Energi, punya peralatan mahal, tapi keunggulan utamanya adalah pengembalian cepat. Salah satu jenis alternatif tersebut adalah pompa panas untuk pemanasan. Harga dan deskripsi jenis sistem tersebut dijelaskan dalam artikel ini.

Alternatif untuk ketel gas

Baca di artikel

Sejarah asal usul pompa kalor

Tanda-tanda pertama konsep pompa kalor muncul pada tahun 1852. William Thomson memelopori pengembangan ini, dan dikembangkan serta diperbaiki oleh Robert Weber pada tahun 1940, yang sering bereksperimen dan secara tidak sengaja menemukan bahwa panas dihasilkan dari unit freezer. Pertama, ilmuwan mengajarkan sistem tersebut, dan akhirnya seluruh rumah. Kemenangan besar adalah penempatan pipa tembaga di tanah oleh Weber yang mengumpulkan panas alami dan mengubahnya menjadi energi panas.

Prinsip pengoperasian pompa panas untuk memanaskan rumah

Pompa kalor dirancang sedemikian rupa sehingga unit internalnya dapat mengolah panas dari lingkungan alam (air, tanah dan udara) menjadi panas.

Cara kerja pompa dari dalam

Terlepas dari metode pembangkitan panas, semua pompa mengandung unsur-unsur berikut:

• katup ekspansi;
• Evaporator bertekanan tinggi;
• Kompresor;
• Kapasitor;

Proses konversi

Pompa panas bumi dengan harga bagus bekerja berdasarkan prinsip konvensional, yang, selama proses merebus zat pendingin, membuang semua panas yang terkumpul di dalam unit ke dinding belakangnya. Hanya dalam kasus ini, energi yang diekstraksi dilepaskan di dalam ruangan.

Tahapan penciptaan energi panas:

1. Tergantung pada jenis elemen alam yang digunakan, pompa menghilangkan panas dalam kisaran 1 hingga 7 derajat.
2. Evaporator, yang terletak di dalam perangkat, berisi zat pendingin. Cairan ini bisa mendidih pada suhu nol.
3. Dengan bantuan panas alami yang dihasilkan, zat pendingin mendidih dan menjadi gas.
4. Gas memasuki kompresor, yang meningkatkan tekanannya dan akibatnya suhu meningkat.
5. Refrigeran yang dipanaskan secara maksimal dalam bentuk gas masuk ke kondensor, di mana ia melepaskan panasnya. Setelah pendinginan, zat kembali ke keadaan cair.
6. Katup ekspansi kemudian memungkinkan cairan melewatinya, mengurangi tekanannya ke tingkat semula.
7. Dan lagi-lagi refrigeran berakhir di evaporator, menerima sebagian panas dan proses berulang.

Oleh karena itu, refrigeran merupakan elemen kerja utama pompa kalor. Panas yang diterimanya dari alam diubah menjadi 35-65 derajat sumber daya panas yang berguna.

Catatan! Meskipun suhu pemanasan cairan pendingin tidak terlalu tinggi, karena peningkatan bagian baterai, pemanasan ruangan yang lengkap dan seragam dapat dicapai. Anda dapat menghubungkan lantai berpemanas ke sistem, itu akan memanas dengan lancar dan tidak agresif.

Jenis utama pompa panas

Pemanas berbeda dalam cara mereka menghasilkan panas. Mereka dibagi menjadi beberapa jenis seperti: "air-air", "udara-udara", "air tanah", "udara-air".

Air-air

Inti dari sistem ini adalah mengekstraksi panas dari reservoir atau. Peralatan jenis ini berbeda dari peralatan lain dalam efisiensi perpindahan panasnya yang lebih besar. Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa air kurang sensitif terhadap perubahan suhu, terutama di dalam tanah.

Udara-ke-udara

Cara menavigasi saat memilih pompa kalor

Untuk memilih jenis pemanas tertentu dengan harga yang bagus, Anda perlu menentukan parameter berikut:

• Jumlah yang bersedia Anda keluarkan untuk membeli peralatan;
• Jenis area di mana rumah yang ingin Anda sediakan dengan metode pemanasan alternatif berada. Jenis pemasangannya tergantung pada lokasi patok atau air tanah;
• Anda perlu memutuskan apakah Anda memiliki kesempatan untuk mengebor pompa panas;
• Nuansa utamanya adalah perhitungan yang akurat dari daya yang dibutuhkan untuk pemanasan penuh rumah;

Cara menghitung kekuatan peralatan yang dibutuhkan

Untuk lebih akurat menentukan daya yang dibutuhkan, Anda perlu menghitung perbedaan suhu antara jalan dan iklim mikro di tengah bangunan: T = Tinside - Toutside = derajat Celcius yang dibutuhkan.

Rumus terakhir mencakup memperhitungkan semua parameter di atas: Q = V x T, kW.

Penting! Untuk menghindari kekurangan daya untuk pemanasan, perlu menambahkan 10 persen dari nilai nominal ke dalam perhitungan yang dihasilkan untuk menyeimbangkan semua kekurangannya.

Tinjauan produsen

Untuk membeli pompa kalor, harga harus dikorelasikan dengan reputasi pabrikan dan jangkauan fungsinya.

Catatan! Ada banyak pilihan pabrikan asing, kualitas peralatan mereka sangat tinggi, namun perusahaan dalam negeri tidak menyerah dan mampu mengungguli banyak pesaing Eropa. Harga dari pabrikan Rusia jauh lebih menyenangkan.

Pompa panas untuk memanaskan rumah. Harga untuk berbagai tipe

Setiap sistem, yang tipenya berbeda satu sama lain, memiliki volume elemen struktural yang diperlukan sendiri. Fakta ini mempengaruhi kebijakan penetapan harga produk jadi.

Harga pompa kalor udara-ke-udara dan jenis lainnya

Kisaran daya sistem air mencapai hingga 18 kW. Modul tambahan dapat memperluas fungsionalitas sistem hingga otomatisasi penuh. Harga perangkat tersebut bervariasi dari 100 hingga 500 ribu rubel.

Sedangkan untuk perangkat tanah, dayanya mencapai 500 kW, dan biayanya mencapai 3,5 juta rubel.

Tabel kisaran harga pompa panas turnkey.

Gambar	Pabrikan	daya, kWt	Jenis	harga, gosok.
	Gree Versati GRS-CQ	5,5	Air air	300 000
	Total 12	12	air bumi	350 000
	Cooper/Pemburu GRS-Cm	18	Air udara	240 000
	KACANG	6	Air udara	400 000
	Raksasa j142	48	Air air	650 000
	DHL-L Varius	5,33	Udara udara	750 000

Pompa panas DIY

Untuk membuat pompa panas dengan tangan Anda sendiri dari lemari es, Anda harus memiliki keterampilan tertentu. Namun sangat mungkin untuk membawa unit ke kondisi kerja.

• Pertama-tama, Anda perlu membeli kompresor dari lemari es atau.
• Sekarang Anda perlu merakit kapasitor, yang desainnya dimulai dengan kumparan. Biasanya terbuat dari tabung tembaga setebal 1 mm dan ditempatkan dalam wadah logam. Untuk menempatkan kumparan di dalam tangki, pertama-tama digergaji menjadi dua, dan setelah menempatkan semua bagian dan sambungan berulir kembali. Untuk membuat kumparan menjadi rata dan dengan jarak antar cincin yang sama, Anda dapat melilitkan tabung pada benda kerja, dan jaraknya ditetapkan dengan sudut aluminium dengan rusuk.
• Perakitan lengkap, penyolderan tabung, dan pemompaan zat pendingin hanya dilakukan oleh teknisi pendingin profesional. Jika tidak, keadaan darurat dapat terjadi.
• Itu saja, struktur siap untuk disambungkan.

Fitur tambahan pompa panas

Berkat desainnya yang unik, pompa kalor buatan Rusia memungkinkan terciptanya proses tambahan, seperti pendinginan dan pemanasan air boiler. Efek pendinginan dicapai melalui proses kebalikan dari penyempitan zat pendingin. Artinya, manipulasi yang sama terjadi pada kompresor seperti pada pemanasan, hanya dalam urutan terbalik.

Air dipanaskan secara tidak langsung. Di dalam ketel terdapat kumparan yang dilalui air panas, dan panas dari kumparan memanaskan air di dalam ketel.

