Toplinska pumpa zrak-zrak: princip rada, uređaj, odabir i izračuni

Uređaj toplinske pumpe

Princip rada je odavno poznat. Postoje tri zatvorena hermetička kruga - unutarnji, kompresorski, vanjski.

Glavne komponente:

1. Sistem grijanja. Najbolje je koristiti podno grijanje. Dodatna opcija je opskrba toplom vodom.
2. Kondenzator. Prenosi energiju prikupljenu izvana iz rashladnog sredstva (obično freona) na nosač topline (vodu) za grijanje.
3. Isparivač. Odabire toplinsku energiju iz rashladne tekućine (na primjer, etilen glikol) koja cirkulira u vanjskom krugu.
4. Kompresor. Pumpa rashladno sredstvo iz isparivača, pretvarajući ga iz plinovitog u tekuće stanje, povećavajući tlak i hladeći ga u kondenzatoru.
5. Ekspanzijski ventil. Instaliran s isparivačem. Regulira protok rashladnog sredstva.
6. Vanjska kontura. Polaže se na dno rezervoara ili spušta u bunare.
7. Crpke unutarnje i vanjske konture.
8. Automatizacija.Upravlja sustavom prema unaprijed određenoj količini grijanja prostora i promjenama vanjske temperature.

Ovako izgleda vanjska kontura u ribnjaku u blizini zgrade.

Sakupljač je učinkovit tijekom cijele godine. Zimi, na dubini većoj od 3 metra, temperatura vode je dovoljna za grijanje.

Nakon isparivača, rashladno sredstvo prolazi kroz kompresor gdje mu se povećavaju tlak i temperatura. Zatim u kondenzatoru daje toplinu sustavu grijanja.

Rashladno sredstvo tada prolazi kroz otvor gdje tlak naglo pada zbog ekspanzije. Nakon prijelaza u plinovito stanje, temperatura rashladnog sredstva se smanjuje gotovo trenutno. Taj se proces može osjetiti u praksi prilikom točenja plinskog upaljača iz limenke ukapljenog plina. Značajna temperaturna razlika pridonosi učinkovitoj apsorpciji topline rashladnog sredstva iz vanjskog kruga.

Postoji i opcija otvorenog kolektora. Moguće kada je voda dobre kvalitete. Tada sustavu i pumpi ne prijeti mulja, taloženje soli tvrdoće, ubrzana korozija.

Takvi generatori topline dobili su praktičnu primjenu tek nakon energetskih kriza 70-ih godina prošlog stoljeća.

Do tada je njihov razvoj kočila relativna jeftinost energenata – nafte, plina itd. Osim toga, nesavršenstvo tehnologije kočilo je masovno uvođenje inovacija.

Je li moguća DIY instalacija?

Unatoč tehničkoj složenosti dizalica topline, mogu se instalirati samostalno. Da budemo precizniji, slobodni ste obaviti sve "prljave poslove" vlastitim rukama: polaganje tehničkih cjevovoda i energetskih mreža, vješanje unutarnjih i vanjskih jedinica.Dokumentacija o putovnici za svaki pojedini tip dizalice topline sadrži opsežne informacije o uvjetima ugradnje blokova, nagibu, duljini i dopuštenim zavojima tehničkih trasa.

Sve što ostaje kasnije je pozvati stručnjaka koji će provjeriti ispravnu instalaciju sustava i osigurati njegovo ispravno puštanje u rad. Ne možete sami obaviti ovaj posao: potrebna vam je oprema za čišćenje i odzračivanje sustava, punjenje rashladnog sredstva - općenito, ovaj je proces prilično tehnološki i složen.

Valja naglasiti da se ugradnja ovakvih klimatizacijskih sustava ne radi „u hodu“. Potreban je detaljan preliminarni izračun, a posebno je potrebno odrediti klasu opreme prikladne za specifične klimatske uvjete i izračunati njezinu dovoljnu snagu. Naravno, daljinsko grijanje temeljeno na dizalicama topline uzrokuje još više poteškoća u projektiranju i koordinaciji rada s građevinskim izvođačima.

Osnovna pravila instalacije

Za kvalitetnu ugradnju grijača s prirodnom cirkulacijom potrebno je poduzeti sljedeće važne korake:

1. Radijatorske grijače je poželjno postaviti ispod prozora na istoj visini.
2. Ugradite kotao.
3. Ugradite ekspanzijski spremnik.
4. Spojite postavljene elemente cijevima.
5. Stavite rashladnu tekućinu u sustav grijanja i provjerite da li sve komponente ne propuštaju.
6. Uključite kotao i uživajte u toplini svog doma.

