Cum funcționează pompele de căldură

Cele mai bune minți ale umanității dezvoltă noi tehnologii pentru a crea energie pentru a reduce consumul de resurse naturale. O opțiune decentă este o pompă de căldură. În funcție de echipament, lucrarea poate necesita sol, apă sau aer. Articolul va descrie principiul funcționării pompelor de căldură..

Conţinut:

Următoarele întrebări vor fi luate în considerare mai jos:

  • tipul de agregate, argumentele pro și contra;
  • principiul de funcționare al echipamentului;
  • dispozitiv de sistem de încălzire.

Ce este o pompă de căldură

  • Pompa de căldură este utilizată atât pentru încălzirea completă a casei, cât și pentru amenajarea încălzirii prin pardoseală. Principiul de funcționare este următorul: lichidul de răcire intră în schimbătorul de căldură. Agentul frigorific, sub influența căldurii generate, este generat într-un gaz încălzit la temperaturi maxime. În al doilea schimbător de căldură, acesta cedează căldura purtătorului de lichid, acesta din urmă trece deja prin conductele sistemului de încălzire.
  • Producătorii prezintă pe piață mai multe tipuri de pompe de căldură, care pot folosi diferite tipuri de „combustibil”: sol, aer și apă..

  • Cazanele geotermale sunt încă puțin utilizate în țara noastră datorită costului ridicat. Dar principiul de funcționare al pompei de căldură câștigă tot mai mulți ventilatori și primește feedback pozitiv..

Principiul de funcționare al unui sistem de pompă de căldură „apă subterană” și „aer sol”

  • Echipamentele geotermale, care utilizează solul drept combustibil, furnizează aer încălzit localului prin conducte de apă sau conducte de aer, ceea ce dă numele acestor sisteme..
  • Proprietățile fizice ale solului îi permit să stocheze căldura primită în timpul zilei de la soare. Colectorul este montat adânc în pământ, sub adâncimea înghețului său. Lichidul de răcire, care circulă constant prin canalele colectorului, duce această căldură disipată asupra sa.
  • Cea mai mică energie potențială nu este suficientă pentru a încălzi chiar și o canisa. Cu toate acestea, acest lucru este suficient pentru ca agentul frigorific să fiarbă, care este următoarea etapă a sistemului de încălzire. Sub influența temperaturii, agentul frigorific capătă o stare gazoasă și intră în compresor, unde gazul este comprimat.
  • Sub presiune crescândă, temperatura gazului crește și deja la ieșirea din compresor este de 70-120 grade, uneori chiar mai mare. Agentul frigorific din condensator transferă temperatura acumulată la mediul de încălzire.

  • Pe drumul către dispozitivul de reducere, gazul se transformă într-un lichid, care se deplasează prin accelerație, unde există o scădere bruscă a presiunii înapoi la evaporator. O astfel de schemă de funcționare a pompei de căldură, dacă nu intrați în cele mai mici detalii, asigură încălzirea spațiilor..
  • Este necesară o sursă de alimentare pentru compresorul care pompează agent frigorific. La un cost de 1 kW la ieșire, obținem 4 kW de energie termică, unde diferența de 3 kW se obține de la sol.

Pro și contra ale schemei de funcționare a pompei de căldură

Dintre proprietățile pozitive, se poate constata constanța sursei de căldură. Adică, la o anumită adâncime, chiar și în gerul cel mai sever, temperatura solului nu se schimbă..

Dezavantajul sistemului este:

  • în prețul ridicat al echipamentelor și lucrările costisitoare de instalare – angajarea echipamentelor pentru săparea unei găuri și atragerea specialiștilor pentru conectare. Deși aici puteți folosi un colector orizontal și puteți săpa un șanț pe cont propriu;
  • în „ocuparea” unei zone întinse alocate pentru instalarea colectorului. De regulă, acest teren este mult mai mare decât suprafața casei încălzite;

  • în absența oportunității de a folosi teritoriul pentru spații verzi, deoarece temperaturile negative le vor afecta în mod constant rădăcinile. În plus, în caz de urgență, poate fi necesară excavarea unei părți a amplasamentului pentru a inspecta defectarea echipamentului..

