Pompe de încălzire pentru încălzirea locuințelor: tipuri și principiul funcționării

Opțiunile alternative de încălzire includ popularitatea tot mai mare a pompelor de căldură. Costul ridicat al echipamentelor și instalării acestui proiect nu permite unii proprietari de case private să minimizeze costurile de încălzire. Cu siguranță ar trebui să ia în considerare fabricarea unei pompe de căldură cu propriile mâini.

Dispozitiv și principiu de funcționare

Aproape orice mediu care ne înconjoară are o anumită cantitate de energie termică, cu condiția ca temperatura să depășească 1° CDe ce să nu folosiți o parte din această energie pentru a vă încălzi propria casă? Aceasta se face folosind o pompă de căldură.

Se bazează principiul funcționării unei pompe de căldură bazate pe transferul de căldură de la o sursă cu potențial redus de energie termică la un purtător de căldură care are o temperatură mai mare. În practică, arată așa:

1. Lichidul de răcire intră în conductă, localizat, de exemplu, în pământ și se încălzește mai multe grade.
2. Apoi, lichidul de răcire intră în schimbătorul de căldură (sau evaporator) și transferă energia de căldură colectată în circuitul intern.
3. Refrigerantul (o substanță cu punct de fierbere scăzut, care este sub presiune mică), care se află în circuitul extern, este încălzit în evaporator și transformat în gaz.
4. Apoi, agentul frigorific gazos intră în compresor, unde este comprimat sub presiune ridicată. În acest caz, temperatura agentului frigorific devine și mai mare.
5. Gazul fierbinte intră în condensator, unde transferă energia termică către lichidul de răcire din sistemul de încălzire intern al casei.
6. După aceasta, agentul frigorific care a pierdut căldura este returnat sistemului în stare lichidă.

Funcționarea unităților de refrigerare se bazează pe același principiu, astfel că unele tipuri de pompe de căldură vara pot fi folosite cu succes ca aparate de aer condiționat, adică pentru răcirea unei încăperi.

Pompa de căldură vă permite să încălziți casa folosind energie termică cu potențial scăzut a mediului

Video: dispozitiv și funcționarea unităților termice

Tipuri de unități

O idee clară a opțiunilor pentru proiectarea pompelor de căldură este clasificarea acestora în funcție de tipul de lichid de răcire pe contururile exterioare și interne ale structurii. Dispozitivul poate primi energie de la:

• sol;
• apă (corp de apă sau sursă);
• aer.

În interiorul casei, energia termică primită poate fi utilizată în sistemul de încălzire, precum și pentru încălzirea apei sau pentru aer condiționat. Prin urmare, există mai multe tipuri de pompe de căldură, în funcție de combinația acestor elemente și funcții.

Sistem de ape subterane

Obținerea căldurii de la sol este considerată una dintre cele mai eficiente pentru acest tip încălzire alternativăîntrucât deja la aproximativ cinci metri de suprafață temperatura solului rămâne destul de constantă, este puțin susceptibilă la schimbările condițiilor meteorologice.

O pompă de căldură geotermală folosește sonde speciale de conducere a căldurii

Ca lichid de răcire pe circuitul extern, se folosește un lichid special, care se numește de obicei saramură. Este un compus ecologic.

Circuitul extern al pompei de căldură sol-apă este realizat din conducte de plastic. Le puteți așeza în pământ pe orizontală sau vertical. În primul caz, poate fi necesar să lucrați pe o suprafață mare, de la 25 la 50 de metri pătrați. m per kilowatt de putere a pompei. Suprafețele alocate pentru colectorul orizontal nu pot fi utilizate în scopuri agricole. Aici, este permisă doar o defalcare a gazonului sau plantarea plantelor cu flori anuale.

Pentru construcția unui rezervor vertical, va fi nevoie de un număr de puțuri cu o adâncime de 50-150 de metri. Deoarece temperatura solului la această adâncime este mai mare și mai stabilă, o astfel de pompă de căldură geotermală este considerată mai eficientă. În acest caz, sondele speciale de adâncime sunt utilizate pentru a transfera căldura.

Pompa apă-apă

Căldura poate fi o alegere la fel de eficientă. pompa apa apa, deoarece la adâncimi mari temperatura apei rămâne destul de ridicată și constantă. Ca sursă de energie termică cu potențial scăzut se poate utiliza:

• rezervoare deschise (lacuri, râuri);
• apele subterane (puțuri, puțuri);
• apele uzate ale ciclurilor tehnologice industriale (alimentarea inversă cu apă).

