Πώς να φτιάξετε μια αντλία θερμότητας για θέρμανση στο σπίτι με τα χέρια σας: η αρχή της λειτουργίας και τα διαγράμματα συναρμολόγησης

3 Κύριοι τύποι

Προτού συμφωνήσετε να εγκαταστήσετε ένα ανοιχτό κύκλωμα θέρμανσης γκαράζ με αντλία κυκλοφορίας, πρέπει να εξετάσετε άλλες επιλογές για την κυκλοφορία του υγρού. Όπως γνωρίζετε, μπορεί να κινηθεί μέσα από τις αρχές της θερμοδυναμικής - με φυσικό ή βαρυτικό τρόπο.

Τα συστήματα που λειτουργούν μέσω φυσικής κυκλοφορίας είναι αρκετά κατάλληλα για δωμάτια με εμβαδόν έως 60 τετραγωνικά μέτρα. Το μέγιστο μήκος βρόχου για αυτόν τον εξοπλισμό είναι 30 μέτρα.

Είναι επίσης σημαντικό να ληφθούν υπόψη οι ακόλουθοι παράγοντες:

1. 1. Το ύψος του κτιρίου.
2. 2. Δάπεδα.

Τα συστήματα φυσικής κυκλοφορίας δεν είναι κατάλληλα για χρήση σε συνθήκες χαμηλής θερμοκρασίας, καθώς η έλλειψη επαρκούς θέρμανσης του ψυκτικού δεν θα επιτρέψει την επίτευξη της βέλτιστης πίεσης. Οι τομείς εφαρμογής ενός τέτοιου συστήματος είναι οι εξής:

1. 1. Σύνδεση σε ζεστό δάπεδο. Μια αντλία κυκλοφορίας συνδέεται στο κύκλωμα νερού.
2. 2. Εργαστείτε με το λέβητα. Η συσκευή θέρμανσης είναι στερεωμένη στην κορυφή του συστήματος - ακριβώς κάτω από το δοχείο διαστολής.

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ των λεβήτων στερεών καυσίμων

Εκτός από το γεγονός ότι αυτές οι πηγές θερμότητας παράγουν θερμική ενέργεια με την καύση διαφόρων τύπων στερεών καυσίμων, έχουν μια σειρά από άλλες διαφορές από άλλες γεννήτριες θερμότητας. Αυτές οι διαφορές είναι ακριβώς το αποτέλεσμα της καύσης ξύλου, πρέπει να θεωρούνται δεδομένες και να λαμβάνονται πάντα υπόψη κατά τη σύνδεση του λέβητα σε ένα σύστημα θέρμανσης νερού. Τα χαρακτηριστικά είναι τα εξής:

1. Υψηλή αδράνεια. Προς το παρόν, δεν υπάρχουν τρόποι για να σβήσετε απότομα ένα καιόμενο στερεό καύσιμο σε έναν θάλαμο καύσης.
2. Σχηματισμός συμπυκνώματος στην εστία. Η ιδιαιτερότητα εκδηλώνεται όταν ένας φορέας θερμότητας με χαμηλή θερμοκρασία (κάτω από 50 °C) εισέρχεται στη δεξαμενή του λέβητα.

Σημείωση. Το φαινόμενο της αδράνειας απουσιάζει μόνο σε έναν τύπο μονάδων στερεών καυσίμων - λέβητες pellet. Διαθέτουν καυστήρα, όπου δοσομετρούνται πέλλετ ξύλου, αφού διακοπεί η παροχή, η φλόγα σβήνει σχεδόν αμέσως.

Ο κίνδυνος αδράνειας έγκειται στην πιθανή υπερθέρμανση του χιτωνίου νερού του θερμαντήρα, με αποτέλεσμα το ψυκτικό να βράζει σε αυτό. Σχηματίζεται ατμός, ο οποίος δημιουργεί υψηλή πίεση, σκίζοντας το περίβλημα της μονάδας και μέρος του αγωγού παροχής. Ως αποτέλεσμα, υπάρχει πολύ νερό στο δωμάτιο του κλιβάνου, πολύς ατμός και ένας λέβητας στερεών καυσίμων ακατάλληλος για περαιτέρω λειτουργία.

Μια παρόμοια κατάσταση μπορεί να προκύψει όταν η γεννήτρια θερμότητας δεν είναι σωστά συνδεδεμένη. Πράγματι, στην πραγματικότητα, ο κανονικός τρόπος λειτουργίας των λεβήτων καύσης ξύλου είναι ο μέγιστος, αυτή τη στιγμή η μονάδα φτάνει στην απόδοση διαβατηρίου της. Όταν ο θερμοστάτης ανταποκρίνεται στον φορέα θερμότητας που φθάνει σε θερμοκρασία 85 ° C και κλείνει τον αποσβεστήρα αέρα, η καύση και το μαγείρεμα στον κλίβανο συνεχίζονται. Η θερμοκρασία του νερού ανεβαίνει κατά άλλους 2-4°C, ή και περισσότερο, πριν σταματήσει η ανάπτυξή του.

Προκειμένου να αποφευχθεί η υπερβολική πίεση και ένα επακόλουθο ατύχημα, ένα σημαντικό στοιχείο εμπλέκεται πάντα στη σωλήνωση ενός λέβητα στερεών καυσίμων - μια ομάδα ασφαλείας, περισσότερα γι 'αυτό θα συζητηθούν παρακάτω.

Ένα άλλο δυσάρεστο χαρακτηριστικό της λειτουργίας της μονάδας σε ξύλο είναι η εμφάνιση συμπυκνώματος στα εσωτερικά τοιχώματα της εστίας λόγω της διέλευσης ενός μη θερμαινόμενου ψυκτικού μέσα από το χιτώνιο νερού. Αυτό το συμπύκνωμα δεν είναι καθόλου η δροσιά του Θεού, αφού είναι ένα επιθετικό υγρό, από το οποίο διαβρώνονται γρήγορα τα χαλύβδινα τοιχώματα του θαλάμου καύσης. Στη συνέχεια, έχοντας αναμειχθεί με τέφρα, το συμπύκνωμα μετατρέπεται σε μια κολλώδη ουσία, δεν είναι τόσο εύκολο να το σκίσετε από την επιφάνεια. Το πρόβλημα επιλύεται με την εγκατάσταση μιας μονάδας ανάμειξης στο κύκλωμα σωληνώσεων ενός λέβητα στερεών καυσίμων.

