Enerģija, ir dārgs aprīkojums, bet galvenā priekšrocība ir ātra atmaksāšanās. Viens no šādas alternatīvas veidiem ir siltumsūknis apkurei. Cenas un šādu sistēmu veidu apraksti ir precizēti šajā rakstā.

Alternatīva gāzes katlam

Lasiet rakstā

Siltumsūkņu izcelsmes vēsture

Pirmās siltumsūkņa koncepcijas pazīmes parādījās 1852. gadā. Viljams Tomsons bija šīs izstrādes aizsācējs, un to 1940. gadā uzņēma un uzlaboja Roberts Vēbers, kurš bieži eksperimentēja un nejauši atklāja, ka no saldētavas rodas siltums. Pirmkārt, zinātnieks mācīja sistēmu un galu galā visu māju. Lielisks triumfs bija Vēbera vara cauruļu ievietošana zemē, kas savāca dabisko siltumu un pārveidoja to siltumenerģijā.

Siltumsūkņa darbības princips mājas apkurei

Siltumsūknis ir konstruēts tā, lai tā iekšējie bloki varētu pārstrādāt siltumu no dabiskās vides (ūdens, zemes un gaisa) siltumā.

Kā sūknis darbojas no iekšpuses

Neatkarīgi no siltuma ģenerēšanas metodes visi sūkņi satur šādus elementus:

• Izplešanās vārsts;
• Augstspiediena iztvaicētājs;
• kompresors;
• Kondensators;

Konversijas process

Ģeotermālais siltumsūknis par izdevīgu cenu darbojas pēc ierastā principa, kas aukstumaģenta uzvārīšanas procesā visu iekārtas iekšienē uzkrāto siltumu novada uz tās aizmugurējo sienu. Tikai tādā gadījumā iegūtā enerģija tiek izlaista iekštelpās.

Siltumenerģijas radīšanas posmi:

1. Atkarībā no izmantotā dabiskā elementa veida sūknis noņem siltumu diapazonā no 1 līdz 7 grādiem.
2. Iztvaicētājā, kas atrodas ierīces iekšpusē, ir aukstumaģents. Šis šķidrums var vārīties nulles temperatūrā.
3. Ar iegūtā dabiskā siltuma palīdzību aukstumaģents vārās un kļūst gāzveida.
4. Gāze nonāk kompresorā, kas palielina tā spiedienu un rezultātā paaugstinās temperatūra.
5. Maksimāli uzkarsētais aukstumaģents gāzes veidā nonāk kondensatorā, kur izdala savu siltumu. Pēc atdzesēšanas viela atgriežas šķidrā stāvoklī.
6. Pēc tam izplešanās vārsts ļauj šķidrumam iziet cauri, samazinot spiedienu līdz sākotnējam līmenim.
7. Un atkal aukstumaģents nonāk iztvaicētājā, saņem daļu siltuma un process atkārtojas.

Tāpēc aukstumaģents ir galvenais siltumsūkņa darba elements. Siltums, ko tas saņem no dabas, tiek pārvērsts par 35-65 grādiem noderīgā siltuma resursā.

Piezīme! Lai gan dzesēšanas šķidruma sildīšanas temperatūra nav tik augsta, akumulatora sekciju pieauguma dēļ tiek panākta pilnīga un vienmērīga telpu apkure. Sistēmai var pieslēgt apsildāmu grīdu, tā uzsils vienmērīgi un neagresīvi.

Galvenie siltumsūkņu veidi

Sildītāji atšķiras ar to, kā tie ražo siltumu. Tos iedala tādos veidos kā: “ūdens-ūdens”, “gaiss-gaiss”, “grunts-ūdens”, “gaiss-ūdens”.

Ūdens-ūdens

Sistēmas būtība ir iegūt siltumu no rezervuāra vai. Šāda veida iekārtas atšķiras no citām ar lielāku siltuma pārneses efektivitāti. Tas izskaidrojams ar to, ka ūdens ir mazāk jutīgs pret temperatūras izmaiņām, īpaši zemē.

Gaiss-gaiss

Kā orientēties, izvēloties siltumsūkni

Lai izvēlētos konkrētu siltuma veidu par labu cenu, jums jāizlemj par šādiem parametriem:

• Summa, no kuras esat gatavs šķirties, lai iegādātos aprīkojumu;
• Teritorijas veids, kurā atrodas mājoklis, kuru plānojat nodrošināt ar alternatīvu apkures metodi. Uzstādīšanas veids ir atkarīgs no stabu vai gruntsūdeņu atrašanās vietas;
• Jums jāizlemj, vai jums ir iespēja urbt siltumsūknim;
• Galvenā nianse ir precīzs nepieciešamās jaudas aprēķins pilnai mājas apkurei;

Kā aprēķināt nepieciešamā aprīkojuma jaudu

Lai precīzāk noteiktu nepieciešamo jaudu, jāaprēķina temperatūras starpība starp ielu un mikroklimatu ēkas vidū: T = Tinside - Toutside = nepieciešamais Celsija grāds.

Galīgajā formulā ir ņemti vērā visi iepriekš minētie parametri: Q = V x T, kW.

Svarīgi! Lai izvairītos no jaudas trūkuma apkurei, iegūtajiem aprēķiniem ir jāpievieno 10 procenti no nominālvērtības, lai līdzsvarotu visus trūkumus.

Ražotāju apskats

Lai iegādātos siltumsūkni, cenai jābūt korelētai ar ražotāja reputāciju un funkciju klāstu.

Piezīme!Ārvalstu ražotāju izvēle ir ļoti liela, to iekārtu kvalitāte ir ļoti augsta, taču pašmāju firmas nepadodas un spēj pārspēt daudzus Eiropas konkurentus. Krievu ražotāju cena ir daudz patīkamāka.

Siltumsūknis mājas apkurei. Cenas dažādiem veidiem

Katrai sistēmai, kas atšķiras viena no otras pēc veida, ir savi nepieciešamo konstrukcijas elementu apjomi. Šis fakts ietekmē gatavā produkta cenu politiku.

Gaiss-gaiss siltumsūkņu un citu veidu cenas

Ūdens sistēmu jaudas diapazons sasniedz līdz 18 kW. Papildu moduļi var paplašināt sistēmas funkcionalitāti līdz pilnīgai automatizācijai. Šādu ierīču cena svārstās no 100 līdz 500 tūkstošiem rubļu.

Kas attiecas uz māla ierīcēm, jauda sasniedz 500 kW, un izmaksas sasniedz 3,5 miljonus rubļu.

Pabeigts siltumsūkņu cenu diapazonu tabula.

Attēls	Ražotājs	Jauda, ​​kW	Tips	Cena, berzēt.
	Gree Versati GRS-CQ	5,5	Ūdens ūdens	300 000
	Altal 12	12	zemes ūdens	350 000
	Cooper/Hunter GRS-Cm	18	Gaisa ūdens	240 000
	ZIRNS	6	Gaisa ūdens	400 000
	Mamuts j142	48	Ūdens ūdens	650 000
	DHL-L Varius	5,33	Gaisa gaiss	750 000

DIY siltumsūknis

Lai izveidotu siltumsūkni ar savām rokām no ledusskapja, jums ir jābūt noteiktai prasmei. Bet ir pilnīgi iespējams nogādāt ierīci darba stāvoklī.

• Pirmkārt, jums ir jāiegādājas kompresors no ledusskapja vai.
• Tagad jums ir jāsamontē kondensators, kura dizains sākas ar spoli. Parasti to izgatavo no vara caurules, kuras biezums ir 1 mm, un ievieto metāla korpusā. Lai ievietotu spoli tvertnes iekšpusē, to vispirms pārzāģē uz pusēm un pēc visu detaļu un vītņoto savienojumu ievietošanas atpakaļ. Lai spole pagrieztos vienmērīgi un ar tādu pašu attālumu starp gredzeniem, jūs varat uztīt cauruli uz sagataves, un attālums tiek fiksēts ar alumīnija stūri ar ribām.
• Pilnīgu montāžu, cauruļu lodēšanu un aukstumaģenta sūknēšanu veic tikai profesionāls saldēšanas tehniķis. Pretējā gadījumā var rasties ārkārtas situācija.
• Tas ir viss, struktūra ir gatava savienojumam.

Siltumsūkņu papildu iespējas

Pateicoties unikālajām konstrukcijām, Krievijā ražotie siltumsūkņi ļauj izveidot papildu procesus, piemēram, ūdens dzesēšanu un apkures katlu. Dzesēšanas efekts tiek panākts, izmantojot reverso aukstumaģenta saraušanās procesu. Tas ir, kompresorā notiek tādas pašas manipulācijas kā apkures laikā, tikai apgrieztā secībā.

