Трябва ли да използвам термопомпа за загряване на къщата

Помпената промишленост не стои неподвижна и възникват нови инженерни решения на базата на познати технологии. Търговците, които се интересуват от печалбата и увеличаването на продажбите, често крият данни за определен продукт, като го рекламират като революционни, несравними. Най-забележителният пример е термопомпите. Рекламните материали не описват принципа на работа на такива устройства, нито нивото на ефективност за отопление на една къща. Възможно е обаче да разберем как работи всичко и как тази или онази система може да бъде полезна от този материал.

Какво представлява термопомпата?

Техническото определение на термопомпата е устройство за пренасяне на енергия от една област в друга с едновременно увеличаване на ефективността на нейната работа. Лесно е да се илюстрира такъв механик. Представете си кофа със студена вода и чаша горещо. За да ги загрее, определено количество енергия е изразходвано от определено ниво на топлина. Ефективността на приложението му обаче е различна. Ако същевременно намалите температурата на кофата с вода с 1 градус, получената топлинна енергия може да донесе течността в стъклото почти до кипене.

 Топлинна помпа

За тази механика работи термопомпата, с която можете да направите отоплението на басейна или напълно да осигурите отопление за селска къща. Инсталацията прехвърля топлината от една област на друга, обикновено извън помещението. Има много приложения за такава техника.

  1. При определени темпове на мощност на термопомпата отопление на къщата да станат евтини и ефективни.
  2. Лесно да се направи БГВ с термопомпаизползвайки котли за вторично отопление.
  3. С малко усилия и правилен дизайн, създаването е напълно достъпно. автономна отоплителна системазахранвани от слънчеви панели.
  4. Повечето модели термопомпи са приемливи. за топъл под, използван като отоплителен кръг.

За да изберете и закупите подходяща система, първо трябва да зададете правилно задачата пред нея. И едва след като изложат изискванията за мощност и оценят приемливостта на отделните видове котли за отопление, за да отговорят на всички нужди.

Общ принцип на работа

Технологично термопомпата работи според познатото за всички Carnot цикъл, серия от трансформации на състоянията на материята. Такива думи могат да бъдат напълно чужди на повечето потребители. Все пак, на практика всеки от тях има поне едно устройство у дома, на базата на този физически процес.

По-просто казано, термопомпа е хладилник, Всеки домакински модел, в който гражданите се използват за съхранение на месо и напитки, е нагревател с ефективност над 100%.Всичко работи, както следва:

  • хладилникът отнема топлината от продуктите, поставени в него, и го прехвърля в решетката и следователно в помещението;
  • в същото време въздухът се загрява от компресора.

 Принципът на действие на термопомпата

В резултат на това, изразходвайки определено количество електроенергия, потребителят получава два източника на топлина, едната от които (енергията, извлечена от продуктите) е напълно безплатна.

Това е принципът на термопомпата. Устройството има обратна функционална диаграма в сравнение с хладилника - в него топлообменникът и радиаторната решетка са полезни и са отговорни за крайната ефективност на уреда. Всичко работи, както следва:

  • веригата за топлоотвеждане е разположена извън помещението, заобиколена от стабилна температурна среда;
  • по време на работа на термопомпата температурата на работния флуид се принудително намалява чрез естествени физически процеси под показателите за околната среда;
  • топлината се отделя от работния флуид, чиято интензивност зависи от получената температурна разлика;
  • работният флуид навлиза в кръга за преобразуване на състоянието и топлообменника на стаята;
  • енергията се освобождава във въздуха или друга среда;
  • работещият флуид в първоначалното състояние се подава към началото на цикъла (верига за извличане на топлина).

Тази схема за отопление има няколко предимства и недостатъци. Въпреки това, при оптимални условия, термопомпата показва значителни икономии, Отоплението на една къща ще изисква 70-80% по-ниска цена в сравнение с класическите газови и твърди котли.

Крайната ефективност на термопомпата зависи от много фактори. Някои технологични решения са в състояние да разрешат само ограничен брой задачи. Други предполагат сложна инсталация на термопомпата.

Днес има редица домакински уреди, чиито собственици дори не подозират, че използват иновативни, революционни идеи за избор на топлина на околната среда. Освен това това може да се случи дори при отрицателни температури на въздуха извън прозореца. Това е климатик с отоплителна функция, който всъщност е изграден върху механиката на термопомпата. Принципите на работа на такива устройства въздух-въздух ще бъдат разгледани по-късно.

Схемата за отопление на частна къща с помощта на термопомпа

Оптималната схема за използване на термопомпа за домашно отопление включва резервоар за съхранение, Опростено, изглежда така:

 схема

Тук блокове 1 и 2 са вентили, които решават проблема с регулирането на входящите топлинни потоци. Те могат да бъдат ръчно припокриване на потока или да представляват автоматизирани термични глави. Блок 3 е общ термостат или сензорна система.

