Vrste toplinskih pumpi i princip rada. Princip rada toplinskih pumpi za grijanje kuće. Konstruktivni elementi i princip rada

Toplinska pumpa zrak voda pretvara energiju vanjskog okoliša u toplinu koja zagrijava unutarnji prostor. To jest, uz pomoć ovog uređaja, stan ili zgrada može se "zagrijati" običnim zrakom. Štoviše, zrak ne gori u peći, već jednostavno predaje svoje kalorije složenoj jedinici - toplinskoj pumpi, koja tu energiju prenosi u prostoriju i daje je u sustav grijanja.

Slažem se, takve manipulacije energijama slične su magiji. Ali nema ničeg fantastičnog u dizalicama topline ovog tipa. I u ovom ćemo članku razmotriti načela rada i uređaj takve jedinice.

Shema rada toplinske pumpe izvora zraka kopirana je iz hladnjaka ili klima uređaja, i to:

• Niskokalorični nositelj energije (zrak) zakuha rashladno sredstvo napunjeno u ciklički krug koji povezuje isparivač (zamka topline) s kondenzatorom (emiter topline).
• U kondenzatoru pare rashladnog sredstva prelaze u drugo agregacijsko stanje (tekućina) i odaju energiju sustavu grijanja.
• Nakon toga, tekuće rashladno sredstvo ponovno odlazi u isparivač, gdje se pretvara u paru. I sve počinje ispočetka.

Odnosno, u radu se koristi isti inverzni Carnotov princip, ali glavni dio instalacije nije isparivač koji akumulira toplinu iz okolnog prostora, već kondenzator koji akumulirane kalorije daje potrošaču.

Istodobno, ciklički rad jedinice osigurava poseban kompresor, koji ne samo da pumpa rashladno sredstvo duž kruga, već ga i komprimira, čime se povećava prijenos topline na kondenzatoru. Međutim, ovo nije jedini pogonski agregat instalacije - dizalica topline je opremljena dovoljno snažnim ventilatorom koji puše preko isparivača.

Pa, kao potrošač topline, ili konvektor zagrijava zrak unutar prostorije, ili sustav "toplog poda" ili drugi radijatori velike površine.

Ali sa standardnim baterijama, toplinski ventilatori ne rade vrlo učinkovito.

Štoviše, konvektor s kondenzatorom se montira u zatvorenom prostoru, a isparivač s ventilatorom je ili izvana, na fasadi ili unutar ispušne grane ventilacijskog sustava.

Prednosti i nedostaci toplinskih pumpi na zrak

Recenzije o toplinskoj pumpi zrak-voda su dobre i loše. Uostalom, ovaj uređaj, uz sve svoje nepobitne prednosti, nije bez nekih nedostataka.

Štoviše, prednosti uključuju sljedeće činjenice:

• Prvo, takvu jedinicu je lako montirati. Doista, za primarni krug, zatvoren na isparivač, nisu potrebni ni zemljani radovi ni rezervoari.
• Drugo, zrak jede posvuda, ali zemljište, u osobnom vlasništvu, je samo izvan grada, ali još je više problema s umjetnim ili prirodnim akumulacijama. Stoga se toplinske crpke za grijanje mogu instalirati čak iu urbanim područjima bez traženja dopuštenja regulatornih tijela.
• Treće, zračna pumpa se može kombinirati s ventilacijskim sustavom, koristeći snagu jedinice za povećanje učinkovitosti razmjene zraka u prostoriji.

Osim toga, takva pumpa radi gotovo nečujno i lako se programira.

Pa, neizbježni nedostaci mogu se predstaviti kao takav popis:

• Učinkovitost jedinice ovisi o temperaturi okoline. Stoga je učinkovitost uređaja ljeti veća nego zimi.
• Zračna pumpa se može uključiti samo u relativno slabom mrazu. Štoviše, na -7 stupnjeva Celzija zračna pumpa za kućanstvo više neće raditi. Iako se industrijske jedinice uključuju na -25 stupnjeva Celzija.

Osim toga, zračna pumpa nije potpuno autonomna elektrana. Jedinica troši električnu energiju, pretvarajući 1 kWh u 11-14 MJ.

DIY toplinska pumpa izvora zraka: dijagram montaže

Za razliku od prilično složenih geotermalnih i hidrotermalnih sustava, toplinska pumpa zrak-voda dostupna je za proizvodnju čak i samostalno.

Štoviše, za proizvodnju zračnog sustava potreban nam je relativno jeftin set koji se sastoji od sljedećih dijelova i sklopova:

• Kompresor Split sustava - može se kupiti u servisu ili radionici
• Spremnik od nehrđajućeg čelika od 100 litara - može se ukloniti iz bilo koje stare perilice rublja
• Polimerni spremnik sa širokim otvorom - prikladna je obična limenka ili polipropilen.
• Bakrene cijevi s propusnim promjerom većim od 1 mm. Morat će se kupiti, ali ovo je jedina skupa kupnja u cijelom projektu.
• Set zapornih i kontrolnih ventila, koji će uključivati ​​odvodni ventil, ventil za jetkanje zraka, sigurnosni ventil.
• Pričvršćivači - nosači, kopče za cijevi, stezaljke i druge stvari.

Osim toga, potrebno nam je najjeftinije rashladno sredstvo - freon i barem najjednostavnija upravljačka jedinica, bez koje će korištenje toplinskih pumpi biti vrlo teško, zbog potrebe sinkronizacije rada kompresora s temperaturom na površini isparivača. i kondenzator.

Montaža jedinice

Pa, sam proces izgradnje je sljedeći:

• Izrađujemo zavojnicu od bakrene cijevi, čije dimenzije moraju odgovarati poprečnom presjeku i visini čeličnog spremnika.
• Montiramo zavojnicu u spremnik, ostavljajući izlaze bakrene cijevi vani. Zatim zabrtvimo spremnik i opremimo ga ulaznim (donji) i izlaznim (gornjim) priključkom. Kao rezultat, dobiva se prvi element sustava - kondenzator - s gotovim slavinama za ravnu cijev grijanja (gornji spoj) i povratnu cijev (donji priključak)
• Kompresor montiramo na zid (pomoću nosača). Spojimo tlačnu armaturu kompresora s gornjim izlazom bakrene cijevi.
• Izrađujemo drugu zavojnicu od bakrene cijevi, čije se dimenzije podudaraju s poprečnim presjekom i visinom polimerne limenke.
• Zavojnicu montiramo u limenku tako da na njen kraj ugradimo ventilator koji puše zrak na zavojnicu. Štoviše, iz limenke bi trebala izaći dva problema. Kao rezultat, cijela ova konstrukcija, koja je isparivač sustava, montira se na fasadu ili u ventilacijskom oknu.
• Donji izlaz spremnika (kondenzator) povezujemo s donjim izlazom limenke (isparivača) umetanjem kontrolnog gasa u ovaj cjevovod.
• Gornji izlaz limenke povezujemo s usisnom cijevi kompresora.

To je u osnovi to. Koristeći princip rada toplinske pumpe izvora zraka, sustav je gotovo spreman. Ostaje samo napuniti rashladno sredstvo u kompresor i spojiti ventil za gas na upravljačku jedinicu.

Grijanje zraka toplinskom pumpom: izračun instalacijskog kapaciteta

Snaga toplinske pumpe ovisi o mnogim čimbenicima, a to su: volumen rashladnog sredstva, površina zavojnica u isparivaču i kondenzatoru, očekivani volumen prijenosa topline u sustav grijanja i tako dalje. Stoga se u većini slučajeva izračun snage provodi u posebnim programima koji uzimaju u obzir druge ulazne podatke.

