Kuidas valida õiget soojuspumpa? Soojuspump kodu kütmiseks: kuidas valida tõhus soojuspump

Soojuspump on seade, mis suudab teie kodu talvel kütta, suvel jahutada ja aastaringselt sooja vett.

Soojuspump kasutab soojusenergia tootmiseks taastuvatest allikatest – kuumutatud õhku, maad, kivimit või vett – saadavat energiat. See ümberkujundamine viiakse läbi spetsiaalsete ainete abil -.

Kuidas soojuspump töötab

Struktuuriliselt koosneb iga soojuspump kahest osast: välimisest, mis "võtab" soojuse taastuvatest allikatest, ja sisemisest, mis annab selle soojuse teie kodu kütte- või kliimaseadmesse. Kaasaegseid soojuspumpasid iseloomustab kõrge energiatõhusus, mis praktilises mõttes tähendab järgmist - tarbija, s.o. majaomanik kulutab soojuspumpa kasutades oma kodu kütmisele või jahutamisele keskmiselt vaid veerandi rahast, mis kuluks siis, kui soojuspumpa poleks.

Teisisõnu, soojuspumbaga süsteemis saadakse 75% kasulikust soojusest (või külmast) tasuta allikatest - maapinnast saadav soojus, põhjavesi või köetakse siseruumides ja kasutatud õhk, mis visatakse tänavale.

Mõelge, kuidas töötab võib-olla igapäevaelus kõige populaarsem soojuspump, mis töötab maa soojuse tõttu. Soojuspump töötab mitme tsüklina.

Tsükkel 1, aurustamine

"Maa" soojuspumba välimine osa on teatud sügavusele maasse maetud suletud torude süsteem, kus temperatuur on aastaringselt stabiilne ja on 7-12°C. Maast piisavalt energia "kogumiseks" on vaja, et maa-aluse torustiku kogupindala oleks 1,5-2 korda suurem kogu maja köetavast pinnast. Need torud on täidetud külmutusagensiga, mis soojeneb maa temperatuurini.

Külmutusagensil on väga madal keemispunkt, mistõttu võib see minna gaasilisse olekusse isegi maapinna temperatuuril. Edasi siseneb see gaas.

Tsükkel 2, kokkusurumine

Just see kompressor kulutab kogu soojuspumba tööks vajaliku energia, kuid võrreldes näiteks küttega on need kulud märgatavalt väiksemad. Kulude võrdluse juurde tuleme hiljem tagasi.

Seega, kuumutatuna temperatuurini 7–12 °C, surutakse kompressorikambris maa-aluste torude gaasiline külmutusagens tugevalt kokku, mis viib selle järsu kuumenemiseni. Selle mõistmiseks pidage meeles, kuidas tavaline jalgrattapump rehvide pumpamisel kuumeneb. Põhimõte on sama.

Märkus omanikule

“Soojuspump on kaasaegne küte. Kuid soojuspumpade efektiivsuse tegelikud väärtused sõltuvad temperatuuritingimustest, st. külmadel päevadel nende efektiivsus langeb. See on umbes 150% temperatuuril -20 °C ja umbes 300% lähtetemperatuuril +7 °C.

Tsükkel 3, kondensatsioon

Pärast kompressioonitsüklit oleme saanud kõrge rõhu all kuuma auru, mis juhitakse juba soojuspumba sisemisse, “kodusse” ossa. Nüüd saab seda gaasi kasutada õhkküttesüsteemis või vee soojendamiseks veekütte- ja soojaveevarustussüsteemis. Seda kuuma auru saab kasutada ka süsteemiga "".

Andes küttesüsteemile soojust, kuum gaas jahtub, kondenseerub ja muutub vedelikuks.

Tsükli 4 laiendus

See vedelik siseneb paisuventiili, kus selle rõhk väheneb. Madala rõhu all olev külmutusagens saadetakse nüüd tagasi maa alla, et seda soojendada maapinna temperatuurini. Ja kõik tsüklid korduvad.

Soojuspumpade kasutamise efektiivsus

Iga 1 kW elektrienergia kohta, mida soojuspump oma kompressori tööks kulutab, tekib keskmiselt umbes 4 kW kasulikku soojusenergiat. See vastab 300% efektiivsusele.

Soojuspumbaga kütmise võrdlus teiste meetoditega.

Euroopa soojuspumpade assotsiatsiooni (EHPA) esitatud andmed

Kütte tüüp	Energiatõhusus, %

Tuleb mõista, et soojuspumpade jõudlus on erinev, olenevalt konkreetsetest tingimustest, milles teie seade töötab. Seega, kui kasutate maasoojuspumpa ja teie piirkonnas on savimuld, siis on soojuspumba kasutegur umbes kaks korda kõrgem kui siis, kui soojuspumba torud oleksid liivases pinnases.

