Toplinska pumpa "voda-voda": uređaj, princip rada, pravila za uređenje grijanja na temelju toga

Vrste kolektora vode tla

Kolektor toplinske crpke tla može biti dvije vrste (slika 2):

• Vertikalni;
• Horizontalno.

Riža. 2 Vrste kolektora za tlačne pumpe: vertikalni i horizontalni

Vertikalni kolektor je dugačak cjevovod spušten u bunar, čija je duljina od 40 do 150 m. Ovaj tip izmjenjivača topline bolji je od horizontalnih po tome što je temperatura viša na takvoj dubini. Ako je bunar vrlo dubok, tada je izmjenjivač topline također opremljen zaštitnim kućištem, a ako je dubina relativno mala, onda to nije potrebno.Ali značajan nedostatak ove metode postavljanja rezervoara je visoka cijena takve bušotine.

Naravno, stručnjaci preporučuju bušenje bušotine dublje. Ali ako tehnika ili tlo ne dopuštaju, tada se može napraviti nekoliko bunara. Na primjer, možete napraviti jedan bunar s dubinom od 80 m, ili možete napraviti 4 bunara od po 20 m. Glavna stvar je da je ukupni rezultat dovoljan za grijanje kuće. Može postojati kamenito tlo, s kojim je prilično teško raditi, u njemu je moguće bušiti bušotine ne više od 15-20 metara.

Horizontalni kolektor (slika 3) - ovaj tip kolektora tla za crpku tlo-voda izgleda kao cjevovod koji je položen u vodoravnom položaju do određene dubine, ispod sloja zemlje. Ovaj razdjelnik je jednostavan za ugradnju.

Riža. 3 Vanjski krug crpke zemlja-voda

Površina na kojoj se ugrađuje kolektor zemljane dizalice topline je prilično velika, za razliku od vertikalne izvedbe koja zahtijeva mali komad zemlje. U pravilu horizontalni izmjenjivač topline zauzima od 25 do 50 m2, a možda i više, ovisno o grijanoj površini. Negativan čimbenik ove opcije je da se područje s ovim kolektorom može koristiti samo za travnjak.

Ovisno o različitim okolnostima, izmjenjivač topline se može položiti u cik-cak, petlje, zmiju itd.

Vrlo je važno kolika je toplinska vodljivost tla u koje je ugrađen izmjenjivač topline. Ovisi o kvaliteti zemljišta, na primjer, ako je tlo vlažno, tada je toplinska vodljivost veća, a ako je tlo pjeskovito, onda je toplinska vodljivost mala.

Ako u izmjenjivaču topline postoji mnogo petlji, tada u konfiguraciju mora biti uključena cirkulacijska crpka.

Nosači energije za ili protiv?

Međutim, to nije sve. Porast cijena energetskih nosača i visoki troškovi njihove isporuke dovode do brzog povećanja troškova topline i električne energije. A to tjera potrošače da traže nove načine štednje. Čak i iz školskih udžbenika sjećamo se da prijenos topline teče s zagrijanih tijela na hladnija, ali ne i obrnuto. Naše stoljetno iskustvo ne pamti obrnuti postupak, a znanost to dokazuje. Međutim, lukave moderne inženjerske tehnike omogućuju prijenos topline u suprotnom smjeru - s manje zagrijanog tijela na toplije.

Shema prijenosa topline u toplinskoj pumpi

Za nas nema ništa iznenađujuće, na primjer, u radu hladnjaka. Gdje se toplina iz zamrzivača, temperatura u kojem je često negativna, oslobađa u okoliš. Ako se ta toplina koristi za grijanje zgrada, a rashladnu komoru zamijeni provjerenim, stalno funkcionalnim prirodnim izvorom topline, onda će to biti takozvana dizalica topline.

Jednostavna dizalica topline zrak-zrak kojom možete grijati stambeni prostor je svima poznat klima uređaj, s funkcijom grijanja. Možete ga uspješno koristiti, jer danas postoje klima uređaji koji mogu raditi i pri značajnim temperaturama ispod nule - do -15 gr. i ispod. Međutim, ako želimo postići najveću učinkovitost i udobnost pri grijanju cijele kuće na tako ekonomičan način (a toplinska pumpa je tri puta ekonomičnija od klasičnih grijača, pa čak i više), onda se moraju koristiti napredniji sustavi.

Napomena: mnogi se pitaju - kako je, jer postoji zakon održanja energije.Zašto toliki nerazmjeran omjer prijenosa topline i potrošnje električne energije? Cijela tajna je u tome što se u toplinskoj pumpi električna energija troši samo na elektromagnetni namotaj kompresora (koji se, naravno, zagrijava, ali se ta toplina ne koristi za zagrijavanje prostorije), a stvara se toplinska energija, "usisava se “ iz vanjskog okruženja, zahvaljujući posebnim procesima toplinske pumpe (na to ukazuje i sama riječ pumpa). Da biste to razumjeli, morate znati više od školskog tečaja fizike. Ali pokušajmo proći kroz osnove u nastavku.

