Energetika, imaju skupu opremu, ali glavna prednost je brza otplata. Jedna vrsta takve alternative je toplotna pumpa za grijanje. Cijene i opisi vrsta takvih sistema pojašnjeni su u ovom članku.

Alternativa plinskom kotlu

Pročitajte u članku

Istorija nastanka toplotnih pumpi

Prvi znaci koncepta toplotne pumpe pojavili su se 1852. godine. William Thomson je bio pionir ovog razvoja, a pokupio ga je i poboljšao Robert Weber 1940. godine, koji je često eksperimentirao i slučajno otkrio da se toplina stvara iz zamrzivača. Prvo, naučnik je podučavao sistem, a na kraju i čitav dom. Veliki trijumf bilo je Weberovo postavljanje bakarnih cijevi u zemlju koje su prikupljale prirodnu toplinu i pretvarale je u toplinsku energiju.

Princip rada toplotne pumpe za grijanje kuće

Toplotna pumpa je projektovana na način da njene unutrašnje jedinice mogu prerađivati ​​toplotu iz prirodnog okruženja (voda, zemlja i vazduh) u toplotu za.

Kako pumpa radi iznutra

Bez obzira na način proizvodnje topline, sve pumpe sadrže sljedeće elemente:

• Ekspanzioni ventil;
• Isparivač visokog pritiska;
• Compressor;
• Capacitor;

Proces konverzije

Geotermalna toplotna pumpa po povoljnoj ceni radi na konvencionalnom principu, koja tokom procesa ključanja rashladnog sredstva odvodi svu toplotu akumuliranu unutar jedinice do njenog zadnjeg zida. Samo u tom slučaju izvučena energija se oslobađa u zatvorenom prostoru.

Faze stvaranja toplotne energije:

1. U zavisnosti od vrste prirodnog elementa koji se koristi, pumpa uklanja toplotu u rasponu od 1 do 7 stepeni.
2. Isparivač, koji se nalazi unutar uređaja, sadrži rashladno sredstvo. Ova tečnost može da ključa na nultoj temperaturi.
3. Uz pomoć nastale prirodne topline, rashladno sredstvo ključa i postaje plinovito.
4. Plin ulazi u kompresor, koji povećava njegov pritisak i kao rezultat toga raste temperatura.
5. Maksimalno zagrijano rashladno sredstvo u obliku plina prelazi u kondenzator, gdje odaje svoju toplinu. Nakon hlađenja, tvar se vraća u tečno stanje.
6. Ekspanzioni ventil tada propušta tečnost, smanjujući njen pritisak na prvobitni nivo.
7. I opet rashladno sredstvo završava u isparivaču, prima dio topline i proces se ponavlja.

Stoga je rashladno sredstvo glavni radni element toplotne pumpe. Toplina koju dobije iz prirode pretvara se u 35-65 stepeni korisnog toplotnog resursa.

Bilješka! Iako temperatura grijanja rashladne tekućine nije tako visoka, zbog povećanja sekcija akumulatora postiže se potpuno i ravnomjerno zagrijavanje prostora. Na sistem možete priključiti grijani pod, on će se zagrijati glatko i ne agresivno.

Glavne vrste toplotnih pumpi

Grijači se razlikuju po načinu na koji proizvode toplinu. Podijeljeni su na tipove kao što su: "voda-voda", "vazduh-vazduh", "podzemna voda", "vazduh-voda".

Voda-voda

Suština sistema je izvlačenje toplote iz rezervoara ili. Oprema ove vrste razlikuje se od ostalih po većoj efikasnosti prijenosa topline. To se objašnjava činjenicom da je voda manje osjetljiva na promjene temperature, posebno u tlu.

Vazduh-vazduh

Kako se kretati prilikom odabira toplotne pumpe

Da biste odabrali određenu vrstu grijanja po povoljnoj cijeni, morate se odlučiti za sljedeće parametre:

• Iznos od kojeg ste voljni odvojiti se za kupovinu opreme;
• Vrsta prostora u kojem se nalazi dom koji namjeravate obezbijediti alternativnim načinom grijanja. Vrsta instalacije ovisi o lokaciji kočića ili podzemnih voda;
• Morate odlučiti da li imate priliku da bušite za toplotnu pumpu;
• Glavna nijansa je tačan izračun potrebne snage za potpuno grijanje kuće;

Kako izračunati snagu potrebne opreme

Da biste preciznije odredili potrebnu snagu, potrebno je izračunati temperaturnu razliku između ulice i mikroklime u sredini zgrade: T = Tinside - Toutside = potreban stepen Celzijusa.

Konačna formula uključuje uzimanje u obzir svih gore navedenih parametara: Q = V x T, kW.

Bitan! Da bi se izbjegao nedostatak snage za grijanje, potrebno je rezultirajućim proračunima dodati 10 posto nominalne vrijednosti kako bi se uravnotežili svi nedostaci.

Pregled proizvođača

Da biste kupili toplotnu pumpu, cena mora biti u korelaciji sa reputacijom proizvođača i opsegom funkcija.

Bilješka! Veliki je izbor stranih proizvođača, kvalitet njihove opreme je veoma visok, ali domaće firme ne odustaju i u stanju su da nadmaše mnoge evropske konkurente. Cijena ruskih proizvođača je mnogo ugodnija.

Toplotna pumpa za grijanje kuće. Cijene za različite vrste

Svaki sistem, koji se međusobno razlikuje po vrsti, ima svoje zapremine potrebnih strukturnih elemenata. Ova činjenica utiče na cjenovnu politiku gotovog proizvoda.

Cijene toplotnih pumpi zrak-zrak i drugih vrsta

Raspon snage vodovodnih sistema dostiže do 18 kW. Dodatni moduli mogu proširiti funkcionalnost sistema do potpune automatizacije. Cijena takvih uređaja varira od 100 do 500 hiljada rubalja.

Što se tiče zemljanih uređaja, snaga doseže 500 kW, a cijena doseže 3,5 miliona rubalja.

Tabela raspona cijena toplotnih pumpi po sistemu ključ u ruke.

Slika	Proizvođač	snaga, kWt	Tip	cijena, rub.
	Gree Versati GRS-CQ	5,5	Voda voda	300 000
	Altal 12	12	zemljana voda	350 000
	Cooper/Hunter GRS-Cm	18	Vazdušna voda	240 000
	PEA	6	Vazdušna voda	400 000
	Mamut j142	48	Voda voda	650 000
	DHL-L Varius	5,33	Vazduh	750 000

DIY toplotna pumpa

Da biste napravili toplinsku pumpu vlastitim rukama iz hladnjaka, morate imati određenu vještinu. Ali sasvim je moguće dovesti jedinicu u radno stanje.

• Prije svega, morate kupiti kompresor iz hladnjaka ili.
• Sada morate sastaviti kondenzator, čiji dizajn počinje zavojnicom. Obično se pravi od bakrene cijevi debljine 1 mm i stavlja se u metalno kućište. Da bi se zavojnica smjestila unutar spremnika, prvo se prepolovi, a nakon postavljanja svih dijelova i navojnih spojeva nazad. Da bi se zavojnica ravnomjerno okretala i na istom razmaku između prstenova, možete namotati cijev na prazno, a udaljenost je fiksirana aluminijskim kutom s rebrima.
• Kompletnu montažu, lemljenje cijevi i pumpanje rashladnog sredstva obavlja isključivo profesionalni rashladni tehničar. U suprotnom može doći do vanrednog stanja.
• To je to, struktura je spremna za povezivanje.

Dodatne karakteristike toplotnih pumpi

Zahvaljujući jedinstvenom dizajnu, ruske toplotne pumpe omogućavaju stvaranje dodatnih procesa, kao što su hlađenje i kotlovsko grijanje vode. Efekat hlađenja postiže se obrnutim procesom sužavanja rashladnog sredstva. Odnosno, u kompresoru se događaju iste manipulacije kao i tijekom grijanja, samo obrnutim redoslijedom.