U pojednostavljenom obliku, ovi su programi dizajnirani kao online "kalkulatori", s otvorenim poljima za unos sljedećih parametara:

• Površina prostorije i visina stropova - koriste se za izračunavanje volumena.
• Regija u kojoj se zgrada nalazi - pomoću ovog parametra određuje se prosječna godišnja temperatura zraka, što utječe na performanse isparivača.
• Stupanj izolacije zadatka - pomoću ovog parametra određuje se očekivani "kalorični sadržaj" sustava grijanja.

U završnoj fazi, posljednja dva parametra se pretvaraju u koeficijente s kojima se množi volumen prostorije. Slika dobivena kao rezultat takvih manipulacija uspoređuje se s tabličnim vrijednostima koje povezuju snagu crpke s grijanim volumenom.

Kao rezultat toga, ispada da je za grijanje kuće površine 100 četvornih metara u pravilu potrebna toplinska pumpa od 5 kilovata, a stan od 350 četvornih metara može se grijati pumpom od 28 kilovata.

Toplinska pumpa izvora zraka: nijanse održavanja jedinice

Toplinska pumpa zrak-voda ne zahtijeva nikakvo posebno održavanje, uz djelomičnu demontažu/montažu.

Za održavanje performansi sustava, vlasnik će morati izvršiti samo sljedeće manipulacije:

• Periodično čišćenje ventilatora i roštilja na isparivaču od začepljenih ostataka (lišće, prašina i tako dalje).
• Periodično podmazivanje kompresora, izvedeno prema shemi koju je dao proizvođač.
• Zamjena ulja u pogonskim jedinicama (kompresor, ventilator).
• Povremeno provjeravajte integritet bakrenog cjevovoda rashladnog sredstva i kabela za napajanje koji napaja kompresor i ventilator.

Jedna vrsta toplinske pumpe s jednostavnim dizajnom je dizalica topline zrak-zrak. Princip rada crpke sličan je onom geotermalne toplinske pumpe. Razlika je u tome što se toplina ne uzima iz zemlje ili vode, već iz vanjskih zračnih masa. Sukladno tome, zagrijavanje zgrade nastaje zagrijavanjem zraka u prostorijama.

Možemo reći da je dizalica topline zrak-zrak klima uređaj u obrnutom smjeru. To je glavna prednost dizalice topline zrak-zrak - za njezinu ugradnju i rad nije potrebno bušenje bušotina i polaganje podzemnog kruga.

Ako iz više razloga nije moguće postaviti konturu podzemnog izmjenjivača topline za odvođenje topline (nema financijske mogućnosti, nema dovoljno prostora na gradilištu za horizontalno polaganje, nema podzemne vode ispod gradilišta ili pored njega nema jezera, prisutnost granitnog sloja na malim dubinama) - toplinska pumpa tipa zrak-zrak bit će najprihvatljivije rješenje za ekonomično i ekološki prihvatljivo grijanje.

Uređaj i princip rada dizalice topline zrak-zrak

Toplinska pumpa zrak-zrak sastoji se od vanjske i unutarnje jedinice. Vanjski, također poznat kao jedinica za isparavanje, nalazi se izvan zgrade. Uz njegovu pomoć izvlači se toplina iz vanjskog zraka. Ova toplina zagrijava rashladno sredstvo koje ključa u plinovito stanje. Kompresor zatim komprimira ovaj plin, značajno podižući njegovu temperaturu. Toplina komprimiranog plina prenosi se na kondenzator (unutarnju jedinicu) koji se nalazi u zatvorenom prostoru. Kondenzator daje toplinu unutarnjem zraku. Ovaj proces se odvija kontinuirano i kontrolira se automatski dok se ne postigne željena sobna temperatura.

Ako postoji potreba za grijanjem nekoliko prostorija ili jedne velike, tada se u ovom slučaju koriste različiti sustavi distribucije i opskrbe toplim zrakom.

S obzirom na to da toplinske pumpe ovog tipa zagrijavaju samo zrak u prostoriji (postoji direktno grijanje zraka), takve se dizalice topline mogu koristiti samo za grijanje. Odnosno, za grijanje vode u kupaonici ili kuhinji potrebno je predvidjeti druga rješenja.

Prednosti korištenja

Prednost toplinske pumpe zrak-zrak, u odnosu na pumpu zrak-voda, je niska temperatura zraka koji prolazi kroz spiralu kondenzatora. Jednostavno rečeno, ako dizalice topline zrak-voda za kvalitetno grijanje zahtijevaju zagrijavanje nosača topline (vode) na dovoljno visoke temperature, tada je u slučaju dizalice topline zrak-zrak potrebna temperatura grijanja zraka mnogo niže. Štoviše, koeficijent učinkovitosti dizalice topline je veći što je manja razlika između temperature izvora topline i temperature u sustavu grijanja.

Glavne prednosti dizalice topline zrak-zrak:

• jednostavnost dizajna, ugradnje i rada - za ugradnju takvih dizalica topline nema potrebe za bušenjem, polaganjem složenih komunikacija, dodjeljivanjem posebnih prostorija itd.;
• mogućnost ugradnje u gotovo bilo koju klimatsku zonu;
• Toplinske pumpe ovog tipa mogu se ugraditi u već izgrađenu kuću s postojećim konvencionalnim sustavom grijanja, čime se postižu značajne uštede u troškovima grijanja. Instalacija će zahtijevati minimalne izmjene i intervencije na postojećem dizajnu;
• imaju najnižu cijenu i najkraće razdoblje povrata u usporedbi s drugim vrstama dizalica topline;
• niska potrošnja energije;
• autonomija, kompaktnost i bešumnost rada;
• ljeti se dizalice topline zrak-zrak mogu prebaciti na način hlađenja, a prisutnost visokoučinkovitih filtara zraka pomoći će stvaranju potrebne mikroklime u prostorijama.

Nedostaci toplinske pumpe zrak-zrak

Nažalost, dizalice topline zrak-zrak imaju i svoje nedostatke. Jedan od njih je ovisnost vrijednosti performansi o fluktuacijama temperature vanjskog zraka.

Pri vanjskoj temperaturi zraka od 0°C koeficijent energetske učinkovitosti toplinske pumpe pada na razinu od 2-2,5, odnosno proizvest će se 2-2,5 kW topline na 1 kW potrošene energije.

Za usporedbu, na višim temperaturama ove toplinske pumpe imaju faktor energetske učinkovitosti 3-4. A kada temperatura padne na -20 ° C, koeficijent energetske učinkovitosti pada na 1. To jest, postaje potrebno zagrijati sobu drugim sredstvima. Iako, trenutno postoje proizvođači svjetski poznatih imena koji nude dizalice topline zrak-zrak koje mogu učinkovito raditi na temperaturama do -25°C.

Čitanje 7 min.

Pod pojmom dizalica topline podrazumijeva se skup jedinica namijenjenih akumuliranju toplinske energije iz različitih izvora u okolišu i prijenosu te energije do potrošača.

Na primjer, takvi izvori mogu biti kanalizacijski usponi, otpad iz raznih velikih industrija, toplina nastala tijekom rada iz raznih elektrana itd. Kao rezultat toga, različiti mediji i tijela s temperaturom većom od jednog stupnja mogu djelovati kao izvor.

Zadaća dizalice topline je pretvaranje prirodne energije vode, zemlje ili zraka u toplinsku energiju za potrebe potrošača. Budući da se ove vrste energije neprestano samoregeneriraju, možemo ih smatrati neograničenim izvorom.

