Varmepumper for oppvarming av hjemmet: typer og driftsprinsipp

Alternative oppvarmingsalternativer inkluderer den økende populariteten til varmepumper. De høye kostnadene for utstyr og installasjon av denne designen tillater ikke noen eiere av private hus å minimere oppvarmingskostnadene. De bør absolutt vurdere å lage en varmepumpe med egne hender.

Enhet og prinsipp for drift

Nesten ethvert medium som omgir oss har en viss mengde termisk energi, forutsatt at temperaturen overstiger 1° C.Hvorfor ikke bruke noe av denne energien til å varme opp ditt eget hjem? Dette gjøres ved hjelp av en varmepumpe.

Prinsippet for drift av en varmepumpe basert på varmeoverføring fra en kilde med et lite potensiale for termisk energi til en varmebærer som har en høyere temperatur, er basert. I praksis ser det slik ut:

1. Kjølevæsken kommer inn i rørledningen, som for eksempel ligger i bakken, og varmer opp flere grader.
2. Så kommer varmebæreren inn i varmeveksleren (eller fordamperen) og overfører den innsamlede varmeenergien til den interne kretsen.
3. Kuldemediet (et stoff med lavt kokepunkt, som er under lavt trykk), som er plassert i den eksterne kretsen, varmes opp i fordamperen og omdannes til gass.
4. Så kommer det gassformige kjølemediet inn i kompressoren, hvor det komprimeres under høyt trykk. Samtidig blir temperaturen på kjølemediet enda høyere.
5. Varm gass kommer inn i kondensatoren, der den overfører termisk energi til kjølevæsken i husets indre varmesystem.
6. Etter dette returneres kjølemediet som har mistet varmen til systemet i flytende tilstand.

Driften av kjøleenheter er basert på samme prinsipp, derfor kan noen typer varmepumper om sommeren ganske vellykket brukes som klimaanlegg, dvs. for å avkjøle rommet.

Varmepumpen lar deg varme huset ved hjelp av lavpotensiell termisk energi i miljøet

Video: enhet og drift av termiske enheter

Typer enheter

En klar idé om alternativene for utforming av varmepumper er klassifisering av dem i henhold til typen kjølevæske på konstruksjonens ytre og indre konturer. Enheten kan motta energi fra:

• jord;
• vann (vannmasse eller kilde);
• luft.

Inne i huset kan den mottatte termiske energien brukes i varmesystemet, så vel som for å varme opp vann eller til klimaanlegg. Derfor er det flere typer varmepumper, avhengig av kombinasjonen av disse elementene og funksjonene.

Grunnvannssystem

Å få varme fra bakken regnes som en av de mest effektive for denne typen alternativ oppvarmingsiden jordetemperaturen allerede er omtrent fem meter fra overflaten, er den ganske konstant, og den er lite utsatt for endringer i værforholdene.

En geotermisk varmepumpe bruker spesielle varmeledende sonder

Som kjølevæske på den eksterne kretsen brukes en spesiell væske, som vanligvis kalles saltlake. Det er et miljøvennlig stoff.

Den ytre konturen til jord-vann-varmepumpen er laget av plastrør. Du kan plassere dem i bakken horisontalt eller vertikalt. I det første tilfellet kan det hende du må jobbe på et stort område, fra 25 til 50 kvadratmeter. m per kilowatt pumpekraft. Arealene forbeholdt den horisontale samleren kan ikke brukes til landbruksformål. Her er det bare tillatt å fordele plenen eller plante årlige blomsterplanter.

For konstruksjon av et vertikalt reservoar vil det være behov for et antall brønner med en dybde på 50-150 meter. Siden temperaturen på jorda på denne dybden er høyere og mer stabil, anses en slik geotermisk varmepumpe som mer effektiv. I dette tilfellet brukes spesielle dybdesonder for å overføre varme.

Vann-til-vann-pumpe

Varme kan være et like effektivt valg. pump vannvannsiden vannetemperaturen forblir ganske høy og konstant på store dyp. Som en kilde til lav potensiell termisk energi kan brukes:

• åpne reservoarer (innsjøer, elver);
• grunnvann (brønner, brønner);
• avløpsvann fra industrielle teknologiske sykluser (omvendt vannforsyning).

