משאבות חום לחימום ביתי: סוגים ועקרון הפעולה

אפשרויות חימום אלטרנטיביות כוללות את הפופולריות הגוברת של משאבות חום. העלות הגבוהה של ציוד והתקנת עיצוב כזה אינה מאפשרת לבעלי בתים פרטיים למזער את עלויות החימום. הם בהחלט צריכים לשקול להכין משאבת חום לעשות זאת בעצמך.

מכשיר ועקרון הפעולה

כמעט לכל מדיום שמקיף אותנו יש כמות מסוימת של אנרגיה תרמית, בתנאי שהטמפרטורה שלו עולה על 1מעלות צלזיוסמדוע לא להשתמש בחלק מהאנרגיה הזו כדי לחמם את הבית שלכם? זה נעשה באמצעות משאבת חום.

עיקרון הפעולה של משאבת חום המבוססת על העברת חום ממקור בעל פוטנציאל נמוך של אנרגיה תרמית למוביל חום בעל טמפרטורה גבוהה יותר מבוסס. בפועל, זה נראה כך:

1. נוזל הקירור נכנס לצינור, הממוקם למשל באדמה ומתחמם כמה מעלות.
2. ואז נוזל הקירור נכנס למחליף החום (או המאייד) ומעביר את אנרגיית החום שנאספה למעגל הפנימי.
3. נוזל הקירור (חומר עם נקודת רתיחה נמוכה, הנמצא בלחץ נמוך), הנמצא במעגל החיצוני, מחומם במאייד והומר לגז.
4. ואז הקירור הגזי נכנס למדחס, שם הוא נדחס בלחץ גבוה. במקרה זה, הטמפרטורה של נוזל הקירור הופכת אפילו גבוהה יותר.
5. גז חם נכנס למעבה, שם הוא מעביר אנרגיה תרמית לנוזל הקירור של מערכת החימום הפנימית של הבית.
6. לאחר מכן מוחזר הקירור שאיבד חום למערכת במצב נוזלי.

הפעלת יחידות קירור מבוססת על אותו עיקרון, ולכן סוגים מסוימים של משאבות חום בקיץ יכולים לשמש בהצלחה למדי כמזגנים, כלומר לקירור חדר.

משאבת החום מאפשרת לכם לחמם את הבית באמצעות אנרגיה תרמית בעלת פוטנציאל נמוך בסביבה

וידאו: התקן ותפעול של יחידות תרמיות

סוגי יחידות

רעיון ברור של האפשרויות לתכנון משאבות חום הוא סיווגם לפי סוג נוזל הקירור בקווי המתאר החיצוניים והפנימיים של המבנה. המכשיר יכול לקבל אנרגיה מ:

• קרקע;
• מים (גוף מים או מקור);
• אוויר.

בתוך הבית ניתן להשתמש באנרגיה התרמית שהתקבלה במערכת החימום, כמו גם לחימום מים או למיזוג אוויר. לכן ישנם מספר סוגים של משאבות חום, בהתאם לשילוב של אלמנטים ופונקציות אלה.

מערכת מי תהום

קבלת חום מהאדמה נחשבת לאחת היעילות לסוג זה חימום חלופימכיוון שכבר כחמישה מטרים מהשטח הטמפרטורה בקרקע נשארת די קבועה, היא מעט חשופה לשינויים בתנאי מזג האוויר.

משאבת חום גיאותרמית משתמשת בבדיקות מוליכות חום מיוחדות

כנוזל קירור במעגל החיצוני משתמשים בנוזל מיוחד, המכונה בדרך כלל מי מלח. זהו מתחם ידידותי לסביבה.

המעגל החיצוני של משאבת החום בקרקע-מים עשוי מצינורות פלסטיק. אתה יכול למקם באדמה אופקית או אנכית. במקרה הראשון, יתכן שתצטרך לעבוד על שטח גדול, בין 25 ל 50 מ"ר. מ 'לקילוואט כוח משאבה. לא ניתן להשתמש בשטחים שהוקצו לאספן האופקי למטרות חקלאיות. כאן מותר רק פירוט של הדשא או נטיעת צמחים פורחים שנתיים.

לצורך בניית מאגר אנכי, יהיה צורך במספר בארות בעומק 50-150 מטר. מכיוון שטמפרטורת האדמה בעומק זה גבוהה ויציבה יותר, משאבת חום גיאותרמית כזו נחשבת ליעילה יותר. במקרה זה משתמשים בבדיקות עומק מיוחדות להעברת חום.

משאבת מים-מים

חום יכול להיות בחירה יעילה לא פחות. לשאוב מיםמכיוון שבעומקים גדולים טמפרטורת המים נותרה גבוהה וקבועה למדי. כמקור לאנרגיה תרמית פוטנציאלית נמוכה ניתן להשתמש:

• מאגרים פתוחים (אגמים, נהרות);
• מי תהום (בארות, בארות);
• שפכים של מחזורים טכנולוגיים תעשייתיים (אספקת מים הפוכה).