Princip rada toplinske pumpe za grijanje doma

Princip rada toplinskih pumpi temelji se na sposobnosti tijela i medija da svoju toplinsku energiju daju drugim sličnim tijelima i medijima. Prema ovoj osobini razlikuju se različite vrste dizalica topline u kojima je nužno prisutan opskrbljivač energije i njezin primatelj.

U nazivu crpke na prvom mjestu je naznačen izvor toplinske energije, a na drugom tipu nosača na koji se energija prenosi.

U dizajnu svake toplinske pumpe za grijanje kuće postoje 4 glavna elementa:

1. Kompresor dizajniran za povećanje tlaka i temperature pare koja nastaje vrenjem freona.
2. Isparivač, koji je spremnik u kojem freon prelazi iz tekućeg u plinovito stanje.
3. U kondenzatoru, rashladno sredstvo prenosi toplinsku energiju unutarnjem krugu.
4. Ventil za gas regulira količinu rashladnog sredstva koja ulazi u isparivač.

Vrsta toplinske pumpe zrak zrak znači da će se toplinska energija uzimati iz vanjskog okruženja (atmosfere) i prenositi na nosač, također zrak.

Toplinska pumpa zrak zrak: princip rada

Princip rada ovog sustava temelji se na sljedećem fizičkom fenomenu: medij u tekućem stanju, isparavajući, snižava temperaturu površine odakle se raspršuje.

Radi jasnoće, razmotrimo ukratko rad hladnjaka sa zamrzivačem. Freon, koji kruži kroz cijevi hladnjaka, uzima toplinu iz hladnjaka i sam se zagrijava. Kao rezultat toga, prikupljena toplina prenosi se u vanjsko okruženje (to jest, u prostoriju u kojoj se nalazi hladnjak). Zatim se rashladno sredstvo, komprimirajući u kompresoru, ponovno ohladi i cirkulacija se nastavlja. Toplinska pumpa s izvorom zraka radi na istom principu – uzima toplinu iz vanjskog zraka i zagrijava kuću.

Dizajn jedinice sastoji se od sljedećih dijelova:

• Vanjska pumpna jedinica sastoji se od kompresora, isparivača s ventilatorom i ekspanzijskog ventila.
• Za cirkulaciju freona koriste se toplinski izolirane bakrene cijevi
• Kondenzator s ventilatorom na njemu. Služi za odvođenje već zagrijanog zraka po površini prostora.

Tijekom rada toplinske crpke izvora zraka, prilikom grijanja kuće, odvijaju se sljedeći procesi određenim redoslijedom:

• Ventilator uvlači vanjski zrak u jedinicu i prolazi kroz vanjski isparivač. Freon, koji čini ciklus u sustavu, prikuplja svu toplinsku energiju iz vanjskog zraka. Kao rezultat, prelazi iz tekućeg u plinovito stanje.
• Nakon toga, plinoviti freon se komprimira u kondenzatoru i prelazi u unutarnju jedinicu.
• Tada plin prelazi u tekuće stanje, a akumuliranu toplinu odaje zraku prostorije. Taj se proces odvija u kondenzatoru koji se nalazi u prostoriji.
• Višak tlaka odlazi kroz ekspanzijski ventil, a freon u tekućem stanju ide u novi krug.

Freon će stalno uzimati toplinsku energiju iz uličnog zraka, jer će njegova temperatura uvijek biti niža. Iznimka je kada je vani jako hladno. U takvim uvjetima, učinkovitost toplinske pumpe će se smanjiti.

Da biste povećali snagu jedinice, maksimalno povećajte površine kondenzatora i isparivača.

Kao i svaki složeni uređaj, toplinska pumpa na zrak ima svoje prednosti i nedostatke. Među prednostima vrijedi istaknuti:

1. Ovisno o potrebi, jedinica može povećati ili smanjiti temperaturu grijanja u kući.
2. Ova vrsta pumpe ne zagađuje okoliš štetnim produktima izgaranja goriva.
3. Uređaj je jednostavan za instalaciju.
4. Zračna pumpa je apsolutno sigurna u pogledu požara.
5. Koeficijent prolaza topline crpke je vrlo visok u odnosu na troškove energije (generira se 4 do 5 kW topline na 1 kW potrošene električne energije)
6. Razlikuju se u razumnoj cijeni.
7. Uređaj je prikladan za korištenje.
8. Sustav se kontrolira automatski.

Od minusa zračnog sustava vrijedi spomenuti:

1. Mala buka nastala radom uređaja.
2. Učinkovitost uređaja ovisi o temperaturi okoline.
3. Pri niskim vanjskim temperaturama povećava se potrošnja električne energije. (ispod -10 stupnjeva)
4. Sustav u potpunosti ovisi o dostupnosti električne energije. Problem se može riješiti ugradnjom autonomnog generatora.
5. Zračna pumpa ne može zagrijati vodu.

Općenito, uređaji zrak-zrak idealni su za grijanje drvenih kuća, u kojima su zbog prirode materijala smanjeni prirodni gubici topline.

Prije nego što odaberete zračnu pumpu, trebali biste saznati sljedeće ključne točke:

• Indeks izolacije prostorija.
• Kvadrat svih prostorija
• Broj ljudi koji žive u privatnoj kući
• klimatskim uvjetima

U većini slučajeva, 10 kvadratnih metara. m. prostorije treba iznositi oko 0,7 kW snage uređaja.

Toplinske pumpe za grijanje vode u kući.

Prilikom uređenja sustava grijanja u privatnoj kući dobro su prikladni sustavi klase voda-voda. Osim toga, moći će stanovanje osigurati toplom vodom. Kao izvori prirodne topline prikladni su različiti rezervoari, podzemne vode itd.

Rad pumpe voda-voda temelji se na zakonu da promjena agregacijskog stanja (iz tekućeg u plinovito i obrnuto) tvari pod utjecajem različitih čimbenika povlači oslobađanje ili apsorpciju toplinske energije.

Ova vrsta pumpi može se koristiti za grijanje kuće čak i pri niskim temperaturama okoline, budući da pozitivne temperature i dalje ostaju u dubokim slojevima zemlje.

Princip rada toplinske pumpe voda-voda je sljedeći:

• Posebna pumpa tjera vodu kroz bakrene cijevi sustava iz vanjskog izvora u instalaciju.
• U uređaju voda iz okoliša djeluje na rashladno sredstvo (freon), čija je točka vrelišta od +2 do +3 stupnja. Dio toplinske energije vode prenosi se na freon.
• Kompresor usisava plinovito rashladno sredstvo i komprimira ga. Kao rezultat ovog procesa, temperatura rashladnog sredstva se još više povećava.
• Zatim se freon šalje u kondenzator, gdje zagrijava vodu na potrebnu temperaturu (40-80 stupnjeva). Zagrijana voda ulazi u cjevovod sustava grijanja. Ovdje se freon vraća u tekuće stanje i ciklus počinje iznova.

Treba napomenuti da se uređaji voda-voda koriste za grijanje kuće površine 50-150 m².