Dobro primati

Najveći problem kod ugradnje toplinske pumpe otvorenog kruga je kada se voda ispušta odozgo u bunar. Tako krivo. Cijev bi trebala ići gotovo do samog dna bunara i uzdići se od njega za 0,5-1 metar. Sve ispod treba da kipi. Kada se voda ispušta odozgo, bunar se brzo može zamuljiti i prestati primati vodu. Dolazi do prelijevanja. Ako se to dogodi s dobrim minusom na ulici, tada vam je osigurano klizalište. Stoga, ako se u blizini nalazi rijeka ili neka vrsta rezervoara, oborinska kanalizacija ili drenažni rov, onda je bolje spojiti prihvatni bunar s njima preljevnom cijevi, u slučaju preljeva. Ako u blizini nema ništa, tada ćete morati izbušiti ne jednu, već dvije ili više bušotina za prijem. Nitko ne zna odgovor na pitanje koliko će trajati prijemni bunar. Može potrajati mnogo godina ili se može začepiti nakon jedne sezone grijanja. Stoga je najveći nedostatak otvorenog kruga nepredvidljivost.

Još jedna važna točka. Prihvatna bušotina treba biti smještena nizvodno od debitne bušotine, na udaljenosti od najmanje 6 metara. Ovo je još jedna nejasnoća. Kako odrediti u kojem smjeru teče podzemna rijeka. Odgovor na ovo pitanje dat će samo eksperiment.Ako nakon pokretanja toplinske pumpe voda ne potonu u debitnom zdencu, sve je u redu, pogađate. Ako temperatura počne padati, potrebno je zamijeniti bunare i premjestiti potopnu pumpu. Cjevovodi debitnih i drenažnih bunara najbolje su napraviti od HDPE cijevi, kao jeftinijeg materijala. Pouzdanost i izdržljivost takvih cijevi također je dovoljna.

Idealna opcija je kada se bunari nalaze preko podzemnog toka. Tada je dovoljno napraviti odvojivi spoj cjevovoda u bušotini bušotine, ubaciti struju u oba bunara s odvojivim vodonepropusnim čepom, a bunare možete preokrenuti jednom godišnje, mijenjajući mjesta zaduženja i primanja.

Princip rada

Za one koji baš ne razumiju temu, vrijedi objasniti što je dizalica topline zrak-voda. Zapravo, ovo je "hladnjak u obrnutom smjeru" - uređaj koji hladi zrak izvan sebe i zagrijava vodu koja se nalazi u spremniku. Ova voda se zatim može koristiti za potrošnu toplu vodu ili grijanje doma.

Toplinska pumpa koristi zatvoreni ciklus, troši samo električnu energiju. Njegova učinkovitost se mjeri kao omjer potrošene električne energije i primljene topline. Učinkovitost dizalica topline također se mjeri u COP (koeficijent učinka). COP 2 odgovara učinkovitosti od 200% i znači da će za 1 kW električne energije dati 2 kW topline.

Princip rada

Rad toplinske pumpe je posljedica topline koja se izvlači iz vode. Jezera, stope, rijeke, bunari, bunari postaju izvor vode. Dubina rezervoara u središnjoj Rusiji trebala bi biti najmanje 2 metra kako se niži slojevi ne bi smrzli. Prema mjestu izmjenjivača topline, toplinske naslage se dijele na:

• vodoravno (cijevi su položene u prstenovima na dnu);
• okomito (izmjenjivač topline se nalazi okomito u bušotini).

Budući da se rezervoari bez mraza ne nalaze u blizini svake kuće, najčešće se cijevi polažu u bunare. Standardna dizalica topline voda-voda ima nekoliko glavnih dijelova:

• cijevi za grijanje;
• cijevi za dovod i odvod vode;
• isparivač (zavojnica u kojoj freon isparava);
• kompresor;
• kondenzator (svitak u kojem se freon ukapljuje).

Ovisno o godišnjem dobu, temperatura podzemne vode je 4-10 °C, varira u malim rasponima. To osigurava stabilan i produktivan rad dizalice topline. Dvije bušotine se buše na udaljenosti od 8-10 m jedna od druge. Podzemna voda ulazi u cijev iz prve bušotine i diže se do isparivača, zagrijavajući ga. Istodobno, ukapljeni freon se dovodi u isparivač. Kao rezultat pada tlaka u isparivaču, toplina sa zidova prelazi na rashladno sredstvo. Rashladno sredstvo (freon) postaje plinovito.

