Soojuspumba tööpõhimõte maja kütmiseks

Soojusenergia muundamiseks, ülekandmiseks ja muundamiseks kasutatakse spetsiaalset konditsioneeri või külmkappi meenutavat seadet. Soojuspumpa ei kasutata kütteks – see ainult transpordib soojust rohkem kui võrgust saab. Seadme abil saate küttekommunikatsioonidesse pumbata pinnase, õhu või vee energiat.

Tööpõhimõte ja disain

Soojuspump koosneb freoonkontuurist koos kompressoriga, paisuventiiliga, soojusvahetitest (kondensaator, aurusti) ja vasktorussist. Sõlmed ühendatakse omavahel ühendusliitmike ja automaatsete osade abil.

Seadme tööpõhimõte põhineb madala kvaliteediga soojuse valikul:

• vesi (+2 kuni +7 kraadi);
• õhk (-25 kuni +35 kraadi);
• muld (-5 kuni +5 kraadi).

Soojusressursside võtmise käigus lähtekeskkond jahutatakse ja sisemise ahela külmutusagens hakkab keema ja muutub auruks. Gaas surutakse kompressoriga kokku ja kaotab järsult mahu, suurendades samaaegselt temperatuuri ja rõhku.Kuumutatud freooni toime on soojusressursside ülekandmine soojustrassi. Soojuspumbad töötavad suletud põhimõttel, kasutades ainult energiat jahutusvedelikku otseselt soojendamata.

Seade võimaldab saada 1 kW kasutatud energiaressursist 3-5 kW soojust.

Soojuspumpade tüübid

Eramu kütmiseks mõeldud soojuspumbad liigitatakse mitme kriteeriumi järgi. Sõltuvalt energiaülekande tüübist:

• Kompressioon – koosnevad kompressorist, kondensaatorist, aurustist ja ekspanderist. Seadmed töötavad jahutusvedeliku kokkusurumise ja paisumise tsükli põhimõttel koos edasise kuumutamisega.
• Imendumine - need töötavad absorbendi ja külmutusagensi baasil. Absorptsiooniseade on tõhus ja on uue põlvkonna pump.

Saate valida seadme soojusallika järgi:

• õhk – ammutab atmosfäärist soojusressursse;
• maasoojus - võtab energiat veest või pinnasest;
• sekundaarne - töötab vee või õhu sekundaarse soojusega.

Taaskasutatud soojusseadmed suudavad koguda reoveeenergiat.

Soojuspumbaaparaat erineb ka energia võtmise ja muundamise keskkonna, omaduste ja töömeetodite poolest.

Põhjavee süsteem

Seadmed võimaldavad teil saada soojust maa soolestikust aastaringselt. Sõltuvalt maasoojusahela tüübist saab valida järgmised modifikatsioonid:

• Horisontaalne - torukujuline süsteem, mis asub pinnase külmumise all, sügavusel 1,5-2 m Temperatuur aastaringselt ulatub +3...+15 kraadini, seega saab soojust igal ajal.
• Vertikaalne – kollektor näeb välja nagu 50-200 m sügavune kaev. Sees on spetsiaalsed sondid, mis koguvad soojust püsivast temperatuurigradiendist.

Vertikaalse kontuuri korraldamisel peate arvestama pinnase geoloogilise koostisega. Kohapeal, kus horisontaalkontuur asub, ei saa maju ehitada ega plaate panna.

Vesi-vesi süsteem

Ruumi soojendamiseks peate kasutama maa-aluse vee energiat, mille temperatuur on +7 kraadi või kõrgem. Tehnoloogia hõlmab vee tarnimist tsentrifugaalpumbaga spetsiaalsesse jaama. Soojusenergia kantakse antifriisile üle seadme alumise vooluringi kaudu. See valik on lubatud järgmistes piirkondades:

• ilma põhjaveeta või selle esinemise minimaalse tasemega;
• kaevudega, milles veetase ei lange;
• minimaalse soola koostise ja saastumisega;
• varustatud drenaažikaevuga, mis suudab vastu võtta alates 2200 liitrit reovett tunnis.