Toplinska pumpa voda voda: princip rada

Prilikom odabira uređaja ove klase obratite pozornost na određene uvjete:

• Kao izvor energije, prednost treba dati otvorenim rezervoarima (lakše je postaviti cijevi), na udaljenosti ne većoj od 100 m. Osim toga, dubina rezervoara za sjevernije regije trebala bi biti najmanje 3 metra (voda se obično ne smrzava na takvoj dubini). Cijevi koje vode do vode moraju biti izolirane.
• Tvrdoća vode uvelike utječe na rad pumpe. Nije svaki model u stanju funkcionirati pri visokim stopama krutosti. Kao rezultat toga, prije kupnje uređaja uzima se uzorak vode i na temelju rezultata odabire se pumpa.
• Prema vrsti rada jedinice se dijele na jednovalentne i dvovalentne. Prvi će se savršeno nositi s ulogom glavnog izvora topline (zbog njihove velike snage). Potonji može djelovati kao dodatni izvor grijanja.
• Snagom crpke povećava se njezina učinkovitost, ali se istovremeno povećava i potrošnja električne energije.
• Dodatne značajke uređaja. Na primjer: zvučno izolirano kućište, funkcija grijanja vode za kućanstvo, automatsko upravljanje itd.
• Da biste izračunali potrebnu snagu uređaja, trebate pomnožiti ukupnu površinu prostora za 0,07 kW (indikator energije po 1 m2). Ova formula vrijedi za standardne sobe, visine ne više od 2,7 m.

Svaki vlasnik privatne kuće nastoji minimizirati troškove grijanja kuće. U tom smislu, dizalice topline su znatno isplativije od ostalih opcija grijanja, one daju 2,5-4,5 kW topline po kilovatu potrošene električne energije. Obrnuta strana medalje: da biste dobili jeftinu energiju, morat ćete uložiti puno novca u opremu, najskromnija instalacija grijanja kapaciteta 10 kW koštat će 3500 USD. e. (početna cijena).

Jedini način smanjenja troškova za 2-3 puta je izrada toplinske pumpe vlastitim rukama (skraćeno TN). Razmotrite nekoliko stvarnih radnih opcija, prikupljenih i testiranih od strane entuzijastičnih majstora u praksi. Budući da je za izradu složene jedinice potrebno osnovno poznavanje rashladnih strojeva, krenimo od teorije.

Značajke i princip rada HP-a

Kako se dizalica topline razlikuje od ostalih instalacija za grijanje privatnih kuća:

• za razliku od bojlera i grijača, jedinica ne proizvodi toplinu sama, već je, poput klima uređaja, pomiče unutar zgrade;
• HP se naziva pumpom, jer "ispumpava" energiju iz izvora niske topline - okolnog zraka, vode ili tla;
• jedinica se napaja isključivo električnom energijom koju troše kompresor, ventilatori, cirkulacijske crpke i upravljačka ploča;
• rad jedinice temelji se na Carnot ciklusu koji se koristi u svim rashladnim strojevima, kao što su klima uređaji i split sustavi.

U načinu grijanja, tradicionalni split sustav radi normalno na temperaturama iznad minus 5 stupnjeva, u jakom mrazu učinkovitost naglo pada

Referenca. Toplina je sadržana u bilo kojoj tvari čija je temperatura iznad apsolutne nule (minus 273 stupnja). Suvremene tehnologije omogućuju uzimanje navedene energije iz zraka s temperaturom do -30 ° C, zemlje i vode - do +2 ° C.

Carnotov ciklus izmjene topline uključuje radni fluid - plin freon, koji vrije na temperaturama ispod nule. Naizmjenično isparavajući i kondenzirajući u dva izmjenjivača topline, rashladno sredstvo apsorbira energiju okoliša i prenosi je unutar zgrade. Općenito, načelo rada toplinske pumpe ponavlja se ono uključeno u grijanje:

1. Budući da je u tekućoj fazi, freon se kreće kroz cijevi vanjskog izmjenjivača topline isparivača, kao što je prikazano na dijagramu. Primajući toplinu zraka ili vode kroz metalne zidove, rashladno sredstvo se zagrijava, ključa i isparava.
2. Zatim plin ulazi u kompresor, koji stvara tlak do izračunate vrijednosti. Njegova je zadaća povisiti vrelište tvari tako da se freon kondenzira na višoj temperaturi.
3. Prolazeći kroz unutarnji izmjenjivač topline-kondenzator, plin se ponovno pretvara u tekućinu i akumuliranu energiju daje izravno nosaču topline (vodi) ili sobnom zraku.
4. U posljednjoj fazi, tekući freon ulazi u prijemnik-separator vlage, zatim u uređaj za prigušivanje. Tlak tvari ponovno pada, freon je spreman za prolazak kroz drugi ciklus.

Shema rada dizalice topline slična je principu rada split sustava

Bilješka. Konvencionalni split sustavi i tvorničke toplinske pumpe imaju zajedničko - mogućnost prijenosa energije u oba smjera i rada u 2 načina - grijanje/hlađenje. Prebacivanje se provodi pomoću četverosmjernog reverznog ventila koji mijenja smjer strujanja plina duž kruga.

U kućnim klima uređajima i HP-u koriste se razne vrste termostatskih ventila za smanjenje tlaka rashladnog sredstva prije isparivača. U kućanskim split sustavima, jednostavan kapilarni uređaj igra ulogu regulatora, skupi termostatski ekspanzijski ventil (TRV) je ugrađen u pumpe.

Imajte na umu da se gornji ciklus javlja u svim vrstama dizalica topline. Razlika leži u metodama opskrbe / odvoda topline, koje ćemo navesti u nastavku.

Vrste prigušnica: kapilarna cijev (fotografija lijevo) i termostatski ekspanzijski ventil (TRV)

Vrste instalacija

Prema općeprihvaćenoj klasifikaciji, HP se dijele na tipove prema izvoru primljene energije i vrsti rashladne tekućine na koju se prenosi:

Referenca. Vrste dizalica topline navedene su prema rastućem trošku opreme zajedno s instalacijom. Zračne instalacije su najjeftinije, geotermalne instalacije su skupe.

Glavni parametar koji karakterizira dizalicu topline za grijanje kuće je koeficijent učinkovitosti COP, jednak omjeru između primljene i potrošene energije. Na primjer, relativno jeftini grijači zraka ne mogu se pohvaliti visokim COP - 2,5 ... 3,5. Objašnjavamo: potrošivši 1 kW električne energije, instalacija opskrbljuje stan 2,5-3,5 kW topline.

Metode izvlačenja topline iz izvora vode: iz ribnjaka (lijevo) i kroz bunare (desno)

Sustavi vode i tla su učinkovitiji, njihov stvarni koeficijent je u rasponu od 3…4,5. Učinak je promjenjiva vrijednost koja ovisi o mnogim čimbenicima: dizajnu kruga za izmjenu topline, dubini uranjanja, temperaturi i protoku vode.

Važna točka. Toplinske pumpe za toplu vodu ne mogu zagrijati rashladnu tekućinu do 60-90 °C bez dodatnih krugova. Normalna temperatura vode iz HP-a je 35 ... 40 stupnjeva, ovdje očito pobjeđuju kotlovi. Stoga preporuka proizvođača: priključite opremu na niskotemperaturno grijanje - vodu.

Koji je TN bolje prikupiti

Mi formuliramo problem: trebate izgraditi domaću dizalicu topline po najnižoj cijeni. Iz ovoga slijedi niz logičnih zaključaka:

1. Instalacija će morati koristiti minimalno skupe dijelove, tako da neće biti moguće postići visoku vrijednost COP-a. Što se tiče performansi, naš uređaj će izgubiti u odnosu na tvorničke modele.
2. U skladu s tim, besmisleno je napraviti HP čistog zraka, lakše ga je koristiti u načinu grijanja.
3. Da biste ostvarili stvarne prednosti, trebate napraviti toplinsku pumpu zrak-voda, voda-voda ili izgraditi geotermalnu instalaciju. U prvom slučaju možete postići COP od oko 2-2,2, u ostatku - postići pokazatelj od 3-3,5.
4. Neće biti moguće bez krugova podnog grijanja. Rashladna tekućina zagrijana na 30-35 stupnjeva nekompatibilna je s mrežom radijatora, osim u južnim regijama.

