Kako odabrati pravu dizalicu topline? Toplinska pumpa za grijanje doma: kako odabrati učinkovitu dizalicu topline

Dizalica topline je uređaj koji vašem domu može osigurati grijanje zimi, hlađenje ljeti i toplu vodu tijekom cijele godine.

Dizalica topline za proizvodnju toplinske energije koristi energiju iz obnovljivih izvora - zagrijani zrak, zemlju, kamen ili vodu. Ova transformacija se provodi uz pomoć posebnih tvari -.

Kako radi toplinska pumpa

Strukturno, svaka dizalica topline sastoji se od dva dijela: vanjskog, koji "uzima" toplinu iz obnovljivih izvora, i unutarnjeg, koji tu toplinu predaje sustavu grijanja ili klimatizacije vašeg doma. Suvremene dizalice topline karakterizira visoka energetska učinkovitost, što u praktičnom smislu znači sljedeće - potrošač, tj. vlasnik kuće koji koristi dizalicu topline troši na grijanje ili hlađenje svog doma u prosjeku samo četvrtinu novca koji bi potrošio da nema dizalice topline.

Drugim riječima, u sustavu s dizalicom topline 75% korisne topline (ili hladnoće) osiguravaju besplatni izvori - toplina iz zemlje, podzemne vode ili grijana u zatvorenom prostoru i iskorišteni zrak izbačen na ulicu.

Razmotrite kako radi, možda, najpopularnija dizalica topline u svakodnevnom životu, koja radi zbog topline zemlje. Dizalica topline radi u nekoliko ciklusa.

Ciklus 1, isparavanje

Vanjski dio dizalice topline "zemlja" je zatvoreni sustav cijevi ukopanih u zemlju do određene dubine, gdje je temperatura stabilna tijekom cijele godine i iznosi 7-12°C. Kako bi se "prikupilo" dovoljno energije iz zemlje, potrebno je da ukupna površina koju zauzima podzemni cijevni sustav bude 1,5-2 puta veća od cijele grijane površine kuće. Ove cijevi su napunjene rashladnim sredstvom koje se zagrijava do temperature tla.

Rashladno sredstvo ima vrlo nisku točku vrelišta, tako da može prijeći u plinovito stanje čak i na temperaturi tla. Nadalje, ovaj plin ulazi.

Ciklus 2, kompresija

Upravo ovaj kompresor troši svu energiju potrebnu za rad dizalice topline, no u usporedbi, primjerice, s grijanjem, ti su troškovi osjetno manji. Kasnije ćemo se vratiti na usporedbu troškova.

Dakle, zagrijano na temperaturu od 7-12 ° C, plinovito rashladno sredstvo iz podzemnih cijevi u kompresorskoj komori snažno je komprimirano, što dovodi do njegovog oštrog zagrijavanja. Da biste ovo razumjeli, samo se sjetite kako se obična pumpa za bicikl zagrijava kada napumpate gume. Princip je isti.

Napomena vlasniku

“Toplinska pumpa je moderno grijanje. Ali stvarne vrijednosti učinkovitosti dizalica topline ovise o temperaturnim uvjetima, tj. u hladnim danima njihova učinkovitost opada. To je oko 150% na -20°C, a oko 300% na temperaturi izvora od +7°C.”

Ciklus 3, kondenzacija

Nakon ciklusa kompresije dobili smo vruću paru pod visokim pritiskom, koja se već dovodi u unutarnji, „kućni“ dio dizalice topline. Sada se ovaj plin može koristiti za sustav grijanja zraka ili za grijanje vode u sustavu grijanja vode i tople vode. Također, ova vruća para se može koristiti sa sustavom "".

Dajući toplinu sustavu grijanja, vrući plin se hladi, kondenzira i pretvara u tekućinu.

Proširenje ciklusa 4

Ova tekućina ulazi u ekspanzijski ventil, gdje se njen tlak smanjuje. Niskotlačno tekuće rashladno sredstvo sada se šalje natrag u podzemlje da se zagrije do temperature tla. I svi se ciklusi ponavljaju.

Učinkovitost korištenja dizalica topline

Za svaki 1 kW električne energije koju dizalica topline potroši za rad svog kompresora, u prosjeku se proizvede oko 4 kW korisne toplinske energije. To odgovara 300% učinkovitosti.