Freon tada ulazi u kompresor i komprimira se. Zatim ulazi u kondenzator, pretvara se u tekućinu, a toplina koja se oslobađa kao rezultat ovog procesa prelazi na rashladnu tekućinu (najčešće je to voda). Rashladna tekućina, zauzvrat, zagrijava cijevi radijatora. Ovako se grije kuća. Podzemna voda se ispušta u drugi bunar. Potpunu sliku principa rada daje dijagram toplinske pumpe. Budući da je temperatura podzemne vode stabilnija od temperature nižih slojeva rezervoara, puno je učinkovitije koristiti bunare. Ali ovdje moramo uzeti u obzir i troškove bušenja bušotina.Ugrađena je dizalica topline s bojlerom voda-voda, koja grije prostoriju i grije vodu za kućanske potrebe. Električna energija koja se troši na rad crpke je 4-5 puta manja od energije koju proizvodi.

Shema grijanja kuće pomoću toplinske pumpe Voda-Voda

Ovo je zanimljivo: Solarni kolektor za grijanje privatne kuće - domaća baterija

Korisni savjeti

U svim fazama izgradnje kuće, počevši od faze projektiranja, mora se imati na umu da je HP inercijski sustav. Može se usporediti s masivnom ruskom peći, koja se obično zagrijavala jednom dnevno tijekom kuhanja. Zatim je akumulirana toplina grijala stan do sljedećeg jutra.

Zidovi izrađeni od teških trupaca imaju prilično visok stupanj toplinske inercije. Jednostavno, polako se hlade kada noć postane hladnija. Dobra toplinska inercija za debele kamene zidove, kao i za teški beton ili ciglu.

Polipjena i pjenasti beton imaju dobra svojstva toplinske izolacije. Ali zbog male specifične težine, imaju nisku toplinsku inerciju. Toplinska pumpa u zgradi sa zidovima od takvih materijala, uz nagli pad vanjske temperature, neće uvijek moći "pumpati" dovoljno topline izvana u sustav grijanja "toplog poda".

Također morate uzeti u obzir i druge čimbenike:

1. Kako biste smanjili gubitak topline ili uopće ne zamrznuli cijevi u liniji između kuće i bunara ili kolektora, potrebno ih je položiti na dubinu ispod razine smrzavanja. Na Krimu je dovoljno 0,75 metara, a na geografskoj širini Moskve najmanje 1,5.
2. Najveći gubitak topline obično je kroz prozore. Stoga troslojno ostakljenje uopće nije luksuz, već ekonomski opravdano građevinsko rješenje.Idealna opcija je korištenje stakla koje može reflektirati infracrvene zrake.
3. U slučaju korištenja opcije 2 bunara za unos i ispuštanje vode, razmak između njih mora biti najmanje 20 metara.
4. Bolje je prvo isprobati domaći TN u pomoćnoj prostoriji ili garaži. Ugradnja podnog grijanja u stambenom prostoru zahtijevat će dodatne troškove.

Domaće iz starog hladnjaka

Prilično je teško sastaviti toplinsku pumpu zrak-zrak od pojedinačnih kompresora i kondenzatora vlastitim rukama bez specijaliziranog inženjerskog znanja. Ali za malu sobu ili staklenik možete koristiti stari hladnjak.

Najjednostavnija zračna dizalica topline može se napraviti od hladnjaka tako da se u njega provuče zračni kanal s ulice i okači ventilator na stražnju rešetku izmjenjivača topline

Da biste to učinili, trebate napraviti dvije rupe na prednjim vratima hladnjaka. Kroz prvi će ulični zrak ulaziti u zamrzivač, a kroz drugi donji će se vraćati na ulicu.

Istodobno, tijekom prolaska kroz unutarnju komoru, dio topline koju sadrži odaje freonu.

Također je moguće jednostavno ugraditi rashladni stroj u zid s otvorenim vratima prema van, a izmjenjivač topline straga u prostoriju. Ali treba imati na umu da će snaga takvog grijača biti mala, a troši puno električne energije.

Zrak u prostoriji zagrijava se izmjenjivačem topline na stražnjoj strani hladnjaka. Međutim, takva dizalica topline može raditi samo na vanjskim temperaturama ne nižim od plus pet Celzijusa.

Ovaj uređaj je dizajniran samo za unutarnju upotrebu.

U velikoj kućici, sustav grijanja zraka morat će se nadopuniti zračnim kanalima koji ravnomjerno raspoređuju topli zrak kroz sve prostorije.

Ugradnja dizalice topline zrak-zrak iznimno je jednostavna. Potrebno je ugraditi vanjske i unutarnje jedinice, a zatim ih međusobno spojiti krugom s rashladnom tekućinom.