Polaganje vanjske konture HP-a na rezervoar

Komentar. Proizvođači tvrde: inverterski split sustav radi na uličnoj temperaturi od minus 15-30 ° C. U stvarnosti je učinkovitost grijanja značajno smanjena. Prema riječima vlasnika kuća, u mraznim danima unutarnja jedinica isporučuje jedva topao protok zraka.

Za implementaciju vodene verzije HP-a potrebni su određeni uvjeti (opcionalno):

• rezervoar 25-50 m od stana, na većoj udaljenosti, potrošnja električne energije će se dramatično povećati zbog snažne cirkulacijske pumpe;
• bunar ili bunar s dovoljnom opskrbom (debitom) vode i mjestom za odvodnju (jama, drugi bunar, žlijeb, kanalizacija);
• montažna kanalizacija (ako se smijete zabiti u nju).

Protok podzemne vode je lako izračunati. U procesu uzimanja topline, domaći HP će sniziti svoju temperaturu za 4-5 ° C, odavde se volumen protoka određuje kroz toplinski kapacitet vode. Da biste dobili 1 kW topline (uzimamo deltu temperature vode od 5 stupnjeva), trebate voziti oko 170 litara kroz toplinsku pumpu sat vremena.

Za grijanje kuće površine 100 m² bit će potrebna snaga od 10 kW i potrošnja vode od 1,7 tona na sat - impresivan volumen. Takva pumpa za termalnu vodu prikladna je za malu seosku kuću od 30-40 m², po mogućnosti izoliranu.

Metode ekstrakcije topline geotermalnim dizalicama topline

Montaža geotermalnog sustava je realnija, iako je proces prilično naporan. Opcija vodoravnog polaganja cijevi na području na dubini od 1,5 m odmah se odbacuje - morat ćete lopatom prokrčiti cijelo područje ili platiti novac za usluge opreme za zemljane radove. Metoda bušenja bušotina mnogo je lakša i jeftinija za implementaciju, praktički bez narušavanja krajolika.

Najjednostavnija dizalica topline iz prozorskog klima uređaja

Kao što možete pretpostaviti, za proizvodnju toplinske pumpe voda-zrak potreban je hladnjak prozora u radnom stanju. Vrlo je poželjno kupiti model opremljen reverznim ventilom i sposoban raditi za grijanje, inače ćete morati ponoviti freonski krug.

Savjet. Prilikom kupnje rabljenog klima uređaja obratite pozornost na natpisnu pločicu, koja prikazuje tehničke karakteristike kućanskog aparata. Parametar koji vas zanima je (označen u kilovatima ili britanskim toplinskim jedinicama - BTU).

Kapacitet grijanja uređaja veći je od rashladnog i jednak je zbroju dva parametra - performanse plus toplina koju stvara kompresor

Uz malo sreće, ne morate ni puštati freon i ponovno lemiti cijevi. Kako pretvoriti klima uređaj u toplinsku pumpu:

Preporuka. Ako se izmjenjivač topline ne može postaviti u spremnik bez prekida freonskih vodova, pokušajte evakuirati plin i prerezati cijevi na pravim mjestima (daleko od isparivača). Nakon sastavljanja jedinice za izmjenu topline vode, krug će se morati zalemiti i napuniti freonom. Količina rashladnog sredstva također je navedena na naljepnici.

Sada ostaje pokrenuti domaći HP i prilagoditi protok vode, postižući maksimalnu učinkovitost. Imajte na umu: improvizirani grijač koristi potpuno tvornički "punjenje", samo ste premjestili radijator iz zraka u tekućinu. Kako sustav radi uživo pogledajte u videu majstora:

Izrada geotermalne instalacije

Ako vam prethodna opcija omogućuje postizanje približno dvostruke uštede, tada će čak i domaći krug uzemljenja dati COP u području od 3 (tri kilovata topline po 1 kW potrošene električne energije). Istina, financijski i troškovi rada također će se značajno povećati.

Iako je na internetu objavljeno puno primjera sastavljanja takvih uređaja, ne postoji univerzalna uputa s crtežima. Ponudit ćemo radnu verziju koju je sastavio i testirao pravi domaći majstor, iako će se mnoge stvari morati sami osmisliti i dovršiti - teško je sve podatke o toplinskim pumpama staviti u jednu publikaciju.

Proračun izmjenjivača topline kruga uzemljenja i pumpe

Slijedeći vlastite preporuke, prelazimo na proračun geotermalne pumpe s vertikalnim U-oblikovanim sondama postavljenim u bušotine. Potrebno je saznati ukupnu duljinu vanjske konture, a zatim - dubinu i broj okomitih osovina.

Početni podaci za primjer: trebate zagrijati privatnu izoliranu kuću s površinom od 80 m² i visinom stropa od 2,8 m, koja se nalazi u srednjoj traci. nećemo proizvoditi za grijanje, utvrdit ćemo potrebu za toplinom po površini, uzimajući u obzir toplinsku izolaciju - 7 kW.

Po želji, možete opremiti horizontalni kolektor, ali tada ćete morati dodijeliti veliko područje za iskopavanje

Važno pojašnjenje. Inženjerski proračuni dizalica topline prilično su složeni i zahtijevaju visoku kvalifikaciju izvođača, te su čitave knjige posvećene ovoj temi. Članak donosi pojednostavljene izračune preuzete iz praktičnog iskustva graditelja i obrtnika - ljubitelja domaćih proizvoda.

Intenzitet izmjene topline između tla i tekućine koja se ne smrzava koja cirkulira duž konture ovisi o vrsti tla:

• 1 tekući metar vertikalne sonde uronjene u podzemnu vodu dobit će oko 80 W topline;
• u kamenitim tlima odvođenje topline bit će oko 70 W / m;
• glinena tla zasićena vlagom dat će oko 50 W po 1 m kolektora;
• suhe stijene - 20 W / m.

Referenca. Vertikalna sonda sastoji se od 2 petlje cijevi spuštenih na dno bunara i ispunjenih betonom.

Primjer izračuna duljine cijevi. Da biste izvukli potrebnih 7 kW toplinske energije iz sirove glinene stijene, potrebno je podijeliti 7000 W sa 50 W/m, dobivamo ukupnu dubinu sonde od 140 m. Sada je cjevovod raspoređen na bušotine dubine 20 m, koje ste možete bušiti vlastitim rukama. Ukupno 7 bušenja po 2 petlje za izmjenu topline, ukupna duljina cijevi je 7 x 20 x 4 = 560 m.

Sljedeći korak je izračunavanje površine izmjene topline isparivača i kondenzatora. Razni internetski resursi i forumi nude neke formule za izračun, u većini slučajeva su netočne. Nećemo si dozvoliti preporučiti takve metode i dovesti vas u zabludu, ali ćemo ponuditi neku zeznutu opciju:

1. Obratite se bilo kojem poznatom proizvođaču pločastih izmjenjivača topline, kao što su Alfa Laval, Kaori, Anvitek i tako dalje. Možete otići na službenu web stranicu marke.
2. Ispunite obrazac za odabir izmjenjivača topline ili nazovite upravitelja i naručite odabir jedinice, navodeći parametre medija (antifriz, freon) - ulaznu i izlaznu temperaturu, toplinsko opterećenje.
3. Stručnjak tvrtke izvršit će potrebne izračune i ponuditi odgovarajući model izmjenjivača topline. Među njegovim karakteristikama naći ćete glavnu - površinu razmjene.

