Pompa de căldură cu mâinile proprii pentru încălzirea casei

Pompa de căldură (TN) este o soluție inovatoare, eficientă, ecologică și bugetară pentru producerea de căldură pentru nevoile de alimentare cu apă caldă (DHW) și încălzire. Principiul funcționării sale este simplu. Dispozitivul captează căldura din medii naturale (aer, sol, apă) și se alimentează în sistemul de încălzire (sistem de încălzire) și în sistemul de apă caldă.

Agentul de răcire intern (amoniac sau alt agent frigorific) consumă energie din mediul înconjurător și îl transportă în vaporizator. În ea refrigerantul din lichid este transformat în gaz prin evaporare. În etapa următoare, volumul de lichid de răcire gazos este redus și, în consecință, crește temperatura acestuia.

Agentul de răcire fierbinte circulă în condensator, căldura din care intră în sistemul de încălzire la domiciliu. Supapa de expansiune permite răcirea din nou a agentului frigorific și începe un nou ciclu de încălzire, ceea ce creează un sistem de alimentare cu căldură extrem de eficient.

Diagrame de conectare ale sursei de încălzire și eficienței

Eficiența unei astfel de pompe este determinată prin compararea cantității de energie produsă de dispozitiv și a cantității de energie electrică consumată pentru nevoile proprii. În primul rând, depinde de temperatura aerului exterior. În modul de încălzire performanțele sistemului scad, când temperatura exterioară scade. Într-un climat rece, la temperaturile cele mai scăzute, un astfel de sistem necesită încălzire de rezervă suplimentară, când numai el nu poate furniza suficientă căldură pentru a menține temperatura aerului în cameră.

Există diferite surse de căldură pentru sistemele de încălzire:

• aer;
• sol;
• Apele subterane.

Calcule simple indică faptul că în cazul în care cazanul este foarte eficient pe gaz natural poate funcționa cu o eficiență de 93%, TC „aer-aer“ - 180%, și VT „pământ - apa“ poate fi de până la 400% randament.

Pompe de căldură apă-apă

Pompele apă-apă convertesc energia primită din sursele naturale de apă într-un circuit de încălzire intern. Sistemele hidrotermale folosesc apele subterane pentru nevoile:

• încălzirea clădirii;
• răcirea clădirii;
• ACM pentru consumul casnic;
• încălzirea apei pentru piscine.

Pompele absorb energia termică din apele subterane cu ajutorul forajelor, sistemelor de drenaj și a altor sisteme de apă. Energia primită prin sistemul de transfer de căldură este dată de apa care circulă în sistemul de încălzire al casei. Apa răcită se întoarce în acvifer orizont printr-un dumping bine. Eficiența sistemelor hidrotermale cu THs este asigurată de invariabilitatea temperaturii apelor subterane în cursul anului, de obicei la nivelul de 8-13 C.

Astfel de condiții creează un sistem stabil de înaltă performanță și îl face independent de condițiile meteorologice externe. Prin urmare, pompele apă-apă sunt cele mai eficiente și au un coeficient de productivitate constant garantat (COP). Coeficientul COP indică raportul dintre energia termică (kW) la puterea electrică VT consumată (kW) pentru nevoile proprii pentru a asigura încălzirea clădirii.

Atunci când temperatura este în intervalul 8-13 C și temperatura pe tur a lichidului de răcire este 35 C, coeficientul COP = 5 ÷ 7. În acest caz, pentru fiecare kilowatt de energie electrică folosită pentru gestionarea VT, primim o energie liberă de 5 ÷ 7 kW, suficient pentru a menține regimul termic sanitar într-o cameră cu o suprafață de aproximativ 60 m².

Industria produce o gamă largă de pompe de apă-apă, care sunt utilizate cu succes în sistemele de încălzire și de climatizare pentru case de mici dimensiuni și familii de mici etaje, precum și hoteluri, școli, clădiri administrative și spații industriale. Limitarea aplicării acestui tip de TN poate fi disponibilitatea autorizațiilor pentru instalarea sondei.