Μια τέτοια απόθεση χρησιμεύει ως μονωτής θερμότητας και μειώνει την απόδοση ενός λέβητα στερεών καυσίμων.

Είναι πολύ νωρίς για τους ιδιοκτήτες γεννητριών θερμότητας με εναλλάκτες θερμότητας από χυτοσίδηρο που δεν φοβούνται τη διάβρωση να αναπνεύσουν ανακούφιση. Μπορούν να περιμένουν μια άλλη ατυχία - την πιθανότητα καταστροφής του χυτοσιδήρου από θερμοκρασιακό σοκ. Φανταστείτε ότι σε ένα ιδιωτικό σπίτι το ρεύμα ήταν κλειστό για 20-30 λεπτά και η αντλία κυκλοφορίας, η οποία οδηγεί το νερό μέσω ενός λέβητα στερεών καυσίμων, σταμάτησε.Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, το νερό στα καλοριφέρ έχει χρόνο να κρυώσει και στον εναλλάκτη θερμότητας - να θερμανθεί (λόγω της ίδιας αδράνειας).

Εμφανίζεται ηλεκτρισμός, η αντλία ανάβει και στέλνει το ψυκτικό υγρό από το κλειστό σύστημα θέρμανσης στον θερμαινόμενο λέβητα. Από μια απότομη πτώση θερμοκρασίας, εμφανίζεται ένα θερμοκρασιακό σοκ στον εναλλάκτη θερμότητας, το τμήμα από χυτοσίδηρο ραγίζει, το νερό τρέχει στο πάτωμα. Είναι πολύ δύσκολο να επισκευαστεί, δεν είναι πάντα δυνατή η αντικατάσταση του τμήματος. Έτσι, ακόμη και σε αυτό το σενάριο, η μονάδα ανάμειξης θα αποτρέψει ένα ατύχημα, το οποίο θα συζητηθεί αργότερα.

Οι καταστάσεις έκτακτης ανάγκης και οι συνέπειές τους δεν περιγράφονται για να τρομάξουν τους χρήστες λεβήτων στερεών καυσίμων ή να τους ενθαρρύνουν να αγοράσουν περιττά στοιχεία κυκλωμάτων σωληνώσεων. Η περιγραφή βασίζεται στην πρακτική εμπειρία, η οποία πρέπει πάντα να λαμβάνεται υπόψη. Με τη σωστή σύνδεση της θερμικής μονάδας, η πιθανότητα τέτοιων συνεπειών είναι εξαιρετικά χαμηλή, σχεδόν η ίδια όπως για τις γεννήτριες θερμότητας που χρησιμοποιούν άλλους τύπους καυσίμων.

Τύποι αδρανών υλικών

Μια οπτική αναπαράσταση των επιλογών σχεδιασμού για αντλίες θερμότητας είναι η ταξινόμησή τους σύμφωνα με τον τύπο του ψυκτικού στα εξωτερικά και εσωτερικά περιγράμματα της κατασκευής. Η συσκευή μπορεί να λάβει ενέργεια από:

• έδαφος;
• νερό (δεξαμενή ή πηγή).
• αέρας.

Μέσα στο σπίτι, η θερμική ενέργεια που προκύπτει μπορεί να χρησιμοποιηθεί στο σύστημα θέρμανσης, καθώς και για θέρμανση νερού ή για κλιματισμό. Επομένως, υπάρχουν διάφοροι τύποι αντλιών θερμότητας ανάλογα με τον συνδυασμό αυτών των στοιχείων και λειτουργιών.

Σύστημα εδάφους-νερού

Η λήψη θερμότητας από το έδαφος θεωρείται μία από τις πιο αποτελεσματικές για αυτόν τον τύπο εναλλακτικής θέρμανσης, καθώς ήδη περίπου πέντε μέτρα από την επιφάνεια, η θερμοκρασία του εδάφους παραμένει αρκετά σταθερή, ελάχιστα επηρεασμένη από τις αλλαγές στις καιρικές συνθήκες.

Η γεωθερμική αντλία θερμότητας χρησιμοποιεί ειδικούς θερμοαγώγιμους ανιχνευτές

Ως ψυκτικό στο εξωτερικό κύκλωμα, χρησιμοποιείται ένα ειδικό υγρό, το οποίο συνήθως ονομάζεται άλμη. Αυτή είναι μια φιλική προς το περιβάλλον σύνθεση.

Το εξωτερικό περίγραμμα της αντλίας θερμότητας εδάφους-νερού είναι κατασκευασμένο από πλαστικούς σωλήνες. Μπορείτε να τα τοποθετήσετε στο έδαφος οριζόντια ή κάθετα. Στην πρώτη περίπτωση, μπορεί να απαιτηθεί εργασία σε μεγάλη έκταση, από 25 έως 50 τετραγωνικά μέτρα. m για κάθε κιλοβάτ ισχύος αντλίας. Οι εκτάσεις που διατίθενται για την εγκατάσταση οριζόντιου συλλέκτη δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για γεωργικούς σκοπούς. Εδώ επιτρέπεται μόνο η τοποθέτηση γκαζόν ή η φύτευση ετήσιων ανθοφόρων φυτών.

Για την κατασκευή κάθετου συλλέκτη θα απαιτηθεί σειρά φρεατίων με βάθος 50-150 μέτρα. Δεδομένου ότι η θερμοκρασία του εδάφους είναι υψηλότερη και πιο σταθερή σε αυτό το βάθος, μια τέτοια αντλία θερμότητας πηγής εδάφους θεωρείται πιο αποδοτική. Σε αυτή την περίπτωση, χρησιμοποιούνται ειδικοί βαθύς ανιχνευτές για τη μεταφορά θερμότητας.