Principiul de funcționare al pompei de căldură aer-aer și aer-apă

  • Tehnologia implică funcționarea echipamentelor care iau aerul din atmosferă pentru încălzirea sa ulterioară. Pot fi aparate de aer condiționat „inteligente” moderne și pompe de căldură pentru uz industrial..
  • Configurația de bază a sistemului include ventilatoare care funcționează pentru admisia forțată de aer. Compresorul este presurizat pentru a circula agentul frigorific într-un circuit închis.

  • În condensator, freonul intră într-o formă gazoasă și se încălzește până la aproximativ 60 de grade. Trecând prin evaporator, gazul revine la starea sa lichidă anterioară. Temperatura pozitivă acumulată se răspândește prin conductele de ventilație.
  • Supapa de control vă permite să setați modul confort în cameră. Unitatea de automatizare este utilizată pentru a monitoriza în mod constant implementarea parametrilor specificați. În situații de urgență, li se dă un semnal despre defecțiunile existente.

  • Modelele inovatoare fac posibilă gestionarea setărilor de la distanță (prin internet). Aici, echipamentul este programat luând în considerare ora din zi, temperatura exterioară și intensitatea vizitei camerei încălzite..

Pro. Minusuri

  • Trebuie remarcat imediat că acest sistem nu este utilizat ca sursă independentă de încălzire. Mai des, acționează ca un asistent pentru a reduce sarcina încălzitorului principal. Coeficientul termic este de aproximativ 2,5 kW, ceea ce înseamnă că pentru 1 kW de energie electrică vom obține 3,5 kW de energie termică. Indicatorii pot varia în funcție de temperatura din exterior.
  • Dispozitive similare sunt folosite pentru încălzirea apei în piscine.

Avantajele unui astfel de echipament includ:

  • încălzirea fluxurilor de aer are loc în incintă, ceea ce va reduce costul producției de căldură;
  • capacitatea de a utiliza încălzirea periodic, de exemplu, o casă la țară, care este vizitată doar în weekend. Folosind telecomanda, puteți porni sistemul de încălzire literalmente cu câteva ore înainte de sosire.

O muscă în unguent va fi limitarea funcționării acestui sistem, asociată condițiilor climatice din majoritatea regiunilor țării. Încălzirea eficientă este posibilă numai la temperaturi de la -15 la + 20 de grade și o izolare termică suplimentară a clădirii. Pentru unele modele, limita inferioară este de până la -30 grade.

Schimbătorul de căldură exterior este montat pe perete; echipamente mai puternice pot necesita o fundație. Unitățile instalate la subsol, datorită performanțelor ridicate, transmit zgomot și vibrații către interior.

Principiul de funcționare al pompei de căldură a sistemului „apă-aer” și „apă-apă”

  • Dacă un rezervor care nu înghețează cu apă curentă este situat în apropierea locuinței sau a apelor subterane curge la o adâncime mică, atunci este mai oportun să instalați o pompă de căldură care funcționează pe principiul „apă-aer” și „apă-apă”.

  • Un sistem de țevi pentru schimbătorul de căldură este așezat la baza rezervorului. O sarcină de 5 kg pentru fiecare metru al manșonului îi va asigura stabilitatea – nu îi va permite să se deplaseze sub influența curentului. Prin intermediul unei pompe electrice, lichidul de răcire este alimentat prin canal către evaporator.
  • Căldura acumulată este transferată într-un circuit intern umplut cu agent frigorific cu evaporare redusă. Sub influența temperaturilor ridicate, freonul capătă o formă gazoasă și apoi intră în condensator. Circuitul secundar încălzește lichidul de răcire, care trece în sistemul de încălzire a aerului sau a apei din casă.
  • Funcționarea unei pompe închise a fost descrisă mai sus. Aici circulația are loc într-un cerc închis – la sfârșitul cifrei de afaceri, lichidul de răcire a apei revine în rezervor.
  • Sistemul cu circuit deschis prevede forarea a două puțuri la nivelul apei subterane. O pompă electrică este instalată într-una dintre ele, pompând apă în schimbătorul de căldură și în continuare conform schemei anterioare. Al doilea puț, situat la cel puțin 5 metri de cel anterior, servește la evacuarea lichidului de răcire deja răcit.