Usporedba grijanja dizalicom topline s drugim metodama.

Podatke pruža Europsko udruženje dizalica topline (EHPA)

Vrsta grijanja	Energetska učinkovitost, %

Treba imati na umu da se performanse dizalica topline razlikuju, ovisno o specifičnim uvjetima u kojima vaš uređaj radi. Dakle, ako koristite "zemljanu" dizalicu topline, a na svom području imate glinasto tlo, tada će učinkovitost toplinske pumpe biti otprilike dvostruko veća nego da su cijevi dizalice topline u pjeskovitom tlu.

Također treba imati na umu da polaganje podzemnog dijela treba izvesti ispod oznake smrzavanja tla. U suprotnom, dizalica topline uopće neće raditi.

Stvarne vrijednosti učinkovitosti dizalica topline ovise o temperaturnim uvjetima, tj. u hladnim danima njihova učinkovitost opada. Pri -20 °C iznosi oko 150 %, a pri temperaturi izvora od +7 °C oko 300 %. Ali tehnologija ne stoji mirno - moderni modeli su energetski učinkovitiji, a taj se trend nastavlja.

Dizalice topline za hlađenje doma

Po svom principu rada dizalica topline je slična ili. Stoga se ljeti može koristiti ne za grijanje kuće, već za hlađenje ili klimatizaciju. Podsjetimo, ako govorimo o "zemljanoj" toplinskoj pumpi, tada je temperatura tla stabilna unutar 7-12 ° C tijekom cijele godine. A uz pomoć dizalice topline može se prenijeti u prostorije kuće.

Princip rada sustava hlađenja pomoću dizalice topline sličan je sustavu grijanja, samo se umjesto njega koriste radijatori. Kod pasivnog hlađenja rashladna tekućina jednostavno cirkulira između ventilokonvektora i bunara, tj. hladnoća iz bunara izravno ulazi u klimatizacijski sustav, ali sam kompresor ne radi. Ako pasivno hlađenje nije dovoljno, uključuje se kompresor dizalice topline koji dodatno hladi ogrjevni medij.

Vrste dizalica topline

Dizalice topline za kućanstva su tri glavne vrste, koje se razlikuju po vanjskom izvoru topline:

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

Toplinske pumpe zemlja

Najpopularnije su dizalice topline koje koriste toplinu zemlje. O njima je već bilo riječi gore. Ovo su najučinkovitije, ali i najskuplje od svih vrsta. Cijevi koje idu pod zemlju mogu se nalaziti okomito ili vodoravno. Ovisno o tome, dizalice topline "zemlja" dijele se na vertikalna I horizontalna.

Vertikalne dizalice topline zahtijevaju uranjanje cijevi kroz koje rashladno sredstvo cirkulira do značajne dubine: 50-200 m. Istina, postoji alternativa - napraviti ne jedan takav bunar, već nekoliko, ali više „plitko“. Udaljenost između takvih bušotina mora biti najmanje 10 m. Da bi se izračunala dubina bušenja, može se grubo procijeniti da će toplinska pumpa od 10 kW zahtijevati bušotine (jednu ili više) ukupne dubine od oko 170 m. Također treba imati na umu da je beskorisno bušiti vrlo plitke - manje od 50 m - bušotine.

Na horizontalno polaganje nije potrebno skupo bušenje na velike dubine. Dubina polaganja cjevovoda ovom metodom je oko 1 m, ovisno o području ugradnje, ova se vrijednost može smanjiti ili povećati. Ovom metodom cijev za rashladno sredstvo postavlja se tako da je udaljenost između susjednih dijelova najmanje jedan i pol metar, inače prikupljanje topline nije učinkovito.

Napomena vlasniku

“Ako živite u umjerenom pojasu - na primjer, na sjeverozapadu - tada je najučinkovitija opcija za vas dizalica topline koja koristi toplinu zemlje. Štoviše, bolje je instalirati vertikalnu verziju dizalice topline - pogotovo ako se vaša kuća nalazi na stijenama.

Za ugradnju dizalice topline kapaciteta 10 kW potrebna je ukupna duljina ukopane cijevi od oko 350-450 m. Ako uzmete u obzir ograničenja povezana s blizinom različitih mjesta jedna drugoj, tada će vam trebati parcela zemljišta dimenzija 20 sa 20 metara. Postoji li takva besplatna stranica, veliko je pitanje.

