Lämpöpumput kodin lämmitykseen: toimintaperiaate,

Mikä se on - lämpöpumppu? Miten se toimii? Mistä nämä laitteet voivat lämmittää? Lopuksi, kuinka kannattavaa ja käytännöllistä ne ovat verrattuna muihin lämpöenergian lähteisiin? Selvitä se.

Mikä se on

Lämpöpumpun toimintaperiaate on täysin samanlainen kuin tavallisen jääkaapin käyttöjärjestelmä.

• Kompressori puristaa haihtuvan kylmäaineen. Tämä tuottaa huomattavan määrän lämpöä, joka annetaan lämmönvaihtimelle. Tätä lämpöä voidaan käyttää lämmönvaihtimen läpi puhaltavan ilman, lämmittimen tai minkä tahansa lämmönsiirtimen lämmittämiseen.
• Jäähdytetty kylmäaine kulkee paisuntaventtiilin läpi ja kasvaa voimakkaasti tilavuudessa.. Samalla, fysiikan lakien mukaisesti, se jäähdytetään nopeasti ja toisen lämmönvaihtimen läpi kulkee lämpöä ympäristöstään.

Huomaa: mitä suurempi kylmäaineen laajenemisaste, sitä alhaisempi sen lopullinen lämpötila. Näin ollen tietyissä olosuhteissa se pystyy melkoisesti ottamaan lämpöä väliaineesta, joka on jäähdytetty huomattavasti veden jäätymispisteen alapuolelle.

Jos jääkaappi pystyy toimimaan vain yhdellä tavalla - sisäisen tilan jäähdyttämiseksi, mikä tahansa talon lämmitykseen tarkoitettu lämpöpumppu pystyy kääntämään kylmäaineen liikkeen suunnan. Käytännön puolella tämä tarkoittaa, että tällaisen laitteen omistajalla on käytettävissään täysimittainen ilmastointilaite: talvella se lämmittää huoneen, mutta kesällä sitä käytetään jäähdyttämään mökki miellyttävään lämpötilaan.

Lopuksi lämpöpumpun lämmityksessä on toinen erittäin mukava ominaisuus. Koska sähkötehoa käytetään vain kompressorin toimintaan ja ulkoista ympäristöä käytetään lämmönlähteenä, pumppu antaa 3 - 5 kilowattia lämpötehoa jokaiselle kulutetulle sähköteholle.

Lämmönlähteet

Mikä voi olla matala-asteen lämmön lähde?

maa

Kuten tiedätte, talvella kylmä maaperä jäätyy melko vähäiseen syvyyteen. Vain metrin jäädytysasteen alapuolella maaperän lämpötila on vakaa ja on 8-12 astetta vuoden aikana.

Maalämpöpumput käyttävät geotermistä lämpöä.

Lämmönvaihtimia on kahdenlaisia:

1. Vertikaalinen on pitkä joustava putki, joka upotetaan pystysuuntaisiin kuoppiin 60-100 metrin syvyyteen. Ottaen huomioon, että kaivon mittarin poraus maksaa 2-3 tuhatta ruplaa, lämmönvaihtimien asennus maksaa huomattavan määrän; mutta pystysuora lämmönvaihdin ei tapahdu paikan päällä.

1. Horisontaalinen, päinvastoin, pysyy matalassa syvyydessä. Sen alla olevat kaivokset voidaan kaivaa omiin käsiinsä ilman teknologian osallistumista; vastaavasti asennus on paljon halvempaa. Koko maaperän koko keräimen yläpuolella (se on noin kolme kertaa talon lämmitetty alue) ei kuitenkaan sovellu istutettavaksi: suurin osa kasveista ei siedä juurien ylikuumenemista kesällä.

Geotermisen lämpöpumpun, jonka lämpöteho on 20 kW, arvioitu hinta on noin puoli miljoonaa ruplaa. Asennus riippuu olosuhteista (kaivojen lukumäärä ja syvyys, pohjaveden läsnäolo tai puuttuminen jne.) Pakottaa ostajan käyttämään vielä 100-400 tuhatta.

vesi

Jos talo on jäädyttämättömän säiliön rannalla - olet onnekas: tässä tapauksessa lämmitys lämpöpumpuilla voidaan toteuttaa minimaalisilla asennuskustannuksilla. Lämmönvaihdin lämmitetään painoilla ja poistaa lämpöä vedestä.