Prvi dio sustava postavlja se na otvorenom: izravno na fasadu, krov ili uz zgradu. Drugi u kući može se postaviti na strop ili zid.

Preporuča se montirati vanjsku jedinicu nekoliko metara od ulaza u vikendicu i dalje od prozora, ne zaboravite na buku koju proizvodi ventilator.

A unutarnji je ugrađen tako da se protok toplog zraka iz njega ravnomjerno raspoređuje po prostoriji.

Ako se planira zagrijati kuću s nekoliko soba na različitim katovima toplinskom pumpom zrak-zrak, tada ćete morati opremiti sustav ventilacijskih kanala s prisilnim ubrizgavanjem.

U tom slučaju, bolje je naručiti projekt od nadležnog inženjera, inače snaga toplinske pumpe možda neće biti dovoljna za sve prostore.

Mjerilo električne energije i zaštitni uređaj moraju biti sposobni izdržati vršna opterećenja koja stvara toplinska pumpa. S oštrim hladnim udarom izvan prozora, kompresor počinje trošiti električnu energiju mnogo puta više nego inače.

Najbolje je postaviti zaseban dovodni vod od razvodne ploče za takav grijač zraka.

Posebnu pozornost treba posvetiti ugradnji cijevi za freon. Čak i najmanja strugotina unutra može oštetiti opremu kompresora

Ovdje ne možete bez vještina lemljenja bakra. Punjenje rashladnog sredstva općenito treba povjeriti profesionalcima kako bi se izbjegli problemi s njegovim curenjem kasnije.

Učinkovitost i princip rada dizalice topline

Učinkovitost toplinske pumpe za grijanje uvijek će biti veća od 1. Za geotermalne sustave faktor pretvorbe topline je točniji. Ako je jednako 4, to znači da pri snazi ​​od 1 kW toplinska pumpa na izlazu daje 4 kW energije, od čega je 3 kW dala zemlja.

Princip rada toplinske pumpe za grijanje kuće razvijen je početkom 19. stoljeća. inženjer Sadi Carnot i nazvan je Carnotov ciklus. Na temelju ovoga rad konvencionalnog kućnog hladnjaka, u kojem se proizvodi hlade zbog činjenice da se raspršena toplina odvodi kroz radijator prema van. Ali primjenjivati ​​se za grijanje kuća, kada se sve događa upravo suprotno, tj. rad toplinske pumpe temelji se na principu obrnutog Carnotovog ciklusa, to je nedavno postalo.

Toplinska pumpa za grijanje doma je uređaj u kojem se niskotemperaturna toplina pretvara u visokotemperaturnu toplinu koja služi za grijanje. Izvor topline su zemlja, voda i zrak (prvi od njih je najrašireniji jer je učinkovit (iako je bitna razina toplinske izolacije kuće, način grijanja kuće i sl.) i ima optimalan omjer cijene i potrošačkih kvaliteta).

Za rad toplinske pumpe namijenjene grijanju kuće potrebna je električna energija, ali po cijeni od 1 kW električne energije povrat je 4-6 kW toplinske energije.

Osim što grije kuću ljeti, dizalica topline može raditi i kao klima uređaj, za što je dovoljno da je sustav sposoban za obrnuti rad. Toplinske pumpe dijele se u nekoliko tipova:

• "zemlja - voda";
• "zemlja - zrak";
• "voda - voda";
• "voda - zrak"
• "zrak - voda";
• "zrak-zrak".

Slijedi detaljan opis načina rada različitih tipova toplinskih pumpi za grijanje kuće.

Tehnologija montaže

Montaža ove vrste opreme provodi se u nekoliko faza:

• izrađuje se projekt;
• sastavljaju se kolektorske komunikacije;
• u sustav je ugrađena dizalica topline;
• oprema je instalirana unutar kuće;
• puni se rashladna tekućina.

Zatim ćemo razmotriti kako instalirati toplinsku pumpu "ključ u ruke" vlastitim rukama korak po korak.

Kako napraviti projekt

Prije nego što nastavite s montažom komunikacija ove vrste, naravno, potrebno je izvršiti sve potrebne izračune. Rad vanjskog dijela sustava mora biti u potpunosti usklađen s radom unutarnjeg. Izračuni se vrše ovisno o odabranoj vrsti opreme. Za horizontalne kolektore izvode se na sljedeći način:

• Određuje se potrebna količina antifriza. U ovom slučaju koristi se formula Vs = Qo 3600 / (1,05 3,7 t), gdje je Qo toplinska snaga izvora, t temperaturna razlika između dovodnog i povratnog voda. Parametar Qo izračunava se kao razlika između snage crpke i električne snage koja se koristi za zagrijavanje rashladnog sredstva.
• Određuje se potrebna duljina kolektora. Formula izračuna u ovom slučaju izgleda ovako: L = Qo/q, gdje je q specifično odvođenje topline. Vrijednost potonjeg pokazatelja ovisi o vrsti tla na mjestu. Za glinu, na primjer, to je 20 W po rm, za pijesak - 10 W, itd.
• Određuje se površina potrebna za polaganje kolektora. U ovom slučaju, proračun se provodi prema formuli A = L da, gdje je da korak polaganja cijevi.