Voda se zagrijava indirektno. Unutar kotla se nalazi kalem kroz koji prolazi topla voda, a toplota iz zavojnice zagrijava vodu u kotlu.

Garancija i servis

Zbog činjenice da je sistem vrlo složen, neprihvatljivo je samostalno obavljati dijagnostičke i popravne radove na jedinicama. U ove svrhe, prilikom kupovine pumpe, proizvođač je dužan da sa Vama sklopi ugovor u kojem se preciziraju vremenski periodi tokom kojih će pregled vršiti stručnjak.

1. Garancija podrazumijeva određeni period besplatnog servisa koji uključuje popravke svih komponenti i sklopova.
2. Održavanje je sastavni dodatak samom sistemu. Raspored po kojem se vrši pregled može biti mjesečni, tromjesečni, polugodišnji i godišnji.

zaključci

Ako ste sigurni u kupovinu toplotne pumpe za grijanje vašeg doma, cijene vas ne bi trebale plašiti. Uostalom, glavni prioritet takvog grijanja je da se efikasnost pomnoži 4 puta u odnosu na druge vrste grijanja. To znači da će se cijeli sistem vrlo brzo isplatiti. Tople zimske večeri.

Toplinska pumpa- mehanički uređaj koji omogućava prenos toplote sa izvora sa niskim potencijalom toplotne energije (niska temperatura) u sistem grejanja (rashladno sredstvo) sa povišenom temperaturom. Pokušajmo ovo objasniti razumljivijim jezikom.

Prošla su vremena kada su ljudi grijali svoje domove loženjem drva u kaminu ili peći. Zamijenjuju ih multifunkcionalni kotlovi dugog gorenja. U regijama gdje je dostupan glavni plin, za grijanje se koristi efikasna plinska oprema. Na mjestima nepristupačnim plinovodima sve se više koristi.

Čovječanstvo razumije da spaljivanje neobnovljivih izvora energije nije obećavajući posao. Naučnici ne prestaju da tragaju novi načini proizvodnje toplotne energijei razvijanje savremenih mehanizama za realizaciju postavljenih zadataka.

U jednom takvom projektu projektovana je toplotna pumpa. Zaista, baš kao većini jedinice za proizvodnju topline, rad toplinske pumpe nije moguć bez električne energije. Ozbiljna razlika je u tome što električna energija nije uključena u grijanje, na primjer, grijaći element, kao u uljnom radijatoru, i ne zatvara spiralu u toplinskom pištolju. Toplotna pumpa nema grijaće elemente, ne stvara toplinsku energiju, toplinska pumpa služi samo kao njen prijenosnik iz okoline do potrošača (rashladnog sredstva).

Električna energija koju troši toplotna pumpa troši se samo na kompresiju rashladnog sredstva i pumpanje ga okolo da bi ga cirkulisalo. Rashladno sredstvo djeluje kao neophodno radno okruženje, on je taj koji prenosi toplotu iz okoline u sistem grejanja i sistem za snabdevanje toplom vodom. Ovaj pregled će nam pomoći kako odabrati toplinsku pumpu, princip njenog rada, a također će naučiti o prednostima i nedostacima takve opreme.

Toplotna pumpa za grijanje

Tradicionalno grijanje privatne kuće i dalje je poželjno ako su jeftini resursi u izobilju. Pitanje je šta učiniti kada je dostupnost jeftinih izvora ograničena? Alternativno rješenje je toplotna pumpa – više od 40 godina radnog iskustva u Evropskoj uniji govori nam da to može biti vrlo efikasno.

U Ruskoj Federaciji, toplotna pumpa nije dobila odgovarajuću distribuciju. Razlog za to su dva faktora. Prvo, postoji obilje nafte, gasa i drveta. Drugo, zaustavljaju ga visoka cijena i nedostatak popularizacije. Informacije o toplotnim pumpama su vrlo oskudne, princip njihovog rada nije jasan, a nema dovoljno informacija o prednostima.

U Evropskoj uniji cijene goriva su toliko visoke da geotermalni sistemi grijanja pokazuju prednosti u radu. Na primjer, do 95% domaćinstava u Švedskoj i Norveškoj koristetoplotne pumpe kao glavni izvor grijanja. Međunarodna agencija za energetiku predviđa da će toplotne pumpe do 2020. godine početi da obezbjeđuju 10% energetskih potreba za grijanje u zemljama Organizacije za ekonomsku saradnju i razvoj, a do 2050. godine ta brojka će dostići 30%.

Toplotna pumpa za grijanje - princip rada

Iz školskog kursa fizike, podsjećajući na drugi zakon termodinamike, pouzdano se zna da se toplina s vrućeg tijela prenosi na hladno bez ikakvih mehanizama. Trik je kako prenijeti toplinu u suprotnom smjeru? Da bismo to učinili, trebat će nam niz radnji koje osiguravaju rezultate.

Ovo su radnje koje će nam toplotna pumpa pomoći da izvršimo. Troškovi energije za rad toplotne pumpe proporcionalno zavise od temperaturne razlike između medija uključenih u ovaj proces.

Da li ste ikada dodirnuli crnu rešetku frižidera sa zadnje strane? Svako može potvrditi da je zadnji zid veoma vruć. Uperivši laserski pirometar u crnu rešetku, možete vidjeti da je temperatura njene površine oko 40°C. Na ovaj način, inženjeri rashladne opreme vraćaju nepotrebnu toplinu iz unutrašnjosti zamrzivača.

Poznato je da je krajem četrdesetih godina prošlog vijeka izumitelj Robert Weber skrenuo pažnju na beskorisno zagrijavanje zraka hladnjakom. Pronalazač je razmišljao o tome i na njega priključio kotao za indirektno grijanje. Kao rezultat toga, Robert je domaćinstvo opskrbio toplom vodom u potrebnoj količini. Tada je entuzijasta počeo razmišljati o tome kako "okrenuti" hladnjak iznutra i transformirati uređaj za hlađenje u uređaj za grijanje. Moram priznati, uspio je.

Kako radi toplotna pumpa?

Princip rada toplotne pumpe zasniva se na činjenici da ćemo pod zemljom u bilo koje doba godine, kada padne ispod nivoa smrzavanja, naići na temperature iznad nule. Ispostavilo se da je sloj tla bez mraza upravo pod našim nogama. Šta ako ga koristite kao zadnji zid zamrzivača?

Primjenjujući princip rada rashladne opreme, Za prijenos topline iz podzemnog u kućni prostor koristi se sistem cijevi kroz koje cirkuliše rashladno sredstvo. Freonska rashladna sredstva se zagrijavaju podzemnom toplinom i počinju isparavati. Hladan zrak izvana ga hladi, uzrokujući kondenzaciju freona.

Zagrijavanjem topline naizmjeničnim ciklusima isparavanja i zagrijavanja, toplinska pumpa prisiljava rashladno sredstvo da cirkulira. Kompresor stvara pritisak, tjerajući freon da se kreće kroz cijevi dva izmjenjivača topline.

U prvom izmenjivaču toplote, freon isparava pod niskim pritiskom, tokom kojeg se toplota apsorbuje iz neposredne okolne atmosfere. Isto rashladno sredstvo se zatim komprimira visokotlačnim kompresorom i premješta u drugi kalem gdje se kondenzira. Zatim oslobađa toplinu koju je apsorbirao ranije u ciklusu.

Glavni kompresor igra glavnu ulogu u procesu. Povećanjem pritiska, freon se kondenzuje i proizvodi više toplote nego što je primio od tople zemlje. Dakle, uzemljene pozitivne vrijednosti ​​​od +7°C ipretvara u ugodne kućne uslove +24°C.

Korišćenjem toplotne pumpe za grejanje postižemo visoku efikasnost.