Važne informacije od instalatera:

1. Kotao mora biti postavljen što je moguće niže.
2. Cijevi moraju biti položene s nagibom unatrag.
3. Preporuča se izbjegavati veliki broj namota u sustavu.
4. Koristite cijevi velikog promjera.

Nadamo se da smo otkrili sve nijanse sustava grijanja bez pumpe koji će vam pomoći u grijanju vašeg doma.

Za informacije o ugradnji sustava grijanja bez pumpe pogledajte objašnjenje gravitacijskog kruga u sljedećem videu:

stranica 3

Cirkulacijske pumpe trenutno su dostupne kao opcija u sustavima grijanja tekućine. Koriste se za grijanje svih vrsta goriva.

U većini slučajeva, ugradnja dodatne pumpe u sustav prirodne cirkulacije značajno povećava brzinu kretanja i zagrijavanje prostorije. Sam uređaj nema posebno složen dizajn i male je veličine.

Posebnu pozornost treba posvetiti parametrima dodatne crpke i sustava

Trajnost i održavanje sustava

Mnoge može uplašiti vijek trajanja sustava od 7-10 godina koji je deklarirao proizvođač. U praksi je ta brojka znatno veća, samo dizalica topline može s vremenom izgubiti performanse.

To je prvenstveno zbog postupnog istjecanja rashladnog sredstva u vanjski okoliš i njegove kontaminacije vlagom i drugim nečistoćama. U ovom slučaju je osiguran prilično jednostavan postupak održavanja, koji se sastoji u čišćenju rashladne tekućine i nadopunjavanju njegove koncentracije.

Habanje mehaničkih komponenti kao što su kompresor ili ventilator je neizbježno. No, dobra dizalica topline pruža mogućnost modularne zamjene svojih sastavnih dijelova. Trajnost opreme u potpunosti je određena uvjetima njezina rada i tehničkom savršenošću sustava.Rad na granici, periodično zaleđivanje vanjske jedinice i druga kršenja normalnog načina rada - to je ono što treba isključiti od samog početka kako bi oprema imala vremena da se u potpunosti isplati i istovremeno donese željeno toplina i udobnost od korištenja do kuće.

rmnt.ru

Za i protiv

Prednosti korištenja toplinske pumpe uključuju:

1. Mogućnost primjene u udaljenim selima gdje nema plinovoda.
2. Ekonomična potrošnja električne energije samo za rad same crpke. Troškovi su puno niži nego kod korištenja električnih uređaja za grijanje prostora. Toplinska pumpa ne troši više energije od kućnog hladnjaka.
3. Mogućnost korištenja diesel generatora i solarnih panela kao izvora energije. To jest, u slučaju nestanka struje u nuždi, grijanje kuće neće prestati.
4. Autonomija sustava, koji ne treba dodavati vodu i kontrolirati rad.
5. Ekološka prihvatljivost instalacije. Tijekom rada crpke ne stvaraju se plinovi, a nema emisija u atmosferu.
6. Sigurnost na radu. Sustav se ne pregrije.
7. Svestranost. Za grijanje i hlađenje možete ugraditi toplinsku pumpu.
8. Trajnost rada. Kompresor je potrebno mijenjati svakih 15 do 20 godina.
9. Oslobađanje prostora, koji je bio namijenjen za kotlovnicu. Osim toga, nema potrebe za kupnjom i skladištenjem krutih goriva.

Nedostaci toplinskih pumpi:

1. Ugradnja je skupa, iako se isplati u roku od pet godina;
2. U sjevernim regijama bit će potrebna uporaba dodatnih uređaja za grijanje;
3. Instalacija tla, iako neznatno, narušava ekosustav mjesta: neće raditi koristiti teritorij za vrt ili povrtnjak, bit će prazan.

Rad sustava grijanja iz takve crpke

Načelo rada same instalacije opisano je gore. Kao rezultat toga, nosač topline se zagrijava u drugom krugu izmjenjivača topline, koji će kasnije služiti kao izvor topline za grijanje zgrade ili pojedinih prostorija.

Klasična opcija za distribuciju zagrijane rashladne tekućine je spajanje izmjenjivača topline s dva odvojena voda na razdjelni razvodnik i bojler. Zauzvrat, grijači, podno grijanje i druga oprema spojeni su na češalj. Takva je raspodjela nužna zbog različitih načina rada sustava tople vode i grijanja.