Pumput, jotka käyttävät pohjavettä lämmönlähteinä, ovat hieman monimutkaisempia. Tässä tapauksessa alueelle porataan kaksi kuoppaa, joista toinen tulee vesilähteeksi, ja toista käytetään sen poistamiseen sen jälkeen, kun se on kulkenut lämmönvaihtimen läpi. Kaivon likimääräinen virtausnopeus, joka varmistaa laitteen toiminnan 16 kW: n lämpökapasiteetilla - 0,8 m3 / tunti.

Ilma

Lopuksi halvimmat lämpöpumput, jotka käyttävät ulkoilmaa lämmönlähteenä. Suunnittelun yksinkertaisuus tekee niistä suhteellisen edullisia; asennus on myös enemmän kuin yksinkertainen.

Myynnissä on laitteita, jotka toimivat kahdessa järjestelmässä.

1. Ilma-ilma-pumppuja käytetään vain sisäilman lämmittämiseen tai jäähdyttämiseen.
2. Ilman ja veden välinen järjestelmä antaa lämmityksen lisäksi mahdollisuuden tarjota talolle kuumaa vettä.

Esimerkkinä esitämme useiden toisen järjestelmän mukaisesti toimivien laitteiden nykyiset vähittäishinnat.

Entä ilman ja ilman väliset pumput? Oh, tässä kuva on paljon houkuttelevampi. Yksinkertaisin tämän tyyppinen lämpöpumppu - tavallinen ikkunailmastointi - voidaan ostaa 4-5 tuhatta ruplaa; Merkittävämpi osto - invertterin jakojärjestelmä - maksaa 20-40 tuhatta.

Miksi tässä hintasuhteessa säilyvät vedestä ja maaperästä lämpöä uutettavat laitteet? Vastaus on yksinkertainen: ilmapumput toimivat vain suhteellisen korkeissa ulkolämpötiloissa (jopa -25 ° C); sillä välin, useimmissa osissa maata talviharjojen huipulla, lämpömittari putoaa huomattavasti pienemmäksi.

Lisäksi mitä alhaisempi katulämpötila on, sitä edullisempi on talon lämmitys tämän tyyppisellä lämpöpumpulla. On olemassa sellainen asia kuin COP (suorituskyvyn kerroin), joka tarkoittaa tuotetun lämmön ja sähkön kustannusten suhdetta. Niinpä tämä erittäin suosittu Mitsubishi Zubadanin lämpöpumppujen perusominaisuus on 4,0 + 5 ° C ja 2,0 at-25.

Päätelmä on ilmeinen. Maalaistalon lämmittäminen lämpöpumpulla, joka toimii ilman ja ilman välisen järjestelmän mukaisesti, on perusteltua vain lämpimässä ilmastovyöhykkeessä. Jakutiassa tai Khabarovskin alueella geotermisiä laitteita tulisi suosia.

Kustannustehokkuus

Kaikkien olemassa olevien järjestelmien joukossa on kalliimpaa lämmittää yksityistä taloa, jossa on sähkölämmittimiä, tuulettimen lämmittimiä ja muita lämmityslaitteita. Tuomari:

Kuitenkin, jos et käytä suoraa lämmitystä, mutta lämpöpumppu - lämmitys tulee huomattavasti halvemmaksi. Kuinka paljon - riippuu jo mainitusta COP: stä. Useimmissa eri tyyppisten laitteiden malleissa tämä parametri on alueella 3-4; parhaiden näytteiden COP on 6.

On syytä pohtia muutamia vivahteita.