Želio bih napomenuti da cijela konstrukcija ne zahtijeva posebno namjensku električnu liniju. Potrošnja energije je uporediva sa potrošnjom električne energije u domaćinstvu. Trik je u tome što toplotna pumpa „proizvodi“ toplotnu energiju četiri puta više nego što troši električnu. Za grijanje vikendice od 300 m2, u teškim mrazima od 30°C, neće se potrošiti više od 3 kW.

Međutim, vlasnik geotermalne pumpe će na početku morati mnogo da izdvoji. Cijena opreme i materijala za povezivanje je najmanje 4.500 USD. Dodajmo instalacijske radove i bušenje, a isto toliko, ispada da će najjednostavniji sistem koštati 10 hiljada dolara.

Jasno je da će koštati red veličine jeftinije. Ali plaćajte mjesečno na bazi 1 kW na 10 m2ionako će morati. Tako ispada da za 300 kvadratnih metara. metara kod kuće će biti potrebno 30 kW - 10 puta više nego što će se potrošiti na toplinsku pumpu.

Proračuni za grijanje na plin pomoću plinskog kotla daju približno iste brojke - 2000 rubalja mjesečno, što je uporedivo s radom toplinske pumpe. Nažalost, ne žive svi u gasificiranom području.

Toplotna pumpa ima neospornu prednost. Ljeti se takav "reverzni zamrzivač" može "okrenuti naopačke" i laganim pokretom ruke toplotna pumpa se pretvara u klima uređaj. Za toplih dana napolju je +30°C, ali u tamnici je hladno. Koristeći cijevi napunjene rashladnom tekućinom, pumpa će prenijeti hladnoću iz podzemlja u dom. Zatim se uključuje ventilator, tako da dobijamo ekonomičan sistem hlađenja.

Poslovna praksa ukazuje na periode otplate od 3 do 7 godina. Skandinavske zemlje već dugo računaju svoju dobit i griju se ovom metodom. Upečatljiv primjer je gigantska toplotna pumpa u Stockholmu, geotermalna oprema. Izvor toplotne energije zimi i hladnoće ljeti su vode Baltičkog mora. Slogan se u potpunosti odnosi na toplotnu pumpu: plati sada - uštedi kasnije! Uštede su sve veće zbog činjenice da su energetski resursi sve skuplji.

Toplinska pumpa. Istina o njegovoj efikasnosti.

Nažalost, danas nije sve tako ružičasto s efikasnošću. Jedno od glavnih pitanja koje muči potrošača ostaje: kupiti ili ne kupiti toplotnu pumpu. Naš savjet je da pažljivo odmjerite prednosti i nedostatke, najvjerojatnije će opcija kupovine konvencionalnog koštati manje, a instalacija će biti lakša.

Ako toplotnu pumpu posmatramo kao koncept budućnosti, kao novu ideju za proizvodnju toplote, inženjerska ideja definitivno zaslužuje poštovanje. Geotermalna oprema radi, možete je dodirnuti rukama i svake godine postaje sve efikasnija. Međutim, ako izračunamo koliko ćemo novca potrošiti na njegov rad, dodamo početne troškove kupovine i ugradnje, najvjerovatnije ćemo dobiti iznos koji pokazuje da ćemo na njega potrošiti mnogo više novca nego na bilo koju drugu vrstu uređaja za generiranje topline. .

S obzirom na toplotnu pumpu kao ekonomski sistem, kada potrošite 100 rubalja na njen rad i dobijete toplotnu energiju u vrednosti od 300 rubalja, ne zaboravite da ste platili mnogo novca za pravo da dobijete višak profita od 200 rubalja. Inače, u Evropskoj uniji je prodaja toplotnih pumpi podržana državnim programima.

Tako se u Finskoj godišnje proda više od 60 hiljada toplotnih pumpi, a broj prodaje raste po stopi od 5%. Ali prvo, ekonomski učinak korištenja takve opreme tamo je veći zbog skupe električne energije. Cena struje u Finskoj je 35 evrocenti, u poređenju sa Rusijom – 7 evrocenti. Drugo, program subvencija obezbjeđuje refundaciju za kupovinu toplotne pumpe u iznosu od 3.000 eura.

Sve dok cijene plina i električne energije ostaju niske, uvođenje toplotne pumpe kao glavnog konkurenta ostaje izazov. Masovna potrošnja će postati moguća samo u slučaju krize proizvodnje ugljovodonika ili krize proizvodnje električne energije.

Kako odabrati pravu toplotnu pumpu

Prva faza.

Proračun potrebne topline za grijanje kuće. Za odabir toplotne pumpe (HP) koja je uključena u sistem grijanja kuće, važno je izračunati potrebu za toplinom. Precizan proračun će vam pomoći da izbjegnete nepotrebno prekoračenje troškova, jer to dovodi do nepotrebnih troškova.

Druga faza.

Koji izvor toplote odabrati za svoju toplotnu pumpu. Ova odluka ovisi o mnogim komponentama, od kojih su glavne:

• Finansijska komponenta. To uključuje direktne troškove same opreme, kao i radove na ugradnji geotermalne sonde ili postavljanju podzemnog termalnog kruga. To zavisi od lokacije samog lokaliteta, kao i od neposrednog okruženja (akumulacije, zgrade, komunikacije) i geologije.

• Operativna komponenta. Glavni trošak je rad toplinske pumpe. Ova brojka ovisi o načinu grijanja vaše zgrade i odabranom izvoru topline.

Treća faza.

Analiza početnih podataka za odabir toplotne pumpe:

1. Budžet za predloženi sistem.
2. Sistem grijanja: radijatori, zračno grijanje, podno grijanje.
3. Područje lokacije koje se može dodijeliti za postavljanje toplinskog kolektora.
4. Da li je moguće bušiti na gradilištu?
5. Geologija lokacije za određivanje dubine geotermalne sonde ako se donese takva odluka.
6. Da li je klimatizacija potrebna ljeti?
7. Je li grijanje zraka dostupno ili planirano u budućnosti?
8. Kapitalni trošak kupovine i ugradnje HP-a sa svim radovima (približna početna procjena).

Hajde da sve to sredimo po redu

Budžet za predloženi sistem

Prilikom izrade sistema grijanja pomoću toplinske pumpe moguće je ugraditi krug zrak-voda. Kapitalna ulaganja će biti minimalna, jer nisu potrebni skupi radovi na iskopavanju. Ali će biti visokih troškova tokom faze rada ovog sistema grijanja zbog niske radne efikasnosti.

Ako želite značajno smanjiti operativne troškove, onda je ugradnja geotermalne pumpe prikladna za vas. Istina, bit će potrebno izvršiti iskopavanje za postavljanje termalnog kruga. Ovaj sistem će takođe obezbediti „pasivnu“ hladnoću.

Sistem grijanja: radijatori, zračno grijanje, grijani podovi

Da bi se povećala efikasnost HP sistema, poželjno je smanjiti razliku između temperature zagrejanog medija i temperature izvora toplote.
Ako još niste odabrali sistem grijanja, preporučuje se odabir grijanih podova koji vam omogućavaju efikasnije korištenje sistema grijanja.

Površina zemljišta koja se može dodijeliti za postavljanje toplotnog kolektora

Područje mjesta za ugradnju kolektora je kritično ako je nemoguće izbušiti i postaviti geotermalnu sondu. Tada ćete morati postaviti kolektor vodoravno, a to će zahtijevati prostor približno 2 puta veći od površine grijane kuće. Treba uzeti u obzir da se ovo područje ne može koristiti za razvoj, već samo u obliku travnjaka ili travnjaka, kako se ne bi blokirao protok sunčeve svjetlosti.

Da li je moguće bušiti na gradilištu?

Ukoliko je moguće bušiti na gradilištu (dobra geologija, pristup, nedostatak podzemnih komunikacija), najbolje rješenje bi bila ugradnja geotermalne sonde. Pruža stabilan i dugotrajan izvor topline.

