Топлински пумпи за домашно греење: принцип на работа, извори

Што е тоа - топлинска пумпа? Како функционира? Каде овие уреди можат да извлечат топлина? Конечно, колку се профитабилни и практични во споредба со другите извори на топлинска енергија? Ајде да го разбереме.

Што е тоа

Принципот на работа на топлинската пумпа е целосно идентичен со оперативната шема на обичен фрижидер.

• Компресорот го компресира испарливиот ладилен медиум. Ова произведува значителна количина на топлина, која се дава на разменувачот на топлина. Оваа топлина може да се користи за загревање на воздухот кој се втурнал преку разменувачот на топлина од страна на вентилаторот, или било кој носач на топлина.
• Ладилното ладење поминува низ експанзиониот вентил и драстично се зголемува во обемот.. Во исто време, во целосна согласност со законите на физиката, брзо се лади, а поминувајќи низ вториот разменувач на топлина, зема топлина од неговата околина.

Забелешка: колку е поголем степенот на експанзија на ладилното средство, толку е помала неговата последна температура. Соодветно на тоа, под одредени услови, сосема е способно да се извлече топлина од медиум кој се лади добро под точката на замрзнување на водата.

Ако фрижидерот е способен да работи само на еден начин - за ладење на внатрешниот простор, тогаш секоја топлинска пумпа за загревање на куќата е во можност да ја инвертира правецот на движење на ладилното средство. Од практична страна, тоа значи дека сопственикот на таков уред има на располагање целосно опремен клима: во зима ја загрева просторијата, но летото се користи за ладење на вилата на пријатна температура.

Конечно, топлинска пумпа за греење има уште една многу убава карактеристика. Бидејќи електричната енергија се троши само на работата на компресорот, а надворешното опкружување се користи како извор на топлина, пумпата дава меѓу 3 и 5 киловати топлинска енергија за секој киловат електрична енергија што се троши.

Извори на топлина

Што може да биде извор на топлина од низок степен?

Земјата

Како што е познато, во зимскиот студ почвата се замрзнува на прилично незначителна длабочина. Само еден метар под нивото на замрзнување, температурата на почвата е стабилна и е 8-12 степени во секое време од годината.

Топлинските пумпи со изворен извор користат геотермална топлина.

Постојат два вида на разменувачи на топлина:

1. Вертикална е долга флексибилни цевки, нурнати во вертикални бунари на длабочина од 60-100 метри. Земајќи го предвид фактот дека трошоците за дупчење на работна метар на бунар е 2-3 илјади рубли, инсталацијата на разменувачи на топлина чини значителен износ; но вертикалниот разменувач на топлина не се одвива на локацијата.

1. Хоризонтално, напротив, држи подлабока длабочина. Ровови под него може да се ископаат сопствените раце, без вклучување на технологијата; соодветно, инсталацијата ќе биде многу поевтино. Сепак, целата површина на почвата над колекторот (околу три пати од загреаната површина на куќата) ќе биде несоодветна за садење: поголемиот дел од растенијата нема да толерираат прегревање на корените во лето.

Проценетата цена на геотермална топлинска пумпа со излезна топлина од 20 KW е околу половина милион рубли. Инсталација во зависност од условите (број и длабочина на бунари, присуство или отсуство на подземни води итн.) Ќе го принуди купувачот да потроши уште 100 - 400 илјади.

Вода

Ако вашата куќа е на брегот на резервоар без замрзнување - имате среќа: во овој случај, греењето со топлински пумпи може да се спроведе со минимални трошоци за инсталација. Разменувачот на топлина се загрева со тегови и ја отстранува топлината од водата.

Пумпи кои користат подземни води како извор на топлина се малку посложени. Во овој случај, двата бунари се дупчат во областа, од кои една станува извор на вода, а втората се користи за да се испушти откако ќе помине низ разменувачот на топлина. Приближно проток на бунарот, обезбедување на работа на уредот со термички капацитет од 16 KW - 0,8 m3 / час.

Воздухот

Конечно, најевтините топлински пумпи кои користат амбиентниот воздух како извор на топлина. Едноставноста на дизајнот ги прави релативно евтини; инсталација е исто така повеќе од едноставна.

На продажба можете да најдете уреди кои работат во две шеми.

1. Пумпите воздух-воздух се користат само за загревање или ладење на воздух во затворените простории.
2. Шемата за воздух-вода овозможува, покрај греењето, да се обезбеди куќата со топла вода.

Како пример, ги презентираме сегашните малопродажни цени за неколку уреди кои работат според втората шема.

А што е со пумпите воздух-воздух? О, тука сликата е многу поатрактивна. Наједноставната топлинска пумпа од овој тип - обичен прозорец климатик - може да се купи за 4-5000 рубли; Позначајно купување - инвертерски систем за поделба - ќе чини 20-40 илјади.