Pro. Minusuri

Datorită presiunii scăzute și a temperaturii insuficient de ridicate, sistemul poate fi utilizat cu scuturi termice și încălzire prin pardoseală.

Printre avantaje se numără:

  • profitabilitate. Echipamentele de înaltă calitate oferă 7-8 kW de căldură la 1 kW de energie electrică;
  • spațiu minim utilizat, datorită dimensiunii compacte a unității în sine și distanței dispozitivului de operare.

Debitul bine este un dezavantaj semnificativ. Nivelul apei subterane se poate modifica odată cu mișcările rezervorului. Prin urmare, sistemul va deveni într-o zi inutil cu o scădere bruscă a apei..

Odată cu îndepărtarea rezervoarelor deschise, instalarea pompelor de căldură este considerată neprofitabilă și ineficientă. Mai mult, pentru a elabora un sistem de așezare, precum și foraje și lucrări de terasament, este necesar să se atragă specialiști și să se închirieze echipamente.

Producători de top

Echipamente de la companii importante și puțin cunoscute sunt prezentate pe piață.

  • Primele linii sunt luate de producătorul NIBE AB (Suedia). Echipamentul său este remarcat pentru proprietățile sale unice și caracteristicile tehnice. Prețul unei pompe de căldură cu acest principiu de funcționare este de la 500.000 de ruble.
  • HELIOTHERM (Austria) este situat chiar mai jos. Următoarea poziție este acordată produselor celei mai vechi mărci comerciale Viessman (Germania), care dezvoltă și produce dispozitive pentru sisteme de încălzire de aproape un secol..

  • Producătorii de frunte sunt responsabili pentru calitate, oferind o garanție a pompei pentru până la 25 de ani de service fără probleme. Din propria lor asigurare, unele componente vor dura cel puțin 100 de ani..

Asamblarea sistemului pe cont propriu

  • Din păcate, pentru meșterii casnici, nu va fi posibil să se descurce cu așezarea și instalarea dispozitivelor complexe. Această lucrare constă din mai multe etape, de la proiectare la asamblarea unui bloc automat. Subtilitățile și nuanțele însoțesc la fiecare pas al instalării pe care o persoană nepregătită nu o poate cunoaște.
  • Calculul incorect al lungimii liniei, adâncimea incorectă a rezervorului, reglarea și echilibrarea incorecte pot deteriora întregul sistem. Prin urmare, economisirea este impracticabilă, mutați soluția acestei sarcini dificile pe umerii firmelor specializate.

Rezultat

În concluzie, aș dori să iau în considerare imparțial avantajele pompelor de căldură, atât de larg promovate de producători..

  • Eficiența este o problemă controversată. Costul ridicat al echipamentelor, instalării și întreținerii ulterioare va costa destul de mult. Economisirea poate fi afirmată la temperaturi exterioare de până la -5 grade. Cunoscând iernile noastre dure, consumul de energie al unităților crește automat în mod semnificativ.
  • Versatilitate. Sistemele pot fi utilizate ca aparate de aer condiționat în timpul verii. Cu toate acestea, având în vedere punctul anterior, se pune întrebarea: nu este scump să răciți casa?
  • Respectarea mediului – confirmată necondiționat, datorită neutilizării resurselor naturale și absenței produselor de ardere în atmosferă.

  • Eficiența încălzirii. Acest factor este confirmat numai prin izolarea de înaltă calitate și izolarea întregii clădiri. În alte condiții, instalarea unei pompe de căldură este impracticabilă..
  • Controlul automat va crește, fără îndoială, confortul de mai multe ori. Funcția vă permite să controlați de la distanță nivelul de temperatură din incintă de la un computer sau telefon. Cu toate acestea, nu toate modelele au acest avantaj..

Funcționarea sigură este posibilă numai cu o selecție de înaltă calitate a tuturor componentelor sistemului de încălzire și, bineînțeles, cu o instalare competentă.

About the author