Nu există diferențe fundamentale în proiectarea pompelor de căldură sol-apă sau apă-apă. Cel mai mic cost va necesita construirea unei pompe de căldură care utilizează energia unui rezervor deschis: conductele cu un lichid de răcire trebuie furnizate cu marfă și scufundate în apă. Utilizarea potențialului apei subterane va necesita un design mai complex. O fântână suplimentară poate fi necesară pentru a descărca apa care trece prin schimbătorul de căldură.

Utilizarea unei pompe de căldură apă-apă într-un iaz deschis poate fi foarte benefică.

Opțiunea universală "aer-apă"

Prin eficiență pompa de caldura apa de aer inferioară celorlalte modele, deoarece în sezonul rece, puterea sa este redusă semnificativ. Cu toate acestea, pentru instalarea sa nu este nevoie de lucrări complexe la săpături sau la construcția de puțuri adânci. Este necesar să selectați și să instalați echipament adecvat, de exemplu, direct pe acoperișul casei.

Pompa de căldură aer-apă poate fi instalată fără lucrări ample de instalare

Un avantaj indubitabil al acestui proiect este capacitatea de a reutiliza căldura care lasă spațiile încălzite de pompa de căldură cu aer sau apă de evacuare, precum și fum, gaz etc.

Cea mai scumpă opțiune poate fi o pompă de căldură aer-aer, a cărei construcție nu necesită lucrări complicate pentru a crea un sistem tradițional de încălzire a apei în camere.

Citiți mai multe despre acest tip de pompă de căldură în articolul nostru:https://aquatech.tomathouse.com/ro/otoplenie/alt_otoplenie/teplovoj-nasos-vozdux-vozdux.html.

Avantajele și dezavantajele sistemului

Instalarea unei pompe de căldură la domiciliu și includerea acesteia în sistemul de încălzire sau crearea unei stații de încălzire cu drepturi depline vor rezolva o serie de probleme de presare și prezintă următoarele avantaje:

• este un sistem autonom de încălzire, singurul element centralizat fiind conexiunea la rețeaua electrică;
• această metodă poate economisi semnificativ transportatorii de energie scumpi, care sunt folosiți în mod tradițional pentru încălzire și reduc semnificativ costurile de utilitate.Coeficientul mediu de conversie a căldurii este de 3,5 - 4,5. De la 1 kW de energie electrică, pompa generează de la 3 la 7 kW de căldură. Acestea sunt cele mai mari rate dintre toate tipurile de cazane care funcționează pe orice combustibil;
• sistemul este sigur pentru sănătatea umană și pentru mediu. Contribuie la economisirea resurselor de energie care nu sunt regenerabile ale planetei;
• siguranța la incendiu și neinflamabilitatea pieselor. Acest cazan nu se supraîncălzește, nu explodează, nu arde, nu emite monoxid de carbon;
• o pompă poate produce atât căldură, cât și frig, asigurând microclimatul necesar în casă, precum și încălzirea apei pentru nevoile casnice;
• durabilitate - în funcție de experiența rezidenților europeni, durata de utilizare a echipamentelor este de 20-50 de ani;
• confort și funcționare tăcută. Sistemul este controlat prin automatizare;
• instalarea pompei nu necesită aprobări, care sunt necesare în timpul instalării, de exemplu, a echipamentelor pe gaz.

În Norvegia și Suedia, 95% din toate casele sunt încălzite prin pompe de căldură.

Avantajele unui astfel de sistem sunt mult mai mari decât dezavantajele

Dezavantajele includ:

• costul relativ ridicat al instalației și pompa în sine, rambursarea unui astfel de sistem depinde de intensitatea funcționării sale;
• necesitatea de a atrage specialiști și de a folosi foraje speciale și alte echipamente pentru a echipa o pompă geotermală cu un circuit vertical, a cărei adâncime poate atinge 200 m.