Det er ingen grunnleggende forskjeller i utformingen av jordvann eller vann-vann varmepumper. Den minste kostnaden vil kreve bygging av en varmepumpe som bruker energien i et åpent reservoar: rør med kjølevæske må leveres med last og nedsenkes i vann. Å bruke grunnvannspotensialet vil kreve en mer kompleks design. Det kan være nødvendig med en ekstra brønn for å tømme vannet som går gjennom varmeveksleren.

Å bruke en vann-vann varmepumpe i et åpent tjern kan være veldig gunstig.

Universelt alternativ "luft-vann"

Av effektivitet varmepumpe luft vann dårligere enn andre modeller, fordi i den kalde årstiden reduseres kraften betydelig. For sin installasjon krever det imidlertid ikke komplisert arbeid med utgraving eller konstruksjon av dype brønner. Det er bare nødvendig å velge og installere egnet utstyr, for eksempel direkte på taket av huset.

Luft-vann varmepumpe kan installeres uten omfattende installasjonsarbeid

En utvilsom fordel med denne konstruksjonen er muligheten til å gjenbruke varme som etterlater lokalene oppvarmet av varmepumpen med avtrekksluft eller vann, samt røyk, gass, etc. For å kompensere for mangelen på kraft til luftvarmepumpen om vinteren, bør alternative oppvarmingsalternativer vurderes.

Det billigste alternativet kan være en luft-til-luft varmepumpe, hvis konstruksjon ikke krever komplekst arbeid for å lage et tradisjonelt innendørs vannvarmesystem.

Les mer om denne typen varmepumpe i artikkelen vår:https://aquatech.tomathouse.com/no/otoplenie/alt_otoplenie/teplovoj-nasos-vozdux-vozdux.html.

Fordeler og ulemper ved systemet

Installasjonen av en varmepumpe hjemme og dens inkludering i varmesystemet eller opprettelsen av en fullverdig varmestasjon vil løse en rekke presseproblemer og har følgende fordeler:

• det er et autonomt varmesystem, hvis eneste sentraliserte element er forbindelsen til strømnettet;
• denne metoden kan spare betydelig på dyre energibærere, som tradisjonelt brukes til oppvarming og reduserer brukskostnadene betydelig.Gjennomsnittlig varmekonverteringskoeffisient er 3,5 - 4,5. Fra 1 kW strøm genererer pumpen fra 3 til 7 kW varme. Dette er de høyeste prisene blant alle typer kjeler som kjører på noe drivstoff;
• systemet er trygt for menneskers helse og for miljøet. Det hjelper til med å redde planetens ikke-fornybare energiressurser;
• brannsikkerhet og ikke-brennbarhet av deler. Denne kjelen overopphetes ikke, eksploderer ikke, brenner ikke, slipper ikke ut karbonmonoksid;
• en pumpe kan produsere både varme og kulde, og gi det nødvendige mikroklimaet i huset, samt varme vann til husholdningsbehov;
• holdbarhet - i henhold til erfaringene fra europeiske innbyggere, er utstyrets levetid 20-50 år;
• komfort og lydløs drift. Systemet styres av automatisering;
• installasjon av pumpen krever ikke godkjenninger, som er nødvendige under installasjon, for eksempel av gassutstyr.

I Norge og Sverige blir 95% av alle boliger oppvarmet av varmepumper.

Fordelene med et slikt system er mye større enn ulempene

Ulempene inkluderer:

• de relativt høye installasjonskostnadene og selve pumpen, avhenger av tilbakebetalingen av et slikt system av intensiteten i dets drift;
• behovet for å tiltrekke seg spesialister og bruke spesialboring og annet utstyr for å utstyre en geotermisk pumpe med en vertikal krets, hvis dybde kan nå 200 meter.