Kako odabrati pravu dizalicu topline

Ako živite u umjerenom pojasu - na primjer, na sjeverozapadu - tada je najučinkovitija opcija za vas dizalica topline koja koristi toplinu zemlje. Štoviše, bolje je instalirati vertikalnu verziju toplinske pumpe - pogotovo ako se vaša kuća nalazi na stijenama, gdje je problematično pronaći slobodno veliko zemljište. Ali ova vrsta toplinske pumpe je najskuplja u smislu kapitalnih troškova.

U zoni blage klime - na primjer, u Sočiju - moguće je instalirati dizalicu topline zrak-voda, koja ne zahtijeva pretjerane kapitalne troškove i posebno je učinkovita u područjima gdje su sezonske temperaturne fluktuacije relativno male.

Ovisno o principu rada, postoje i. Električni modeli su popularniji.

Još jedna važna napomena. Dobra ideja su kombinirani modeli dizalica topline, koji kombiniraju klasičnu verziju dizalice topline s plinskim ili električnim grijačem. Takvi grijači mogu se koristiti u nepovoljnim vremenskim uvjetima kada je smanjena učinkovitost dizalice topline. Kao što je već spomenuto, smanjenje učinkovitosti posebno je karakteristično za dizalice topline zrak-voda i zrak-zrak.

Kombinacija ova dva izvora topline smanjuje troškove kapitalnih izdataka i produljuje razdoblje povrata ugradnje dizalice topline.

Prednosti i nedostaci dizalica topline

Glavna prednost dizalica topline su niski troškovi rada. Oni. trošak proizvedene topline ili hlađenja krajnjem korisniku najniži je u usporedbi s drugim metodama grijanja/hlađenja. Osim toga, sustav toplinske pumpe praktički je siguran za dom. Posljedično, zahtjevi za ventilacijske sustave njegovih prostorija su pojednostavljeni i razina sigurnosti od požara se povećava. To također ima pozitivan učinak na troškove ugradnje ovih sustava.

Dizalice topline su jednostavne za rukovanje i vrlo pouzdane, a opet - gotovo nečujne.

Još jedan plus je što po potrebi možete jednostavno prebaciti dizalicu topline s grijanja na hlađenje. Samo trebate kod kuće imati ne samo grijanje, već i ventilokonvektore.

Što je toplinska pumpa za dom ✮Veliki izbor toplinskih pumpi na web portalu

Ali oni također imaju nedostatke, od kojih je glavni naličje glavnog plusa - kapitalni troškovi za njihovu instalaciju su vrlo značajni. Sve do nedavno, još jedan nedostatak dizalica topline bila je relativno niska temperatura rashladne tekućine - ne više od 60 C. Ali nedavni razvoj omogućio je uklanjanje ovog nedostatka. Istina, cijena takvih modela je viša od standardnih.

Dizalica topline dobra je alternativa tradicionalnom grijanju privatne kuće. Uređaj koji se u zapadnim zemljama koristi već 30 godina, u Rusiji je još uvijek novost. Dva faktora sprječavaju njegovu široku primjenu: visoka cijena i nepoznavanje toplinskih pumpi, njihovih prednosti i principa 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 saznate više o uređaju i principima rada ove toplinske opreme, koja je, naravno, 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), modifikacija toplinskih pumpi. Ipak, najpraktičnija i isprobana i testirana je toplinska pumpa zemlja. Idealan je za ruske uvjete.

Geotermalno grijanje djeluje u jednom od tri smjera:

Korištenje geotermalnog grijanja, kao i svaki sustav opskrbe toplinom, neće samo zagrijati kuću, već će također osigurati toplu vodu, zagrijati parkiralište ili staklenik, zagrijati vodu u bazenu

Prednosti korištenja dizalice topline

Kako radi toplinska pumpa

Rad dizalice topline može se usporediti s radom konvencionalnog hladnjaka. Samo umjesto hladnoće, uređaj proizvodi toplinu. Tvar koja prenosi energiju je freon Plin ili tekućina s niskim vrelištem. Pri isparavanju preuzima toplinu, a pri kondenzaciji je odaje.

Dizalica topline je glavni element sustava. Njegove dimenzije nemojte prelaziti dimenzije prosječne perilice rubljašto olakšava ugradnju uređaja. Sama pumpa je uključena u dva kruga: unutarnji i vanjski.

