Toplinska pumpa za grijanje kuće: princip rada, pregled modela, njihove prednosti i mane. Kako odabrati pravu dizalicu topline? Što su dizalice topline za grijanje doma?

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

Jedini način da smanjite troškove za 2-3 puta je napraviti toplinsku pumpu vlastitim rukama (skraćeno HP). Razmotrimo nekoliko stvarnih radnih opcija, prikupljenih i testiranih od strane entuzijastičnih obrtnika u praksi. Budući da proizvodnja složene jedinice zahtijeva osnovno znanje o rashladnim strojevima, počnimo s teorijom.

Značajke i princip rada HP-a

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

za razliku od kotlova i grijača, jedinica ne proizvodi toplinu sama, već je, poput klima uređaja, pomiče unutar zgrade;
HP se naziva crpka jer "ispumpava" energiju iz izvora niske topline - okolnog zraka, vode ili tla;
instalacija se napaja isključivo električnom energijom koju troše kompresor, ventilatori, cirkulacijske pumpe i upravljačka ploča;
Rad uređaja temelji se na Carnotovom ciklusu, koji se koristi u svim rashladnim uređajima, na primjer, klima uređajima i split sustavima.

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

Referenca. Toplina je sadržana u svakoj tvari čija je temperatura iznad apsolutne nule (minus 273 stupnja). Suvremene tehnologije omogućuju izvlačenje ove energije iz zraka s temperaturama 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 se u dva izmjenjivača topline, rashladno sredstvo apsorbira energiju iz okoline i prenosi je unutar zgrade. Općenito, princip rada dizalice topline ponavlja onaj uključen u grijanje:

Dok je u tekućoj fazi, freon se kreće kroz cijevi vanjskog izmjenjivača topline isparivača, kao što je prikazano na dijagramu. Primajući toplinu iz zraka ili vode kroz metalne stijenke, rashladno sredstvo se zagrijava, ključa i isparava.
Zatim plin ulazi u kompresor, koji pumpa tlak do izračunate vrijednosti. Njegova je zadaća podići vrelište tvari kako bi se freon kondenzirao na višoj temperaturi.
Prolazeći kroz unutarnji izmjenjivač topline-kondenzator, plin se ponovno pretvara u tekućinu i prenosi akumuliranu energiju direktno rashladnom sredstvu (vodi) ili zraku u prostoriji.
U posljednjoj fazi, tekuće rashladno sredstvo ulazi u prijemnik-separator vlage, zatim u uređaj za prigušivanje. Tlak tvari ponovno pada, freon je spreman proći kroz drugi ciklus.

Princip rada dizalice topline sličan je principu rada split sustava

Bilješka. Konvencionalni split sustavi i tvorničke dizalice topline imaju zajedničku značajku - mogućnost prijenosa energije u oba smjera i rade u 2 načina - grijanje/hlađenje. Prebacivanje se provodi pomoću četverosmjernog reverzibilnog ventila, koji mijenja smjer protoka plina duž kruga.

Kućni klima uređaji i dizalice topline koriste razne vrste termostatskih ventila koji smanjuju tlak rashladnog sredstva ispred isparivača. U kućanskim split sustavima ulogu regulatora igra jednostavan kapilarni uređaj, crpke su opremljene skupim termostatskim ventilom (TRV).

Imajte na umu da se gornji ciklus događa u svim vrstama dizalica topline. Razlika je u načinima dovođenja/odvođenja topline koje ćemo navesti u nastavku.

Vrste prigušnih ventila: kapilarna cijev (slika lijevo) i termostatski ventil (TRV)

Vrste instalacija

Prema općeprihvaćenoj klasifikaciji, dizalice topline dijele se na vrste prema izvoru primljene energije i vrsti rashladne tekućine na koju se prenosi:

Referenca. Vrste dizalica topline navedene su prema rastućoj cijeni opreme zajedno s ugradnjom. Zračna postrojenja su najjeftinija, geotermalna su skupa.

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. Objasnimo: nakon što je potrošio 1 kW električne energije, instalacija u kuću isporučuje 2,5-3,5 kW topline.

Metode prikupljanja 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. Produktivnost je varijabilna vrijednost, ovisno o mnogim čimbenicima: dizajnu kruga izmjene topline, dubini uranjanja, temperaturi i protoku vode.

Važna točka. Dizalice topline za vodu ne mogu zagrijati rashladno sredstvo na 60-90 °C bez dodatnih krugova. Normalna temperatura vode iz dizalice topline je 35...40 stupnjeva, ovdje jasno pobjeđuju kotlovi. Stoga preporuka proizvođača: spojite opremu na niskotemperaturno grijanje - vodu.

Koji TN je bolje prikupiti

Dopustite nam da formuliramo problem: trebate izgraditi domaću dizalicu topline po najnižoj cijeni. Iz toga slijedi niz logičnih zaključaka:

Instalacija će morati koristiti minimalno skupe dijelove, tako da neće biti moguće postići visoku vrijednost COP-a. Što se tiče koeficijenta performansi, naš će uređaj izgubiti od tvorničkih modela.
Prema tome, nema smisla napraviti čisto zračni HP, lakše ga je koristiti u načinu grijanja.
Da biste ostvarili stvarne koristi, trebate proizvesti dizalicu topline zrak-voda, voda-voda ili izgraditi geotermalnu instalaciju. U prvom slučaju možete postići COP od oko 2-2,2, u ostalima možete postići 3-3,5.
Neće biti moguće bez krugova podnog grijanja. Rashladna tekućina zagrijana na 30-35 stupnjeva nije kompatibilna s mrežom radijatora, osim u južnim regijama.

Polaganje vanjskog kruga HP-a na rezervoar

Komentar. Proizvođači tvrde: inverterski split sustav radi na uličnim temperaturama od minus 15-30 °C. U stvarnosti je učinkovitost grijanja značajno smanjena. Prema vlasnicima kuća, za mraznih dana unutarnja jedinica isporučuje jedva topao protok zraka.

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

ribnjak 25-50 m od kuće; na većoj udaljenosti potrošnja električne energije značajno će se povećati zbog snažne cirkulacijske pumpe;
bunar ili bunar s dovoljnom opskrbom (debitom) vode i mjestom za odvod (jama, drugi bunar, odvodni jarak, kanalizacija);
montažna kanalizacija (ako vam dopuste da se u nju zaletite).

Protok podzemne vode je lako izračunati. U procesu oduzimanja topline, dizalica topline domaće izrade snizit će njihovu temperaturu za 4-5 °C, odavde se volumen protoka određuje preko toplinskog kapaciteta vode. Za dobivanje 1 kW topline (uzimamo da je delta temperature vode 5 stupnjeva) potrebno je tijekom sat vremena kroz toplinsku pumpu protjerati oko 170 litara.

Grijanje kuće s površinom od 100 m² zahtijevat će snagu od 10 kW i potrošnju vode od 1,7 tona na sat - impresivan volumen. Slična toplinska pumpa za vodu prikladna je za malu seosku kuću od 30-40 m², po mogućnosti izoliranu.

Metode odabira topline iz geotermalnih dizalica topline

Sastavljanje geotermalnog sustava je izvedivije, iako je proces prilično radno intenzivan. Odmah odbacujemo mogućnost vodoravnog polaganja cijevi preko površine na dubini od 1,5 m - morat ćete lopatiti cijelo područje ili platiti novac za usluge opreme za zemljane radove. Metoda bušenja bunara mnogo je jednostavnija i jeftinija za implementaciju, gotovo bez narušavanja krajolika.

Najjednostavnija toplinska pumpa iz prozorskog klima uređaja

Kao što možda pretpostavljate, za proizvodnju dizalice topline voda-zrak trebat će vam hladnjak za prozore u ispravnom stanju. Vrlo je preporučljivo kupiti model opremljen povratnim ventilom i sposobnim za grijanje, inače ćete morati ponoviti krug freona.

Savjet. Pri kupnji rabljenog klima uređaja obratite pozornost na natpisnu pločicu na kojoj su prikazane tehničke karakteristike kućanskog aparata. Parametar koji vas zanima je (naveden u kilovatima ili britanskim toplinskim jedinicama - BTU).

Kapacitet grijanja uređaja veći je od kapaciteta hlađenja i jednak je zbroju dva parametra - učinak plus toplina koju stvara kompresor

Uz malo sreće, nećete čak morati puštati freon i ponovno lemiti cijevi. Kako pretvoriti klima uređaj u toplinsku pumpu:

Preporuka. Ako se izmjenjivač topline ne može staviti u spremnik bez oštećenja freonskih vodova, pokušajte ispustiti plin i prerezati cijevi na potrebnim točkama (daleko od isparivača). Nakon sastavljanja jedinice za izmjenu topline vode, krug će morati biti lemljen i napunjen freonom. Količina rashladnog sredstva također je naznačena na pločici.

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

Izrada geotermalne instalacije

Ako vam prethodna opcija omogućuje približno dvostruku uštedu, tada će čak i domaći zemljani krug 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, univerzalne upute s crtežima ne postoje. Ponudit ćemo radnu verziju, sastavljenu i testiranu od strane pravog kućnog majstora, iako će se mnoge stvari morati osmisliti i dovršiti samostalno - teško je staviti sve informacije o dizalicama topline u jednu publikaciju.

Proračun kruga tla i izmjenjivača topline crpke

Slijedeći vlastite preporuke, počinjemo izračunavati geotermalnu pumpu s okomitim sondama u obliku slova U 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 zoni. Nećemo trošiti na grijanje, odredit ćemo potrebu za toplinom po površini, uzimajući u obzir toplinsku izolaciju - 7 kW.

Po želji možete urediti horizontalni kolektor, ali tada ćete morati dodijeliti veliko područje za iskop

Važno pojašnjenje. Inženjerski proračuni dizalica topline prilično su složeni i zahtijevaju visoko kvalificirane izvođače; čitave knjige posvećene su ovoj temi. U članku se daju pojednostavljeni izračuni preuzeti iz praktičnog iskustva graditelja i obrtnika koji vole domaće proizvode.