Snaga toplinske crpke određuje se otprilike po stopi od 70 W topline po 1 m2 s visinom stropa od 2,7 m. Kolektorske cijevi obično se polažu na udaljenosti od 0,8 m jedna od druge ili malo više.

Kako sastaviti toplinsku pumpu

Ova vrsta opreme je prilično skupa. Dizajn toplinske pumpe je relativno jednostavan. Stoga ga možete pokušati napraviti sami. Ovaj postupak se izvodi ovako:

• Kupljen je kompresor (prikladna je oprema iz klima uređaja).
• Kućište kondenzatora je napravljeno. Da biste to učinili, spremnik od nehrđajućeg čelika od 100 litara prerezan je na pola.
• Izrađuje se zavojnica. Boca s plinom ili kisikom omotana je bakrenom cijevi iz hladnjaka. Potonji se može fiksirati aluminijskim perforiranim kutovima.
• Zavojnica je ugrađena u tijelo, nakon čega je potonje zapečaćeno.
• Isparivač je napravljen od plastične posude od 80 litara. U njega je montiran svitak iz cijevi od ¾ inča.
• Vodovodne cijevi su spojene na isparivač za dovod i odvod vode.
• Sustav je napunjen rashladnim sredstvom. Ovu operaciju treba povjeriti stručnjaku. Nesposobnim radnjama ne možete samo pokvariti sastavljenu opremu, već se i ozlijediti.

Instalacija kolektorskih komunikacija

Tehnologija ugradnje vanjskog kruga sustava grijanja također ovisi o njegovoj vrsti. Za vertikalni kolektor buše se bušotine dubine 20-100 m. Pod horizontalnim se probijaju rovovi dubine 1,5 m. U sljedećoj fazi postavljaju se cijevi. Drveće ne smije rasti u blizini horizontalnog kolektora, jer njihovo korijenje može oštetiti mrežu. Za montažu potonjeg mogu se koristiti niskotlačne polietilenske cijevi.

Instalacija opreme

Ova se operacija izvodi na uobičajeni način. Odnosno, u prostore se postavljaju radijatori grijanja, postavljaju se vodovi i spajaju na kotao. Na povratnoj cijevi montirani su ekspanzijski spremnik, filtar i cirkulacijska pumpa na obilaznici. Također možete sastaviti i spojiti sustav "toplog poda" na toplinsku pumpu. U završnoj fazi, odabrana vrsta rashladne tekućine se ulijeva u vanjske i unutarnje krugove.

Kao što vidite, toplinsku pumpu i kolektor možete montirati sami. Tehnološki, postupak nije osobito kompliciran. Međutim, za razliku od drugih vrsta slične opreme, montaža takvog sustava, čak i horizontalnog tipa, fizički je prilično naporna operacija. Bušenje bunara za vertikalno bušenje samostalno bez posebne opreme praktički je nemoguće. Stoga je možda vrijedno angažirati stručnjake za izračune i rad na sastavljanju sustava. Danas na tržištu postoje tvrtke koje ugrađuju opremu poput toplinske pumpe po principu ključ u ruke.

Što je toplinska pumpa za grijanje privatne kuće? Kako radi?

Poseban uređaj koji može izvući toplinu iz okoline naziva se toplinska pumpa.

Takvi se uređaji koriste kao glavna ili dodatna metoda grijanja prostora. Neki uređaji rade i za pasivno hlađenje zgrade – dok se pumpa koristi i za ljetno hlađenje i za zimsko grijanje.

Energija okoliša se koristi kao gorivo. Takav grijač izvlači toplinu iz zraka, vode, podzemne vode i tako dalje, pa se ovaj uređaj svrstava u obnovljivi izvor energije.

Važno! Ove pumpe zahtijevaju električni priključak za rad. Svi toplinski uređaji uključuju isparivač, kompresor, kondenzator i ekspanzijski ventil. Ovisno o izvoru topline, razlikuju se voda, zrak i drugi uređaji.