Ūdens tiek uzkarsēts netieši. Katla iekšpusē ir spole, caur kuru iet karstais ūdens, un siltums no spoles silda ūdeni katlā.

Garantija un serviss

Tā kā sistēma ir ļoti sarežģīta, nav pieļaujams pašiem veikt agregātu diagnostikas un remontdarbus. Šiem nolūkiem, iegādājoties sūkni, ražotājam ir pienākums noslēgt ar Jums līgumu, kurā ir noteikti laika periodi, kuros speciālists veiks pārbaudi.

1. Garantija ietver noteiktu bezmaksas servisa periodu, kas ietver visu komponentu un mezglu remontdarbus.
2. Apkope ir neatņemams pašas sistēmas papildinājums. Grafiks, pēc kura tiek veikta pārbaude, var būt mēneša, ceturkšņa, pusgada un gada.

Secinājumi

Ja esat pozitīvi noskaņots par siltumsūkņa iegādi mājas apsildīšanai, cenām nevajadzētu jūs biedēt. Galu galā šādas apkures galvenā prioritāte ir tā, ka efektivitāte tiek reizināta 4 reizes, salīdzinot ar citiem apkures veidiem. Tas nozīmē, ka visa sistēma ļoti ātri atmaksāsies. Siltus ziemas vakarus jums.

Siltumsūknis- mehāniska ierīce, kas nodrošina siltuma pārnesi no resursa ar zemu potenciālo siltumenerģiju (zemu temperatūru) uz apkures sistēmu (dzesēšanas šķidrumu) ar paaugstinātu temperatūru. Mēģināsim to izskaidrot saprotamākā valodā.

Ir pagājuši tie laiki, kad cilvēki apsildīja savas mājas, kurinot malku kamīnos vai krāsnīs. Tos nomaina daudzfunkcionāli ilgstošas ​​degšanas katli. Reģionos, kur ir pieejama galvenā gāze, apkurei tiek izmantotas efektīvas gāzes iekārtas. Vietās, kas nav pieejamas gāzes maģistrālēm, to arvien vairāk izmanto.

Cilvēce saprot, ka neatjaunojamo enerģijas avotu dedzināšana nav daudzsološs bizness, un resursi tiek izsmelti. Zinātnieki nebeidz meklēt jauni siltumenerģijas ražošanas veidiun izstrādāt mūsdienīgus mehānismus uzdoto uzdevumu īstenošanai.

Vienā no šādiem projektiem tika projektēts siltumsūknis. Patiešām, tāpat kā vairākumam siltumenerģijas agregātus, siltumsūkņa darbība nav iespējama bez elektroenerģijas. Nopietna atšķirība ir tā, ka elektrība nav iesaistīta sildīšanā, piemēram, sildelementā, kā tas ir eļļas radiatorā, un neaizver spirāli siltuma lielgabalā. Siltumsūknim nav sildelementu, tas nerada siltumenerģiju, siltumsūknis kalpo tikai kā tās nesējs no vides līdz patērētājam (dzesēšanas šķidrums).

Siltumsūkņa patērētā elektroenerģija tiek tērēta tikai aukstumaģenta saspiešanai un sūknēšanai, lai tas cirkulētu. Aukstumaģents darbojas kā nepieciešams darba vidi, tieši viņš siltumu no apkārtējās vides pārvieto uz apkures sistēmu un karstā ūdens apgādes sistēmu. Šis pārskats mums palīdzēs, kā izvēlēties siltumsūkni, tā darbības principu, kā arī uzzināsim par šādu iekārtu plusiem un mīnusiem.

Siltumsūknis apkurei

Tradicionālā privātmājas apkure joprojām ir vēlama, ja ir daudz lētu resursu. Jautājums ir, ko darīt, ja lētu avotu pieejamība ir ierobežota? Alternatīvs risinājums ir siltumsūknis – vairāk nekā 40 gadu darbības pieredze Eiropas Savienībā liecina, ka tas var būt ļoti efektīvs.

Krievijas Federācijā siltumsūknis nav saņēmis pienācīgu sadali. Iemesls tam ir divi faktori. Pirmkārt, ir naftas, gāzes un koksnes pārpilnība. Otrkārt, to aptur augstā cena un popularizēšanas trūkums. Informācija par siltumsūkņiem ir ļoti trūcīga, nav skaidrs to darbības princips, kā arī nav pietiekami daudz informācijas par ieguvumiem.

Eiropas Savienībā degvielas cenas ir tik augstas, ka ģeotermālās apkures sistēmas ekspluatācijā uzrāda priekšrocības. Piemēram, līdz 95% mājsaimniecību Zviedrijā un Norvēģijā viņi izmantosiltumsūkņi kā galvenais apkures avots. Starptautiskā Enerģētikas aģentūra prognozē, ka siltumsūkņi līdz 2020. gadam sāks nodrošināt 10% no enerģijas pieprasījuma apkurei Ekonomiskās sadarbības un attīstības organizācijas valstīs, un līdz 2050. gadam šis rādītājs sasniegs 30%.

Siltumsūknis apkurei - darbības princips

No skolas fizikas kursa, atgādinot otro termodinamikas likumu, ir droši zināms, ka siltums no karsta ķermeņa bez jebkādiem mehānismiem tiek pārnests uz aukstu. Viltība ir tāda, kā pārnest siltumu pretējā virzienā? Lai to izdarītu, mums būs jāveic virkne darbību, kas nodrošina rezultātus.

Šīs ir darbības, kuras mums palīdzēs veikt siltumsūknis. Siltumsūkņa darbības enerģijas izmaksas ir proporcionāli atkarīgas no temperatūras starpības starp šajā procesā iesaistītajām vidēm.

Vai esat kādreiz pieskāries ledusskapja melnajam režģim aizmugurē? Ikviens var pārbaudīt, vai aizmugurējā siena ir ļoti karsta. Pavēršot lāzera pirometru uz melno režģi, var redzēt, ka tā virsmas temperatūra ir aptuveni 40°C. Tādā veidā saldēšanas iekārtu inženieri atgūst nevajadzīgo siltumu no saldētavas iekšpuses.

Ir zināms, ka pagājušā gadsimta četrdesmito gadu beigās izgudrotājs Roberts Vēbers pievērsa uzmanību bezjēdzīgai gaisa sildīšanai ar ledusskapja radiatoru. Izgudrotājs par to domāja un pieslēdza tam netiešās apkures katlu. Rezultātā Roberts mājsaimniecību apgādāja ar karsto ūdeni vajadzīgajā apjomā. Toreiz entuziasts sāka domāt, kā ledusskapi “apgriezt” otrādi un pārveidot dzesēšanas ierīci par sildīšanas ierīci. Jāatzīst, viņam tas izdevās.

Kā darbojas siltumsūknis?

Siltumsūkņa darbības princips ir balstīts uz to, ka pazemē jebkurā gadalaikā, nokrītot zem sasalšanas līmeņa, mēs saskarsimies ar temperatūru virs nulles. Izrādās, ka bezsarmas augsnes slānis ir tieši zem kājām. Ko darīt, ja jūs to izmantojat kā saldētavas aizmugurējo sienu?

Piemērojot saldēšanas iekārtu darbības principu, Lai pārnestu siltumu no pazemes uz mājas telpu, tiek izmantota cauruļu sistēma, pa kuru cirkulē aukstumaģents. Freona aukstumnesēji tiek uzkarsēti ar pazemes siltumu un sāk iztvaikot. Aukstais gaiss ārā to atdzesē, izraisot freona kondensāciju.

Sildot siltumu, mainot iztvaikošanas un sildīšanas ciklus, siltumsūknis liek aukstumaģentam cirkulēt. Kompresors rada spiedienu, liekot freonam pārvietoties pa divu siltummaiņu caurulēm.

Pirmajā siltummainī freons iztvaiko zemā spiedienā, kura laikā siltums tiek absorbēts no tuvākās apkārtējās atmosfēras. Pēc tam to pašu aukstumnesēju saspiež ar augstspiediena kompresoru un pārvieto uz otru spoli, kur tas tiek kondensēts. Pēc tam tas atbrīvo siltumu, ko tas absorbēja agrāk cikla laikā.

Galvenā loma šajā procesā ir pastiprinātāja kompresoram. Palielinot spiedienu, freons kondensējas un ražo vairāk siltuma, nekā tas saņēma no siltās zemes. Tādējādi zemējuma pozitīvās vērtības + 7 ° C unpārvēršas komfortablos mājas apstākļos + 24°C.

Izmantojot siltumsūkni apkurei, mēs panākam augstu efektivitāti.

Vēlos atzīmēt, ka visai konstrukcijai nav nepieciešama īpaši paredzēta elektroinstalācijas līnija. Enerģijas patēriņš ir salīdzināms ar sadzīves elektriskās tējkannas enerģijas patēriņu. Viltība ir tāda, ka siltumsūknis “saražo” siltumenerģiju četras reizes vairāk nekā patērē elektrību. Lai apsildītu kotedžu 300 m2, stiprā salnā līdz 30°C tiks iztērēta ne vairāk kā 3 kW.