Geologija lokacije za određivanje dubine geotermalne sonde, ako se takva odluka donese

Nakon izračuna ukupne dubine bušenja, potrebno je proučiti plan lokacije i odrediti kako osigurati dubinu bušenja. U praksi, dubina jednog bunara obično ne prelazi 150 m.

Dakle, ako je, na primjer, procijenjena dubina bušenja 360 m, onda se, na osnovu karakteristika lokacije, može podijeliti na 4 bušotine od 90 m svaka, ili 3 od 120 m svaka, ili 6 od 60 m svaka. Ali moramo uzeti u obzir da udaljenost između najbližih bunara ne smije biti manja od 6 m.
Troškovi operacija bušenja su direktno proporcionalni dubini bušenja.

Da li je klimatizacija potrebna ljeti?

Ako je klimatizacija potrebna ljeti, onda je očigledan izbor toplotna pumpa tipa “voda-voda” ili “zemlja-voda” nisu spremne da efikasno i ekonomično obavljaju funkcije klimatizacije .

Je li grijanje zraka dostupno ili planirano u budućnosti?

Moguće je integrirati toplotnu pumpu u jedan sistem grijanja zraka. Ovo rješenje će omogućiti objedinjavanje inženjerskih mreža.

Kapitalni trošak nabavke i ugradnje toplotne pumpe sa svim radovima

Početni procenjeni kapitalni troškovi* za kupovinu i ugradnju zavise od tipa toplotne pumpe:

HP sa podzemnim kolektorom:

Radi - 2500 dolara
Operativni troškovi - 350 USD godišnje

VT sa sondom:
Oprema i materijali - 4500 dolara
Radi - 4500 dolara
Operativni troškovi - 320 USD godišnje

Air VT:
Oprema i materijali - 6500 dolara
Radi - 400 dolara
Operativni troškovi - 480 USD godišnje

TN "voda-voda":
Oprema i materijali - 4500 dolara
Radi - 3500 dolara
Operativni troškovi - 280 USD godišnje

* – okvirne, prosječne tržišne cijene. Konačni trošak ovisi o odabranom proizvođaču opreme, regiji izvođenja radova, cijeni operacija bušenja i uvjetima na gradilištu itd. Bilješka odjela za procjenu

Četvrta faza. Vrste posla

Single. Toplotna pumpa je jedini izvor toplote koji obezbeđuje 100% potrebe za toplotom. Radi za radne temperature ne veće od 55 °C.
Upareno. HP i kotao rade zajedno, što omogućava kotlu da postigne više radne temperature.

Monoenergetski. HP i električni kotao čine energetski sistem sa samo jednim eksternim izvorom energije. To vam omogućava da glatko regulirate potrošnju energije, ali povećavate opterećenje ulazne mašine.

Odabir toplotne pumpe

Nakon prikupljanja svih početnih podataka i izrade glavnih tehničkih rješenja, moguće je odabrati odgovarajući tip HP-a. Konfiguracija i izbor dobavljača opreme ovisit će o vašim finansijskim mogućnostima. Glavna stvar je pristupiti izboru sistema s potpunim razumijevanjem onoga što želite. Pomoći ćemo vam da odaberete i implementirate udoban sistem grijanja. Može uzeti u obzir sve nijanse: od funkcije kontrole klime do distribucije topline po zonama kuće.

Zaključak

Odabirom ekološkog sistema grijanja sa toplotnom pumpom, možete biti sigurni u budućnost. Dobijate potpunu nezavisnost od organizacija za snabdevanje toplotom, svetskih cena nafte i političke situacije u zemlji. Jedino što vam treba je struja. Ali s vremenom se proizvodnja električne energije može prenijeti na apsolutnu autonomiju uz pomoć vjetrenjače.

1.
2.
3.
4.
5.
6.

Jedinica kao što je toplotna pumpa ima sličan princip rada kao i kućni aparati - frižider i klima uređaj. Otprilike 80% svoje snage posuđuje iz okoline. Pumpa pumpa toplotu sa ulice u prostoriju. Njegov rad je sličan principu rada hladnjaka, samo je drugačiji smjer prijenosa toplinske energije.

Na primjer, da bi ohladili bocu vode, ljudi je stave u hladnjak, tada kućanski aparat djelimično „oduzima“ toplinu iz ovog predmeta i sada je, prema zakonu održanja energije, mora osloboditi. Ali gdje? Sve je jednostavno, u tu svrhu hladnjak ima radijator, koji se obično nalazi na njegovom stražnjem zidu. Zauzvrat, radijator, zagrijavajući, daje toplinu prostoriji u kojoj stoji. Tako hladnjak zagrijava prostoriju. Stepen do kojeg se zagrijava može se osjetiti u malim radnjama u vrelo ljeto, kada je uključeno nekoliko rashladnih uređaja.

A sada malo mašte. Pretpostavimo da se topli predmeti stalno stavljaju u frižider, a on grije prostoriju, ili se stavlja u prozorski otvor, vrata zamrzivača se otvaraju prema van, a radijator je u prostoriji. Tokom svog rada, kućni aparat, hladeći spoljašnji vazduh, istovremeno će prenositi toplotnu energiju koja postoji spolja u zgradu. Upravo to je princip rada toplotne pumpe.

Odakle pumpa dobija toplotu?

• ambijentalni zrak;
• vodena tijela (rijeke, jezera, mora);
• tla i podzemne arteške i termalne vode.

Sistem grijanja sa toplotnom pumpom

Rashladno sredstvo, koje apsorbira toplinu iz okoline, cirkulira duž vanjskog kruga. Ulazi u isparivač pumpe i oslobađa približno 4 -7 °C rashladnom sredstvu, uprkos činjenici da je njegova tačka ključanja -10 °C. Kao rezultat toga, rashladno sredstvo ključa, a zatim prelazi u plinovito stanje. Već ohlađena rashladna tekućina u vanjskom krugu šalje se na sljedeći krug za podešavanje temperature.

Funkcionalni krug toplotne pumpe sastoji se od:

• isparivač;
• rashladno sredstvo;
• električni kompresor;
• kondenzator;
• kapilarni;
• termostatski kontrolni uređaj.

• Nakon ključanja, rashladno sredstvo, krećući se kroz cjevovod, ulazi u kompresor koji radi pomoću električne energije. Ovaj uređaj komprimira rashladno sredstvo koje je u gasovitom stanju do visokog pritiska, što uzrokuje porast njegove temperature;
• vrući plin ulazi u drugi izmjenjivač topline (kondenzator), u kojem se toplina rashladnog sredstva prenosi na rashladno sredstvo koje cirkulira kroz unutrašnji krug sustava grijanja, ili na zrak u prostoriji;
• hlađenjem, rashladno sredstvo prelazi u tekuće stanje, nakon čega prolazi kroz kapilarni reduktor tlaka, gubeći tlak, a zatim opet završava u isparivaču;
• dakle, ciklus je završen i proces je spreman za ponavljanje.

Približan izračun snage grijanja

Q = (T 1 - T 2) x V, gdje je:
V – protok rashladne tečnosti na sat (m 3 /sat);
T 1 - T 2 - temperaturna razlika između ulaza i ulaza (°C).

Vrste toplotnih pumpi

• podzemne vode - za njihov rad u sistemu za grijanje vode koriste se zatvorene konture tla ili geotermalne sonde smještene na dubini (detaljnije: " ");
• voda-voda - princip rada u ovom slučaju zasniva se na korištenju otvorenih bunara za sakupljanje podzemnih voda i njihovo ispuštanje (čitaj: ""). U ovom slučaju, vanjski krug nije u petlji, a sustav grijanja u kući je voda;
• voda-vazduh - instalirajte vanjske vodene krugove i koristite konstrukcije za grijanje zračnog tipa;
• vazduh-vazduh - za svoj rad koriste raspršenu toplotu spoljašnjih vazdušnih masa plus sistem vazdušnog grejanja kuće.

