Ako vyrobiť geotermálne tepelné čerpadlo z klimatizácie. Tepelné čerpadlo: princíp fungovania na vykurovanie domu Tepelné čerpadlo na vykurovanie vidieckeho domu

Spaľovanie klasických palív (plyn, drevo, rašelina) patrí medzi prastaré spôsoby výroby tepla. Vyčerpávanie tradičných zdrojov energie však podnietilo ľudí hľadať komplexnejšie, no nemenej efektívne alternatívy. Jedným z nich bol vynález tepelného čerpadla, ktorého činnosť vychádza zo školských fyzikálnych zákonov.

Prevádzka tepelného čerpadla

Princíp činnosti tepelných čerpadiel, ktorý je na prvý pohľad veľmi zložitý, je založený na niekoľkých jednoduchých zákonoch termodynamiky a vlastnostiach kvapalín a plynov:

Keď plyn prechádza do kvapalného stavu (kondenzácia), uvoľňuje sa teplo
Keď sa kvapalina zmení na plyn (vyparovanie), teplo sa absorbuje

Väčšina tekutín môže vrieť pri pomerne vysokých teplotách, takmer 100 stupňov. Existujú však aj látky s pomerne nízkym bodom varu. Pre freón je to asi 3-4 stupne. Premení sa na plyn, ľahko sa stlačí a teplota vo vnútri nádoby začne stúpať.

Teoreticky môže byť freón stlačený, aby sa dosiahli požadované teploty, ale v praxi je to obmedzené na 80-90 stupňov potrebných na plnú prevádzku klasický systém kúrenie.

Každý sa s tepelným čerpadlom stretne viackrát za deň, keď prechádza okolo svojej chladničky. V ňom však funguje opačným smerom, odoberá teplo produktov a odvádza ho do atmosféry.

Video o pracovnej technike

Schéma tepelného čerpadla

Výkon väčšiny tepelných čerpadiel je založený na výhrevnosti pôdy, v ktorej teplota počas celého roka prakticky nekolíše (v rozmedzí 7-10 stupňov). Teplo sa pohybuje medzi tromi okruhmi:

Vykurovací okruh
Tepelné čerpadlo
Solankový (aka zemný) okruh

Klasický princíp fungovania tepelných čerpadiel v vykurovací systém pozostáva z nasledujúcich prvkov:

Výmenník tepla, ktorý odoberá teplo zo zeme do vnútorného okruhu
Kompresné zariadenie
Druhé zariadenie na výmenu tepla, ktoré prenáša energiu prijatú vo vnútornom okruhu do vykurovacieho systému
Mechanizmus, ktorý znižuje tlak v systéme (škrtiaca klapka)
Solankový okruh
Zemská sonda
Vykurovací okruh

Potrubie, ktoré slúži ako primárny okruh, sa ukladá do studne alebo sa zakopáva priamo do zeme. Pozdĺž neho sa pohybuje nemrznúca kvapalina, ktorej teplota stúpa na podobnú charakteristiku zeme (asi +8 stupňov) a vstupuje do druhého okruhu.

Sekundárny okruh odoberá teplo z kvapaliny. Freón, ktorý cirkuluje vo vnútri, začne vrieť a premení sa na plyn, ktorý sa posiela do kompresora. Piest ho stlačí na 24-28 atm, vďaka čomu sa teplota zvýši na +70-80 stupňov.

V tejto pracovnej fáze sa energia koncentruje do jednej malej zrazeniny. Z tohto dôvodu sa teplota zvyšuje.

Ohriaty plyn vstupuje do tretieho okruhu, ktorý predstavujú systémy zásobovania teplou vodou alebo dokonca systémy vykurovania domov. Pri prenose tepla sú možné straty až 10-15 stupňov, ale nie sú významné.

Keď sa freón ochladí, tlak sa zníži a vráti sa späť do kvapalného stavu. Pri teplote 2-3 stupne prúdi späť do druhého okruhu. Cyklus sa opakuje znova a znova.

Hlavné typy

Princíp činnosti tepelných čerpadiel je navrhnutý tak, aby ich bolo možné jednoducho prevádzkovať bez prerušenia v širokom rozsahu teplôt - od -30 do +40 stupňov. Najpopulárnejšie sú tieto dva typy modelov:

Typ absorpcie
Typ kompresie

Modely absorpčného typu majú pomerne zložitú štruktúru. Prijatú tepelnú energiu odovzdávajú priamo pomocou zdroja. Ich prevádzkou sa výrazne znižujú materiálové náklady na spotrebovanú elektrickú energiu a palivo. Modely kompresného typu spotrebúvajú energiu (mechanickú a elektrickú) na prenos tepla.

V závislosti od použitého zdroja tepla sú čerpadlá rozdelené do nasledujúcich typov:

Recyklácia odpadového tepla- najdrahšie modely, ktoré si získali obľubu na vykurovanie priemyselných zariadení, v ktorých sa plytvá sekundárnym teplom generovaným inými zdrojmi.
Vzduch– odoberanie tepla z okolitého vzduchu
Geotermálne– vyberte teplo z vody alebo zeme

Podľa typov vstupu/výstupu možno všetky modely klasifikovať nasledovne – pôda, voda, vzduch a ich rôzne kombinácie.

Geotermálne tepelné čerpadlá

Populárne sú modely geotermálnych čerpadiel, ktoré sú rozdelené do dvoch typov: uzavretý alebo otvorený typ.

Jednoduché zariadenie otvorené systémy umožňuje ohrievať vodu prechádzajúcu vnútri, ktorá následne opäť vstupuje do zeme. Ideálne funguje v prítomnosti neobmedzeného objemu čistej chladiacej kvapaliny, ktorá po spotrebovaní nezaťažuje životné prostredie.

Uzavreté systémy geotermálnych tepelných čerpadiel sú rozdelené do nasledujúcich typov:

Voda – nachádza sa v nádrži v nezamrznutej hĺbke
Pri vertikálnom usporiadaní - kolektor sa umiestňuje do studne do hĺbky 200 m a je použiteľný v oblastiach s nerovným terénom
Pri horizontálnom usporiadaní - kolektor je umiestnený v zemi do hĺbky 0,5-1 m, je veľmi dôležité poskytnúť veľký obrys v obmedzenom priestore

Čerpadlo vzduch-voda

Jednou z najuniverzálnejších možností je model vzduch-voda. Počas teplých období roka je veľmi efektívny, ale v zime môže produktivita výrazne klesnúť.

Výhodou systému je jeho jednoduchá inštalácia. Vhodné vybavenie je možné namontovať na akékoľvek vhodné miesto, napríklad na strechu. Teplo, ktoré sa odvádza z miestnosti vo forme plynu alebo dymu, je možné opätovne využiť.

Typ voda-voda

Tepelné čerpadlo voda-voda patrí medzi najefektívnejšie. Ale jeho použitie môže byť obmedzené prítomnosťou blízkej nádrže alebo nedostatočnou hĺbkou, v ktorej zimné obdobie nie je pozorovaný výrazný pokles teploty.