Parim variant vesi-vee-seadmete jaoks on ala jõe või muu veekogu lähedal.

Vesi-õhk süsteem

Soojuspumbad ei soojenda ruumides olevat õhku, vaid jahutusvedelikku ennast. Seda saab kasutada soojendamiseks ja kuuma vee valmistamiseks. Süsteemil on mitmeid eeliseid:

• paigaldatud ilma väliskontuuri puurimata;
• eristub töökindluse ja vastupidavuse poolest;
• efektiivne sügisel ja kevadel.

Pumpade puudused hõlmavad järgmist:

• COP vähenemine, kui temperatuur jõuab +1,2 kraadini;
• välisseadme sulatamiseks tagurpidi.

Jaamad ei ole ainsad soojuse tootmise vahendid. Need töötavad koos küttekatlaga.

Õhk-õhk süsteem

Õhk-õhk seadmed saavad soojusenergiat välisõhumassidest. Väliselt meenutavad need kliimaseadmeid, kuid võivad töötada madalatel temperatuuridel. Külma õhku soojendatakse kondensaatoris. TN-i eelised hõlmavad järgmist:

• kulu võrreldav kliimaseadme hinnaga;
• kiire paigaldus;
• puudub soojuskandja lekke oht.

Süsteemide puudused hõlmavad järgmist:

• Töötamise võimalus ainult temperatuuril kuni -20 kraadi;
• vajadus paigaldada iga ruumi sees spetsiaalne seade;
• kuuma vee saamiseks tingimuste puudumine.

Suvila või maakodu täiendavaks kütmiseks saab kasutada õhk-õhk kütteseadmeid.

Süsteemi valiku kriteeriumid

Enne soojuspumba ostmist peate arvestama:

• Süsteemi seadistamise kulud. TN-i ühendamiseks Moskvas peate paigaldama horisontaalse vooluringi. Kaevatakse süvend (10 tuhat rubla/vahetus ekskavaatori rentimisel), seejärel valmistatakse ette töö (5 tuhat rubla). Kaev maksab 1000 rubla/m koos sondi paigalduse ja torustikuga. Süsteemi normaalseks tööks vajate 350 m vooluringi või 350 tuhat rubla.
• Energiatarbimine. 9 kW võimsusega soojuspump tarbib 2,7 kW/h elektrit, mis on odavam kui analoogne elektriboiler.
• Tasumine. Alternatiivne küte, arvestades paigalduskulusid ja elektritarbimist, tasub end ära 3 aastaga.
• Elukohapiirkonna kliimatingimused. TN on pakaseliste talvedega piirkondades ebaefektiivne. Nad ei suuda võtta vajalikku kogust soojust pinnasest, õhust ega veest.
• Seadme võimsus. 10x10 ruudu ühekorruselise maja omanik peab tegema arvutused, mis põhinevad: maksimaalne negatiivne temperatuur (-20 kraadi); temperatuuride erinevused väljas ja ruumis (20 – -20=40); seinte soojuskadu (telliskivi - 13,5 kW). Viimasele minimaalse võimsuse indikaatorile peate lisama umbes 50%.
• Säilituspaagi maht. Pumba 3 käivitamisel on vaja 30 liitrit vett, 5 käivitamisel - 20 liitrit.

Seadmete valikul võetakse arvesse maja seisukorda ja selle asukoha omadusi.

