Pompe de căldură pentru încălzirea locuinței: principiul

Ce este - o pompă de căldură? Cum funcționează? În cazul în care aceste dispozitive pot extrage căldură? În cele din urmă, cât de profitabile și practice sunt acestea în comparație cu alte surse de energie termică? Să ne dăm seama.

Ce este

Principiul funcționării pompei de căldură este complet identic cu schema de funcționare a unui frigider obișnuit.

• Compresorul comprimă agentul frigorific volatil. Aceasta produce o cantitate semnificativă de căldură, care este dată schimbătorului de căldură. Această căldură poate fi utilizată pentru a încălzi aerul suflat prin schimbătorul de căldură de ventilator sau de orice căldură.
• Agentul frigorific răcit trece prin supapa de expansiune și crește în mod dramatic în volum.. În același timp, în deplină conformitate cu legile fizicii, este răcit rapid și, trecând prin cel de-al doilea schimbător de căldură, ia căldură din mediul său.

Notă: cu cât gradul de expansiune al agentului frigorific este mai mare, cu atât temperatura acestuia este mai scăzută. În consecință, în anumite condiții, este destul de capabil să extragă căldura dintr-un mediu răcit cu mult sub punctul de congelare al apei.

Dacă frigiderul poate funcționa într-un singur mod - pentru răcirea spațiului interior, atunci orice pompă de căldură pentru încălzirea casei poate inversa direcția de mișcare a agentului frigorific. Din punct de vedere practic, aceasta înseamnă că proprietarul unui astfel de dispozitiv are la dispoziție un aparat de aer condiționat complet: în timpul iernii încălzește camera, dar în vară este folosit pentru a răci cabana la o temperatură confortabilă.

În cele din urmă, încălzirea pompei de căldură are o altă caracteristică foarte frumoasă. Deoarece energia electrică este cheltuită doar pe funcționarea compresorului și mediul extern este folosit ca sursă de căldură, pompa oferă între 3 și 5 kilowați de putere termică pentru fiecare kilowatt de energie electrică consumată.

Surse de căldură

Ce poate fi o sursă de căldură cu grad scăzut?

sol

După cum se știe, în timpul frigului de iarnă, solul îngheață până la o adâncime destul de nesemnificativă. Doar la un metru sub nivelul de congelare, temperatura solului este stabilă și este de 8-12 grade în orice moment al anului.

Pompele de căldură cu surse de tensiune utilizează căldură geotermală

Există două tipuri de schimbătoare de căldură:

1. Vertical este o țeavă lungă flexibilă, scufundată în puțuri verticale la o adâncime de 60-100 de metri. Având în vedere faptul că costul forării unui metru curent al unui puț este de 2-3 mii de ruble, instalarea schimbătoarelor de căldură costă o sumă considerabilă; dar schimbătorul de căldură vertical nu are loc pe amplasament.

1. Orizontal, dimpotrivă, păstrează adâncime mică. Trenurile sub el pot fi săpate propriile mâini, fără implicarea tehnologiei; în consecință, instalarea va fi mult mai ieftină. Cu toate acestea, întreaga suprafață a solului deasupra colectorului (este de aproximativ trei ori suprafața încălzită a casei) nu va fi potrivită pentru plantare: majoritatea plantelor nu vor tolera supraîncălzirea rădăcinilor în timpul verii.

Costul estimat al unei pompe de căldură geotermală cu o putere termică de 20 KW este de aproximativ jumătate de milion de ruble. Instalarea în funcție de condițiile (numărul și adâncimea puțurilor, prezența sau absența apelor subterane etc.) va obliga cumpărătorul să cheltuiască alte 100-400 de mii.

apă

În cazul în care casa dvs. se află pe malul unui rezervor fără îngheț - sunteți norocos: în acest caz, încălzirea cu pompe de căldură poate fi implementată cu costuri minime de instalare. Schimbătorul de căldură este încălzit de greutăți și elimină căldura din apă.

Pompele care utilizează apa subterană ca sursă de căldură sunt oarecum mai complicate. În acest caz, două puțuri sunt forate în zonă, una dintre ele devenind o sursă de apă, iar cea de-a doua este utilizată pentru evacuarea acesteia după trecerea prin schimbătorul de căldură. Debitul aproximativ al puțului, asigurând funcționarea dispozitivului cu o capacitate termică de 16 KW - 0,8 m3 / oră.

Aerul

În cele din urmă, cele mai ieftine pompe de căldură care utilizează aerul înconjurător ca sursă de căldură. Simplitatea designului le face relativ ieftine; instalarea este, de asemenea, mai mult decât simplă.

În vânzare puteți găsi dispozitive care funcționează în două scheme.

1. Pompele aer-aer sunt utilizate numai pentru încălzirea sau răcirea aerului interior.
2. Schema aer-apă permite, pe lângă încălzire, să asigure locuința cu apă caldă.

De exemplu, prezentăm prețurile actuale de vânzare cu amănuntul pentru mai multe dispozitive care funcționează în conformitate cu al doilea sistem.

Și ce zici de pompele aer-aer? Oh, aici imaginea este mult mai atractivă. Cea mai simpla pompa de caldura de acest tip - un aparat de aer conditionat obisnuit - poate fi cumparata pentru 4-5 mii de ruble; O achiziție mai semnificativă - un sistem de împărțire invertor - va costa 20-40 de mii.