Energiu s nízkym potenciálom je možné vybrať z nasledujúcich zdrojov:

Podzemná voda
Otvorené nádrže
Priemyselná odpadová voda

Najjednoduchší princíp fungovania tepelných čerpadiel je pri modeloch, ktoré odoberajú teplo zo zásobníka. Ak sa rozhodne o použití podzemnej vody, môže byť potrebné vyvŕtať studňu.

Typ pôda-voda

Teplo je možné získavať zo zeme počas celého roka, keďže v hĺbke 1 m zostáva teplota prakticky nezmenená. „Soľanka“ sa používa ako nosič tepla - nemrznúca kvapalina ktorý cirkuluje.

Jednou z nevýhod systému zem-voda je potreba veľkej plochy na dosiahnutie požadovanej účinnosti. Pokúšajú sa to vyrovnať kladením rúr do prstencov.

Kolektor môže byť umiestnený vo zvislej polohe, ale bude potrebná studňa s hĺbkou až 150 m.

Výhody a nevýhody vykurovacích systémov s tepelným čerpadlom

Našli sa tepelné čerpadlá široké uplatnenie vo vykurovacích systémoch pre súkromné obytné alebo priemyselné oblasti. Pre svoju spoľahlivosť a účinnosť postupne nahrádzajú klasickejšie zdroje energie.

Medzi mnohé výhody, ktoré prevádzka tepelného čerpadla poskytuje, patria:

Úspora materiálnych zdrojov na údržbu systémov a chladiacej kvapaliny
Čerpadlá fungujú úplne autonómne
Neuvoľňujú sa do životného prostredia škodlivé produkty horenie a iné toxické látky
Požiarna bezpečnosť inštalovaných zariadení
Schopnosť jednoducho obrátiť činnosť systému

Napriek mnohým výhodám je potrebné brať do úvahy negatívne stránky prevádzka tepelného čerpadla:

Veľké počiatočné investície na inštaláciu vykurovacieho systému - od 3 do 10 tisíc dolárov
Počas chladných období, keď teploty klesnú pod -15 stupňov, treba myslieť na alternatívne možnosti vykurovania
Vykurovanie založené na prevádzke tepelného čerpadla je najúčinnejšie len v systémoch s nízkoteplotnou chladiacou kvapalinou

Ďalšie schematické video:

Poďme si to zhrnúť

Po naučení a zvládnutí princípu činnosti tepelného čerpadla môžete premýšľať a rozhodnúť o vhodnosti jeho inštalácie a používania. Počiatočné náklady, ktoré sa môžu zdať veľmi veľké, sa čoskoro vrátia a začnú prinášať akýsi zisk v podobe úspory klasického paliva.

Tepelné čerpadlo je zariadenie, ktoré umožňuje prenos tepelnej energie z menej vyhrievaného telesa na viac vyhrievané teleso, čím sa zvyšuje jeho teplota. IN posledné roky Tepelné čerpadlá sú veľmi žiadané ako zdroj alternatívnej tepelnej energie, ktorá umožňuje získať skutočne lacné teplo bez znečisťovania životného prostredia.

Dnes ich vyrába veľa výrobcov vykurovacích zariadení a všeobecným trendom je, že v najbližších rokoch budú tepelné čerpadlá zaujímať popredné miesta v sortimente vykurovacích zariadení.

Zvyčajne sa používajú tepelné čerpadlá teplo podzemnej vody, ktorého teplota po celý rok je približne na rovnakej úrovni a je +10C, teplo prostredia alebo vodných plôch.

Princíp ich činnosti je založený na skutočnosti, že každé teleso s teplotou nad absolútnou nulou má rezervu tepelnej energie priamo úmernú svojej hmotnosti a mernej tepelnej kapacite. Je zrejmé, že moria, oceány, ako aj podzemné vody, ktorých hmotnosť je veľká, majú obrovskú zásobu tepelnej energie, ktorej čiastočné využitie na vykurovanie domácnosti nijako neovplyvňuje ich teplotu a ekologickú situáciu na planéte.

Tepelnú energiu telesu môžete „odobrať“ iba jeho ochladením. Množstvo tepla uvoľneného v tomto prípade (v primitívnej forme) možno vypočítať pomocou vzorca

Q=CM(T2-T1), Kde

Q- prijaté teplo

C- tepelná kapacita

M- hmotnosť

T1 T2- teplotný rozdiel, ktorým sa telo ochladzovalo

Vzorec ukazuje, že pri ochladení jedného kilogramu chladiacej kvapaliny z 1000 stupňov na 0 stupňov možno získať rovnaké množstvo tepla ako pri ochladení 1000 kg chladiacej kvapaliny z 1C na 0C.

Hlavnou vecou je schopnosť využívať tepelnú energiu a nasmerovať ju na vykurovanie obytných budov a priemyselných priestorov.

Myšlienka využitia tepelnej energie menej ohrievaných telies vznikla v polovici 19. storočia a jej autorstvo patrí slávnemu vedcovi tej doby Lordovi Kelvinovi. Za všeobecnú predstavu však nepostúpil. Prvý návrh tepelného čerpadla bol navrhnutý v roku 1855 a patril Petrovi Ritterovi von Rittengerovi. Nedostalo sa mu však podpory a nenašlo praktické uplatnenie.

„Znovuzrodenie“ tepelného čerpadla sa datuje do polovice štyridsiatych rokov minulého storočia, kedy sa rozšírili bežné domáce chladničky. Práve oni dali Švajčiarovi Robertovi Weberovi nápad využiť teplo generované mrazničkou na ohrev vody pre potreby domácnosti.

Výsledný efekt bol ohromujúci: množstvo tepla bolo také veľké, že stačilo nielen na zásobovanie teplou vodou, ale aj na ohrev vody na vykurovanie. Pravda, v tomto prípade sme museli tvrdo pracovať a vymyslieť systém výmenníkov tepla, ktorý by nám umožnil využiť tepelnú energiu vyžarovanú chladničkou.

Avšak spočiatku bol vynález Roberta Webera vnímaný ako vtipný nápad a bol vnímaný podobne ako myšlienky z modernej slávnej rubriky „Crazy Hands“. Skutočný záujem o ňu vznikol až oveľa neskôr, keď sa otázka hľadania alternatívnych zdrojov energie skutočne stala akútnou. Vtedy dostala myšlienka tepelného čerpadla svoj moderný tvar a praktické využitie.

Moderné tepelné čerpadlá možno klasifikovať v závislosti od zdroja nízkoteplotného tepla, ktorým môže byť pôda, voda (v otvorenom alebo podzemnom zásobníku), ako aj vonkajší vzduch.

Výslednú tepelnú energiu je možné preniesť do vody a použiť na ohrev vody a zásobovanie teplou vodou, ako aj do vzduchu a použiť na vykurovanie a klimatizáciu. Vzhľadom na to sú tepelné čerpadlá rozdelené do 6 typov:

Z pôdy do vody (zeme do vody)
Z pôdy do vzduchu (zem-vzduch)
Z vody do vody (voda do vody)
Z vody do vzduchu (voda-vzduch)
Zo vzduchu do vody (vzduch do vody)
Vzduch-vzduch (vzduch-vzduch)

Každý typ tepelného čerpadla má svoje vlastné charakteristiky inštalácie a prevádzky.

