονάδων βασίζεται στην ίδια αρχή, επομένως ορισμένοι τύποι αντλιών θερμότητας το καλοκαίρι μπορούν να χρησιμοποιηθούν με επιτυχία ως κλιματιστικά, δηλαδή για την ψύξη ενός δωματίου.

Η αντλία θερμότητας σάς επιτρέπει να θερμαίνετε το σπίτι χρησιμοποιώντας θερμική ενέργεια χαμηλού δυναμικού του περιβάλλοντος

Βίντεο: συσκευή και λειτουργία θερμικών μονάδων

Τύποι μονάδων

Μια σαφής ιδέα των επιλογών για το σχεδιασμό αντλιών θερμότητας είναι η ταξινόμησή τους σύμφωνα με τον τύπο του ψυκτικού στα εξωτερικά και εσωτερικά περιγράμματα της κατασκευής. Η συσκευή μπορεί να λάβει ενέργεια από:

• έδαφος;
• νερό (νερό ή πηγή) ·
• αέρας.

Μέσα στο σπίτι, η λαμβανόμενη θερμική ενέργεια μπορεί να χρησιμοποιηθεί στο σύστημα θέρμανσης, καθώς και για θέρμανση νερού ή για κλιματισμό. Επομένως, υπάρχουν διάφοροι τύποι αντλιών θερμότητας, ανάλογα με το συνδυασμό αυτών των στοιχείων και λειτουργιών.

Σύστημα υπόγειων υδάτων

Η λήψη θερμότητας από το έδαφος θεωρείται από τις πιο αποτελεσματικές για αυτόν τον τύπο εναλλακτική θέρμανσηΔεδομένου ότι ήδη περίπου πέντε μέτρα από την επιφάνεια η θερμοκρασία του εδάφους παραμένει αρκετά σταθερή, είναι λίγο ευαίσθητο σε αλλαγές στις καιρικές συνθήκες.

Μια γεωθερμική αντλία θερμότητας χρησιμοποιεί ειδικούς θερμοαγώγιμους ανιχνευτές

Ως ψυκτικό στο εξωτερικό κύκλωμα, χρησιμοποιείται ένα ειδικό υγρό, το οποίο συνήθως ονομάζεται άλμη. Είναι ένα φιλικό προς το περιβάλλον συγκρότημα.

Το εξωτερικό κύκλωμα της αντλίας θερμότητας εδάφους-νερού είναι κατασκευασμένο από πλαστικούς σωλήνες. Μπορείτε να τα τοποθετήσετε στο έδαφος οριζόντια ή κάθετα. Στην πρώτη περίπτωση, ίσως χρειαστεί να εργαστείτε σε μια μεγάλη έκταση, από 25 έως 50 τετραγωνικά μέτρα. m ανά κιλοβάτ ισχύος αντλίας. Οι περιοχές που προορίζονται για τον οριζόντιο συλλέκτη δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για γεωργικούς σκοπούς. Εδώ, επιτρέπεται μόνο ανάλυση του γκαζόν ή φύτευση των ετήσιων ανθοφόρων φυτών.

Για την κατασκευή μιας κατακόρυφης δεξαμενής, θα χρειαστούν ορισμένα φρεάτια με βάθος 50-150 μέτρα. Δεδομένου ότι η θερμοκρασία του εδάφους σε αυτό το βάθος είναι υψηλότερη και πιο σταθερή, μια τέτοια γεωθερμική αντλία θερμότητας θεωρείται πιο αποτελεσματική. Σε αυτήν την περίπτωση, χρησιμοποιούνται ειδικοί ανιχνευτές βάθους για τη μεταφορά θερμότητας.

Αντλία νερού-νερού

Η θερμότητα μπορεί να είναι εξίσου αποτελεσματική επιλογή. νερό αντλίας νερού, καθώς σε μεγάλα βάθη η θερμοκρασία του νερού παραμένει αρκετά υψηλή και σταθερή. Ως πηγή θερμικής ενέργειας χαμηλού δυναμικού μπορεί να χρησιμοποιηθεί:

• ανοιχτές δεξαμενές (λίμνες, ποτάμια) ·
• υπόγεια νερά (πηγάδια, πηγάδια)
• λύματα βιομηχανικών τεχνολογικών κύκλων (αντίστροφη παροχή νερού).