• Kuten jo mainittiin, ilmapumppujen energiatehokkuus pienenee lämpötilan laskiessa ulkopuolelle, joten arvioiden kannalta olisi oikein ottaa keskimääräinen arvo kaudelle (COP keskimääräiselle talven lämpötilalle).
• COP ei riipu ainoastaan ​​matalan lämpötilan lämmönlähteen lämpötilasta, vaan myös sen kohteen lämpötilasta, johon tämä lämpö siirretään. Lämpöpumppu on juuri lämpötilan delta. Esimerkiksi geoterminen pumppu, joka lämmittää lämmintä lattiaa enintään + 30 ° C: een, on paljon taloudellisempi kuin saman lämmön antaminen lämpöpattereille, joiden lämpötila on +60 ° C.

Käytännön seuraukset: jos aiot kytkeä lämpöpumput käsien lämmittämiseen lämmityspiiriin lämpöpattereilla, huomaa, että osien lukumäärää on lisättävä ja lämmönsiirtimen lämpötila laskettava +40 - +45 ° C: een.

Ottaen huomioon kaikki lukuisat varaukset, keskimääräinen COP-arvo voidaan ottaa turvallisesti 3,0: ksi. Tässä tapauksessa on helppo laskea, että kilowattituntia lämmön kustannukset ovat 1,2 ruplaa, mikä on vain hieman kalliimpaa kuin pääkaasu, polttopuut ja halvempi kuin kaikki muut lämmönlähteet.

Lämmityksen valinnassa on otettava huomioon paitsi nykyinen tilanne myös tulevaisuudennäkymät. Ja ne ovat: vihreän energian kehittyvän kehityksen (uusiutuvia energialähteitä käyttäen) ansiosta sähkön hinta kasvaa paljon hitaammin kuin kaasun, kivihiilen ja öljytuotteiden kustannukset.

Erityisesti vuonna 2010 tehdyn hintojen kasvun ennusteen mukaan kaasun kustannus on kasvanut 1000 prosenttia vuoteen 2032 mennessä ja vain 130 prosenttia sähköstä.

Kirjoittajalta

Lukija voi löytää tekijän oman kokemuksen kiinnostavaksi. Hän käyttää pari ilmaa-ilmaa pumppuja kotilämmitykseen.

Joten, koska:

• Paikka - Sevastopol, Krim. Tammikuun keskilämpötila on +3. Nykyinen talvi oli poikkeuksellisen kylmä: pari päivää pakkasen pidettiin -20 astetta.
• Lämmitetyn ullakkohuoneen pinta-ala on 60 neliömetriä. Gables on kiinteä lasitus, jossa on energiaa säästäviä yhden kammion kaksinkertaisia ​​ikkunoita. Seinien ja katon lämpöeristys on 5 senttimetriä mineraalivillaa ja vaahtomuovia.
• Cooper toimii lämmönlähteenä.&Hunter CH-S12 FTXN. Lämpöteho lämmitystyössä - 4,12 kW, COP on 4,2, ilmoitettu alaraja työlämpötilassa on -25 ° C; hankintakustannukset ovat 24 000 ruplaa.

tulokset:

• Koko talven aikana ullakolla säilyi melko mukava +20 astetta.
• Arvioitu sähkönkulutus ullakolla lämmitykseen oli 400 KW tuntia. Kulutus on helppo muuntaa käteisvaroiksi paikallisten tariffien perusteella.

Ainoa ongelma, joka ilmenee lämpöpumpun lämmityksestä matalissa lämpötiloissa, on jään jäädyttäminen viemäriputkessa. Sen poistamiseksi on tarkoitus yksinkertaisesti laittaa osa itsesäätyvästä lämmityskaapelista viemäröintiin.

johtopäätös

Onko sen arvoinen sijoittaa vielä käyttämättömään lämmitysjärjestelmään, jossa on lämpöpumput? Kirjoittajan näkökulmasta kyllä. Se näyttää erittäin houkuttelevalta myös pääkaasun taustalla - vain siksi, että se on täysin turvallinen eikä vaadi palamistuotteiden poistamista.

Anna lukijan kuitenkin valita itsenäisesti. Kuten aina, lisää aihepiirikohtaisia ​​tietoja löytyy liitteenä olevasta videosta. Onnea!