Garansi dan layanan

Karena kenyataan bahwa sistem ini sangat kompleks, melakukan pekerjaan diagnostik dan perbaikan pada unit sendiri tidak dapat diterima. Untuk tujuan ini, saat membeli pompa, pabrikan wajib membuat perjanjian dengan Anda, yang menentukan jangka waktu pemeriksaan akan dilakukan oleh spesialis.

1. Garansi menyiratkan periode layanan gratis tertentu, yang mencakup pekerjaan perbaikan pada semua komponen dan rakitan.
2. Pemeliharaan merupakan tambahan integral pada sistem itu sendiri. Jadwal pelaksanaan pemeriksaan dapat bulanan, triwulanan, semesteran, dan tahunan.

kesimpulan

Jika Anda yakin ingin membeli pompa panas untuk memanaskan rumah Anda, harganya tidak akan membuat Anda takut. Bagaimanapun, prioritas utama pemanasan tersebut adalah efisiensinya dikalikan 4 kali lipat dibandingkan dengan jenis pemanasan lainnya. Ini berarti seluruh sistem akan membayar sendiri dengan sangat cepat. Malam musim dingin yang hangat untukmu.

Pompa panas- perangkat mekanis yang memungkinkan perpindahan panas dari sumber dengan energi panas potensial rendah (suhu rendah) ke sistem pemanas (pendingin) dengan suhu tinggi. Mari kita coba jelaskan hal ini dalam bahasa yang lebih mudah dimengerti.

Lewatlah sudah hari-hari ketika orang menghangatkan rumah mereka dengan membakar kayu di perapian atau kompor. Mereka digantikan oleh boiler multifungsi yang tahan lama. Di wilayah di mana gas utama tersedia, peralatan gas yang efisien digunakan untuk pemanasan. Di tempat-tempat yang tidak dapat diakses oleh pipa gas, penggunaannya semakin meningkat.

Umat ​​​​manusia memahami bahwa pembakaran sumber energi tak terbarukan bukanlah bisnis yang menjanjikan; sumber daya secara bertahap akan habis. Para ilmuwan tidak berhenti mencari cara-cara baru untuk menghasilkan energi panasdan mengembangkan mekanisme modern untuk melaksanakan tugas yang diberikan.

Dalam salah satu proyek tersebut, pompa panas dirancang. Memang benar, sama seperti kepada mayoritas unit penghasil panas, pengoperasian pompa kalor tidak mungkin dilakukan tanpa energi listrik. Perbedaan yang serius adalah bahwa listrik tidak terlibat dalam pemanasan, misalnya elemen pemanas, seperti pada radiator oli, dan tidak menutup spiral pada senapan panas. Pompa kalor tidak mempunyai elemen pemanas, tidak menghasilkan energi panas, pompa kalor hanya berfungsi sebagai pembawa dari lingkungan ke konsumen (pendingin).

Listrik yang dikonsumsi oleh pompa kalor hanya digunakan untuk mengompresi zat pendingin dan memompanya untuk mensirkulasikannya. Refrigeran bertindak sebagai suatu keharusan lingkungan kerja, dialah yang memindahkan panas dari lingkungan ke sistem pemanas dan sistem penyediaan air panas. Ulasan ini akan membantu kita bagaimana memilih pompa kalor, prinsip pengoperasiannya, dan juga mempelajari pro dan kontra dari peralatan tersebut.

Pompa panas untuk pemanasan

Pemanasan tradisional pada rumah pribadi masih lebih disukai jika sumber daya yang murah tersedia berlimpah. Pertanyaannya, apa yang harus dilakukan bila ketersediaan sumber yang murah terbatas? Solusi alternatifnya adalah pompa panas - lebih dari 40 tahun pengalaman pengoperasian di Uni Eropa menunjukkan bahwa ini bisa sangat efektif.

Di Federasi Rusia, pompa panas belum menerima distribusi yang tepat. Alasannya adalah dua faktor. Pertama, melimpahnya minyak, gas, dan kayu. Kedua, terhambat oleh mahalnya harga dan kurangnya popularitas. Informasi tentang pompa kalor sangat langka, prinsip pengoperasiannya tidak jelas, dan informasi tentang manfaatnya tidak mencukupi.

Di Uni Eropa, harga bahan bakar sangat tinggi sehingga sistem pemanas panas bumi menunjukkan manfaat dalam pengoperasiannya. Misalnya saja hingga 95% rumah tangga di Swedia dan Norwegia mereka menggunakanpompa panas sebagai sumber utama pemanasan. Badan Energi Internasional memperkirakan bahwa pompa panas akan mulai menyediakan 10% kebutuhan energi untuk pemanasan di negara-negara Organisasi untuk Kerjasama Ekonomi dan Pembangunan pada tahun 2020, dan pada tahun 2050 angka ini akan mencapai 30%.

Pompa panas untuk pemanasan - prinsip operasi

Dari pelajaran fisika sekolah, mengingat hukum kedua termodinamika, diketahui secara pasti bahwa panas dari benda panas berpindah ke benda dingin tanpa mekanisme apapun. Caranya adalah bagaimana cara memindahkan panas ke arah yang berlawanan? Untuk melakukan hal ini, kita memerlukan serangkaian tindakan yang menjamin hasil.

Ini adalah tindakan yang dapat dilakukan oleh pompa panas. Biaya energi untuk mengoperasikan pompa kalor bergantung secara proporsional pada perbedaan suhu antara media yang terlibat dalam proses ini.

Pernahkah Anda menyentuh kisi-kisi hitam lemari es di bagian belakang? Siapa pun dapat memverifikasi bahwa dinding belakang sangat panas. Dengan mengarahkan pirometer laser ke kisi hitam, Anda dapat melihat bahwa suhu permukaannya sekitar 40°C. Dengan cara ini, para insinyur peralatan pendingin memulihkan panas yang tidak perlu dari dalam freezer.

Diketahui bahwa pada akhir empat puluhan abad terakhir, penemu Robert Weber memperhatikan pemanasan udara yang tidak berguna dengan radiator lemari es. Penemunya memikirkannya dan menghubungkan boiler pemanas tidak langsung ke sana. Akibatnya, Robert memasok air panas ke rumah tangga dalam jumlah yang dibutuhkan. Saat itulah para penggila mulai memikirkan bagaimana cara “membalikkan” lemari es ke luar dan mengubah alat pendingin menjadi alat pemanas. Harus saya akui, dia berhasil.

Bagaimana cara kerja pompa panas?

Prinsip pengoperasian pompa kalor didasarkan pada kenyataan bahwa di bawah tanah setiap saat sepanjang tahun, ketika berada di bawah titik beku, kita akan menghadapi suhu di atas nol. Ternyata lapisan tanah bebas embun beku berada tepat di bawah kaki kita. Bagaimana jika Anda menggunakannya sebagai dinding belakang freezer?

Menerapkan prinsip pengoperasian peralatan pendingin, Untuk memindahkan panas dari bawah tanah ke ruang rumah, digunakan sistem pipa tempat refrigeran bersirkulasi. Refrigeran freon dipanaskan oleh panas bawah tanah dan mulai menguap. Udara dingin dari luar mendinginkannya sehingga menyebabkan freon mengembun.

Dengan memanaskan panas dengan siklus penguapan dan pemanasan yang bergantian, pompa panas memaksa zat pendingin bersirkulasi. Kompresor menciptakan tekanan, memaksa freon bergerak melalui tabung dua penukar panas.

Pada penukar panas pertama, freon menguap pada tekanan rendah, di mana panas diserap dari atmosfer sekitar. Refrigeran yang sama kemudian dikompresi oleh kompresor bertekanan tinggi dan dipindahkan ke koil kedua di mana refrigeran tersebut dikondensasi. Ia kemudian melepaskan panas yang diserapnya di awal siklus.

Kompresor booster memainkan peran utama dalam proses tersebut. Dengan meningkatkan tekanan, freon mengembun dan menghasilkan lebih banyak panas daripada yang diterima dari hangatnya bumi. Dengan demikian, nilai positif tanah sebesar +7°C danberubah menjadi kondisi rumah yang nyaman + 24°C.

Dengan menggunakan pompa kalor untuk pemanasan, kami mencapai efisiensi tinggi.