Intenzitet izmjene topline između tla i nesmrznute tekućine koja cirkulira duž kruga ovisi o vrsti tla:

1 dužni metar vertikalne sonde uronjene u podzemnu vodu dobit će oko 80 W topline;
u stjenovitim tlima, uklanjanje topline će biti oko 70 W / m;
glinasta tla zasićena vlagom će isporučiti približno 50 W po 1 m kolektora;
suhe stijene – 20 W/m.

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

Primjer izračuna duljine cijevi. Za izdvajanje potrebnih 7 kW toplinske energije iz sirove glinene stijene trebat će vam 7000 W podijeljeno s 50 W/m, dobivamo ukupnu dubinu sonde od 140 m. Sada je cjevovod raspoređen u bušotine duboke 20 m, koje možete bušiti vlastitim rukama. Ukupno 7 bušenja za 2 kruga izmjene topline, ukupna duljina cijevi je 7 x 20 x 4 = 560 m.

Sljedeći korak je izračunati područje izmjene topline isparivača i kondenzatora. Razni internetski izvori i forumi nude određene formule za izračun, koje su u većini slučajeva netočne. Nećemo si uzeti slobodu preporučiti takve metode i dovesti vas u zabludu, ali ponudit ćemo lukavu opciju:

Obratite se bilo kojem poznatom proizvođaču pločastih izmjenjivača topline, na primjer, Alfa Laval, Kaori, Anvitek i tako dalje. Možete otići na službenu web stranicu marke.
Ispunite obrazac za odabir izmjenjivača topline ili nazovite upravitelja i naručite odabir jedinice, navodeći parametre medija (antifriz, freon) - ulazne i izlazne temperature, toplinsko opterećenje.
Stručnjak tvrtke će napraviti potrebne izračune i ponuditi odgovarajući model izmjenjivača topline. Među njegovim karakteristikama pronaći ćete glavnu - površinu razmjene.

Pločaste jedinice su vrlo učinkovite, ali skupe (200-500 eura). Jeftinije je sastaviti cijevni izmjenjivač topline iz bakrene cijevi vanjskog promjera 9,5 ili 12,7 mm. Pomnožite brojku koju je dao proizvođač sa sigurnosnim faktorom 1,1 i podijelite s opsegom cijevi kako biste dobili snimak.

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. Nakon što smo odabrali bakrenu cijev od ½” promjera 12,7 mm, izračunavamo opseg u metrima: 12,7 x 3,14 / 1000 ≈ 0,04 m. Odredite ukupni snimak: 0,9 x 1,1 / 0,04 ≈ 25 m.

Oprema i materijali

Predlaže se izgradnja buduće dizalice topline na bazi vanjske jedinice split sustava odgovarajuće snage (označeno na pločici). Zašto je bolje koristiti rabljeni klima uređaj:

uređaj je već opremljen svim komponentama - kompresorom, gasom, prijemnikom i startnom elektrikom;
domaći izmjenjivači topline mogu se postaviti u tijelo rashladnog stroja;
Postoje praktični servisni otvori za ponovno punjenje freona.

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

Nepraktično je sastaviti HP 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 vanjske split jedinice, trebat će vam sljedeći materijali:

HDPE cijev Ø20 mm - na zemljani krug;
polietilenske armature za sastavljanje kolektora i spajanje na izmjenjivače topline;
cirkulacijske pumpe – 2 kom.;
mjerači tlaka, 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;
kit za brtvljenje grijaćih kabela položenih unutar vodovoda (potreban za brtvljenje krajeva bakrenih cijevi).

Set čahura za hermetički ulaz bakrene cijevi

Kao vanjsko rashladno sredstvo koristi se slana otopina vode ili antifriza za grijanje – etilen glikol. Također će vam trebati zaliha freona, čija je marka navedena na nazivnoj pločici split sustava.

Sastavljanje bloka za izmjenu topline

Prije početka montažnih radova, vanjski modul mora se rastaviti - ukloniti sve poklopce, ukloniti ventilator i veliki standardni radijator. Odvojite solenoid koji upravlja povratnim ventilom ako ne planirate koristiti pumpu kao rashladno sredstvo. Senzori temperature i tlaka moraju se zadržati.

Postupak sklapanja glavne VT jedinice:

Napravite kondenzator i isparivač umetanjem bakrene cijevi unutar crijeva procijenjene duljine. Na krajevima postavite T-sklopke za spajanje uzemljenja i krugova grijanja; zabrtvite izbočene bakrene cijevi pomoću posebnog kompleta za grijaći kabel.
Koristeći komad plastične cijevi Ø150-250 mm kao jezgru, namotajte domaće dvocijevne krugove i povucite krajeve u pravim smjerovima, kao što je učinjeno u videu ispod.
Postavite i pričvrstite oba cijevna izmjenjivača topline umjesto standardnog radijatora, zalemite bakrene cijevi na odgovarajuće priključke. Bolje je spojiti "vrući" izmjenjivač topline-kondenzator na servisne priključke.
Ugradite tvorničke senzore koji mjere temperaturu rashladnog sredstva. Izolirajte gole dijelove cijevi i same uređaje za izmjenu topline.
Postavite termometre i mjerače tlaka na vodovodne cijevi.

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

Na tematskim forumima postoji još jedan način da se napravi isparivač - bakrena cijev je namotana u spiralu, a zatim umetnuta u zatvoreni spremnik (spremnik ili bačva). Opcija je sasvim razumna s velikim brojem zavoja, kada izračunati izmjenjivač topline jednostavno ne stane u kućište klima uređaja.

Izgradnja konture tla

U ovoj fazi izvode se jednostavni, ali radno intenzivni radovi iskopa i postavljanja sondi u bušotine. Potonji se može obaviti ručno ili pozivanjem stroja za bušenje. Razmak između susjednih bunara je najmanje 5 m. Daljnji radni red:

Iskopajte plitki jarak između bušotina za polaganje dovodnih cijevi.
Stavite 2 petlje polietilenskih cijevi u svaku rupu i ispunite rupe betonom.
Dovedite vodove do priključne točke i montirajte zajednički razdjelnik pomoću HDPE fitinga.
Izolirajte cjevovode položene u zemlju i napunite ih zemljom.

Lijevo na fotografiji spuštanje sonde u plastičnu zaštitnu cijev, desno polaganje spojeva u rov

Važna točka. Prije betoniranja i zatrpavanja svakako provjerite nepropusnost kruga. Na primjer, spojite kompresor zraka na razdjelnik, napumpajte tlak od 3-4 bara i ostavite nekoliko sati.

Kada spajate autoceste, slijedite donji dijagram. Zavoji s slavinama bit će potrebni prilikom punjenja sustava slanom vodom ili etilen glikolom. Vodite dvije glavne cijevi od kolektora do dizalice topline i spojite na izmjenjivač topline "hladnog" isparivača.

Ventilacijski otvori moraju biti instalirani na najvišim točkama oba kruga vode; oni nisu prikazani na dijagramu.

Ne zaboravite instalirati jedinicu pumpe odgovornu za cirkulaciju tekućine, smjer protoka je prema freonu u isparivaču. Mediji koji prolaze kroz kondenzator i isparivač moraju se kretati jedan prema drugom. Kako pravilno ispuniti hladne bočne linije, pogledajte video:

Na sličan način, kondenzator je povezan sa sustavom podnog grijanja u kući. Jedinicu za miješanje s troputnim ventilom nije potrebno ugraditi zbog niske temperature dovoda. Ako trebate kombinirati transformator s drugim izvorima topline (solarni kolektori, kotlovi), koristite više terminala.

Punjenje goriva i pokretanje sustava

Nakon ugradnje i spajanja jedinice na električnu mrežu, započinje važna faza - punjenje sustava rashladnim sredstvom. Ovdje vas čeka zamka: ne znate koliko freona trebate napuniti, jer se volumen glavnog kruga značajno povećao zbog ugradnje domaćeg kondenzatora s isparivačem.

Problem se rješava metodom punjenja koja se temelji na tlaku i temperaturi pregrijavanja rashladnog sredstva, mjerenoj na ulazu u kompresor (freon se tamo isporučuje u plinovitom stanju). Detaljne upute za popunjavanje metode mjerenja temperature nalaze se u.

Drugi dio videa opisuje kako napuniti sustav freonom R22 na temelju tlaka i temperature pregrijavanja rashladnog sredstva:

Po završetku punjenja, uključite obje cirkulacijske crpke na prvu brzinu i pokrenite kompresor. Pratite temperaturu slane otopine i unutarnjeg rashladnog sredstva pomoću termometara. Tijekom faze zagrijavanja, vodovi s rashladnim sredstvom mogu se smrznuti, a zatim bi se mraz trebao otopiti.

Zaključak

Izrada i pokretanje geotermalne dizalice topline vlastitim rukama vrlo je teško. Vjerojatno će zahtijevati ponavljana poboljšanja, ispravke grešaka i podešavanja. U pravilu, većina problema s domaćim dizalicama topline javlja se zbog nepravilne montaže ili punjenja glavnog kruga izmjene topline. Ako jedinica odmah ne uspije (automatski sigurnosni sustav se aktivirao) ili ne zagrijava rashladnu tekućinu, vrijedi nazvati tehničara za rashladnu opremu - on će provesti dijagnostiku i ukazati na sve učinjene pogreške.

Čovječanstvo se od davnina “naviklo” na korištenje dostupnih prirodnih resursa. energetski resursi koji oni se jednostavno spaljuju kako bi proizveli toplinu ili se pretvorili u druge oblike energije. Ljudi su također naučili koristiti skriveni potencijal vodenih tokova - krenuli su od vodenica i došli do moćnih hidroelektrana. Međutim, ono što se prije stotinjak godina činilo sasvim dovoljnim, danas više ne može zadovoljiti potrebe rastućeg stanovništva Zemlje.