Unutarnja kontura sastoji se od sustava grijanja kuće (cijevi i radijatori). Vanjska petlja nalazi u vodi ili pod zemljom. Uključuje kolektor-izmjenjivač topline i cijevi koje povezuju kolektor s pumpom.

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

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

Proces crpljenja sastoji se od nekoliko faza:

1. Mješavina protiv smrzavanja doveden u kolektor. Toplinska energija se apsorbira i prenosi do pumpe.
2. U isparivaču se energija prenosi na freon, gdje se zagrijava do 8 °C, vrije i pretvara se u paru.
3. Kako se tlak u kompresoru povećava, temperatura raste. Može doseći 70°C.
4. Unutarnji sustav grijanja prima toplinsku energiju kroz kondenzator. Freon se momentalno hladi i prelazi u tekuće stanje, pritom odajući preostalu toplinu. Zatim se vraća u kolektor. Time se ciklus završava.
5. Daljnji rad se ponavlja prema istom principu.

Dizalica topline najučinkovitije radi kada u kući postoji podno grijanje. Toplina se ravnomjerno raspoređuje po cijeloj površini poda. Nema zona pregrijavanja. Nosač topline u sustavu rijetko se zagrijava više od 35 °C, a grijanje podnim grijanjem smatra se najugodnijim na 33 °C. To je 2 °C manje nego kod grijanja radijatorima. Stoga nastaje ušteda do 18% godišnje iz cjelokupnog proračuna za grijanje. Osim toga, vjeruje se da je grijanje na razini poda najugodnije za život osobe.

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

Grijanje kuće zimi

U područjima s težim klimatskim uvjetima važno je koristiti bivalentni sustav grijanja. Zbog drugog izvora topline, temperaturni raspon je proširen. Rad jedne dizalice topline dovoljan je samo do temperaturne razine od -20 °C. S većim smanjenjem priključuje se električni grijač, 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% daje dodatni izvor topline. Ovaj smanjuje ukupnu učinkovitost sustava. Međutim, smanjenje je beznačajno.

Kod potpunog prelaska na grijanje objekta geotermalnim sustavom (u slučaju kada se ne planira ugradnja dodatnog kotla ili električnog uređaja), dizalica topline se koristi u kombinaciji s unutarnjim modulom koji sadrži mali ugrađeni električni grijač. . Podržat će instrument kada je temperatura okoline ispod -20 °C.

Kada je opravdana upotreba dizalice topline?

Pitanje grijanja seoske kuće uključuje razmatranje nekoliko opcija:

• Plin. U nedostatku plinovoda u blizini kuće, to postaje nemoguće. U nekim se regijama plin može kupiti samo u bocama.
• Ugljen ili ogrjevno drvo. S njima se grijanje pretvara u naporan i neučinkovit proces.
• Kotao na ulje zahtijeva visoke troškove goriva i posebne prostorije. Za samo gorivo također je potrebno posebno skladište, što je nezgodno u maloj kući.
• Grijanje na struju je vrlo skupo.

U ovom slučaju pomoć dolazi 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 stalno plaćati, 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 instalacije takvog grijanja svodi se na perspektivu. Iako utrošena količina struja - 3-5 puta manje u odnosu na druge sustave grijanja, još uvijek je potrebno izračunati u novčanom smislu sve troškove energije za godinu i usporediti ih s troškovima sustava, njegove instalacije i rada.

Maksimalnu učinkovitost korištenja dizalice topline moguće je postići ako dva važna uvjeta:

• Grijana zgrada mora biti izoliran, a indeks toplinskih gubitaka ne smije biti veći od 100 W/m2. Postoji izravan odnos između toga kako je kuća izolirana i koliko će ugradnja dizalice topline biti isplativa.
• Spajanje dizalice topline na niskotemperaturni izvori grijanja(konvektori, topli podovi), čiji se temperaturni režim kreće od 30 - 40 °C.

Dakle, dizalica topline bit će dobra alternativa tradicionalnim metodama grijanja. Uređaj jamči ekonomičnost i potpuna sigurnost. Vlasnik, nakon ugradnje geotermalnog sustava grijanja, neće morati ovisiti o različitim vanjskim čimbenicima, kao što su prekidi u opskrbi plinom ili pozivanje pružatelja usluga. Energija preuzeta iz okoliša ne zahtijeva plaćanje i ne iscrpljuje se.