Jedinice ploča su vrlo učinkovite, ali skupe (200-500 eura). Jeftinije je sastaviti izmjenjivač topline s školjkom i cijevi iz bakrene cijevi vanjskog promjera 9,5 ili 12,7 mm. Pomnožite brojku koju je izdao proizvođač sa sigurnosnim faktorom 1,1 i podijelite s opsegom cijevi, dobit ćete snimku.

Pločasti izmjenjivač topline od nehrđajućeg čelika idealna je opcija za isparivač, učinkovit je i zauzima malo prostora. Problem je visoka cijena proizvoda

Primjer. Površina izmjene topline predložene jedinice bila je 0,9 m². Odabirom bakrene cijevi ½ "s promjerom 12,7 mm, izračunavamo opseg u metrima: 12,7 x 3,14 / 1000 ≈ 0,04 m. Odredite ukupnu snimku: 0,9 x 1,1 / 0,04 ≈ 25 m.

Oprema i materijali

Buduću dizalicu topline predlaže se izgradnja na bazi vanjske jedinice split sustava odgovarajućeg kapaciteta (naveden na pločici). Zašto je bolje koristiti rabljeni klima uređaj:

• uređaj je već opremljen svim komponentama - kompresorom, gasom, prijemnikom i startnim električarom;
• domaći izmjenjivači topline mogu se postaviti u tijelo rashladnog stroja;
• postoje prikladni servisni portovi za punjenje freona.

Bilješka. Korisnici upoznati s temom zasebno odabiru opremu - kompresor, ekspanzijski ventil, regulator i tako dalje. Ako imate iskustva i znanja, takav pristup je samo dobrodošao.

Toplinsku pumpu nije preporučljivo sastaviti na temelju starog hladnjaka - snaga jedinice je preniska. U najboljem slučaju bit će moguće "iscijediti" do 1 kW topline, što je dovoljno za zagrijavanje jedne male prostorije.

Osim vanjskog "split" bloka, trebat će vam sljedeći materijali:

• HDPE cijev Ø20 mm - na krug uzemljenja;
• polietilenske armature za montažu kolektora i spajanje na izmjenjivače topline;
• cirkulacijske pumpe - 2 kom .;
• manometri, termometri;
• visokokvalitetno crijevo za vodu ili HDPE cijev promjera 25-32 mm za ljusku isparivača i kondenzatora;
• bakrena cijev Ø9,5-12,7 mm s debljinom stijenke od najmanje 1 mm;
• izolacija za cjevovode i freonske vodove;
• komplet za brtvljenje grijaćih kabela položenih unutar vodoopskrbnog sustava (potreban za brtvljenje krajeva bakrenih cijevi).

Komplet čahura za zabrtvljeni ulaz bakrene cijevi

Kao vanjska rashladna tekućina koristi se slana otopina vode ili antifriz za grijanje - etilen glikol. Također će vam trebati zaliha freona, čija je marka navedena na natpisnoj pločici split sustava.

Montaža izmjenjivača topline

Prije početka instalacijskih radova, vanjski modul se mora rastaviti - ukloniti sve poklopce, ukloniti ventilator i veliki redoviti radijator. Onemogućite solenoid koji upravlja ventilom za vožnju unatrag ako ne planirate koristiti crpku kao rashladnu tekućinu. Senzori temperature i tlaka moraju se zadržati.

Redoslijed montaže glavne HP jedinice:

1. Izradite kondenzator i isparivač umetanjem bakrene cijevi unutar procijenjene duljine crijeva. Na krajevima ugradite T-priključke za spajanje krugova uzemljenja i grijanja, zabrtvite izbočene bakrene cijevi posebnim kompletom grijaćih kabela.
   
2. Koristeći komad plastične cijevi Ø150-250 mm kao jezgru, namotajte domaće dvocijevne krugove i dovedite krajeve u pravim smjerovima, kao što je učinjeno u videu ispod.
3. Stavite i pričvrstite oba izmjenjivača topline s školjkom i cijevi na mjesto standardnog radijatora, zalemite bakrene cijevi na odgovarajuće terminale. Na servisne priključke najbolje je spojiti "vrući" izmjenjivač topline-kondenzator.
   
4. Ugradite tvorničke senzore koji mjere temperaturu rashladnog sredstva. Izolirajte gole dijelove cijevi i same izmjenjivače topline.
5. Ugradite termometre i mjerače tlaka na vodovodne vodove.

Savjet. Ako glavnu jedinicu namjeravate instalirati na otvorenom, morate poduzeti mjere da spriječite smrzavanje ulja u kompresoru. Kupite i ugradite zimski komplet za električno grijanje uljnog korita.

Na tematskim forumima postoji još jedan način izrade isparivača - bakrena cijev se namota u spiralu, a zatim se umetne u zatvoreni spremnik (spremnik ili bačvu). Opcija je sasvim razumna s velikim brojem okreta, kada izračunati izmjenjivač topline jednostavno ne stane u kućište klima uređaja.

Uređaj za uzemljenje

U ovoj fazi izvode se jednostavni, ali dugotrajni zemljani radovi i postavljanje sondi u bušotine. Potonji se može učiniti ručno ili pozvati stroj za bušenje. Udaljenost između susjednih bunara je najmanje 5 m. Daljnji postupak rada:

1. Iskopajte plitki rov između rupa za polaganje dovodnih cijevi.
2. Spustite 2 petlje polietilenskih cijevi u svaku rupu i napunite jame betonom.
3. Dovedite vodove do točke spajanja i montirajte zajednički razdjelnik pomoću HDPE spojnica.
4. Izolirajte cjevovode položene u zemlju i prekrijte zemljom.

S lijeve strane na fotografiji - spuštanje sonde u plastičnu cijev kućišta, s desne strane - polaganje eyelinera u rov

Važna točka. Prije betoniranja i zatrpavanja obavezno provjerite nepropusnost kruga. Na primjer, spojite zračni kompresor na razdjelnik, stavite tlak 3-4 bara i ostavite nekoliko sati.

Prilikom povezivanja autocesta vodite se prema donjem dijagramu. Pri punjenju sustava slanom vodom ili etilen glikolom bit će potrebne grane s slavinama. Dovedite dvije glavne cijevi od kolektora do toplinske pumpe i spojite na "hladni" izmjenjivač topline isparivača.

Na najvišim točkama oba vodena kruga moraju se postaviti otvori za zrak; oni nisu uobičajeno prikazani na dijagramu

Ne zaboravite ugraditi crpnu jedinicu odgovornu za cirkulaciju tekućine, smjer protoka je prema freonu u isparivaču. Mediji koji prolaze kroz kondenzator i isparivač moraju se kretati jedan prema drugome. Kako pravilno ispuniti linije "hladne" strane, pogledajte video:

Slično, kondenzator je spojen na sustav podnog grijanja kuće. Nije potrebno instalirati jedinicu za miješanje s trosmjernim ventilom zbog niske temperature polaza. Ako je potrebno kombinirati HP s drugim izvorima topline (solarni kolektori, bojleri), koristite više izlaza.

Punjenje i pokretanje sustava

Nakon instalacije i spajanja jedinice na mrežu, počinje važna faza - punjenje sustava rashladnim sredstvom. Ovdje vas čeka zamka: ne znate koliko freona treba napuniti, jer je volumen glavnog kruga značajno porastao zbog ugradnje domaćeg kondenzatora s isparivačem.

Problem se rješava metodom punjenja goriva prema tlaku i temperaturi pregrijavanja freona, mjerenom na ulazu u kompresor (freon se tamo isporučuje u plinovitom stanju). Detaljne upute za popunjavanje metode mjerenja temperature navedene su u.

