Šilumos siurbliai namų šildymui: tipai ir veikimo principas

Šilumos siurbliai namų šildymui: tipai ir veikimo principas

Alternatyvios šildymo galimybės apima didėjantį šilumos siurblių populiarumą. Didelė šio įrenginio ir įrengimo kaina neleidžia kai kuriems privačių namų savininkams sumažinti šildymo išlaidų. Jie tikrai turėtų apsvarstyti galimybę pasidaryti „pasidaryk pats“ šilumos siurblį.

Įrenginys ir veikimo principas

Beveik kiekviena mus supanti terpė turi tam tikrą šiluminės energijos kiekį, jei jos temperatūra viršija 1° C.Kodėl neišnaudoję dalies šios energijos savo namų apšiltinimui? Tai atliekama naudojant šilumos siurblį.

Remiamasi šilumos siurblio veikimo principu, grindžiamu šilumos perdavimu iš šaltinio, turinčio mažą šiluminės energijos potencialą, į šilumos nešiklį, kurio temperatūra aukštesnė. Praktiškai tai atrodo taip:

  1. Aušinimo skystis patenka į vamzdyną, esantį, pavyzdžiui, žemėje, ir įkaista kelis laipsnius.
  2. Tada šilumos nešiklis patenka į šilumokaitį (arba garintuvą) ir perduoda surinktą šilumos energiją į vidinę grandinę.
  3. Išorinėje grandinėje esantis šaltnešis (žemos virimo temperatūros, žemo slėgio medžiaga) kaitinamas garintuve ir paverčiamas dujomis.
  4. Tada dujinis šaltnešis patenka į kompresorių, kur jis suspaudžiamas esant aukštam slėgiui. Tokiu atveju šaltnešio temperatūra tampa dar aukštesnė.
  5. Karštos dujos patenka į kondensatorių, kur jos perduoda šiluminę energiją namo vidaus šildymo sistemos aušinimo skysčiui.
  6. Po to šilumą praradęs šaltnešis grąžinamas į sistemą skysto pavidalo.

Šaldymo vienetų veikimas pagrįstas tuo pačiu principu, todėl kai kurie šilumos tipų siurbliai vasarą gali būti gana sėkmingai naudojamas kaip oro kondicionierių, tai yra, aušinimo kambarį.

Šilumos siurblio veikimo principas

Šilumos siurblys leidžia šildyti namą naudojant mažai potencialią aplinkos šiluminę energiją

Vaizdo įrašas: įrenginys ir šiluminių mazgų veikimas

Vienetų tipai

Aiški šilumos siurblių konstrukcijos variantų idėja yra jų klasifikacija pagal aušinimo skysčio tipą ant išorinių ir vidinių konstrukcijos kontūrų. Prietaisas gali priimti energiją iš:

  • dirvožemis;
  • vanduo (vandens telkinys ar šaltinis);
  • oro.

Namo viduje gauta šiluminė energija gali būti naudojama šildymo sistemoje, taip pat vandeniui šildyti ar oro kondicionavimui. Todėl yra keli šilumos siurblių tipai, atsižvelgiant į šių elementų ir funkcijų derinį.

Požeminio vandens sistema

Šilumos išleidimas iš žemės yra laikomas veiksmingiausiu šiam tipui alternatyvus šildymaskadangi jau maždaug penkių metrų atstumu nuo žemės paviršiaus dirvožemio temperatūra išlieka pastovi, ji yra mažai jautri oro sąlygų pokyčiams.

Geoterminis šilumos siurblys

Geoterminiam šilumos siurbliui naudojami specialūs šilumą laidūs zondai

Kaip aušinimo skystis išorinėje grandinėje naudojamas specialus skystis, kuris paprastai vadinamas sūrymu. Tai ekologiškas junginys.

Išorinis grunto-vandens šilumos siurblio kontūras pagamintas iš plastikinių vamzdžių. Galite juos įdėti į žemę horizontaliai arba vertikaliai. Pirmuoju atveju gali tekti dirbti dideliame plote, nuo 25 iki 50 kvadratinių metrų. m už kilovatą siurblio galios. Horizontaliam kolektoriui skirti plotai negali būti naudojami žemės ūkio reikmėms. Čia leidžiama tik suskaidyti veją arba sodinti vienmečius žydinčius augalus.