Linija dizalica topline zrak-voda određuje snagu instalacija od 2 do 120 kW, što vam omogućuje odabir opreme za grijanje i opskrbu toplom vodom stambene zgrade bilo kojeg područja.

Način rada hladnog zraka

Dizajn toplinskih pumpi omogućuje ne samo grijanje kuće zimi, već i osiguravanje ohlađenog zraka u vrućim danima ljeti. Da biste to učinili, cirkulacija rashladnog sredstva pokreće se obrnutim ciklusom. Međutim, hlađenje uređaja za grijanje neće dati željeni učinak, jer hladni zrak koji se spušta prema dolje neće moći stvoriti ugodne uvjete u cijelom volumenu prostorije. Stoga, da bi se jedinica zrak-voda koristila za klimatizaciju, potreban je konvektor koji puše ventilator.

Osim toga, u cirkulacijskom krugu su dodatno ugrađeni 4-smjerni ventil, drugi ventil za gas i 2 cjevovoda.Kada se ventil uključi, vod se zatvara u smjeru "zimskog" gasa i otvara u smjeru "ljetnog", a ohlađena rashladna tekućina se dovodi u konvektor. Također će biti onemogućeno grijanje tople vode.

Trošak takvog poboljšanja, uzimajući u obzir dodatnu opremu, materijale i rad, može biti prilično usporediv s cijenom klima uređaja. Stoga će u većini slučajeva biti sasvim razumno odbiti rad u podijeljenom načinu rada, već jednostavno kupiti klima uređaj.

Zašto ne drvo?

Susjedi uglavnom koriste peći na drva, ali im se ta opcija u početku nije sviđala. Svake godine potrebno je napraviti zalihe goriva, očistiti kotao, pratiti njegovo izgaranje. Sa strujom je sve puno jednostavnije - pritisnuli ste prekidač, zagrijalo se. Jedini nedostatak ove metode je visoka cijena električne energije. U vrijeme kada je sustav grijanja pokrenut, kilovat-sat u Moskovskoj regiji koštao je 5,29 rubalja.

Naravno, htjeli smo što ekonomičnije iskoristiti tako vrijedan resurs, zbog čega smo se odlučili na dizalicu topline zrak-zrak. Ovo je njegova najjeftinija verzija, radi gotovo kao klima uređaj.

Sustav grijanja baziran na toplinskoj pumpi

Toplinska energija koju proizvodi toplinska pumpa može se iskoristiti na bilo koji način. U pravilu se takva oprema koristi za zagrijavanje vode, koja se zatim koristi za opskrbu toplom vodom (kuhinja, kupaonica, kupka) i za grijanje.

Praksa pokazuje da je bolje koristiti podno grijanje nego grijanje radijatorima. Uz činjenicu da je riječ o mekoj toplini i da ne zahtijeva zagrijavanje vode na visoku temperaturu, postoji i treća, važna u smislu ekonomičnosti.

Što je temperatura vode koja se grije niža, to je veća učinkovitost bilo koje dizalice topline.Ako se za radijatore voda treba zagrijati na 50-55 stupnjeva, onda za tople podove - 30-35 stupnjeva. Čak i ako je temperatura ulazne vode 1-2 stupnja, razlika u učinkovitosti bit će oko 30%.

Zrak se često koristi za grijanje prostora. To je posebno učinkovito u regijama gdje temperature ne padaju ispod 0, a također i ako se toplinska pumpa koristi kao dodatni izvor toplinske energije.

Za to je najprikladnije koristiti ventilokonvektore, ali za njihovu instalaciju morat ćete ili izgraditi lažni strop ili žrtvovati estetiku. Ako postoji prisilna ventilacija, možete je koristiti za dovod toplog zraka.

Sada dizalice topline nisu toliko raširene u ZND-u nego u drugim zemljama. Još uvijek imamo jeftine tradicionalne izvore topline kao što su ugljen, plin i drvo. No situacija se stalno mijenja i toplinske pumpe se sve više koriste za grijanje domova i nestambenih zgrada.

U ovom članku pokušali smo detaljno opisati prednosti i nedostatke različitih tipova dizalica topline. Nadamo se da vam je bilo od pomoći. Ne zaboravite podijeliti objavu sa svojim prijateljima!

Prednosti ili nedostaci?