Taču ģeotermālā sūkņa īpašniekam sākumā nāksies daudz ko dakšot. Savienojuma aprīkojuma un materiālu izmaksas ir vismaz 4500 USD. Pievienosim uzstādīšanas darbus un urbšanu, un tikpat daudz, izrādās, ka vienkāršākā sistēma maksās 10 tūkstošus dolāru.

Skaidrs, ka tas maksās par kārtu lētāk. Bet maksā katru mēnesi pamatojoties uz 1 kW uz 10 m2būs vienalga. Tā nu sanāk, ka par 300 kv. metri mājās prasīs 30 kW – 10 reizes vairāk, nekā tiks iztērēts siltumsūknim.

Aprēķini par apkuri ar gāzi, izmantojot gāzes katlu, dod aptuveni tādus pašus skaitļus - 2000 rubļu mēnesī, kas ir salīdzināms ar siltumsūkņa darbību. Diemžēl ne visi dzīvo gazificētā rajonā.

Siltumsūknim ir nenoliedzama priekšrocība. Vasarā šādu “reverso saldētavu” var “apgriezt uz āru” un ar nelielu rokas kustību siltumsūknis pārvēršas par kondicionieri. Karstās dienās ārā ir +30°C, bet cietumā vēss. Izmantojot caurules, kas piepildītas ar dzesēšanas šķidrumu, sūknis novadīs pazemes aukstumu mājā. Tālāk tiek ieslēgts ventilators, tāpēc mēs iegūstam ekonomisku dzesēšanas sistēmu.

Darbības prakse norāda atmaksāšanās periodus no 3 līdz 7 gadiem. Skandināvijas valstis jau sen ir aprēķinājušas savu peļņu un paši silda, izmantojot šo metodi. Spilgts piemērs ir milzu siltumsūknis Stokholmā, ģeotermālās iekārtas. Siltumenerģijas avots ziemā un vēsums vasarā ir Baltijas jūras ūdeņi. Uz siltumsūkni pilnībā attiecas sauklis: maksā tagad – ietaupi vēlāk! Ietaupījumi kļūst lielāki, jo energoresursi kļūst dārgāki.

Siltumsūknis. Patiesība par tā efektivitāti.

Diemžēl šodien ne viss ir tik rožains ar efektivitāti. Viens no galvenajiem patērētāju mokošajiem jautājumiem paliek: pirkt vai nepirkt siltumsūkni. Mūsu padoms ir rūpīgi izsvērt plusus un mīnusus, visdrīzāk iespēja iegādāties parasto pēc lietošanas izmaksās lētāk, un uzstādīšana būs vienkāršāka.

Ja mēs uzskatām siltumsūkni par nākotnes koncepciju, kā jaunu ideju siltuma ražošanai, inženiertehniskā ideja noteikti ir pelnījusi cieņu. Ģeotermālās iekārtas darbojas, to var aptaustīt ar rokām, un ar katru gadu tas kļūst arvien efektīvāks. Taču, ja parēķināsim, cik naudas iztērēsim tās ekspluatācijai, pieskaitīsim sākotnējās iegādes un uzstādīšanas izmaksas, visticamāk, iegūsim summu, kas parāda, ka par to tērēsim daudz vairāk naudas nekā jebkura cita veida siltumenerģijas ražošanas iekārtai. .

Uzskatot siltumsūkni par ekonomisku sistēmu, kad jūs iztērējat 100 rubļus par tā darbību un saņemat siltumenerģiju 300 rubļu vērtībā, neaizmirstiet, ka jūs samaksājāt lielu naudu par tiesībām saņemt 200 rubļu virspeļņu. Starp citu, tajā pašā Eiropas Savienībā siltumsūkņu tirdzniecība tiek atbalstīta no valdības programmām.

Tātad Somijā ik gadu tiek pārdoti vairāk nekā 60 tūkstoši siltumsūkņu, un pārdošanas apjoms pieaug par 5%. Bet, pirmkārt, šādu iekārtu izmantošanas ekonomiskais efekts tur ir lielāks dārgās elektrības dēļ. Elektrības izmaksas Somijā ir 35 eiro centi, salīdzinot ar Krieviju - 7 eiro centi. Otrkārt, subsīdiju programma paredz kompensāciju par siltumsūkņa iegādi 3000 EIRO apmērā.

Kamēr gāzes un elektrības cenas saglabājas zemas, siltumsūkņa kā galvenā konkurenta ieviešana joprojām ir izaicinājums. Masveida patēriņš kļūs iespējams tikai ogļūdeņražu ražošanas krīzes vai elektroenerģijas ražošanas krīzes gadījumā.

Kā izvēlēties pareizo siltumsūkni

Pirmais posms.

Nepieciešamā siltuma aprēķins mājas apkurei. Lai izvēlētos siltumsūkni (HS), kas ir iekļauts mājas apkures sistēmā, ir svarīgi aprēķināt siltuma pieprasījumu. Precīzs aprēķins palīdzēs izvairīties no nevajadzīgiem izmaksu pārsniegumiem, jo ​​tas rada nevajadzīgus izdevumus.

Otrais posms.

Kādu siltuma avotu izvēlēties savam siltumsūknim. Šis lēmums ir atkarīgs no daudziem komponentiem, no kuriem galvenie:

• Finanšu komponents. Tas ietver tiešās izmaksas par pašu aprīkojumu, kā arī ģeotermālās zondes uzstādīšanas vai pazemes termiskās ķēdes ieklāšanas darbu. Tas ir atkarīgs no pašas vietas atrašanās vietas, kā arī no tuvākās apkārtnes (rezervuāri, ēkas, komunikācijas) un ģeoloģijas.

• Operatīvā sastāvdaļa. Galvenās izmaksas ir siltumsūkņa darbība. Šis rādītājs ir atkarīgs no jūsu ēkas apkures režīma un izvēlētā siltuma avota.

Trešais posms.

Sākotnējo datu analīze siltumsūkņa izvēlei:

1. Ierosinātās sistēmas budžets.
2. Apkures sistēma: radiatori, gaisa apkure, apsildāmā grīda.
3. Vietnes platība, ko var atvēlēt siltuma kolektora ieklāšanai.
4. Vai uz vietas ir iespējams veikt urbšanu?
5. Vietas ģeoloģija, lai noteiktu ģeotermālās zondes dziļumu, ja tiks pieņemts šāds lēmums.
6. Vai vasarā ir nepieciešams gaisa kondicionētājs?
7. Vai gaisa apkure ir pieejama vai plānota nākotnē?
8. Kapitāla izmaksas HP iegādei un uzstādīšanai ar visiem darbiem (aptuvenā sākotnējā tāme).

Sakārtosim visu kārtībā

Ierosinātās sistēmas budžets

Veidojot apkures sistēmu, izmantojot siltumsūkni, ir iespējams ierīkot gaisa-ūdens kontūru. Kapitālieguldījumi būs minimāli, jo nav nepieciešami dārgi rakšanas darbi. Taču šīs apkures sistēmas darbības fāzē būs augstas izmaksas zemās darbības efektivitātes dēļ.

Ja vēlaties būtiski samazināt ekspluatācijas izmaksas, tad jums ir piemērota ģeotermālā sūkņa uzstādīšana. Tiesa, būs jāveic rakšanas darbi, lai ieklātu termisko ķēdi. Šī sistēma nodrošinās arī “pasīvo” aukstumu.

Apkures sistēma: radiatori, gaisa apkure, apsildāmās grīdas

ZS sistēmas efektivitātes paaugstināšanai vēlams samazināt starpību starp apsildāmās vides temperatūru un siltuma avota temperatūru.
Ja vēl neesat izvēlējies apkures sistēmu, ieteicams izvēlēties apsildāmās grīdas, kas ļauj efektīvāk izmantot apkures sistēmu.

Zemes platība, ko var atvēlēt termokolektora ieklāšanai

Kolektora uzstādīšanas vietas platība ir kritiska, ja nav iespējams urbt un uzstādīt ģeotermālo zondi. Tad kolektors būs jānovieto horizontāli, un tas prasīs apmēram 2 reizes lielāku telpu nekā apsildāmās mājas platība. Jāņem vērā, ka šo laukumu nevar izmantot attīstībai, bet gan tikai zāliena vai zāliena veidā, lai neaizsprostotu saules gaismas plūsmu.

Vai uz vietas ir iespējams veikt urbšanu?

Ja objektā ir iespējams veikt urbumus (laba ģeoloģija, piekļuve, pazemes komunikāciju trūkums), labākais risinājums būtu ģeotermālās zondes uzstādīšana. Tas nodrošina stabilu un ilgstošu siltuma avotu.