אין הבדלים מהותיים בתכנון משאבות החום-מים או מים-מים. העלות הנמוכה ביותר תדרוש בניית משאבת חום המשתמשת באנרגיה של מאגר פתוח: יש לספק צינורות עם נוזל קירור עם מטענים ולהטבול במים. שימוש בפוטנציאל מי תהום ידרוש תכנון מורכב יותר. יתכן שתידרש באר נוספת להפרשת המים העוברים דרך מחליף החום.

שימוש במשאבת חום מים-מים בבריכה פתוחה יכול להועיל מאוד.

אפשרות אוניברסלית "אוויר-מים"

על ידי יעילות משאבת חום מים נחות מדגמים אחרים, מכיוון שבעונה הקרה כוחה מופחת משמעותית. עם זאת, להתקנתו אינו דורש עבודות מורכבות בחפירה או בבניית בארות עמוקות. צריך רק לבחור ולהתקין ציוד מתאים, למשל ישירות על גג הבית.

ניתן להתקין את משאבת החום האוויר-מים ללא עבודות התקנה נרחבות

יתרון ללא ספק של עיצוב זה הוא היכולת לעשות שימוש חוזר בחום שמותיר את המקום הנמצא מחומם על ידי משאבת החום באוויר פליטה או מים, כמו גם עשן, גז וכו '. על מנת לפצות על חוסר הכוח של משאבת החום האוויר בחורף, יש לשקול אפשרויות חימום חלופיות.

האפשרות הפחות יקרה יכולה להיות משאבת חום אוויר-אוויר, שהקמתה אינה מצריכה עבודה מסובכת ליצירת מערכת חימום מים מסורתית בחדרים.

קרא עוד על משאבת חום מסוג זה במאמר שלנו:https://aquatech.tomathouse.com/iw/otoplenie/alt_otoplenie/teplovoj-nasos-vozdux-vozdux.html.

היתרונות והחסרונות של המערכת

התקנת משאבת חום בבית והכללתה במערכת החימום או הקמת תחנת חימום מן המניין תפתור מספר בעיות דחיסה והיא בעלת היתרונות הבאים:

• זוהי מערכת חימום אוטונומית, שהרכיב המרכזי היחיד בה הוא החיבור לרשת החשמל;
• שיטה זו יכולה לחסוך משמעותית במובילי אנרגיה יקרים המשמשים באופן מסורתי לחימום ולהפחתה משמעותית בעלויות השירות.מקדם המרת החום הממוצע הוא 3.5 - 4.5. מ -1 קילוואט חשמל, המשאבה מפיקה 3 עד 7 קילוואט חום. אלה הם השיעורים הגבוהים ביותר מבין כל סוגי הדוודים הפועלים על דלק כלשהו;
• המערכת בטוחה לבריאות האדם ולסביבה. זה עוזר לחסוך את משאבי האנרגיה הבלתי מתחדשים של כדור הארץ;
• בטיחות אש ואי דליקות של חלקים. הדוד הזה אינו מתחמם יתר על המידה, אינו מתפוצץ, אינו שורף, אינו פולט חד תחמוצת;
• משאבה אחת יכולה לייצר גם חום וגם קור, לספק את המיקרו-אקלים הדרוש בבית, כמו גם לחמם מים לצרכים ביתיים;
• עמידות - על פי הניסיון של תושבי אירופה, חיי השירות של הציוד הם 20-50 שנה;
• נוחות ותפעול שקט. המערכת נשלטת על ידי אוטומציה;
• התקנת המשאבה אינה דורשת אישורים, הנחוצים במהלך ההתקנה, למשל, של ציוד גז.

בנורבגיה ובשבדיה 95% מכל הבתים מחוממים באמצעות משאבות חום.

היתרונות של מערכת כזו גדולים בהרבה מהחסרונות

החסרונות כוללים:

• העלות הגבוהה יחסית של ההתקנה והמשאבה עצמה, ההחזר של מערכת כזו תלוי בעוצמת פעולתה;
• הצורך למשוך מומחים ולהשתמש בקידוחים וציוד אחר כדי לצייד משאבה גיאותרמית במעגל אנכי שעומקו יכול להגיע ל -200 מ '.

