Värmepumpar för uppvärmning av hem: typer och driftsprincip

Alternativa värmealternativ inkluderar den växande populariteten för värmepumpar. De höga kostnaderna för utrustning och installation av en sådan design tillåter inte vissa ägare av privata hus att minimera värmekostnaderna. De bör definitivt överväga att göra en gör-det-själv värmepump.

Enhet och princip för drift

Nästan vilket medium som omger oss har en viss mängd värmeenergi, förutsatt att temperaturen överstiger 1° CVarför inte använda lite av denna energi för att värma ditt eget hem? Detta görs med en värmepump.

Principen för drift av en värmepump baserad på värmeöverföring från en källa med låg potential för termisk energi till en värmebärare som har en högre temperatur är baserad. I praktiken ser det ut så här:

1. Kylvätskan kommer in i rörledningen, som till exempel ligger i marken och värms upp flera grader.
2. Därefter kommer kylvätskan in i värmeväxlaren (eller förångaren) och överför den uppsamlade värmeenergin till den interna kretsen.
3. Kylmediet (ett ämne med låg kokpunkt, som är under lågt tryck), som är beläget i den externa kretsen, värms upp i förångaren och omvandlas till gas.
4. Sedan kommer det gasformiga kylmediet in i kompressorn, där det komprimeras under högt tryck. I detta fall blir köldmedlets temperatur ännu högre.
5. Varm gas kommer in i kondensorn, där den överför termisk energi till kylvätskan i husets interna värmesystem.
6. Därefter återförs köldmediet som har tappat värme till systemet i flytande tillstånd.

Driften av kylenheter är baserad på samma princip, så vissa typer av värmepumpar på sommaren kan ganska framgångsrikt användas som luftkonditioneringsapparater, det vill säga för att kyla rummet.

Värmepumpen låter dig värma huset med hjälp av miljö med låg potential

Video: enhet och drift av termiska enheter

Typer av enheter

En tydlig uppfattning om alternativen för utformning av värmepumpar är deras klassificering enligt typen av kylvätska på konstruktionens yttre och inre konturer. Enheten kan ta emot energi från:

• jord;
• vatten (vatten eller vattenkälla);
• luft.

Inuti huset kan den mottagna värmeenergin användas i värmesystemet, liksom för att värma vatten eller för luftkonditionering. Därför finns det flera typer av värmepumpar, beroende på kombinationen av dessa element och funktioner.

Grundvattensystem

Att få värme från marken anses vara en av de mest effektiva för denna typ alternativ uppvärmningeftersom marken fortfarande är ungefär fem meter från ytan förblir ganska konstant är den lite känslig för väderförändringar.

En geotermisk värmepump använder speciella värmeledande sonder

Som kylvätska på den externa kretsen används en speciell vätska, som vanligtvis kallas saltlösning. Det är en miljövänlig förening.

Den yttre konturen hos jord-vattenvärmepumpen är tillverkad av plaströr. Du kan placera dem i marken horisontellt eller vertikalt. I det första fallet kan du behöva arbeta på ett stort område, från 25 till 50 kvadratmeter. m per kilowatt pumpkraft. De områden som är reserverade för den horisontella uppsamlaren kan inte användas för jordbruksändamål. Här är endast en fördelning av gräsmattan eller plantering av årliga blommande växter tillåten.

För konstruktion av en vertikal reservoar kommer ett antal brunnar med ett djup av 50-150 meter att behövas. Eftersom jordens temperatur på detta djup är högre och mer stabil anses en sådan geotermisk värmepump vara mer effektiv. I detta fall används specialdjupssonder för att överföra värme.

Vatten-till-vatten-pump

Värme kan vara ett lika effektivt val. pump vatten vatteneftersom vattentemperaturen vid stora djup förblir ganska hög och konstant. Som en källa för låg potential kan värmeenergi användas:

• öppna reservoarer (sjöar, floder);
• grundvatten (brunnar, brunnar);
• avloppsvatten från industriella tekniska cykler (omvänd vattenförsörjning).