Prvo, prirodna "skladišta" još uvijek nisu bez dna, a vađenje energetskih resursa svake godine postaje sve teže, seleći se u teško dostupna područja ili čak na morske police. Drugo, izgaranje prirodnih sirovina uvijek je povezano s emisijama produkata izgaranja u atmosferu, što je, s obzirom na sadašnje ogromne količine takvih emisija, već dovelo planet na rub ekološke katastrofe. Energija iz hidroelektrana nije dovoljna, a narušavanje hidrološke ravnoteže rijeka također povlači za sobom brojne negativne posljedice. Nuklearna energija, na koju se nekada gledalo kao na "panaceju", nakon brojnih katastrofa visokog profila izazvanih ljudskim djelovanjem otvara mnoga pitanja, au mnogim je regijama planeta izgradnja nuklearnih elektrana jednostavno zabranjena zakonom.

Međutim, postoje i drugi, praktički neiscrpni izvori energije koji su relativno nedavno postali široko korišteni. Suvremene tehnologije omogućile su vrlo učinkovito korištenje energije vjetra, sunčeve svjetlosti, oceanskih plima itd. za proizvodnju električne energije ili topline. Jedan od alternativnih izvora je toplinska energija zemljine unutrašnjosti, rezervoara i atmosfere. Na korištenju takvih izvora temelji se rad dizalica topline. Za nas je takva oprema još uvijek uključena u kategoriju "egzotičnih noviteta", au isto vrijeme mnogi europski stanovnici griju svoje domove na ovaj način - na primjer, u Švicarskoj ili skandinavskim zemljama broj kuća sa sličnim sustavima je premašio 50%. Ova vrsta proizvodnje topline postupno se počinje prakticirati u Rusiji, iako cijene za kupnju visokotehnološkog skupa opreme još uvijek izgledaju vrlo zastrašujuće. Ali, kao i uvijek, postoje obrtnici-entuzijasti koji pokazuju svoju kreativnost i sastavljaju toplinske pumpe vlastitim rukama.

Publikacija ima za cilj omogućiti čitatelju da pobliže upozna princip rada i osnovnu konstrukciju dizalica topline te upozna njihove prednosti i nedostatke. Osim toga, govorit će se o uspješnim iskustvima u samostalnoj izradi operativnih instalacija.

Princip rada dizalice topline

Nisu svi razmišljali o tome, ali oko nas postoji mnogo izvora topline koji "rade" tijekom cijele godine i 24 sata dnevno. Na primjer, čak iu najekstremnijoj hladnoći, temperatura ispod leda zamrznutog rezervoara i dalje ostaje pozitivna. Ista je slika i kada se uđe dublje u tlo - ispod granice smrzavanja temperatura je gotovo uvijek stabilna i približno jednaka godišnjem prosjeku karakterističnom za ovo područje. Zrak također nosi značajan toplinski potencijal.

Možda će nekoga zbuniti naizgled niske temperature vode, tla ili zraka. Da, spadaju u izvore energije niskog potencijala, ali njihov glavni "adut" je stabilnost, a moderne tehnologije temeljene na zakonima termofizike omogućuju da se čak i neznatna razlika pretvori u potrebno grijanje. I, morate se složiti, kada je mraz vani zimi 20 stupnjeva, a ispod razine smrzavanja tlo je 5 ÷ 7 stupnjeva, tada je takva razlika u amplitudi već sasvim pristojna.

Upravo je to svojstvo kontinuirane opskrbe energijom niskog potencijala ugrađeno u krug dizalice topline. U biti, ova jedinica je uređaj koji "pumpa" i "koncentrira" toplinu preuzetu iz neiscrpnog izvora.

Možete povući neku analogiju s poznatim hladnjakom. Proizvodi koji se u nju stavljaju radi hlađenja i skladištenja te zrak koji ulazi u komoru kada se otvore vrata također nemaju jako visoku temperaturu. Ali ako dodirnete rešetku za izmjenu topline kondenzatora na stražnjoj stijenci hladnjaka, ili je vrlo toplo ili čak vruće.

Prototip toplinske pumpe je poznati hladnjak, čija se rešetka kondenzatora zagrijava tijekom rada.

Dakle, zašto ne koristiti ovaj princip za zagrijavanje rashladne tekućine?Naravno, analogija s hladnjakom nije izravna - nema stabilnog vanjskog izvora topline, a većina energije gubi se uzalud. Ali u slučaju toplinske pumpe, takav izvor se može pronaći (organizirati), a onda će se pokazati kao "hladnjak u obrnutom smjeru" - glavni fokus jedinice bit će upravo na dobivanju topline.

Na kojem principu radi?

To je sustav od tri kruga kroz koje cirkuliraju rashladne tekućine.

Samo tijelo dizalice topline (stavka 1) sadrži dva izmjenjivača topline (stavka 4 i 8), kompresor (stavka 7), krug rashladnog sredstva (stavka 5) te uređaje za podešavanje i upravljanje.
Prvi krug (stavka 1) s vlastitom cirkulacijskom pumpom (stavka 2) nalazi se (uronjen) u izvor niske topline (njihova struktura će biti razmotrena u nastavku). Primanje toplinske energije iz vanjskog neprekinutog izvora (prikazano širokom ružičastom strelicom), zagrijavanje za samo nekoliko stupnjeva (obično, kada koristite sonde ili kolektore u tlu ili vodi - do 4 ÷ 6 ° S), ulazi cirkulirajuća rashladna tekućina izmjenjivač topline-isparivač(poz. 4). Ovdje se događa primarni prijenos topline primljene izvana.
Rashladno sredstvo koje se koristi u unutarnjem krugu crpke (stavka 5) ima izuzetno nisku točku vrenja. Obično se ovdje koristi jedan od modernih, ekološki prihvatljivih freona ili ugljičnog dioksida (u suštini ukapljeni ugljični dioksid). Prilazi ulazu u isparivač (poz. 6) u tekućem stanju, pod sniženim tlakom - to osigurava podesivi prigušnik (poz. 10). Poseban oblik ulaza kapilarnog tipa i oblik isparivača doprinose gotovo trenutnom prijelazu rashladnog sredstva u plinovito stanje. Prema zakonima fizike, isparavanje je uvijek popraćeno naglim hlađenjem i apsorpcijom okolne topline. Budući da se ovaj dio unutarnjeg kruga nalazi u istom izmjenjivaču topline s prvim krugom, freon uzima toplinsku energiju iz rashladnog sredstva, dok ga istovremeno hladi (široka narančasta strelica). Ohlađena rashladna tekućina nastavlja cirkulirati i ponovno dobiva toplinsku energiju iz vanjskog izvora.
Rashladno sredstvo, već u plinovitom stanju, prenoseći toplinu koja mu je prenesena, ulazi u kompresor (položaj 7), gdje pod utjecajem kompresije njegova temperatura naglo raste. Zatim ulazi u sljedeći izmjenjivač topline (stavka 8), u kojem se nalaze kondenzator i cijevi trećeg kruga dizalice topline. (poz. 11).
Ovdje se događa potpuno suprotan proces - rashladno sredstvo se kondenzira, pretvarajući se u tekuće stanje, dok svoju toplinu prenosi na rashladno sredstvo trećeg kruga. Nadalje, u tekućem stanju pod visokim tlakom, prolazi kroz prigušnicu, gdje se tlak smanjuje, a ciklus fizičkih transformacija agregatnog stanja rashladnog sredstva se ponavlja iznova i iznova.
Sada prelazimo na treći krug (stavka 11) dizalice topline. Prima toplinsku energiju od rashladnog sredstva zagrijanog kompresijom (široka crvena strelica) kroz izmjenjivač topline (stavka 8). Ovaj krug ima vlastitu cirkulacijsku pumpu (stavka 12), koja osigurava kretanje rashladne tekućine kroz cijevi za grijanje. Međutim, mnogo je razumnije koristiti akumulacijski, pažljivo izolirani međuspremnik (točka 13), u kojem će se akumulirati prenesena toplina. Akumulirana rezerva toplinske energije koristi se za potrebe grijanja i opskrbe toplom vodom, a troši se postupno, prema potrebi. Ovom mjerom možete se osigurati u slučaju nestanka struje ili koristiti jeftiniju noćnu tarifu za električnu energiju potrebnu za rad dizalice topline.

Ako je instaliran međuspremnik, tada je krug grijanja (poz. 14) s vlastitom cirkulacijskom pumpom (poz. 15) već spojen na njega, osiguravajući kretanje rashladne tekućine kroz cijevi sustava (poz. 16). Kao što je već spomenuto, može postojati drugi krug koji osigurava toplu vodu za kućne potrebe.

Dizalica topline ne može raditi bez napajanja - ono je potrebno za rad kompresora (široka zelena strelica), a struju troše i cirkulacijske crpke u vanjskim krugovima. Međutim, kako uvjeravaju programeri i proizvođači dizalica topline, potrošnja električne energije nije usporediva s rezultirajućim "volumenom" toplinske energije. Tako se uz pravilnu montažu i optimalne uvjete rada često govori o 300 posto i više učinkovitosti, odnosno s jednim utrošenim kilovatom električne energije dizalica topline može proizvesti 4 kilovata toplinske energije “preko glave”.

Zapravo, takva izjava o učinkovitosti donekle je netočna. Zakoni fizike nisu ukinuti, a učinkovitost iznad 100% ista je utopija kao i “ perpetummobile" - vječni pokretni stroj. U ovom slučaju govorimo o racionalnom korištenju električne energije u svrhu "pumpanja" i pretvaranja energije koja dolazi iz neiscrpnog vanjskog izvora. Ovdje je prikladnije koristiti koncept COP (od engleskog "koeficijent učinka") koji se na ruskom češće naziva "koeficijent pretvorbe topline". U ovom slučaju, doista, mogu se dobiti vrijednosti veće od jedne:

CO R = Qgodišnje, Gdje:

CO R – koeficijent pretvorbe topline;

QP– količinu toplinske energije koju primi potrošač;

A– rad koji obavlja kompresorska jedinica.