Samuti tuleks meeles pidada, et maa-aluse osa paigaldamine peaks toimuma allpool mulla külmumismärki. Vastasel juhul ei tööta soojuspump üldse.

Soojuspumpade tegelikud kasutegurid sõltuvad temperatuuritingimustest, st. külmadel päevadel nende efektiivsus langeb. -20 °C juures on see umbes 150% ja lähtetemperatuuril +7 °C umbes 300%. Kuid tehnoloogia ei seisa paigal - kaasaegsed mudelid on energiasäästlikumad ja see suundumus jätkub.

Soojuspumbad kodu jahutamiseks

Oma tööpõhimõttelt on soojuspump sarnane või. Seetõttu saab seda suvel kasutada mitte maja kütmiseks, vaid jahutamiseks või konditsioneerimiseks. Tuletage meelde, et kui me räägime "maa" soojuspumbast, siis on mulla temperatuur aastaringselt stabiilne vahemikus 7-12 ° C. Ja soojuspumba abil saab selle maja ruumidesse üle kanda.

Soojuspumpa kasutava jahutussüsteemi tööpõhimõte on sarnane küttesüsteemiga, selle asemel kasutatakse ainult radiaatoreid. Passiivjahutuse korral ringleb jahutusvedelik lihtsalt fan coil sõlmede ja kaevu vahel, s.t. Külm kaevust siseneb otse kliimaseadmesse, kuid kompressor ise ei tööta. Kui passiivsest jahutusest ei piisa, lülitub sisse soojuspumba kompressor, mis täiendavalt jahutab küttekandjat.

Soojuspumpade tüübid

Majapidamissoojuspumpasid on kolme peamist tüüpi, mis erinevad välise soojusallika poolest:

• "maapind" või "põhjavesi", "maa-õhk";
• "vesi" või "vesi-vesi", "vesi-õhk";
• "õhk" või "õhk-vesi", "õhk-õhk".

Maasoojuspumbad

Kõige populaarsemad on soojuspumbad, mis kasutavad maasoojust. Neid on juba eespool käsitletud. Need on kõigist tüüpidest kõige tõhusamad, kuid ka kõige kallimad. Maa alla minevad torud võivad asuda vertikaalselt või horisontaalselt. Olenevalt sellest jagunevad "maasoojuspumbad". vertikaalne Ja horisontaalne.

Vertikaalsed soojuspumbad nõuavad torude sukeldamist, mille kaudu külmutusagens ringleb märkimisväärsele sügavusele: 50-200 m. Tõsi, on ka alternatiiv - teha mitte üks selline kaev, vaid mitu, vaid rohkem "madalamat". Selliste kaevude vaheline kaugus peab olema vähemalt 10 m. Puurimissügavuse arvutamiseks võib ligikaudselt hinnata, et 10 kW soojuspumba jaoks on vaja kaevu (üks või mitu), mille kogusügavus on umbes 170 m. Samuti tuleks meeles pidada et väga madalaid - vähem 50 m - kaevu on mõttetu puurida.

Kell horisontaalne paigaldamine kallis puurimine suure sügavusega ei ole vajalik. Selle meetodiga torujuhtmete paigaldamise sügavus on umbes 1 m, olenevalt paigalduspiirkonnast võib see väärtus kas väheneda või suureneda. Selle meetodiga paigaldatakse külmutusagensi toru nii, et külgnevate sektsioonide vaheline kaugus on vähemalt poolteist meetrit, vastasel juhul pole soojuse kogumine efektiivne.

Märkus omanikule

“Kui elate parasvöötmes – näiteks loodeosas –, siis on teie jaoks kõige tõhusam variant maasoojust kasutav soojuspump. Pealegi on parem paigaldada soojuspumba vertikaalne versioon – eriti kui teie maja asub kividel.

10 kW võimsusega soojuspumba paigaldamiseks on vaja maasse maetud toru pikkust kokku ca 350-450 m Kui arvestada erinevate objektide lähedusega seotud piiranguid, siis on vaja krunti maa-ala mõõtmetega 20 x 20 meetrit. Kas selline tasuta sait on saadaval, on suur küsimus.

Kuidas valida õige soojuspump

Kui elate parasvöötmes – näiteks loodeosas –, on teie jaoks kõige tõhusam variant maasoojust kasutav soojuspump. Pealegi on parem paigaldada soojuspumba vertikaalne versioon – eriti kui teie maja asub kivide peal, kus on problemaatiline vaba suure maatüki leidmine. Kuid seda tüüpi soojuspumbad on kapitalikuludelt kõige kallimad.

Pehmes kliimavööndis - näiteks Sotšis - on võimalik paigaldada õhk-vesi soojuspump, mis ei nõua liigseid kapitalikulusid ja on eriti efektiivne piirkondades, kus hooajalised temperatuurikõikumised on suhteliselt väikesed.