Geotermalne crpke činit će tri četvrtine cjelokupne opreme za grijanje 2020. godine, navodi Svjetski energetski odbor.

Praksa korištenja dizalica topline: video

Čitanje 7 min.

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

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

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

Princip rada toplinske pumpe za grijanje doma

Princip rada dizalica topline temelji se na sposobnosti tijela i medija da predaju svoju toplinsku energiju drugim sličnim tijelima i medijima. Prema ovoj značajci razlikuju se razne vrste dizalica topline u kojima su nužno prisutni isporučitelj i njezin primatelj.

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

U dizajnu svake dizalice topline za grijanje kuće postoje 4 glavna elementa:

1. Kompresor dizajniran za povećanje tlaka i temperature pare koja nastaje ključanjem freona.
2. Isparivač, koji je spremnik u kojem freon prelazi iz tekućeg stanja u plinovito stanje.
3. U kondenzatoru, rashladno sredstvo prenosi toplinsku energiju u unutarnji krug.
4. Prigušni ventil regulira količinu rashladnog sredstva koje ulazi u isparivač.

Tip dizalice topline zrak zrak znači da će se toplinska energija uzimati iz vanjske okoline (atmosfere) i prenositi na nositelj, također zrak.

Dizalica topline zrak zrak: princip rada

Princip rada ovog sustava temelji se na sljedećoj fizikalnoj pojavi: medij u tekućem stanju, isparavajući, snižava temperaturu površine, odakle se raspršuje.

Radi jasnoće, ukratko razmotrimo rad hladnjaka i zamrzivača. Freon, cirkulirajući kroz cijevi hladnjaka, uzima toplinu iz hladnjaka i sam se zagrijava. Kao rezultat toga, toplina koju je sakupio prenosi se u vanjsko okruženje (to jest, u prostoriju u kojoj se nalazi hladnjak). Tada se rashladno sredstvo, komprimirajući u kompresoru, ponovno hladi i cirkulacija se nastavlja. Dizalica topline na zrak radi na istom principu - uzima toplinu iz vanjskog zraka i grije kuću.

Dizajn jedinice sastoji se od sljedećih dijelova:

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

Tijekom rada dizalice topline zrak, pri grijanju kuće, određenim redoslijedom odvijaju se sljedeći procesi:

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

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

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

Kao i svaki složeni uređaj, dizalica topline na zrak ima svoje prednosti i nedostatke. Među prednostima koje vrijedi istaknuti:

1. Ovisno o potrebi, jedinica može povisiti ili sniziti temperaturu grijanja kuće.
2. Ova vrsta pumpe ne zagađuje okoliš štetnim produktima izgaranja goriva.
3. Uređaj se jednostavno postavlja.
4. Zračna pumpa je apsolutno sigurna u smislu požara.
5. Koeficijent prijenosa topline crpke je vrlo visok u usporedbi s troškovima energije (generira se 4 do 5 kW topline po 1 kW potrošene električne energije)
6. Razlikuju se u razumnoj cijeni.
7. Uređaj je prikladan za korištenje.
8. Sustavom se upravlja automatski.

Od nedostataka zračnog sustava vrijedi spomenuti:

1. Blagi šum koji stvara rad uređaja.
2. Učinkovitost uređaja ovisi o temperaturi okoline.
3. Pri niskim vanjskim temperaturama povećava se potrošnja električne energije. (ispod -10 stupnjeva)
4. Sustav u potpunosti ovisi o dostupnosti električne energije. Problem se može riješiti ugradnjom autonomnog generatora.
5. Zračna pumpa ne može grijati vodu.

Općenito, za grijanje drvenih kuća idealni su uređaji zrak-zrak, kod kojih su zbog prirode materijala smanjeni prirodni toplinski gubici.

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

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

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

Dizalice topline za kućno grijanje tople vode.

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

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

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

Princip rada dizalice topline voda-voda je sljedeći:

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

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

Dizalica topline voda voda: princip rada

Prilikom odabira uređaja ove klase obratite pozornost na određene uvjete:

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

Izgaranje klasičnih goriva (plin, drvo, treset) jedan je od drevnih načina dobivanja topline. Međutim, iscrpljivanje tradicionalnih izvora energije potaknulo je ljude da traže složenije, ali ništa manje učinkovite alternative. Jedan od njih bio je izum toplinske pumpe, čiji se rad temelji na školskim zakonima fizike.