Postoji još jedna nijansa koja se često jednostavno zaboravlja - ne samo kompresor, već i cirkulacijske crpke u vanjskim krugovima zahtijevaju određenu potrošnju energije za normalan rad crpke. Njihova potrošnja energije je, naravno, mnogo manja, ali se ipak može uzeti u obzir, a to se često jednostavno ne radi u marketinške svrhe.

Rezultirajuća ukupna količina toplinske energije može se potrošiti:

1 – optimalno rješenje je sustav toplih vodenih podova. Dizalice topline u pravilu osiguravaju "porast" temperature do razine od približno 50 ÷ 60 ° S– ovo je dovoljno za zagrijavanje poda.

2 – opskrba toplom vodom u kući. Obično se u sustavima PTV-a temperatura održava na ovoj razini - oko 45 ÷ 55 ° C.

3 – ali za konvencionalne radijatore takvo grijanje očito neće biti dovoljno. Rješenje je povećati broj odjeljaka ili koristiti posebne niskotemperaturne radijatore. Uređaji za grijanje konvekcijskog tipa također će pomoći u rješavanju problema.

4 – jedna od najvažnijih prednosti dizalica topline je mogućnost prebacivanja u „suprotan“ način rada. Ljeti takva jedinica može obavljati funkciju klimatizacije - uzimajući toplinu iz prostorija i prenositi je u tlo ili rezervoar.

Izvori niskopotencijalne energije

Koje izvore energije niskog potencijala mogu koristiti dizalice topline? Tu ulogu mogu imati stijene, tlo na različitim dubinama, voda iz prirodnih rezervoara ili podzemnih vodonosnika, atmosferski zrak ili tokovi toplog zraka uklonjeni iz zgrada ili industrijskih tehnoloških kompleksa.

A. Korištenje toplinske energije tla

Kao što je već spomenuto, ispod razine smrzavanja tla karakteristične za određeno područje, temperatura tla je stabilna tijekom cijele godine. To je ono što se koristi za rad dizalica topline prema shemi "tlo-voda".

Shematski dijagram ekstrakcije energije "tlo - voda"

Za stvaranje takvog sustava pripremaju se posebna površinska toplinska polja u kojima se gornji slojevi tla uklanjaju do dubine od oko 1,2 ÷ 1, 5 metara. U njih se postavljaju konture od plastičnih ili metalno-plastičnih cijevi promjera, u pravilu, 40 mm. Učinkovitost uklanjanja toplinske energije ovisi o lokalnim klimatskim uvjetima i ukupnoj duljini stvorenog kruga.

Otprilike, za središnju Rusiju može se raditi sa sljedećim odnosima:

Suha pjeskovita tla - 10 W energije po dužnom metru cijevi.
Suha glinena tla – 20 W/m.
Vlažna glinena tla – 25 W/m.
Glinena stijena s visokom podzemnom vodom – 35 W/m.

Unatoč prividnoj jednostavnosti takvog prijenosa topline, ova metoda nipošto nije uvijek optimalno rješenje. Činjenica je da to uključuje vrlo značajne količine radova iskopavanja. Ono što na dijagramu izgleda jednostavno, u praksi je mnogo kompliciranije. Prosudite sami - da biste "uklonili" čak i samo 10 kWt toplinske energije iz podzemnog kruga na glinenom tlu, bit će potrebno oko 400 metara cijevi. Ako također uzmemo u obzir obvezno pravilo da mora postojati interval ne manji od 1 između zavoja kruga, 2 metara, tada će vam za instalaciju trebati parcela od 4 hektara (20 × 20 metara).

Postavljanje polja za izvlačenje topline iz zemlje izuzetno je velik i radno intenzivan zadatak

Prvo, nema svatko priliku dodijeliti takav teritorij. Drugo, na ovom području potpuno su isključene sve zgrade, jer postoji velika vjerojatnost oštećenja konture. I treće, izvlačenje topline iz zemlje, pogotovo ako su proračuni izvedeni loše, možda neće proći bez traga. Ne može se isključiti učinak superhlađenja područja, kada ljetne vrućine neće moći u potpunosti uspostaviti ravnotežu temperature u dubini kruga. To može negativno utjecati na biološku ravnotežu u površinskim slojevima tla, a kao rezultat toga, neke biljke jednostavno neće rasti u prehlađenom području - neka vrsta lokalnog učinka "ledenog doba".

B. Toplinska energija iz bušotina

Čak i mala veličina mjesta neće biti prepreka organiziranju opskrbe toplinskom energijom iz bušene bušotine.

Kao izvor niske topline - duboki bunar

Temperatura tla postaje stabilnija tek s povećanjem dubine, a na dubini preko 15 — 20 metara je čvrsto na oznaci od 10 stupnjeva, povećavajući se za dva do tri stupnja za svakih 100 m ronjenja. Štoviše, ova je vrijednost apsolutno neovisna o dobu godine ili vremenskim nepogodama, što bunar čini najstabilnijim i najpredvidljivijim izvorom topline.

U bušotine se spušta sonda, koja je petlja u obliku slova U od plastičnih (metalno-plastičnih) cijevi kroz koje cirkulira rashladna tekućina. Najčešće se izrađuje nekoliko bunara dubine od 40 ÷ 50 do 150 metara, ne bliže od 6 m jedna od druge, koje su povezane ili u nizu ili spojem na zajednički kolektor. Prijenos topline tla s ovim rasporedom cijevi znatno je veći:

Za suhe sedimentne stijene – 20 W/m.
Stjenoviti slojevi tla ili sedimentne stijene zasićene vodom – 50 W/m.
Čvrste stijene visoke toplinske vodljivosti - 70 W/m.
Ako imate sreće i naiđete na podzemni vodonosnik - oko 80 W/m.

Ako nema dovoljno prostora ili ako je dubinsko bušenje otežano zbog karakteristika tla, može se izbušiti nekoliko kosih rupa s gredama iz jedne točke.

Usput, ako se bušotina nalazi u vodonosniku sa stabilnim protokom, ponekad se koristi otvoreni primarni krug izmjene topline. U ovom slučaju, voda se crpi iz dubine pumpom, sudjeluje u izmjeni topline, a zatim se, ohlađena, ispušta u drugu bušotinu istog horizonta, do nalazi se naodređeni udaljenost od prve (izračunava se pri projektiranju sustava). Ujedno se može organizirati i zahvat vode za kućne potrebe.

Glavni nedostatak bušotinske metode ekstrakcije topline je visoka cijena radova bušenja, koje je vrlo teško ili jednostavno nemoguće izvesti sami bez odgovarajuće opreme. Osim toga, za bušenje bunara često su potrebne dozvole nadležnih za zaštitu okoliša. Usput, korištenje izravne izmjene topline s obrnutim ispuštanjem vode u bunar također može biti zabranjeno.

Možete li sami izbušiti bunar?

Naravno, ovo je izuzetno težak zadatak, ali postoje tehnologije koje vam omogućuju da to učinite sami pod određenim uvjetima.

O tome kako možete - u posebnoj publikaciji našeg portala.

B. Korištenje vodenih tijela kao izvora topline

Ribnjak dovoljne dubine koji se nalazi u blizini kuće može postati dobar izvor toplinske energije. Čak i zimi voda ispod gornje kore leda ostaje u tekućem stanju, a temperatura joj je iznad nule - to je ono što dizalica topline treba.

Približan prijenos topline iz kruga uronjenog u vodu iznosi 30 kW/m. To znači da je za povrat od 10 kW potreban krug veličine oko 350 m.

Takvi kolektorski krugovi montirani su na kopnu od plastičnih cijevi. Zatim se presele u ribnjak i zarone do dna, do dubine najmanje 2 metra, za koje su opterećenja vezana brzinom od 5 kg po 1 dužnom metru cijevi.

Zatim se izvršava toplinski izolirani polaganje cijevi do kuće i njihovo spajanje na izmjenjivač topline pumpa

Međutim, ne treba misliti da je bilo koji rezervoar potpuno prikladan za takve svrhe - opet će biti potrebni vrlo složeni proračuni toplinskog inženjerstva. Na primjer, mali i nedovoljno duboki ribnjak ili plitka mirna rijeka ne samo da se ne mogu nositi sa zadatkom neprekinute opskrbe energijom niskog potencijala - mogu se jednostavno zamrznuti do dna, ubijajući tako sve stanovnike rezervoara.

Prednosti vodenih izvora topline su u tome što nema potrebe za bušenjem, a zemljani su svedeni na minimum - samo kopanje rovova do kuće za polaganje cijevi. A kao nedostatak možemo primijetiti nisku dostupnost za većinu vlasnika kuća jednostavno zbog nedostatka vodenih tijela u razumnoj blizini stambenih objekata.

Usput, odvodi se često koriste za izmjenu topline - čak i po hladnom vremenu imaju prilično stabiliziranu pozitivnu temperaturu.

D. Oduzimanje topline iz zraka

Toplina za grijanje doma ili za opskrbu toplom vodom može se uzeti doslovno iz zraka. Na ovom principu rade dizalice topline zrak-voda. zrak – zrak».

Uglavnom, ovo je isti klima uređaj, samo prebačen na "zimski" način rada. Učinkovitost takvog sustava grijanja uvelike ovisi o klimatskim uvjetima regije i vremenskim nepogodama. Suvremene instalacije, iako projektirane za rad i na vrlo niskim temperaturama (do – 25, a neke i do – 40° S), ali koeficijent pretvorbe energije naglo pada, isplativost i izvedivost takvog pristupa odmah pokreću hrpu pitanja.

Ali takva dizalica topline uopće ne zahtijeva nikakve radno intenzivne operacije - najčešće je njegova primarna jedinica za izmjenu topline instalirana ili na zidu (krovu) zgrade ili u neposrednoj blizini njega. Usput, teško se može razlikovati od vanjske jedinice split sustava klimatizacije.

