Топлинни помпи за отопление на дома: видове и принцип на работа

Топлинни помпи за отопление на дома: видове и принцип на работа

Алтернативните опции за отопление включват нарастващата популярност на термопомпите. Високата цена на оборудването и инсталирането на такъв дизайн не позволява на някои собственици на частни къщи да минимизират разходите за отопление. Те определено трябва да обмислят да направят термопомпа, направена сама.

Устройство и принцип на работа

Почти всяка среда, която ни заобикаля, има определено количество топлинна енергия, при условие че нейната температура надвишава 1° C.Защо да не използвате част от тази енергия за отопление на собствения си дом? Това става с помощта на термопомпа.

Основан е принципът на работа на термопомпата на базата на пренос на топлина от източник с нисък потенциал на топлинна енергия към топлоносител с по-висока температура. На практика изглежда така:

  1. Топлоносителят влиза в тръбопровода, разположен например в земята и загрява няколко градуса.
  2. Тогава топлоносителят влиза в топлообменника (или изпарителя) и прехвърля събраната топлинна енергия във вътрешната верига.
  3. Хладилният агент (вещество с ниска точка на кипене, което е под ниско налягане), което се намира във външната верига, се нагрява в изпарителя и се превръща в газ.
  4. Тогава газообразният хладилен агент влиза в компресора, където се компресира под високо налягане. В същото време температурата на хладилния агент става още по-висока.
  5. Горещият газ влиза в кондензатора, където предава топлинна енергия на охлаждащата течност на вътрешната отоплителна система на къщата.
  6. След това хладилният агент, който е загубил топлина, се връща в системата в течно състояние.

Работата на хладилните агрегати се основава на същия принцип, поради което някои видове термопомпи през лятото могат да бъдат доста успешно използвани като климатици, т.е. за охлаждане на помещението.

Принципът на работа на термопомпата

Термопомпата ви позволява да отоплявате къщата, използвайки ниско потенциална топлинна енергия на околната среда

Видео: устройство и работа на термични блокове

Видове единици

Ясна идея за вариантите за изграждане на термопомпи е тяхната класификация според вида на охлаждащата течност по външния и вътрешния контур на конструкцията. Устройството може да получава енергия от:

  • почва;
  • вода (водно тяло или източник);
  • въздух.

Вътре в къщата получената топлинна енергия може да се използва в отоплителната система, както и за отопление на вода или за климатизация. Следователно има няколко вида термопомпи, в зависимост от комбинацията от тези елементи и функции.

Система подземни води

Получаването на топлина от земята се счита за едно от най-ефективните за този тип алтернативно отоплениетъй като вече на около пет метра от повърхността температурата на почвата остава доста постоянна, тя е малко податлива на промени в метеорологичните условия.

Геотермална термопомпа

Геотермалната термопомпа използва специални топлопроводими сонди

Като охлаждаща течност във външната верига се използва специална течност, която обикновено се нарича саламура. Това е екологично чисто вещество.

Външният контур на термопомпата почвата-вода е направен от пластмасови тръби. Можете да ги поставите в земята хоризонтално или вертикално. В първия случай може да се наложи да работите на голяма площ, от 25 до 50 квадратни метра. м на киловат мощност на помпата. Зоните, запазени за хоризонталния колектор, не могат да се използват за селскостопански цели. Тук е допустимо само разбиване на тревата или засаждане на едногодишни цъфтящи растения.

За изграждането на вертикален резервоар ще са необходими редица кладенци с дълбочина 50-150 метра. Тъй като температурата на почвата на тази дълбочина е по-висока и по-стабилна, такава геотермална термопомпа се счита за по-ефективна. В този случай се използват специални сонди за дълбочина за предаване на топлина.

Помпа вода-вода

Топлината може да бъде също толкова ефективен избор. помпа вода вода, тъй като на големи дълбочини температурата на водата остава доста висока и постоянна. Като източник на ниско потенциална топлинна енергия може да се използва:

  • открити резервоари (езера, реки);
  • подземни води (кладенци, кладенци);
  • отпадъчни води от промишлени технологични цикли (обратен водопровод).

Няма фундаментални разлики в дизайна на термопомпите почва-вода или вода-вода. Най-малко разходи ще изискват изграждането на термопомпа, която използва енергията на отворен резервоар: тръбите с охлаждаща течност трябва да бъдат снабдени с товар и потопени във вода. Използването на потенциала на подземните води ще изисква по-сложен дизайн. Може да се наложи допълнителен кладенец за заустване на водата, която преминава през топлообменника.