Drugi dio predstavljenog videa govori kako napuniti sustav freonom marke R22 prema tlaku i temperaturi pregrijavanja rashladnog sredstva:

Nakon dolijevanja goriva, uključite obje cirkulacijske crpke na prvu brzinu i pokrenite kompresor. Kontrolirajte temperaturu slane vode i unutarnjeg rashladnog sredstva pomoću termometara. Tijekom faze zagrijavanja, vodovi rashladnog sredstva mogu se smrznuti, a zatim bi se mraz trebao otopiti.

Zaključak

Izrada i pokretanje geotermalne toplinske pumpe vlastitim rukama vrlo je teško. Sigurno će biti potrebna ponovljena poboljšanja, ispravci pogrešaka, ugađanja. U pravilu, većina kvarova u domaćim HP-ovima nastaje zbog nepravilne montaže ili punjenja glavnog kruga izmjene topline. Ako jedinica odmah pokvari (proradila je sigurnosna automatika) ili se rashladna tekućina ne zagrije, vrijedi pozvati tehničara za hlađenje - on će dijagnosticirati i ukazati na učinjene pogreške.

Oprema za grijanje, za koju se koriste prilično skupe vrste energenata, kao što su plin, električna energija, kruta i tekuća goriva, relativno je nedavno dobila dostojnu alternativu - dizalicu topline voda-voda. Za rad takve opreme, koja tek počinje dobivati ​​popularnost u Rusiji, potrebni su neiscrpni izvori energije, karakterizirani malim potencijalom. Istodobno, toplinska energija se može izvući iz gotovo svih izvora vode, koji se mogu koristiti kao prirodni i umjetni rezervoari, bunari, bunari itd. Ako se proračun i instalacija takve crpne jedinice pravilno izvode, onda je u mogućnosti za grijanje stambenih i industrijskih zgrada tijekom cijele zime.

Konstruktivni elementi i princip rada

Za toplinske pumpe koje se razmatraju za grijanje kuće, princip rada podsjeća na princip rada rashladne opreme, samo obrnuto. Ako rashladna jedinica odvodi dio topline iz svoje unutarnje komore prema van, čime se snižava temperatura u njoj, tada je rad toplinske pumpe hlađenje okoliša i zagrijavanje rashladne tekućine koja se kreće kroz cijevi sustava grijanja. Na istom principu rade dizalice topline zrak-voda i zemlja-voda, koje također koriste energiju iz izvora niske kvalitete za grijanje stambenih i industrijskih prostora.

Shema dizajna toplinske crpke voda-voda, koja je najproduktivnija među uređajima koji koriste izvore energije niskog potencijala, sugerira prisutnost takvih elemenata kao što su:

• vanjski krug duž kojeg se voda ispumpava iz izvora vode;
• unutarnji krug, kroz cjevovod kroz koji se rashladno sredstvo kreće;
• isparivač u kojem se rashladno sredstvo pretvara u plin;
• kondenzator u kojem plinovito rashladno sredstvo ponovno postaje tekućina;
• kompresor dizajniran za povećanje tlaka plinovitog rashladnog sredstva prije nego što uđe u kondenzator.

Dakle, u uređaju toplinske pumpe voda-voda nema ništa komplicirano. Ako se u blizini kuće nalazi prirodni ili umjetni rezervoar, onda je za grijanje zgrade najbolje koristiti toplinsku pumpu voda-voda, čiji su princip rada i značajke dizajna sljedeći.

1. Krug, koji je primarni izmjenjivač topline kroz koji cirkulira antifriz, nalazi se na dnu spremnika. U tom slučaju dubina na kojoj se izvodi ugradnja primarnog izmjenjivača topline mora biti ispod razine smrzavanja spremnika. Antifriz, koji prolazi kroz primarni krug, zagrijava se na temperaturu od 6-8 °, a zatim se dovodi u izmjenjivač topline, odajući toplinu njegovim zidovima. Zadatak antifriza koji cirkulira u primarnom krugu je prijenos toplinske energije vode na rashladno sredstvo (freon).
2. U slučaju da shema rada dizalice topline predviđa unos i prijenos toplinske energije iz vode ispumpane iz podzemne bušotine, krug protiv smrzavanja se ne koristi. Voda iz bunara prolazi kroz posebnu cijev kroz komoru izmjenjivača topline, gdje svoju toplinsku energiju predaje rashladnom sredstvu.
3. Izmjenjivač topline za dizalice topline najvažniji je element njihovog dizajna. Ovo je uređaj koji se sastoji od dva modula - isparivača i kondenzatora. U isparivaču se freon, koji se dovodi kroz kapilarnu cijev, počinje širiti i pretvara se u plin. Nakon kontakta plinovitog freona sa stijenkama izmjenjivača topline, niskopotencijalna toplinska energija se prenosi na rashladno sredstvo. Freon napunjen takvom energijom dovodi se u kompresor.
4. Plin freon se komprimira u kompresoru, zbog čega raste temperatura rashladnog sredstva. Nakon kompresije u komori kompresora, freon ulazi u drugi modul izmjenjivača topline - kondenzator.
5. U kondenzatoru se plinoviti freon ponovno pretvara u tekućinu, a toplinska energija akumulirana njime prenosi se na stijenke posude u kojoj se nalazi rashladna tekućina. Ulaskom u komoru drugog modula izmjenjivača topline, freon, koji je u plinovitom stanju, kondenzira se na stijenkama spremnika, predaje im toplinsku energiju koja se zatim prenosi na vodu u takvoj komori. Ako na izlazu iz isparivača freon ima temperaturu od 6-8 stupnjeva Celzija, tada na ulazu u kondenzator toplinske pumpe voda-voda, zbog gore navedenog principa rada takvog uređaja, njegova vrijednost doseže 40-70 stupnjeva Celzija.

Dakle, princip rada dizalice topline temelji se na činjenici da rashladno sredstvo pri prelasku u plinovito stanje uzima toplinsku energiju iz vode, a pri prelasku u tekuće stanje u kondenzatoru oslobađa akumuliranu energiju u tekući medij - nosač topline sustava grijanja.

Toplinske pumpe zrak-voda i zemlja-voda rade na potpuno istom principu, razlika je samo u vrsti izvora koji se koristi za proizvodnju toplinske energije niskog potencijala. Drugim riječima, dizalica topline ima jedan princip rada, koji se ne razlikuje ovisno o vrsti ili modelu uređaja.

Koliko se toplinska pumpa učinkovito zagrijava nosač topline sustava grijanja uvelike određuje fluktuacije temperature vode - izvora energije niskog potencijala. Takvi uređaji pokazuju visoku učinkovitost pri radu s vodom iz bunara, gdje je temperatura tekućeg medija tijekom godine u rasponu od 7-12 stupnjeva Celzija.

Pumpa voda-voda jedna je od toplinskih pumpi iz zemlje

Princip rada dizalice topline voda-voda, koji osigurava visoku učinkovitost ove opreme, omogućuje korištenje takvih uređaja za opremanje sustava grijanja za stambene i industrijske zgrade ne samo u regijama s toplim zimama, već iu sjeverne regije.

Kako bi dizalica topline, čija je shema rada opisana gore, pokazala visoku učinkovitost, trebali biste znati odabrati pravu opremu. Vrlo je poželjno da se izbor toplinske pumpe voda-voda (kao i zrak-voda i zemlja-voda) provodi uz sudjelovanje kvalificiranog i iskusnog stručnjaka.