Δεν υπάρχουν θεμελιώδεις διαφορές στο σχεδιασμό των αντλιών θερμότητας εδάφους-νερού ή νερού-νερού. Το λιγότερο κόστος θα απαιτήσει την κατασκευή μιας αντλίας θερμότητας που χρησιμοποιεί την ενέργεια μιας ανοικτής δεξαμενής: οι σωλήνες με ψυκτικό πρέπει να τροφοδοτούνται με φορτίο και να βυθίζονται σε νερό. Η χρήση του δυναμικού των υπόγειων υδάτων απαιτεί πιο περίπλοκο σχεδιασμό. Μπορεί να χρειαστεί ένα επιπλέον φρεάτιο για την εκκένωση του νερού που διέρχεται από τον εναλλάκτη θερμότητας.

Η χρήση αντλίας θερμότητας νερού-νερού σε ανοιχτή λίμνη μπορεί να είναι πολύ ωφέλιμη.

Καθολική επιλογή "air-water"

Από αποδοτικότητα αντλία θερμότητας αέρα αέρα κατώτερη από τα άλλα μοντέλα, γιατί στο κρύο, η ισχύς του μειώνεται σημαντικά. Ωστόσο, για την εγκατάστασή του δεν απαιτείται πολύπλοκη εργασία για την εκσκαφή ή την κατασκευή βαθέων πηγαδιών. Είναι απαραίτητο μόνο να επιλέξετε και να εγκαταστήσετε κατάλληλο εξοπλισμό, για παράδειγμα, απευθείας στην οροφή του σπιτιού.

Η αντλία θερμότητας αέρα-νερού μπορεί να εγκατασταθεί χωρίς εκτεταμένες εργασίες εγκατάστασης

Ένα αναμφισβήτητο πλεονέκτημα αυτού του σχεδιασμού είναι η ικανότητα επαναχρησιμοποίησης της θερμότητας που αφήνει τους χώρους να θερμαίνονται από την αντλία θερμότητας με αέρα εξάτμισης ή νερό, καθώς και καπνό, αέριο κ.λπ.

Η λιγότερο ακριβή επιλογή μπορεί να είναι μια αντλία θερμότητας αέρα-αέρα, η κατασκευή της οποίας δεν απαιτεί πολύπλοκη εργασία για τη δημιουργία ενός παραδοσιακού συστήματος θέρμανσης νερού στα δωμάτια.

Διαβάστε περισσότερα για αυτόν τον τύπο αντλίας θερμότητας στο άρθρο μας:https://aquatech.tomathouse.com/el/otoplenie/alt_otoplenie/teplovoj-nasos-vozdux-vozdux.html.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα του συστήματος

Η εγκατάσταση μιας αντλίας θερμότητας στο σπίτι και η συμπερίληψή της στο σύστημα θέρμανσης ή η δημιουργία ενός πλήρους σταθμού θέρμανσης θα λύσει ορισμένα προβλήματα πίεσης και έχει τα ακόλουθα πλεονεκτήματα:

• Πρόκειται για αυτόνομο σύστημα θέρμανσης, το μόνο κεντρικό στοιχείο του οποίου είναι η σύνδεση με το ηλεκτρικό δίκτυο.
• Αυτή η μέθοδος μπορεί να εξοικονομήσει σημαντικά δαπανηρούς φορείς ενέργειας, οι οποίοι παραδοσιακά χρησιμοποιούνται για θέρμανση και μειώνουν σημαντικά το κόστος χρήσης.Ο μέσος συντελεστής μετατροπής θερμότητας είναι 3,5 - 4,5. Από 1 kW ηλεκτρικής ενέργειας, η αντλία παράγει από 3 έως 7 kW θερμότητας. Αυτά είναι τα υψηλότερα ποσοστά μεταξύ όλων των τύπων λεβήτων που λειτουργούν με οποιοδήποτε καύσιμο.
• το σύστημα είναι ασφαλές για την ανθρώπινη υγεία και για το περιβάλλον. Βοηθά στην εξοικονόμηση μη ανανεώσιμων πηγών ενέργειας του πλανήτη.
• πυρασφάλεια και μη εύφλεκτα μέρη. Αυτός ο λέβητας δεν υπερθερμαίνεται, δεν εκρήγνυται, δεν καίγεται, δεν εκπέμπει μονοξείδιο του άνθρακα.
• μία αντλία μπορεί να παράγει θερμότητα και κρύο, παρέχοντας το απαραίτητο μικροκλίμα στο σπίτι, καθώς και θέρμανση νερού για οικιακές ανάγκες.
• ανθεκτικότητα - σύμφωνα με την εμπειρία των ευρωπαίων κατοίκων, η διάρκεια ζωής του εξοπλισμού είναι 20-50 χρόνια.
• άνεση και αθόρυβη λειτουργία. Το σύστημα ελέγχεται με αυτοματοποίηση.
• Η εγκατάσταση της αντλίας δεν απαιτεί εγκρίσεις, οι οποίες είναι απαραίτητες κατά την εγκατάσταση, για παράδειγμα, εξοπλισμού αερίου.