Spôsob inštalácie a prevádzkové vlastnosti tepelného čerpadla PODZEMNÁ VODA

Grund je univerzálnym dodávateľom nízkoteplotnej tepelnej energie

Pôda má obrovské zásoby nízkoteplotnej tepelnej energie. Je to zemská kôra, ktorá neustále akumuluje slnečné teplo a zároveň sa ohrieva zvnútra, z jadra planéty. Výsledkom je, že v hĺbke niekoľkých metrov má pôda vždy kladnú teplotu. Spravidla v strednej časti Ruska hovoríme o 150 - 170 cm V tejto hĺbke má teplota pôdy kladnú hodnotu a neklesá pod 7 - 8 ° C.

Ďalšou vlastnosťou pôdy je, že aj pri silných mrazoch postupne zamŕza. Vďaka tomu je dodržaná minimálna teplota zeme v hĺbke 150 cm, keď už na povrch dorazila kalendárna jar a znižuje sa potreba tepla na vykurovanie.

To znamená, že na „odvádzanie“ tepla zo zeme v centrálnej oblasti Ruska musia byť výmenníky tepla na akumuláciu tepelnej energie umiestnené v hĺbke pod 150 cm.

V tomto prípade sa chladivo cirkulujúce v systéme tepelného čerpadla, prechádzajúce cez výmenníky tepla, ohrieva teplom pôdy, potom vstupom do výparníka prenesie teplo do vody cirkulujúcej vo vykurovacom systéme a vráti sa do nového časť tepelnej energie.

Čo sa dá použiť ako chladivo

Takzvaná „soľanka“ sa najčastejšie používa ako chladivo v tepelných čerpadlách zem-voda. Pripravuje sa z vody a etylénglykolu alebo propylénglykolu. Niektoré systémy využívajú freón, čo značne komplikuje konštrukciu tepelného čerpadla a zvyšuje jeho cenu. Faktom je, že výmenník tepla čerpadla tohto typu musí mať veľkú teplovýmennú plochu, a teda vnútorný objem, čo si vyžaduje primerané množstvo chladiacej kvapaliny.

Použitie freónu Zvyšuje síce účinnosť tepelného čerpadla, ale zároveň vyžaduje absolútnu tesnosť systému a jeho odolnosť voči vysokému tlaku.

Pre systémy so „soľankou“ sú výmenníky tepla zvyčajne vyrobené z polymérových rúrok, najčastejšie polyetylénu, s priemerom 40-60 mm. Výmenníky tepla majú formu horizontálnych alebo vertikálnych kolektorov.

Je to potrubie uložené v zemi v hĺbke pod 170 cm Na to môžete použiť akýkoľvek nezastavaný pozemok. Pre pohodlie a zväčšenie plochy výmeny tepla je potrubie uložené v cikcaku, slučkách, špirále atď. V budúcnosti je možné tento pozemok využiť na trávnik, záhon alebo zeleninovú záhradku. Treba poznamenať, že výmena tepla medzi pôdou a kolektorom ide lepšie vo vlhkom prostredí. Preto možno povrch pôdy bezpečne zavlažovať a hnojiť.

Predpokladá sa, že v priemere 1 m2 pôdy produkuje 10 až 40 W tepelnej energie. V závislosti od potreby tepelnej energie môže existovať ľubovoľný počet kolektorových slučiek.

Vertikálny kolektor je systém rúr inštalovaných vertikálne v zemi. Na tento účel sa vŕtajú studne do hĺbok od niekoľkých metrov po desiatky alebo dokonca stovky metrov. Vertikálny kolektor je najčastejšie v tesnom kontakte s podzemnou vodou, ale nie je to tak nevyhnutnou podmienkou na jeho prevádzku. To znamená, že vertikálne inštalovaný podzemný kolektor môže byť „suchý“.

Vertikálny kolektor, rovnako ako horizontálny, môže mať takmer akýkoľvek dizajn. Najpoužívanejšie systémy sú typy „potrubie v potrubí“ a „slučka“, cez ktoré sa soľanka čerpá smerom nadol a potom stúpa späť do výparníka.

Treba poznamenať, že vertikálne kolektory sú najproduktívnejšie. To sa vysvetľuje ich umiestnením na veľká hĺbka, kde je teplota takmer stále na rovnakej úrovni a je 1-12 C. Pri ich použití s 1 m2 sa môžete dostať od 30 do 100 W výkonu. V prípade potreby je možné zvýšiť počet jamiek.

Na zlepšenie procesu výmeny tepla medzi potrubím a pôdou je priestor medzi nimi vyplnený betónom.

Výhody a nevýhody tepelných čerpadiel zem-voda

Inštalácia tepelného čerpadla zem-voda si vyžaduje značné finančné investície, no jeho prevádzka umožňuje získať tepelnú energiu takmer zadarmo. Nespôsobuje to žiadne škody na životnom prostredí.

Medzi výhody tohto typu tepelného čerpadla patria:

Trvanlivosť: môže fungovať niekoľko desaťročí bez opravy alebo údržby
Jednoduchosť obsluhy
Možnosť využitia pozemku na farmárčenie
Rýchla návratnosť: pri vykurovaní veľkých priestorov, napríklad od 300 m2 a viac, sa čerpadlo vráti za 3-5 rokov.

Vzhľadom na to, že inštalácia výmenníka tepla v zemi je zložitá agrotechnická práca, musí sa vykonať s predbežným vypracovaním projektu.

Ako funguje tepelné čerpadlo?

Tepelné čerpadlo sa skladá z nasledujúcich prvkov:

Kompresor pracujúci z bežnej elektrickej siete
Výparník
Kondenzátor
Kapilárne
Termostat
Pracovná kvapalina alebo chladivo, pre ktoré je freón najvhodnejší

Princíp činnosti tepelného čerpadla možno opísať pomocou Carnotovho cyklu, dobre známeho zo školského kurzu fyziky.

Plyn (freón) vstupujúci do výparníka cez kapiláru expanduje, jeho tlak klesá, čo vedie k jeho následnému odparovaniu, počas ktorého v kontakte so stenami výparníka z nich aktívne odoberá teplo. Teplota stien klesá, čím vzniká teplotný rozdiel medzi nimi a hmotou, v ktorej je tepelné čerpadlo umiestnené. Zvyčajne ide o podzemnú vodu, morskú vodu, jazero alebo pevninu. Nie je ťažké uhádnuť, že sa tým začína proces prenosu tepelnej energie z viac zohriateho telesa na menej zohriate teleso, ktorým sú v tomto prípade steny výparníka. V tejto fáze prevádzky tepelné čerpadlo „odčerpáva“ teplo z chladiaceho média.

V ďalšej fáze je chladivo nasávané kompresorom, potom stlačené a pod tlakom dodávané do kondenzátora. Počas procesu stláčania sa jeho teplota zvyšuje a môže sa pohybovať od 80 do 120 C, čo je viac než dosť na vykurovanie a zásobovanie teplou vodou obytného domu. V kondenzátore sa chladivo vzdáva svojej rezervy tepelnej energie, ochladzuje sa, prechádza do kvapalného stavu a potom vstupuje do kapiláry. Potom sa proces opakuje.