Prilikom odabira toplinske pumpe za grijanje vode uzimaju se u obzir sljedeći parametri takve opreme:

• produktivnost, o kojoj ovisi površina zgrade, čije grijanje pumpa može osigurati;
• robna marka pod kojom se proizvodi oprema (ovaj parametar se mora uzeti u obzir jer ozbiljne tvrtke čije proizvode već cijene mnogi potrošači posvećuju ozbiljnu pozornost i pouzdanosti i funkcionalnosti proizvedenih modela);
• trošak najodabranije opreme i njezine instalacije.

Prilikom odabira dizalica topline voda-voda, zrak-voda, zemlja-voda, preporuča se obratiti pozornost na prisutnost dodatnih opcija za takvu opremu. To uključuje, posebice, mogućnost:

• upravljanje radom opreme u automatskom načinu rada (toplinske crpke koje rade u ovom načinu rada zahvaljujući posebnom regulatoru omogućuju stvaranje ugodnih životnih uvjeta u zgradi kojoj služe; može se izvršiti promjena radnih parametara i druge radnje za upravljanje dizalicama topline koje su opremljene regulatorom korištenje mobilnog uređaja ili daljinskog upravljača);
• korištenje opreme za grijanje vode u sustavu PTV (obratite pozornost na ovu opciju jer je nema kod nekih (osobito starijih) modela dizalica topline čiji je kolektor ugrađen u otvorena vodna tijela).

Proračun snage opreme: pravila izvođenja

Prije nego što nastavite s odabirom konkretnog modela dizalice topline, potrebno je izraditi projekt sustava grijanja koji će takva oprema služiti, kao i izračunati njegovu snagu. Takvi su proračuni nužni kako bi se utvrdila stvarna potreba za toplinskom energijom zgrade s određenim parametrima. Istodobno se moraju uzeti u obzir gubici topline u takvoj zgradi, kao i prisutnost kruga PTV-a u njoj.

Za toplinsku pumpu voda-voda, proračun snage se provodi prema sljedećoj metodi.

• Prvo se utvrđuje ukupna površina zgrade za čije će se grijanje koristiti kupljena dizalica topline.
• Odredivši površinu zgrade, moguće je izračunati snagu toplinske pumpe koja može osigurati grijanje. Izvodeći takav izračun, pridržavajte se pravila: po 10 četvornih metara. m građevinske površine potrebno je 0,7 kilovata snage toplinske pumpe.
• Ako će se dizalica topline koristiti i za osiguranje rada sustava PTV-a, tada se na dobivenu vrijednost njezine snage dodaje 15-20%.

Proračun snage toplinske crpke izveden prema gore opisanoj metodi relevantan je za zgrade u kojima visina stropa ne prelazi 2,7 metara. Točnije izračune koji uzimaju u obzir sve značajke zgrada koje se griju pomoću toplinske pumpe izvode zaposlenici specijaliziranih organizacija.

Za dizalicu topline zrak-voda, izračun snage provodi se prema sličnoj metodi, ali uzimajući u obzir neke nijanse.

Kako sami napraviti toplinsku pumpu

Nakon što ste dobro razumjeli kako radi toplinska pumpa voda-voda, možete napraviti takav uređaj vlastitim rukama. Zapravo, domaća dizalica topline je skup gotovih tehničkih uređaja, ispravno odabranih i povezanih u određenom slijedu. Kako bi dizalica topline "uradi sam" pokazala visoku učinkovitost i ne bi stvarala probleme tijekom rada, potrebno je izvršiti preliminarni izračun njegovih glavnih parametara. Da biste to učinili, možete koristiti odgovarajuće programe i online kalkulatore na web stranicama proizvođača takve opreme ili se obratiti specijaliziranim stručnjacima.

Dakle, kako biste vlastitim rukama napravili dizalicu topline, morate odabrati elemente njezine opreme prema unaprijed izračunatim parametrima i izvršiti njihovu ispravnu instalaciju.

Kompresor

Kompresor za domaću dizalicu topline može se uzeti iz starog hladnjaka ili split sustava, pritom vodeći računa o snazi ​​takvog uređaja. Prednost korištenja kompresora iz split sustava je niska razina buke koja nastaje tijekom njihovog rada.

Kondenzator

Kao kondenzator za domaću dizalicu topline, možete koristiti zavojnicu rastavljenu iz starog hladnjaka. Neki to rade sami, koristeći vodovod ili posebnu rashladnu cijev. Kao spremnik u koji ćete postaviti spiralu kondenzatora možete uzeti spremnik od nehrđajućeg čelika zapremine približno 120 litara. Za postavljanje zavojnice u takav spremnik najprije se izreže na dvije polovice, a zatim, kada se zavojnica ugradi, zavari se.

Vrlo je važno izračunati njegovu površinu prije odabira ili samostalne proizvodnje zavojnice. Za to je potrebna sljedeća formula:

P3 \u003d MT / 0,8PT

Parametri koji se koriste u ovoj formuli su:

• MT je snaga topline koju stvara toplinska pumpa (kW);
• PT je razlika između temperatura na ulazu i izlazu toplinske pumpe.

Kako bi se spriječilo stvaranje mjehurića zraka u kondenzatoru toplinske pumpe iz hladnjaka, ulaz u zavojnicu treba biti smješten na vrhu spremnika, a izlaz iz njega na dnu.

Isparivač

Kao spremnik za isparivač možete koristiti jednostavnu plastičnu bačvu kapaciteta 127 litara sa širokim otvorom. Za stvaranje zavojnice, čija se površina određuje na isti način kao i za kondenzator, također se koristi bakrena cijev. U domaćim toplinskim pumpama u pravilu se koriste isparivači imerzijskog tipa, u kojima ukapljeni freon ulazi odozdo, a na vrhu zavojnice se pretvara u plin.

Vrlo pažljivo, lemljenjem, kada sami izrađujete toplinsku pumpu, trebali biste ugraditi termostat, jer se ovaj element ne može zagrijati na temperaturu veću od 100 stupnjeva Celzija.

Za opskrbu vodom elemenata samoizrađene toplinske pumpe, kao i za odvodnju, koriste se obične kanalizacijske cijevi.

Toplinske pumpe voda-voda, u usporedbi s uređajima zrak-voda i zemlja-voda, jednostavnije su u dizajnu, ali učinkovitije, pa se ova vrsta opreme najčešće izrađuje samostalno.

Sastavljanje domaće dizalice topline i puštanje u rad

Za sastavljanje i puštanje u rad kućne dizalice topline trebat će vam sljedeći potrošni materijal i oprema:

1. Stroj za zavarivanje;
2. vakuumska pumpa (za provjeru vakuuma u cijelom sustavu);
3. cilindar s freonom, koji se puni kroz poseban ventil (ventil se mora unaprijed ugraditi u sustav);
4. temperaturni senzori koji se ugrađuju na kapilarne cijevi na izlazu iz cijelog sustava i na izlazu iz isparivača;
5. startni relej, osigurač, DIN tračnica i električna ploča.

Sva zavarivanja i navojni spojevi tijekom montaže trebaju biti izvedeni s najvišom kvalitetom kako bi se osigurala apsolutna nepropusnost sustava kroz koji će se freon kretati.

U slučaju da voda u otvorenom rezervoaru djeluje kao izvor energije niskog potencijala, potrebno je dodatno izraditi kolektor čija prisutnost podrazumijeva princip rada dizalica topline ovog tipa. Ako se namjerava koristiti voda iz podzemnog izvora, potrebno je izbušiti dvije bušotine u koju će se voda ispuštati nakon što prođe cijeli sustav.

1, prosječna ocjena: 5,00 od 5)