Vertikaliam rezervuarui statyti reikės kelių gręžinių, kurių gylis yra 50–150 metrų. Kadangi dirvožemio temperatūra šiame gylyje yra aukštesnė ir stabilesnė, toks geoterminis šilumos siurblys laikomas efektyvesniu. Šiuo atveju šilumai perduoti naudojami specialūs gylio zondai.

Vanduo-vanduo siurblys

Šiluma gali būti ne mažiau efektyvus pasirinkimas. siurbti vandens vandenį, nes dideliame gylyje vandens temperatūra išlieka gana aukšta ir pastovi. Kaip mažo potencialo šiluminės energijos šaltinis gali būti naudojamas:

  • atviri rezervuarai (ežerai, upės);
  • požeminis vanduo (šuliniai, šuliniai);
  • pramoninių technologinių ciklų nuotekos (atvirkštinis vandens tiekimas).

Dirvožemio-vandens ar vandens-vandens šilumos siurblių konstrukcijoje esminių skirtumų nėra. Mažiausiai išlaidų reikės pastatyti šilumos siurblį, kuris sunaudotų atviro rezervuaro energiją: vamzdžiai su aušinimo skysčiu turi būti tiekiami su kroviniu ir panardinami į vandenį. Norint išnaudoti požeminio vandens potencialą, reikės sudėtingesnės konstrukcijos. Norint išleisti vandenį, kuris praeina per šilumokaitį, gali reikėti papildomo šulinio.

Vanduo-vanduo šilumos siurblys

Vandens-vandens šilumos siurblio naudojimas atvirame tvenkinyje gali būti labai naudingas.

Universalus variantas „oras – vanduo“

Pagal efektyvumą šilumos siurblys oro vanduo pranašesnis už kitus modelius, nes šaltuoju metų laiku jo galia žymiai sumažėja. Tačiau jo įrengimui nereikia atlikti sudėtingų kasimo darbų ar gilių šulinių statybos. Tik reikia parinkti ir sumontuoti tinkamą įrangą, pavyzdžiui, tiesiai ant namo stogo.

Oras-vanduo šilumos siurblys

Šilumos siurblį oras-vanduo galima montuoti be didelių montavimo darbų

Neabejotinas šios konstrukcijos pranašumas yra galimybė pakartotinai panaudoti šilumą, kuri palieka patalpas, kurias šildo šilumos siurblys, su išmetamu oru ar vandeniu, taip pat dūmais, dujomis ir kt. Norint kompensuoti oro šilumos siurblio energijos trūkumą žiemą, reikėtų apsvarstyti alternatyvias šildymo galimybes.

Pigiausias variantas gali būti šilumos oras-oras, kurio konstrukcija nereikalauja sudėtingų darbų, norint sukurti tradicinę vandens šildymo sistemą kambariuose.

Daugiau apie šio tipo šilumos siurblį skaitykite mūsų straipsnyje:https://aquatech.tomathouse.com/lt/otoplenie/alt_otoplenie/teplovoj-nasos-vozdux-vozdux.html.

Sistemos privalumai ir trūkumai

Šilumos siurblio įrengimas namuose ir jo įtraukimas į šildymo sistemą arba visaverčio šildymo punkto sukūrimas išspręs daugelį aktualių problemų ir turi šiuos privalumus:

  • tai yra autonominė šildymo sistema, kurios vienintelis centralizuotas elementas yra prisijungimas prie elektros tinklo;
  • šis metodas gali žymiai sutaupyti brangius energijos nešiklius, kurie tradiciškai naudojami šildymui, ir žymiai sumažinti komunalines išlaidas.Vidutinis šilumos perskaičiavimo koeficientas yra 3,5 - 4,5. Iš 1 kW elektros energijos siurblys sukuria nuo 3 iki 7 kW šilumos. Tai yra aukščiausi tarifai tarp visų tipų katilų, naudojamų bet kokiu kuru;
  • sistema yra saugi žmonių sveikatai ir aplinkai. Tai padeda išsaugoti neatsinaujinančius planetos energijos išteklius;
  • priešgaisrinė sauga ir dalių nedegumas. Šis katilas neperkaista, nesprogsta, nedega, neišskiria anglies monoksido;
  • vienas siurblys gali gaminti tiek šilumą, tiek šaltį, užtikrindamas būtiną mikroklimatą namuose, taip pat šildydamas vandenį buitinėms reikmėms;
  • patvarumas - remiantis Europos gyventojų patirtimi, įrangos tarnavimo laikas yra 20-50 metų;
  • komfortas ir tylus veikimas. Sistema valdoma automatizavimo;
  • siurblio montavimui nereikia patvirtinimų, kurių reikia montuojant, pavyzdžiui, dujinę įrangą.