Отоплението работи съгласно следния принцип:

  • топлинната помпа загрява от околната среда и загрява водата;
  • течността влиза или в топлообменника на вторичното нагряване на резервоара за съхранение, или циркулира в една верига;
  • Отоплителната система е изградена на класически принцип, като водният поток в нея се осигурява от кръгова помпа.

Схемата, показана на фигурата - минималното оборудване на къщата. Тя може лесно да се добави. По-специално, никой не се притеснява инсталирайте два резервоара и да се използва принципът на вторичната топлинна течност. Един от тях - термопомпеният котел (инсталиран директно в изхода на последния) - се използва за захранване с гореща вода. По-обемният резервоар решава проблема с подаването на охладителна течност към отоплителната система.

Отлична опция работи отопление на дома с термопомпа, натрупване на капацитет и изграждане на топлоизолиран под.В този случай не е необходимо течността да се нагрява до висока температура. Оптималната скорост за подово отопление - от 30 до 40 градуса. Схемата за отопление е подобна на тази, която вече беше посочена, но вместо радиатори водата постъпва към колекторното отделение със свой собствен контрол на потока.

 Отоплителен кръг с термопомпа

Класификация на термопомпите по медийни характеристики

Класификацията на термопомпите е доста обемна. Устройствата са разделени според типа работен флуид, принципа за промяна на неговото физическо състояние, използването на преобразуващи устройства, естеството на енергийния носител, необходим за работа. Ако считаме, че на пазара са представени модели с различни комбинации от класификационни критерии, става ясно, че е доста трудно да се изброят всички неща. Можете обаче да разгледате основните принципи на груповото разделение.

Инсталацията, конструкцията и крайните характеристики на термопомпата зависят от параметрите на източника на топлина и околната среда на получателя. Днес има няколко вида инженерни решения.

Въздухът-въздух

Термопомпи въздух-въздух - най-често срещаните устройства, Те са компактни и доста прости.На механика на този тип битови климатици работят с режим на отопление. Принципът на действие е прост:

  • уличният топлообменник се охлажда под температурата на въздуха и загрява;
  • след компресия на входящия фреон в радиатора, температурата му значително се увеличава;
  • вентилатора в стаята, разпенващ топлообменника, отоплява стаята.

Изборът на енергия за околната среда не е задължително да се извършва от външен топлообменник. За тази цел въздухът може да бъде принуден да бъде в блок, разположен в стаята. Ето как вършат работа канални системи.

 Въздухът-въздух

Ако фреонът е компресиран и разширен в климатизатор, то във вихрови термопомпи използва се просто въздух, Механиката на работа е подобна: преди газът да навлезе във вътрешния топлообменник, газът се компресира и след като се откаже от енергията, той се издухва от интензивен поток в камерата за топлоотвеждане.

Въртящата термопомпа е голяма, масивна инсталация, която работи ефективно само когато температурата на околната среда е висока. Следователно, такива системи се инсталират в промишлени цехове, те използват изгорелите газове на пещите или горещия въздух на основната климатична система като източник на топлина.

Вода-вода

Термопомпата от вода до вода работи по същия принцип като другите инсталации. Само носителите на енергия са различни. Оборудването е оборудвано потапящи сонди, така че дори и в условията на трудна зима, да достигне хоризонта на подземните води с положителна температура.

В зависимост от нуждите на отоплението, системите за термопомпени системи вода-вода могат да бъдат напълно различни размери. Например, като започнем от няколко кладенци, пробити около частна къща, завършвайки с големи топлообменници разположени директно във водоноса, които са положени по време на строителната фаза.

 Топлинна помпа

Термопомпите вода-вода се отличават с по-голяма производителност и ефективна изходна мощност., Причината е повишената топлинна мощност на течността. Слоят на водата, в който се намира сондата или топлообменника, бързо излъчва енергия и поради огромния си обем леко намалява неговите характеристики, допринасяйки за стабилната работа на системата. Оборудването вода-вода е различно. повишена ефективност.

Съвет! При определени условия схемата "вода-вода" може да се извършва без междинни възли под формата на резервоари за съхранение на отоплителната мрежа.Правилно оценяване на съществуващите климатични условия и избор на капацитет на инсталацията, в къщата е монтиран бойлер с термопомпа и е организирана ефективна подово отоплителна система.

Вода-въздух, въздух-вода

Комбинираните системи трябва да бъдат внимателно подбрани. В същото време, съществуващите климатични условия са внимателно оценени. Например цикълът на термопомпата вода-въздух има добра ефективност за отопление. в райони с тежки студове, Системата въздух-вода, заедно с топъл под и кумулативен котел за вторично отопление, е в състояние да покаже максимални икономии в териториите, където температурата на въздуха рядко пада под -5 ... -10 градуса.