Vietas ģeoloģija, lai noteiktu ģeotermālās zondes dziļumu, ja tiek pieņemts šāds lēmums

Pēc kopējā urbšanas dziļuma aprēķināšanas ir nepieciešams izpētīt vietas plānu un noteikt, kā nodrošināt urbšanas dziļumu. Praksē vienas akas dziļums parasti nepārsniedz 150 m.

Tāpēc, ja, piemēram, paredzamais urbšanas dziļums ir 360 m, tad, pamatojoties uz vietas īpatnībām, to var sadalīt 4 urbās pa 90 m katrā vai 3 pa 120 m katrā vai 6 pa 60 m. Bet jāņem vērā, ka attālums starp tuvākajām akām nedrīkst būt mazāks par 6 m.
Urbšanas darbu izmaksas ir tieši proporcionālas urbšanas dziļumam.

Vai vasarā ir nepieciešams gaisa kondicionētājs?

Ja vasarā ir nepieciešams kondicionieris, tad pašsaprotama izvēle ir “ūdens-ūdens” vai “zeme-ūdens” tipa siltumsūkņi, kas nav gatavi efektīvi un ekonomiski veikt kondicionēšanas funkcijas .

Vai gaisa apkure ir pieejama vai plānota nākotnē?

Siltumsūkni iespējams integrēt vienotā gaisa apkures sistēmā. Šis risinājums ļaus unificēt inženiertīklus.

Kapitāla izmaksas siltumsūkņa iegādei un uzstādīšanai ar visiem darbiem

Sākotnējās paredzamās kapitāla izmaksas* iegādei un uzstādīšanai ir atkarīgas no siltumsūkņa veida:

ZS ar pazemes kolektoru:

Darbi - 2500 USD
Ekspluatācijas izmaksas - $350/gadā

VT ar zondi:
Aprīkojums un materiāli - 4500 USD
Darbi - 4500 USD
Ekspluatācijas izmaksas - $320/gadā

Gaisa VT:
Aprīkojums un materiāli - 6500 USD
Darbi - 400 USD
Ekspluatācijas izmaksas - 480 USD/gadā

TN "ūdens-ūdens":
Aprīkojums un materiāli - 4500 USD
Darbi - 3500 USD
Ekspluatācijas izmaksas - $280/gadā

* – aptuvenās, vidējās tirgus cenas. Galīgās izmaksas ir atkarīgas no izvēlētā aprīkojuma ražotāja, veiktā darba reģiona, urbšanas operāciju izmaksām un vietas apstākļiem utt. Novērtējuma nodaļas piezīme

Ceturtais posms. Darba veidi

Vientuļa. Siltumsūknis ir vienīgais siltuma avots, kas nodrošina 100% no siltuma pieprasījuma. Darbojas darba temperatūrā, kas nav augstāka par 55 °C.
Sapārots. ZS un katls darbojas kopā, kas ļauj apkures katlam sasniegt augstāku darba temperatūru.

Monoenerģētisks. ZS un elektriskais apkures katls veido barošanas sistēmu tikai ar vienu ārējo enerģijas avotu. Tas ļauj vienmērīgi regulēt enerģijas patēriņu, bet palielina ievades iekārtas slodzi.

Siltumsūkņa izvēle

Savācot visus sākotnējos datus un izstrādājot galvenos tehniskos risinājumus, iespējams izvēlēties atbilstošu ZS veidu. Konfigurācija un aprīkojuma piegādātāja izvēle būs atkarīga no jūsu finansiālajām iespējām. Galvenais ir pieiet sistēmas izvēlei ar pilnīgu izpratni par to, ko vēlaties. Palīdzēsim izvēlēties un ieviest ērtu apkures sistēmu. Tajā var ņemt vērā visas nianses: no klimata kontroles funkcijas līdz siltuma sadalei pa mājas zonām.

Secinājums

Izvēloties ekoloģisku apkures sistēmu ar siltumsūkni, varat būt pārliecināti par nākotni. Jūs iegūstat pilnīgu neatkarību no siltumapgādes organizācijām, pasaules naftas cenām un politiskās situācijas valstī. Vienīgais, kas jums nepieciešams, ir elektrība. Bet laika gaitā elektroenerģijas ražošanu var pārnest uz absolūtu autonomiju ar vējdzirnavu palīdzību.

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

Tādai iekārtai kā siltumsūknis ir līdzīgs darbības princips kā sadzīves tehnikai – ledusskapim un gaisa kondicionierim. Aptuveni 80% enerģijas tas aizņem no vides. Sūknis sūknē siltumu no ielas telpā. Tās darbība ir līdzīga ledusskapja darbības principam, atšķiras tikai siltumenerģijas pārneses virziens.

Piemēram, lai atdzesētu ūdens pudeli, cilvēki to ieliek ledusskapī, tad sadzīves tehnika daļēji “paņem” no šī objekta siltumu un tagad saskaņā ar enerģijas nezūdamības likumu tas ir jāizlaiž. Bet kur? Viss ir vienkārši, šim nolūkam ledusskapī ir radiators, kas parasti atrodas tā aizmugurējā sienā. Savukārt radiators, uzkarstot, atdod siltumu telpai, kurā atrodas. Tādējādi ledusskapis silda telpu. Tas, cik lielā mērā tas sasilst, ir jūtams mazos veikalos karstajā vasarā, kad tiek ieslēgti vairāki aukstumiekārtas.

Un tagad nedaudz iztēles. Pieņemsim, ka ledusskapī pastāvīgi tiek ievietoti silti priekšmeti, un tas silda telpu, vai arī tas tiek ievietots loga atvērumā, saldētavas durvis tiek atvērtas uz āru un radiators atrodas telpā. Savas darbības laikā sadzīves tehnika, atdzesējot gaisu ārpus telpām, vienlaikus nodos ārā esošo siltumenerģiju ēkā. Tieši tāds ir siltumsūkņa darbības princips.

No kurienes sūknis ņem siltumu?

• apkārtējais gaiss;
• ūdenstilpes (upes, ezeri, jūras);
• augsne un grunts artēziskie un termiskie ūdeņi.

Apkures sistēma ar siltumsūkni

Dzesēšanas šķidrums, kas absorbē siltumu no apkārtējās vides, cirkulē pa ārējo ķēdi. Tas nonāk sūkņa iztvaicētājā un izdala apmēram 4 -7 °C aukstumaģentā, neskatoties uz to, ka tā viršanas temperatūra ir -10 °C. Tā rezultātā aukstumaģents vārās un pēc tam nonāk gāzveida stāvoklī. Jau atdzesētais dzesēšanas šķidrums ārējā kontūrā tiek nosūtīts uz nākamo pagriezienu, lai iestatītu temperatūru.

Siltumsūkņa funkcionālā ķēde sastāv no:

• iztvaicētājs;
• aukstumnesējs;
• elektriskais kompresors;
• kondensators;
• kapilārs;
• termostata vadības ierīce.

• Pēc viršanas aukstumaģents, pārvietojoties pa cauruļvadu, nonāk kompresorā, kas darbojas, izmantojot elektrību. Šī ierīce saspiež aukstumaģentu, kas ir gāzveida stāvoklī, līdz augstam spiedienam, kas izraisa tā temperatūras paaugstināšanos;
• karstā gāze nonāk citā siltummainī (kondensatorā), kurā aukstumaģenta siltums tiek pārnests uz dzesēšanas šķidrumu, kas cirkulē caur apkures sistēmas iekšējo kontūru, vai uz gaisu telpā;
• atdzesējot, aukstumaģents pārvēršas šķidrā stāvoklī, pēc kura tas iziet cauri kapilārā spiediena samazināšanas vārstam, zaudējot spiedienu un pēc tam atkal nonāk iztvaicētājā;
• tādējādi cikls ir beidzies un process ir gatavs atkārtot.

Aptuvenais apkures jaudas aprēķins

Q = (T 1 - T 2) x V, kur:
V – dzesēšanas šķidruma plūsma stundā (m 3 /stundā);
T 1 - T 2 - temperatūras starpība starp ieplūdi un ieplūdi (°C).

Siltumsūkņu veidi

• gruntsūdeņi - to darbībai ūdens sildīšanas sistēmā tiek izmantotas slēgtas zemes kontūras vai dziļumā izvietotas ģeotermālās zondes (sīkāk: " ");
• ūdens-ūdens - darbības princips šajā gadījumā ir balstīts uz atvērtu aku izmantošanu gruntsūdeņu savākšanai un novadīšanai (lasiet: " "). Šajā gadījumā ārējā ķēde nav cilpa, un apkures sistēma mājā ir ūdens;
• ūdens-gaiss - ierīko ārējās ūdens kontūras un izmanto gaisa tipa apkures konstrukcijas;
• gaiss-gaiss - to darbībai izmanto ārējo gaisa masu izkliedēto siltumu plus mājas gaisa apkures sistēmu.