Rad toplinske pumpe

Princip rada dizalica topline, koji je na prvi pogled vrlo kompliciran, temelji se na nekoliko jednostavnih zakona termodinamike i svojstava tekućina i plinova:

1. Kada plin postane tekući (kondenzacija), oslobađa se toplina
2. Kada tekućina prijeđe u plin (isparavanje), toplina se apsorbira

Većina tekućina može ključati na prilično visokim temperaturama, blizu 100 stupnjeva. Ali postoje tvari s prilično niskim vrelištem. U freonu je oko 3-4 stupnja. Pretvarajući se u plin, lako se komprimira i temperatura unutar spremnika počinje rasti.

Teoretski, freon se može komprimirati kako bi se postigla bilo koja željena temperatura, ali u praksi je ograničen na 80-90 stupnjeva, što je potrebno za puni rad klasičnog sustava grijanja.

Svatko se susreće s dizalicom topline više od jednom dnevno kada prolazi pored hladnjaka. Međutim, u njemu djeluje u suprotnom smjeru, uzimajući toplinu proizvoda i raspršujući je u atmosferu.

Video o tehnologiji rada

Dijagram dizalice topline

Učinkovitost većine dizalica topline temelji se na toplini tla, u kojoj temperatura praktički ne varira tijekom cijele godine (unutar 7-10 stupnjeva). Toplina se kreće između tri kruga:

1. Krug grijanja
2. Toplinska pumpa
3. Slana (aka zemljana) kontura

Klasični princip rada dizalica topline u sustavu grijanja sastoji se od sljedećih elemenata:

1. Izmjenjivač topline koji unutarnjem krugu daje toplinu preuzetu iz zemlje
2. uređaj za kompresiju
3. Drugi uređaj za izmjenu topline koji energiju primljenu u unutarnjem krugu prenosi u sustav grijanja
4. Mehanizam koji snižava tlak u sustavu (gas)
5. Krug salamure
6. sonda za uzemljenje
7. Krug grijanja

Cijev, koja djeluje kao primarni krug, postavlja se u bunar ili zakopava izravno u zemlju. Tekuća rashladna tekućina koja se ne smrzava kreće se duž njega, čija temperatura raste do slične karakteristike zemlje (oko +8 stupnjeva) i ulazi u drugi krug.

Sekundarni krug uzima toplinu iz tekućine. Freon koji cirkulira unutra počinje kuhati i pretvarati se u plin koji se šalje u kompresor. Klip ga komprimira na 24-28 atm, zbog čega temperatura raste na + 70-80 stupnjeva.

U ovoj radnoj fazi energija se koncentrira u jedan mali ugrušak. Kao rezultat toga, temperatura raste.

Zagrijani plin ulazi u treći krug, koji je predstavljen sustavima opskrbe toplom vodom ili čak kućnim grijanjem. Pri prijenosu topline mogući su gubici do 10-15 stupnjeva, ali oni nisu značajni.

Kad se freon ohladi, dolazi do pada tlaka i on ponovno prelazi u tekuće stanje. Na temperaturi od 2-3 stupnja vraća se u drugi krug. Ciklus se ponavlja iznova i iznova.

Glavne vrste

Princip rada dizalica topline uređen je tako da mogu jednostavno i bez prekida raditi u širokom temperaturnom rasponu - od -30 do +40 stupnjeva. Najpopularnije su sljedeće dvije vrste modela:

• tip apsorpcije
• Vrsta kompresije

Modeli apsorpcijskog tipa imaju prilično složenu strukturu. Prenose primljenu toplinsku energiju izravno uz pomoć izvora. Njihovim radom značajno se smanjuju materijalni troškovi utrošene električne energije i goriva. Modeli tipa kompresije za prijenos topline troše energiju (mehaničku i električnu).

Ovisno o korištenom izvoru topline, crpke se dijele na sljedeće vrste:

1. Obrada sekundarne topline- najskuplji modeli koji su stekli popularnost za grijanje objekata u industriji, u kojima se sekundarna toplina proizvedena iz drugih izvora ne troši nigdje
2. Zrak- preuzimanje topline iz okolnog zraka
3. Geotermalna– odaberite toplinu iz vode ili zemlje

Prema vrsti ulaza/izlaza, svi modeli se mogu klasificirati na sljedeći način - tlo, voda, zrak i njihove različite kombinacije.