Στη Νορβηγία και τη Σουηδία, το 95% όλων των σπιτιών θερμαίνονται από αντλίες θερμότητας.

Τα πλεονεκτήματα ενός τέτοιου συστήματος είναι πολύ μεγαλύτερα από τα μειονεκτήματα

Τα μειονεκτήματα περιλαμβάνουν:

• το σχετικά υψηλό κόστος εγκατάστασης και η ίδια η αντλία, η απόδοση ενός τέτοιου συστήματος εξαρτάται από την ένταση της λειτουργίας του ·
• την ανάγκη προσέλκυσης ειδικών και τη χρήση ειδικών γεωτρήσεων και άλλου εξοπλισμού για τον εξοπλισμό μιας γεωθερμικής αντλίας με κάθετο κύκλωμα, το βάθος του οποίου μπορεί να φτάσει τα 200 μέτρα.

Πώς να φτιάξετε μια αντλία θερμότητας DIY

Η χρήση αντλιών θερμότητας για τη θέρμανση του σπιτιού σας είναι κερδοφόρα και βολική. Η εμπειρία δείχνει ότι σε ιδιωτικές κατοικίες με καθιστικό άνω των 400 τετραγωνικών μέτρων. m, ένας τέτοιος σχεδιασμός θα αποδώσει μέσα σε λίγα χρόνια λειτουργίας, παρά το υψηλό κόστος. Οι ιδιοκτήτες σπιτιών με πιο μικρά μεγέθη αναπτύσσουν και εγκαθιστούν με επιτυχία αντλίες θερμότητας με το δικό τους σχέδιο. Ακολουθούν ορισμένες οδηγίες για τη δημιουργία αυτών των χρήσιμων συσκευών:

• Πρώτα πρέπει να προσέχετε την αγορά ενός συμπιεστή, για παράδειγμα, σχεδιασμένου για κλιματισμό. Συνήθως στερεώνεται στον τοίχο.
• Ένα άλλο σημαντικό μέρος του σχεδιασμού - ο πυκνωτής - μπορεί να γίνει ανεξάρτητα. Για να το κάνετε αυτό, πρέπει να φτιάξετε ένα πηνίο από χαλκό σωλήνα (πάχους τουλάχιστον 1 mm), ο οποίος τοποθετείται σε μεταλλική ή πλαστική θήκη. Μια κατάλληλη δεξαμενή μεγέθους είναι κατάλληλη ως περίβλημα. Μετά την εγκατάσταση του πηνίου, τα μισά της δεξαμενής συγκολλούνται, στερεώνοντας τις απαραίτητες συνδέσεις με σπείρωμα. Ο εξατμιστής τοποθετείται επίσης συνήθως στον τοίχο. Για να φτιάξετε ένα υψηλής ποιότητας πηνίο, μπορείτε να τυλίξετε έναν χαλκό υδραυλικό σωλήνα γύρω από ένα αντικείμενο κατάλληλης διαμέτρου, ένας κύλινδρος αερίου είναι αρκετά κατάλληλος. Για να βεβαιωθείτε ότι η απόσταση μεταξύ των στροφών είναι ίδια, χρησιμοποιήστε μια διάτρητη γωνία αλουμινίου, στην οποία στερεώνονται τα πηνία.
• τελική εγκατάσταση αυτού του εξοπλισμού: η συγκόλληση ενός χαλκού σωλήνα, η έγχυση freon κ.λπ. - πρέπει να πραγματοποιείται μόνο από εξειδικευμένο ειδικό. Οι ανίκανες ενέργειες μπορούν να προκαλέσουν ζημιά στον εξοπλισμό, επιπλέον, σχετίζονται με μεγάλη πιθανότητα τραυματισμού.
• μετά από αυτό, ο σχεδιασμός συνδέεται με το σύστημα εσωτερικής θέρμανσης του σπιτιού.
• Στη συνέχεια, το εξωτερικό κύκλωμα εγκαθίσταται και συνδέεται, τα χαρακτηριστικά αυτής της διαδικασίας εξαρτώνται από τον τύπο της αντλίας θερμότητας.

Πριν ξεκινήσετε την αντλία θερμότητας, δεν θα βλάψει τη διάγνωση της κατάστασης της καλωδίωσης του σπιτιού και του μετρητή. Ο παλιός και ο παλιός εξοπλισμός πρέπει να αντικατασταθεί. Ο αποδεκτός μετρητής ισχύος είναι τουλάχιστον 40 αμπέρ.