Hvordan lage en DIY varmepumpe

Å bruke varmepumper for å varme opp hjemmet ditt er lønnsomt og praktisk. Erfaringen viser at i private hus med et boareal på over 400 kvadratmeter. m, en slik design vil lønne seg i løpet av få år etter drift, til tross for høye kostnader. Eiere av hus med mer beskjedne størrelser utvikler og installerer varmepumper av egen design. Her er noen retningslinjer for å lage disse nyttige enhetene:

• Først må du ta vare på kjøpet av en kompressor, for eksempel designet for klimaanlegg. Vanligvis er den festet til veggen.
• en annen viktig del av designet - kondensatoren - kan gjøres uavhengig. For å gjøre dette, må du lage en spole fra et kobberrør (minst 1 mm tykt), som er plassert i et metall- eller plastkabinett. En egnet størrelse er egnet som hus. Etter at spiralen er installert, sveises halvdelene av tanken, og monter de nødvendige gjengede forbindelsene. Fordamperen er også vanligvis montert på veggen. For å lage en høy kvalitet spole, kan du vikle et kobberrørleggerrør rundt et objekt med passende diameter, en gassflaske er ganske passende. For å sikre at avstanden mellom svingene er den samme, bruk et perforert aluminiumshjørne, som spolene på spolen er festet på.
• sluttinstallasjon av dette utstyret: lodding av et kobberrør, injeksjon av freon, etc. - skal bare utføres av en kvalifisert spesialist. Udugelige handlinger kan skade utstyret, i tillegg er de forbundet med stor sannsynlighet for personskade.
• etter det er designen koblet til det indre varmesystemet i huset.
• så blir den eksterne kretsen installert og koblet, funksjonene i denne prosessen avhenger av typen varmepumpe.

Før du starter varmepumpen, vil det ikke skade å diagnostisere tilstanden til husets ledninger og måler. Gammelt og utdatert utstyr må byttes ut. Akseptabel kraftmåler er minst 40 ampere.

Dessverre oppfyller ikke hver varmepumpe til hjemmevarme eiernes forventninger. Oftest skyldes dette mangelen på riktige termodynamiske beregninger. Resultatet er et system med utilstrekkelig kraft, eller kostnadene for altfor kraftig utstyr øker urimelig. For å velge et system med en passende kapasitet, er det nødvendig å ta hensyn til varmetapet til bygningen, så vel som mange andre egenskaper. Slike beregninger skal overlates en prosjekterende.

Kostnadseffektivitet og gjennomførbarhet ved bruk av varmepumper

For å oppnå betydelige besparelser på oppvarmingsbudsjettet i mange år, er det nødvendig å bruke betydelige midler på prosjekterings- og installasjonsfasen. Tilbakebetaling av et slikt varmesystem er forsinket i tid, det avhenger av driftsforhold.

Energi hentet fra miljøet krever ikke betaling og slutter ikke der.

Hvis gulv og vegger er riktig isolert i huset, vil varmepumpen fungere så effektivt som mulig. Varmetap bør ikke overstige 100 W per 1 kvm. måler.

Følgende er en sammenligning av varmekostnadene når du bruker forskjellige energikilder.

For å spare på oppvarming, må du bruke en betydelig mengde på å installere en varmepumpe

Det er veldig fordelaktig å inkludere pumpen i et system med gulvvarme eller vegger, der driftstemperaturen er omtrent 40 grader. En indikator på besparelser kan betraktes som fravær av overoppheting av varmekretsen og frysing av kjølevæsken når pumpen er slått av, noe som gjør det mulig å øke påliteligheten til systemet og redusere risikoen for en ulykke og hyppigheten av forebyggende og reparasjonsarbeid.

Kostnaden for å installere et slikt system avhenger av flere faktorer:

• området til husets oppvarmede lokaler;
• en rekke pumpe design;
• varmesystemer og rør lagt i huset;
• indikatorer for varmetap.

For et lite hus på 130 kvadratmeter. m når du installerer en pumpe med jordvarmeinntak, vil kostnadene for utstyret være 450 000 p., og installasjonen vil trekke 300 000 p.

Luft-vannpumpen vil koste 300 00 r. Installasjonen vil være 80 000 r. Dette er det billigste alternativet.

Kostnaden for installasjoner starter fra 450 000 rubler.

Maksimale kostnader vil være nødvendige for dypboring med lavt frysepunkt og for et stort område av huset, for eksempel 400 kvadratmeter. m. Utstyr vil koste 800 000 p., og installasjon - 360 000 p. Kostnadene inkluderer all design og utgraving, grunnarbeider og alle elementer i pumpe og varmesystem.

Materiale oppdatert 03.03.2018