Cum se face o pompă de căldură DIY

Folosirea pompelor de căldură pentru încălzirea locuinței dvs. este profitabilă și convenabilă. Experiența arată că în case private cu o suprafață de locuit mai mare de 400 de metri pătrați. m un astfel de proiect va plăti în câțiva ani de funcționare, în ciuda costurilor mari. Proprietarii de case cu dimensiuni mai modeste dezvoltă și instalează cu succes pompe de căldură de design propriu. Iată câteva recomandări pentru crearea acestor dispozitive utile:

• Mai întâi trebuie să aveți grijă de achiziționarea unui compresor, de exemplu, proiectat pentru aer condiționat. De obicei este fixat pe perete.
• o altă parte importantă a proiectării - condensatorul - poate fi realizată independent. Pentru a face acest lucru, trebuie să faceți o bobină dintr-o țeavă de cupru (cel puțin 1 mm grosime), care este plasată într-o carcasă din metal sau plastic. Un rezervor de dimensiuni potrivite este potrivit ca o carcasă. După instalarea bobinei, jumătățile rezervorului sunt sudate, montând conexiunile filetate necesare. Evaporatorul este de asemenea montat de obicei pe perete. Pentru a face o bobină de înaltă calitate, puteți înfășura o conductă de cupru în jurul unui obiect cu un diametru adecvat, un cilindru de gaz este destul de potrivit. Pentru a vă asigura că distanța dintre viraje este aceeași, folosiți un colț de aluminiu perforat, pe care sunt fixate bobinele bobinei.
• instalarea finală a acestui echipament: lipirea unei conducte de cupru, injecția de freon, etc. - trebuie efectuată numai de un specialist calificat. Acțiunile inepte pot deteriora echipamentul, în plus, acestea sunt asociate cu o mare probabilitate de vătămare corporală.
• după aceea, proiectarea este conectată la sistemul de încălzire intern al casei.
• apoi circuitul extern este instalat și conectat, caracteristicile acestui proces depind de tipul pompei de căldură.

Înainte de a porni pompa de căldură nu va strica să diagnosticați starea cablajului și a contorului. Echipamentele vechi și învechite trebuie înlocuite. Contorul de putere acceptabil este de cel puțin 40 de amperi.

Din păcate, nu orice pompă de încălzire pentru încălzirea locuinței satisface așteptările proprietarilor. Cel mai adesea acest lucru se datorează lipsei de calcule termodinamice corecte. Rezultatul este un sistem cu o putere insuficientă sau costurile echipamentelor excesiv de puternice cresc în mod rezonabil. Pentru a alege un sistem cu o capacitate adecvată, este necesar să se țină seama de pierderea de căldură a clădirii, precum și de multe alte caracteristici. Aceste calcule ar trebui încredințate unui inginer proiectant.

Rentabilitatea și fezabilitatea utilizării pompelor de căldură

Pentru a realiza economii semnificative în bugetul pentru încălzire timp de mai mulți ani, este necesar să cheltuiți fonduri semnificative în faza de proiectare și instalare. Rambursarea unui astfel de sistem de încălzire este întârziată în timp, depinde de condițiile de funcționare.

Energia preluată din mediu nu necesită plata și nu se termină aici.

Dacă podeaua și pereții sunt izolate corespunzător în casă, atunci pompa de căldură va funcționa cât mai eficient. Pierderea de căldură nu trebuie să depășească 100 de wați pe 1 pătrat. metru.

Următoarea este o comparație a costurilor de încălzire atunci când se utilizează diverse surse de energie.

Pentru a economisi la încălzire, trebuie să cheltuiți o cantitate considerabilă pentru instalarea unei pompe de căldură

Este foarte benefic să includeți pompa într-un sistem de încălzire prin pardoseală sau pereți, unde temperatura de funcționare este de aproximativ 40 de grade. Un indicator al economiilor poate fi considerat absența supraîncălzirii circuitului de încălzire și înghețarea lichidului de răcire la oprirea pompei, ceea ce îmbunătățește fiabilitatea sistemului și reduce riscul de accident și frecvența lucrărilor de prevenire și reparații.

Costul instalării unui astfel de sistem depinde de mai mulți factori:

• zona incintelor incalzite ale casei;
• varietate de proiectare a pompei;
• sisteme de încălzire și conducte așezate în casă;
• indicatori de pierdere de căldură.

Pentru o casă mică de 130 de metri pătrați. m la instalarea unei pompe cu aport de căldură pentru sol, costul echipamentului va fi de 450.000 p., iar instalația va trage 300.000 p.

Pompa aer-apă va costa 300 00 r., Instalația va fi de 80 000 r. Aceasta este cea mai ieftină opțiune.

Costul instalațiilor începe de la 450 de mii de ruble.

Costurile maxime vor fi necesare pentru foraj adânc cu un punct de îngheț scăzut și pentru o suprafață mare a casei, de exemplu, 400 de metri pătrați. m. Echipamentele vor costa 800.000 p., iar instalarea - 360.000 p. Costurile includ toate proiectările și săpăturile, lucrările la sol și toate elementele sistemului de pompare și încălzire.

Material actualizat 03.03.2018