Топлинна помпа със собствени ръце за отопление на къщата

Топлинната помпа (TN) е иновативно, ефективно, екологично и бюджетно решение за производство на топлинна енергия за нуждите на топла вода (БГВ) и отопление. Принципът на функционирането му е прост. Устройството загрява от естествени носители (въздух, земя, вода) и подава в отоплителната система (ОС) и системата за топла вода.

Вътрешната охлаждаща течност (амоняк или друг хладилен агент) извлича енергия от околната среда и я транспортира до изпарителя. В него хладилният агент от течността се превръща в газ чрез изпаряване. На следващия етап обемът на газовата охлаждаща течност се намалява и вследствие на това температурата се повишава.

Горещата охлаждаща течност циркулира в кондензатора, топлината, от която навлиза в отоплителната система у дома. Разширителният вентил позволява охлаждането отново да се охлади и започва нов цикъл на загряване, което създава изключително ефективна система за топлоснабдяване.

Диаграми на свързване на източника на топлина и ефективност

Ефективността на такава помпа се определя чрез сравняване на количеството енергия, произведено от устройството, и количеството електроенергия, консумирана за собствени нужди. На първо място, това зависи от температурата на външния въздух. В режим на отопление ефективността на системата спада, когато външната температура падне. В студен климат при възможно най-ниски температури такава система изисква допълнително резервно отопление, когато само то не може да осигури достатъчно топлина, за да поддържа температурата на санитарния въздух в помещението.

Има различни източници на топлина за отоплителните системи:

• въздух;
• почвата;
• Подземните води.

Прости изчисления показват, че ако котела е високо ефективен за природен газ може да работи с ефективност 93%, ТК "въздух-въздух" - 180%, и VT "земя - вода" може да бъде до 400% ефективност.

Термопомпи вода-вода

Помпите вода-вода превръщат получената енергия от естествени водоизточници в вътрешна отоплителна верига. Хидротермалните системи използват подземните води за нуждите на:

• отопление на сградата;
• охлаждане на сградата;
• БГВ за битово потребление;
• отоплителна вода за плувни басейни.

Помпите вземат топлинна енергия от подземните води с помощта на сондажи, дренажни системи и други водни системи. Получената енергия чрез системата за топлопреминаване се дава на вода, която циркулира в отоплителната система на къщата. Охладената вода се връща в водоноса хоризонт чрез дъмпинг. Ефективността на хидротермалните системи с вода THs се осигурява от устойчивостта на температурата на подземните води през годината, обикновено на ниво от 8-13 С.

Тези условия създават стабилна високоефективна отоплителна система и я правят независима от външните атмосферни условия. Поради това помпите вода-вода са най-ефективни и имат гарантиран постоянен коефициент на производителност (COP). Коефициентът на COP показва съотношението на топлинната енергия (кВт) към консумираната електрическа мощност (кВт) за собствени нужди, за да се осигури отоплението на сградата.

Когато температурата е в диапазона 8-13 С и температурата на потока на охлаждащата течност е 35 С, коефициентът COP = 5 ÷ 7. В този случай за всеки киловат електрическа енергия, изразходвана за управление на КТ, получаваме безплатна енергия от 5 ÷ 7 кВт, достатъчна за поддържане на санитарен термичен режим в помещение с площ от приблизително 60 квадратни метра.

Industry произвежда широка гама от помпи, като "вода-вода", които се използват успешно в отопление и климатизация едно- и многофамилни къщи нискоетажни сгради, както и хотели, училища, административни сгради и промишлени обекти. Ограничението при прилагането на този тип TN може да бъде наличието на разрешителни за инсталирането на кладенеца.

Приложение на геотермални системи за топлоснабдяване

Използването на енергията на геотермалната енергия (близо до повърхността) е друга ефективна посока на помпите. Под земята се полага тръбна система с дължина около 100 метра, която натрупва топлината на почвата. Състоянието на почвата определя колко геотермални системи необходимо е да се осигури натоварване на топла вода у дома. В случай на големи площи може да се използва като алтернатива и топлина от близките подземни язовири от централно отопление или водоснабдяване.

Термопомпената верига работи перфектно през лятото в режим на климатизация. След събиране на топлина от земята, тази енергия се отнема от помпата и се подава към вътрешната отоплителна система. Геотермалните помпи изискват повече инвестиции в инсталацията от въздушните помпи, но те осигуряват постоянна топлинна мощност, тъй като почвата има постоянни температури през цялата година. По този начин се гарантира непрекъснато производство на енергия.

Как да инсталирате геотермална система? Монтирането на геотермална система може отидете в няколко посоки:

1. Тръбите на топлообменника са разположени хоризонтално, имат дължина на канала от стотици метри. Такава схема изисква значително изкопни работи и води до разрушаване на съседния ландшафт. В допълнение, в бъдеще този парцел ще бъде проблематично да се използва за трайни зелени насаждения.
2. Тръбите на топлообменника се намират вертикално, свръзки до 10 метра. Най-отнемащата време и скъпа опция.
3. Тръбите на топлообменника се намират под водата на резервоара, разположен в близост до къщата. Най-евтината опция.

предимства:

1. Продължителна модулация на компресора за преглед на контролираното изпълнение.
2. Намалено потребление на енергия и разходи в сравнение с конвенционалните термопомпи.
3. Висока енергийна ефективност.
4. По-дълъг срок на експлоатация поради процедурата за меко стартиране.
5. Температура на нагряване до 60 ° С.
6. COP > 7.
7. Значително по-ниски оперативни разходи благодарение на интелигентния цикъл на охлаждане.