Αντλία νερού σε νερό

Μια εξίσου αποτελεσματική επιλογή μπορεί να είναι μια αντλία θερμότητας νερού-νερού, αφού σε μεγάλα βάθη η θερμοκρασία του νερού παραμένει αρκετά υψηλή και σταθερή. Τα ακόλουθα μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως πηγή θερμικής ενέργειας χαμηλού δυναμικού:

• ανοιχτές δεξαμενές (λίμνες, ποτάμια).
• υπόγεια ύδατα (πηγάδια, πηγάδια).
• λύματα από βιομηχανικούς τεχνολογικούς κύκλους (αντίστροφη παροχή νερού).

Δεν υπάρχουν θεμελιώδεις διαφορές στον σχεδιασμό των αντλιών θερμότητας εδάφους-νερού ή νερού-νερού. Η κατασκευή μιας αντλίας θερμότητας που χρησιμοποιεί την ενέργεια μιας ανοιχτής δεξαμενής θα απαιτήσει το χαμηλότερο κόστος: οι σωλήνες με φορέα θερμότητας πρέπει να τροφοδοτούνται με φορτίο και να βυθίζονται στο νερό. Κατά τη χρήση του δυναμικού των υπόγειων υδάτων, θα χρειαστεί ένας πιο περίπλοκος σχεδιασμός. Μπορεί να χρειαστεί να κατασκευαστεί ένα πρόσθετο φρεάτιο για την εκκένωση του νερού που διέρχεται από τον εναλλάκτη θερμότητας.

Η χρήση αντλίας θερμότητας νερού σε νερό σε ανοιχτό νερό μπορεί να είναι πολύ ωφέλιμη

Καθολική επιλογή αέρα-νερού

Όσον αφορά την απόδοση, η αντλία θερμότητας αέρα-νερού είναι κατώτερη από άλλα μοντέλα, αφού την κρύα εποχή μειώνεται σημαντικά η ισχύς της. Ωστόσο, η εγκατάστασή του δεν απαιτεί πολύπλοκες εκσκαφικές εργασίες ή την κατασκευή βαθιών φρεατίων. Είναι απαραίτητο μόνο να επιλέξετε και να εγκαταστήσετε κατάλληλο εξοπλισμό, για παράδειγμα, απευθείας στην οροφή του σπιτιού.

Η αντλία θερμότητας αέρα-νερού μπορεί να εγκατασταθεί χωρίς εκτεταμένες εργασίες εγκατάστασης

Το αναμφισβήτητο πλεονέκτημα αυτού του σχεδιασμού είναι η δυνατότητα επαναχρησιμοποίησης της θερμότητας που αφήνει τα δωμάτια που θερμαίνονται από την αντλία θερμότητας με αέρα εξαγωγής ή νερό, καθώς και με τη μορφή καπνού, αερίου κ.λπ. Για να αντισταθμιστεί η έλλειψη ισχύος του αντλία θερμότητας αέρα το χειμώνα, θα πρέπει να παρέχονται εναλλακτικές επιλογές θέρμανσης.

Η λιγότερο δαπανηρή επιλογή θα ήταν μια αντλία θερμότητας αέρα-αέρα που δεν απαιτεί την περίπλοκη εργασία ενός παραδοσιακού συστήματος θέρμανσης ζεστού νερού.

Αντλίες θερμότητας - ταξινόμηση

Η λειτουργία μιας αντλίας θερμότητας για τη θέρμανση ενός σπιτιού είναι δυνατή σε ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών - από -30 έως +35 βαθμούς Κελσίου. Οι πιο συνηθισμένες συσκευές είναι η απορρόφηση (μεταφέρουν θερμότητα μέσω της πηγής της) και η συμπίεση (η κυκλοφορία του ρευστού εργασίας συμβαίνει λόγω ηλεκτρικής ενέργειας). Οι πιο οικονομικές συσκευές απορρόφησης, ωστόσο, είναι πιο ακριβές και έχουν πολύπλοκο σχεδιασμό.

Ταξινόμηση των αντλιών ανά τύπο πηγής θερμότητας:

1. Γεωθερμία. Παίρνουν θερμότητα από το νερό ή τη γη.
2. Αέρας. Παίρνουν θερμότητα από τον αέρα.
3. δευτερεύουσα θερμότητα. Παίρνουν τη λεγόμενη θερμότητα παραγωγής - που παράγεται κατά την παραγωγή, κατά τη θέρμανση και άλλες βιομηχανικές διεργασίες.

Ο φορέας θερμότητας μπορεί να είναι:

• Νερό από τεχνητή ή φυσική δεξαμενή, υπόγεια ύδατα.
• Εναυσμα.
• Αέριες μάζες.
• Συνδυασμοί των παραπάνω μέσων.

Γεωθερμική αντλία - αρχές σχεδιασμού και λειτουργίας

Μια γεωθερμική αντλία για τη θέρμανση ενός σπιτιού χρησιμοποιεί τη θερμότητα του εδάφους, την οποία επιλέγει με κατακόρυφους αισθητήρες ή οριζόντιο συλλέκτη. Οι ανιχνευτές τοποθετούνται σε βάθος έως και 70 μέτρα, ο καθετήρας βρίσκεται σε μικρή απόσταση από την επιφάνεια. Αυτός ο τύπος συσκευής είναι πιο αποδοτικός, καθώς η πηγή θερμότητας έχει αρκετά υψηλή σταθερή θερμοκρασία καθ' όλη τη διάρκεια του έτους. Ως εκ τούτου, είναι απαραίτητο να ξοδεύουμε λιγότερη ενέργεια για τη μεταφορά θερμότητας.