Takve dizalice topline često se koriste kao dodatni izvori toplinske energije za grijanje, a ljeti - kao generator topline za opskrbu toplom vodom.

Primjena takvih dizalica topline potpuno je opravdana za oporabu - korištenje sekundarne topline, primjerice, na izlazima ventilacijskih okna (kanala). Na taj način instalacija dobiva prilično stabilan i visokotemperaturni izvor energije - ovo se široko koristi u industrijskim poduzećima gdje stalno postoje izvori sekundarne topline za njegovo korištenje.

U sustavima zrak-zrak i zrak-voda uopće ne postoji primarni krug izmjene topline. Ventilatori stvaraju protok zraka koji puše izravno u cijevi isparivača dok rashladno sredstvo cirkulira kroz njih.

Usput, postoji cijela linija dizalica topline tipa DX (od engleskog "direct exchange", što znači "izravna izmjena"). I njima u biti nedostaje primarni krug. Izmjena topline s izvorom niske topline (u bunarima ili V sloj tla) prolazi izravno u bakrene cijevi napunjene rashladnim sredstvom. To je, s jedne strane, skuplje i teže za implementaciju, ali vam omogućuje značajno smanjenje dubine bunara (dovoljno je jedna vertikala od 30 metara ili nekoliko nagnutih do 15 m) i ukupnu površinu bušotina. vodoravno polje izmjene topline, ako se nalazi ispod gornjeg sloja tla. Sukladno tome, može se govoriti o višem koeficijentu pretvorbe, te općenito učinkovitosti dizalice topline. Ali jedini je problem što su bakrene cijevi za izmjenu topline mnogo skuplje od plastičnih i teže ih je instalirati, a cijena rashladnog sredstva je mnogo veća od one konvencionalne rashladne tekućine protiv smrzavanja.

Kako radi klima uređaj i da li ga je moguće sami montirati?

Već je rečeno da osnovni princip Radnje klima uređaja i dizalice topline praktički su “blizanci”, ali u “zrcalnoj slici”.

Više detalja o uređaju i osnovnim pravilima možete pronaći u posebnoj publikaciji na portalu.

Video: korisne informacije o teoriji i praksi korištenja dizalica topline

Opće prednosti i nedostaci dizalica topline

Dakle, možemo povući određenu crtu u razmatranju dizalica topline, fokusirajući se na njihove glavne, imaginarne i stvarne, prednosti i nedostatke.

A. Visoka učinkovitost i ukupna isplativost ove vrste grijanja.

Ovo je već gore spomenuto - u dobro osmišljenom i pravilno instaliranom sustavu, pod optimalnim radnim uvjetima, možete računati na dobivanje 4 kW toplinske energije za nadomjestak potrošenog 1 kW električne energije.

Sve će to biti pošteno samo ako je kućište dobilo najkvalitetniju izolaciju. To se, naravno, odnosi na sve sustave grijanja, samo ove "magične brojke" od 300% više pokazuju važnost pouzdane toplinske izolacije.

Što se redovnih troškova za potrošene energente tiče, dizalice topline su na prvom mjestu po učinkovitosti, nešto ispred čak i jeftinog mrežnog plina. Također treba uzeti u obzir da nema potrebe za transportom i skladištenjem rezervi goriva - ako govorimo o ulozima na kruto ili tekuće gorivo.

B. Dizalica topline može postati visoko ekonomičan glavni izvor grijanja i opskrbe toplom vodom.

Ovo je pitanje također već obrađeno. Ako kuća koristi dizalice topline kao glavni izvor grijanja prostorija, tada dizalica topline odgovarajuće snage mora “vući” takvo opterećenje. Za većinu konvencionalnih radijatora, temperatura od 50 ÷ 55 stupnjeva bit će očito nedovoljna.

Posebno treba istaknuti crpke koje izvlače toplinu iz zraka. Izuzetno su osjetljivi na trenutne vremenske prilike. Iako proizvođači tvrde da mogu raditi na -25, pa čak i -40 ° S, učinkovitost se naglo smanjuje i ne može se govoriti o 300%.

Razumno rješenje je stvoriti kombinirani sustav grijanja (bivalentno). Sve dok je snaga HP-a dovoljna, ona djeluje kao glavni izvor topline, u slučaju nedovoljne snageuvredljiv stvaran hladno vrijeme - u pomoć dolaze električno grijanje, kotao na tekuće ili kruto gorivo, solarni kolektor itd. Plinska oprema u ovom slučaju ne dolazi u obzir - ako je moguće koristiti mrežni plin za grijanje, tada je potreba za dizalicom topline vrlo upitna, barem na trenutnoj razini cijena energije.

U. Sustav grijanja toplinskom pumpom ne zahtijeva dimnjak. Radi gotovo nečujno.

Doista, vlasnici neće imati poteškoća s uređenjem dimnjaka. Što se tiče tišine rada, kao i kod svih drugih kućanskih aparata s različitim pogonima, pozadina buke je i dalje prisutna - od rada kompresora, cirkulacijskih pumpi. Drugo je pitanje da je u modernim modelima ova razina buke, s ispravnim uklanjanjem pogrešaka jedinice, vrlo mala i ne izaziva zabrinutost stanovnika. Osim toga, vjerojatno bi malo ljudi pomislilo na ugradnju takve opreme u dnevne sobe.

G. Potpuna ekološka prihvatljivost sustava - nema emisija u atmosferu, nema prijetnje stanovnicima kuće.

Tako je, posebno s obzirom na modele u kojima se kao rashladno sredstvo koristi moderni freon, bezopasan za ozonski omotač (na primjer, R-410A).

Također možete odmah primijetiti vatru - i otporan na eksploziju takav sustav - nema zapaljivih ili zapaljivih tvari, isključeno je nakupljanje njihovih eksplozivnih koncentracija.

D. Suvremene dizalice topline univerzalne su klimatske jedinice koje ljeti mogu raditi i za grijanje i za klimatizaciju.

Ovo je vrlo važna prednost, koja, doista, daje domaćinima puno dodatnih pogodnosti.

E. Rad dizalice topline u potpunosti je kontroliran automatizacijom i ne zahtijeva intervenciju korisnika. Takav sustav, za razliku od drugih, ne treba redovito održavanje i preventivno održavanje.

S prvom tvrdnjom možemo se u potpunosti složiti, ali ne zaboravimo napomenuti da je većina modernih plinskih ili električnih sustava grijanja također potpuno automatizirana, odnosno da ovu prednost nemaju samo dizalice topline.

Ali o drugom pitanju možete ući u raspravu. Vjerojatno niti jedna industrijska ili kućanska grijaća jedinica ne može bez redovitih provjera i preventivnog održavanja. Čak i ako je pošteno pretpostaviti da ne biste trebali sami ulaziti u unutarnji krug s rashladnim sredstvom i automatizacijom, tada će vanjski krugovi s antifrizom ili drugom rashladnom tekućinom i dalje zahtijevati određeno sudjelovanje. To uključuje redovito čišćenje (osobito u zračnim sustavima), praćenje sastava i razine rashladne tekućine, provjeru rada cirkulacijskih pumpi i provjeru cjelovitosti cijevi i prisutnosti curenja na armaturama i još mnogo toga - u jednom riječju, nešto bez čega nitko ne može.jedan sustav grijanja. Jednom riječju, izjava o potpunoj beskorisnosti održavanja izgleda u najmanju ruku neutemeljena.

I. Brzi povrat za sustav grijanja s dizalicom topline.

Ovo je pitanje toliko kontroverzno da zaslužuje posebnu pozornost.

Neke tvrtke koje se bave prodajom takve opreme obećavaju svojim potencijalnim klijentima vrlo brz povrat sredstava uloženih u projekt. Daju izračune u tablicama prema kojima se doista može stvoriti mišljenje da je dizalica topline jedino prihvatljivo rješenje ako nije moguće produžiti plinovod do kuće.

Evo jednog takvog primjera:

Vrste goriva	Prirodni plin (metan)	Sjeckana breza za ogrjev	E-mail energije po jedinstvenoj tarifi	Dizel gorivo	Dizalica topline (noćna tarifa)
Jedinica zalihe goriva	m³	3 m³	kW × h	litra	kW × h
Trošak goriva s isporukom, trljajte	5.95	6000	3.61	36.75	0.98
Sadržaj kalorija u gorivu	38.2	4050	1	36	1
Jedinica mjerenja kalorija	MJ/m³	kW × h	kW × h	MJ/litri	kW × h
Učinkovitost kotla, % ili COP	92	65	99	85	450
Trošak goriva, rub / MJ	0.17	0.41	1.01	1.19	0,06
Trošak goriva, rub / kWh	0.61	1.48	3.65	4.29	0.22
Trošak goriva, rub / GCal	708	1722	4238	4989	253
Troškovi goriva godišnje, rub	24350	59257	145859	171721	8711
Vijek trajanja opreme, godine	10	10	10	10	15
Približan trošak opreme, rub	50000	70000	40000	100000	320000
Trošak instalacije, rub	70000	30000	30000	30000	80000
Trošak povezivanja mreža (tehnički uvjeti, oprema i instalacija), rub.	120000	0	650	0	0
Početna investicija, RUB (približno)	240000	100000	70650	130000	400000
Operativni troškovi, rub / godina	1000	1000	0	5000	0
Vrste operativnog rada	održavanje, čišćenje kamere	komore za čišćenje, dimnjaci	Zamjena grijaćih elemenata	čišćenje komore, mlaznica, zamjena filtera	Ne
Ukupni troškovi za cijelo razdoblje rada (uključujući troškove goriva), rub.	493502	702572	1529236	1897201	530667
Ukupni relativni trošak 1 godine rada (gorivo, amortizacija, održavanje itd.)	49350	70257	152924	189720	35378

Da, krajnji rezultat je zaista impresivan, ali ide li ovdje sve “glatko”?