Saya ingin mencatat bahwa seluruh struktur tidak memerlukan jalur kabel listrik khusus. Konsumsi daya sebanding dengan konsumsi energi ketel listrik rumah tangga. Triknya adalah pompa kalor “menghasilkan” energi panas empat kali lebih banyak daripada yang dikonsumsi listrik. Untuk memanaskan pondok seluas 300 m2, dalam cuaca beku parah 30°C, tidak lebih dari 3 kW akan dihabiskan.

Namun, pemilik pompa panas bumi harus merogoh kocek dalam-dalam pada awalnya. Biaya peralatan dan bahan untuk penyambungan setidaknya $4,500. Mari kita tambahkan pekerjaan instalasi dan pengeboran, dan jumlah yang sama, ternyata sistem paling sederhana akan menelan biaya 10 ribu dolar.

Jelas bahwa biayanya jauh lebih murah. Tapi bayar bulanan berdasarkan 1 kW per 10 m2bagaimanapun juga harus melakukannya. Jadi ternyata untuk 300 meter persegi. meter di rumah dibutuhkan 30 kW - 10 kali lebih banyak daripada yang dihabiskan untuk pompa panas.

Perhitungan pemanasan dengan gas menggunakan boiler gas memberikan angka yang kira-kira sama - 2000 rubel per bulan, yang sebanding dengan pengoperasian pompa panas. Sayangnya, tidak semua orang tinggal di kawasan gasifikasi.

Pompa panas memiliki keunggulan yang tidak dapat disangkal. Di musim panas, “freezer terbalik” seperti itu dapat “dibalik” dan dengan sedikit gerakan tangan, pompa panas berubah menjadi AC. Pada hari-hari panas suhu di luar +30°C, tetapi di ruang bawah tanah sejuk. Dengan menggunakan tabung berisi cairan pendingin, pompa akan memindahkan dinginnya bawah tanah ke dalam rumah. Selanjutnya kipas dihidupkan sehingga diperoleh sistem pendingin yang irit.

Praktek operasi menunjukkan periode pengembalian dari 3 hingga 7 tahun. Negara-negara Skandinavia telah lama menghitung keuntungan dan memanaskan diri menggunakan metode ini. Contoh yang mencolok adalah pompa panas raksasa di Stockholm, peralatan panas bumi. Sumber energi panas di musim dingin dan kesejukan di musim panas adalah perairan Laut Baltik. Slogan ini sepenuhnya berlaku untuk pompa panas: bayar sekarang - hemat nanti! Penghematan menjadi lebih besar karena fakta bahwa sumber daya energi menjadi lebih mahal.

Pompa panas. Kebenaran tentang efektivitasnya.

Sayangnya, tidak semuanya berjalan lancar dengan efisiensi saat ini. Salah satu pertanyaan utama yang masih menyiksa konsumen: membeli atau tidak membeli pompa panas. Saran kami adalah dengan hati-hati mempertimbangkan pro dan kontra; kemungkinan besar, pilihan untuk membeli yang konvensional akan lebih murah setelah digunakan, dan pemasangannya akan lebih mudah.

Jika kita menganggap pompa kalor sebagai konsep masa depan, sebagai ide baru untuk menghasilkan panas, maka ide tekniknya patut dihormati. Peralatan panas bumi berfungsi, Anda dapat menyentuhnya dengan tangan Anda, dan setiap tahun menjadi semakin efisien. Namun, jika kita menghitung berapa banyak uang yang akan kita keluarkan untuk pengoperasiannya, tambahkan biaya awal pembelian dan pemasangan, kemungkinan besar kita akan mendapatkan jumlah yang menunjukkan bahwa kita akan menghabiskan lebih banyak uang untuk itu daripada jenis perangkat penghasil panas lainnya. .

Mengingat pompa panas sebagai sistem ekonomi, ketika Anda menghabiskan 100 rubel untuk pengoperasiannya dan menerima energi panas senilai 300 rubel, jangan lupa bahwa Anda membayar banyak uang untuk hak menerima keuntungan berlebih sebesar 200 rubel. Omong-omong, di Uni Eropa, penjualan pompa panas didukung oleh program pemerintah.

Jadi di Finlandia, lebih dari 60 ribu pompa panas terjual setiap tahunnya dan jumlah penjualan tumbuh pada tingkat 5%. Namun pertama-tama, dampak ekonomi dari penggunaan peralatan tersebut lebih tinggi karena mahalnya listrik. Biaya listrik di Finlandia adalah 35 sen euro, dibandingkan di Rusia – 7 sen euro. Kedua, program subsidi memberikan penggantian biaya pembelian pompa panas sebesar 3.000 EURO.

Selama harga gas dan listrik masih rendah, memperkenalkan pompa panas sebagai pesaing utama masih merupakan tantangan. Konsumsi massal hanya akan mungkin terjadi jika terjadi krisis produksi hidrokarbon atau krisis pembangkit listrik.

Bagaimana memilih pompa panas yang tepat

Tahap pertama.

Perhitungan panas yang dibutuhkan untuk memanaskan rumah. Untuk memilih pompa kalor (HP) yang termasuk dalam sistem pemanas rumah, penting untuk menghitung kebutuhan panas. Perhitungan yang akurat akan membantu Anda menghindari pembengkakan biaya yang tidak perlu, karena hal ini menyebabkan pengeluaran yang tidak perlu.

Fase kedua.

Sumber panas mana yang harus dipilih untuk pompa panas Anda. Keputusan ini bergantung pada banyak komponen, yang utama adalah:

• Komponen keuangan. Ini termasuk biaya langsung dari peralatan itu sendiri, serta pekerjaan pemasangan probe panas bumi atau pemasangan sirkuit termal bawah tanah. Hal ini tergantung pada lokasi situs itu sendiri, serta lingkungan sekitarnya (waduk, bangunan, komunikasi) dan geologi.

• Komponen operasional. Biaya utama adalah pengoperasian pompa kalor. Angka ini tergantung pada mode pemanasan gedung Anda dan sumber panas yang dipilih.

Tahap ketiga.

Analisis data awal untuk pemilihan pompa kalor:

1. Anggaran untuk sistem yang diusulkan.
2. Sistem pemanas: radiator, pemanas udara, lantai berpemanas.
3. Area situs yang dapat dialokasikan untuk memasang kolektor termal.
4. Apakah mungkin untuk melakukan pengeboran di lokasi tersebut?
5. Geologi situs untuk menentukan kedalaman penyelidikan panas bumi jika keputusan tersebut dibuat.
6. Apakah AC diperlukan di musim panas?
7. Apakah pemanas udara tersedia atau direncanakan di masa depan?
8. Biaya modal pembelian dan pemasangan HP beserta seluruh pekerjaan (perkiraan awal).

Mari kita selesaikan semuanya secara berurutan

Anggaran untuk sistem yang diusulkan

Saat membuat sistem pemanas menggunakan pompa panas, dimungkinkan untuk memasang sirkuit udara-air. Investasi modal akan minimal, karena tidak diperlukan pekerjaan penggalian yang mahal. Namun akan ada biaya tinggi selama tahap pengoperasian sistem pemanas ini karena efisiensi pengoperasian yang rendah.

Jika Anda ingin mengurangi biaya pengoperasian secara signifikan, maka memasang pompa panas bumi cocok untuk Anda. Benar, pekerjaan penggalian perlu dilakukan untuk memasang sirkuit termal. Sistem ini juga akan memberikan suhu dingin “pasif”.

Sistem pemanas: radiator, pemanas udara, lantai berpemanas

Untuk meningkatkan efisiensi sistem HP, diinginkan untuk mengurangi perbedaan antara suhu media yang dipanaskan dan suhu sumber panas.
Jika Anda belum memilih sistem pemanas, disarankan untuk memilih lantai berpemanas yang memungkinkan Anda menggunakan sistem pemanas dengan lebih efisien.

Luas lahan yang dapat dialokasikan untuk pemasangan kolektor termal

Area lokasi pemasangan kolektor sangat penting jika tidak mungkin untuk mengebor dan memasang probe panas bumi. Maka Anda harus meletakkan kolektor secara horizontal, dan ini akan membutuhkan ruang sekitar 2 kali lebih besar dari luas rumah yang dipanaskan. Perlu diingat, kawasan ini tidak bisa dimanfaatkan untuk pembangunan, melainkan hanya berupa pekarangan atau halaman rumput, agar tidak menghalangi aliran sinar matahari.