 Air-вода

Т.т. (солев разтвор) -вода

Топлинната помпа от този клас е един вид вагон. Той може прилагани буквално навсякъде, Индикаторите на нетната си топлинна мощност са постоянни и стабилни. Принципът на действие на устройството за солена вода се основава на избора на топлина, предимно от почвата, която има нормални показатели за влага или блатисти.

Системата е лесна за инсталиране: за да се монтират външни топлообменници, е достатъчно да се погребет до определена дълбочина.Можете също така да изберете един от вариантите на оборудването с газообразен или течен работен флуид.

Извършва се изчислението на класа на термопомпата солена вода по отношение на търсенето на енергия за отопление. Методите за количественото й определяне са многобройни. Можете да направите най-точното изчисление, като вземете предвид материалите на стените на къщата, дизайна на прозорците, естеството на почвата, среднопретеглената температура на въздуха и много други.

Производителите на системи за солена вода предлагат различни варианти на модели, които се различават по отношение на консумацията на електроенергия на конверсионния блок, конструкцията и размерите на външните топлообменници и параметрите на изходната верига. Изберете оптималната термопомпа на предварително формулиран списък от изисквания е лесно.

Разделяне по тип на тялото

Съвременните термопомпи могат да използват газообразно тяло или химически течен разтвор на амоняк като топлоносител. Пригодността на дадена схема се оценява от няколко фактора, характеристиките на системите.

  1. Инсталации, използващи фреон, имат цикъл на термопомпата, базиран на процесите на компресия на газ и разширяване. Те по някакъв начин са изградени на верига на компресора.Оборудването има атрактивни показатели за изпълнение, но има и недостатъци. Въпреки че среднопретеглената консумация на системата по време на работния цикъл е стабилна, окабеляването е силно натоварено. Освен това, термопомпите с газообразен топлообменник няма да бъдат полезни в региони, където няма централизирани електрически мрежи или източник на електроенергия с достатъчен товароподемност.
     С фреон
  2. Инсталации от изпарителен тип, използващи разтвор на амоняк, имат цикъл на действие въз основа на процеса на изпаряване на вещество при ниски точки на кипене. Втечняването след преминаването на външен топлообменник става под действието на енергиен източник. Това е горелка. За него може да се използва почти всяко гориво: твърдо, бензин, дизел, газ, керосин, в някои случаи - метилов алкохол. Ето защо, изпарителните термопомпи са привлекателни на места, където няма електроенергия. В допълнение, изборът на такова оборудване може да изтласка евтиното гориво от определен тип в региона.
     Изпарителна помпа

Естеството на работната среда, използвана в системата, може да разкаже много за производителността на завода и изходната мощност.Така че, термопомпата на фреон компресора е способна на остър тътен, бързо затопляне на стаята. Изпарителните модели на амоняк за такива подвизи не са способни. Предпочитаният начин на използване е стабилна, постоянна работа с номинален топлообмен.

Предимствата на термопомпите и осъществимостта на тяхната инсталация

Както се посочва в рекламата, основното предимство на термопомпите е ефективност на отоплението, До известна степен работи по този начин. Ако термопомпата има среда за извличане на енергия, която осигурява оптимални отчитания на температурата, инсталацията работи ефективно, разходите за отопление се намаляват с около 70-80%. Все пак има винаги случаи, при които термопомпата може да бъде нерационална инвестиция.

Ефективността на термопомпата се определя от следните технологични характеристики:

  • параметърът на граничната граница на понижаване на температурата от работната течност;
  • минимална разлика в температурата на външния топлообменник и околната среда, при която топлинната екстракция е изключително малка;
  • нивото на потреблението на енергия и възвращаемостта на полезната топлинна мощност.

Възможността за използване на термопомпа зависи от няколко фактора.

  1. Територии, където такова оборудване не показва добри резултати - региони с мразовити зими и ниски средни дневни температури, В този случай термопомпата просто не може да извлича достатъчно топлина от околната среда, като се доближава до зоната с нулева ефективност. На първо място, тя се отнася до системите въздух-въздух.
  2. С увеличаването на обема на отопляемото пространство технологичните параметри на термопомпата нарастват почти експоненциално. Топлообменниците стават по-големи, размерът и броят на потапящите сонди във вода или земя се увеличават. В определена точка цената на термопомпата за отопление се изисква разходи за нейното инсталиране и поддръжка, както и плащането на консумацията на електроенергия са просто ирационални инвестиции. Много по-евтино е да се създаде класическа схема за отопление на газ с бойлер.
  3. Колкото по-сложна е системата, толкова по-скъпа и по-трудно е да се ремонтира в случай на счупване, Това е отрицателно допълнение към размера на отопляемата площ и характеристиките на климатичната зона.
Съвет! По принцип използването на термопомпа като единствен източник на топлина за дома може да се разглежда само в ограничен брой ситуации. Винаги е разумно да се използва интегрирана система за сигурност.Тук броят на възможните комбинации е ограничен само от наличните енергийни източници и финансовите възможности на собственика.