Olenevalt tööpõhimõttest on olemas ja. Elektrilised mudelid on populaarsemad.

Üks oluline märkus veel. Hea idee on soojuspumpade kombineeritud mudelid, mis ühendavad soojuspumba klassikalise versiooni gaasi- või elektrikerisega. Selliseid kütteseadmeid saab kasutada ebasoodsates ilmastikutingimustes, kui soojuspumba efektiivsus väheneb. Nagu juba mainitud, on efektiivsuse langus eriti iseloomulik õhk-vesi ja õhk-õhk soojuspumpadele.

Nende kahe soojusallika kombineerimine vähendab kapitalikulutusi ja pikendab soojuspumba paigalduse tasuvusaega.

Soojuspumpade eelised ja puudused

Soojuspumpade peamine eelis on madalad kasutuskulud. Need. toodetud soojuse või jahutuse hind lõpptarbijale on madalaim võrreldes teiste kütte/jahutusmeetoditega. Lisaks on soojuspumbasüsteem kodule praktiliselt ohutu. Sellest tulenevalt lihtsustuvad nõuded tema ruumide ventilatsioonisüsteemidele ja tõuseb tuleohutuse tase. Sellel on positiivne mõju ka nende süsteemide paigaldamise maksumusele.

Soojuspumbad on hõlpsasti juhitavad ja väga töökindlad ning samas peaaegu vaiksed.

Plussiks on ka see, et vajadusel saab soojuspumba lihtsalt küttelt jahutusse lülitada. Kodus peavad olema mitte ainult kütteseadmed, vaid ka ventilaatorispiraalid.

Mis on kodu soojuspump ✮Suur soojuspumpade valik koduportaalis

Kuid neil on ka puudusi, millest peamine on peamise plussi tagakülg - nende paigaldamise kapitalikulud on väga märkimisväärsed. Kuni viimase ajani oli soojuspumpade veel üks puudus jahutusvedeliku suhteliselt madal temperatuur - mitte üle 60 C. Kuid hiljutised arengud on võimaldanud selle puuduse kõrvaldada. Tõsi, selliste mudelite hind on kõrgem kui tavalistel.

Soojuspump on hea alternatiiv eramaja traditsioonilisele küttele. Lääneriikides 30 aastat kasutusel olnud seade on Venemaal endiselt uudne. Selle laialdast kasutamist takistavad kaks asjaolu: kõrge hind ja teadmiste puudumine soojuspumpade, nende eeliste ja tööpõhimõtete kohta. Maaküttesüsteemi praktilisuse näitaja on selle populaarsus läänes. Nii köetakse Rootsis ja Norras umbes 95% majadest soojuspumpadega. Kutsume teid lähemalt tundma selle soojusseadme seadme ja tööpõhimõtete kohta, mis on loomulikult tulevik.

Mis on soojuspump?

Soojuspump on seade, mis neelab keskkonnast (vesi, maa, õhk) madala potentsiaaliga soojusenergiat ja edastab selle kõrgema temperatuuriga soojusvarustussüsteemidesse.

Loodus meie ümber on energiast küllastunud. Isegi pakasel on soojust. Energiat ei saa keskkonnast ammutada ainult temperatuuril -273 °C. Seetõttu võib maamaja isegi kõige karmimal talvel soojendada loodusest saadava energiaga.

Sõltuvalt energiaallikast (vesi, maa, õhk) soojuspumpade modifitseerimine. Kõige praktilisem ja läbiproovitud on aga maasoojuspump. See sobib ideaalselt Venemaa oludesse.

Maaküte töötab ühes kolmest suunast:

Maakütte kasutamine, nagu iga soojusvarustussüsteem, ei küta mitte ainult maja, vaid pakub ka sooja vett, kütab parklat või kasvuhoonet, soojendab vett basseinis

Soojuspumba kasutamise eelised

Kuidas soojuspump töötab

Soojuspumba tööd võib võrrelda tavalise külmiku omaga. Ainult külma asemel toodab seade soojust. Aine, mis edastab energiat, on freoon Madala keemistemperatuuriga gaas või vedelik. Aurustades neelab soojust, kondenseerudes aga annab ära.

Soojuspump on süsteemi põhielement. Selle mõõtmed ärge ületage keskmise pesumasina mõõtmeid mis muudab seadme paigaldamise lihtsamaks. Pump ise sisaldub kahes ahelas: sisemine ja välimine.

Sisemine kontuur koosneb maja küttesüsteemist (torud ja radiaatorid). Väline silmus asub vees või maa all. See sisaldab kollektor-soojusvahetit ja torusid, mis ühendavad kollektorit pumbaga.