Apakah mungkin untuk melakukan pengeboran di lokasi tersebut?

Jika memungkinkan untuk melakukan pengeboran di lokasi (geologi yang baik, akses, kurangnya komunikasi bawah tanah), solusi terbaik adalah memasang probe panas bumi. Ini menyediakan sumber panas yang stabil dan jangka panjang.

Geologi situs untuk menentukan kedalaman penyelidikan panas bumi, jika keputusan tersebut dibuat

Setelah menghitung total kedalaman pengeboran, perlu mempelajari rencana lokasi dan menentukan bagaimana memastikan kedalaman pengeboran. Dalam prakteknya, kedalaman satu sumur biasanya tidak melebihi 150 m.

Oleh karena itu, jika misalnya perkiraan kedalaman pengeboran adalah 360 m, maka berdasarkan karakteristik lokasinya, dapat dibagi menjadi 4 sumur masing-masing 90 m, atau 3 sumur masing-masing 120 m, atau 6 sumur masing-masing 60 m. Namun perlu diperhatikan bahwa jarak antar sumur terdekat tidak boleh kurang dari 6 m.
Biaya operasi pengeboran berbanding lurus dengan kedalaman pengeboran.

Apakah AC diperlukan di musim panas?

Jika pengkondisian udara diperlukan di musim panas, maka pilihan yang jelas adalah pompa panas tipe “air-ke-air” atau “tanah-ke-air”; pompa panas lainnya tidak siap untuk menjalankan fungsi pengkondisian udara secara efektif dan ekonomis. .

Apakah pemanas udara tersedia atau direncanakan di masa depan?

Dimungkinkan untuk mengintegrasikan pompa panas ke dalam sistem pemanas udara tunggal. Solusi ini akan menyatukan jaringan teknik.

Biaya modal pembelian dan pemasangan pompa kalor dengan semua pekerjaan

Perkiraan biaya modal awal* untuk pembelian dan pemasangan bergantung pada jenis pompa kalor:

HP dengan kolektor bawah tanah:

Bekerja - $2500
Biaya operasional - $350/tahun

VT dengan pemeriksaan:
Peralatan dan bahan - $4500
Bekerja - $4500
Biaya operasional - $320/tahun

VT Udara:
Peralatan dan bahan - $6500
Pekerjaan - $400
Biaya operasional - $480/tahun

TN “air-air”:
Peralatan dan bahan - $4500
Bekerja - $3500
Biaya operasional - $280/tahun

* – perkiraan, harga pasar rata-rata. Biaya akhir tergantung pada produsen peralatan yang dipilih, wilayah pekerjaan yang dilakukan, biaya operasi pengeboran dan kondisi lokasi, dan sebagainya. Memperkirakan catatan departemen

Tahap keempat. Jenis pekerjaan

Lajang. Pompa kalor adalah satu-satunya sumber panas yang menyediakan 100% kebutuhan panas. Bekerja untuk suhu pengoperasian tidak lebih tinggi dari 55 °C.
Dipasangkan. HP dan boiler bekerja sama, yang memungkinkan boiler mencapai suhu pengoperasian yang lebih tinggi.

Monoenergi. HP dan ketel listrik membentuk sistem tenaga dengan hanya satu sumber energi eksternal. Hal ini memungkinkan Anda mengatur konsumsi daya dengan lancar, namun meningkatkan beban pada mesin input.

Memilih pompa panas

Setelah mengumpulkan semua data awal dan menyusun solusi teknis utama, Anda dapat memilih jenis HP yang sesuai. Konfigurasi dan pilihan pemasok peralatan akan bergantung pada kemampuan finansial Anda. Hal utama adalah mendekati pilihan sistem dengan pemahaman penuh tentang apa yang Anda inginkan. Kami akan membantu Anda memilih dan menerapkan sistem pemanas yang nyaman. Ini dapat memperhitungkan semua nuansa: mulai dari fungsi pengatur suhu hingga distribusi panas ke seluruh zona rumah.

Kesimpulan

Dengan memilih sistem pemanas ekologis dengan pompa panas, Anda bisa yakin di masa depan. Anda mendapatkan kebebasan penuh dari organisasi pemasok panas, harga minyak dunia, dan situasi politik di negara tersebut. Satu-satunya yang Anda butuhkan hanyalah listrik. Namun seiring berjalannya waktu, pembangkitan listrik dapat dialihkan ke otonomi absolut dengan bantuan kincir angin.

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

Unit seperti pompa kalor memiliki prinsip pengoperasian yang mirip dengan peralatan rumah tangga - lemari es dan AC. Ia meminjam sekitar 80% energinya dari lingkungan. Pompa memompa panas dari jalan ke dalam ruangan. Pengoperasiannya mirip dengan prinsip pengoperasian lemari es, hanya saja arah perpindahan energi panasnya berbeda.

Misalnya, untuk mendinginkan sebotol air, orang memasukkannya ke dalam lemari es, kemudian peralatan rumah tangga “mengambil” sebagian panas dari benda tersebut dan sekarang, menurut hukum kekekalan energi, harus melepaskannya. Tetapi dimana? Sederhana saja, untuk keperluan ini kulkas memiliki radiator yang biasanya terletak di dinding belakangnya. Pada gilirannya, radiator, yang memanas, mengeluarkan panas ke ruangan tempatnya berdiri. Jadi, kulkas memanaskan ruangan. Tingkat pemanasannya dapat dirasakan di toko-toko kecil di musim panas, ketika beberapa unit pendingin dihidupkan.

Dan sekarang sedikit imajinasi. Misalkan benda-benda hangat terus-menerus dimasukkan ke dalam lemari es, dan memanaskan ruangan, atau ditempatkan di bukaan jendela, pintu freezer dibuka ke luar, dan radiator ada di dalam ruangan. Selama pengoperasiannya, peralatan rumah tangga yang mendinginkan udara di luar sekaligus mentransfer energi panas yang ada di luar ke dalam gedung. Inilah prinsip pengoperasian pompa kalor.

Dari mana pompa mendapatkan panas?

• udara sekitar;
• badan air (sungai, danau, laut);
• tanah dan air artesis dan air panas.

Sistem pemanas dengan pompa panas

Pendingin, yang menyerap panas dari lingkungan, bersirkulasi melalui sirkuit eksternal. Ia memasuki pompa evaporator dan melepaskan sekitar 4 -7 °C ke refrigeran, meskipun titik didihnya -10 °C. Akibatnya, zat pendingin mendidih dan kemudian berubah menjadi gas. Pendingin yang sudah didinginkan di sirkuit eksternal dikirim ke putaran berikutnya untuk mengatur suhu.

Rangkaian fungsional pompa kalor terdiri dari:

• alat penguap;
• pendingin;
• kompresor listrik;
• kapasitor;
• kapiler;
• perangkat kontrol termostatik.

• Setelah mendidih, zat pendingin yang bergerak melalui pipa memasuki kompresor yang beroperasi menggunakan listrik. Perangkat ini memampatkan zat pendingin berbentuk gas ke tekanan tinggi, menyebabkan suhunya meningkat;
• gas panas memasuki penukar panas lain (kondensor), di mana panas zat pendingin dipindahkan ke cairan pendingin yang bersirkulasi melalui sirkuit internal sistem pemanas, atau ke udara di dalam ruangan;
• pendinginan, zat pendingin berubah menjadi cair, setelah itu melewati katup pengurang tekanan kapiler, kehilangan tekanan, dan kemudian berakhir di evaporator;
• dengan demikian, siklus telah berakhir dan proses siap diulang.

Perkiraan perhitungan keluaran pemanasan

Q = (T 1 - T 2) x V, dimana:
V – aliran cairan pendingin per jam (m 3 /jam);
T 1 - T 2 - perbedaan suhu antara saluran masuk dan saluran masuk (°C).

Jenis pompa panas

• air tanah - untuk operasinya dalam sistem pemanas air, kontur tanah tertutup atau probe panas bumi yang terletak di kedalaman digunakan (lebih jelasnya: " ");
• air-air - prinsip pengoperasian dalam hal ini didasarkan pada penggunaan sumur terbuka untuk menampung air tanah dan membuangnya (baca: " "). Dalam hal ini, sirkuit eksternal tidak dilingkarkan, dan sistem pemanas di rumah adalah air;
• air-udara - pasang sirkuit air eksternal dan gunakan struktur pemanas tipe udara;
• udara-ke-udara - untuk pengoperasiannya, mereka menggunakan panas yang hilang dari massa udara eksternal ditambah sistem pemanas udara rumah.