Na riadenie chodu tepelného čerpadla slúži termostat, pomocou ktorého sa pri dosiahnutí nastavenej teploty v miestnosti zastaví dodávka elektriny do systému a pri poklese teploty pod vopred stanovenú hodnotu čerpadlo opäť spustí .

Tepelné čerpadlo je možné použiť ako zdroj tepelnej energie a je možné z neho vytvoriť vykurovacie systémy podobné vykurovacím systémom na báze kotla alebo pece. Príklad takéhoto systému je znázornený na obrázku vyššie.

Treba si uvedomiť, že tepelné čerpadlo môže fungovať len pri pripojení k zdroju elektrická energia. V tomto prípade môže dôjsť k mylnému názoru, že celý vykurovací systém je založený na využití elektrickej energie. V skutočnosti na prenos 1 kW tepelnej energie do vykurovacieho systému je potrebné vynaložiť približne 0,2-0,3 kW elektrickej energie.

Výhody tepelného čerpadla

Medzi výhody tepelného čerpadla patria:

Vysoká účinnosť
Možnosť prechodu z režimu vykurovania do režimu klimatizácie a jej následné využitie v lete na ochladzovanie miestností
Možnosť využitia efektívny systém automatické ovládanie
Bezpečnosť životného prostredia
Kompaktný (nie väčší ako domáca chladnička)
Tichá prevádzka
Požiarna bezpečnosť, ktorá je obzvlášť dôležitá pre vykurovanie vidieckych domov

Medzi nevýhody tepelného čerpadla treba poznamenať vysoké náklady a zložitosť inštalácie.

Tepelné čerpadlo je univerzálne zariadenie, ktoré funkčne spája vlastnosti klimatizácie, ohrievača vody a vykurovacieho kotla. Toto zariadenie nepoužíva klasické palivo, na jeho prevádzku sú potrebné obnoviteľné zdroje z prostredia - energia zo vzduchu, pôdy, vody.

Tepelné čerpadlo je preto dnes cenovo najefektívnejším agregátom, keďže jeho prevádzka nezávisí od ceny paliva a je aj ekologická, keďže zdrojom tepla nie je elektrina ani splodiny horenia, ale prírodné zdroje tepla.

Aby sme lepšie pochopili, ako funguje tepelné čerpadlo na vykurovanie domu, stojí za to pripomenúť si princíp fungovania chladničky. Tu sa pracovná látka vyparuje a uvoľňuje chlad. V čerpadle naopak kondenzuje a produkuje teplo.

Princíp činnosti tepelného čerpadla

Celý proces systému je prezentovaný vo forme Carnotovho cyklu – pomenovaného po vynálezcovi. Dá sa to opísať nasledovne. Chladivo prechádza pracovným okruhom - vzduch, zem, voda a ich kombinácie , odkiaľ sa posiela do 1. výmenníka tepla - odparovacej komory. Tu odovzdá naakumulované teplo chladivu, ktoré cirkuluje vo vnútornom okruhu čerpadla.

Princíp činnosti tepelného čerpadla na vykurovanie domu

Kvapalné chladivo vstupuje do odparovacej komory, kde ho nízky tlak a teplota (5 0 C) premení na plynné skupenstvo. Ďalšou etapou je presun plynu do kompresora a jeho kompresia. V dôsledku toho sa teplota plynu prudko zvyšuje, plyn prechádza do kondenzátora, kde si vymieňa teplo s vykurovacím systémom. Ochladený plyn sa zmení na kvapalinu a cyklus sa opakuje.

Výhody a nevýhody tepelných čerpadiel

Prevádzku tepelných čerpadiel na vykurovanie domu je možné riadiť pomocou špeciálne inštalovaných termostatov. Čerpadlo sa automaticky zapne, keď teplota média klesne pod nastavenú hodnotu a vypne sa, ak teplota prekročí nastavenú hodnotu. Prístroj teda udržiava stálu teplotu v miestnosti – to je jedna z výhod prístrojov.

Výhodou zariadenia je jeho účinnosť – čerpadlo spotrebuje malé množstvo elektrickej energie a šetrnosť k životnému prostrediu, či absolútna bezpečnosť pre životné prostredie. Hlavné výhody zariadenia:

Spoľahlivosť. Životnosť presahuje 15 rokov, všetky časti systému majú vysokú životnosť, kolísanie energie systému neškodí.
Bezpečnosť. Nie sú tam sadze, výfuk, otvorený plameň, únik plynu je vylúčený.
Pohodlie. Prevádzka čerpadla je tichá, útulnosť a pohodlie v dome pomáhajú vytvárať klimatizáciu a automatický systém, ktorej prevádzka závisí od poveternostných podmienok.
Flexibilita. Zariadenie má moderný štýlový dizajn a je možné ho kombinovať s akýmkoľvek domácim vykurovacím systémom.
Všestrannosť. Používa sa v súkromnej a občianskej výstavbe. Pretože má široký rozsah výkonu. Vďaka tomu dokáže zabezpečiť teplo do miestností akejkoľvek veľkosti – od malého domčeka až po chatu.

Zložitá štruktúra čerpadla určuje jeho hlavnú nevýhodu - vysoké náklady na zariadenie a jeho inštaláciu. Na inštaláciu zariadenia je potrebné vykonať výkop vo veľkých množstvách.

Tepelné čerpadlá - klasifikácia

Prevádzka tepelného čerpadla na vykurovanie domu je možná v širokom teplotnom rozsahu - od -30 do +35 stupňov Celzia. Najbežnejšími zariadeniami sú absorpcia (prenos tepla cez jeho zdroj) a kompresia (cirkulácia pracovnej tekutiny nastáva v dôsledku elektriny). Absorpčné zariadenia sú najekonomickejšie, ale sú drahšie a majú zložitý dizajn.

Klasifikácia čerpadiel podľa typu zdroja tepla:

Geotermálne. Odoberajú teplo vody alebo zeme.
Vo vzduchu. Odoberajú teplo z atmosférického vzduchu.
Sekundárne teplo. Odoberajú takzvané priemyselné teplo vznikajúce pri výrobe, pri vykurovaní a iných priemyselných procesoch.

Chladivo môže byť:

Voda z umelej alebo prírodnej nádrže, podzemná voda.
Priming.
Vzduchové hmoty.
Kombinácie vyššie uvedených médií.

Geotermálne čerpadlo - princípy konštrukcie a činnosti

Geotermálne čerpadlo na vykurovanie domu využíva teplo zeme, ktoré selektuje vertikálnymi sondami alebo horizontálnym kolektorom. Sondy sú umiestnené v hĺbke do 70 metrov, sonda sa nachádza v malej vzdialenosti od povrchu. Tento typ zariadenia je najefektívnejší, pretože zdroj tepla má dosť vysokú, stálu teplotu počas celého roka. Preto je potrebné vynaložiť menej energie na prepravu tepla.