Prednosti toplotnih pumpi

1. Isplativo i efikasno. Princip rada toplotnih pumpi prikazanih na fotografiji ne zasniva se na proizvodnji toplotne energije, već na njenom prenosu. Dakle, efikasnost toplotne pumpe mora biti veća od jedinice. Ali kako je to moguće? U odnosu na rad toplotnih pumpi koristi se vrijednost koja se naziva koeficijent konverzije topline, ili skraćeno CCT. Karakteristike jedinica ovog tipa upoređuju se upravo prema ovom parametru.Fizičko značenje količine je da odredi odnos između primljene količine toplote i energije utrošene da se ona dobije. Na primjer, ako je CPT koeficijent 4,8, to znači da 1 kW električne energije koju troši pumpa proizvodi 4,8 kW topline, besplatno iz prirode.
2. Univerzalna univerzalna primjena. Ako nema električnih vodova dostupnih potrošačima, kompresor pumpe radi pomoću dizel pogona. Pošto je prirodna toplota svuda, princip rada ovog uređaja omogućava da se koristi svuda.
3. Ekološki prihvatljivo. Princip rada toplotne pumpe zasniva se na niskoj potrošnji električne energije i odsustvu produkata sagorevanja. Rashladno sredstvo koje koristi jedinica ne sadrži hlorougljike i potpuno je bezbedno za ozon.
4. Dvosmjerni način rada. Tokom grejne sezone, toplotna pumpa je u mogućnosti da zagreva zgradu i rashladi je leti. Toplota koja se uzima iz prostorije može se iskoristiti za snabdijevanje kuće toplom vodom, a ako postoji bazen za grijanje vode u njemu.
5. Bezbedan rad. U radu toplotnih pumpi nema opasnih procesa - nema otvorene vatre, a ne ispuštaju se supstance štetne po ljudsko zdravlje. Rashladno sredstvo nema visoku temperaturu, što uređaj čini sigurnim i istovremeno korisnim u svakodnevnom životu.
6. Automatsko upravljanje procesom grijanja prostorije.

Neke karakteristike rada pumpe

• prostorija mora biti dobro izolovana (gubitak topline ne može biti veći od 100 W/m²);
• Toplotna pumpa je povoljna za niskotemperaturne sisteme grijanja. Sistem podnog grijanja zadovoljava ovaj kriterij, jer je njegova temperatura 35-40°C. CPT u velikoj mjeri ovisi o odnosu između temperature ulaznog i izlaznog kola.

Princip rada toplotnih pumpi je prenos toplote, što vam omogućava da dobijete koeficijent konverzije energije od 3 do 5. Drugim rečima, svaki 1 kW utrošene električne energije donosi 3-5 kW toplote u kuću.

Sve više korisnika interneta zanimaju alternativne metode grijanja: toplotne pumpe.

Za većinu je ovo potpuno nova i nepoznata tehnologija, zbog čega se postavljaju pitanja poput: “Šta je to?”, “Kako izgleda toplotna pumpa?”, “Kako radi toplotna pumpa?” itd.

Ovdje ćemo pokušati dati jednostavne i pristupačne odgovore na sva ova i mnoga druga pitanja vezana za toplinske pumpe.

Šta je toplotna pumpa?

Toplinska pumpa- uređaj (drugim riječima, “termalni kotao”) koji uklanja raspršenu toplinu iz okoline (zemlja, vode ili zraka) i prenosi je u krug grijanja vašeg doma.

Zahvaljujući sunčevim zracima, koji neprekidno ulaze u atmosferu i površinu zemlje, dolazi do stalnog oslobađanja toplote. Na taj način površina zemlje prima toplotnu energiju tokom cijele godine.

Vazduh delimično apsorbuje toplotu iz energije sunčevih zraka. Preostalu sunčevu toplotnu energiju zemlja skoro u potpunosti apsorbuje.

Osim toga, geotermalna toplina iz utrobe zemlje konstantno osigurava temperaturu tla od +8°C (počevši od dubine od 1,5-2 metra i niže). Čak iu hladnoj zimi, temperatura u dubinama rezervoara ostaje u rasponu od +4-6°C.

To je niskokvalitetna toplota tla, vode i zraka koju toplotna pumpa prenosi iz okoline u krug grijanja privatne kuće, nakon što je prethodno povećala temperaturu rashladnog sredstva na potrebnih +35-80°C.

VIDEO: Kako radi toplotna pumpa za podzemnu vodu?

Šta radi toplotna pumpa?

Toplotne pumpe- toplinski motori koji su dizajnirani da proizvode toplinu korištenjem obrnutog termodinamičkog ciklusa. prenos toplotne energije sa izvora niske temperature na sistem grejanja sa višim temperaturama. Tokom rada toplotne pumpe nastaju troškovi energije koji ne prelaze količinu proizvedene energije.

Rad toplotne pumpe zasniva se na obrnutom termodinamičkom ciklusu (obrnuti Carnotov ciklus), koji se sastoji od dvije izoterme i dvije adijabate, ali za razliku od direktnog termodinamičkog ciklusa (direktni Carnotov ciklus), proces se odvija u suprotnom smjeru: u smjeru suprotnom od kazaljke na satu.

U obrnutom Carnotovom ciklusu, okolina djeluje kao hladan izvor topline. Kada toplotna pumpa radi, toplina iz vanjskog okruženja se zbog izvršenog rada prenosi do potrošača, ali na višoj temperaturi.

Od hladnog tijela (zemlja, vode, zraka) moguće je prenijeti toplinu samo utroškom rada (kod toplinske pumpe, utroškom električne energije za rad kompresora, cirkulacijskih pumpi itd.) ili neki drugi proces kompenzacije.

Toplotna pumpa se može nazvati i „frižider u obrnutom smeru“, jer je toplotna pumpa ista rashladna mašina, samo za razliku od frižidera, toplotna pumpa uzima toplotu spolja i prenosi je u prostoriju, odnosno zagreva prostoriju. (frižider se hladi uzimajući toplotu iz rashladne komore i izbacuje je kroz kondenzator).

Kako radi toplotna pumpa?

Sada pričajte o tome kako radi toplotna pumpa. Da bismo razumjeli princip rada toplotne pumpe, moramo razumjeti nekoliko stvari.

1. Toplotna pumpa može izvući toplinu čak i na temperaturama ispod nule.

Većina budućih vlasnika kuća ne može razumjeti princip rada (u principu, bilo koje toplotne pumpe na zrak), jer ne razumiju kako se toplina može izvući iz zraka na temperaturama ispod nule zimi. Vratimo se osnovama termodinamike i prisjetimo se definicije topline.

Toplota- oblik kretanja materije, koji je nasumično kretanje čestica koje formiraju tijelo (atomi, molekuli, elektroni, itd.).

Čak i na 0˚C (nula stepeni Celzijusa), kada se voda smrzne, još uvijek postoji toplina u zraku. To je znatno manje nego, na primjer, na temperaturi od +36˚S, ali ipak, i na nuli i na negativnim temperaturama, dolazi do pomicanja atoma, pa se toplina oslobađa.

Kretanje molekula i atoma u potpunosti prestaje na temperaturi od -273˚C (minus dvjesto sedamdeset i tri stepena Celzijusa), što odgovara apsolutnoj nulti temperaturi (nula stepeni na Kelvinovoj skali). Odnosno, čak i zimi, na temperaturama ispod nule, u zraku postoji toplota niske kvalitete koja se može izvući i prenijeti u kuću.

2. Radni fluid u toplotnim pumpama je rashladno sredstvo (freon).

Šta je rashladno sredstvo? Rashladno sredstvo- radna supstanca u toplotnoj pumpi koja tokom isparavanja odvodi toplotu sa hlađenog predmeta i prenosi toplotu na radni medij (na primer, vodu ili vazduh) tokom kondenzacije.