Keuntungan dari pompa panas

1. Hemat biaya dan efisien. Prinsip pengoperasian pompa kalor yang ditunjukkan pada foto tidak didasarkan pada produksi energi panas, tetapi pada transfernya. Dengan demikian, efisiensi pompa kalor harus lebih besar dari satu. Tapi bagaimana ini mungkin? Sehubungan dengan pengoperasian pompa kalor digunakan suatu nilai yang disebut koefisien konversi panas atau disingkat CCT. Karakteristik unit jenis ini dibandingkan secara tepat berdasarkan parameter ini.Arti fisika besaran adalah menentukan hubungan antara jumlah kalor yang diterima dengan energi yang dikeluarkan untuk memperolehnya. Misalnya koefisien CPT 4,8 berarti 1 kW listrik yang dikeluarkan pompa menghasilkan 4,8 kW panas yang diperoleh secara gratis dari alam.
2. Aplikasi universal universal. Jika tidak ada saluran listrik yang dapat dijangkau konsumen, pompa kompresor dioperasikan menggunakan penggerak diesel. Karena panas alami ada dimana-mana, prinsip pengoperasian perangkat ini memungkinkan untuk digunakan di mana saja.
3. Keramahan lingkungan. Prinsip pengoperasian pompa kalor didasarkan pada konsumsi listrik yang rendah dan tidak adanya produk pembakaran. Refrigeran yang digunakan oleh unit ini tidak mengandung klorokarbon dan sepenuhnya aman bagi ozon.
4. Mode operasi dua arah. Selama musim pemanasan, pompa kalor mampu memanaskan bangunan dan mendinginkannya di musim panas. Panas yang diambil dari ruangan dapat digunakan untuk menyediakan air panas bagi rumah, dan, jika ada kolam renang, untuk memanaskan air di dalamnya.
5. Pengoperasian yang aman. Tidak ada proses berbahaya dalam pengoperasian pompa panas - tidak ada api terbuka, dan tidak ada zat berbahaya bagi kesehatan manusia yang dilepaskan. Pendinginnya tidak memiliki suhu tinggi, sehingga membuat perangkat aman dan sekaligus berguna dalam kehidupan sehari-hari.
6. Kontrol otomatis proses pemanasan ruangan.

Beberapa fitur pengoperasian pompa

• ruangan harus diisolasi dengan baik (kehilangan panas tidak boleh melebihi 100 W/m²);
• Menguntungkan menggunakan pompa kalor untuk sistem pemanas bersuhu rendah. Sistem pemanas di bawah lantai memenuhi kriteria ini, karena suhunya 35-40°C. CPT sangat bergantung pada hubungan antara suhu rangkaian masukan dan rangkaian keluaran.

Prinsip pengoperasian pompa kalor adalah memindahkan panas, sehingga diperoleh koefisien konversi energi 3 hingga 5. Dengan kata lain, setiap 1 kW listrik yang digunakan membawa 3-5 kW panas ke dalam rumah.

Semakin banyak pengguna Internet yang tertarik dengan metode pemanasan alternatif: pompa panas.

Bagi sebagian besar orang, ini adalah teknologi yang benar-benar baru dan belum diketahui, itulah sebabnya timbul pertanyaan seperti: “Apa itu?”, “Seperti apa bentuk pompa kalor?”, “Bagaimana cara kerja pompa kalor?” dll.

Di sini kami akan mencoba memberikan jawaban sederhana dan mudah diakses untuk semua pertanyaan ini dan banyak pertanyaan lain terkait pompa panas.

Apa itu Pompa Panas?

Pompa panas- perangkat (dengan kata lain, “ketel termal”) yang menghilangkan panas yang hilang dari lingkungan (tanah, air atau udara) dan mentransfernya ke sirkuit pemanas rumah Anda.

Berkat sinar matahari yang terus menerus masuk ke atmosfer dan permukaan bumi, terjadi pelepasan panas secara konstan. Beginilah cara permukaan bumi menerima energi panas sepanjang tahun.

Udara menyerap sebagian panas dari energi sinar matahari. Sisa energi panas matahari hampir seluruhnya diserap bumi.

Selain itu, panas bumi yang berasal dari perut bumi secara konstan menjamin suhu tanah +8°C (mulai dari kedalaman 1,5-2 meter ke bawah). Bahkan di musim dingin, suhu di kedalaman waduk tetap berada pada kisaran +4-6°C.

Panas tanah, air, dan udara tingkat rendah inilah yang dipindahkan oleh pompa panas dari lingkungan ke sirkuit pemanas rumah pribadi, setelah sebelumnya meningkatkan tingkat suhu cairan pendingin hingga +35-80°C yang diperlukan.

VIDEO: Bagaimana cara kerja pompa kalor Air Tanah?

Apa fungsi Pompa Panas?

Pompa panas- mesin panas yang dirancang untuk menghasilkan panas menggunakan siklus termodinamika terbalik. mentransfer energi panas dari sumber bersuhu rendah ke sistem pemanas bersuhu lebih tinggi. Selama pengoperasian pompa kalor, terjadi biaya energi yang tidak melebihi jumlah energi yang dihasilkan.

Pengoperasian pompa kalor didasarkan pada siklus termodinamika terbalik (siklus Carnot terbalik), yang terdiri dari dua isoterm dan dua adiabat, tetapi tidak seperti siklus termodinamika langsung (siklus Carnot langsung), prosesnya berlangsung dalam arah yang berlawanan: berlawanan arah jarum jam.

Dalam siklus Carnot terbalik, lingkungan berperan sebagai sumber panas dingin. Ketika pompa kalor beroperasi, panas dari lingkungan luar dipindahkan ke konsumen karena kerja yang dilakukan, tetapi pada suhu yang lebih tinggi.

Perpindahan panas dari benda dingin (tanah, air, udara) hanya mungkin dilakukan melalui pengeluaran kerja (dalam kasus pompa kalor, pengeluaran energi listrik untuk pengoperasian kompresor, pompa sirkulasi, dll.) atau proses kompensasi lainnya.

Pompa kalor juga bisa disebut “lemari es terbalik”, karena pompa kalor adalah mesin pendingin yang sama, hanya saja tidak seperti lemari es, pompa kalor mengambil panas dari luar dan memindahkannya ke dalam ruangan, yaitu memanaskan ruangan. (kulkas mendingin dengan mengambil panas dari ruang pendingin dan membuangnya melalui kapasitor).

Bagaimana cara kerja Pompa Panas?

Sekarang bicara tentang cara kerja pompa kalor. Untuk memahami prinsip pengoperasian pompa kalor, kita perlu memahami beberapa hal.

1. Pompa kalor mampu mengekstraksi panas bahkan pada suhu di bawah nol derajat.

Sebagian besar pemilik rumah di masa depan tidak dapat memahami prinsip pengoperasian (pada prinsipnya, pompa panas sumber udara apa pun), karena mereka tidak memahami bagaimana panas dapat diambil dari udara pada suhu di bawah nol derajat di musim dingin. Mari kita kembali ke dasar termodinamika dan mengingat definisi kalor.

Panas- suatu bentuk gerak materi, yaitu gerak acak partikel-partikel pembentuk suatu benda (atom, molekul, elektron, dan lain-lain).

Bahkan pada suhu 0˚C (nol derajat Celsius), saat air membeku, masih ada panas di udara. Ini jauh lebih kecil daripada, misalnya, pada suhu +36˚С, namun demikian, pada suhu nol dan negatif, pergerakan atom terjadi, dan oleh karena itu panas dilepaskan.

Pergerakan molekul dan atom berhenti total pada suhu -273˚C (minus dua ratus tujuh puluh tiga derajat Celcius), yang setara dengan suhu nol mutlak (nol derajat pada skala Kelvin). Artinya, bahkan di musim dingin, pada suhu di bawah nol derajat, terdapat panas tingkat rendah di udara yang dapat diekstraksi dan dipindahkan ke dalam rumah.