Зошто во овој сооднос на цените направите уреди кои ја извлекуваат топлината од вода и почва ја задржуваат својата популарност? Одговорот е едноставен: воздушните пумпи остануваат да работат само при релативно високи температури на отворено (до -25 C); во меѓувреме, во повеќето делови на земјата на врвот на зимските мразови, термометарот значително се намалува.

Покрај тоа, колку е помала температурата на улицата, помалку поволна е греењето на куќата со топлинска пумпа од овој тип. Постои такво нешто како COP (коефициент на перформанси), што значи дека односот на топлина генерирана на цената на електричната енергија. Значи, оваа основна карактеристика на топлинските пумпи за популарниот Mitsubishi Zubadan е 4.0 на + 5 ° C и 2.0 на -25.

Заклучокот е очигледен. Греењето на селска куќа со топлинска пумпа што работи според шемата за воздух-воздух е оправдана само во топли климатски зони. Во Јакутија или во Хабаровска територија се претпочитаат геотермални уреди.

Ефективност на трошоците

Греењето на приватна куќа со електрични конвектори, вентилациони грејачи и други уреди за греење е најскапа меѓу сите постоечки шеми. Суди за себе:

Меѓутоа, ако не користите директно греење, туку топлинска пумпа - греењето ќе стане значително поевтино. Колку - зависи од веќе споменатите полицајци. За повеќето модели на уреди од различни видови, овој параметар паѓа во опсег од 3-4; најдобрите примероци имаат COP од 6.

Вреди да се разгледа уште неколку нијанси.

• Како што веќе спомнавме, со воздушни пумпи, енергетската ефикасност се намалува со падот на температурата надвор, така што за проценка би било точно да се земе просечната вредност по сезона (COP за просечната зимска температура).
• COP зависи не само од температурата на изворот на топлина од низок степен, туку и од температурата на објектот на кој се пренесува оваа топлина. Топлинската пумпа е токму температурната делта. На пример, геотермална пумпа, загревајќи топол кат до + 30C, ќе биде многу поекономична отколку да им се дава иста топлина на радијаторите со температура од +60.

Практична последица: ако имате намера да ги поврзете топлинските пумпи за загревање на рацете кон грејното коло со радијатори, имајте предвид дека бројот на делови треба да се зголеми и температурата на носачот на топлина да се намали на +40 - +45 C.

Земајќи ги предвид сите бројни резервации, просечната COP вредност може безбедно да се земе еднаква на 3,0. Во овој случај, бидејќи е лесно да се пресмета, цената на киловат-час на топлина ќе биде 1,2 рубли, што е само малку поскапо од главниот гас, огревно дрво и поевтино од сите други извори на топлина.

При изборот на греење, вреди да се размислува не само за моменталната состојба, туку и за изгледите. И тие се: благодарение на новиот развој на зелена енергија (со користење на обновливи извори), трошоците за електрична енергија ќе растат многу побавно од цената на гасот, јагленот и нафтените продукти.

Особено, предвидувањата за раст на цените во 2010 година покажуваат зголемување на цената на кубен метар на гас за 1000 отсто до 2032 година, а само 130 отсто од електричната енергија.

Од авторот

Можеби читателот ќе го пронајде сопственото искуство на авторот интересно. Тој користи пар воздух-воздух пумпи за греење во домот.

Значи, со оглед:

• Место акции - Севастопол, Крим. Просечната температура во јануари е +3. Сегашната зима беше невообичаено ладна: за неколку дена мразот се чуваше на -20 степени.
• Областа на загреан таванот е 60 квадратни метри. Габите се целосен застаклување со едно-коморни двојни застапени прозорци за заштеда на енергија. Топлинската изолација на ѕидовите и покривот е 5 сантиметри минерална волна и пена пластика.
• Купер делува како извор на топлина.&Хантер CH-S12 FTXN. Топлинска енергија при работа на греење - 4,12 kW, COP е 4,2, декларираната долна граница на работната температура е -25 ° C; цената во времето на купување е 24.000 рубли.

Резултати:

• Во текот на зимата, сосема удобно +20 степени се одржуваа на таванот.
• Приближната потрошувачка на електрична енергија за греење на сведување е 400 KW-часа. Потрошувачката е лесно да се конвертира во паричен еквивалент врз основа на локални тарифи.

Единствениот проблем што го открива греењето на топлинската пумпа при ниски температури е замрзнувањето на мразот во цевката за одводнување. За да се отстрани, се планира едноставно да се стави дел од саморегулирачкиот греен кабел во дренажата.

Заклучок

Дали вреди да се инвестира во уште неприборниот систем за греење со топлински пумпи? Од гледна точка на авторот, да. Изгледа многу привлечно дури и против позадината на главниот гас - само затоа што е апсолутно безбеден и не бара отстранување на производи за согорување.

Сепак, нека читателот прави избор самостојно. Како и секогаш, дополнителни прилози можат да се најдат во прикаченото видео. Успеси!