Šta je toplotna pumpa? Namjena, princip rada, vrste pumpi, instalacija i konfiguracija

2024 Autor: Aaron Duncan | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-16 03:36

Prilikom odabira alternative standardnim sistemima grijanja, poželjno je znati šta je toplotna pumpa? Takav dizajn se aktivno koristi u inozemstvu, u Rusiji je takva konfiguracija novost. To je zbog visoke cijene opreme i njene instalacije, kao i nedovoljnog znanja o svim suptilnostima i prednostima ovog uređaja. Za referencu: više od 90% kuća u Norveškoj i Švedskoj grije se na ovaj način. Razmotrite karakteristike i karakteristike ovog dizajna.

Opis

Šta je toplotna pumpa? Ovaj uređaj je pumpa koja apsorbuje potencijalno nisku toplotnu energiju iz okoline, prenoseći je u sisteme za snabdevanje toplotom sa povećanom temperaturom. Vrijedi napomenuti da većina prirodnih resursa ima rezerve energije, uključujući mraz. Čak iu najtežoj zimi, dom se može zagrijati prirodnom energijom.

Modifikacija uređaja koji se razmatraju zavisi od vrste primljenog izvora energije (zemlja, vazduh, voda). po najvišePopularan i praktičan uređaj je geotermalna jedinica koja transformiše energiju tla. Osim toga, optimalno je prilagođen domaćim klimatskim karakteristikama. Ovo je prilično relevantno za gotovo sve regije Ruske Federacije.

Princip rada

Teplotna pumpa za dom radi prema jednom od tri principa:

1. Kroz specijalnu cijev u bunaru, podzemne vode se izvode na površinu. Imaju određeni temperaturni režim, prolazeći kroz izmjenjivač, prenose raspoloživu toplinu koja grije dom. Nakon toga, voda se vraća prirodnim putem (nizvodno).
2. U bunar na dubinu od 70-100 metara spušta se kontejner sa antifrizom, čija se temperatura razlikuje od temperature okolnog tla. Toplotna pumpa za zemlju ubrzava tečnost, a zatim je isporučuje u izmjenjivač topline. Kao rezultat ovog procesa oslobađa se toplina.
3. U ovoj opciji, bušenje bunara nije potrebno. Vrijedi napomenuti da bi se kuća trebala nalaziti u blizini rezervoara. Radna linija je položena duž dna ribnjaka, zbog čega se voda pumpa uz daljnje izvlačenje topline iz nje. Nijansa ove metode je dovoljna dubina rezervoara, koja će omogućiti da se energija ispod leda izvuče do 15 kubnih metara raspoložive vode.

Rad geotermalnog sistema, kao i drugih analoga, omogućava ne samo grijanje stambenog sektora, već i grijanje garaže, staklenika i drugih komunikacija.

Dostojanstvo

Šta je toplotna pumpa i čemu služi navedeno je gore. Dalje, pogledajmo prednosti ovog sistema.

1. Visoka efikasnost. Od jednog kilovata potrošnog materijala (struja) izlazi oko 4-6 kilovata toplotne energije. Ovo je za red veličine veće od bilo kojeg tradicionalnog kotlova na gorivo.
2. Autonomija uređaja leži u činjenici da za njegov rad nije potreban organski materijal. Ovo eliminiše problem postavljanja odgovarajućih komunikacija.
3. Svestranost. Jedan set kombinuje jedinice za vodu, grejanje i hlađenje.
4. Visoki nivo sigurnosti. Za razliku od bojlera koji imaju potencijal da eksplodiraju ili se zapale, ovaj dizajn ne uključuje elemente koji, ako se zagriju, mogu izazvati požar. Osim toga, svi dijelovi su sigurni za okoliš i ekstremne temperature.
5. Pouzdanost jedinice je zagarantovana ugrađenom automatizacijom, koju može održavati operater bez posebnih vještina.
6. Dug radni vijek. Uređaj traje od 30 do 50 godina, što je mnogo više od standardnih sistema grijanja.

Karakteristike

Rad toplotne pumpe nije samo ekonomičan već i praktičan. O tome svjedoče sljedeće činjenice:

• minimalna lokacija za uređenje (sonda se nalazi ispod zemlje, što isključuje njeno oštećenje);
• životna sredina nije zagađena, što zadovoljava sve međunarodne standarde;
• bez posebnogdozvola za ugradnju ove opreme, što uvelike pojednostavljuje proces papirologije u cijeloj fazi izgradnje;
• Izgradnja se isplati za par godina.

Operacija i održavanje

Rad toplotne pumpe za dom je identičan radu frižidera koji je svima poznat. Razlika je u tome što jedinica umjesto hladnoće proizvodi toplinu. Freon je aktivna supstanca u ovom sistemu. To je tečni gas koji ima nisku tačku ključanja. Isparavajući, uzima toplinu, vraćajući je u procesu kondenzacije. Da bi se osigurao pravilan rad, dimenzije nastavka ne bi trebale prelaziti dimenzije standardne automatske mašine za pranje rublja.

Toplotna pumpa - princip unutrašnjeg kola:

• radni sistem je u vodi ili pod zemljom;
• projektna šema uključuje kolektorski izmjenjivač i priključne cjevovode sa internom interakcijom sa dovodom iz tla ili vode;
• sistem uključuje komunikacione uređaje konfigurisane za opštu konfiguraciju;
• moguće je kontrolisati sistem kontrolisanjem procesa preko personalnog računara ili tableta (pametnog telefona).
• rashladna jedinica je dizajnirana za centralnu i lokalnu lokaciju rashladnih sistema;
• postoji dodatna pumpna jedinica odgovorna za podno grijanje.