Geotermalne dizalice topline

Popularni su geotermalni modeli crpki, koji su podijeljeni u dvije vrste: zatvoreni ili otvoreni tip.

Jednostavan raspored otvorenih sustava omogućuje zagrijavanje vode koja prolazi unutra, a koja kasnije ponovno ulazi u tlo. Idealno, radi u prisutnosti neograničenog volumena čiste tekućine za prijenos topline, koja nakon potrošnje ne šteti okolišu.

Zatvoreni sustavi geotermalnih dizalica topline dijele se na sljedeće vrste:

• Vodeni - nalazi se u rezervoaru na nezamrznutoj dubini
• Kod vertikalnog rasporeda - kolektor se postavlja u bunar do dubine od 200 m i primjenjiv je u područjima s neravnim terenom
• S vodoravnim rasporedom - kolektor se postavlja u zemlju do dubine od 0,5-1 m, vrlo je važno osigurati veliki krug na ograničenom području

Pumpa zrak-voda

Jedna od najsvestranijih opcija je model zrak-voda. U toplim razdobljima godine vrlo je učinkovit, ali zimi učinak može značajno pasti.

Prednost sustava je jednostavna montaža. Prikladna oprema može se montirati na bilo kojem prikladnom mjestu, na primjer, na krovu. Toplina koja se odvodi iz prostorije u obliku plina ili dima može se ponovno iskoristiti.

Tip voda-voda

Dizalica topline voda-voda jedna je od najučinkovitijih. Ali njegova upotreba može biti ograničena prisutnošću rezervoara u blizini ili nedovoljnom dubinom na kojoj nema značajnog pada temperature zimi.

Energija niskog potencijala može se odabrati iz sljedećih izvora:

• podzemne vode
• Rezervoari otvorenog tipa
• Otpadne industrijske vode

Najjednostavniji princip rada dizalica topline je kod modela koji toplinu uzimaju iz spremnika. Ako se donese odluka o korištenju podzemne vode, možda će biti potrebno izbušiti bunar.

Tip tlo-voda

Toplina iz tla može se dobiti tijekom cijele godine, jer se na dubini od 1 m ili više temperatura praktički ne mijenja. Kao nosač topline koristi se "salamura" - tekućina bez smrzavanja koja cirkulira.

Jedan od nedostataka sustava "tlo-voda" je potreba za velikom površinom za postizanje željene učinkovitosti. Pokušavaju ga izravnati postavljanjem cijevi s prstenovima.

Kolektor se može postaviti okomito, ali je potreban bunar dubine do 150 m. Na dnu su montirani suncobrani koji oduzimaju toplinu zemlji.

Prednosti i mane sustava grijanja s dizalicom topline

Dizalice topline naširoko se koriste u sustavima grijanja privatnih stambenih područja ili industrijskih područja. Zbog svoje pouzdanosti i učinkovitosti postupno zamjenjuju klasičnije izvore energije.

Neke od mnogih prednosti korištenja dizalice topline uključuju:

• Ušteda novca na održavanju sustava i rashladne tekućine
• Pumpe rade potpuno autonomno
• U okoliš se ne ispuštaju štetni produkti izgaranja i druge otrovne tvari
• Protupožarna sigurnost montirane opreme
• Mogućnost jednostavnog preokreta rada sustava

Unatoč brojnim prednostima, potrebno je uzeti u obzir negativne aspekte rada dizalice topline:

• Velika početna ulaganja u uređenje sustava grijanja - od 3 do 10 tisuća dolara
• U hladnim razdobljima, kada temperatura padne ispod -15 stupnjeva, potrebno je razmišljati o alternativnim mogućnostima grijanja.
• Grijanje temeljeno na radu dizalice topline najučinkovitije je samo u sustavima s niskotemperaturnim nositeljem topline

Još jedan shematski video:

Sumirati

Nakon što ste naučili i savladali princip rada dizalice topline, možete razmišljati i odlučiti o prikladnosti njegove instalacije i korištenja. Početni troškovi, koji se mogu činiti jako velikim, ubrzo će se isplatiti i početi donositi svojevrsnu zaradu u vidu uštede na klasičnom gorivu.