Класически е термопомпа и котел за газ / твърдо горивоработещи в пакет. Идеята е проста: продуктите на изгаряне на гориво се показват на широка тръба. Разположен е топлообменник. В системата за отопление и топла вода са монтирани резервоари за съхранение и котел за индиректно отопление. Оборудването (котел и помпа) се активира едновременно, когато температурата на течността в разпределителната мрежа спадне. Работейки по двойки, те почти изцяло използват енергията от изгаряне на гориво, като показват почти максимални показатели за ефективност.

 Класически пакет

Системата с адаптиране към екологичните характеристики е изградена върху термопомпа, вентилатор, топлинен пистолет от всякакъв клас, При достатъчно висока температура на въздуха (до -5 ... -10 градуса по Целзий), термопомпата работи в нормален режим, осигурявайки достатъчна мощност за отопление. Дизайнът на системата е мястото на външния топлообменник в отделен вентилационен канал.Когато температурата на улицата е под оптималната маркировка, подаденият въздух се загрява с топлинен пистолет (дизел, електричество или газ).

Струва си да се отбележи, че повечето от схемите, осигуряващи адаптиране към температурата на въздуха или стабилизиращите параметри на работата на термопомпата, се прилагат към устройствата въздух-въздух и въздух-вода. Други системи, дължащи се на външни топлообменници, изолирани в земята или във вода, не позволяват създаването на такива "парникови" работни условия.

Основни характеристики и изчисление на мощността на термопомпата

Общата рационалност на инсталирането на термопомпа за отопление на къща се оценява, преди всичко, върху финансовите разходи, Те включват:

  • цена за закупуване на оборудване;
  • разходи за монтаж, които могат да включват поземлени работи;
  • разходи за периодична поддръжка;
  • приблизителни разходи за елиминиране на честите проблеми.

Избор на модел на мощност, както е споменато по-горе, се основава на общата нужда от доставка на топлинна енергия. Приблизителното изчисление за едноетажна къща от 10x10 метра (300 кубически метра обем) изглежда така:

  • отчита максималната отрицателна зимна температура (-20);
  • се определя разликата между стаята и околната среда (20 - 20 = 40);
  • топлинните загуби на стените се изчисляват съгласно референтните данни за техния материал (за тухла, табличната стойност е 1, топлинните загуби са 1x300x40 - 12000 килокалории на час или 13,5 kW).

Получената цифра е показател за минималната мощност на термопомпата, което е достатъчно, за да загрява къщата. За да изберете оптималния модел, характеристиката трябва да се увеличи с най-малко 50%. Това се дължи на факта, че термопомпата през зимата ще трябва да работи в не-оптимални условия, близо до най-ниската точка на нулева ефективност при околна температура. Получената цифра за разглеждания пример е около 20 кВт.

Втората част на изчислението е избор на капацитет на резервоара за съхранение, Препоръчва се тази част на системата да бъде инсталирана така, че термопомпата да работи за ограничен брой цикли на ден. Документацията за оборудването дава препоръки за обема на топлинния акумулатор за специфичен индикатор за цикличност. Средната цифра е 30 литра на киловат с 3 пускания, 20 литра с 5 пускания. По този начин за къщата в този пример се нуждаете от резервоар за съхранение с минимум 400 литра за пет цикъла на работа на термопомпата на ден.

заключение

Ако в резултат на анализа на климата, наличните енергийни източници, естеството на почвата беше решено да се купи термопомпа за отопление, се препоръчва възлагайте дизайна на системата на професионалистите. Оптималният избор на модела се основава не само на характеристиките на оборудването и механиката на неговата работа. Специалистите ще вземат предвид топлопреноса на почвата, избират комбинирана схема с добра ефективност, изчисляват най-добрия вариант за извършване на поземлените работи. Ето защо, отоплителната система с термопомпа, разработена от професионалисти, няма да ви накара да се сблъскате с изненади и да съжалявате за избора си.

Коментари: 0
Продължаване на темата:
Вашето мнение

Искате ли да видите онлайн магазин на bg.techinfus.com?

 Зареждане ... Зареждане ...
Технологични ревюта Рейтинг технология
калкулатор
изчисление
мощност

видеокамера

Домашно кино

Музикален център