Posebnost rashladnih sredstava je u tome što mogu ključati i na negativnim i na relativno niskim temperaturama. Osim toga, rashladna sredstva mogu prijeći iz tekućeg u plinovito stanje i obrnuto. Prilikom prelaska iz tečnog u gasovito stanje (isparavanje) dolazi do apsorpcije toplote, a pri prelasku iz gasovitog u tečno (kondenzacija) dolazi do prenosa toplote (otpuštanja toplote).

3. Toplotna pumpa je omogućena zahvaljujući četiri ključne komponente.

Da bismo razumjeli princip rada toplinske pumpe, njen uređaj se može podijeliti na 4 glavna elementa:

1. Kompresor, koji komprimira rashladno sredstvo da poveća njegov pritisak i temperaturu.
2. Ekspanzioni ventil- termostatski ventil koji naglo smanjuje pritisak rashladnog sredstva.
3. Isparivač- izmjenjivač topline u kojem rashladno sredstvo niske temperature apsorbira toplinu iz okoline.
4. Kondenzator- izmjenjivač topline u kojem već vruće rashladno sredstvo, nakon kompresije, prenosi toplinu na radnu okolinu kruga grijanja.

Upravo ove četiri komponente omogućavaju rashladnim mašinama da proizvode hladnoću, a toplotnim pumpama da proizvode toplotu. Kako biste razumjeli kako svaka komponenta toplinske pumpe radi i zašto je potrebna, predlažemo da pogledate video o principu rada toplinske pumpe na zemlji.

VIDEO: Princip rada toplotne pumpe podzemna voda

Princip rada toplotne pumpe

Sada ćemo pokušati detaljno opisati svaku fazu rada toplinske pumpe. Kao što je ranije pomenuto, rad toplotnih pumpi zasniva se na termodinamičkom ciklusu. To znači da se rad toplotne pumpe sastoji od nekoliko faza ciklusa koji se ponavljaju iznova i iznova u određenom nizu.

Radni ciklus toplotne pumpe može se podeliti u sledeće četiri faze:

1. Apsorpcija toplote iz okoline (kupanje rashladnog sredstva).

Isparivač (izmjenjivač topline) prima rashladno sredstvo koje je u tečnom stanju i ima nizak pritisak. Kao što već znamo, na niskim temperaturama rashladno sredstvo može proključati i ispariti. Proces isparavanja je neophodan da bi tvar apsorbirala toplinu.

Prema drugom zakonu termodinamike, toplota se prenosi sa tela sa visokom temperaturom na telo sa nižom temperaturom. Upravo u ovoj fazi rada toplotne pumpe rashladno sredstvo niske temperature, prolazeći kroz izmenjivač toplote, oduzima toplotu rashladnoj tečnosti (salamuri), koja se prethodno dizala iz bunara, gde je oduzimala toplotu niskog kvaliteta. tlo (u slučaju toplotnih pumpi zemlja-voda).

Činjenica je da je temperatura tla ispod zemlje u bilo koje doba godine + 7-8 ° C. Kada se koriste, ugrađuju se vertikalne sonde kroz koje cirkuliše rasolina (rashladno sredstvo). Zadatak rashladnog sredstva je da se zagreje do maksimalne moguće temperature dok cirkuliše kroz duboke sonde.

Kada rashladna tečnost uzme toplotu od tla, ona ulazi u izmenjivač toplote toplotne pumpe (isparivač) gde se „sreće“ sa rashladnim fluidom, koji ima nižu temperaturu. A prema drugom zakonu termodinamike dolazi do razmjene topline: toplina iz zagrijanije slane vode prenosi se na manje zagrijano rashladno sredstvo.

Evo jedne veoma važne tačke: apsorpcija toplote je moguća tokom isparavanja supstance i obrnuto, prenos toplote se dešava tokom kondenzacije. Kada se rashladno sredstvo zagrije iz rashladnog sredstva, ono mijenja svoje fazno stanje: rashladno sredstvo prelazi iz tekućeg u plinovito stanje (rashladno sredstvo ključa i isparava).

Prolazak kroz isparivač rashladno sredstvo je u gasovitoj fazi. Ovo više nije tekućina, već plin koji je uzeo toplinu iz rashladne tekućine (salamure).

2. Kompresija rashladnog sredstva pomoću kompresora.

U sljedećem koraku, rashladno sredstvo ulazi u kompresor u plinovitom stanju. Ovdje kompresor komprimira freon, koji se zbog naglog povećanja tlaka zagrijava do određene temperature.

Kompresor običnog kućnog frižidera radi na sličan način. Jedina značajna razlika između kompresora hladnjaka i kompresora toplinske pumpe je znatno niži učinak.

VIDEO: Kako radi frižider sa kompresorom

3. Prijenos topline u sustav grijanja (kondenzacija).

Nakon kompresije u kompresoru, rashladno sredstvo, koje ima visoku temperaturu, ulazi u kondenzator. U ovom slučaju, kondenzator je i izmjenjivač topline u kojem se tijekom kondenzacije toplina prenosi sa rashladnog sredstva na radni medij kruga grijanja (na primjer, voda u sistemu grijanog poda ili radijatorima).

U kondenzatoru, rashladno sredstvo ponovo prelazi iz gasne faze u tečnu fazu. Ovaj proces je praćen oslobađanjem toplote koja se koristi za sistem grijanja u kući i opskrbu toplom vodom (PTV).

4. Smanjenje pritiska rashladnog sredstva (ekspanzija).

Sada tečno rashladno sredstvo mora biti pripremljeno za ponavljanje radnog ciklusa. Da biste to učinili, rashladno sredstvo prolazi kroz uski otvor ekspanzijskog ventila (ekspanzijski ventil). Nakon "guranja" kroz uski otvor leptira za gas, rashladno sredstvo se širi, zbog čega njegova temperatura i pritisak padaju.

Ovaj proces je uporediv sa prskanjem aerosola iz boce za raspršivanje. Nakon prskanja, limenka na kratko postaje hladnija. Odnosno, došlo je do naglog pada pritiska aerosola usled pritiska prema van, a temperatura takođe pada u skladu sa tim.

Sada je rashladno sredstvo ponovo pod takvim pritiskom da može da proključa i ispari, što nam je neophodno da apsorbujemo toplotu iz rashladne tečnosti.

Zadatak ekspanzijskog ventila (termostatskog ekspanzionog ventila) je smanjiti pritisak freona širenjem na izlazu iz uske rupe. Sada je freon spreman da ponovo proključa i apsorbuje toplotu.

Ciklus se ponavlja sve dok sistem grijanja i potrošne tople vode ne primi potrebnu količinu topline od toplinske pumpe.

Plaćanje struje i grijanja svake godine postaje sve teže. Prilikom izgradnje ili kupovine novog doma, problem ekonomičnog snabdijevanja energijom postaje posebno akutan. Zbog energetskih kriza koje se periodično ponavljaju, isplativije je povećati početne troškove visokotehnološke opreme kako bi se potom toplina dobila po minimalnoj cijeni desetljećima.

Najisplativija opcija u nekim slučajevima je toplotna pumpa za grijanje kuće, princip rada ovog uređaja je prilično jednostavan. Nemoguće je pumpati toplotu u doslovnom smislu riječi. Ali zakon održanja energije omogućava tehničkim uređajima da snize temperaturu tvari u jednom volumenu, dok istovremeno zagrijavaju nešto drugo.

Šta je toplotna pumpa (HP)

Uzmimo za primjer običan kućni frižider. Unutar zamrzivača voda se brzo pretvara u led. Sa vanjske strane se nalazi rešetka hladnjaka koja je vruća na dodir. Iz njega se toplina prikupljena unutar zamrzivača prenosi na zrak prostorije.

TN radi istu stvar, ali obrnutim redoslijedom. Rešetka radijatora, koja se nalazi na vanjskoj strani zgrade, je mnogo veća kako bi prikupila dovoljno topline iz okoline za zagrijavanje doma. Rashladno sredstvo unutar radijatora ili cijevi razdjelnika prenosi energiju na sistem grijanja unutar kuće, a zatim se ponovo zagrijava izvan kuće.