Takéto zariadenie si vyžaduje vysoké náklady na inštaláciu. Náklady na vŕtanie studní sú vysoké. Okrem toho musí byť plocha pridelená pre kolektor niekoľkonásobne väčšia ako plocha vykurovaného domu alebo chaty. Dôležité mať na pamäti: Pozemok, kde sa kolektor nachádza, nie je možné využiť na výsadbu zeleniny resp ovocné stromy– korene rastlín budú podchladené.

Použitie vody ako zdroja tepla

Vodná plocha je zdrojom veľkého množstva tepla. Pre čerpadlo môžete použiť nezamŕzajúce nádrže z hĺbky 3 metrov alebo podzemnú vodu príp vysoký stupeň. Systém je možné realizovať nasledovne: rúrka výmenníka tepla zaťažená záťažou 5 kg na 1 bežný meter sa položí na dno zásobníka. Dĺžka potrubia závisí od záberov domu. Pre izbu 100 m2. Optimálna dĺžka potrubia je 300 metrov.

V prípade použitia podzemnej vody je potrebné vyvŕtať dve studne, umiestnené za sebou v smere podzemnej vody. V prvej studni je umiestnené čerpadlo, ktoré dodáva vodu do výmenníka tepla. Do druhej studne prúdi ochladená voda. Ide o tzv otvorený okruh zberu tepla. Jeho hlavnou nevýhodou je, že hladina podzemnej vody je nestabilná a môže sa výrazne líšiť.

Vzduch je najdostupnejším zdrojom tepla

Keď sa ako zdroj tepla používa vzduch, výmenníkom tepla je radiátor, nútene fúkaný ventilátorom. Ak sa tepelné čerpadlo používa na vykurovanie domu systémom vzduch-voda, užívateľ získa nasledujúce výhody:

Možnosť vykurovania celého domu. Voda, ktorá pôsobí ako chladivo, je distribuovaná cez vykurovacie zariadenia.
Pri minimálnych nákladoch na energie je možné zabezpečiť obyvateľom dodávku teplej vody. To je možné vďaka prítomnosti prídavného tepelne izolovaného výmenníka tepla so zásobníkom.
Čerpadlá podobného typu možno použiť na ohrev vody v bazénoch.

Ak čerpadlo pracuje na systéme vzduch-vzduch, chladiaca kvapalina sa nepoužíva na vykurovanie miestnosti. Vykurovanie sa vykonáva pomocou prijatej tepelnej energie. Príkladom implementácie takejto schémy by bola bežná klimatizácia nastavená na režim vykurovania. Dnes sú všetky zariadenia, ktoré využívajú ako zdroj tepla vzduch, invertorové. V nich sa striedavý prúd mení na jednosmerný, čím sa zabezpečuje flexibilné riadenie kompresora a jeho chod bez zastavenia. A to zvyšuje zdroje zariadenia.

Tepelné čerpadlo - alternatívny systém vykurovania domu

Tepelné čerpadlá – alternatíva moderné systémy kúrenie. Sú ekonomické, ekologické a bezpečné na používanie. Avšak, vysoké náklady inštalačné práce a vybavenie dnes neumožňujú použitie prístrojov všade. Teraz už viete, ako funguje tepelné čerpadlo na vykurovanie domu a po spočítaní všetkých pre a proti sa môžete rozhodnúť, či ho nainštalujete.

Zjednodušene povedané, princíp fungovania tepelného čerpadla je blízky domácej chladničke – odoberá tepelnú energiu zo zdroja tepla a odovzdáva ju do vykurovacieho systému. Zdrojom tepla pre čerpadlo môže byť zemina, skala, atmosférický vzduch, voda z rôznych zdrojov (rieky, potoky, poľné cesty, jazerá).

Typy tepelných čerpadiel sú rozdelené podľa zdroja tepla:

vzduch-vzduch;
voda-vzduch;
voda-voda;
pôda-voda (zem-voda);
ľadová voda (zriedkavo).

Kúrenie, klimatizácia a teplá úžitková voda – to všetko dokáže zabezpečiť tepelné čerpadlo. Na zabezpečenie tohto všetkého nepotrebuje palivo. Spotreba elektriny na udržanie chodu čerpadla je približne 1/4 spotreby iných druhov kúrenia.

Komponenty vykurovacieho systému tepelného čerpadla

Kompresor- srdce vykurovacieho systému pomocou tepelného čerpadla. Sústreďuje rozptýlené teplo nízkej kvality, zvyšuje jeho teplotu v dôsledku kompresie a prenáša ho do chladiacej kvapaliny do systému. V tomto prípade sa elektrina vynakladá výlučne na kompresiu a prenos tepelnej energie, a nie na ohrev chladiacej kvapaliny - vody alebo vzduchu. Podľa priemerných odhadov 10 kW tepla spotrebuje až 2,5 kW elektrickej energie.

Zásobník pre horúca voda (pre invertorové systémy). Zásobník akumuluje vodu, čím sa vyrovnáva tepelné zaťaženie vykurovacieho systému a dodávky teplej vody.

Chladivo. Takzvaná pracovná kvapalina, ktorá je pod nízkym tlakom a vrie pri nízkych teplotách, je absorbérom nízkopotenciálnej energie zo zdroja tepla. Ide o plyn cirkulujúci v systéme (freón, amoniak).

Výparník, zabezpečujúci výber a prenos tepelnej energie do čerpadla z nízkoteplotného zdroja.

Kondenzátor prenos tepla z chladiva do vody alebo vzduchu v systéme.
Termostat.

Primárny a sekundárny obrys zeme. Cirkulačný systém, ktorý prenáša teplo zo zdroja do čerpadla a z čerpadla do vykurovacieho systému domu. Primárny okruh tvoria: výparník, čerpadlo, potrubia. Sekundárny okruh zahŕňa: kondenzátor, čerpadlo, potrubie.

Tepelné čerpadlo vzduch-voda 5-28 kW

Tepelné čerpadlo vzduch-voda na vykurovanie a prípravu teplej vody 12-20 kW

Princípom činnosti tepelného čerpadla je absorpcia a následné uvoľňovanie tepelnej energie pri procese vyparovania a kondenzácie kvapaliny, ako aj zmena tlaku a následná zmena teploty kondenzácie a vyparovania.

Tepelné čerpadlo obracia pohyb tepla - núti ho pohybovať sa opačným smerom. To znamená, že HP je rovnaké hydraulické čerpadlo, ktoré čerpá kvapaliny zdola nahor, na rozdiel od prirodzeného pohybu zhora nadol.

Chladivo je stlačené v kompresore a prenášané do kondenzátora. Vysoký tlak a teplota kondenzuje plyn (najčastejšie freón), teplo sa prenáša do chladiacej kvapaliny do systému. Proces sa opakuje, keď chladivo opäť prechádza cez výparník – tlak sa zníži a spustí sa proces nízkoteplotného varu.

V závislosti od zdroja tepla nízkej kvality má každý typ čerpadla svoje vlastné nuansy.