Budući da su se ovi uređaji kod nas pojavili relativno nedavno, mnogi Rusi ih još uvijek tretiraju s velikim nepovjerenjem. U SAD-u, Europi i Japanu koriste se dugo i uspješno. Međutim, ne može se reći da je takva oprema apsolutni misterij za našu zemlju, “terra incognita”.

U SSSR-u su se također provodili eksperimenti s takvim alternativnim izvorima energije. Međutim, ova tehnologija nije široko prihvaćena.

Stoga je važno razumjeti zašto i ima li smisla zamijeniti poznate sustave eko-novitetom? Prefiks "eko" u ovom slučaju može značiti i ekologiju i ekonomiju.

Prednosti

Prva i nedvojbena prednost dizalica topline je značajna ušteda energije. Da, oni, za razliku od solarnih kolektora, trebaju, ali u puno manjim količinama. Na primjer, električni bojler (ili grijač) uzima onoliko energije koliko proizvodi toplinu. Toplinska pumpa, naprotiv, troši minimalno električne energije, a proizvodi tri do sedam puta više topline. Oprema može potrošiti 5 kWh, ali proizvodi najmanje 17 kWh topline. Visoka učinkovitost je najatraktivnija kvaliteta toplinskih kotlova.

1. Ozbiljne uštede energije. Cijene svih vrsta goriva neumoljivo rastu, a toplinska pumpa će vam omogućiti da dobijete više topline uz smanjene troškove energije.
2. Mogućnost ugradnje u bilo koje područje, jer zrak, voda ili tlo mogu postati izvor topline. Posebno relevantna oprema za mjesta udaljena od plinovoda.
3. Reverzibilnost instalacije. Toplinske pumpe su univerzalne. Zimi pružaju toplinu, u vrućem ljetu pružaju priliku da se prostoriji ohladi. Međutim, nemaju svi modeli ovu značajku.
4. Izdržljivost. Oprema koja je pravilno održavana može nesmetano raditi 25-50 godina. Zamjena kompresora može biti potrebna svakih 10-15 (maksimalno 20) godina.
5. Mogućnost korištenja u svim uvjetima: gdje nema struje, ugrađuje se benzinski ili dizel motor.
6. Uštede na održavanju. Oprema za to ne zahtijeva velike troškove.
7. Neprekidni rad na -15°.
8. Potpuna automatizacija toplinske pumpe.
9. Sigurnost za okoliš.
10. Besplatan izvor topline.

Osim prednosti, sustavi imaju i slabosti.

Nedostaci

To uključuje:

1. Cijena toplinskih pumpi i trošak uređenja geotermalnog sustava. Štoviše, oprema se neće odmah isplatiti. Vlasnici će morati čekati najmanje 5 godina. Iznimka su zračni uređaji koji ne zahtijevaju dodatna ulaganja.
2. Potreba za dodavanjem dodatnog izvora topline u onim regijama gdje je temperatura često ispod -20 °. Takav se sustav naziva bivalentnim. Ako toplinska crpka pokvari, tada je spojen generator topline (plinski kotao, električni grijač).
3. Ekološka prihvatljivost je još uvijek pod znakom pitanja. Ne postoji opasnost za ljude, ali postoji za ekosustav. Na primjer, u tlu žive mikroorganizmi - anaerobi. Snažnim hlađenjem prostora u blizini cijevi suočavaju se s neposrednom smrću.
4. Gotovo da je potrebno osigurati trofaznu električnu mrežu u kući. Za ispravan rad toplinske crpke potrebno je minimizirati pad napona koji može izazvati kvar instalacije.

Korištenje takve opreme optimalno je u sustavima u kojima se koristi rashladna tekućina niske temperature, na primjer, "topli pod".

Kako bi razumjeli isplati li se kupnja i ugradnja dizalice topline, vlasnici će morati procijeniti sve prednosti i nedostatke. Glavni "protivnici" su ušteda energije (goriva) te ozbiljni troškovi nabave i montaže. Značajni nedostaci HP-a uključuju nisku učinkovitost u hladnoj sezoni, međutim, postoje modeli koji mogu generirati toplinu čak i na -35 °. Ali za njih ćete morati platiti još više.

Isplati li se trošiti novac na kupnju i ugradnju dizalice topline? Svatko odlučuje za sebe. Jednokratna investicija pružit će vam priliku da zauvijek zaboravite na velike račune za grijanje. Osim toga, u prilog opreme svjedoči i njezina potpuna sigurnost za stanare, a gotovo potpuna sigurnost za okoliš.