В допълнение към значителните икономии на разходи, геотермалната система има някои допълнителни предимства. Топлината се освобождава при по-ниска температура от принудителния въздух и работи непрекъснато, така че системата е по-стабилна, няма големи температурни разлики.

Геотермалните системи са подходящи за автоматизация с разтоварване на отоплителния капацитет. Когато стайната температура съответства на параметрите, зададени от потребителя, прекомерната топлина ще бъде пренасочена към други задачи за обмен на енергия, например за отопление на гореща вода. Обичайният период на изплащане на повечето геотермални системи е 5-10 години, което е сравнимо с периода на възстановяване на слънчевата енергия.

Въздушни сплит системи

За този тип помпа източникът е енергия от външен въздух. Основното предимство на въздух-TH сравнение с геотермална вода и са малки разходи за монтаж, защото тя не се нуждае от изкопни работи, монтаж и подводен работа полагане на топлопроводи.

Air VTs са външни и вътрешни инсталации, направени от моноблок или сплит системи. За моноблокови въздушни помпи плочата на топлообменника се намира във външното тяло и енергията се подава към вътрешното тяло чрез добре изолирани топлинни тръби. С отделна термопомпа топлообменникът се намира във вътрешното тяло, така че енергията да се транспортира навътре през хладилния агент.

Едно ограничение: въздушен източник VT губят ефективност в студено време и спира работа, когато температурата спадне под 20 градуса, така че за региони със средна температура на студен въздух е не повече от -10 ° С, тези системи са най-предпочитани.

Изчисляване на веригата за подаване на топлина

Първото нещо, което трябва да направите, е да изчислите топлинния баланс на къщата преди да инсталирате термопомпата. Това ще позволи определете необходимия за предаване топлообмен изисквана комфортна температура. При изчисляване на помпата следва да се вземат под внимание следните данни:

• целта на сградата;
• неговата обща площ;
• брой на етажите, площта на всеки от тях;
• височина на тавана;
• желаната (необходима) стайна температура;
• стени (материал, дебелина на слоя);
• вида и общата площ на остъкляването;
• Наличие на вентилационна система и нейните характеристики;
• търсенето на топла вода, броят на точките;
• нагреватели и техния тип;
• присъствие / отсъствие на земя / вода наблизо;
• присъствие / отсъствие на ограничения върху електроенергията.

Можете бързо да изчислите енергийните нужди на една къща по формулата:

P = V x C x T,

където V е обемът на жилището в m 3;

C е коефициентът C = 0.75, ако къщата е много добре изолирана (RT2005) C от 0.9 до 1.3, когато къщата е слабо изолирана C = 1.6;

T е разликата между изискваната температура в къщата и най-ниската външна температура през студения период на годината за географската площ на сградата.

Пример: Началото 200 квадратни метра височина 2, 5 м, разположен в област Москва, вътрешната температура на 20 ° С, температурата на външния въздух - 16 ° С Р = 200 х 2 х 5 х 0 9 (20 - (-16) ) = 16200 W

За тази къща, изискваща 16 кВт, имаме нужда от термопомпа с капацитет 16 кВт до 20 кВт .

Производство на термопомпи за битови нужди

Термопомпата за отопление на къщата със собствените си ръце е печеливша и удобна. Статистиката каже това TH за къща с площ от 200 м² ще се изплати през първите три години, и това не е ограничението, предвид нарастващите разходи за гориво и електричество. Можете да намалите тези разходи, ако в къщата има занаятчии, които могат да сглобят помпата от импровизирани материали. За да направите това, ще ви трябва:

1. Мощен компресор, например, предназначен за климатизация. Ако къщата не е така, можете да вземете в сервизите за ремонт на хладилници и климатици. За него първо трябва да подготвите планината на удобно място (обикновено на стената на къщата).
2. Кондензатор, той може да бъде направен сам. Направете намотка от медна тръба с дебелина на стената най-малко 1 мм, която е поставена в подходящо метално заварено тяло. Инсталирайте необходимите кранове и връзки на него. Също така се поставя на стената до компресора. За да се направи качествено намотка, медна тръба се навива, например, на газовата бутилка и interturn разстояние защитената зона на алуминий. Окончателно сглобяване на кондензатор на (запоени медни тръби, инжектиране на фреон и м. П.) са най-ляво на професионалист, който да се избегне повреждане на ВТ не бъдат наранени по време на монтажа или операция.
3. Изпарител - контейнер за преобразуване на течен хладилен агент в състояние на пара. Получената пара влиза в компресора, който го подава под налягане в кондензатора.
4. Дроселова клапа. Трябва да се закупи, като се вземат предвид параметрите на помпата.
5. Свързващите тръбни елементи на веригата зависят от избрания тип инсталация.
6. Проверете хидравличната плътност на тръбопроводните системи чрез натискане (въздух или вода).
7. Проверете надеждността на електрическото захранване у дома.

Предимства и недостатъци на източника на топлоснабдяване

Предимства на термопомпите:

• Перфектно електрическо отопление: генериране на 4 kW топлина при консумация от 1 kW за собствените нужди на предприятието.
• Независимост от скъпо гориво (газ, въглища, гориво).
• Ефективно енергийно равновесие с подов или стенен нагревател.
• Заемат малко пространство в къщата или мазето.
• Ниски разходи за поддръжка.
• Интегрира се добре в системата "умен дом".

недостатъци:

• Икономическата ефективност след практически тестове в стари къщи невинаги съответства на обявеното от производителя оборудване.
• Високи изисквания към отоплителната система.
• Наличие на резервоар за акумулатори в електрическата верига.
• Температурата на източника на топлина е постоянна само за подземните води.
• Много модели съдържат хладилен агент, който унищожава климата.