Vlastnosti tepelných čerpadiel v závislosti od zdroja tepla

Tepelné čerpadlo vzduch-voda je závislé od teploty vzduchu, ktorá by vonku nemala klesnúť pod +5°C a deklarovaný koeficient premeny tepla COP 3,5-6 je možné dosiahnuť len pri 10°C a viac. Čerpadlá tohto typu sú inštalované na mieste, na najviac vetranom mieste a sú inštalované aj na strechách. To isté možno povedať o čerpadlách vzduch-vzduch.

Typ čerpadla podzemná voda

Čerpadlo zem-voda alebo geotermálne tepelné čerpadlo získava tepelnú energiu zo zeme. Zem má teplotu 4°C až 12°C, vždy stabilná v hĺbke 1,2 -1,5 m.

Horizontálny kolektor je potrebné umiestniť na miesto, plocha závisí od teplôt pôdy a veľkosti vykurovanej plochy nemôže byť vysadené alebo umiestnené nad systémom nič iné. Existuje variant vertikálneho kolektora s vrtom do 150 m. Medziľahlé chladivo cirkuluje potrubím uloženým v zemi a ohrieva sa až na 4 ° C, čím ochladzuje pôdu. Pôda musí na druhej strane dopĺňať tepelné straty, čo znamená, že na efektívnu prevádzku HP sú potrebné stovky metrov potrubí v celej lokalite.

Tepelné čerpadlo"voda-voda"

Tepelné čerpadlo voda-voda pôsobí na nízkopotenciálne teplo riek, potokov, odpadových vôd a primery. Voda má vyššiu tepelnú kapacitu ako vzduch, no ochladzovanie podzemnej vody má svoje nuansy – nedá sa ochladiť až k bodu mrazu, voda musí voľne odtekať do zeme.

Musíte mať stopercentnú istotu, že cez seba ľahko prejdete desiatky ton vody za deň. Tento problém sa často rieši vypustením ochladenej vody do najbližšej vodnej plochy s jedinou podmienkou, že vodná plocha je za vašim plotom, inak takéto vykurovanie stojí milióny. Ak je k pretekajúcej nádrži desať metrov, potom bude najefektívnejšie vykurovanie tepelným čerpadlom voda-voda.

Tepelné čerpadlo ľad-voda

Tepelné čerpadlo ľad-voda pomerne exotický typ čerpadla, ktorý vyžaduje úpravu výmenníka tepla - čerpadlo vzduch-voda je prerobené na vodné chladenie a odstraňuje ľad.

Počas vykurovacej sezóny sa nahromadí asi 250 ton ľadu, ktorý je možné skladovať (tento objem ľadu dokáže naplniť priemerný bazén). Tento typ tepelného čerpadla je dobrý pre naše zimy. 330 KJ/kg – toľko tepla uvoľní voda počas procesu mrazenia. Na druhej strane, chladenie vody o 1 °C dáva 80-krát menej tepla. Rýchlosť ohrevu 36 000 KJ/h sa získa zmrazením 120 litrov vody. Pomocou tohto tepla môžete vybudovať vykurovací systém s tepelným čerpadlom ľad-voda. Aj keď je o tomto type čerpadla veľmi málo informácií, budem si to hľadať.

Výhody a nevýhody tepelných čerpadiel

Nechcem sa tu rozčuľovať o „zelenej“ energii a šetrnosti k životnému prostrediu, keďže cena celého systému je vysoká a posledná vec, na ktorú myslíte, je ozónová vrstva. Ak vynecháme náklady na vykurovací systém pomocou tepelného čerpadla, potom sú výhody:

Bezpečné vykurovanie. Súdim podľa seba, keď môj plynový kotol s buchotom zapne horák, každých 15 minút sa mi na hlave objaví šedivý vlas. Tepelné čerpadlo nepoužíva otvorený oheň ani horľavé palivo. Žiadne zásoby palivového dreva alebo uhlia.
Účinnosť tepelného čerpadla je cca 400-500% (spotrebuje 1 kW elektriny, minie 5).
"Čisté" kúrenie bez spaľovacieho odpadu, výfuku, zápachu.
Tichá prevádzka so „správnym“ kompresorom.

Mastný mínus tepelné čerpadlá- cena celého systému ako celku a málokedy sa vyskytujúce ideálne podmienky pre efektívnu prevádzku čerpadla.

Návratnosť vykurovacieho systému na báze tepelného čerpadla môže byť 5 rokov, možno aj 35 a druhý údaj je, žiaľ, reálnejší. Ide o veľmi nákladný systém v štádiu implementácie a veľmi náročný na prácu.

Bez ohľadu na to, čo vám kto povie, v súčasnosti sú Kulibinovci rozvedené výpočty pre tepelné čerpadlo by mal vykonávať iba odborník na kúrenár s návštevou miesta.

Platba za elektrinu a kúrenie je z roka na rok náročnejšia. Pri stavbe alebo kúpe nového domu sa problém hospodárneho zásobovania energiou stáva obzvlášť akútnym. Kvôli periodicky sa opakujúcim energetickým krízam je výhodnejšie zvýšiť počiatočné náklady na high-tech zariadenia, aby sa potom teplo dostávalo s minimálnymi nákladmi po celé desaťročia.

Cenovo najefektívnejšou možnosťou je v niektorých prípadoch tepelné čerpadlo na vykurovanie domu, princíp fungovania tohto zariadenia je pomerne jednoduchý. Je nemožné čerpať teplo v doslovnom zmysle slova. Ale zákon zachovania energie to umožňuje technické zariadenia znížiť teplotu látky v jednom objeme a súčasne ohrievať niečo iné.

Čo je tepelné čerpadlo (HP)

Vezmime si ako príklad obyčajnú domácu chladničku. Vo vnútri mrazničky sa voda rýchlo mení na ľad. Na vonkajšej strane je na dotyk horúca maska chladiča. Z nej sa vo vnútri zbieralo teplo mraznička, sa prenáša do vzduchu v miestnosti.

TN robí to isté, ale v opačnom poradí. Mriežka chladiča, umiestnená mimo budovy, má veľa veľké veľkosti zhromaždiť dostatok tepla z prostredia na vykurovanie domu. Chladivo vo vnútri radiátora alebo rozdeľovacích rúrok prenáša energiu do vykurovacieho systému vo vnútri domu a potom sa opäť ohrieva mimo domu.

Zariadenie

Zabezpečiť teplo do vášho domova je náročnejšie technický problém, než na chladenie malého objemu chladničky, kde je inštalovaný kompresor s mraziacim a radiátorovým okruhom. Konštrukcia vzduchového tepelného čerpadla je takmer rovnako jednoduchá, prijíma teplo z atmosféry a ohrieva vnútorný vzduch. Pridávajú sa iba ventilátory, ktoré prefukujú obvody.

Je ťažké dosiahnuť veľký ekonomický efekt z inštalácie systému vzduch-vzduch kvôli malému špecifická hmotnosť atmosférické plyny. Jeden kubický meter vzduchu váži len 1,2 kg. Voda je asi 800-krát ťažšia, takže aj výhrevnosť má niekoľkonásobný rozdiel. Z 1 kW elektrickej energie spotrebovanej zariadením vzduch-vzduch možno získať len 2 kW tepla a tepelné čerpadlo voda-voda poskytuje 5–6 kW. TN dokáže garantovať takýto vysoký koeficient účinnosti (účinnosti).