Γεωθερμική αντλία θερμότητας

Η εγκατάσταση τέτοιου εξοπλισμού είναι ακριβή. Το υψηλό κόστος της γεώτρησης γεωτρήσεων. Επιπλέον, η περιοχή που διατίθεται για τον συλλέκτη θα πρέπει να είναι αρκετές φορές μεγαλύτερη από την περιοχή του θερμαινόμενου σπιτιού ή εξοχικής κατοικίας

Είναι σημαντικό να θυμάστε: η γη όπου βρίσκεται ο συλλέκτης δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για φύτευση λαχανικών ή οπωροφόρων δέντρων - οι ρίζες των φυτών θα υπερψυχθούν

Χρησιμοποιώντας το νερό ως πηγή θερμότητας

Μια λίμνη είναι μια πηγή μεγάλης ποσότητας θερμότητας. Για την αντλία, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μη παγωμένες δεξαμενές από βάθος 3 μέτρων ή υπόγεια ύδατα σε υψηλό επίπεδο. Το σύστημα μπορεί να εφαρμοστεί ως εξής: ο σωλήνας εναλλάκτη θερμότητας, ζυγισμένος με φορτίο 5 kg ανά 1 γραμμικό μέτρο, τοποθετείται στον πυθμένα της δεξαμενής. Το μήκος του σωλήνα εξαρτάται από τα πλάνα του σπιτιού. Για δωμάτιο 100 τ.μ. το βέλτιστο μήκος του σωλήνα είναι 300 μέτρα.

Στην περίπτωση χρήσης υπόγειων υδάτων, είναι απαραίτητο να τρυπηθούν δύο φρεάτια που βρίσκονται το ένα μετά το άλλο προς την κατεύθυνση των υπόγειων υδάτων. Στο πρώτο φρεάτιο τοποθετείται μια αντλία, η οποία παρέχει νερό στον εναλλάκτη θερμότητας. Στο δεύτερο πηγάδι μπαίνει παγωμένο νερό. Αυτό είναι το λεγόμενο σχέδιο ανοιχτής συλλογής θερμότητας. Το βασικό του μειονέκτημα είναι ότι η στάθμη των υπόγειων υδάτων είναι ασταθής και μπορεί να αλλάξει σημαντικά.

Ο αέρας είναι η πιο προσιτή πηγή θερμότητας

Στην περίπτωση χρήσης αέρα ως πηγής θερμότητας, ο εναλλάκτης θερμότητας είναι ένα καλοριφέρ που αναγκάζεται να εμφυσηθεί από έναν ανεμιστήρα. Εάν μια αντλία θερμότητας λειτουργεί για τη θέρμανση ενός σπιτιού χρησιμοποιώντας σύστημα αέρα-νερού, ο χρήστης επωφελείται από:

• Δυνατότητα θέρμανσης όλου του σπιτιού. Το νερό, ενεργώντας ως φορέας θερμότητας, αραιώνεται μέσω συσκευών θέρμανσης.
• Με ελάχιστη κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας - δυνατότητα παροχής ζεστού νερού στους κατοίκους. Αυτό είναι δυνατό λόγω της παρουσίας ενός επιπλέον θερμομονωμένου εναλλάκτη θερμότητας με χωρητικότητα αποθήκευσης.
• Αντλίες παρόμοιου τύπου μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη θέρμανση νερού σε πισίνες.

Σχέδιο θέρμανσης σπιτιού με αντλία θερμότητας πηγής αέρα.

Εάν η αντλία λειτουργεί σε σύστημα αέρα-αέρα, δεν χρησιμοποιείται φορέας θερμότητας για τη θέρμανση του χώρου. Η θέρμανση παράγεται από την λαμβανόμενη θερμική ενέργεια. Ένα παράδειγμα εφαρμογής ενός τέτοιου συστήματος είναι ένα συμβατικό κλιματιστικό που έχει ρυθμιστεί σε λειτουργία θέρμανσης. Σήμερα, όλες οι συσκευές που χρησιμοποιούν τον αέρα ως πηγή θερμότητας βασίζονται σε μετατροπείς. Μετατρέπουν το εναλλασσόμενο ρεύμα σε συνεχές, παρέχοντας ευέλικτο έλεγχο του συμπιεστή και της λειτουργίας του χωρίς διακοπή. Και αυτό αυξάνει τον πόρο της συσκευής.

Πώς λειτουργούν οι αντλίες θερμότητας

Σε κάθε HP υπάρχει ένα λειτουργικό μέσο που ονομάζεται ψυκτικό. Συνήθως το φρέον δρα με αυτή την ιδιότητα, λιγότερο συχνά - αμμωνία. Η ίδια η συσκευή αποτελείται από τρία μόνο εξαρτήματα:

• αποστακτήρας;
• συμπιεστής;
• πυκνωτής.

Ο εξατμιστής και ο συμπυκνωτής είναι δύο δεξαμενές που μοιάζουν με μακριούς καμπυλωτούς σωλήνες - πηνία. Ο συμπυκνωτής συνδέεται στο ένα άκρο στην έξοδο του συμπιεστή και ο εξατμιστής στην είσοδο. Τα άκρα των πηνίων ενώνονται και τοποθετείται μια βαλβίδα μείωσης πίεσης στη μεταξύ τους διασταύρωση. Ο εξατμιστής βρίσκεται σε επαφή - άμεσα ή έμμεσα - με το μέσο πηγής, ενώ ο συμπυκνωτής είναι σε επαφή με το σύστημα θέρμανσης ή ΖΝΧ.

Πώς λειτουργεί μια αντλία θερμότητας

Η λειτουργία του HP βασίζεται στην αλληλεξάρτηση του όγκου, της πίεσης και της θερμοκρασίας του αερίου. Εδώ είναι τι συμβαίνει μέσα στο σύνολο:

1. Η αμμωνία, το φρέον ή άλλο ψυκτικό μέσο, ​​που κινείται μέσω του εξατμιστή, θερμαίνεται από το μέσο πηγής, για παράδειγμα, σε θερμοκρασία +5 βαθμών.
2. Αφού περάσει τον εξατμιστή, το αέριο φτάνει στον συμπιεστή, ο οποίος το αντλεί στον συμπυκνωτή.
3. Το ψυκτικό που αντλείται από τον συμπιεστή συγκρατείται στον συμπυκνωτή μέσω μιας βαλβίδας μείωσης της πίεσης, επομένως η πίεσή του είναι μεγαλύτερη εδώ από ό,τι στον εξατμιστή.Όπως γνωρίζετε, με την αύξηση της πίεσης, η θερμοκρασία οποιουδήποτε αερίου αυξάνεται. Αυτό ακριβώς συμβαίνει με το ψυκτικό - θερμαίνεται στους 60 - 70 βαθμούς. Δεδομένου ότι ο συμπυκνωτής πλένεται από το ψυκτικό που κυκλοφορεί στο σύστημα θέρμανσης, το τελευταίο θερμαίνεται επίσης.
4. Μέσω της βαλβίδας μείωσης πίεσης, το ψυκτικό εκκενώνεται σε μικρές δόσεις στον εξατμιστή, όπου η πίεσή του πέφτει ξανά. Το αέριο διαστέλλεται και ψύχεται και δεδομένου ότι μέρος της εσωτερικής ενέργειας χάθηκε από αυτό ως αποτέλεσμα της μεταφοράς θερμότητας στο προηγούμενο στάδιο, η θερμοκρασία του πέφτει κάτω από τους αρχικούς +5 βαθμούς. Ακολουθώντας τον εξατμιστή, θερμαίνεται ξανά, στη συνέχεια αντλείται στον συμπυκνωτή από τον συμπιεστή - και ούτω καθεξής σε κύκλο. Επιστημονικά, αυτή η διαδικασία ονομάζεται κύκλος Carnot.