Det finns inga grundläggande skillnader i utformningen av markvatten eller vatten-vatten värmepumpar. Den lägsta kostnaden kommer att kräva konstruktion av en värmepump som använder energin i en öppen behållare: rör med kylvätska måste levereras med last och nedsänkta i vatten. Att använda grundvattenpotentialen kommer att kräva en mer komplex design. En ytterligare brunn kan behövas för att tappa ut vattnet som passerar genom värmeväxlaren.

Att använda en vatten-vatten värmepump i ett öppet damm kan vara mycket fördelaktigt.

Universellt alternativ "luft-vatten"

Genom effektivitet värmepump luftvatten underlägsen jämfört med andra modeller, eftersom det under den kalla säsongen minskar kraften kraftigt. För sin installation kräver emellertid inte komplicerat arbete med utgrävning eller konstruktion av djupa brunnar. Det är bara nödvändigt att välja och installera lämplig utrustning, till exempel direkt på husets tak.

Luft-vatten-värmepumpen kan installeras utan omfattande installationsarbete

En tveklöst fördel med denna design är förmågan att återanvända värme som lämnar lokalerna uppvärmda av värmepumpen med avluft eller vatten, såväl som rök, gas etc. För att kompensera för bristen på luftvärmepumpen på vintern, bör alternativa värmealternativ övervägas.

Det billigaste alternativet kan vara en luft-till-luft värmepump, vars konstruktion inte kräver komplicerat arbete för att skapa ett traditionellt vattenvärmesystem i rum.

Läs mer om denna typ av värmepump i vår artikel:https://aquatech.tomathouse.com/sv/otoplenie/alt_otoplenie/teplovoj-nasos-vozdux-vozdux.html.

Fördelar och nackdelar med systemet

Installation av en värmepump hemma och dess inkludering i värmesystemet eller skapandet av en fullvärdig värmestation kommer att lösa ett antal pressproblem och har följande fördelar:

• det är ett autonomt värmesystem, vars enda centraliserade element är anslutningen till elnätet;
• denna metod kan avsevärt spara på dyra energibärare, som traditionellt används för uppvärmning och reducerar verktygskostnaderna avsevärt.Den genomsnittliga värmeomvandlingskoefficienten är 3,5 - 4,5. Från 1 kW el genererar pumpen från 3 till 7 kW värme. Dessa är de högsta priserna bland alla typer av pannor som körs på något bränsle;
• systemet är säkert för människors hälsa och för miljön. Det hjälper till att rädda planetens icke-förnybara energiresurser;
• brandsäkerhet och brännbarhet för delar. Denna panna överhettas inte, exploderar inte, bränner inte, avger inte kolmonoxid;
• en pump kan producera både värme och kyla, vilket tillhandahåller det nödvändiga mikroklimatet i huset, liksom att värma vatten för hushållens behov;
• hållbarhet - enligt de europeiska invånarnas erfarenhet är utrustningens livslängd 20-50 år.
• komfort och tyst drift. Systemet styrs av automatisering;
• installation av pumpen kräver inte godkännanden, som är nödvändiga under installation av t.ex. gasutrustning.

I Norge och Sverige värms 95% av alla bostäder av värmepumpar.

Fördelarna med ett sådant system är mycket större än nackdelarna

Nackdelarna inkluderar:

• den relativt höga installationskostnaden och själva pumpen beror återbetalningen av ett sådant system på intensiteten i dess drift;
• behovet av att locka till sig specialister och använda speciell borrning och annan utrustning för att förse en geotermisk pump med en vertikal krets, vars djup kan nå 200 m.