Eelised ja miinused

Soojuspumbaga küttekommunikatsioonil on mitmeid eeliseid:

• energiasääst: kuluga 1 kW/h saadakse 4 kW/h soojust;
• süsteemi remondikulude vähendamine;
• mitmekülgsus - sobib paigaldamiseks piirkondadesse, kus pole gaasijuhtmeid ega elektriliine, kuna töötab õhust, pinnasest või veest;
• süsteemi täielik automatiseerimine - pikaajalise puudumise korral saab omanik seadistada püsiva temperatuuri režiimi +10 kraadi;
• keskkonnaohutus - ei tekita oksiide, happeid ja bensoeühendeid;
• hädaolukordade puudumine - jahutusvedelik ja süsteemi komponendid ei kuumene kriitilise temperatuurini;
• võimalus töötada temperatuuril kuni -15 kraadi;
• pööratavus - paigaldised jahutavad maja suvel, eemaldades ruumidest soojuse ja suunates selle reservkeskkonda;
• pikaajaline kasutamine: ilma kapitaalremondita on pump kasutusel 25-50 aastat, kompressori varuosa läheb rikki kord 15-20 aasta jooksul.

Soojuspumpade kasutamise puudused on järgmised:

• rahalised kulud maasoojussüsteemi korraldamiseks;
• süsteemi pikaajaline (5-10 aastat) tasuvus;
• vajadus kasutada lisakütet külmades piirkondades.

Põrandaküttesüsteemides on lubatud kasutada fancoil-seadmeid, mis kannavad soojust või külma veest õhku. Kui teil on vana kodu, vajate kütte ümberehitust.

Populaarsed soojuspumpade tootjad

Soojuspumpasid toodavad peamiselt Aasia ettevõtted. Daikin, Mitsubishi Electric ja Hitach tarnisid esimestena tooteid Euroopa turule. Seadmeid toodavad ka Lõuna-Korea (LG ja Samsung), Hiina (Midea ja Gree) tootjad.

ATW modifikatsioonid on ka Euroopa kaubamärkidel Dimplex, Nibe, Alpha-Inno Tec, AJ Tech, CIAT, Technibel, Atlantic, Airwell, Buderus.

DIY soojuspump

Ise soojuspumba valmistamine on võimalik vaid väikese maja kütmiseks.

1. Ostke vana külmik ja võtke see lahti, eemaldades automaatika.
2. Valmistage pooleks lõigatud 100-liitrisest teraspaagist kondensaator. Paaki asetatakse 1 mm paksuste seintega vaskspiraal.
3. Tehke mähis, keerates vasktoru ümber gaasi- või hapnikuballooni, hoides pöörete vahel sama kaugust.
4. Kinnitage pöörded, keerates traat läbi alumiiniumnurkades olevate aukude.
5. Keevitage paagi osad.
6. Valmistage aurusti 60-80-liitrisest plastmahutist. Sellesse on paigaldatud mähis ja keermed äravoolu- ja toitetorude jaoks.
7. Paigaldage seadmed ruumi ja ühendage see 2 välisukse sisse ehitatud õhukanaliga.
8. Jootke vasktorud ja pump freooniga.
9. Tehke algus ja ühendage konstruktsioon küttega.

Õhk juhitakse ülemise kanali kaudu sügavkülmikusse, jahutatakse ja juhitakse korpusesse. Pärast soojendamist tagaseina soojusvahetiga sisenevad ruumi õhumassid.

Töö tulemusena saadakse suletud ahelaga süsteem. Selles ringleb külmutusagens, mis võtab ja transpordib energiat aurustist kondensaatorisse. Saadud soojusenergia on väikese võimsusega, mistõttu on vaja lisaks ühendada põrandaküte või väikese inertsiga radiaatorid.

Väljavooluvee temperatuur ei ületa 50–60 kraadi.

Skeem

Kahevalentne küttesüsteemi ahel aitab säästa seadme ise valmistamisel ja paigaldamisel.See hõlmab HP võimsuse arvutamist minimaalse temperatuuri alusel. Käitis ei tööta täisvõimsusel aasta läbi.

Sel juhul on sete passiivne üksus, millega on ühendatud gaasi- või tahkekütuse tüüpi katel. Viimasega on ühendatud möödaviik.

Pumpade termilised modifikatsioonid on tõhusad, kuid kallid seadmed. Pika tasuvusajaga on need ainsaks alternatiiviks gaasivarustuseta piirkondades.