Siltumsūkņu priekšrocības

1. Rentabli un efektīvi. Fotoattēlā redzamo siltumsūkņu darbības princips ir balstīts nevis uz siltumenerģijas ražošanu, bet gan uz tās pārnesi. Tādējādi siltumsūkņa efektivitātei jābūt lielākai par vienotību. Bet kā tas ir iespējams? Saistībā ar siltumsūkņu darbību tiek izmantota vērtība, ko sauc par siltuma konversijas koeficientu vai saīsināti kā CCT. Šāda veida vienību raksturlielumi tiek salīdzināti precīzi pēc šī parametra.Daudzuma fiziskā nozīme ir noteikt saistību starp saņemtā siltuma daudzumu un tā iegūšanai iztērēto enerģiju. Piemēram, ja CPT koeficients ir 4,8, tas nozīmē, ka 1 kW elektroenerģijas, ko patērē sūknis, saražo 4,8 kW siltuma bez maksas no dabas.
2. Universāls universāls pielietojums. Ja patērētājiem nav pieejamas elektropārvades līnijas, sūkņa kompresors tiek darbināts, izmantojot dīzeļdzinēju. Tā kā dabiskais siltums ir visur, šīs ierīces darbības princips ļauj to izmantot visur.
3. Videi draudzīgums. Siltumsūkņa darbības princips ir balstīts uz zemu elektroenerģijas patēriņu un sadegšanas produktu neesamību. Iekārtā izmantotais aukstumaģents nesatur hlorogļūdeņražus un ir pilnīgi ozonam drošs.
4. Divvirzienu darbības režīms. Apkures sezonā siltumsūknis spēj apsildīt ēku un vasarā to atdzesēt. No telpas paņemto siltumu var izmantot, lai nodrošinātu māju ar karstā ūdens padevi, un, ja ir peldbaseins, ūdens sildīšanai tajā.
5. Droša darbība. Siltumsūkņu darbībā nav bīstamu procesu - nav atklātas uguns, neizdalās cilvēka veselībai kaitīgas vielas. Dzesēšanas šķidrumam nav augsta temperatūra, kas padara ierīci drošu un vienlaikus noderīgu ikdienas dzīvē.
6. Telpas apsildes procesa automātiska vadība.

Dažas sūkņa darbības iezīmes

• telpai jābūt labi izolētai (siltuma zudumi nedrīkst pārsniegt 100 W/m²);
• Zemas temperatūras apkures sistēmām ir izdevīgi izmantot siltumsūkni. Apsildāmās grīdas sistēma atbilst šim kritērijam, jo ​​tās temperatūra ir 35-40°C. CPT lielā mērā ir atkarīgs no attiecības starp ieejas ķēdes un izejas ķēdes temperatūru.

Siltumsūkņu darbības princips ir nodot siltumu, kas ļauj iegūt enerģijas pārveides koeficientu no 3 līdz 5. Citiem vārdiem sakot, katrs 1 kW izmantotās elektroenerģijas ienes mājā 3-5 kW siltuma.

Arvien vairāk interneta lietotāju interesējas par alternatīvām apkures metodēm: siltumsūkņi.

Lielākajai daļai šī ir pilnīgi jauna un nezināma tehnoloģija, tāpēc rodas jautājumi: “Kas tas ir?”, “Kā izskatās siltumsūknis?”, “Kā darbojas siltumsūknis?” utt.

Šeit mēs centīsimies sniegt vienkāršas un pieejamas atbildes uz visiem šiem un daudziem citiem ar siltumsūkņiem saistītiem jautājumiem.

Kas ir siltumsūknis?

Siltumsūknis- ierīce (citiem vārdiem sakot, “siltuma katls”), kas noņem apkārtējās vides (augsnes, ūdens vai gaisa) izkliedēto siltumu un nodod to jūsu mājas apkures lokam.

Pateicoties saules stariem, kas nepārtraukti iekļūst atmosfērā un zemes virsmā, notiek pastāvīga siltuma izdalīšanās. Tādā veidā zemes virsma saņem siltumenerģiju visu gadu.

Gaiss daļēji absorbē siltumu no saules staru enerģijas. Atlikušo saules siltumenerģiju gandrīz pilnībā absorbē zeme.

Turklāt ģeotermiskais siltums no zemes dzīlēm pastāvīgi nodrošina zemes temperatūru +8°C (sākot no 1,5-2 metru dziļuma un zemāk). Arī aukstā ziemā temperatūra ūdenskrātuvju dziļumos saglabājas +4-6°C robežās.

Tieši šo zemo augsnes, ūdens un gaisa siltumu siltumsūknis no apkārtējās vides pārnes uz privātmājas apkures loku, iepriekš paaugstinot dzesēšanas šķidruma temperatūras līmeni līdz vajadzīgajiem +35-80°C.

VIDEO: Kā darbojas gruntsūdens siltumsūknis?

Ko dara siltumsūknis?

Siltumsūkņi- siltumdzinēji, kas paredzēti siltuma ražošanai, izmantojot apgrieztu termodinamisko ciklu. pārnes siltumenerģiju no zemas temperatūras avota uz augstākas temperatūras apkures sistēmu. Siltumsūkņa darbības laikā rodas enerģijas izmaksas, kas nepārsniedz saražotās enerģijas daudzumu.

Siltumsūkņa darbības pamatā ir apgrieztais termodinamiskais cikls (reversais Karno cikls), kas sastāv no divām izotermām un diviem adiabātiem, taču atšķirībā no tiešā termodinamiskā cikla (tiešā Karno cikla) ​​process notiek pretējā virzienā: pretēji pulksteņrādītāja virzienam.

Apgrieztā Carnot ciklā vide darbojas kā auksta siltuma avots. Siltumsūknim darbojoties, siltums no ārējās vides patērētājam tiek nodots veiktā darba dēļ, bet augstākā temperatūrā.

Siltumu no auksta ķermeņa (augsne, ūdens, gaiss) iespējams pārnest tikai ar darba izdevumiem (siltumsūkņa gadījumā elektroenerģijas patēriņu kompresora, cirkulācijas sūkņu uc darbībai) vai cits kompensācijas process.

Siltumsūkni var saukt arī par “ledusskapi reversā”, jo siltumsūknis ir tā pati saldēšanas iekārta, tikai atšķirībā no ledusskapja siltumsūknis ņem siltumu no ārpuses un nodod to telpā, tas ir, silda telpu. (ledusskapis atdziest, paņemot siltumu no saldēšanas kameras un izmetot to caur kondensatoru).

Kā darbojas siltumsūknis?

Tagad runājiet par siltumsūkņa darbību. Lai saprastu siltumsūkņa darbības principu, mums ir jāsaprot vairākas lietas.

1. Siltumsūknis spēj iegūt siltumu pat zem nulles temperatūras.

Lielākā daļa topošo māju īpašnieku nevar saprast darbības principu (principā jebkura gaisa siltumsūkņa), jo viņi nesaprot, kā ziemā mīnus temperatūrā no gaisa var iegūt siltumu. Atgriezīsimies pie termodinamikas pamatiem un atcerēsimies siltuma definīciju.

Siltums- matērijas kustības forma, kas ir ķermeni veidojošo daļiņu (atomi, molekulas, elektroni utt.) nejauša kustība.

Pat pie 0˚C (nulles grādi pēc Celsija), kad ūdens sasalst, gaisā joprojām ir siltums. Tas ir ievērojami mazāks nekā, piemēram, +36˚С temperatūrā, bet tomēr gan pie nulles, gan pie negatīvām temperatūrām notiek atomu kustība, līdz ar to izdalās siltums.

Molekulu un atomu kustība pilnībā apstājas temperatūrā -273˚C (mīnus divi simti septiņdesmit trīs grādi pēc Celsija), kas atbilst absolūtajai nulles temperatūrai (nulle grādi pēc Kelvina skalas). Tas ir, pat ziemā, zem nulles temperatūras, gaisā ir zemas pakāpes siltums, ko var izvilkt un pārnest uz māju.

2. Darba šķidrums siltumsūkņos ir aukstumaģents (freons).

Kas ir aukstumaģents? Aukstumaģents- darba viela siltumsūknī, kas iztvaikošanas laikā atdala siltumu no atdzesētā objekta un kondensācijas laikā nodod siltumu darba videi (piemēram, ūdenim vai gaisam).

Aukstumaģentu īpatnība ir tā, ka tie spēj vārīties gan negatīvā, gan salīdzinoši zemā temperatūrā. Turklāt aukstumaģenti var mainīties no šķidriem uz gāzveida un otrādi. Pārejas laikā no šķidruma uz gāzveida stāvokli (iztvaikošana) tiek absorbēts siltums, un pārejas laikā no gāzveida uz šķidrumu (kondensācija) notiek siltuma pārnese (siltuma izdalīšanās).