2. Fluida kerja pada pompa kalor adalah refrigeran (freon).

Apa itu zat pendingin? Pendingin- zat yang bekerja dalam pompa kalor yang menghilangkan panas dari benda yang didinginkan selama penguapan dan memindahkan panas ke media kerja (misalnya, air atau udara) selama kondensasi.

Keunikan zat pendingin adalah mampu mendidih pada suhu negatif dan suhu yang relatif rendah. Selain itu, zat pendingin dapat berubah wujud dari cair menjadi gas dan sebaliknya. Selama peralihan dari wujud cair ke gas (penguapan) panas diserap, dan selama peralihan dari wujud gas ke cair (kondensasi) terjadi perpindahan panas (pelepasan panas).

3. Pengoperasian pompa kalor dimungkinkan oleh empat komponen utamanya.

Untuk memahami prinsip pengoperasian pompa kalor, perangkatnya dapat dibagi menjadi 4 elemen utama:

1. Kompresor, yang memampatkan zat pendingin untuk meningkatkan tekanan dan suhunya.
2. Katup ekspansi- katup termostatik yang secara tajam mengurangi tekanan zat pendingin.
3. Evaporator- penukar panas di mana zat pendingin bersuhu rendah menyerap panas dari lingkungan.
4. Kapasitor- penukar panas di mana zat pendingin yang sudah panas, setelah kompresi, memindahkan panas ke lingkungan kerja sirkuit pemanas.

Keempat komponen inilah yang memungkinkan mesin pendingin menghasilkan pompa dingin dan pompa panas untuk menghasilkan panas. Untuk memahami cara kerja setiap komponen pompa kalor dan mengapa diperlukan, kami sarankan menonton video tentang prinsip pengoperasian pompa kalor sumber tanah.

VIDEO: Prinsip pengoperasian pompa kalor Air Tanah

Prinsip kerja pompa kalor

Sekarang kami akan mencoba menjelaskan secara detail setiap tahapan pengoperasian pompa kalor. Seperti disebutkan sebelumnya, pengoperasian pompa kalor didasarkan pada siklus termodinamika. Artinya pengoperasian pompa kalor terdiri dari beberapa tahapan siklus yang berulang-ulang dalam urutan tertentu.

Siklus kerja pompa kalor dapat dibagi menjadi empat tahap berikut:

1. Penyerapan panas dari lingkungan (mendidihnya zat pendingin).

Evaporator (penukar panas) menerima refrigeran yang berbentuk cair dan bertekanan rendah. Seperti yang telah kita ketahui, pada suhu rendah refrigeran dapat mendidih dan menguap. Proses penguapan diperlukan agar zat dapat menyerap panas.

Menurut hukum kedua termodinamika, panas berpindah dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu lebih rendah. Pada tahap operasi pompa kalor inilah refrigeran bersuhu rendah, melewati penukar panas, menghilangkan panas dari cairan pendingin (air garam), yang sebelumnya naik dari sumur, di mana ia mengambil panas tingkat rendah dari tanah (dalam kasus pompa panas tanah-Air Tanah).

Faktanya adalah suhu tanah di bawah tanah setiap saat sepanjang tahun adalah + 7-8 ° C. Saat digunakan, probe vertikal dipasang melalui mana air garam (pendingin) bersirkulasi. Tugas pendingin adalah memanaskan hingga suhu maksimum yang mungkin terjadi saat bersirkulasi melalui probe dalam.

Ketika cairan pendingin telah mengambil panas dari tanah, ia memasuki penukar panas pompa panas (evaporator) di mana ia “bertemu” dengan zat pendingin, yang memiliki suhu lebih rendah. Dan menurut hukum kedua termodinamika, pertukaran panas terjadi: panas dari air garam yang lebih panas dipindahkan ke zat pendingin yang lebih sedikit panasnya.

Inilah poin yang sangat penting: penyerapan panas dimungkinkan selama penguapan suatu zat dan sebaliknya, perpindahan panas terjadi selama kondensasi. Ketika zat pendingin dipanaskan dari cairan pendingin, ia mengubah keadaan fasanya: zat pendingin berpindah dari keadaan cair ke keadaan gas (zat pendingin mendidih dan menguap).

Setelah melewati evaporator refrigeran berada dalam fase gas. Ini bukan lagi berupa cairan, melainkan gas yang mengambil panas dari cairan pendingin (brine).

2. Kompresi zat pendingin oleh kompresor.

Pada langkah selanjutnya, refrigeran memasuki kompresor dalam bentuk gas. Di sini kompresor memampatkan freon, yang karena peningkatan tekanan yang tajam, memanas hingga suhu tertentu.

Kompresor lemari es rumah tangga biasa bekerja dengan cara yang sama. Satu-satunya perbedaan signifikan antara kompresor kulkas dan kompresor pompa panas adalah kinerjanya yang jauh lebih rendah.

VIDEO: Cara kerja lemari es dengan kompresor

3. Perpindahan panas ke sistem pemanas (kondensasi).

Setelah dikompresi di kompresor, refrigeran yang bersuhu tinggi masuk ke kondensor. Dalam hal ini, kondensor juga merupakan penukar panas di mana, selama kondensasi, panas dipindahkan dari zat pendingin ke media kerja sirkuit pemanas (misalnya, air dalam sistem lantai berpemanas atau radiator pemanas).

Di dalam kondensor, refrigeran kembali berubah dari fasa gas ke fasa cair. Proses ini disertai dengan pelepasan panas yang digunakan untuk sistem pemanas di dalam rumah dan penyediaan air panas (DHW).

4. Mengurangi tekanan refrigeran (ekspansi).

Sekarang refrigeran cair harus disiapkan untuk mengulangi siklus operasi. Untuk melakukan ini, zat pendingin melewati lubang sempit katup ekspansi (expansion valve). Setelah “mendorong” melalui lubang sempit throttle, zat pendingin mengembang, akibatnya suhu dan tekanannya turun.

Proses ini sebanding dengan penyemprotan aerosol dari kaleng semprot. Setelah disemprotkan, kaleng menjadi lebih dingin untuk beberapa saat. Artinya, terjadi penurunan tajam tekanan aerosol karena tekanan ke luar, dan suhu juga turun.

Sekarang zat pendingin kembali berada di bawah tekanan sedemikian rupa sehingga mampu mendidih dan menguap, yang diperlukan bagi kita untuk menyerap panas dari cairan pendingin.

Tugas katup ekspansi (thermostatic ekspansi valve) adalah menurunkan tekanan freon dengan cara melebarkannya pada pintu keluar dari lubang sempit. Sekarang freon siap mendidih kembali dan menyerap panas.

Siklus ini diulangi lagi hingga sistem pemanas dan air panas domestik menerima jumlah panas yang dibutuhkan dari pompa panas.

Membayar listrik dan pemanas menjadi semakin sulit setiap tahunnya. Saat membangun atau membeli rumah baru, masalah pasokan energi yang hemat menjadi sangat akut. Karena krisis energi yang berulang secara berkala, akan lebih menguntungkan jika meningkatkan biaya awal peralatan berteknologi tinggi untuk kemudian menerima panas dengan biaya minimal selama beberapa dekade.

Pilihan paling hemat biaya dalam beberapa kasus adalah pompa panas untuk memanaskan rumah; prinsip pengoperasian perangkat ini cukup sederhana. Tidak mungkin memompa panas dalam arti sebenarnya. Namun hukum kekekalan energi memungkinkan perangkat teknis menurunkan suhu suatu zat dalam satu volume, sekaligus memanaskan benda lain.

Apa itu pompa kalor (HP)

Mari kita ambil contoh kulkas rumah tangga biasa. Di dalam freezer, air dengan cepat berubah menjadi es. Pada bagian luar terdapat gril radiator yang terasa panas saat disentuh. Dari situ, panas yang terkumpul di dalam freezer dipindahkan ke udara ruangan.

TN melakukan hal yang sama, tetapi dalam urutan terbalik. Kisi-kisi radiator, yang terletak di bagian luar gedung, berukuran jauh lebih besar untuk mengumpulkan cukup panas dari lingkungan untuk menghangatkan rumah. Pendingin di dalam radiator atau tabung manifold mentransfer energi ke sistem pemanas di dalam rumah dan kemudian dipanaskan kembali di luar rumah.