De ce, la acest raport de preț, aparatele care extrag căldură din apă și sol își păstrează popularitatea? Răspunsul este simplu: pompele de aer rămân funcționale doar la temperaturi exterioare relativ ridicate (până la -25 ° C); între timp, în majoritatea părților țării, la vârful înghețurilor de iarnă, termometrul scade considerabil.

Mai mult, cu cât este mai mică temperatura pe stradă, cu atât este mai puțin avantajos încălzirea casei cu ajutorul unei pompe de căldură de acest tip. Există un factor cum ar fi COP (coeficientul de performanță), adică raportul dintre căldura generată și costul energiei electrice. Deci, această caracteristică de bază a pompelor de căldură pentru Mitsubishi Zubadan foarte popular este de 4,0 la + 5 ° C și 2,0 la -25.

Concluzia este evidentă. Încălzirea unei case de țară cu o pompă de căldură care funcționează în conformitate cu schema aer-aer se justifică numai într-o zonă climatică caldă. În teritoriile Yakutia sau Khabarovsk ar trebui să fie preferate dispozitivele geotermale.

Eficacitatea costurilor

Încălzirea unei case particulare cu convectoare electrice de încălzire, încălzitoare ventilatoare și alte dispozitive de încălzire este cea mai scumpă dintre toate schemele existente. Judeca pentru tine:

Cu toate acestea, dacă nu utilizați încălzire directă, ci o pompă de căldură - încălzirea va deveni considerabil mai ieftină. Cât de mult - depinde de COP deja menționat. Pentru majoritatea modelelor de dispozitive de diferite tipuri, acest parametru se încadrează în intervalul 3-4; cele mai bune probe au un COP de 6.

Merită să luați în considerare câteva nuanțe.

• Așa cum am menționat deja, cu ajutorul pompelor de aer, eficiența energetică scade odată cu scăderea temperaturii exterioare, deci pentru o estimare ar fi corect să luăm valoarea medie pe sezon (COP pentru temperatura medie de iarnă).
• COP depinde nu numai de temperatura unei surse de căldură cu grad scăzut, ci și de temperatura obiectului la care este transferată această căldură. Pompa de căldură este tocmai delta temperaturii. De exemplu, o pompă geotermală, încălzind o podea caldă până la + 30 ° C, va fi mult mai economică decât a da aceleași căldură radiatoarelor cu o temperatură de +60.

Consecință practică: dacă intenționați să conectați pompele de căldură pentru încălzirea mâinilor în circuitul de încălzire cu radiatoare, rețineți că numărul de secțiuni ar trebui să crească, iar temperatura suportului de căldură ar trebui redusă la +40 - +45 C.

Având în vedere toate rezervele numeroase, valoarea medie a COP poate fi luată în condiții de siguranță egală cu 3,0. În acest caz, deoarece este ușor de calculat, costul unui kilowatt-ora de căldură va fi de 1,2 ruble, care este doar puțin mai scump decât gazul principal, lemnul de foc și mai ieftin decât toate celelalte surse de căldură.

Atunci când alegeți încălzirea, merită luată în considerare nu numai starea actuală a afacerilor, ci și perspectivele. Și ele sunt: ​​datorită dezvoltării emergente a energiei verzi (folosind surse regenerabile), costul energiei electrice va crește mult mai lent decât costul gazelor, al cărbunelui și al produselor petroliere.

În special, prognoza creșterii prețurilor realizată în 2010 preconizează o creștere a costului unui gaz metru cub de 1000% până în 2032 și doar 130% din electricitate.

De la autor

Poate că cititorul va găsi interesul autorului propriu. El folosește o pereche de pompe de aer-aer pentru încălzirea locuinței.

Deci, dat fiind:

• Acțiuni de locație - Sevastopol, Crimeea. Temperatura medie din ianuarie este +3. Iarna actuală era neobișnuit de rece: pentru câteva zile înghețul se menține la -20 grade.
• Zona podului încălzit este de 60 de metri pătrați. Geamurile sunt un geam complet, cu geamuri cu o singură cameră cu geam termopan cu economie de energie. Izolarea termică a pereților și a acoperișului este de 5 centimetri din vată minerală și din material plastic spumant.
• Cooper acționează ca o sursă de căldură.&Hunter CH-S12 FTXN. Puterea termică când se lucrează la încălzire - 4.12 kW, COP este 4.2, limita inferioară declarată a temperaturii de lucru este -25 ° C; costul la momentul cumpărării este de 24.000 de ruble.

rezultate:

• De-a lungul iernii, în mansardă, s-au păstrat destul de confortabil +20 grade.
• Consumul aproximativ de energie electrică pentru încălzirea podurilor a fost de 400 KW-ore. Consumul este ușor de convertit la un echivalent de numerar bazat pe tarifele locale.

Singura problemă evidențiată de încălzirea pompei de căldură la temperaturi scăzute este înghețarea gheții în tubul de drenaj. Pentru ao elimina, se planifică pur și simplu să se pună o parte a cablului de încălzire autoreglabil în drenare.

concluzie

Merită să investească într-un sistem de încălzire încă neobișnuit cu pompe de căldură? Din punctul de vedere al autorului, da. Arată foarte atractivă chiar și pe fundalul gazului principal - numai pentru că este absolut sigur și nu necesită îndepărtarea produselor de ardere.

Cu toate acestea, permiteți cititorului să facă o alegere independentă. Ca întotdeauna, informații suplimentare tematice pot fi găsite în videoclipul atașat. Mult noroc!