3. Siltumsūknis ir iespējams, pateicoties tā četrām galvenajām sastāvdaļām.

Lai izprastu siltumsūkņa darbības principu, tā ierīci var iedalīt 4 galvenajos elementos:

1. Kompresors, kas saspiež aukstumaģentu, lai palielinātu tā spiedienu un temperatūru.
2. Izplešanās vārsts- termostata vārsts, kas strauji samazina aukstumaģenta spiedienu.
3. Iztvaicētājs- siltummainis, kurā zemas temperatūras aukstumaģents absorbē siltumu no apkārtējās vides.
4. Kondensators- siltummainis, kurā jau karsts aukstumaģents pēc saspiešanas pārnes siltumu uz apkures loka darba vidi.

Šīs četras sastāvdaļas ļauj saldēšanas iekārtām ražot aukstumu un siltumsūkņiem siltumu. Lai saprastu, kā darbojas katra siltumsūkņa sastāvdaļa un kāpēc tā ir nepieciešama, iesakām noskatīties video par zemes siltumsūkņa darbības principu.

VIDEO: Gruntsūdens siltumsūkņa darbības princips

Siltumsūkņa darbības princips

Tagad mēs centīsimies detalizēti aprakstīt katru siltumsūkņa darbības posmu. Kā minēts iepriekš, siltumsūkņu darbības pamatā ir termodinamiskais cikls. Tas nozīmē, ka siltumsūkņa darbība sastāv no vairākiem cikla posmiem, kas noteiktā secībā atkārtojas atkal un atkal.

Siltumsūkņa darba ciklu var iedalīt šādos četros posmos:

1. Siltuma absorbcija no apkārtējās vides (aukstumaģenta vārīšanās).

Iztvaicētājs (siltummainis) saņem aukstumaģentu, kas ir šķidrā stāvoklī un ar zemu spiedienu. Kā mēs jau zinām, zemā temperatūrā aukstumaģents var vārīties un iztvaikot. Iztvaikošanas process ir nepieciešams, lai viela absorbētu siltumu.

Saskaņā ar otro termodinamikas likumu siltums tiek pārnests no ķermeņa ar augstu temperatūru uz ķermeni ar zemāku temperatūru. Tieši šajā siltumsūkņa darbības posmā zemas temperatūras aukstumaģents, ejot caur siltummaini, atņem siltumu no dzesēšanas šķidruma (sālījuma), kas iepriekš pacēlās no akām, kur tas atņēma zemas kvalitātes siltumu. augsne (gruntsūdens zemes siltumsūkņu gadījumā).

Fakts ir tāds, ka augsnes temperatūra pazemē jebkurā gada laikā ir + 7-8 ° C. Lietojot, tiek uzstādītas vertikālās zondes, caur kurām cirkulē sālījums (dzesēšanas šķidrums). Dzesēšanas šķidruma uzdevums ir uzkarst līdz maksimāli iespējamai temperatūrai, cirkulējot caur dziļajām zondēm.

Kad dzesēšanas šķidrums ir paņēmis siltumu no zemes, tas nonāk siltumsūkņa siltummainī (iztvaicētājā), kur tas “satiekas” ar aukstumaģentu, kuram ir zemāka temperatūra. Un saskaņā ar otro termodinamikas likumu notiek siltuma apmaiņa: siltums no vairāk uzkarsēta sālījuma tiek pārnests uz mazāk uzkarsētu aukstumaģentu.

Šeit ir ļoti svarīgs punkts: vielas iztvaikošanas laikā ir iespējama siltuma absorbcija un otrādi, siltuma pārnese notiek kondensācijas laikā. Kad aukstumaģents tiek uzkarsēts no dzesēšanas šķidruma, tas maina savu fāzes stāvokli: aukstumaģents pāriet no šķidra stāvokļa uz gāzveida stāvokli (aukstumaģents vārās un iztvaiko).

Iziet cauri iztvaicētājam aukstumaģents atrodas gāzveida fāzē. Tas vairs nav šķidrums, bet gāze, kas ir paņēmusi siltumu no dzesēšanas šķidruma (sālījuma).

2. Aukstumaģenta saspiešana ar kompresoru.

Nākamajā darbībā aukstumaģents gāzveida stāvoklī nonāk kompresorā. Šeit kompresors saspiež freonu, kas strauja spiediena pieauguma dēļ uzsilst līdz noteiktai temperatūrai.

Līdzīgi darbojas arī parastā mājsaimniecības ledusskapja kompresors. Vienīgā būtiskā atšķirība starp ledusskapja kompresoru un siltumsūkņa kompresoru ir ievērojami zemāka veiktspēja.

VIDEO: Kā darbojas ledusskapis ar kompresoru

3. Siltuma nodošana apkures sistēmai (kondensācija).

Pēc saspiešanas kompresorā aukstumaģents, kuram ir augsta temperatūra, nonāk kondensatorā. Šajā gadījumā kondensators ir arī siltummainis, kurā kondensācijas laikā siltums tiek pārnests no aukstumaģenta uz apkures loka darba vidi (piemēram, ūdens siltās grīdas sistēmā vai apkures radiatori).

Kondensatorā aukstumaģents atkal pāriet no gāzes fāzes uz šķidro fāzi. Šo procesu pavada siltuma izdalīšanās, kas tiek izmantota apkures sistēmai mājā un karstā ūdens apgādei (karstā ūdens).

4. Aukstumaģenta spiediena samazināšana (izplešanās).

Tagad ir jāsagatavo šķidrais aukstumaģents, lai atkārtotu darbības ciklu. Lai to izdarītu, aukstumaģents iziet cauri šaurai izplešanās vārsta (izplešanās vārsta) atverei. Pēc “izspiešanas” pa šauro droseļvārsta atveri aukstumaģents izplešas, kā rezultātā pazeminās tā temperatūra un spiediens.

Šis process ir pielīdzināms aerosola izsmidzināšanai no aerosola baloniņa. Pēc izsmidzināšanas kārba uz īsu brīdi kļūst vēsāka. Tas ir, aerosola spiediens strauji kritās, spiežot uz āru, un attiecīgi pazeminās arī temperatūra.

Tagad aukstumaģents atkal ir zem tāda spiediena, ka tas spēj uzvārīties un iztvaikot, kas ir nepieciešams, lai mēs absorbētu siltumu no dzesēšanas šķidruma.

Izplešanās vārsta (termostatiskā izplešanās vārsta) uzdevums ir samazināt freona spiedienu, paplašinot to pie izejas no šauras atveres. Tagad freons ir gatavs atkal vārīties un absorbēt siltumu.

Cikls tiek atkārtots vēlreiz, līdz apkures un karstā ūdens sistēma saņem nepieciešamo siltuma daudzumu no siltumsūkņa.

Maksāt par elektrību un apkuri ar katru gadu kļūst grūtāk. Būvējot vai iegādājoties jaunu mājokli, ekonomiskas energoapgādes problēma kļūst īpaši aktuāla. Periodiski atkārtotu enerģētikas krīžu dēļ izdevīgāk ir paaugstināt augsto tehnoloģiju iekārtu sākotnējās izmaksas, lai pēc tam ar minimālām izmaksām saņemtu siltumu gadu desmitiem.

Visrentablākais variants dažos gadījumos ir siltumsūknis mājas apkurei šīs ierīces darbības princips ir pavisam vienkāršs. Nav iespējams sūknēt siltumu šī vārda tiešajā nozīmē. Bet enerģijas nezūdamības likums ļauj tehniskām ierīcēm pazemināt vielas temperatūru vienā tilpumā, vienlaikus sildot kaut ko citu.

Kas ir siltumsūknis (HP)

Kā piemēru ņemsim parastu mājsaimniecības ledusskapi. Saldētavas iekšpusē ūdens ātri pārvēršas ledū. Ārpusē ir radiatora režģis, kas ir karsts uz tausti. No tā saldētavas iekšpusē savāktais siltums tiek pārnests uz telpas gaisu.

TN dara to pašu, bet apgrieztā secībā. Radiatora režģis, kas atrodas ēkas ārpusē, ir daudz lielāks, lai savāktu pietiekami daudz siltuma no apkārtējās vides, lai apsildītu māju. Dzesēšanas šķidrums radiatorā vai kolektora caurulēs nodod enerģiju apkures sistēmai mājas iekšienē un pēc tam atkal tiek uzkarsēts ārpus mājas.