Δυστυχώς, κάθε αντλία θερμότητας για οικιακή θέρμανση δεν ανταποκρίνεται στις προσδοκίες των ιδιοκτητών. Τις περισσότερες φορές αυτό οφείλεται στην έλλειψη σωστών θερμοδυναμικών υπολογισμών. Το αποτέλεσμα είναι ένα σύστημα με ανεπαρκή ισχύ ή το κόστος υπερβολικά ισχυρού εξοπλισμού αυξάνεται αδικαιολόγητα. Για να επιλέξετε ένα σύστημα με κατάλληλη χωρητικότητα, είναι απαραίτητο να λάβετε υπόψη την απώλεια θερμότητας του κτιρίου, καθώς και πολλά άλλα χαρακτηριστικά. Τέτοιοι υπολογισμοί πρέπει να ανατίθενται σε μηχανικό σχεδιασμού.

Οικονομική αποδοτικότητα και σκοπιμότητα χρήσης αντλιών θερμότητας

Για να επιτευχθεί σημαντική εξοικονόμηση στον προϋπολογισμό θέρμανσης για πολλά χρόνια, είναι απαραίτητο να δαπανηθούν σημαντικά κεφάλαια στο στάδιο του σχεδιασμού και της εγκατάστασης. Η απόδοση ενός τέτοιου συστήματος θέρμανσης καθυστερεί χρονικά, εξαρτάται από τις συνθήκες λειτουργίας.

Η ενέργεια που λαμβάνεται από το περιβάλλον δεν απαιτεί πληρωμή και δεν τελειώνει εκεί.

Εάν το πάτωμα και οι τοίχοι είναι σωστά μονωμένοι στο σπίτι, τότε η αντλία θερμότητας θα λειτουργεί όσο το δυνατόν πιο αποτελεσματικά. Η απώλεια θερμότητας δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 100 watt ανά 1 τετραγωνικό. μετρητής.

Το παρακάτω είναι μια σύγκριση του κόστους θέρμανσης όταν χρησιμοποιείτε διάφορες πηγές ενέργειας.

Για να εξοικονομήσετε χρήματα στη θέρμανση, πρέπει να ξοδέψετε σημαντικό ποσό για την εγκατάσταση αντλίας θερμότητας

Είναι πολύ ωφέλιμο να συμπεριλαμβάνετε την αντλία σε ένα σύστημα ενδοδαπέδιας θέρμανσης ή τοίχων, όπου η θερμοκρασία λειτουργίας είναι περίπου 40 μοίρες. Ένας δείκτης εξοικονόμησης μπορεί να θεωρηθεί η απουσία υπερθέρμανσης του κυκλώματος θέρμανσης και η κατάψυξη του ψυκτικού όταν η αντλία είναι απενεργοποιημένη, γεγονός που βελτιώνει την αξιοπιστία του συστήματος και μειώνει τον κίνδυνο ατυχήματος και τη συχνότητα των προληπτικών και επισκευών.

Το κόστος εγκατάστασης ενός τέτοιου συστήματος εξαρτάται από διάφορους παράγοντες:

• την περιοχή των θερμαινόμενων χώρων του σπιτιού ·
• ποικιλία σχεδιασμού αντλίας ·
• συστήματα θέρμανσης και σωλήνες στο σπίτι?
• δείκτες απώλειας θερμότητας.

Για ένα μικρό σπίτι 130 τετραγωνικών μέτρων. m κατά την εγκατάσταση μιας αντλίας με πρόσληψη θερμότητας εδάφους, το κόστος του εξοπλισμού θα είναι 450.000 σελ. και η εγκατάσταση θα τραβήξει 300.000 σελ.

Η αντλία αέρα-νερού θα κοστίσει 300 00 r., Η εγκατάσταση θα είναι 80 000 r. Αυτή είναι η πιο φθηνή επιλογή.

Το κόστος των εγκαταστάσεων ξεκινά από 450 χιλιάδες ρούβλια.

Το μέγιστο κόστος θα απαιτηθεί για βαθιά διάτρηση με χαμηλό σημείο πήξης και για μια μεγάλη έκταση του σπιτιού, για παράδειγμα, 400 τετραγωνικά μέτρα. μ. Ο εξοπλισμός θα κοστίσει 800.000 σελ. και εγκατάσταση - 360.000 σελ. Το κόστος περιλαμβάνει όλο το σχεδιασμό και την εκσκαφή, τις εργασίες εδάφους και όλα τα στοιχεία του συστήματος αντλίας και θέρμανσης.

Το υλικό ενημερώθηκε στις 03.03.2018