Το κύριο χαρακτηριστικό της HP είναι ότι η θερμική ενέργεια λαμβάνεται από το περιβάλλον κυριολεκτικά για το τίποτα. Είναι αλήθεια ότι για την παραγωγή του είναι απαραίτητο να δαπανηθεί μια ορισμένη ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας (για τον συμπιεστή και την αντλία κυκλοφορίας / ανεμιστήρα).

Ωστόσο, η HP εξακολουθεί να είναι πολύ κερδοφόρα: για κάθε kWh ηλεκτρικής ενέργειας που δαπανάται, είναι δυνατή η λήψη από 3 έως 5 kWh θερμότητας.

Εγκατάσταση ηλεκτρικού καλοριφέρ

Η εγκατάσταση μιας τέτοιας συσκευής δεν είναι ιδιαίτερα δύσκολη. Είναι πολύ πιθανό να το κάνετε με τα χέρια σας.

Αν έχουμε να κάνουμε με επιτοίχια συσκευή, τότε για να την τοποθετήσουμε, θα χρειαστεί να ανοίξουμε τρύπες στον τοίχο για πείρους.

Ανοίξτε τρύπες στον τοίχο

Ο λέβητας δαπέδου συνήθως τοποθετείται σε βάσεις. Μετά από αυτό, πρέπει να συνδεθεί στο σύστημα θέρμανσης χρησιμοποιώντας συνδέσμους και προσαρμογείς.

Διάγραμμα σύνδεσης ηλεκτρικού λέβητα

Αφού ολοκληρώσετε αυτήν την εργασία, είναι απαραίτητο να τραβήξετε νερό στο σύστημα και να ενεργοποιήσετε τη συσκευή. Εάν οι σωλήνες άρχισαν να θερμαίνονται, τότε όλα έγιναν σωστά. Μπορείτε να παρακολουθήσετε μια πιο αναλυτική περιγραφή της διαδικασίας εγκατάστασης στο βίντεο που υπάρχει στην ιστοσελίδα μας.

Ελπίζουμε ότι τα παραπάνω επιχειρήματα σας έπεισαν ότι η ηλεκτρική θέρμανση μπορεί να είναι μια πολύ κατάλληλη και βολική επιλογή για τη θέρμανση ενός εξοχικού σπιτιού. Και μπορείτε να το επαληθεύσετε από τη δική σας εμπειρία εγκαθιστώντας έναν ηλεκτρικό λέβητα.

Χαρακτηριστικά και αρχή λειτουργίας

Σε απλοποιημένη μορφή, η συσκευή αντλίας μοιάζει πολύ με το σχεδιασμό ενός κλιματιστικού, μόνο σε μεγαλύτερη κλίμακα. Δεν απαιτεί λέβητα καυσίμου. Η ουσία της εργασίας - η αντλία μεταφέρει θερμότητα από μια πηγή με μικρό φορτίο ενέργειας σε ένα ψυκτικό υγρό, το οποίο χαρακτηρίζεται από αυξημένη θερμοκρασία.

Στην πραγματικότητα, ένα σύστημα πολυπροπυλενίου λειτουργεί ως εξής:

• Ο φορέας θερμότητας μεταφέρεται σε έναν σωλήνα κρυμμένο στο έδαφος ή αλλού και η θερμοκρασία του γίνεται υψηλότερη.
• Το ψυκτικό μεταφέρεται στον εναλλάκτη θερμότητας και μεταφέρει ενέργεια στο κύκλωμα.
• Υπάρχει ψυκτικό στο εξωτερικό περίβλημα - αυτό είναι ένα υλικό με ελάχιστο σημείο βρασμού με χαμηλή πίεση. Στον εξατμιστή, η θερμοκρασία του ψυκτικού μέσου αυξάνεται σημαντικά και μετατρέπεται σε αέριο.

• Το αέριο κυκλοφορεί στον συμπιεστή και υπό την επίδραση αυξημένης πίεσης συμπιέζεται και θερμαίνεται.
• Το εύφλεκτο αέριο μεταφέρεται στον συμπυκνωτή, όπου η ενέργεια εισέρχεται στον φορέα θερμότητας του εσωτερικού συστήματος θέρμανσης.
• Ως αποτέλεσμα, το ψυκτικό, του οποίου η θερμοκρασία μειώνεται, εισέρχεται ξανά σε υγρή κατάσταση.

Οι κατασκευές ψύξης λειτουργούν σύμφωνα με ένα παρόμοιο σχέδιο, επομένως ορισμένοι τύποι συστημάτων το καλοκαίρι μπορούν να λειτουργήσουν με ασφάλεια ως κλιματιστικά.

Ο σχεδιασμός των πτητικών συσκευών θέρμανσης έχει 3 κύρια στοιχεία:

• Συμπιεστής. Σχεδιασμένο για να αυξάνει τη θερμοκρασία των ατμών και της πίεσης, που σχηματίζονται λόγω του βρασμού του ψυκτικού μέσου. Σήμερα, οι κυλιόμενοι συμπιεστές που μπορούν να λειτουργήσουν σε παγετό είναι δημοφιλείς. Τα στοιχεία αυτού του τύπου λειτουργούν αθόρυβα, είναι συμπαγή και ελαφριά σε βάρος.
• Αποστακτήρας. Σε αυτό, το υγρό ψυκτικό μετατρέπεται σε ατμό, μετά το οποίο μεταφέρεται προς τον συμπιεστή.
• Πυκνωτής. Χρησιμοποιείται για τη μεταφορά ενέργειας στο κύκλωμα του εξοπλισμού θέρμανσης.