Термопомпа вода-вода

Използването на термопомпа вода-вода в открито езерце може да бъде много полезно.

Универсална опция "въздух-вода"

По ефективност въздушна вода с термопомпа отстъпва на други модели, тъй като в студения сезон неговата мощност е значително намалена. Въпреки това, за монтажа му не се изисква сложен изкоп или изграждане на дълбоки кладенци. Необходимо е само да изберете и инсталирате подходящо оборудване, например директно на покрива на къщата.

Термопомпа въздух / вода

Термопомпата въздух-вода може да бъде инсталирана без обширни инсталационни работи

Безспорно предимство на този дизайн е възможността да се използва повторно топлината, която напуска помещенията, отоплявани от термопомпата с отработен въздух или вода, както и дим, газ и др. За да се компенсира липсата на мощност на въздушната термопомпа през зимата, трябва да се обмислят алтернативни варианти за отопление.

Най-малко скъпият вариант може да бъде термопомпа въздух-въздух, чиято конструкция не изисква сложна работа за създаване на традиционна система за отопление на водата в помещения.

Прочетете повече за този тип термопомпа в нашата статия:https://aquatechn.com/otoplenie/alt_otoplenie/teplovoj-nasos-vozdux-vozdux.html.

Предимства и недостатъци на системата

Инсталирането на термопомпа у дома и включването й в отоплителната система или създаването на пълноценна отоплителна станция ще реши редица належащи проблеми и има следните предимства:

  • това е автономна отоплителна система, единственият централизиран елемент от която е връзката към електрическата мрежа;
  • този метод може значително да спести от скъпи енергийни носители, които традиционно се използват за отопление и значително да намали разходите за комунални услуги.Средният коефициент на преобразуване на топлината е 3,5 - 4,5. От 1 kW електроенергия помпата генерира от 3 до 7 kW топлина. Това са най-високите проценти сред всички видове котли, работещи на всяко гориво;
  • системата е безопасна за човешкото здраве и за околната среда. Той помага да се спестят невъзобновяемите енергийни ресурси на планетата;
  • пожарна безопасност и незапалимост на частите. Този котел не се прегрява, не експлодира, не гори, не отделя въглероден окис;
  • една помпа може да произвежда както топлина, така и студ, осигурявайки необходимия микроклимат в къщата, както и отоплителна вода за битови нужди;
  • издръжливост - според опита на европейските жители, експлоатационният живот на оборудването е 20-50 години;
  • комфорт и безшумна работа. Системата се управлява от автоматизация;
  • инсталирането на помпата не изисква одобрения, които са необходими по време на монтажа, например на газово оборудване.

В Норвегия и Швеция 95% от всички домове се отопляват с термопомпи.

Котелно в къщата

Предимствата на такава система са много по-големи от недостатъците

Недостатъците включват:

  • сравнително високата цена за монтаж и самата помпа, изплащането на такава система зависи от интензивността на нейната работа;
  • необходимостта от привличане на специалисти и използване на специално сондажно и друго оборудване за оборудване на геотермална помпа с вертикална верига, дълбочината на която може да достигне 200 m.

Как да си направим DIY термопомпа

Използването на термопомпи за отопление на дома ви е изгодно и удобно. Опитът показва, че в частни къщи с жилищна площ над 400 квадратни метра. м такъв дизайн ще се изплати в рамките на няколко години от експлоатацията, въпреки високата цена. Собствениците на къщи с по-скромни размери успешно разработват и инсталират термопомпи със собствен дизайн. Ето някои насоки за създаването на тези полезни устройства:

  • Първо трябва да се погрижите за закупуването на компресор, например проектиран за климатизация. Обикновено тя е фиксирана към стената.
  • друга важна част от дизайна - кондензаторът - може да се извърши независимо. За да направите това, трябва да направите бобина от медна тръба (дебелина най-малко 1 мм), която се поставя в метален или пластмасов калъф. Като корпус е подходящ резервоар с подходящ размер. След монтирането на бобината половините на резервоара се заваряват, като се монтират необходимите резбови връзки. Изпарителят също обикновено се монтира на стената. За да направите висококачествена намотка, можете да обвиете медна водопроводна тръба около обект с подходящ диаметър, газов цилиндър е доста подходящ. За да сте сигурни, че разстоянието между завоите е същото, използвайте перфориран алуминиев ъгъл, върху който са фиксирани бобините на бобината.
  • окончателно инсталиране на това оборудване: запояване на медна тръба, инжектиране на фреон и др. - трябва да се извършва само от квалифициран специалист. Непредвидените действия могат да повредят оборудването, в допълнение, те са свързани с голяма вероятност от нараняване.
  • след това дизайнът е свързан към вътрешната отоплителна система на къщата.
  • след това външната верига е инсталирана и свързана, характеристиките на този процес зависят от вида на термопомпата.