Pažljivom čitatelju prvo će zapeti za oko da je cijena električne energije za grijanje na struju opća tarifa, a dizalica topline iz nekog razloga ima povlaštenu noćnu tarifu. Navodno, kako bi konačna razlika bila jasnija.

Unaprijediti. Cijena opreme dizalice topline nije posve točno prikazana. Ako bolje pogledate ponude na Internetu, cijene za instalacije s kapacitetom od oko 7 ÷ 10 kW, koje se mogu koristiti za grijanje, počinju od 300 - 350 tisuća rubalja (zračne dizalice topline i instalacije male snage koristi se samo za troškove opskrbe toplom vodom nešto manji).

Čini se da je sve točno, ali "vrag je u detaljima." Ovo je samo trošak same hardverske jedinice, koja ne uključuje periferne uređaje, sklopove, sonde itd. – beskoristan. Cijena samo jednog kolektora (bez cijevi) dat će najmanje 12 ÷ 15 tisuća, sonda za bušotinu košta ništa manje. A ako dodate troškove cijevi, armatura, zapornih ventila i dovoljno velike količine rashladne tekućine, ukupni iznos brzo raste.

Cijevi, razdjelnici, zaporni ventili također su prilično "teška" stavka općih troškova

Ali to nije sve. Već je spomenuto da sustav grijanja temeljen na dizalici topline, kao vjerojatno nitko drugi, ne treba složene specijalizirane proračune. Prilikom projektiranja uzimaju se u obzir mnogi čimbenici: ukupna površina i volumen same zgrade, stupanj njezine izolacije i izračun toplinskih gubitaka, osiguranje dovoljnog izvora napajanja električnom energijom, prisutnost potrebne površine teritorij (obližnje vodeno tijelo) za postavljanje vodoravnih krugova za izmjenu topline ili bušenje bunara, vrsta i stanje tla, položaj vodonosnika i još mnogo toga. Naravno, i istraživanje i projektiranje također će zahtijevati vrijeme i odgovarajuće plaćanje stručnjacima.

Instaliranje opreme "nasumično", bez odgovarajućeg dizajna, prepuno je oštrog smanjenja učinkovitosti sustava, a ponekad čak i lokalnih "ekoloških katastrofa" u obliku neprihvatljive hipotermije tla, bunara ili bušotina i rezervoara.

Sljedeći korak je ugradnja opreme i stvaranje polja za izmjenu topline ili bunara. Opseg iskopavanja i dubina bušenja već je spomenuta. Za punjenje bušotina nakon postavljanja sondi potrebna je posebna betonska otopina s visokim stupnjem toplinske vodljivosti. Plus tome - prebacivanje krugova, polaganje autocesta do kuće itd. - sve je to još jedan značajan "sloj" materijalnih troškova. To također uključuje kupnju i ugradnju spremnika s potrebnom automatskom regulacijom, modifikaciju sustava grijanja za grijane podove ili ugradnju posebnih uređaja za izmjenu topline.

Jednom riječju, troškovi su vrlo impresivni, a to je vjerojatno ono što sustave grijanja s dizalicama topline drži u kategoriji "egzotičnih", nedostupnih velikoj većini vlasnika privatnih kuća.

Ali što je s njihovom najvećom popularnošću i širokom upotrebom u drugim zemljama? Činjenica je da tamo rade državni programi za poticanje stanovništva na korištenje alternativnih izvora opskrbe energijom. Potrošači koji su izrazili želju za prelaskom na ove vrste grijanja imaju pravo na državne potpore koje u najvećoj mjeri pokrivaju početne troškove projektiranja i ugradnje opreme. I razina prihoda zaposlenih građana, da budem iskren, postoji malo višlje nego na našim prostorima.

Za europske gradove i naselja ovo je prilično poznata slika - izmjenjivač topline dizalice topline u blizini kuće

Sažetak - izjave o brzoj isplativosti takvog projekta treba tretirati s određenim stupnjem opreza. Prije nego što preuzmete tako opsežan i odgovoran skup aktivnosti, trebali biste pažljivo izračunati i odvagnuti sve "računovodstvo" do najsitnijih detalja, procijeniti stupanj rizika, svoje financijske mogućnosti, planiranu profitabilnost itd. Možda će postojati racionalnije, prihvatljivije opcije - polaganje plina, ugradnja modernih sustava grijanja, korištenje novih dostignuća u području električnog grijanja itd.

Napisano ne treba shvatiti kao “negativno” prema dizalicama topline. Naravno, ovo je izuzetno progresivan smjer i ima velike izglede. Stvar je samo u tome da u takvim stvarima ne treba pokazivati nepromišljen voluntarizam - odluke se trebaju temeljiti na pažljivo promišljenim i sveobuhvatno provedenim izračunima.

Cijene za asortiman dizalica topline

Dizalice topline

Je li moguće sastaviti toplinsku pumpu vlastitim rukama?

Opći izgledi korištenja "besplatnih" izvora toplinske energije, zajedno s stalnom visokom cijenom opreme, htjelo-ne htjelo dovode mnoge kućne obrtnike do pitanja samostalnog stvaranja takvih instalacija grijanja. Je li moguće samostalno napraviti dizalicu topline?

Naravno, sasvim je moguće sastaviti takav toplinski stroj koristeći neke gotove jedinice i potrebne materijale. Na internetu možete pronaći videozapise i članke s uspješnim primjerima. Istina, malo je vjerojatno da će biti moguće pronaći točne crteže, sve je obično ograničeno na preporuke o mogućnosti izrade određenih dijelova i sklopova. Međutim, u tome postoji racionalno "zrno": kao što je već spomenuto, dizalica topline je takav individualni sustav koji zahtijeva izračune u odnosu na specifične uvjete da je malo vjerojatno da je preporučljivo slijepo kopirati rad drugih ljudi.

Ipak, svatko tko ga odluči sam izraditi trebao bi poslušati neke tehnološke preporuke.

Dakle, "izbacimo iz jednadžbe" stvaranje vanjskih krugova - grijanje i primarnu izmjenu topline. Glavni zadatak u ovom slučaju je proizvodnja dva izmjenjivača topline, isparivača i kondenzatora, povezanih krugom bakrene cijevi kroz koju cirkulira rashladno sredstvo. Ovaj krug, kao što se može vidjeti iz sheme spoja, spojen je na kompresor.

Nije teško pronaći kompresor - nov ili iz opreme rastavljen za rezervne dijelove

Sam kompresor nije tako teško nabaviti - možete kupiti novi u specijaliziranoj trgovini. Možete pretraživati na tržištu hardvera - često prodaju jedinice iz starih hladnjaka ili klima uređaja rastavljene za rezervne dijelove. Sasvim je moguće da će se kompresor naći u vlastitim zalihama - mnogi štedljivi vlasnici, čak i kada kupuju nove kućanske aparate, ne bacaju takve stvari.

Sada - pitanje izmjenjivača topline. Ovdje postoji nekoliko različitih opcija:

A. Ako je moguće kupiti gotovi pločasti izmjenjivači topline , zapečaćen u zapečaćenom kućištu, ovo će odmah riješiti mnogo problema. Takvi uređaji imaju izvrsnu učinkovitost prijenosa topline iz jednog kruga u drugi - nije uzalud što se koriste u sustavima grijanja pri povezivanju autonomnog ožičenja unutar stana na cijevi središnje mreže.

Još jedna pogodnost je što su takvi izmjenjivači topline kompaktni i imaju gotove cijevi, armature ili navojne spojeve za spajanje na oba kruga.

Video: izrada toplinske pumpe pomoću gotove izmjenjivači topline

B. Mogućnost dizalice topline s izmjenjivačem topline od bakrenih cijevi i zatvorenim spremnicima.

Oba izmjenjivača topline su u načelu slične konstrukcije, ali se za njih mogu koristiti različiti spremnici.

Za kondenzator je prikladan cilindrični spremnik od nehrđajućeg čelika kapaciteta oko 100 litara. U njega je potrebno postaviti bakrenu zavojnicu, izvlačeći joj krajeve odozgo i odozdo i hermetički zatvoriti prolazne točke nakon završetka montaže. Ulaz bi trebao biti smješten na dnu, izlaz, odnosno, na vrhu izmjenjivača topline.

Sama zavojnica je namotana iz bakrene cijevi, koja se može kupiti u trgovini na metar (debljina stijenke - najmanje 1 mm). Kao predložak možete koristiti cijev velikog promjera. Zavoji zavojnice trebaju biti malo razmaknuti, pričvršćeni, na primjer, na perforirani aluminijski profil.

Krug vode za grijanje može se spojiti pomoću običnih vodovodnih cijevi montiranih (zavarenih, lemljenih ili na navojnom spoju s brtvom) na suprotnim rubovima spremnika za izmjenu topline. Unutarnji prostor samog izmjenjivača topline koristi se za cirkulaciju vode. Konačni rezultat trebao bi biti nešto poput ovoga:

Za isparivač takve komplikacije nisu potrebne - nema visokih temperatura ni prekomjernog tlaka, pa će velika plastična posuda biti dovoljna. Zavojnica je namotana na približno isti način, njeni krajevi su izvučeni. Redoviti vodovodni priključci također su dovoljni za cirkulaciju vode iz primarnog kruga.

Isparivač se također postavlja na nosače uz kondenzator, au njihovoj blizini se priprema mjesto za montažu kompresora i njegovo spajanje na krug.

Preporuke za cjevovod kompresora, ugradnju regulacijskog ventila za gas, promjer i duljinu kapilarne cijevi, potrebu za regeneracijskim izmjenjivačem topline i itd.., neće se dati - to mora izračunati i montirati samo stručnjak za rashladne uređaje.