כיצד להכין משאבת חום DIY

השימוש במשאבות חום לחימום הבית שלך הוא רווחי ונוח. הניסיון מלמד שבבתים פרטיים עם שטח מגורים של יותר מ -400 מ"ר. מ ', עיצוב כזה ישתלם תוך מספר שנים מההפעלה, למרות העלות הגבוהה. בעלי בתים בגדלים צנועים יותר מפתחים ומתקינים משאבות חום בעיצובם האישי. להלן מספר הנחיות ליצירת מכשירים שימושיים אלה:

• ראשית עליכם לדאוג לרכישת מדחס למשל המיועד למיזוג אוויר. בדרך כלל הוא קבוע לקיר.
• חלק חשוב נוסף של העיצוב - הקבל - יכול להיעשות באופן עצמאי. כדי לעשות זאת, אתה צריך ליצור סליל מצינור נחושת (בעובי של לפחות 1 מ"מ), שמונח בתיק מתכת או פלסטיק. מיכל בגודל מתאים מתאים כדיור. לאחר התקנת הסליל מרותכים חצאי המיכל ומרכיבים את חיבורי הברגה ההכרחיים. המאייד מותקן בדרך כלל גם על הקיר. להכנת סליל איכותי ניתן לעטוף צינור אינסטלציה נחושת סביב חפץ בקוטר מתאים, גליל גז מתאים למדי. כדי להבטיח שהמרחק בין הפניות יהיה זהה, השתמש בפינת אלומיניום מחוררת שעליה קבועים סלילי הסליל.
• התקנה סופית של ציוד זה: הלחמת צינור נחושת, הזרקת פריון וכו '- צריכה להתבצע רק על ידי מומחה מוסמך. פעולות לא מתאימות עלולות לפגוע בציוד, בנוסף, הם קשורים להסתברות גבוהה לפגיעה אישית.
• לאחר מכן, העיצוב מחובר למערכת החימום הפנימית של הבית.
• ואז המעגל החיצוני מותקן ומחובר, התכונות של תהליך זה תלויות בסוג משאבת החום.

לפני שתתחיל את משאבת החום לא יזיק לאבחן את מצב חיווט הבית והמונה. יש להחליף ציוד ישן ומיושן. מד כוח מקובל הוא לפחות 40 אמפר.

למרבה הצער, לא כל משאבת חום לחימום ביתי עונה על ציפיות הבעלים. לרוב זה נובע מהיעדר חישובים תרמודינמיים נכונים. התוצאה היא מערכת שאין בה מספיק כוח או שהעלויות של ציוד חזק מדי מופעלות באופן בלתי סביר. כדי לבחור מערכת בעלת קיבולת מתאימה, יש לקחת בחשבון את אובדן החום של הבניין, כמו גם מאפיינים רבים אחרים. יש להפקיד חישובים כאלה על מהנדס תכנון.

עלות יעילות וכדאיות השימוש במשאבות חום

על מנת להשיג חיסכון משמעותי בתקציב החימום למשך שנים רבות, יש צורך להוציא כספים משמעותיים בשלב התכנון וההתקנה. ההחזר של מערכת חימום שכזו מתעכב בזמן, זה תלוי בתנאי ההפעלה.

אנרגיה שנלקחת מהסביבה אינה דורשת תשלום ואינה מסתיימת בה.

אם הרצפה והקירות מבודדים כראוי בבית, משאבת החום תעבוד בצורה יעילה ככל האפשר. איבוד החום לא יעלה על 100 וואט לכל ריבוע. מטר.

להלן השוואה בין עלויות החימום בעת שימוש במקורות אנרגיה שונים.

בכדי לחסוך בחימום עליכם לבזבז סכום לא מבוטל על התקנת משאבת חום

מאוד מועיל לכלול את המשאבה במערכת של חימום תת רצפתי או קירות, שם טמפרטורת ההפעלה היא כ- 40 מעלות. אינדיקטור של חיסכון יכול להיחשב בהיעדר התחממות יתר של מעגל החימום והקפאה של נוזל הקירור כאשר המשאבה כבויה, אשר משפרת את האמינות של מערכת ומפחיתה את הסיכון לתאונה ואת התדירות של עבודה מונעת ותיקון.

עלות התקנת מערכת כזו תלויה במספר גורמים:

• שטח הבית המחומם של הבית;
• מגוון של עיצוב משאבות;
• מערכות חימום וצינורות שהונחו בבית;
• אינדיקטורים לאובדן חום.

לבית קטן בגודל 130 מ"ר. מ בעת התקנת משאבה עם צריכת חום בקרקע, עלות הציוד תהיה 450,000 עמ ', וההתקנה תמשוך 300,000 עמ'.

משאבת האוויר-מים תעלה 300 00 r., ההתקנה תהיה 80 000 r. זו האופציה הזולה ביותר.

עלות ההתקנות מתחילה מ -450 אלף רובל.

העלויות המקסימאליות יידרשו לקידוח עמוק עם נקודת הקפאה נמוכה ולשטח גדול בבית למשל 400 מ"ר. מ. ציוד יעלה 800,000 עמ ', והתקנה - 360,000 עמ'. העלויות כוללות כל תכנון וחפירה, עבודות קרקע וכל רכיבי המשאבה ומערכת החימום.

חומר מעודכן 03.03.2018