Soojuspumbad on varustatud erinevate lisaseadmetega. See võib olla:

• sideseade süsteemi juhtimine personaalarvuti või mobiiltelefoni kaudu;
• jahutusplokk kohalikule või tsentraalsele jahutussüsteemile;
• täiendav pumbaseade võib olla vajalik põrandakütte jaoks;
• tsirkulatsioonipump vajalik kuuma vee ringluseks;

Pumpamisprotsess koosneb mitu etappi:

1. Külmumisvastane segu kollektorisse söödetud. Soojusenergia neeldub ja transporditakse pumpa.
2. Aurustis kantakse energia üle freoonile, kus see soojeneb kuni 8 °C, keeb ja muutub auruks.
3. Kui rõhk kompressoris tõuseb, tõuseb temperatuur. See võib ulatuda 70 ° C-ni.
4. Siseküttesüsteem saab soojusenergiat läbi kondensaator. Freoon jahtub koheselt ja muutub vedelaks, eraldades samal ajal ülejäänud soojust. Siis läheb see tagasi kogujale. Seega tsükkel lõpeb.
5. Edasist tööd korratakse samal põhimõttel.

Soojuspump töötab kõige tõhusamalt siis, kui majas on põrandaküte. Soojus jaotub ühtlaselt kogu põrandapinnale. Ülekuumenemise tsoone ei ole. Süsteemis olev soojuskandja soojeneb harva üle 35 °C ja põrandaküttega kütmist peetakse kõige mugavamaks 33 °C juures. See on 2 °C vähem kui radiaatoritega kütmisel. Seega tekib säästa kuni 18% aastas kogu kütteeelarvest. Lisaks arvatakse, et põranda tasandil küte on inimesele kõige mugavam elada.

Küttesüsteem võib olla monovalentne ja kahevalentne. Ühevalentsetel süsteemidel on üks kütteallikas. See rahuldab täielikult aastaringse soojavajaduse. Kahevalentsel on vastavalt kaks allikat.

Maja küte talvel

Raskemate kliimatingimustega piirkondades on oluline kasutada kahevalentne küttesüsteem. Teise soojusallika tõttu laieneb temperatuurivahemik. Ühe soojuspumba tööst piisab vaid temperatuurini -20 °C. Suurema langusega on ühendatud elektrikeris, kamin, vedelkütus või gaasikatel. Sel juhul on soojuspumba võimsus piiratud talvisest maksimaalsest vajadusest 70 - 80%. Puuduv 20 - 30% annab täiendava soojusallika. See vähendab süsteemi üldist tõhusust. Vähenemine on aga tühine.

Täieliku üleminekuga hoone kütmisele maaküttega (juhul kui ei ole plaanis paigaldada täiendavat boilerit või elektriseadet) kasutatakse soojuspumpa koos sisemooduliga, mis sisaldab väikest sisseehitatud elektrikerist. . See toetab seadet, kui ümbritseva õhu temperatuur on langenud alla -20 °C.

Millal on soojuspumba kasutamine õigustatud?

Maamaja kütmise küsimus hõlmab mitme võimaluse kaalumist:

• Gaas. Maja lähedal asuva gaasitoru puudumisel muutub see võimatuks. Mõnes piirkonnas saab gaasi osta ainult pudelites.
• Kivisüsi või küttepuud. Nendega muutub kütmine töömahukaks ja ebaefektiivseks protsessiks.
• Õli boiler nõuab suuri kütusekulusid ja eriruume. Spetsiaalne ladustamine on vajalik ka kütuse enda jaoks, mis on väikeses majas ebamugav.
• Küte elektriga on väga kallis.

Sel juhul tuleb abi maaküttesüsteem. Seda kasutatakse isegi seal, kus gaas on saadaval. Soojuspumba paigaldamine on kallim kui gaasikütteseadmete paigaldamine. Gaasi eest tuleb aga edaspidi pidevalt maksta, erinevalt keskkonnast võetud energiast.

Soojuspumba tasuvust on keskmises arvväärtuses raske väljendada. Kõik sõltub selle esialgsest maksumusest. Sellise kütte paigaldamise olemus on taandatud perspektiivile. Kuigi tarbitud kogus elekter - 3-5 korda vähem kui teistel küttesüsteemidel, tuleb ikkagi rahaliselt välja arvutada kõik aasta energiakulud ja võrrelda neid süsteemi, selle paigaldamise ja käitamise maksumusega.

Soojuspumba kasutamise maksimaalne efektiivsus on võimalik saavutada, kui kaks olulist tingimust:

• Hoone peab olema köetav isoleeritud, ja soojuskao indeks ei tohiks ületada 100 W/m2. Maja soojustamise ja soojuspumba paigaldamise tulususe vahel on otsene seos.
• Soojuspumba ühendamine madala temperatuuriga kütteallikad(konvektorid, soojapõrandad), mille temperatuurirežiim jääb vahemikku 30 - 40 °C.