Princip rada vrlo je sličan principu hladnjaka (samo hladnjak izbacuje vrući zrak, a pumpa apsorbira toplinu)

Ovisno o izvoru topline, razlikuju se voda, zrak i drugi uređaji. Princip rada vrlo je sličan principu hladnjaka (samo hladnjak izbacuje vrući zrak, a pumpa apsorbira toplinu)

Svi toplinski uređaji uključuju isparivač, kompresor, kondenzator i ekspanzijski ventil. Ovisno o izvoru topline, razlikuju se voda, zrak i drugi uređaji. Princip rada vrlo je sličan hladnjaku (samo hladnjak ispušta vrući zrak, a pumpa upija toplinu).

Većina uređaja radi na pozitivnim i negativnim temperaturama, međutim, učinkovitost uređaja izravno ovisi o vanjskim uvjetima (tj. što je temperatura okoline viša, uređaj će biti snažniji). Općenito, uređaj radi na sljedeći način:

1. Toplinska pumpa dolazi u dodir s okolnim uvjetima. Tipično, uređaj izvlači toplinu iz zemlje, zraka ili vode (ovisno o vrsti uređaja).
2. Unutar uređaja ugrađen je poseban isparivač koji je napunjen rashladnim sredstvom.
3. U kontaktu s okolinom, rashladno sredstvo ključa i isparava.
4. Nakon toga, rashladno sredstvo u obliku pare ulazi u kompresor.
5. Tamo se skuplja - zbog toga mu se temperatura ozbiljno povećava.
6. Nakon toga, zagrijani plin ulazi u sustav grijanja, što dovodi do zagrijavanja glavne rashladne tekućine koja se koristi za grijanje prostora.
7. Rashladno sredstvo se malo po malo hladi. Na kraju se ponovno pretvara u tekućinu.
8. Tada tekuće rashladno sredstvo ulazi u poseban ventil, što ozbiljno snižava njegovu temperaturu.
9. Na kraju rashladno sredstvo ponovno ulazi u isparivač, nakon čega se ciklus zagrijavanja ponavlja.

Fotografija 1. Princip rada dizalice topline zemlja-voda. Plava označava hladno, crvena toplo.

prednosti:

• Prijateljstvo prema okolišu. Takvi uređaji su obnovljivi izvori energije koji svojim emisijama ne zagađuju atmosferu (pri čemu prirodni plin proizvodi štetne stakleničke plinove, a električna energija se često koristi za sagorijevanje ugljena koji također zagađuje zrak).
• Dobra alternativa plinu. Toplinska pumpa je idealna za grijanje prostora u slučajevima kada je korištenje plina otežano iz ovih ili onih razloga (na primjer, kada je kuća daleko od svih većih komunalnih usluga). Crpka je također povoljno u usporedbi s plinskim grijanjem jer za ugradnju takvog uređaja nije potrebna državna dozvola (ali kada bušite duboku bušotinu, još uvijek je morate dobiti).
• Jeftin dodatni izvor topline. Pumpa je idealna kao jeftin pomoćni izvor energije (najbolja opcija je korištenje plina zimi i pumpe u proljeće i jesen).

Nedostaci:

1. Toplinska ograničenja u slučaju korištenja vodenih pumpi.Svi toplinski uređaji dobro funkcioniraju na pozitivnim temperaturama, dok u slučaju rada na negativnim temperaturama mnoge crpke prestaju raditi. To je uglavnom zbog činjenice da se voda smrzava, zbog čega je nemoguće koristiti je kao izvor topline.
2. Mogu postojati problemi s uređajima koji koriste vodu kao toplinu. Ako se za grijanje koristi voda, tada će trebati pronaći stabilan izvor. Najčešće se za to mora izbušiti bunar, zbog čega se troškovi instalacije uređaja mogu povećati.

Pažnja! Crpke obično koštaju 5-10 puta više od plinskog bojlera, stoga korištenje takvih uređaja kako bi se uštedio novac u nekim slučajevima može biti nepraktično (da bi se crpka isplatila, morat ćete pričekati nekoliko godina)

Princip rada toplinskih pumpi

Treba napomenuti da gotovo svaki medij ima toplinsku energiju. Zašto ne iskoristite raspoloživu toplinu za grijanje svog doma? U tome će vam pomoći toplinska pumpa.

Princip rada dizalice topline je sljedeći: toplina se prenosi na rashladnu tekućinu iz izvora energije s niskim potencijalom. U praksi se sve događa na sljedeći način.

Rashladna tekućina prolazi kroz cijevi koje su zakopane, na primjer, u zemlju. Zatim rashladna tekućina ulazi u izmjenjivač topline, gdje se prikupljena toplinska energija prenosi u drugi krug. Rashladno sredstvo, koje se nalazi u vanjskom krugu, zagrijava se i pretvara u plin. Nakon toga plinovito rashladno sredstvo prolazi u kompresor, gdje se komprimira. To uzrokuje da se rashladno sredstvo još više zagrijava. Vrući plin ide u kondenzator, a tamo toplina prelazi na rashladnu tekućinu, koja već zagrijava samu kuću.