Hur man gör en DIY värmepump

Att använda värmepumpar för att värma ditt hem är lönsamt och bekvämt. Erfarenheten visar att i privata hem med en bostadsyta på mer än 400 kvadratmeter. m en sådan design kommer att betala sig inom några års drift, trots de höga kostnaderna. Ägare av hus med mer blygsamma storlekar utvecklar och installerar värmepumpar med egen design. Här är några riktlinjer för hur du skapar dessa användbara enheter:

• Först måste du ta hand om köp av en kompressor, till exempel utformad för luftkonditionering. Vanligtvis är den fixerad på väggen.
• en annan viktig del av konstruktionen - kondensatorn - kan göras oberoende. För att göra detta måste du skapa en spole av ett kopparrör (minst 1 mm tjockt), som placeras i ett metall- eller plasthölje. En lämplig tank är lämplig som hus. Efter att spolen har installerats svetsas halterna på tanken och monterar nödvändiga gängade anslutningar. Förångaren är också vanligtvis monterad på väggen. För att skapa en högkvalitativ spiral kan du linda ett kopparrörsrör runt ett föremål med lämplig diameter, en gascylinder är ganska lämplig. För att säkerställa att avståndet mellan svängarna är detsamma, använd ett perforerat aluminiumhörn, på vilket spolarna på spolen är fixerade.
• slutlig installation av denna utrustning: lödning av ett kopparrör, injektion av freon, etc. - bör endast utföras av en kvalificerad specialist. Otillräckliga åtgärder kan skada utrustningen, dessutom är de förknippade med en stor sannolikhet för personskada.
• efter det är designen ansluten till husets interna värmesystem.
• sedan är den externa kretsen installerad och ansluten, funktionerna i denna process beror på typen av värmepump.

Innan värmepumpen startas kommer det inte att skada att diagnostisera husets ledningar och mätare. Gammal och föråldrad utrustning måste bytas ut. Acceptabel effektmätare är minst 40 ampere.

Tyvärr uppfyller inte alla värmepumpar för husuppvärmning förväntningarna från ägarna. Oftast beror detta på bristen på korrekta termodynamiska beräkningar. Resultatet är ett system med otillräcklig kraft eller kostnaderna för alltför kraftfull utrustning ökar orimligt. För att välja ett system med lämplig kapacitet är det nödvändigt att ta hänsyn till byggnadens värmeförlust, liksom många andra egenskaper. Sådana beräkningar bör anförtros en konstruktör.

Kostnadseffektivitet och genomförbarhet vid användning av värmepumpar

För att uppnå betydande besparingar på värmebudget under många år är det nödvändigt att spendera betydande medel på konstruktions- och installationsstadiet. Återbetalningen av ett sådant värmesystem försenas i tid, det beror på driftsförhållandena.

Energi som tas från miljön kräver inte betalning och slutar inte där.

Om golvet och väggarna är ordentligt isolerade i huset, fungerar värmepumpen så effektivt som möjligt. Värmeförlusten får inte överstiga 100 watt per 1 kvadrat. meter.

Följande är en jämförelse av värmekostnaderna vid användning av olika energikällor.

För att spara på uppvärmning måste du spendera en betydande summa på att installera en värmepump

Det är mycket fördelaktigt att inkludera pumpen i ett system för golvvärme eller väggar, där driftstemperaturen är ungefär 40 grader. En indikator på besparingar kan betraktas som avsaknad av överhettning av värmekretsen och frysning av kylvätska när pumpen stängs av, vilket förbättrar systemets tillförlitlighet och minskar risken för en olycka och frekvensen av förebyggande och reparationsarbete.

Kostnaden för att installera ett sådant system beror på flera faktorer:

• området för husets uppvärmda lokaler;
• olika pump design;
• värmesystem och rör lagt i huset;
• indikatorer på värmeförlust.

För ett litet hus på 130 kvadratmeter. m vid installation av en pump med jordvärmeintag kommer utrustningens kostnader att vara 450 000 p., och installationen drar 300 000 p.

En luft-vattenpump kostar 300,00 p., Installationen är 80 000 p. Detta är det billigaste alternativet.

Kostnaden för installationen börjar från 450 tusen rubel.

De maximala kostnaderna kommer att krävas för djupborrning med låg fryspunkt och för en stor yta, till exempel 400 kvadratmeter. m. Utrustning kommer att kosta 800 000 p., och installation - 360 000 p. Kostnaderna inkluderar all design och schaktning, markarbeten och alla delar av pump och värmesystem.

Material uppdaterat 03.03.2018