Perangkat

Menyediakan panas ke rumah adalah tugas teknis yang lebih kompleks daripada mendinginkan sejumlah kecil lemari es yang dilengkapi kompresor dengan sirkuit pembekuan dan radiator. Desain pompa kalor udara hampir sama sederhananya, ia menerima panas dari atmosfer dan memanaskan udara internal. Hanya kipas angin yang ditambahkan untuk meniup sirkuit.

Sulit untuk memperoleh efek ekonomi yang besar dari pemasangan sistem udara-ke-udara karena rendahnya berat jenis gas atmosfer. Satu meter kubik udara hanya berbobot 1,2 kg. Air sekitar 800 kali lebih berat, sehingga nilai kalornya juga memiliki perbedaan yang berganda. Dari 1 kW energi listrik yang dikeluarkan oleh perangkat udara-ke-udara, hanya 2 kW panas yang dapat diperoleh, dan pompa kalor air-ke-air menyediakan 5–6 kW. TN dapat menjamin koefisien efisiensi (efisiensi) yang begitu tinggi.

Komposisi komponen pompa:

1. Sistem pemanas rumah, yang lebih baik menggunakan lantai berpemanas.
2. Ketel untuk suplai air panas.
3. Kondensor yang mentransfer energi yang dikumpulkan secara eksternal ke cairan pemanas dalam ruangan.
4. Evaporator yang mengambil energi dari cairan pendingin yang bersirkulasi di sirkuit eksternal.
5. Kompresor yang memompa zat pendingin dari evaporator, mengubahnya dari gas menjadi cair, meningkatkan tekanan dan mendinginkannya di kondensor.
6. Katup ekspansi dipasang di depan evaporator untuk mengatur aliran refrigeran.
7. Kontur luar diletakkan di dasar reservoir, dikubur di parit atau diturunkan ke dalam sumur. Untuk pompa kalor udara-ke-udara, rangkaiannya adalah kisi-kisi radiator eksternal, yang dihembuskan oleh kipas.
8. Pompa memompa cairan pendingin melalui pipa di luar dan di dalam rumah.
9. Otomatisasi untuk kontrol sesuai dengan program pemanasan ruangan tertentu, yang bergantung pada perubahan suhu udara luar.

Di dalam evaporator, cairan pendingin dari pipa luar didinginkan, melepaskan panas ke zat pendingin di sirkuit kompresor, dan kemudian dipompa melalui pipa-pipa di dasar reservoir. Di sana ia memanas dan siklusnya berulang lagi. Kondensor memindahkan panas ke sistem pemanas pondok.

Harga untuk model pompa panas yang berbeda

Pompa panas

Prinsip operasi

Prinsip termodinamika perpindahan panas, ditemukan pada awal abad ke-19 oleh ilmuwan Perancis Carnot, kemudian dirinci oleh Lord Kelvin. Namun manfaat praktis dari upaya mereka yang ditujukan untuk memecahkan masalah pemanasan perumahan dari sumber alternatif baru muncul dalam lima puluh tahun terakhir.

Pada awal tahun tujuh puluhan abad terakhir, krisis energi global pertama terjadi. Pencarian metode pemanasan yang ekonomis telah mengarah pada penciptaan perangkat yang mampu mengumpulkan energi dari lingkungan, memusatkannya dan mengarahkannya untuk memanaskan rumah.

Hasilnya, desain HP dikembangkan dengan beberapa proses termodinamika yang berinteraksi satu sama lain:

1. Ketika refrigeran dari rangkaian kompresor memasuki evaporator, tekanan dan suhu freon turun hampir seketika. Perbedaan suhu yang dihasilkan berkontribusi pada ekstraksi energi panas dari pendingin kolektor eksternal. Fase ini disebut ekspansi isotermal.
2. Kemudian terjadi kompresi adiabatik - kompresor meningkatkan tekanan zat pendingin. Pada saat yang sama, suhunya naik hingga +70 °C.
3. Melewati kondensor, freon menjadi cair, karena pada tekanan yang meningkat ia mengeluarkan panas ke sirkuit pemanas internal. Fase ini disebut kompresi isotermal.
4. Ketika freon melewati choke, tekanan dan suhu turun tajam. Ekspansi adiabatik terjadi.

Pemanasan volume internal ruangan sesuai dengan prinsip HP hanya dimungkinkan dengan penggunaan peralatan berteknologi tinggi yang dilengkapi dengan otomatisasi untuk mengontrol semua proses di atas. Selain itu, pengontrol yang dapat diprogram mengatur intensitas pembangkitan panas sesuai dengan fluktuasi suhu udara luar.

Bahan bakar alternatif untuk pompa

Tidak perlu menggunakan bahan bakar karbon berupa kayu bakar, batu bara, atau gas untuk mengoperasikan HP. Sumber energinya adalah panas planet yang tersebar di ruang sekitarnya, di dalamnya terdapat reaktor nuklir yang beroperasi terus-menerus.

Cangkang padat lempeng benua mengapung di permukaan magma cair panas. Kadang-kadang pecah saat terjadi letusan gunung berapi. Di dekat gunung berapi terdapat mata air panas bumi, tempat Anda dapat berenang dan berjemur bahkan di musim dingin. Pompa kalor dapat mengumpulkan energi hampir di mana saja.

Untuk bekerja dengan berbagai sumber panas yang hilang, ada beberapa jenis pompa kalor:

1. "Udara-ke-udara." Mengekstraksi energi dari atmosfer dan memanaskan massa udara di dalam ruangan.
2. "Air-udara". Panas dikumpulkan oleh sirkuit eksternal dari dasar reservoir untuk digunakan selanjutnya dalam sistem ventilasi.
3. "Air tanah". Pipa pengumpul panas terletak secara horizontal di bawah titik beku, sehingga bahkan dalam cuaca beku yang paling parah sekalipun pipa tersebut dapat menerima energi untuk memanaskan cairan pendingin dalam sistem pemanas gedung.
4. "Air-air." Kolektor diletakkan di sepanjang dasar reservoir pada kedalaman tiga meter, panas yang terkumpul memanaskan air yang bersirkulasi di lantai berpemanas di dalam rumah.

Ada pilihan dengan pengumpul eksternal terbuka, ketika Anda dapat menggunakan dua sumur: satu untuk menampung air tanah, dan yang kedua untuk mengalirkan kembali ke akuifer. Pilihan ini hanya mungkin jika kualitas cairannya bagus, karena filter cepat tersumbat jika cairan pendingin mengandung terlalu banyak garam kekerasan atau mikropartikel tersuspensi. Sebelum pemasangan perlu dilakukan analisa air.

Jika sumur yang dibor cepat tertimbun lumpur atau airnya mengandung banyak garam kekerasan, maka pengoperasian HP yang stabil dipastikan dengan mengebor lebih banyak lubang di tanah. Loop dari kontur luar yang disegel diturunkan ke dalamnya. Kemudian sumur disumbat dengan menggunakan sumbat yang terbuat dari campuran tanah liat dan pasir.

Menggunakan pompa keruk

Anda dapat memperoleh manfaat tambahan dari area yang ditempati oleh halaman rumput atau hamparan bunga dengan menggunakan HP dari tanah ke air. Untuk melakukan ini, Anda perlu memasang pipa di parit hingga kedalaman di bawah titik beku untuk mengumpulkan panas bawah tanah. Jarak antar parit paralel minimal 1,5 m.

Di selatan Rusia, bahkan di musim dingin yang sangat dingin, tanah membeku hingga maksimum 0,5 m, sehingga lebih mudah untuk menghilangkan seluruh lapisan tanah di lokasi pemasangan dengan grader, meletakkan kolektor, dan kemudian mengisi lubang. dengan ekskavator. Semak dan pohon yang akarnya dapat merusak kontur luar sebaiknya tidak ditanam di tempat ini.

Jumlah panas yang diterima dari setiap meter pipa tergantung pada jenis tanah:

• pasir kering, tanah liat - 10–20 W/m;
• tanah liat basah - 25 W/m;
• pasir dan kerikil yang dibasahi - 35 W/m.

Luas tanah yang berdekatan dengan rumah mungkin tidak cukup untuk menampung register pipa luar. Tanah berpasir yang kering tidak memberikan aliran panas yang cukup. Kemudian mereka menggunakan sumur bor sedalam 50 meter untuk mencapai akuifer. Loop kolektor berbentuk U diturunkan ke dalam sumur.