Geotermalno grijanje kod kuće: kako radi

Sustavi za hlađenje uređeni su po istom principu. To znači da se rashladne jedinice mogu koristiti za hlađenje zraka u zatvorenom prostoru.

Vrste toplinskih pumpi

Postoji nekoliko vrsta toplinskih pumpi. Ali najčešće se uređaji klasificiraju prema prirodi rashladne tekućine na vanjskom krugu.

Uređaji mogu crpiti energiju iz

• voda,
• tlo,
• zrak.

Dobivena energija u kući može se koristiti za grijanje prostora, za grijanje vode. Stoga postoji nekoliko vrsta dizalica topline.

Toplinske pumpe: zemlja - voda

Najbolja opcija za alternativno grijanje je dobivanje toplinske energije iz zemlje. Dakle, već na dubini od šest metara zemlja ima stalnu i nepromjenjivu temperaturu. Kao nosač topline u cijevima koristi se posebna tekućina. Vanjska kontura sustava izrađena je od plastičnih cijevi. Cijevi u tlu mogu se postaviti okomito ili vodoravno. Ako su cijevi postavljene vodoravno, tada se mora dodijeliti veliko područje. Gdje su cijevi postavljene vodoravno, zemljište je nemoguće koristiti u poljoprivredne svrhe. Možete samo urediti travnjake ili posaditi jednogodišnje biljke.

Za postavljanje cijevi okomito u zemlju potrebno je napraviti nekoliko bunara dubine do 150 metara. Ovo će biti učinkovita geotermalna pumpa, budući da je temperatura visoka na velikoj dubini blizu zemlje. Za prijenos topline koriste se duboke sonde.

Vrsta pumpe voda-voda

Osim toga, toplina se može dobiti iz vode, koja se nalazi duboko pod zemljom. Mogu se koristiti ribnjaci, podzemne ili otpadne vode.

Treba napomenuti da nema temeljnih razlika između ova dva sustava. Najmanji troškovi potrebni su kada se stvori sustav za dobivanje topline iz rezervoara. Cijevi moraju biti napunjene rashladnom tekućinom i uronjene u vodu. Potreban je složeniji dizajn kako bi se stvorio sustav za proizvodnju topline iz podzemne vode.

Pumpe zrak-voda

Moguće je prikupiti toplinu iz zraka, ali u regijama s vrlo hladnim zimama takav sustav nije učinkovit. Istodobno, instalacija sustava je vrlo jednostavna. Potrebno je samo odabrati i instalirati željeni uređaj.

Još malo o principu rada geotermalnih crpki

Za grijanje je vrlo povoljno koristiti dizalice topline. Kuće s površinom većom od 400 četvornih metara vrlo brzo otplaćuju troškove sustava. Ali ako vaša kuća nije jako velika, onda možete napraviti sustav grijanja vlastitim rukama.

Prvo morate kupiti kompresor. Prikladan je uređaj koji je opremljen konvencionalnim klima uređajem. Montiramo ga na zid. Možete napraviti svoj vlastiti kondenzator. Potrebno je napraviti zavojnicu od bakrenih cijevi. Stavlja se u plastičnu kutiju. Isparivač je također montiran na zid. Lemljenje, punjenje freonom i slične radove smije izvoditi samo profesionalac. Nesposobne radnje neće dovesti do dobrog rezultata. Štoviše, možete se ozlijediti.

Prije puštanja dizalice topline u pogon potrebno je provjeriti stanje elektrifikacije kuće. Snaga mjerača treba biti ocijenjena na 40 ampera.

Domaća geotermalna toplinska pumpa

Imajte na umu da dizalica topline koju ste sami izradili ne ispunjava uvijek očekivanja. Razlog tome je nedostatak ispravnih toplinskih proračuna. Sustav nema dovoljno snage, a troškovi održavanja rastu

Stoga je važno točno izvršiti sve izračune.

Značajke termalnog sustava zrak-voda

Toplinska pumpa kojoj je posvećen ovaj članak, za razliku od drugih modifikacija takvog uređaja (osobito voda-voda i zemlja-voda), ima niz prednosti:

• štedi električnu energiju;
• instalacija ne zahtijeva velike radove na zemlji, bušenje bušotina, dobivanje posebnih dozvola;
• Spojite li sustav na solarne panele, možete osigurati njegovu potpunu autonomiju.

Značajna prednost toplinskog sustava koji izvlači energiju vjetra i prenosi je u vodu je stopostotna sigurnost okoliša.

Prije nego što nastavite s projektiranjem crpke, potrebno je otkriti u kojim se slučajevima sustav manifestira što je moguće učinkovitije, a kada je njegova uporaba nepraktična.