Zloženie komponentov čerpadla:

Domáce vykurovací systém, pre ktorý je lepšie použiť vyhrievané podlahy.
Bojler na zásobovanie teplou vodou.
Kondenzátor, ktorý prenáša energiu zhromaždenú zvonka do vnútornej vykurovacej kvapaliny.
Výparník, ktorý odoberá energiu z chladiacej kvapaliny, ktorá cirkuluje vo vonkajšom okruhu.
Kompresor, ktorý čerpá chladivo z výparníka, premieňa ho z plynného na kvapalné skupenstvo, zvyšuje tlak a chladí ho v kondenzátore.
Na reguláciu prietoku chladiva je pred výparníkom inštalovaný expanzný ventil.
Vonkajší obrys je položený na dne nádrže, pochovaný v zákopoch alebo spustený do studní. Pri tepelných čerpadlách vzduch-vzduch je okruh vonkajšia mriežka chladiča, ofukovaná ventilátorom.
Čerpadlá čerpajú chladiacu kvapalinu potrubím vonku a vnútri domu.
Automatizácia pre riadenie podľa daného programu vykurovania miestnosti, ktorý závisí od zmien vonkajšej teploty vzduchu.

Vo výparníku sa chladivo z externého registra potrubia ochladzuje, pričom odovzdáva teplo chladivu okruhu kompresora, a potom sa prečerpáva potrubím na dne zásobníka. Tam sa zahreje a cyklus sa znova opakuje. Kondenzátor odovzdáva teplo vykurovaciemu systému chaty.

Ceny za rôzne modely tepelných čerpadiel

Tepelné čerpadlo

Princíp činnosti

Otvoriť v začiatkom XIX storočia, francúzsky vedec Carnot, termodynamický princíp prenosu tepla neskôr podrobne opísal lord Kelvin. Praktický prínos ich prác venovaných riešeniu problému vykurovania bývania z alternatívnych zdrojov sa však objavil až v posledných päťdesiatich rokoch.

Začiatkom sedemdesiatych rokov minulého storočia došlo k prvej globálnej energetickej kríze. Hľadanie úsporných spôsobov vykurovania viedlo k vytvoreniu zariadení schopných zberu životné prostredie energie, sústreďovať ju a smerovať na vykurovanie domu.

V dôsledku toho bol vyvinutý dizajn HP s niekoľkými termodynamickými procesmi, ktoré sa navzájom ovplyvňujú:

Keď chladivo z okruhu kompresora vstúpi do výparníka, tlak a teplota freónu takmer okamžite klesnú. Výsledný teplotný rozdiel prispieva k odberu tepelnej energie z chladiacej kvapaliny vonkajšieho kolektora. Táto fáza sa nazýva izotermická expanzia.
Potom nastáva adiabatická kompresia – kompresor zvyšuje tlak chladiva. Zároveň jeho teplota vystúpi na +70 °C.
Prechodom cez kondenzátor sa freón stáva kvapalinou, pretože pri zvýšenom tlaku odovzdáva teplo do vykurovacieho okruhu v dome. Táto fáza sa nazýva izotermická kompresia.
Keď freón prechádza cez tlmivku, tlak a teplota prudko klesnú. Nastáva adiabatická expanzia.

Vykurovanie vnútorného objemu miestnosti na princípe HP je možné len s využitím high-tech zariadení vybavených automatizáciou na riadenie všetkých vyššie uvedených procesov. Programovateľné regulátory navyše regulujú intenzitu tvorby tepla podľa kolísania teploty vonkajšieho vzduchu.

Alternatívne palivo pre čerpadlá

Na prevádzku HP nie je potrebné používať uhlíkové palivo vo forme palivového dreva, uhlia alebo plynu. Zdrojom energie je teplo planéty rozptýlené v okolitom priestore, vo vnútri ktorého je neustále pracujúci jadrový reaktor.

Pevný obal kontinentálnych platní pláva na povrchu tekutej horúcej magmy. Niekedy vypukne pri sopečných erupciách. V blízkosti sopiek sa nachádzajú geotermálne pramene, kde sa dá kúpať a opaľovať aj v zime. Tepelné čerpadlo dokáže zbierať energiu takmer kdekoľvek.

Pracovať s rôzne zdroje Rozptýlené teplo existuje niekoľko typov tepelných čerpadiel:

"vzduch-vzduch." Odoberá energiu z atmosféry a ohrieva vzduchové hmoty v interiéri.
"Voda-vzduch". Teplo sa zhromažďuje vonkajším okruhom zo spodnej časti zásobníka pre následné využitie vo ventilačných systémoch.
"Podzemná voda". Rúrky na zber tepla sú umiestnené vodorovne pod zemou pod úrovňou mrazu, takže aj v najkrutejších mrazoch môžu prijímať energiu na ohrev chladiacej kvapaliny vo vykurovacom systéme budovy.
"Voda-voda." Kolektor je rozmiestnený pozdĺž dna nádrže v hĺbke troch metrov, zhromaždené teplo ohrieva vodu cirkulujúcu v teplé podlahy v dome.

Existuje možnosť s otvoreným vonkajším kolektorom, kedy si vystačíte s dvomi studňami: jedna na zachytávanie podzemnej vody a druhá na odtok späť do vodonosná vrstva. Táto možnosť je možná len vtedy, ak je kvalita kvapaliny dobrá, pretože filtre sa rýchlo upchajú, ak chladiaca kvapalina obsahuje príliš veľa solí tvrdosti alebo suspendovaných mikročastíc. Pred montážou je potrebné urobiť rozbor vody.

Ak vŕtaná studňa rýchlo zanáša alebo voda obsahuje veľa solí tvrdosti, stabilná prevádzka HP je zabezpečená vŕtaním viac diery v zemi. Do nich sa spúšťajú slučky zapečateného vonkajšieho obrysu. Potom sa jamky upchajú upchávkou vyrobenou zo zmesi hliny a piesku.

Použitie bagrových čerpadiel

Môžete získať dodatočný úžitok z plôch, ktoré zaberajú trávniky alebo kvetinové záhony pomocou technológie HP typu zem-voda. Aby ste to dosiahli, musíte položiť potrubia do zákopov do hĺbky pod úrovňou mrazu, aby ste zhromaždili podzemné teplo. Vzdialenosť medzi paralelnými zákopmi je najmenej 1,5 m.

Na juhu Ruska, dokonca aj v extrémne chladných zimách, zem zamrzne na maximálne 0,5 m, takže je jednoduchšie úplne odstrániť vrstvu zeme na mieste inštalácie pomocou zrovnávača, položiť kolektor a potom naplniť jamu. s bagrom. Na tomto mieste by sa nemali vysádzať kríky a stromy, ktorých korene môžu poškodiť vonkajší obrys.