Seega on soojuspump hea alternatiiv traditsioonilistele küttemeetoditele. Seade annab garantii ökonoomsus ja täielik ohutus. Omanik ei pea pärast maaküttesüsteemi paigaldamist sõltuma erinevatest välistest teguritest, nagu näiteks gaasivarustuse katkestused või teenusepakkuja helistamine. Keskkonnast võetud energia ei vaja tasumist ega ammendu.

Maailma Energiakomitee andmetel moodustavad 2020. aastal kolmveerand kõigist kütteseadmetest maasoojuspumbad.

Soojuspumpade kasutamise praktika: video

Lugemine 7 min.

Mõiste soojuspump tähendab seadmete komplekti, mis on loodud erinevatest allikatest pärit soojusenergia akumuleerimiseks keskkonda ja selle energia edastamiseks tarbijatele.

Näiteks võivad sellisteks allikateks olla reovee püstikud, erinevate suurtööstuste jäätmed, erinevatest elektrijaamadest töö käigus tekkiv soojus jne. Seetõttu võivad allikana toimida mitmesugused keskkonnad ja kehad, mille temperatuur on üle ühe kraadi.

Soojuspumba ülesanne on muuta vee, maa või õhu looduslik energia tarbija vajadusteks soojusenergiaks. Kuna need energialiigid taastuvad pidevalt ise, võime neid pidada piiramatuks allikaks.

Soojuspump kodu kütmiseks tööpõhimõte

Soojuspumpade tööpõhimõte põhineb kehade ja keskkonna võimel anda oma soojusenergia teistele sarnastele kehadele ja keskkondadele. Selle tunnuse järgi eristatakse erinevat tüüpi soojuspumpasid, milles on tingimata olemas energiatarnija ja selle vastuvõtja.

Pumba nimes on esiteks märgitud soojusenergia allikas ja teisel kohal kanduri tüüp, kuhu energia üle kantakse.

Iga maja kütmiseks mõeldud soojuspumba konstruktsioonis on 4 põhielementi:

1. Kompressor, mis on ette nähtud freooni keemisel tekkiva auru rõhu ja temperatuuri tõstmiseks.
2. Aurusti, mis on paak, milles freoon läheb vedelast olekust gaasilisse olekusse.
3. Kondensaatoris kannab külmutusagens soojusenergiat siseringi.
4. Drosselklapp reguleerib aurustisse siseneva külmutusagensi kogust.

Soojuspumba õhkõhk tüüp tähendab, et soojusenergia võetakse väliskeskkonnast (atmosfäärist) ja kantakse edasi kandjale, ka õhku.

Soojuspumba õhk õhk: tööpõhimõte

Selle süsteemi tööpõhimõte põhineb järgmisel füüsikalisel nähtusel: vedelas olekus keskkond, aurustub, alandab pinna temperatuuri, kust see hajub.

Selguse huvides käsitleme lühidalt külmiku sügavkülmiku tööd. Freoon, mis ringleb läbi külmiku torude, võtab külmikust soojust ja soojendab end ise. Selle tulemusena kandub selle kogutud soojus väliskeskkonda (st ruumi, kus külmik asub). Seejärel jahtub kompressoris kokku pressitav külmutusagens uuesti ja ringlus jätkub. Samal põhimõttel töötab ka õhksoojuspump – võtab välisõhust soojust ja kütab maja soojaks.

Seadme disain koosneb järgmistest osadest:

• Väline pumbaseade koosneb kompressorist, ventilaatoriga aurustist ja paisuventiilist.
• Freooni ringlemiseks kasutatakse soojusisolatsiooniga vasktorusid
• Kondensaator, millel on ventilaator. Selle eesmärk on hajutada juba soojendatud õhk üle ruumide ala.

Õhksoojuspumba töö ajal toimuvad maja kütmisel teatud järjekorras järgmised protsessid:

• Ventilaator tõmbab välisõhku seadmesse ja läbib välise aurusti. Freoon, mis teeb süsteemis tsükli, kogub välisõhust kogu soojusenergia. Selle tulemusena läheb see vedelast olekust gaasilisse olekusse.
• Seejärel surutakse kondensaatoris gaasiline freoon kokku ja liigub siseseadmesse.
• Seejärel läheb gaas vedelasse olekusse, eraldades samal ajal kogunenud soojuse ruumi õhku. See protsess toimub ruumis asuvas kondensaatoris.
• Ülerõhk väljub läbi paisuventiili ja vedelas olekus freoon läheb uuele ringile.

Freoon võtab tänavaõhust pidevalt soojusenergiat, kuna selle temperatuur on alati madalam. Erandiks on siis, kui väljas on väga külm. Sellistes tingimustes soojuspumba kasutegur langeb.