Aplicarea sistemelor geotermale pentru furnizarea de energie termică

Utilizarea energiei energiei geotermale (aproape de suprafață) este o altă direcție eficientă a pompelor. Sub pământ este instalat un sistem de țevi cu lungimea de aproximativ 100 de metri, care acumulează căldura solului. Starea solului determină cât de multe sisteme geotermale este necesar să se acorde o sarcină de încălzire la domiciliu. În cazul suprafețelor mari, se poate utiliza ca alternativă căldura din rezervoarele subterane din apropiere, de la încălzirea centralizată sau alimentarea cu apă.

Circuitul pompei de căldură funcționează perfect în timpul verii într-un mod de aer condiționat. După colectarea căldurii de la sol, această energie este scoasă de pompă și introdusă în sistemul de încălzire intern. Pompele geotermale necesită mai multă investiție în instalare decât pompele de aer, dar oferă o putere de încălzire constantă, deoarece solul are temperaturi constante pe tot parcursul anului. Astfel, producția continuă de energie este garantată.

Cum se instalează un sistem geotermal? Instalarea unui sistem geotermal poate mergeți în mai multe direcții:

1. Tuburile schimbătorului de căldură sunt amplasate orizontal, au o lungime de șanț de sute de metri. O astfel de schemă necesită o cantitate considerabilă de excavări și duce la perturbarea peisajului adiacent. În plus, în viitor, acest teren va fi dificil de utilizat pentru plantațiile verde perene.
2. Tuburile schimbătorului de căldură sunt situate vertical, buclele de până la 10 metri. Opțiunea cea mai consumatoare de timp și mai costisitoare.
3. Tuburile schimbătorului de căldură sunt situate sub apele rezervorului, situate în apropierea casei. Opțiunea cea mai ieftină.

avantaje:

1. Modularea continuă a compresorului pentru o revizuire a performanței controlate.
2. Reducerea consumului de energie și a costurilor în comparație cu pompele de căldură convenționale.
3. Eficiență energetică ridicată.
4. Durată mai lungă de funcționare datorită procedurii de pornire ușoară.
5. Temperatură de încălzire până la 60 ° C.
6. COP > 7.
7. Reducerea semnificativă a costurilor de funcționare datorită ciclului inteligent de răcire.

Pe lângă economiile semnificative ale costurilor, sistemul geotermal are și alte avantaje. Căldura este eliberată la o temperatură mai mică decât aerul forțat și funcționează continuu, astfel că sistemul este mai stabil, nu are diferențe mari de temperatură.

Sistemele geotermale sunt bine adaptate la automatizare cu descărcarea capacității de încălzire. Atunci când temperatura camerei corespunde parametrilor stabiliți de consumator, căldura excesivă va fi direcționată către alte activități de schimb de energie, de exemplu pentru încălzirea apei calde. Perioada de rambursare obișnuită a majorității sistemelor geotermale este de 5-10 ani, ceea ce este comparabil cu perioada de recuperare a energiei solare.

Sisteme de separare a aerului

Pentru acest tip de pompă, sursa este energia din aerul exterior. Principalul avantaj al supraetajării aerului în comparație cu geotermia și apa sunt costurile mici de instalare, deoarece nu este necesară efectuarea lucrărilor de terasament, instalare și adâncime pe conductele de căldură.

Centralele cu aer sunt instalații externe și interne, monobloc sau sisteme split. Pentru pompele de aer monobloc, schimbătorul de căldură al plăcii este amplasat în unitatea exterioară și energia este furnizată unității interioare prin conducte de căldură bine izolate. Cu o pompă de căldură separată, schimbătorul de căldură este localizat în unitatea interioară, astfel încât energia să fie transportată spre interior prin agentul frigorific.

O limitare: aer sursa VT piardă eficiența în vreme rece și încetează operație când temperatura scade sub 20 de grade, astfel încât pentru regiunile cu o temperatură medie a aerului rece, nu este mai mare de -10 ° C, astfel de sisteme sunt cele mai preferate.

Calcularea circuitului de alimentare cu căldură

Primul lucru pe care trebuie să-l faceți este să calculați echilibrul de căldură al casei înainte de a instala pompa de căldură. Acest lucru va permite determină transferul de căldură necesar pentru a furniza temperatura necesară pentru confort. La calcularea pompei trebuie luate în considerare următoarele date:

• scopul clădirii;
• suprafața sa totală;
• numărul de etaje, suprafața fiecăruia;
• tavan înălțime
• temperatura dorită (necesară) a încăperii;
• pereți (material, grosimea stratului);
• tipul și suprafața totală a geamurilor;
• Prezența unui sistem de ventilație și a caracteristicilor acestuia;
• cererea pentru apă caldă, numărul de puncte;
• încălzitoare și tipul acestora;
• prezența / absența terenului / apei în apropiere;
• prezența / absența restricțiilor la electricitate.