Uređaj

Opskrba toplinom doma je složeniji tehnički zadatak od hlađenja malog volumena hladnjaka u kojem je ugrađen kompresor s krugovima za zamrzavanje i radijator. Dizajn vazdušne toplotne pumpe je skoro isto tako jednostavan, prima toplotu iz atmosfere i zagreva unutrašnji vazduh. Dodaju se samo ventilatori da izduvaju strujne krugove.

Teško je postići veliki ekonomski efekat ugradnjom sistema vazduh-vazduh zbog male specifične težine atmosferskih gasova. Jedan kubni metar vazduha teži samo 1,2 kg. Voda je oko 800 puta teža, tako da i kalorijska vrijednost ima višestruku razliku. Od 1 kW električne energije koju troši uređaj vazduh-vazduh može se dobiti samo 2 kW toplote, a toplotna pumpa voda-voda daje 5-6 kW. TN može garantovati tako visok koeficijent efikasnosti (efikasnosti).

Sastav komponenti pumpe:

1. Sistem kućnog grijanja, za koji je bolje koristiti grijane podove.
2. Bojler za toplu vodu.
3. Kondenzator koji prenosi energiju prikupljenu spolja na tekućinu za grijanje u zatvorenom prostoru.
4. Isparivač koji uzima energiju iz rashladne tekućine koja cirkulira u vanjskom krugu.
5. Kompresor koji pumpa rashladno sredstvo iz isparivača, pretvarajući ga iz plinovitog u tekuće stanje, povećavajući tlak i hladeći ga u kondenzatoru.
6. Ispred isparivača je postavljen ekspanzioni ventil za regulaciju protoka rashladnog sredstva.
7. Vanjska kontura se polaže na dno rezervoara, zakopava se u rovove ili spušta u bunare. Za toplotne pumpe vazduh-vazduh, krug je spoljna rešetka hladnjaka koju izduvava ventilator.
8. Pumpe pumpaju rashladnu tečnost kroz cijevi izvan i unutar kuće.
9. Automatizacija za regulaciju prema zadatom programu grijanja prostorije, koji ovisi o promjenama vanjske temperature zraka.

Unutar isparivača, rashladno sredstvo vanjskog cijevnog registra se hladi, odajući toplinu rashladnom sredstvu kruga kompresora, a zatim se pumpa kroz cijevi na dnu rezervoara. Tu se zagrijava i ciklus se ponovo ponavlja. Kondenzator prenosi toplinu na sistem grijanja vikendice.

Cijene za različite modele toplinskih pumpi

Toplinska pumpa

Princip rada

Termodinamički princip prenosa toplote, koji je početkom 19. veka otkrio francuski naučnik Karno, kasnije je detaljno opisao Lord Kelvin. Ali praktična korist od njihovih radova posvećenih rješavanju problema grijanja stambenih objekata iz alternativnih izvora pojavila se tek u posljednjih pedesetak godina.

Početkom sedamdesetih godina prošlog vijeka dogodila se prva globalna energetska kriza. Potraga za ekonomičnim metodama grijanja dovela je do stvaranja uređaja sposobnih da prikupljaju energiju iz okoline, koncentrišu je i usmjeravaju na grijanje kuće.

Kao rezultat toga, razvijen je HP dizajn s nekoliko termodinamičkih procesa koji međusobno djeluju:

1. Kada rashladno sredstvo iz kruga kompresora uđe u isparivač, tlak i temperatura freona padaju gotovo trenutno. Rezultirajuća temperaturna razlika doprinosi ekstrakciji toplinske energije iz rashladnog sredstva vanjskog kolektora. Ova faza se naziva izotermna ekspanzija.
2. Tada dolazi do adijabatske kompresije - kompresor povećava pritisak rashladnog sredstva. Istovremeno, njegova temperatura raste do +70 °C.
3. Prolazeći kroz kondenzator, freon postaje tečnost, jer pri povećanom pritisku odaje toplotu u krug grijanja u kući. Ova faza se naziva izotermna kompresija.
4. Kada freon prođe kroz prigušnicu, pritisak i temperatura naglo padaju. Dolazi do adijabatskog širenja.

Zagrijavanje unutrašnjeg volumena prostorije prema HP principu moguće je samo uz korištenje visokotehnološke opreme opremljene automatizacijom za kontrolu svih gore navedenih procesa. Osim toga, programabilni kontroleri reguliraju intenzitet proizvodnje topline prema fluktuacijama vanjske temperature zraka.

Alternativno gorivo za pumpe

Za rad HP nema potrebe za korištenjem ugljeničnog goriva u obliku drva za ogrjev, uglja ili plina. Izvor energije je toplina planete raspršena u okolnom prostoru, unutar kojeg se nalazi nuklearni reaktor koji stalno radi.

Čvrsta školjka kontinentalnih ploča lebdi na površini tekuće vruće magme. Ponekad izbije tokom vulkanskih erupcija. U blizini vulkana nalaze se geotermalni izvori, gdje se možete kupati i sunčati čak i zimi. Toplotna pumpa može sakupljati energiju gotovo svuda.

Za rad sa različitim izvorima raspršene toplote postoji nekoliko tipova toplotnih pumpi:

1. "Vazduh-vazduh." Izvlači energiju iz atmosfere i zagrijava vazdušne mase u zatvorenom prostoru.
2. "Voda-vazduh". Toplota se sakuplja eksternim krugom sa dna rezervoara za naknadnu upotrebu u ventilacionim sistemima.
3. "Podzemne vode". Cevi za sakupljanje toplote se nalaze horizontalno ispod zemlje ispod nivoa smrzavanja, tako da čak iu najjačim mrazima mogu da dobiju energiju za zagrevanje rashladne tečnosti u sistemu grejanja zgrade.
4. "Voda-voda." Kolektor je položen uz dno rezervoara na dubini od tri metra, a prikupljena toplota zagrijava vodu koja cirkulira u grijanim podovima unutar kuće.

Postoji opcija sa otvorenim vanjskim kolektorom, kada možete proći sa dva bunara: jednim za sakupljanje podzemnih voda, a drugim za odvodnju natrag u vodonosnik. Ova opcija je moguća samo ako je kvalitet tečnosti dobar, jer se filteri brzo začepe ako rashladno sredstvo sadrži previše soli tvrdoće ili suspendovanih mikročestica. Prije ugradnje potrebno je uraditi analizu vode.

Ako se izbušen bunar brzo zamulji ili voda sadrži puno soli tvrdoće, tada se stabilan rad HP osigurava bušenjem više rupa u zemlji. U njih se spuštaju petlje zapečaćene vanjske konture. Zatim se bunari začepe začepljivanjem napravljenim od mješavine gline i pijeska.

Korištenje bager pumpi

Možete izvući dodatnu korist iz površina koje zauzimaju travnjaci ili cvjetne gredice pomoću HP-a zemlja-voda. Da biste to učinili, morate položiti cijevi u rovove do dubine ispod razine smrzavanja kako biste prikupili podzemnu toplinu. Udaljenost između paralelnih rovova je najmanje 1,5 m.

Na jugu Rusije, čak i u ekstremno hladnim zimama, zemlja se smrzava do najviše 0,5 m, pa je lakše potpuno ukloniti sloj zemlje na mjestu postavljanja grejderom, položiti kolektor, a zatim napuniti jamu sa bagerom. Na ovom mjestu ne treba saditi grmlje i drveće čije korijenje može oštetiti vanjsku konturu.

Količina topline primljena iz svakog metra cijevi ovisi o vrsti tla:

• suvi pijesak, glina - 10–20 W/m;
• mokra glina - 25 W/m;
• navlaženi pijesak i šljunak - 35 W/m.