Sustav dizalice topline koji izvlači energiju iz zračne mase može se koristiti za zagrijavanje svih vrsta nosača topline koji se koriste u CIS-u: vode, zraka, pare

Specifičnosti primjene i rada

Toplinska pumpa radi produktivno isključivo u temperaturnom rasponu od -5 do +7 stupnjeva. Pri temperaturi zraka od +7, sustav će generirati više topline nego što je potrebno, a pri pokazatelju ispod -5 neće biti dovoljno za grijanje. To je zbog činjenice da koncentrirani freon u strukturi vrije na temperaturi od -55 stupnjeva.

Teoretski, sustav može stvarati toplinu čak i pri mrazu od 30 stupnjeva, ali to neće biti dovoljno za grijanje, jer toplinski učinak izravno ovisi o razlici između vrelišta rashladnog sredstva i temperature zraka.

Stoga, stanovnici sjevernih regija, gdje prehlade dolaze ranije, ovaj sustav neće raditi, au domovima južnih regija može učinkovito služiti nekoliko hladnih mjeseci.

Ako su standardne baterije ugrađene u prostoriju, toplinska pumpa će raditi manje učinkovito. Najbolje od svega, uređaj zrak-voda kombinira se s konvektorima i drugim radijatorima s velikom površinom, kao i sa sustavima vodenog tipa "topli pod", "topli zid".

Također, sama prostorija treba biti dobro izolirana izvana, imati ugrađene višekomorne prozore koji pružaju bolju toplinsku izolaciju od običnih drvenih ili plastičnih.

Toplinska pumpa najbolje komunicira s vodenim sustavom "toplog poda", koji ne zahtijeva zagrijavanje rashladne tekućine iznad 40 - 45ºC

Domaća dizalica topline može učinkovito zagrijati kuće do 100 četvornih metara. m i zajamčeno proizvodi snagu od 5 kW. Treba shvatiti da se freon ne može dovoljno kvalitetno uliti u strukturu stvorenu kod kuće, pa biste trebali računati na njegovu točku vrelišta do -22 stupnja.

Uređaj za kućnu montažu idealan je za opskrbu toplinom garaže, staklenika, pomoćne prostorije, malog privatnog bazena itd. Sustav se obično koristi kao dodatno grijanje.

U svakom slučaju bit će potreban električni bojler ili druga tradicionalna oprema za sezonu grijanja. Za vrijeme jakih mrazova (-15-30 stupnjeva) preporuča se isključiti dizalicu topline kako bi se izbjeglo trošenje električne energije, jer u tom razdoblju njezina učinkovitost nije veća od 10%.

Toplinske pumpe opskrbljuju dovoljno energije za zagrijavanje vode u unutarnjim privatnim bazenima (+)

Kako sustav radi

Radna tvar u strukturi je zrak. Kroz vanjsku jedinicu, koja je postavljena na ulici, kisik ulazi u isparivač kroz cijevi, gdje stupa u interakciju s rashladnim sredstvom.

Freon pod utjecajem temperature postaje plinovit (jer vrije na -55 stupnjeva) i u zagrijanom obliku pod pritiskom ulazi u kompresor. Uređaj komprimira plin, čime se povećava njegova temperatura.

Vrući freon ulazi u krug spremnika (kondenzatora), gdje se toplina prenosi na vodu, koja se kasnije može koristiti za organiziranje grijanja i PTV-a. U kondenzatoru freon gubi samo dio topline i još je u plinovitom stanju.

Prolazeći kroz leptir, rashladno sredstvo se raspršuje, zbog čega se njegova temperatura smanjuje. Freon postaje tekući i u tom obliku prelazi u isparivač. Ciklus se ponavlja.

Slika shematski prikazuje provedbu principa elementarne dizalice topline, podijeljene kompresorom i ekspanderom u dva kruga - visokog i niskog tlaka

Onima koji žele samostalno izgraditi dizalicu topline od otpadnih materijala i zastarjele opreme, na primjer, iz starog hladnjaka, pomoći će informacije predstavljene u članku koji preporučujemo.

Zaključci i koristan video na temu

Video će predstaviti princip rada i značajke uređaja:

Kao rezultat, možemo zaključiti da se toplinska pumpa voda-voda smatra učinkovitom ekološki prihvatljivom opremom dizajniranom za grijanje kuća do 150 četvornih metara. Uređenje većeg područja već može zahtijevati prilično složena inženjerska istraživanja.

Ako imate bilo kakvih pitanja dok čitate navedene informacije, postavite ih u bloku ispod. Čekamo vaše komentare, pitanja na temu, priče i fotografije o izgradnji mini hidroelektrane vlastitim rukama. Zanima nas Vaše mišljenje.