Seadme võimsuse suurendamiseks maksimeerige kondensaatori ja aurusti pinnad.

Nagu igal keerulisel seadmel, on ka õhksoojuspumbal oma plussid ja miinused. Eeliste hulgas tasub esile tõsta:

1. Vastavalt vajadusele saab seade tõsta või langetada maja küttetemperatuuri.
2. Seda tüüpi pumbad ei saasta keskkonda kütuse põlemisel tekkivate kahjulike saadustega.
3. Seadet on lihtne paigaldada.
4. Õhupump on tule suhtes täiesti ohutu.
5. Pumba soojusülekandetegur on võrreldes energiakuludega väga kõrge (1 kW tarbitud elektrienergia kohta tekib 4 kuni 5 kW soojust)
6. Erinevad mõistliku hinnaga.
7. Seadet on mugav kasutada.
8. Süsteemi juhitakse automaatselt.

Õhusüsteemi miinustest tasub mainida:

1. Seadme tööst tulenev kerge müra.
2. Seadme efektiivsus sõltub ümbritseva õhu temperatuurist.
3. Madala välistemperatuuri korral suureneb elektritarbimine. (alla -10 kraadi)
4. Süsteem sõltub täielikult elektri olemasolust. Probleemi saab lahendada autonoomse generaatori paigaldamisega.
5. Õhupump ei saa vett soojendada.

Üldjuhul sobivad õhk-õhk-seadmed ideaalselt puitmajade kütmiseks, mille puhul tänu materjali iseloomule vähenevad loomulikud soojuskaod.

Enne õhupumba valimist peaksite välja selgitama järgmised põhipunktid:

• Ruumide isolatsiooniindeks.
• Kõikide tubade ruut
• Eramajas elavate inimeste arv
• kliimatingimused

Enamikul juhtudel on 10 ruutmeetrit. m ruumist peaks andma umbes 0,7 kW seadme võimsust.

Soojuspumbad kodu vee soojendamiseks.

Eramu küttesüsteemi korrastamisel sobivad hästi vesi-vesi klassi süsteemid. Lisaks saavad nad varustada eluaseme kuuma veega. Loodusliku soojuse allikaks sobivad erinevad veehoidlad, põhjavesi jne.

Vesi-vesipumba töö põhineb seadusel, et aine agregatsiooniseisundi muutumine (vedelikust gaasiliseks ja vastupidi) erinevate tegurite mõjul toob kaasa soojusenergia vabanemise või neeldumise.

Seda tüüpi pumpasid saab kasutada maja kütmiseks isegi madalatel välistemperatuuridel, kuna maakera sügavates kihtides säilivad siiski positiivsed temperatuurid.

Vesi-vesi soojuspumba tööpõhimõte on järgmine:

• Spetsiaalne pump juhib vett läbi süsteemi vasktorude välisest allikast paigaldusse.
• Seadmes mõjub külmutusagensile (freoonile) keskkonnast tulev vesi, mille keemistemperatuur on +2 kuni +3 kraadi. Osa vee soojusenergiast kantakse üle freoonile.
• Kompressor imeb sisse gaasilise külmutusagensi ja surub selle kokku. Selle protsessi tulemusena tõuseb külmutusagensi temperatuur veelgi.
• Seejärel saadetakse freoon kondensaatorisse, kus see soojendab vee vajaliku temperatuurini (40-80 kraadi). Kuumutatud vesi siseneb küttesüsteemi torustikku. Siin naaseb freoon vedelasse olekusse ja tsükkel algab uuesti.

Tuleb märkida, et 50-150 ruutmeetri suuruse maja kütmiseks kasutatakse vee-vee seadmeid.

Soojuspump vesi vesi: tööpõhimõte

Selle klassi seadme valimisel peaksite pöörama tähelepanu teatud tingimustele:

• Energiaallikana tuleks eelistada avatud veehoidlaid (torusid on lihtsam paigaldada), mitte kaugemal kui 100 m. Lisaks peaks põhjapoolsemate piirkondade veehoidla sügavus olema vähemalt 3 meetrit (vesi tavaliselt sellisel sügavusel ei külmu). Vette viivad torud peavad olema isoleeritud.
• Vee karedus mõjutab suuresti pumba tööd. Mitte iga mudel ei ole võimeline töötama suure jäikuse juures. Selle tulemusena võetakse enne seadme ostmist veeproov ja tulemuste põhjal valitakse pump.
• Vastavalt operatsiooni tüübile jagatakse üksused ühe- ja kahevalentseteks. Esimesed saavad suurepäraselt hakkama peamise soojusallika rolliga (suure võimsuse tõttu). Viimane võib toimida täiendava kütteallikana.
• Pumba võimsusega suureneb selle kasutegur, kuid samal ajal suureneb ka elektritarbimine.
• Seadme lisafunktsioonid. Näiteks: helikindel korpus, tarbevee soojendamise funktsioon, automaatjuhtimine jne.
• Seadme vajaliku võimsuse arvutamiseks peate korrutama ruumide kogupindala 0,07 kW-ga (energiaindikaator 1 ruutmeetri kohta). See valem kehtib standardruumide jaoks, mille kõrgus ei ületa 2,7 m.