Treba imati na umu da to zahtijeva visoke vještine u hermetičkom lemljenju bakrenih cjevovoda, sposobnost ispravnog pumpanja rashladnog sredstva - freona, provođenja provjera i probnog rada. Osim toga, ovaj rad je prilično opasan, zahtijeva poštivanje vrlo specifičnih sigurnosnih pravila.

U. Dizalica topline s cijevnim izmjenjivačima topline

Druga mogućnost za proizvodnju izmjenjivača topline. Za to će vam trebati metal-plastične i bakrene cijevi.

Bakrene cijevi su odabrane u dva promjera - oko 8 mm za kondenzator i oko 5 ÷ 6 za isparivač. Duljina im je 12 odnosno 10 metara.

Metalno-plastične cijevi dizajnirane su za cirkulaciju vode kroz njih iz primarnog kruga izmjene topline i grijanja, a bakrene cijevi unutarnjeg kruga dizalice topline bit će smještene u njihovoj šupljini. Prema tome, promjer cijevi može biti 20 i 16 mm.

Metalno-plastične cijevi rastegnute su po duljini tako da se u njih bez puno napora mogu umetnuti bakrene cijevi koje bi trebale stršati oko 200 mm sa svake strane.

T-račnica se postavlja i zabrtvi na svaki kraj cijevi tako da bakrena cijev prolazi ravno kroz nju. Prostor između njega i tijela tee-a pouzdano je zapečaćen brtvilom otpornim na toplinu. Preostali okomiti priključak T-ceva služit će za spajanje izmjenjivača topline na krug vode.

Sastavljene cijevi su namotane u spirale. Svakako im odmah osigurajte toplinsku izolaciju tako da ih obučete u izolacijske “majice” od pjenaste gume. Rezultat su dva gotova izmjenjivača topline.

Mogu se postaviti jedan iznad drugog u improviziranom kućištu okvirnog tipa. Isti okvir također pruža platformu za ugradnju kompresora. A kako bi se smanjio prijenos vibracija s njega na cjelokupnu strukturu, kompresor se može montirati, na primjer, kroz automobilske tihe blokove.

Za cjevovod kompresora i punjenje rezultirajućeg kruga freonom ponovno ćete morati pozvati stručnjaka za hlađenje.

Takvu dizalicu topline možete ugraditi na predviđeno mjesto i spojiti T-priključke na izmjenjivače topline, svaki na svoj krug. Sve što preostaje je napajanje i pokretanje jedinice.

Sve razmatrane dizalice topline kućne izrade potpuno su funkcionalne. No, ne biste trebali pretpostaviti da samo tako možete u potpunosti riješiti problem jeftinog grijanja doma. Ovdje govorimo, prije, o stvaranju postojećih modela koji zahtijevaju daljnje usavršavanje i modernizaciju. Čak i iskusni majstori u ovom području, koji su već napravili više od jednog sličnog uređaja, stalno traže načine za poboljšanje, stvarajući nove "verzije".

Video: kako majstor poboljšava toplinsku pumpu koju je napravio vlastitim rukama

Osim toga, uzeta je u obzir samo sama dizalica topline, a za normalan rad potrebna je oprema za upravljanje, nadzor i podešavanje povezana sa sustavom grijanja kuće. Ovdje se više ne može bez određenih znanja iz područja elektrotehnike i elektronike.

Opet se možemo vratiti na probleme izračuna - hoće li domaća dizalica topline "povući" sustav grijanja tako da postane prava alternativa drugim izvorima topline? Često, u tim stvarima, domaći majstori moraju "ići po osjećaju". No, ako se osnovni princip nauči i prvi model uspješno funkcionira, to je već velika pobjeda. Možete privremeno prilagoditi svoj ispitni uzorak kako biste svom domu opskrbili toplu vodu za potrebe kućanstva, a zatim započeti s projektiranjem naprednije jedinice, uzimajući u obzir iskustvo koje ste već stekli i ispravljajući pogreške.

Opskrba toplom vodom - iz sunčeve energije!

Vrlo praktično rješenje bilo bi korištenje sunčeve energije za opskrbu toplom vodom u vašem domu. Ovaj izvor alternativne energije puno je jednostavniji i jeftiniji za implementaciju od dizalice topline. Kako to učiniti - u posebnoj publikaciji na našem portalu.

Dizalica topline je univerzalni uređaj koji funkcionalno objedinjuje karakteristike klima uređaja, bojlera i kotla za grijanje. Ovaj uređaj ne koristi konvencionalno gorivo, za njegov rad su potrebni obnovljivi izvori iz okoliša - energija iz zraka, tla, vode.

Stoga je dizalica topline danas najisplativija jedinica, budući da njezin rad ne ovisi o cijeni goriva, a također je ekološki prihvatljiva, budući da izvor topline nije električna energija ili produkti izgaranja, već prirodni izvori topline.

Da bismo bolje razumjeli kako toplinska pumpa radi za grijanje doma, vrijedi se prisjetiti principa rada hladnjaka. Ovdje radna tvar isparava, oslobađajući hladnoću. U pumpi se, naprotiv, kondenzira i proizvodi toplinu.

Princip rada dizalice topline

Cijeli proces sustava predstavljen je u obliku Carnotovog ciklusa - nazvanog po izumitelju. Može se opisati na sljedeći način. Rashladno sredstvo prolazi kroz radni krug - zrak, zemlja, voda i njihove kombinacije , odakle se šalje u 1. izmjenjivač topline – komoru za isparavanje. Ovdje prenosi akumuliranu toplinu na rashladno sredstvo koje cirkulira u unutarnjem krugu crpke.

Princip rada dizalice topline za grijanje doma

Tekuće rashladno sredstvo ulazi u komoru za isparavanje, gdje ga niski tlak i temperatura (5 0 C) pretvaraju u plinovito stanje. Sljedeća faza je prijenos plina u kompresor i njegova kompresija. Kao rezultat toga, temperatura plina naglo raste, plin prelazi u kondenzator, ovdje izmjenjuje toplinu sa sustavom grijanja. Ohlađeni plin prelazi u tekućinu i ciklus se ponavlja.

Prednosti i nedostaci dizalica topline

Rad dizalica topline za grijanje doma može se kontrolirati pomoću posebno ugrađenih termostata. Crpka se automatski uključuje kada temperatura medija padne ispod zadane vrijednosti i isključuje se ako temperatura premaši zadanu vrijednost. Dakle, uređaj održava stalnu temperaturu u prostoriji - to je jedna od prednosti uređaja.

Prednosti uređaja su njegova učinkovitost - crpka troši malu količinu električne energije i ekološka prihvatljivost, odnosno apsolutna sigurnost za okoliš. Glavne prednosti uređaja:

Pouzdanost. Vijek trajanja prelazi 15 godina, svi dijelovi sustava imaju dug radni vijek, fluktuacije energije ne štete sustavu.
Sigurnost. Nema čađe, ispušnih plinova, otvorenog plamena, curenje plina je isključeno.
Udobnost. Rad crpke je tih, kontrola klime i automatski sustav, čiji rad ovisi o vremenskim uvjetima, pomažu u stvaranju udobnosti i udobnosti u kući.
Fleksibilnost. Uređaj ima moderan, moderan dizajn i može se kombinirati s bilo kojim sustavom kućnog grijanja.
Svestranost. Koristi se u privatnoj i civilnoj gradnji. Budući da ima širok raspon snage. Zbog toga može osigurati toplinu sobama bilo koje veličine - od male kuće do vikendice.

Složena struktura crpke određuje njegov glavni nedostatak - visoku cijenu opreme i njezine instalacije. Za ugradnju uređaja potrebno je izvršiti zemljane radove u velikim količinama.

Dizalice topline - podjela

Rad dizalice topline za grijanje kuće moguć je u širokom temperaturnom rasponu - od -30 do +35 stupnjeva Celzijusa. Najčešći uređaji su apsorpcija (prijenos topline kroz svoj izvor) i kompresija (kruženje radnog fluida nastaje zbog električne energije). Apsorpcijski uređaji su najekonomičniji, ali su skuplji i imaju složen dizajn.

Klasifikacija crpki prema vrsti izvora topline:

Geotermalna. Toplinu uzimaju od vode ili zemlje.
U zraku. Oni uzimaju toplinu iz zraka.
Sekundarna toplina. Oni oduzimaju tzv. industrijsku toplinu - nastalu tijekom proizvodnje, grijanja i drugih industrijskih procesa.

Nosač topline može biti:

Voda iz umjetnog ili prirodnog rezervoara, podzemna voda.
Temeljni premaz.
Zračne mase.
Kombinacije gore navedenih medija.

Geotermalna pumpa - principi konstrukcije i rada

Geotermalna pumpa za grijanje kuće koristi toplinu tla koju odabire vertikalnim sondama ili horizontalnim kolektorom. Sonde se postavljaju na dubinu do 70 metara, sonda se nalazi na maloj udaljenosti od površine. Ova vrsta uređaja je najučinkovitija jer izvor topline ima prilično visoku, konstantnu temperaturu tijekom cijele godine. Stoga je za prijenos topline potrebno potrošiti manje energije.

Takva oprema zahtijeva visoke troškove instalacije. Troškovi bušenja bunara su visoki. Osim toga, površina dodijeljena kolektoru mora biti nekoliko puta veća od površine grijane kuće ili vikendice. Važno je zapamtiti: zemljište na kojem se nalazi kolektor ne može se koristiti za sadnju povrća ili voćaka - korijenje biljaka će se prehladiti.

Korištenje vode kao izvora topline

Vodeno tijelo je izvor velike količine topline. Za pumpu možete koristiti rezervoare koji se ne smrzavaju s dubine od 3 metra ili podzemnu vodu na visokoj razini. Sustav se može implementirati na sljedeći način: cijev izmjenjivača topline, opterećena opterećenjem od 5 kg po 1 dužnom metru, položi se na dno rezervoara. Duljina cijevi ovisi o snimci kuće. Za sobu od 100 m2. Optimalna duljina cijevi je 300 metara.