Ierīce

Siltuma nodrošināšana mājoklim ir sarežģītāks tehnisks uzdevums nekā neliela ledusskapja tilpuma dzesēšana, kur ir uzstādīts kompresors ar saldēšanas un radiatora kontūrām. Gaisa siltumsūkņa dizains ir gandrīz tikpat vienkāršs, tas saņem siltumu no atmosfēras un silda iekšējo gaisu. Lai izpūstu ķēdes, tiek pievienoti tikai ventilatori.

Ir grūti iegūt lielu ekonomisko efektu, uzstādot gaiss-gaiss sistēmu, jo atmosfēras gāzu īpatnējais svars ir zems. Viens kubikmetrs gaisa sver tikai 1,2 kg. Ūdens ir aptuveni 800 reižu smagāks, tāpēc arī siltumspējai ir daudzkārtēja atšķirība. No 1 kW elektriskās enerģijas, ko iztērē gaiss-gaiss ierīce, var iegūt tikai 2 kW siltuma, un ūdens-ūdens siltumsūknis nodrošina 5–6 kW. TN var garantēt tik augstu lietderības (efektivitātes) koeficientu.

Sūkņa sastāvdaļu sastāvs:

1. Mājas apkures sistēma, kurai labāk izmantot apsildāmās grīdas.
2. Boileris karstā ūdens padevei.
3. Kondensators, kas nodod ārēji savākto enerģiju iekštelpu apkures šķidrumam.
4. Iztvaicētājs, kas ņem enerģiju no dzesēšanas šķidruma, kas cirkulē ārējā kontūrā.
5. Kompresors, kas sūknē aukstumnesēju no iztvaicētāja, pārvēršot to no gāzveida uz šķidru stāvokli, palielinot spiedienu un atdzesējot to kondensatorā.
6. Iztvaicētāja priekšā ir uzstādīts izplešanās vārsts, lai regulētu aukstumaģenta plūsmu.
7. Ārējā kontūra tiek uzlikta rezervuāra apakšā, aprakta tranšejās vai nolaista akās. Gaiss-gaiss siltumsūkņiem kontūra ir ārējā radiatora režģis, ko izpūš ventilators.
8. Sūkņi sūknē dzesēšanas šķidrumu pa caurulēm ārpus mājas un iekšpuses.
9. Automātika vadībai pēc noteiktas telpas apkures programmas, kas atkarīga no ārējā gaisa temperatūras izmaiņām.

Iztvaicētāja iekšpusē ārējā cauruļu reģistra dzesēšanas šķidrums tiek atdzesēts, izdalot siltumu kompresora ķēdes aukstumaģentam, un pēc tam tiek sūknēts pa caurulēm rezervuāra apakšā. Tur tas uzsilst un cikls atkārtojas vēlreiz. Kondensators nodod siltumu vasarnīcas apkures sistēmai.

Cenas dažādiem siltumsūkņu modeļiem

siltumsūknis

Darbības princips

Siltuma pārneses termodinamisko principu, ko 19. gadsimta sākumā atklāja franču zinātnieks Kārno, vēlāk detalizēti aprakstīja lords Kelvins. Bet praktiskie ieguvumi no viņu darbiem, kas veltīti mājokļu apkures problēmas risināšanai no alternatīviem avotiem, ir parādījušies tikai pēdējo piecdesmit gadu laikā.

Pagājušā gadsimta septiņdesmito gadu sākumā notika pirmā globālā enerģētikas krīze. Ekonomisku apkures metožu meklējumi ir noveduši pie tādu ierīču radīšanas, kas spēj savākt enerģiju no apkārtējās vides, koncentrēt to un novirzīt mājas apkurei.

Rezultātā tika izstrādāts HP dizains ar vairākiem termodinamiskiem procesiem, kas mijiedarbojas viens ar otru:

1. Kad aukstumaģents no kompresora ķēdes nonāk iztvaicētājā, freona spiediens un temperatūra pazeminās gandrīz uzreiz. Iegūtā temperatūras starpība veicina siltumenerģijas ieguvi no ārējā kolektora dzesēšanas šķidruma. Šo fāzi sauc par izotermisko izplešanos.
2. Tad notiek adiabātiskā saspiešana - kompresors palielina dzesētājvielas spiedienu. Tajā pašā laikā tā temperatūra paaugstinās līdz +70 °C.
3. Izejot cauri kondensatoram, freons kļūst par šķidrumu, jo paaugstinātā spiedienā tas izdala siltumu mājas apkures lokam. Šo fāzi sauc par izotermisko saspiešanu.
4. Kad freons iziet cauri droselei, spiediens un temperatūra strauji pazeminās. Notiek adiabātiska izplešanās.

Telpas iekšējā tilpuma apsildīšana pēc HP principa ir iespējama tikai izmantojot augsto tehnoloģiju iekārtas, kas aprīkotas ar automatizāciju, lai kontrolētu visus augstākminētos procesus. Turklāt programmējamie regulatori regulē siltuma ražošanas intensitāti atbilstoši ārējā gaisa temperatūras svārstībām.

Alternatīva degviela sūkņiem

HP darbināšanai nav nepieciešams izmantot oglekļa degvielu malkas, ogļu vai gāzes veidā. Enerģijas avots ir apkārtējā telpā izkliedētās planētas siltums, kura iekšienē pastāvīgi darbojas kodolreaktors.

Kontinentālo plākšņu cietais apvalks peld uz šķidras karstas magmas virsmas. Dažreiz tas izlaužas vulkānu izvirdumu laikā. Netālu no vulkāniem ir ģeotermālie avoti, kuros var peldēties un sauļoties arī ziemā. Siltumsūknis var savākt enerģiju gandrīz jebkur.

Lai strādātu ar dažādiem izkliedētā siltuma avotiem, ir vairāki siltumsūkņu veidi:

1. "Gaiss-gaiss." Iegūst enerģiju no atmosfēras un silda gaisa masas telpās.
2. "Ūdens-gaiss". Siltumu savāc ārējā ķēde no rezervuāra apakšas, lai vēlāk to izmantotu ventilācijas sistēmās.
3. "Gruntsūdens". Siltuma savākšanas caurules atrodas horizontāli pazemē zem sasalšanas līmeņa, lai pat vissmagākajā salnā tās varētu saņemt enerģiju ēkas apkures sistēmas dzesēšanas šķidruma sildīšanai.
4. "Ūdens-ūdens." Kolektors ir izvietots gar rezervuāra dibenu trīs metru dziļumā, savāktais siltums silda ūdeni, kas cirkulē mājas apsildāmajās grīdās.

Ir iespēja ar atvērtu ārējo kolektoru, kad var iztikt ar divām akām: vienu gruntsūdeņu savākšanai, otru novadīšanai atpakaļ ūdens nesējslānī. Šī iespēja ir iespējama tikai tad, ja šķidruma kvalitāte ir laba, jo filtri ātri aizsērējas, ja dzesēšanas šķidrumā ir pārāk daudz cietības sāļu vai suspendētu mikrodaļiņu. Pirms uzstādīšanas ir nepieciešams veikt ūdens analīzi.

Ja urbtā aka ātri sasūcas vai ūdenī ir daudz cietības sāļu, tad stabilu ZS darbību nodrošina vairāk urbumu urbšana zemē. Tajos tiek nolaistas noslēgtās ārējās kontūras cilpas. Pēc tam akas aizsprosto, izmantojot aizbāžņus, kas izgatavoti no māla un smilšu maisījuma.

Izmantojot bagarēšanas sūkņus

Jūs varat iegūt papildu labumu no platībām, kuras aizņem zālieni vai puķu dobes, izmantojot zeme-ūdens HP. Lai to izdarītu, ir jāievieto caurules tranšejās līdz dziļumam zem sasalšanas līmeņa, lai savāktu pazemes siltumu. Attālums starp paralēlām tranšejām ir vismaz 1,5 m.

Krievijas dienvidos pat ļoti aukstās ziemās zeme sasalst līdz maksimums 0,5 m, tāpēc uzstādīšanas vietā ir vieglāk pilnībā noņemt zemes slāni ar greideri, novietot kolektoru un pēc tam aizpildīt bedri. ar ekskavatoru. Šajā vietā nedrīkst stādīt krūmus un kokus, kuru saknes var sabojāt ārējo kontūru.

Siltuma daudzums, kas tiek saņemts no katra caurules metra, ir atkarīgs no augsnes veida:

• sausas smiltis, māls - 10-20 W/m;
• slapjš māls - 25 W/m;
• samitrināta smilts un grants - 35 W/m.

Mājai piegulošās zemes platība var nebūt pietiekama, lai izvietotu ārējo cauruļu reģistru. Sausas smilšainas augsnes nenodrošina pietiekamu siltuma plūsmu. Pēc tam viņi izmanto urbšanas akas līdz 50 metriem, lai sasniegtu ūdens nesējslāni. Akās tiek nolaistas U-veida kolektora cilpas.