Klassikaliste kütuste (gaas, puit, turvas) põletamine on üks iidseid soojuse tootmise viise. Traditsiooniliste energiaallikate ammendumine ajendas aga inimesi otsima keerukamaid, kuid mitte vähem tõhusaid alternatiive. Üks neist oli soojuspumba leiutamine, mille töö põhineb kooli füüsikaseadustel.

Soojuspumba töö

Esmapilgul väga keerukas soojuspumpade tööpõhimõte põhineb mitmel lihtsal termodünaamika seadusel ning vedelike ja gaaside omadustel:

1. Kui gaas muutub vedelaks (kondensatsioon), eraldub soojust
2. Kui vedelik muutub gaasiks (aurustumine), neeldub soojus

Enamik vedelikke võib keeda üsna kõrgel temperatuuril, 100 kraadi lähedal. Kuid on aineid, mille keemistemperatuur on üsna madal. Freoonis on see umbes 3-4 kraadi. Gaasiks muutudes surutakse see kergesti kokku ja temperatuur anuma sees hakkab tõusma.

Teoreetiliselt saab freooni kokku suruda mis tahes soovitud temperatuuri saamiseks, kuid praktikas on see piiratud 80-90 kraadiga, mis on klassikalise küttesüsteemi täielikuks toimimiseks vajalik.

Igaüks puutub külmkapist mööda minnes kokku soojuspumbaga rohkem kui korra päevas. Kuid selles töötab see vastupidises suunas, võttes toodete soojuse ja hajutades selle atmosfääri.

Video töötehnoloogiast

Soojuspumba diagramm

Enamiku soojuspumpade kasutegur põhineb maapinna soojusel, milles temperatuur aastaringselt praktiliselt ei kõiguta (7-10 kraadi piires). Soojus liigub kolme ahela vahel:

1. Küttekontuur
2. Soojus pump
3. Soolvee (aka savi) kontuur

Klassikaline soojuspumpade tööpõhimõte küttesüsteemis koosneb järgmistest elementidest:

1. Soojusvaheti, mis annab sisekontuurile maapinnast võetud soojuse
2. tihendusseade
3. Teine soojusvahetusseade, mis edastab sisemises ahelas saadud energia küttesüsteemi
4. Mehhanism, mis alandab rõhku süsteemis (drossel)
5. Soolvee ringkond
6. maandussond
7. Küttekontuur

Toru, mis toimib primaarahelana, asetatakse kaevu või maetakse otse maasse. Mööda seda liigub mittekülmuv vedel jahutusvedelik, mille temperatuur tõuseb maa sarnasele omadusele (umbes +8 kraadi) ja siseneb teise vooluringi.

Sekundaarring võtab vedelikust soojust. Sees ringlev freoon hakkab keema ja muundub gaasiks, mis suunatakse kompressorisse. Kolb surub selle kokku 24-28 atm-ni, mille tõttu temperatuur tõuseb + 70-80 kraadini.

Selles tööetapis koondub energia ühte väikesesse trombi. Selle tulemusena tõuseb temperatuur.

Kuumutatud gaas siseneb kolmandasse ahelasse, mida esindavad sooja veevarustussüsteemid või isegi koduküte. Soojuse ülekandmisel on võimalikud kaod kuni 10-15 kraadi, kuid need ei ole märkimisväärsed.

Kui freoon jahtub, väheneb rõhk ja see muutub uuesti vedelaks. Temperatuuril 2-3 kraadi naaseb see teise vooluringi. Tsükkel kordub ikka ja jälle.

Peamised tüübid

Soojuspumpade tööpõhimõte on korraldatud nii, et neid saab hõlpsasti ja katkestusteta kasutada laias temperatuurivahemikus - -30 kuni +40 kraadi. Kõige populaarsemad on järgmist kahte tüüpi mudelid:

• absorptsiooni tüüp
• Kompressiooni tüüp

Absorptsiooni tüüpi mudelitel on üsna keeruline struktuur. Nad edastavad saadud soojusenergia otse allika abil. Nende kasutamine vähendab oluliselt tarbitud elektrienergia ja kütuse materjalikulusid. Kompressiooni tüüpi soojusülekande mudelid tarbivad energiat (mehaanilist ja elektrilist).