Για τη λειτουργία της αντλίας, πρέπει να συνδεθείτε στο δίκτυο, αλλά η απόδοση και η ισχύς αυτού του εξοπλισμού είναι πολύ υψηλότερη από εκείνη ενός ηλεκτρικού θερμαντήρα και η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας είναι μικρότερη. Ο συντελεστής θέρμανσης εξαρτάται από τον τύπο του εξοπλισμού.

Αντλία θερμότητας αέρα-νερού για το σπίτι

Ένα χαρακτηριστικό των συστημάτων αέρα-νερού είναι η ισχυρή εξάρτηση των θερμοκρασιών του ψυκτικού υγρού στο σύστημα θέρμανσης από τη θερμοκρασία της πηγής - του εξωτερικού αέρα. Η απόδοση ενός τέτοιου εξοπλισμού αλλάζει συνεχώς τόσο εποχιακά όσο και σε καιρικές συνθήκες. Αυτό δείχνει μια σημαντική διαφορά μεταξύ των αεροθερμικών συστημάτων και των γεωθερμικών συμπλεγμάτων, των οποίων η λειτουργία είναι σταθερή καθ' όλη τη διάρκεια ζωής και δεν εξαρτάται από εξωτερικές συνθήκες.

Επιπλέον, οι αντλίες θερμότητας αέρα-νερού είναι ικανές τόσο για θέρμανση όσο και για ψύξη του εσωτερικού αέρα, γεγονός που τις καθιστά απαιτητικές σε περιοχές με σχετικά κρύους χειμώνες και ζεστά καλοκαίρια. Γενικά, η χρήση τέτοιων συστημάτων είναι πιο αποτελεσματική σε σχετικά θερμές περιοχές και για τις βόρειες περιοχές απαιτούνται πρόσθετα μέσα θέρμανσης (συνήθως χρησιμοποιούνται ηλεκτρικές θερμάστρες).

Πώς λειτουργούν οι αντλίες θερμότητας αέρα-νερού;

Η αντλία θερμότητας αέρα-νερού βασίζεται στην αρχή Carnot. Σε μια πιο κατανοητή γλώσσα, χρησιμοποιείται ο σχεδιασμός ενός ψυγείου φρέον. Το ψυκτικό μέσο (φρέον) κυκλοφορεί σε κλειστό σύστημα, περνώντας διαδοχικά από τα στάδια:

• εξάτμιση που συνοδεύεται από ισχυρή ψύξη
• θέρμανση από τη θερμότητα του εισερχόμενου εξωτερικού αέρα
• ισχυρή συμπίεση, στην οποία η θερμοκρασία του γίνεται υψηλή
• υγρή συμπύκνωση
• διέλευση από το γκάζι με απότομη πτώση της πίεσης και εξάτμιση

Για την κανονική κυκλοφορία του ψυκτικού, είναι απαραίτητο να υπάρχουν δύο διαμερίσματα - ένας εξατμιστής και ένας συμπυκνωτής. Στην πρώτη, η θερμοκρασία είναι χαμηλή (αρνητική)· η θερμική ενέργεια από τον αέρα του περιβάλλοντος χρησιμοποιείται για θέρμανση. Το δεύτερο διαμέρισμα χρησιμοποιείται για τη συμπύκνωση του ψυκτικού μέσου και τη μεταφορά θερμικής ενέργειας στον φορέα θερμότητας του συστήματος θέρμανσης.

Ο ρόλος του εισερχόμενου αέρα είναι να μεταφέρει θερμότητα στον εξατμιστή, όπου η θερμοκρασία είναι πολύ χαμηλή και πρέπει να αυξηθεί για την επερχόμενη συμπίεση. Η θερμική ενέργεια του αέρα είναι διαθέσιμη ακόμη και σε αρνητικές θερμοκρασίες και αποθηκεύεται μέχρι η θερμοκρασία να πέσει στο απόλυτο μηδέν. Οι πηγές θερμικής ενέργειας χαμηλού δυναμικού επιτρέπουν την επίτευξη υψηλής απόδοσης του συστήματος, αλλά όταν η εξωτερική θερμοκρασία πέσει στους -20°C ή -25°C, το σύστημα σταματά και απαιτεί τη σύνδεση μιας πρόσθετης πηγής θέρμανσης.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα

Τα πλεονεκτήματα των αντλιών θερμότητας αέρα-νερού είναι:

• εύκολη εγκατάσταση, χωρίς εκσκαφές
• Η πηγή θερμικής ενέργειας - ο αέρας - είναι διαθέσιμη παντού, είναι διαθέσιμη και εντελώς δωρεάν.Το σύστημα απαιτεί μόνο τροφοδοσία για εξοπλισμό κυκλοφορίας, συμπιεστή και ανεμιστήρα
• η αντλία θερμότητας μπορεί να συνδυαστεί δομικά με εξαερισμό, γεγονός που θα αυξήσει σημαντικά την απόδοση και των δύο συστημάτων
• το σύστημα θέρμανσης είναι φιλικό προς το περιβάλλον και λειτουργικά ασφαλές
• η λειτουργία του συστήματος είναι σχεδόν αθόρυβη, μπορεί να ελεγχθεί από συστήματα αυτοματισμού

Τα μειονεκτήματα μιας αντλίας θερμότητας αέρα-νερού είναι:

• περιορισμένη εφαρμογή. Τα οικιακά μοντέλα της HP απαιτούν σύνδεση πρόσθετων συστημάτων θέρμανσης ήδη στους -7°C, τα βιομηχανικά σχέδια μπορούν να διατηρούν τις θερμοκρασίες κάτω από τους -25°C, που είναι πολύ χαμηλές για τις περισσότερες περιοχές της Ρωσίας
• η εξάρτηση της απόδοσης του συστήματος από την εξωτερική θερμοκρασία καθιστά το σύστημα ασταθές και απαιτεί συνεχή αναδιαμόρφωση των τρόπων λειτουργίας
• ανεμιστήρες, συμπιεστές και άλλες συσκευές απαιτούν σταθερή παροχή ρεύματος

Κατά τον προγραμματισμό της χρήσης ενός τέτοιου συστήματος θέρμανσης και ζεστού νερού χρήσης, αυτά τα χαρακτηριστικά πρέπει να λαμβάνονται υπόψη.