Površina zemljišta uz kuću možda neće biti dovoljna za smještaj vanjskog registra cijevi. Suva peskovita tla ne obezbeđuju dovoljan protok toplote. Zatim koriste bušotine do 50 metara dubine kako bi došli do vodonosnog sloja. Kolektorske petlje u obliku slova U spuštaju se u bunare.

Što je dubina veća, veća je toplinska efikasnost sondi unutar bunara. Temperatura unutrašnjosti zemlje se povećava za 3 stepena na svakih 100 m Efikasnost uklanjanja energije iz kolektora bunara može dostići 50 W/m.

Instalacija i puštanje u rad HP sistema je tehnološki složen skup radova koji mogu izvesti samo iskusni stručnjaci. Ukupni troškovi opreme i komponentnih materijala znatno su veći u poređenju sa konvencionalnom opremom za grijanje na plin. Stoga se period povrata početnih troškova proteže godinama. Ali kuća je izgrađena da traje decenijama, a geotermalne toplotne pumpe su najisplativiji način grijanja za seoske vikendice.

Godišnja ušteda u poređenju sa:

• plinski kotao - 70%;
• grijanje na struju - 350%;
• kotao na čvrsto gorivo - 50%.

Prilikom izračunavanja perioda povrata HP-a, vrijedi uzeti u obzir operativne troškove za cijeli vijek trajanja opreme - najmanje 30 godina, tada će uštede mnogo puta premašiti početne troškove.

Pumpe voda-voda

Gotovo svako može postaviti polietilenske kolektorske cijevi na dno obližnjeg rezervoara. Ovo ne zahtijeva mnogo stručnog znanja, vještina ili alata. Dovoljno je ravnomjerno rasporediti zavojnice zavojnice po površini vode. Između zavoja mora postojati razmak od najmanje 30 cm i dubina poplave od najmanje 3 m. Zatim morate vezati utege za cijevi tako da idu do dna. Nestandardna cigla ili prirodni kamen ovdje su sasvim prikladni.

Instalacija HP ​​kolektora voda-voda zahtijevat će znatno manje vremena i novca nego kopanje rovova ili bušenje bunara. Troškovi nabavke cijevi također će biti minimalni, jer odvođenje topline tijekom konvektivne izmjene topline u vodenom okruženju doseže 80 W/m. Očigledna prednost korištenja HP-a je da nema potrebe za sagorijevanjem ugljičnog goriva za proizvodnju topline.

Alternativni način grijanja kuće postaje sve popularniji, jer ima još nekoliko prednosti:

1. Ekološki prihvatljivo.
2. Koristi obnovljivi izvor energije.
3. Nakon završenog puštanja u rad nema redovnih troškova potrošnog materijala.
4. Automatski podešava grijanje unutar kuće na osnovu vanjske temperature.
5. Period povrata početnih troškova je 5-10 godina.
6. Na vikendicu možete priključiti bojler za dovod tople vode.
7. Ljeti radi kao klima uređaj, hladeći dovodni zrak.
8. Vijek trajanja opreme je više od 30 godina.
9. Minimalna potrošnja energije - proizvodi do 6 kW toplote koristeći 1 kW električne energije.
10. Potpuna neovisnost grijanja i klimatizacije vikendice uz prisustvo električnog generatora bilo koje vrste.
11. Moguća je adaptacija na sistem “pametne kuće” za daljinsko upravljanje i dodatne uštede energije.

Za rad HP-a voda-voda potrebna su tri nezavisna sistema: eksterni, unutrašnji i kompresorski krugovi. Kombiniraju se u jedan krug pomoću izmjenjivača topline u kojima kruže različita rashladna sredstva.

Prilikom projektovanja sistema napajanja, treba uzeti u obzir da pumpanje rashladne tečnosti kroz eksterno kolo troši električnu energiju. Što je dužina cijevi, krivina i skretanja duža, VT je manje isplativ. Optimalna udaljenost od kuće do obale je 100 m. Može se povećati za 25% povećanjem promjera kolektorskih cijevi sa 32 na 40 mm.

Air - split i mono

Isplativije je koristiti vazdušnu HP u južnim regionima, gde temperatura retko pada ispod 0 °C, ali savremena oprema može da radi na -25 °C. Najčešće se ugrađuju split sistemi koji se sastoje od unutrašnjih i vanjskih jedinica. Vanjski set se sastoji od ventilatora koji duva kroz rešetku hladnjaka, unutrašnji set se sastoji od kondenzatorskog izmjenjivača topline i kompresora.

Dizajn split sistema omogućava reverzibilno prebacivanje režima rada pomoću ventila. Zimi je vanjska jedinica generator topline, a ljeti je, naprotiv, ispušta u vanjski zrak, radeći kao klima uređaj. Vazdušne toplotne pumpe karakteriše izuzetno jednostavna ugradnja vanjske jedinice.

Ostale pogodnosti:

1. Visoka efikasnost vanjske jedinice osigurana je velikom površinom razmjene topline rešetke hladnjaka isparivača.
2. Neprekidan rad je moguć na vanjskim temperaturama do -25 °C.
3. Ventilator se nalazi izvan prostorije, tako da je nivo buke u prihvatljivim granicama.
4. Ljeti split sistem radi kao klima uređaj.
5. Zadata temperatura unutar prostorije se automatski održava.

Prilikom projektiranja grijanja zgrada koje se nalaze u regijama s dugim i mraznim zimama, potrebno je uzeti u obzir nisku efikasnost grijača zraka na temperaturama ispod nule. Za 1 kW potrošene električne energije dolazi 1,5-2 kW topline. Stoga je potrebno osigurati dodatne izvore opskrbe toplinom.

Najjednostavnija instalacija VT-a je moguća kada se koriste monoblok sistemi. Samo cijevi za rashladnu tekućinu idu unutar prostorije, a svi ostali mehanizmi nalaze se izvana u jednom kućištu. Ovaj dizajn značajno povećava pouzdanost opreme i smanjuje buku na manje od 35 dB - to je na nivou normalnog razgovora između dvoje ljudi.

Kada ugradnja pumpe nije isplativa

Gotovo je nemoguće pronaći slobodne parcele u gradu za lokaciju vanjske konture HE zemlja-voda. Lakše je ugraditi toplotnu pumpu izvora zraka na vanjski zid zgrade, što je posebno korisno u južnim krajevima. Za hladnija područja sa dugotrajnim mrazevima postoji mogućnost zaleđivanja spoljne rešetke hladnjaka split sistema.

Visoka efikasnost HP-a je osigurana ako su ispunjeni sljedeći uslovi:

1. Zagrijana prostorija mora imati izolovane vanjske ogradne konstrukcije. Maksimalni gubitak toplote ne može biti veći od 100 W/m2.
2. TN je u stanju da efikasno radi samo sa inercijskim niskotemperaturnim sistemom „toplog poda“.
3. U sjevernim regijama, HP treba koristiti zajedno s dodatnim izvorima topline.

Kada vanjska temperatura zraka naglo padne, inercijski krug "toplog poda" jednostavno nema vremena za zagrijavanje prostorije. To se često dešava zimi. Tokom dana sunce je grijalo, termometar je pokazivao -5 °C. Noću temperatura može brzo pasti do -15°C, a ako dune jak vjetar, mraz će biti još jači.

Zatim morate postaviti obične baterije ispod prozora i duž vanjskih zidova. Ali temperatura rashladne tekućine u njima trebala bi biti dvostruko viša nego u krugu "toplog poda". Kamin s vodenim krugom može pružiti dodatnu energiju u seoskoj vikendici, a električni bojler može pružiti dodatnu energiju u gradskom stanu.

Ostaje samo odrediti hoće li HP biti glavni ili dodatni izvor topline. U prvom slučaju, mora nadoknaditi 70% ukupnog gubitka topline prostorije, au drugom - 30%.

Video

Video daje vizuelno poređenje prednosti i mana različitih tipova toplotnih pumpi i detaljno objašnjava strukturu sistema vazduh-voda.

Evgeniy AfanasyevGlavni urednik