Puteți calcula rapid nevoile de energie ale unei case cu formula:

P = V x C x T,

unde V este volumul de locuințe în m 3;

C este factorul de construcție C = 0,75 în cazul în care casa este foarte bine izolată (RT2005) C de la 0,9 la 1,3 atunci când casa este slab izolată C = 1,6;

T este diferența dintre temperatura necesară în casă și cea mai scăzută temperatură exterioară în perioada rece a anului pentru aria geografică a locației clădirii.

Exemplu: Acasă 200 m² înălțimea de 2, 5 m, poziționată în zona Moscova, temperatura interioară de 20 ° C, temperatura aerului exterior - 16 C P = 200 x 2 x 5 0 9 x (20 - (-16) ) = 16200 W

Pentru casa asta necesită 16 kW, avem nevoie de o pompă de căldură cu o capacitate de 16 kW până la 20 kW .

Fabricarea pompelor de căldură pentru nevoile casnice

Pompa de căldură pentru încălzirea casei cu propriile mâini este profitabilă și convenabilă. Statisticile spun asta TH pentru o casă cu o suprafață de 200 m² se va plăti în primii trei ani, iar acest lucru nu este limita, dat fiind costul crescând al combustibilului și electricității. Puteți reduce aceste costuri dacă există meșteri în casa care pot asambla pompa din materiale improvizate. Pentru aceasta, veți avea nevoie de:

1. Compresor puternic, de exemplu, destinat pentru aer condiționat. În cazul în care casa nu este așa, puteți lua în atelierele de reparare a frigidere și aparate de aer condiționat. Pentru el, mai întâi trebuie să pregătiți muntele într-un loc convenabil (de obicei pe peretele casei).
2. Condenser, se poate face de unul singur. Faceți o bobină din tub de cupru cu o grosime a peretelui de cel puțin 1 mm, care este amplasată într-un corp sudat metalic adecvat. Instalați robinetele și conexiunile necesare. De asemenea, este plasat pe perete, lângă compresor. Pentru ca bobina să fie făcută calitativ, conducta de cupru este înfășurată, de exemplu, pe un cilindru de gaz, iar distanța între rotație este fixată cu un colț de aluminiu. Instalarea finală a condensatorului (lipirea unei țevi de cupru, injectarea de freon etc.) este cel mai bine încredințată unui profesionist, astfel încât să nu se deterioreze VT și să nu se rănească în timpul asamblării sau operării.
3. Evaporator - un container pentru conversia agentului frigorific lichid într-o stare de vapori. Vaporii care rezultă intră în compresor, care îl pompează sub presiune în condensator.
4. Clapeta de accelerație. Necesitatea de a fi achiziționată, ținând cont de parametrii pompei.
5. Elementele de țeavă de conectare ale circuitului depind de tipul de instalație ales.
6. Verificați densitatea hidraulică a sistemelor de conducte prin apăsarea (aer sau apă).
7. Verificați fiabilitatea echipamentelor electrice de la domiciliu.

Avantajele și dezavantajele sursei de alimentare cu căldură

Avantajele pompelor de căldură:

• Perfect încălzire electrică: generând 4 kW de căldură la un consum de 1 kW pentru nevoile proprii ale instalației.
• Independența de combustibilul scump (gaz, cărbune, păcură).
• Balanță energetică eficientă cu încălzitoare de pardoseală sau de perete.
• Ocupați un spațiu mic în casă sau în subsol.
• Costuri reduse de întreținere.
• Se integrează bine în sistemul "smart house".

dezavantaje:

• Eficiența economică după testele practice efectuate în case vechi nu corespunde întotdeauna echipamentelor declarate de producător.
• Cerințe înalte pentru sistemul de încălzire.
• Disponibilitatea unui rezervor de baterii în circuit.
• Temperatura sursei de căldură este constantă numai pentru apele subterane.
• Multe modele conțin agent frigorific, care distruge clima.