Nijanse dizajna

Sistem toplotne pumpe obezbeđuje ravnomernu distribuciju toplote po celoj površini. Nisu uočene zone pregrijavanja,maksimalna temperatura rashladnog sredstva obično ne prelazi 33 stepena. Statistike pokazuju da je to 2-3 posto manje u smislu uštede u odnosu na radijatore standardnog tipa.

Strukturno, ova vrsta grijanja je podijeljena u dvije varijante: dvovalentne i monovalentne sisteme. Obje konfiguracije uključuju razdjelnik za izmjenu topline i radijatore sa spojnim cijevima. Na njih se spajaju i okovi sa zaptivkama i slavinama.

Grijanje

Relevantnije je grijati dom toplotnom pumpom u regijama sa oštrom klimom koristeći bivalentni dizajn. Zahvaljujući drugom izvoru toplote, raspon isporučenih temperatura je proširen, što omogućava postizanje temperature do 20 stepeni Celzijusa.

Vrijedi napomenuti da je snaga prilikom ugradnje toplotne pumpe ograničena na 75-80 posto mogućeg efekta. Parametri koji nedostaju kompenziraju se dodatnim izvorom topline. Istovremeno, razlike u performansama su beznačajne. Ako se fokusiramo na potpuno grijanje geotermalnim sistemom, na sistem je moguće priključiti i električni bojler, koji će normalno raditi ako temperatura okoline ne padne ispod 20 stepeni ispod nule.

Poređenje sa alternativnim izvorima

Instalacija toplotne pumpe je relevantna u regionima gde ne postoji globalni gasovod, a nije uvek isplativo i praktično kupiti izvor toplote u bocama. U poređenju sa drvetom i ugljem, dotični sistem je mnogo efikasniji i nijezahtijeva značajne troškove rada.

Ostale pogodnosti:

• bojler sa tečnim rashladnim sredstvom zahteva značajnu količinu sirovina i posebnu prostoriju, što je neprikladno za male seoske kuće;
• električno grijanje je znatno skuplje;
• gasna oprema je također skupa i zahtijeva sve vrste dozvola i pravila za ugradnju.

Uprkos činjenici da je ugradnja toplotne pumpe skuplja od ugradnje plinske opreme, energija iz okoliša ne zahtijeva naknadno mjesečno plaćanje. Ekonomski efekat će se manifestovati za samo nekoliko meseci.

Payback

U brojčanoj vrijednosti, učinak dotičnog agregata nije tako lako izračunati. Ove informacije zavise od početne cijene jedinice i njenih radnih uvjeta. U svakom slučaju, količina energije koju troši navedeni uređaj je 3-4 puta manja od one kod alternativnih sistema grijanja.

Maksimalna efikasnost se postiže kada se poštuju sljedeća pravila:

1. Grijana prostorija mora biti izolirana na parametar gubitka od najmanje 100 W/sq. m. Ovaj odnos je odlučujući faktor u isplativosti ugradnje toplotne pumpe.
2. Predmetnu opremu treba priključiti na niskotemperaturne izvore grijanja. Toplotni raspon ovih dobavljača trebao bi varirati između 30-40 stepeni Celzijusa (topli podovi, konvektori, klima uređaji, itd.).

Instalacija i održavanje

Izmjenjivač topline u cijelom sistemu je najdugotrajniji čvor. Prilikom ugradnje često se prave greške u smislu potcjenjivanja radnih promjera cijevi. Ako uklonite uštedu na materijalima, poželjno je koristiti polietilenske vodove i konektore koji dobro podnose toplinske fluktuacije. Upotreba polipropilena se strogo ne preporučuje.

Povežite sve dijelove cjevovoda sa elementima koji ispunjavaju zahtjeve pravila podzemne instalacije i pouzdanosti. U tom slučaju ne biste trebali koristiti jeftine kompresione spojnice koje propuštaju nakon nekoliko mjeseci rada. Najbolja opcija je korištenje elektrofuzijskog zavarivanja.

Važno je pravilno koristiti zaptivke za bunare, koje omogućavaju maksimalan kontakt termalne sonde sa zemljom. Da biste to učinili, pripremljena gnijezda u tlu ispunjena su sastavom koji ima karakteristike provodljivosti topline koje nisu niže od onih u samom tlu. To može biti pijesak s malim udjelom cementa ili betona. Drobljeni kamen i slična rješenja sa šiljastim komponentama najbolje je isključiti.

Tipične greške

Da biste razumjeli šta je toplotna pumpa, morate zapamtiti tipične greške koje korisnici prave prilikom instaliranja ovog uređaja.

Ovo se odnosi na:

1. Nedovoljna dužina provodnih cijevi primarnog kruga. Ovo je opterećeno smrzavanjem rashladnog sredstva, problem se rješava ponovnim usmjeravanjem cjevovoda ili opremanjem dodatnog kruga.
2. Smanjenjeprečnika konjugovanih elemenata. Kao rezultat, smanjuje se snaga cijelog sistema, što zahtijeva ponovno postavljanje izmjenjivača topline.
3. Maksimalno bliski položaj navoja kola podrazumeva zamrzavanje tečnosti u sistemu. Biće potreban dodatni obilazni put ili preuređenje postojeće strukture.
4. Korišćenje kompresionih fitinga i delova od polipropilena. Rashladno sredstvo u sistemu se smrzava, njegovo curenje se uočava na spojevima. Izlaz iz situacije je demontaža objekta i postavljanje po novom projektu.

Summarize

Na osnovu gornjih informacija, toplotna pumpa će biti dobra i ekonomična alternativa tradicionalnim metodama grijanja. Ugradnja takve opreme, pored navedenih prednosti, garantuje vlasniku nezavisnost od vanjskih faktora (prekidi u opskrbi plinom ili električnom energijom). Osim toga, prirodna energija je besplatna i dostupna u neograničenim količinama.