Norvegijoje ir Švedijoje 95% visų namų yra šildomi šilumos siurbliais.

Katilinė name

Tokios sistemos pranašumai yra daug didesni nei trūkumai

Trūkumai yra šie:

  • palyginti didelės įrengimo ir paties siurblio išlaidos, tokios sistemos atsipirkimas priklauso nuo jos veikimo intensyvumo;
  • poreikis pritraukti specialistus ir naudoti specialią gręžimo ir kitą įrangą, norint įrengti geoterminį siurblį su vertikalia grandine, kurios gylis gali siekti 200 m.

Kaip patiems pasidaryti šilumos siurblį

Šilumos siurblių naudojimas namuose yra pelningas ir patogus. Patirtis rodo, kad privačiuose namuose, kurių gyvenamasis plotas yra didesnis nei 400 kvadratinių metrų. m tokia konstrukcija atsipirks per kelerius eksploatavimo metus, nepaisant didelių išlaidų. Kuklesnių dydžių namų savininkai sėkmingai kuria ir montuoja savo dizaino šilumos siurblius. Čia yra keletas patarimų, kaip sukurti šiuos naudingus įrenginius:

  • Pirmiausia turite pasirūpinti, pavyzdžiui, kompresoriaus, skirto oro kondicionavimui, pirkimu. Paprastai jis pritvirtinamas prie sienos.
  • kitą svarbią dizaino dalį - kondensatorių - galima atlikti savarankiškai. Norėdami tai padaryti, turite pagaminti ritę iš varinio vamzdžio (ne mažiau kaip 1 mm storio), kuris dedamas į metalinį ar plastikinį dėklą. Tinkamo dydžio bakas tinka kaip korpusas. Įdiegę ritę, rezervuaro pusės suvirinamos, pritvirtinant reikiamas sriegines jungtis. Garintuvas paprastai montuojamas ir ant sienos. Norėdami pagaminti aukštos kokybės ritę, galite apvynioti vario vandentiekio vamzdį aplink tinkamo skersmens objektą, gana tinka dujų balionas. Norėdami užtikrinti, kad atstumas tarp posūkių būtų vienodas, naudokite perforuotą aliuminio kampą, ant kurio pritvirtintos ritės ritės.
  • galutinį šios įrangos montavimą: vario vamzdžio litavimą, freono įpurškimą ir kt. turėtų atlikti tik kvalifikuotas specialistas. Neapsaugoti veiksmai gali sugadinti įrangą, be to, jie yra susiję su didele asmens sužalojimo tikimybe.
  • po to dizainas yra prijungtas prie namo vidaus šildymo sistemos.
  • tada išorinė grandinė yra sumontuota ir prijungta, šio proceso ypatybės priklauso nuo šilumos siurblio tipo.

Prieš paleidžiant šilumos siurblį nepakenks diagnozuoti namo laidų ir skaitiklio būklė. Seną ir pasenusią įrangą reikia pakeisti. Priimtinas galios matuoklis yra mažiausiai 40 amperų.

Deja, ne kiekvienas namo šildymui skirtas šilumos siurblys tenkina savininkų lūkesčius. Dažniausiai taip yra dėl to, kad nėra teisingų termodinaminių skaičiavimų. Rezultatas - nepakankamos galios sistema arba nepagrįstai auga nepaprastai galingos įrangos išlaidos. Norint pasirinkti tinkamos talpos sistemą, būtina atsižvelgti į pastato šilumos nuostolius, taip pat į daugelį kitų charakteristikų. Tokie skaičiavimai turėtų būti patikėti projektavimo inžinieriui.