U slučaju korištenja podzemne vode, potrebno je izbušiti dvije bušotine, smještene jednu iza druge u smjeru podzemne vode. U prvoj bušotini postavljena je pumpa koja dovodi vodu u izmjenjivač topline. Ohlađena voda teče u drugi bunar. Ovo je tzv otvoreni krug prikupljanja topline. Njegov glavni nedostatak je da je razina podzemne vode nestabilna i može značajno varirati.

Zrak je najdostupniji izvor topline

Kada se koristi zrak kao izvor topline, izmjenjivač topline je radijator, prisilno puhani ventilatorom. Ako se dizalica topline koristi za grijanje kuće pomoću sustava zrak-voda, korisnik dobiva sljedeće pogodnosti:

Mogućnost grijanja cijele kuće. Voda, koja djeluje kao rashladno sredstvo, distribuira se kroz uređaje za grijanje.
Uz minimalne troškove energije, moguće je stanovnicima osigurati opskrbu toplom vodom. To je moguće zahvaljujući prisutnosti dodatnog toplinski izoliranog izmjenjivača topline sa spremnikom.
Pumpe sličnog tipa mogu se koristiti za zagrijavanje vode u bazenima.

Ako crpka radi na sustavu zrak-zrak, ne koristi se nosač topline za zagrijavanje prostora. Grijanje se provodi pomoću primljene toplinske energije. Primjer implementacije takve sheme je konvencionalni klima uređaj postavljen na način grijanja. Danas su svi uređaji koji koriste zrak kao izvor topline inverterski. U njima se izmjenična struja pretvara u istosmjernu, što omogućuje fleksibilnu kontrolu kompresora i njegov rad bez zaustavljanja. A to povećava resurs uređaja.

Dizalica topline - alternativni sustav grijanja doma

Toplinske pumpe su alternativa modernim sustavima grijanja. Oni su ekonomični, ekološki prihvatljivi i sigurni za korištenje. Međutim, visoka cijena instalacijskih radova i opreme danas ne dopušta da se uređaji koriste posvuda. Sada znate kako toplinska pumpa radi za grijanje kuće, a nakon izračuna svih prednosti i mana, možete odlučiti hoćete li je instalirati.

Dizalica topline dobra je alternativa tradicionalnom grijanju privatne kuće. Uređaj koji se u zapadnim zemljama koristi već 30 godina, u Rusiji je još uvijek nov proizvod. Prepreka njegovoj širokoj upotrebi su dva čimbenika: visoka cijena i nedostatak informacija o dizalicama topline, njihovim prednostima i principima rada. Pokazatelj praktičnosti geotermalnog sustava grijanja je njegova popularnost na Zapadu. Tako se oko 95% kuća grije toplinskim pumpama u Švedskoj i Norveškoj. Pozivamo vas da se detaljnije upoznate s dizajnom i principima rada ove toplinske opreme koja je zasigurno budućnost.

Što je dizalica topline?

Dizalica topline je uređaj koji apsorbira toplinsku energiju niskog potencijala iz okoline (voda, zemlja, zrak) i predaje je toplinskim sustavima s višom temperaturom.

Priroda oko nas je zasićena energijom. Čak i mraz ima toplinu. Energija se ne može izvući iz okoliša samo na temperaturi od -273 °C. Stoga, čak iu najtežoj zimi, seoska kuća može grijati energijom dobivenom iz prirode.

Ovisno o izvoru energije (voda, zemlja, zrak), javlja se modifikacija toplinskih pumpi. Ipak, najpraktičnija i provjerena je geotermalna dizalica topline koja koristi energiju zemlje. Idealan je za ruske uvjete.

Geotermalno grijanje radi na jedan od tri načina:

Korištenje geotermalnog grijanja, kao i svaki drugi sustav grijanja, ne samo da će zagrijati kuću, već i osigurati toplu vodu, zagrijati parkiralište ili staklenik ili zagrijati vodu u bazenu

Prednosti korištenja dizalice topline

Princip rada dizalice topline

Rad dizalice topline može se usporediti s radom klasičnog hladnjaka. Samo umjesto hladnoće, uređaj proizvodi toplinu. Tvar koja prenosi energiju je freon- plin ili tekućina s niskim vrelištem. Kada isparava, apsorbira toplinu, a kada se kondenzira, oslobađa je.

Dizalica topline je glavni element sustava. Njegove dimenzije ne prelazite dimenzije prosječne perilice rublja, što olakšava instalaciju uređaja. Sama pumpa je spojena na dva kruga: unutarnji i vanjski.

Unutarnji krug sastoji se od sustava kućnog grijanja (cijevi i radijatori). Vanjska kontura nalazi u vodi ili pod zemljom. Uključuje kolektor izmjenjivača topline i cijevi koje spajaju kolektor s pumpom.

Dizalice topline opremljene su raznim dodatnim uređajima. To može biti:

komunikacijski uređaj upravljanje sustavom putem osobnog računala ili mobilnog telefona;
rashladna jedinica za lokalni ili centralni sustav hlađenja;
dodatna pumpna jedinica može biti potrebno za podno grijanje;
cirkulacijska pumpa potrebno za cirkulaciju tople vode;

Proces rada crpke sastoji se od nekoliko faza:

Mješavina protiv smrzavanja dovodi se do kolektora. Toplinska energija se apsorbira i prenosi do pumpe.
U isparivaču se energija prenosi na freon, gdje se zagrijava do 8 °C, vrije i pretvara se u paru.
Kako se tlak u kompresoru povećava, temperatura se povećava. Može doseći 70 °C.
Sustav grijanja u kući dobiva toplinsku energiju kondenzator. Freon se trenutno hladi i prelazi u tekuće stanje, odajući preostalu toplinu. Zatim se vraća u kolektor. Time je ciklus završen.
Zatim se rad ponavlja prema istom principu.

Dizalica topline radi najučinkovitije ako u kući postoji podno grijanje. Toplina se ravnomjerno raspoređuje po cijeloj površini poda. Nema zona pregrijavanja. Rashladna tekućina u sustavu rijetko se zagrijava iznad 35 °C, a grijanje podnim grijanjem smatra se najudobnijim na 33 °C. To je 2 °C manje nego kod grijanja radijatorima. Stoga nastaje uštede do 18% godišnje iz cjelokupnog proračuna za grijanje. Osim toga, vjeruje se da je grijanje na razini poda najugodnije za ljudsko stanovanje.

Sustav grijanja može biti monovalentan i bivalentan. Monovalentni sustavi imaju jedan izvor grijanja. U potpunosti zadovoljava cjelogodišnje potrebe za toplinom. Bivalentni, prema tome, imaju dva izvora.

Grijanje kuće zimi

U područjima s težim klimatskim uvjetima važno je koristiti bivalentni sustav grijanja. Zbog drugog izvora topline širi se temperaturni raspon. Rad jedne dizalice topline dovoljan je samo do temperaturne razine od -20 °C. Kad se dodatno spusti, spaja se električna grijalica, kamin, kotao na tekuće gorivo ili plin. U tom je slučaju snaga dizalice topline ograničena s maksimalne zimske potrebe na 70 - 80%. Nedostajućih 20 - 30% osigurava dodatni izvor topline. Ovaj smanjuje ukupnu učinkovitost sustava. Međutim, smanjenje je beznačajno.

Pri potpunom prelasku na grijanje objekta korištenjem geotermalnog sustava (u slučaju kada se ne planira ugradnja dodatnog kotla ili električnog uređaja), dizalica topline se koristi u kombinaciji s internim modulom koji sadrži mali ugrađeni električni grijač. Podržat će uređaj kada je temperatura okoline ispod -20 °C.

U kojim slučajevima je opravdana primjena dizalice topline?

Pitanje grijanja seoske kuće uključuje razmatranje nekoliko opcija:

Plin. Ako u blizini kuće nema plinovoda, to postaje nemoguće. U nekim regijama možete kupiti samo plin u bocama.
Ugljen ili ogrjevno drvo. S njima se grijanje pretvara u radno intenzivan i neučinkovit proces.
Kotao na tekuće gorivo zahtijeva visoke troškove goriva i posebne prostorije. Samo gorivo također zahtijeva posebno skladištenje, što je nezgodno u maloj kući.
Grijanje na struju je vrlo skupo.

U ovom slučaju dolazi u pomoć geotermalni sustav grijanja. Koristi se čak i tamo gdje je plin dostupan. Ugradnja dizalice topline skuplja je od ugradnje plinske opreme za grijanje. No, plin će se ubuduće morati plaćati kontinuirano, za razliku od energije koja se uzima iz okoliša.

Povrat toplinske pumpe teško je izraziti prosječnom brojčanom vrijednošću. Sve ovisi o njegovoj početnoj cijeni. Bit ugradnje takvog grijanja svodi se na perspektivu. Iako utrošena količina električne energije - 3−5 puta manje od drugih sustava grijanja, još uvijek je potrebno izračunati u novčanom smislu sve troškove energije za godinu i usporediti ih s troškovima sustava, njegove instalacije i rada.

Maksimalna učinkovitost korištenja dizalice topline može se postići slijedećim dva važna uvjeta:

Grijana zgrada mora biti izoliran, a brzina gubitka topline ne smije biti veća od 100 W/m2. Postoji izravna veza između toga kako je kuća izolirana i koliko će biti korisno ugraditi dizalicu topline.
Spajanje dizalice topline na niskotemperaturni izvori grijanja(konvektori, podno grijanje), čiji temperaturni raspon varira između 30 - 40 °C.

Dakle, dizalica topline bit će dobra alternativa tradicionalnim metodama grijanja. Uređaj jamči ekonomičan i potpuno siguran. Vlasnik, nakon ugradnje geotermalnog sustava grijanja, neće morati ovisiti o raznim vanjskim čimbenicima, kao što su prekidi u opskrbi plinom ili pozivi servisa. Energija preuzeta iz okoliša ne zahtijeva plaćanje i ne iscrpljuje se.