Υπολογισμός χωρητικότητας εγκατάστασης

Η διαδικασία υπολογισμού της ισχύος της εγκατάστασης περιορίζεται στον προσδιορισμό της επιφάνειας του σπιτιού που πρόκειται να θερμανθεί, στον υπολογισμό της απαιτούμενης ποσότητας θερμικής ενέργειας και στην επιλογή εξοπλισμού που αντιστοιχεί στις τιμές που λαμβάνονται. Δεν έχει νόημα να παρουσιάσουμε μια λεπτομερή μεθοδολογία υπολογισμού, καθώς είναι εξαιρετικά περίπλοκη και απαιτεί γνώση πολλών παραμέτρων, συντελεστών και άλλων τιμών. Επιπλέον, απαιτείται εμπειρία στην εκτέλεση τέτοιων υπολογισμών, διαφορετικά το αποτέλεσμα θα είναι εντελώς λανθασμένο.

Για να λύσετε το πρόβλημα, συνιστάται να χρησιμοποιήσετε μια ηλεκτρονική αριθμομηχανή που βρίσκεται στο διαδίκτυο. Η χρήση του είναι εύκολη, απλά πρέπει να αντικαταστήσετε τα δεδομένα σας στα παράθυρα και να λάβετε μια απάντηση. Σε περίπτωση αμφιβολίας, ο υπολογισμός μπορεί να αντιγραφεί σε άλλο πόρο προκειμένου να ληφθούν ισορροπημένα δεδομένα.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της τεχνολογίας

Τα σημαντικότερα πλεονεκτήματα του TN είναι:

1. Κερδοφορία: για κάθε κιλοβάτ ηλεκτρικής ενέργειας που καταναλώνεται, η HP παράγει από 3 έως 5 kW θερμότητας. Δηλαδή μιλάμε για σχεδόν δωρεάν θέρμανση.
2. Φιλικότητα προς το περιβάλλον και ασφάλεια: η λειτουργία της HP δεν σχετίζεται με το σχηματισμό και την απελευθέρωση στην ατμόσφαιρα οποιωνδήποτε επικίνδυνων για το περιβάλλον ουσιών και η απουσία φλόγας καθιστά αυτήν την τεχνολογία απολύτως ασφαλή.
3. Ευκολία λειτουργίας: σε αντίθεση με τους λέβητες αερίου και στερεών καυσίμων, η HP δεν χρειάζεται να καθαριστεί από αιθάλη και αιθάλη. Επίσης, δεν χρειάζεται να κατασκευάσετε και να συντηρήσετε μια καμινάδα.

Ένα σημαντικό μειονέκτημα αυτής της τεχνολογίας είναι το υψηλό κόστος του εξοπλισμού και των εργασιών εγκατάστασης.

Ας κάνουμε έναν απλό υπολογισμό. Για 120 τ. Το m θα χρειαστεί ένα HP με χωρητικότητα 120x0,1 = 12 kW (με ρυθμό 100 W ανά 1 τ.μ.). Το μοντέλο Diplomat από τα Θερμιά με αυτή την απόδοση κοστίζει περίπου 6,8 χιλιάδες ευρώ. Το μοντέλο DUO του ίδιου κατασκευαστή θα κοστίσει λίγο λιγότερο, αλλά το κόστος του δεν μπορεί να ονομαστεί ούτε δημοκρατικό: περίπου 5,9 χιλιάδες ευρώ.

Αντλία θερμότητας Thermia Diplomat

Ακόμη και σε σύγκριση με τον πιο ακριβό τύπο παραδοσιακής θέρμανσης - ηλεκτρική (4 ρούβλια ανά 1 kWh, 3 μήνες - εργασία με πλήρες φορτίο, 3 μήνες - με το μισό), η απόσβεση θα διαρκέσει περισσότερα από 4 χρόνια, και αυτό δεν λαμβάνεται υπόψη υπολογίστε το κόστος εγκατάστασης του εξωτερικού κυκλώματος.Στην πραγματικότητα, η HP δεν λειτουργεί πάντα με την υπολογισμένη απόδοση, αντίστοιχα, και η περίοδος απόσβεσης μπορεί να είναι μεγαλύτερη.

Φιλικότητα προς το περιβάλλον και ασφάλεια ↑

Για όσους ενδιαφέρονται για την περιβαλλοντική ασφάλεια του σπιτιού τους, μια αντλία θερμότητας μπορεί να είναι μια ιδανική επιλογή για ένα άνετο σύστημα θέρμανσης, η αρχή της λειτουργίας του οποίου δεν προβλέπει την εκπομπή τέτοιων επιβλαβών ενώσεων όπως CO, CO2, SO2, PbO2 , NOx στην ατμόσφαιρα.

Όσο για το ενδεχόμενο έκρηξης ή πυρκαγιάς, τότε, με κανονική μόνωση ηλεκτρικών καλωδίων, δεν υπάρχει. Κάτι που, δυστυχώς, δεν μπορεί να ειπωθεί για λέβητες υγρών καυσίμων ή φυσικού αερίου. Το σύστημα αντλίας θερμότητας είναι σχεδιασμένο με τέτοιο τρόπο ώστε να είναι αδύνατη η υπερθέρμανση των μερών του που είναι επαρκής για να προκαλέσει έκρηξη ή ανάφλεξη.

Τι είναι η αντλία θερμότητας και πώς λειτουργεί;

Ο όρος αντλία θερμότητας αναφέρεται σε ένα σύνολο ειδικού εξοπλισμού. Η κύρια λειτουργία αυτού του εξοπλισμού είναι η συλλογή της θερμικής ενέργειας και η μεταφορά της στον καταναλωτή. Η πηγή μιας τέτοιας ενέργειας μπορεί να είναι οποιοδήποτε σώμα ή μέσο με θερμοκρασία +1º και περισσότερους βαθμούς.