Semakin besar kedalamannya, semakin tinggi pula efisiensi termal probe di dalam sumur. Suhu bagian dalam bumi meningkat 3 derajat setiap 100 m.Efisiensi pembuangan energi dari pengumpul sumur dapat mencapai 50 W/m.

Instalasi dan commissioning sistem HP adalah serangkaian pekerjaan berteknologi rumit yang hanya dapat dilakukan oleh spesialis berpengalaman. Total biaya peralatan dan material komponen jauh lebih tinggi jika dibandingkan dengan peralatan pemanas gas konvensional. Oleh karena itu, periode pengembalian biaya awal diperpanjang selama bertahun-tahun. Namun sebuah rumah dibangun untuk bertahan selama beberapa dekade, dan pompa panas bumi adalah metode pemanasan yang paling menguntungkan untuk pondok pedesaan.

Penghematan tahunan dibandingkan dengan:

• ketel gas - 70%;
• pemanas listrik - 350%;
• ketel bahan bakar padat - 50%.

Saat menghitung periode pengembalian HP, ada baiknya memperhitungkan biaya pengoperasian untuk seluruh masa pakai peralatan - setidaknya 30 tahun, maka penghematannya akan berkali-kali lipat melebihi biaya awal.

Pompa air ke air

Hampir semua orang dapat menempatkan pipa pengumpul polietilen di dasar reservoir terdekat. Ini tidak memerlukan banyak pengetahuan, keterampilan, atau alat profesional. Cukup dengan mendistribusikan gulungan kumparan secara merata di atas permukaan air. Jarak antar belokan minimal 30 cm, dan kedalaman genangan minimal 3 m, kemudian pemberat harus diikatkan pada pipa agar sampai ke dasar. Batu bata atau batu alam berkualitas rendah cukup cocok di sini.

Memasang pengumpul HP air-ke-air akan membutuhkan waktu dan uang yang jauh lebih sedikit dibandingkan menggali parit atau mengebor sumur. Biaya pembelian pipa juga akan minimal, karena pembuangan panas selama pertukaran panas konvektif di lingkungan perairan mencapai 80 W/m. Manfaat nyata dari penggunaan HP adalah tidak perlunya pembakaran bahan bakar karbon untuk menghasilkan panas.

Metode alternatif memanaskan rumah menjadi semakin populer, karena memiliki beberapa keunggulan:

1. Ramah lingkungan.
2. Menggunakan sumber energi terbarukan.
3. Setelah commissioning selesai, tidak ada biaya rutin untuk bahan habis pakai.
4. Secara otomatis menyesuaikan pemanasan di dalam rumah berdasarkan suhu luar.
5. Periode pengembalian untuk biaya awal adalah 5–10 tahun.
6. Anda dapat menghubungkan ketel untuk pasokan air panas ke pondok.
7. Di musim panas, ia bekerja seperti AC, mendinginkan pasokan udara.
8. Masa pakai peralatan lebih dari 30 tahun.
9. Konsumsi energi minimum - menghasilkan panas hingga 6 kW menggunakan 1 kW listrik.
10. Kemandirian penuh dari pemanas dan pendingin udara pondok dengan adanya generator listrik jenis apa pun.
11. Adaptasi ke sistem “rumah pintar” untuk kendali jarak jauh dan penghematan energi tambahan dimungkinkan.

Untuk mengoperasikan HP air-ke-air, diperlukan tiga sistem independen: sirkuit eksternal, internal, dan kompresor. Mereka digabungkan menjadi satu sirkuit oleh penukar panas di mana berbagai pendingin bersirkulasi.

Saat merancang sistem catu daya, perlu diingat bahwa pemompaan cairan pendingin melalui sirkuit eksternal menghabiskan listrik. Semakin panjang pipa, tikungan, dan belokannya, semakin kurang menguntungkan VT. Jarak optimal rumah ke pantai adalah 100 m, dapat diperpanjang 25% dengan menambah diameter pipa kolektor dari 32 menjadi 40 mm.

Udara - terbelah dan mono

Lebih menguntungkan menggunakan HP udara di wilayah selatan, di mana suhu jarang turun di bawah 0 °C, tetapi peralatan modern dapat beroperasi pada -25 °C. Paling sering, sistem split dipasang, terdiri dari unit indoor dan outdoor. Set luar terdiri dari kipas yang bertiup melalui kisi-kisi radiator, set dalam terdiri dari penukar panas kondensor dan kompresor.

Desain sistem split menyediakan peralihan mode operasi yang dapat dibalik menggunakan katup. Di musim dingin, unit eksternal adalah generator panas, dan di musim panas, sebaliknya, melepaskannya ke udara luar, bekerja seperti AC. Pompa kalor udara dicirikan oleh pemasangan unit eksternal yang sangat sederhana.

Manfaat lainnya:

1. Efisiensi tinggi unit luar ruangan dipastikan oleh area pertukaran panas yang besar pada kisi-kisi radiator evaporator.
2. Pengoperasian tanpa gangguan dapat dilakukan pada suhu luar ruangan hingga -25 °C.
3. Kipas angin terletak di luar ruangan, sehingga tingkat kebisingan berada dalam batas yang dapat diterima.
4. Di musim panas, sistem split bekerja seperti AC.
5. Suhu yang disetel di dalam ruangan dipertahankan secara otomatis.

Saat merancang pemanas bangunan yang terletak di daerah dengan musim dingin yang panjang dan beku, perlu memperhitungkan rendahnya efisiensi pemanas udara pada suhu di bawah nol derajat. Untuk 1 kW listrik yang dikonsumsi terdapat 1,5–2 kW panas. Oleh karena itu, perlu disediakan sumber pasokan panas tambahan.

Pemasangan VT yang paling sederhana dimungkinkan saat menggunakan sistem monoblok. Hanya pipa pendingin yang masuk ke dalam ruangan, dan semua mekanisme lainnya terletak di luar dalam satu wadah. Desain ini secara signifikan meningkatkan keandalan peralatan dan juga mengurangi kebisingan hingga kurang dari 35 dB - ini berada pada tingkat percakapan normal antara dua orang.

Saat memasang pompa tidak hemat biaya

Hampir tidak mungkin menemukan sebidang tanah kosong di kota untuk lokasi kontur luar HP tanah-ke-air. Lebih mudah memasang pompa panas sumber udara di dinding luar bangunan, yang sangat bermanfaat di wilayah selatan. Untuk area yang lebih dingin dengan cuaca beku yang berkepanjangan, ada kemungkinan lapisan es pada kisi-kisi radiator eksternal pada sistem split.

Efisiensi HP yang tinggi dipastikan jika kondisi berikut terpenuhi:

1. Ruangan berpemanas harus memiliki struktur penutup luar yang terisolasi. Jumlah maksimum kehilangan panas tidak boleh melebihi 100 W/m2.
2. TN mampu bekerja secara efektif hanya dengan sistem “lantai hangat” suhu rendah inersia.
3. Di wilayah utara, HP harus digunakan bersama dengan sumber panas tambahan.

Ketika suhu udara luar turun tajam, sirkuit inersia dari "lantai hangat" tidak punya waktu untuk menghangatkan ruangan. Hal ini sering terjadi di musim dingin. Pada siang hari matahari terik, termometer menunjukkan -5 °C. Pada malam hari, suhu bisa turun dengan cepat hingga -15 ° C, dan jika angin kencang bertiup, embun beku akan semakin kuat.

Maka Anda perlu memasang baterai biasa di bawah jendela dan di sepanjang dinding luar. Tetapi suhu cairan pendingin di dalamnya harus dua kali lebih tinggi dari pada sirkuit “lantai hangat”. Perapian dengan sirkuit air dapat memberikan energi tambahan di pondok pedesaan, dan ketel listrik dapat memberikan energi tambahan di apartemen kota.

Tinggal menentukan apakah HP akan menjadi sumber panas utama atau tambahan. Dalam kasus pertama, ia harus mengkompensasi 70% dari total kehilangan panas ruangan, dan yang kedua - 30%.

Video

Video tersebut memberikan perbandingan visual tentang kelebihan dan kekurangan berbagai jenis pompa kalor dan menjelaskan secara rinci struktur sistem udara-air.

Evgeniy AfanasyevKepala editor