Šilumos siurblių naudojimo ekonomiškumas ir pagrįstumas

Norint daugelį metų sutaupyti daug lėšų šildymo biudžetui, projektavimo ir montavimo etape būtina išleisti nemažas lėšas. Tokios šildymo sistemos atsipirkimas vėluoja laiku, tai priklauso nuo eksploatavimo sąlygų.

Iš aplinkos paimta energija nereikia mokėti ir tuo nesibaigia.

Jei namuose grindys ir sienos yra tinkamai izoliuotos, šilumos siurblys veiks kuo efektyviau. Šilumos nuostoliai neturėtų viršyti 100 W už 1 kv. metras.

Toliau pateiktas šildymo išlaidų palyginimas naudojant įvairius energijos šaltinius.

Šildymo išlaidų diagrama

Norėdami sutaupyti šildydami, turite išleisti nemažą sumą šilumos siurblio įrengimui

Labai naudinga siurblį įtraukti į grindų šildymo arba sienų sistemą, kur darbinė temperatūra yra maždaug 40 laipsnių. Sutaupymo rodikliu galima laikyti tai, kad nėra perkaitimo šildymo kontūre ir aušinimo skysčio užšalimo, kai siurblys yra išjungtas, o tai padidina sistemos patikimumą ir sumažina avarijos riziką bei prevencinių ir remonto darbų dažnumą.

Tokios sistemos įrengimo kaina priklauso nuo kelių veiksnių:

  • namo šildomų patalpų plotą;
  • siurblio konstrukcijos įvairovė;
  • name įrengtos šildymo sistemos ir vamzdžiai;
  • šilumos nuostolių rodikliai.

Už nedidelį 130 kvadratinių metrų namą. m montuojant siurblį su dirvožemio šilumos suvartojimu, įrangos kaina bus 450 000 p., o montuojant - 300 000 p.

Oro-vandens siurblys kainuos 300 00 r., Montavimas - 80 000 r. Tai yra pats pigiausias pasirinkimas.

Išorinis šiluminės sistemos blokas

Įrengimų kaina prasideda nuo 450 tūkstančių rublių.

Didžiausių išlaidų reikės giliam gręžimui su žema užšalimo temperatūra ir dideliam namo plotui, pavyzdžiui, 400 kvadratinių metrų. m. Įranga kainuos 800 000 p., o įrengimas - 360 000 p. Į sąnaudas įeina visi projektavimo ir kasimo darbai, žemės darbai ir visi siurblio bei šildymo sistemos elementai.

Medžiaga atnaujinta 2018-03-03

 

 

24 komentarai

    Rūšiuoti:

    Kylanti
    1. AvatarasAleksandras

      Tam noriu naudoti paprastą šulinį.

    2. AvatarasViačeslavas

      Įdomus klausimas, kodėl, kai išorinė sistemos struktūra yra horizontali 5 m gylyje, ši sritis negali būti naudojama žemės ūkiui? Juk nei natūralių kritulių vanduo neprasiskverbia į tokį gylį, nei tų pačių medžių šaknys beveik neprasiskverbia į tokį gylį, o jei prasiskverbsime, nesodinsime, bet bulves ir krūmus galime sodinti?

    3. AvatarasPetroc

      Parduodama mūsų regione - 480 000 rublių, plius įrengimas (gręžimas ir prijungimas) dar 370 000. Iš viso daugiau nei 800 000. Jei per metus išleidžiame 5000 medienai - viryklei su vandens šildymu (kiekvienam 2 vežimėliai po 3 kubinius metrus), tada turime pakankamai pinigų. 160 metų. Plius yra šalnos nuo gruodžio iki vasario 25-30 d., Todėl tai nėra pelninga.

    4. AvatarasVadimas

      Pasakyk man, kodėl reikia gaminti šilumą aplinkoje, kai namuose galite gaminti šilumą (židinys)? Užpildykite židinį ir gaukite šilumą iš jo per šilumos siurblį į visą namo plotą!

Mes rekomenduojame perskaityti:

Kaip pritvirtinti pasidaryk pats dušo žarną