Υπάρχουν περισσότερες από αρκετές πηγές θερμότητας χαμηλής θερμοκρασίας στο περιβάλλον μας. Πρόκειται για βιομηχανικά απόβλητα από επιχειρήσεις, θερμοηλεκτρικούς και πυρηνικούς σταθμούς, λύματα κ.λπ. Για τη λειτουργία αντλιών θερμότητας στον τομέα της οικιακής θέρμανσης χρειάζονται τρεις φυσικές πηγές ανεξάρτητα ανάκτησης - αέρας, νερό, γη.

Οι αντλίες θερμότητας «αντλούν» ενέργεια από διεργασίες που συμβαίνουν τακτικά στο περιβάλλον. Η ροή των διεργασιών δεν σταματά ποτέ, επομένως οι πηγές αναγνωρίζονται ως ανεξάντλητες με ανθρώπινα κριτήρια.

Οι τρεις αναφερόμενοι δυνητικοί προμηθευτές ενέργειας σχετίζονται άμεσα με την ενέργεια του ήλιου, ο οποίος με τη θέρμανση θέτει σε κίνηση τον αέρα και τον άνεμο και μεταφέρει θερμική ενέργεια στη γη. Είναι η επιλογή της πηγής που είναι το κύριο κριτήριο σύμφωνα με το οποίο ταξινομούνται τα συστήματα αντλιών θερμότητας.

Η αρχή λειτουργίας των αντλιών θερμότητας βασίζεται στην ικανότητα των σωμάτων ή των μέσων να μεταφέρουν θερμική ενέργεια σε άλλο σώμα ή περιβάλλον. Οι αποδέκτες και οι προμηθευτές ενέργειας στα συστήματα αντλιών θερμότητας συνήθως εργάζονται σε ζεύγη.

Υπάρχουν λοιπόν οι παρακάτω τύποι αντλιών θερμότητας:

• Ο αέρας είναι νερό.
• Η γη είναι νερό.
• Το νερό είναι αέρας.
• Το νερό είναι νερό.
• Η γη είναι αέρας.
• Νερό - νερό
• Ο αέρας είναι αέρας.

Σε αυτήν την περίπτωση, η πρώτη λέξη ορίζει τον τύπο του μέσου από το οποίο το σύστημα παίρνει θερμότητα χαμηλής θερμοκρασίας. Το δεύτερο δείχνει τον τύπο του φορέα στον οποίο μεταφέρεται αυτή η θερμική ενέργεια. Έτσι, στις αντλίες θερμότητας το νερό είναι νερό, η θερμότητα λαμβάνεται από το υδάτινο περιβάλλον και το υγρό χρησιμοποιείται ως φορέας θερμότητας.

Οι αντλίες θερμότητας ανά τύπο σχεδιασμού είναι μονάδες συμπίεσης ατμών. Εξάγουν θερμότητα από φυσικές πηγές, την επεξεργάζονται και τη μεταφέρουν στους καταναλωτές (+)

Οι σύγχρονες αντλίες θερμότητας χρησιμοποιούν τρεις κύριες πηγές θερμικής ενέργειας. Αυτά είναι το έδαφος, το νερό και ο αέρας. Η απλούστερη από αυτές τις επιλογές είναι μια αντλία θερμότητας με πηγή αέρα. Η δημοτικότητα τέτοιων συστημάτων συνδέεται με τον μάλλον απλό σχεδιασμό και την ευκολία εγκατάστασης.

Ωστόσο, παρά τη δημοτικότητα, αυτές οι ποικιλίες έχουν μάλλον χαμηλή παραγωγικότητα. Επιπλέον, η απόδοση είναι ασταθής και εξαρτάται από τις εποχιακές διακυμάνσεις της θερμοκρασίας.

Με τη μείωση της θερμοκρασίας, η απόδοσή τους πέφτει σημαντικά.Τέτοιες παραλλαγές αντλιών θερμότητας μπορούν να θεωρηθούν ως προσθήκη στην υπάρχουσα κύρια πηγή θερμικής ενέργειας.

Οι επιλογές εξοπλισμού που χρησιμοποιούν θερμότητα εδάφους θεωρούνται πιο αποτελεσματικές. Το έδαφος δέχεται και συσσωρεύει θερμική ενέργεια όχι μόνο από τον Ήλιο, αλλά θερμαίνεται συνεχώς από την ενέργεια του πυρήνα της γης.

Δηλαδή, το έδαφος είναι ένα είδος θερμοσυσσωρευτή, η ισχύς του οποίου είναι πρακτικά απεριόριστη. Επιπλέον, η θερμοκρασία του εδάφους, ειδικά σε ένα ορισμένο βάθος, είναι σταθερή και κυμαίνεται σε ασήμαντα όρια.

Πεδίο ενέργειας που παράγεται από αντλίες θερμότητας:

Η σταθερότητα της θερμοκρασίας της πηγής είναι ένας σημαντικός παράγοντας για τη σταθερή και αποτελεσματική λειτουργία αυτού του τύπου εξοπλισμού ισχύος. Τα συστήματα στα οποία το υδάτινο περιβάλλον είναι η κύρια πηγή θερμικής ενέργειας έχουν παρόμοια χαρακτηριστικά. Ο συλλέκτης τέτοιων αντλιών βρίσκεται είτε σε πηγάδι, όπου βρίσκεται σε υδροφόρο ορίζοντα, είτε σε δεξαμενή.

Η μέση ετήσια θερμοκρασία πηγών όπως το έδαφος και το νερό κυμαίνεται από +7º έως +12º C. Αυτή η θερμοκρασία είναι αρκετά αρκετή για να εξασφαλίσει την αποτελεσματική λειτουργία του συστήματος.

Οι πιο αποδοτικές είναι οι αντλίες θερμότητας που εξάγουν θερμική ενέργεια από πηγές με σταθερούς δείκτες θερμοκρασίας, δηλ. από νερό και χώμα