Преди да стартирате термопомпата, няма да навреди да диагностицирате състоянието на окабеляването и електромера на къщата. Трябва да се подмени старото и остаряло оборудване. Приемливият електромер е най-малко 40 ампера.

За съжаление, не всяка термопомпа за отопление на дома отговаря на очакванията на собствениците. Най-често това се дължи на липсата на правилни термодинамични изчисления. Резултатът е система с недостатъчна мощност или разходите за прекомерно мощно оборудване неоснователно нарастват. За да изберете система с подходящ капацитет, е необходимо да се вземат предвид топлинните загуби на сградата, както и много други характеристики. Такива изчисления трябва да бъдат поверени на инженер по проектиране.

Ефективност на разходите и приложимост на използването на термопомпи

За да се постигнат значителни икономии на бюджета за отопление в продължение на много години, е необходимо да се изразходват значителни средства на етапа на проектиране и монтаж. Изплащането на такава отоплителна система се забавя във времето, зависи от условията на работа.

Енергията, взета от околната среда, не изисква плащане и не свършва дотук.

Ако подът и стените са правилно изолирани в къщата, тогава термопомпата ще работи максимално ефективно. Топлинните загуби не трябва да надвишават 100 W на 1 кв. м.

Следва сравнение на разходите за отопление при използване на различни източници на енергия.

Диаграма на разходите за отопление

За да спестите от отопление, трябва да похарчите значителна сума за инсталиране на термопомпа

Много е изгодно да включите помпата в система за подово отопление или стени, където работната температура е приблизително 40 градуса. Показател за икономия може да се счита за липсата на прегряване на отоплителния кръг и замръзване на охлаждащата течност при изключване на помпата, което подобрява надеждността на системата и намалява риска от авария и честотата на профилактичните и ремонтни дейности.

Цената за инсталирането на такава система зависи от няколко фактора:

  • площта на отопляваните помещения на къщата;
  • разнообразие от дизайн на помпата;
  • отоплителни системи и тръби, положени в къщата;
  • индикатори за топлинни загуби

За малка къща от 130 квадратни метра. м при инсталиране на помпа с почвен топлинен прием, цената на оборудването ще бъде 450 000 п., а инсталацията ще изтегли 300 000 п.

Помпата въздух-вода ще струва 300 00 r., А инсталацията ще бъде 80 000 r. Това е най-евтиният вариант.

Външен блок на топлинната система

Цената на инсталациите започва от 450 хиляди рубли.

Максималните разходи ще бъдат необходими за дълбоко пробиване с ниска точка на замръзване и за голяма площ на къщата, например 400 квадратни метра. м. Оборудването ще струва 800 000 стр., а инсталацията - 360 000 п. Разходите включват всички проектиране и изкопни работи, наземни работи и всички елементи на помпата и отоплителната система.

Актуализиран материал 03.03.2018

 

 

24 коментара

    Вид:

    Възходящ
    1. въплъщениеАлександър

      Искам да използвам обикновен кладенец за това.

    2. въплъщениеВячеслав

      Интересен въпрос е защо, когато външната структура на системата е хоризонтална в земята на дълбочина 5 м, тази площ не може да се използва за земеделие? В края на краищата нито вода от естествени валежи прониква на такава дълбочина, нито корените на едни и същи дървета почти проникват на тази дълбочина и ако проникнем, няма да засаждаме, но може ли да се засаждат картофи и храсти?

    3. въплъщениеPetroc

      За продажба в нашия регион - 480 000 рубли плюс инсталация (пробиване и свързване) на още 370 000. Общо повече от 800 000. Ако харчим 5000 годишно за дърва - печка с отопление на водата (2 колички по 3 кубически метра всяка), тогава имаме достатъчно пари за 160 години. Плюс това имаме студове от декември до 25-30 февруари, така че не е изгодно.

    4. въплъщениеВадим

      Кажете ми защо да произвеждате топлина в околната среда, когато можете да произвеждате топлина в къщата (камината)? Наводнете камината и получете топлина от нея през термопомпата към цялата площ на къщата!

Препоръчваме ви да прочетете:

Как да поправите душ маркуч "Направи си сам"