Sõltuvalt kasutatavast soojusallikast jagunevad pumbad järgmisteks tüüpideks:

1. Sekundaarse soojuse töötlemine- tööstuses kütteobjektide kütmiseks populaarsust kogunud kõige kallimad mudelid, milles muudest allikatest toodetud sekundaarne soojus ei kulu kuhugi
2. Õhk- ümbritsevast õhust soojuse võtmine
3. Maasoojus– vali vee või maa soojus

Sisend/väljundi tüübi järgi saab kõiki mudeleid liigitada järgmiselt – pinnas, vesi, õhk ja nende erinevad kombinatsioonid.

Maasoojuspumbad

Populaarsed on pumpade geotermilised mudelid, mis jagunevad kahte tüüpi: suletud või avatud tüüpi.

Avatud süsteemide lihtne paigutus võimaldab soojendada sees voolavat vett, mis seejärel siseneb uuesti maasse. Ideaalis töötab see piiramatu koguse puhta soojusülekandevedeliku juuresolekul, mis pärast tarbimist ei kahjusta keskkonda.

Maasoojuspumpade suletud süsteemid jagunevad järgmisteks tüüpideks:

• Vesi - asub reservuaaris külmutamata sügavusel
• Vertikaalse paigutusega - kollektor asetatakse kaevu 200 m sügavusele ja on kasutatav ebaühtlase maastikuga piirkondades
• Horisontaalse paigutusega - kollektor asetatakse maasse 0,5-1 m sügavusele, on väga oluline tagada suur ahel piiratud alal

Õhk-vesi pump

Üks mitmekülgsemaid võimalusi on õhk-vesi mudel. Aasta soojadel perioodidel on see väga tõhus, kuid talvel võib tootlikkus oluliselt langeda.

Süsteemi eeliseks on lihtne paigaldamine. Sobiva varustuse saab paigaldada mis tahes mugavasse kohta, näiteks katusele. Ruumist gaasi või suitsuna eemaldatud soojust saab taaskasutada.

Vesi-vesi tüüp

Vesi-vesi soojuspump on üks tõhusamaid. Kuid selle kasutamist võib piirata reservuaari olemasolu läheduses või ebapiisav sügavus, mille korral temperatuur talvel oluliselt ei lange.

Madala potentsiaalse energia saab valida järgmiste allikate hulgast:

• põhjavesi
• Avatud tüüpi reservuaarid
• Tööstuslik heitvesi

Soojuspumpade lihtsaim tööpõhimõte on mudelitel, mis võtavad soojust reservuaarist. Kui otsustatakse kasutada põhjavett, võib olla vaja puurkaevu puurimist.

Mulla-vee tüüp

Maapinnast saab soojust saada aastaringselt, kuna 1 m või rohkem sügavusel temperatuur praktiliselt ei muutu. Soojuskandjana kasutatakse "soolvett" - mittekülmuvat vedelikku, mis ringleb.

"Muld-vesi" süsteemi üks puudusi on vajadus suure ala järele soovitud efektiivsuse saavutamiseks. Nad üritavad seda tasandada, pannes torud rõngastega.

Kollektori saab paigutada vertikaalasendisse, kuid selleks on vaja kuni 150 m sügavust kaevu.Põhja on paigaldatud vihmavarjud, mis võtavad pinnase soojuse ära.

Soojuspumbaga küttesüsteemide plussid ja miinused

Soojuspumpasid kasutatakse laialdaselt eramajade või tööstuspiirkondade küttesüsteemides. Need asendavad oma töökindluse ja tõhususe tõttu järk-järgult rohkem klassikalisi energiaallikaid.

Mõned soojuspumba kasutamise eelised on järgmised:

• Säästate raha süsteemide ja jahutusvedeliku hoolduselt
• Pumbad töötavad täiesti autonoomselt
• Ei eraldu keskkonda kahjulikke põlemissaadusi ega muid mürgiseid aineid
• Paigaldatud seadmete tuleohutus
• Võimalus süsteemi tööd hõlpsalt tagasi pöörata

Vaatamata paljudele eelistele on vaja arvestada soojuspumba kasutamise negatiivsete külgedega:

• Suur alginvesteering küttesüsteemi korrastamisse - 3 kuni 10 tuhat dollarit
• Külmadel perioodidel, kui temperatuur langeb alla -15 kraadi, tuleb mõelda alternatiivsetele küttevõimalustele.
• Soojuspumba tööl põhinev küte on kõige efektiivsem ainult madalatemperatuurse soojuskandjaga süsteemides

Veel üks skemaatiline video:

Summeerida

Olles õppinud ja omandanud soojuspumba tööpõhimõtte, saate mõelda ja otsustada selle paigaldamise ja kasutamise otstarbekuse üle. Esialgsed kulud, mis võivad tunduda väga suured, tasuvad end peagi ära ja hakkavad klassikalise kütuse kokkuhoiu näol omamoodi kasumit tooma.