Jo lielāks dziļums, jo augstāka palielinās akās esošo zondu termiskā efektivitāte. Zemes iekšpuses temperatūra paaugstinās par 3 grādiem ik pēc 100 m Enerģijas noņemšanas efektivitāte no akas kolektora var sasniegt 50 W/m.

HP sistēmu uzstādīšana un nodošana ekspluatācijā ir tehnoloģiski sarežģīts darbu kopums, ko var veikt tikai pieredzējuši speciālisti. Iekārtu un sastāvdaļu materiālu kopējās izmaksas ir ievērojami augstākas, salīdzinot ar tradicionālajām gāzes apkures iekārtām. Tāpēc sākotnējo izmaksu atmaksāšanās periods ilgst vairākus gadus. Taču māja ir celta tā, lai tā kalpotu gadu desmitiem, un ģeotermālie siltumsūkņi ir ienesīgākais lauku kotedžu apkures veids.

Ikgadējie ietaupījumi salīdzinājumā ar:

• gāzes katls - 70%;
• elektriskā apkure - 350%;
• cietā kurināmā katls - 50%.

Aprēķinot ZS atmaksāšanās laiku, ir vērts ņemt vērā ekspluatācijas izmaksas visam iekārtas kalpošanas laikam - vismaz 30 gadiem, tad ietaupījums daudzkārt pārsniegs sākotnējās izmaksas.

Ūdens-ūdens sūkņi

Gandrīz ikviens var novietot polietilēna kolektora caurules blakus esošā rezervuāra apakšā. Tas neprasa daudz profesionālo zināšanu, prasmju vai rīku. Pietiek vienmērīgi sadalīt spoles spoles pa ūdens virsmu. Attālumam starp pagriezieniem jābūt vismaz 30 cm, un applūšanas dziļumam jābūt vismaz 3 m. Tad jums jāpiesien atsvari pie caurulēm, lai tie nonāktu apakšā. Šeit diezgan piemērots ir nestandarta ķieģelis vai dabīgais akmens.

Ūdens-ūdens HP kolektora uzstādīšana prasīs ievērojami mazāk laika un naudas nekā tranšeju rakšana vai aku urbšana. Arī cauruļu iegādes izmaksas būs minimālas, jo siltuma atdalīšana konvektīvās siltuma apmaiņas laikā ūdens vidē sasniedz 80 W/m. Acīmredzamā HP izmantošanas priekšrocība ir tāda, ka siltuma ražošanai nav nepieciešams sadedzināt oglekļa degvielu.

Alternatīva mājas apkures metode kļūst arvien populārāka, jo tai ir vēl vairākas priekšrocības:

1. Videi draudzīgs.
2. Izmanto atjaunojamo enerģijas avotu.
3. Pēc nodošanas ekspluatācijā nav regulāru izmaksu par palīgmateriāliem.
4. Automātiski regulē apkuri mājas iekšienē, pamatojoties uz āra temperatūru.
5. Sākotnējo izmaksu atmaksāšanās laiks ir 5–10 gadi.
6. Kotedžai var pieslēgt boileri karstā ūdens padevei.
7. Vasarā tas darbojas kā gaisa kondicionieris, atdzesējot pieplūdes gaisu.
8. Iekārtas kalpošanas laiks ir vairāk nekā 30 gadi.
9. Minimālais enerģijas patēriņš - saražo līdz 6 kW siltuma, izmantojot 1 kW elektroenerģijas.
10. Pilnīga kotedžas apkures un gaisa kondicionēšanas neatkarība jebkura veida elektriskā ģeneratora klātbūtnē.
11. Iespējama pielāgošanās “gudrās mājas” sistēmai tālvadības pulti un papildu enerģijas ietaupījumu.

Lai darbinātu ūdens-ūdens HP, ir nepieciešamas trīs neatkarīgas sistēmas: ārējās, iekšējās un kompresoru ķēdes. Tos vienā ķēdē apvieno siltummaiņi, kuros cirkulē dažādi dzesēšanas šķidrumi.

Projektējot barošanas sistēmu, jāņem vērā, ka dzesēšanas šķidruma sūknēšana caur ārējo ķēdi patērē elektroenerģiju. Jo garāks ir cauruļu, līkumu un pagriezienu garums, jo mazāk rentabla VT. Optimālais attālums no mājas līdz krastam ir 100 m To var pagarināt par 25%, palielinot kolektora cauruļu diametru no 32 līdz 40 mm.

Gaiss - sadalīts un mono

Gaisa ZS izdevīgāk izmantot dienvidu reģionos, kur temperatūra reti noslīd zem 0 °C, bet modernās iekārtas var darboties -25 °C. Visbiežāk tiek uzstādītas dalītās sistēmas, kas sastāv no iekštelpu un āra blokiem. Ārējais komplekts sastāv no ventilatora, kas pūš caur radiatora režģi, iekšējais komplekts sastāv no kondensatora siltummaiņa un kompresora.

Sadalīto sistēmu dizains paredz atgriezenisku darbības režīmu pārslēgšanu, izmantojot vārstu. Ziemā ārējais bloks ir siltuma ģenerators, bet vasarā, gluži pretēji, tas izdala to āra gaisā, darbojoties kā gaisa kondicionieris. Gaisa siltumsūkņiem ir raksturīga ārkārtīgi vienkārša ārējā bloka uzstādīšana.

Citas priekšrocības:

1. Āra bloka augsto efektivitāti nodrošina iztvaicētāja radiatora režģa lielais siltuma apmaiņas laukums.
2. Nepārtraukta darbība iespējama pie āra temperatūras līdz -25 °C.
3. Ventilators atrodas ārpus telpas, tāpēc trokšņa līmenis ir pieļaujamās robežās.
4. Vasarā sadalītā sistēma darbojas kā gaisa kondicionieris.
5. Iestatītā temperatūra telpā tiek automātiski uzturēta.

Projektējot ēku apkuri, kas atrodas reģionos ar garām un salnām ziemām, ir jāņem vērā gaisa sildītāju zemā efektivitāte zem nulles temperatūrā. Uz 1 kW patērētās elektroenerģijas ir 1,5–2 kW siltuma. Tāpēc ir nepieciešams nodrošināt papildu siltumapgādes avotus.

Vienkāršākā VT uzstādīšana ir iespējama, izmantojot monobloku sistēmas. Telpā iet tikai dzesēšanas šķidruma caurules, un visi pārējie mehānismi atrodas ārpusē vienā korpusā. Šis dizains ievērojami palielina aprīkojuma uzticamību un arī samazina troksni līdz 35 dB - tas ir parastas divu cilvēku sarunas līmenī.

Sūkņa uzstādīšana nav rentabla

Pilsētā ir gandrīz neiespējami atrast brīvus zemes gabalus zeme-ūdens ZS ārējās kontūras novietojumam. Gaisa siltumsūkni ir vieglāk uzstādīt uz ēkas ārsienas, kas ir īpaši izdevīgi dienvidu reģionos. Vēsākām vietām ar ilgstošām salnām ir iespējama dalītās sistēmas ārējā radiatora režģa apledojuma iespēja.

Augsta HP efektivitāte tiek nodrošināta, ja ir izpildīti šādi nosacījumi:

1. Apsildāmajā telpā jābūt izolētām ārējām norobežojošām konstrukcijām. Maksimālais siltuma zudumu apjoms nedrīkst pārsniegt 100 W/m2.
2. TN spēj efektīvi strādāt tikai ar inerciālu zemas temperatūras “siltās grīdas” sistēmu.
3. Ziemeļu reģionos HP jāizmanto kopā ar papildu siltuma avotiem.

Kad ārējā gaisa temperatūra strauji pazeminās, “siltās grīdas” inerciālajai ķēdei vienkārši nav laika sasildīt telpu. Tas bieži notiek ziemā. Dienā saule sildīja, termometra stabiņš rādīja -5 °C. Naktīs temperatūra var strauji pazemināties līdz -15°C, un, ja pūtīs stiprs vējš, sals būs vēl stiprāks.

Pēc tam zem logiem un gar ārsienām jāuzstāda parastās baterijas. Bet dzesēšanas šķidruma temperatūrai tajos jābūt divreiz augstākai nekā “siltās grīdas” ķēdē. Papildu enerģiju lauku kotedžā var nodrošināt kamīns ar ūdens kontūru, pilsētas dzīvoklī – elektriskais boileris.

Atliek tikai noteikt, vai ZS būs galvenais vai papildu siltuma avots. Pirmajā gadījumā tai jākompensē 70% no kopējiem telpas siltuma zudumiem, bet otrajā - 30%.

Video

Video ir vizuāli salīdzinātas dažādu veidu siltumsūkņu priekšrocības un trūkumi un detalizēti izskaidrota gaiss-ūdens sistēmas uzbūve.

Jevgeņijs Afanasjevsgalvenais redaktors