Množstvo tepla prijatého z každého metra potrubia závisí od typu pôdy:

suchý piesok, íl - 10–20 W/m;
mokrá hlina - 25 W / m;
navlhčený piesok a štrk - 35 W/m.

Plocha pozemku susediaceho s domom nemusí byť dostatočná na umiestnenie externého registra potrubí. Suché piesočnaté pôdy neposkytujú dostatočný tepelný tok. Potom použijú vrtné studne hlboké až 50 metrov, aby sa dostali do zvodnenej vrstvy. Kolektorové slučky v tvare U sa spúšťajú do studní.

Čím väčšia je hĺbka, tým vyššie sa zvyšuje tepelná účinnosť sondy vo vnútri studní. Teplota zemského vnútra sa zvyšuje o 3 stupne každých 100 m Účinnosť odvádzania energie zo studňového zásobníka môže dosiahnuť 50 W/m.

Inštalácia a uvedenie systémov HP do prevádzky je technologicky zložitý súbor prác, ktoré môžu vykonávať iba skúsení odborníci. Celkové náklady na vybavenie a komponenty sú podstatne vyššie v porovnaní s konvenčnými plynové zariadenia na dodávku tepla. Preto sa doba návratnosti počiatočných nákladov predlžuje na roky. Ale dom je postavený tak, aby vydržal desaťročia, a geotermálne tepelné čerpadlá sú najziskovejším spôsobom vykurovania vidieckych chát.

Ročné úspory v porovnaní s:

plynový kotol - 70%;
elektrické vykurovanie - 350%;
kotol na tuhé palivo - 50%.

Pri výpočte doby návratnosti HP sa oplatí brať do úvahy prevádzkové náklady počas celej životnosti zariadenia – minimálne 30 rokov, potom úspory mnohonásobne prevýšia počiatočné náklady.

Čerpadlá voda-voda

Umiestnite na dno blízkeho vodného útvaru polyetylénové rúry Zberateľom sa môže stať takmer každý. To si nevyžaduje veľa odborných znalostí, zručností alebo nástrojov. Stačí rovnomerne rozložiť závity cievky po povrchu vody. Medzi závitmi musí byť vzdialenosť najmenej 30 cm a hĺbka zaplavenia najmenej 3 m. Potom musíte závažia priviazať k rúram tak, aby smerovali ku dnu. Neštandardné tehly alebo prírodný kameň sú tu celkom vhodné.

Inštalácia vysokotlakového kolektora voda-voda si vyžiada podstatne menej času a peňazí ako kopanie zákopov alebo vŕtanie studní. Náklady na nákup rúr budú tiež minimálne, pretože odvod tepla pri konvekčnej výmene tepla vo vodnom prostredí dosahuje 80 W/m. Zjavnou výhodou používania HP je, že na výrobu tepla nie je potrebné spaľovať uhlíkové palivo.

Alternatívny spôsob vykurovania domu je čoraz obľúbenejší, pretože má niekoľko ďalších výhod:

Priateľský k životnému prostrediu.
Využíva obnoviteľný zdroj energie.
Po promócii uvedenie do prevádzky Neexistujú žiadne pravidelné náklady na spotrebný materiál.
Automaticky upravuje vykurovanie vo vnútri domu na základe vonkajšej teploty.
Doba návratnosti počiatočných nákladov je 5 až 10 rokov.
Do chaty je možné pripojiť bojler na zásobovanie teplou vodou.
V lete funguje ako klimatizácia, chladí privádzaný vzduch.
Životnosť zariadenia je viac ako 30 rokov.
Minimálna spotreba energie - generuje až 6 kW tepla s použitím 1 kW elektrickej energie.
Úplná nezávislosť vykurovania a klimatizácie chaty za prítomnosti elektrického generátora akéhokoľvek typu.
Je možné prispôsobenie systému „inteligentnej domácnosti“ na diaľkové ovládanie a dodatočnú úsporu energie.

Na prevádzku HP voda-voda sú potrebné tri nezávislé systémy: vonkajší, vnútorný a kompresorový okruh. Do jedného okruhu ich spájajú výmenníky tepla, v ktorých cirkulujú rôzne chladivá.

Pri navrhovaní systému napájania je potrebné vziať do úvahy, že čerpanie chladiacej kvapaliny cez vonkajší okruh spotrebúva elektrickú energiu. Čím dlhšia je dĺžka rúr, ohybov a závitov, tým je VT menej zisková. Optimálna vzdialenosť od domu k brehu je 100 m Zväčšením priemeru kolektorových rúr z 32 na 40 mm sa dá predĺžiť o 25 %.

Vzduch - split a mono

V južných oblastiach je výhodnejšie použiť vzduchové HP, kde teplota zriedka klesne pod 0 °C, ale moderné zariadenia dokážu pracovať aj pri -25 °C. Najčastejšie sa inštalujú split systémy pozostávajúce z vnútorných a vonkajších jednotiek. Vonkajšiu zostavu tvorí ventilátor prefukujúci cez mriežku chladiča, vnútornú zostavu tvorí kondenzátorový výmenník tepla a kompresor.

Konštrukcia delených systémov umožňuje reverzibilné prepínanie prevádzkových režimov pomocou ventilu. v zime externá jednotka je generátor tepla a v lete ho naopak uvoľňuje do vonkajšieho vzduchu a funguje ako klimatizácia. Vzduchové tepelné čerpadlá sa vyznačujú mimoriadne jednoduchou inštaláciou vonkajšej jednotky.

Iné benefity:

Vysoká účinnosť vonkajšej jednotky je zabezpečená veľkou teplovýmennou plochou mriežky chladiča výparníka.
Nepretržitá prevádzka je možná pri vonkajších teplotách do -25 °C.
Ventilátor je umiestnený mimo miestnosti, takže hladina hluku je v prijateľných medziach.
V lete funguje split systém ako klimatizácia.
Nastavená teplota v miestnosti sa automaticky udržiava.

Pri projektovaní vykurovania budov nachádzajúcich sa v regiónoch s dlhými a mrazivými zimami je potrebné počítať s nízkou účinnosťou ohrievačov vzduchu pri mínusových teplotách. Na 1 kW spotrebovanej elektriny pripadá 1,5–2 kW tepla. Preto je potrebné zabezpečiť dodatočné zdroje dodávky tepla.

Najjednoduchšia inštalácia VT je možná pri použití monoblokových systémov. Do miestnosti idú iba potrubia chladiacej kvapaliny a všetky ostatné mechanizmy sú umiestnené vonku v jednom kryte. Táto konštrukcia výrazne zvyšuje spoľahlivosť zariadenia a tiež znižuje hlučnosť na menej ako 35 dB – to je na úrovni bežného rozhovoru dvoch ľudí.

Pri inštalácii čerpadla nie je nákladovo efektívne

Nájsť v meste voľné pozemky na umiestnenie vonkajšieho obrysu VT zem-voda je takmer nemožné. Jednoduchšie je inštalovať vzduchové tepelné čerpadlo na vonkajšiu stenu budovy, čo je výhodné najmä v južných oblastiach. Pre chladnejšie oblasti s dlhotrvajúcimi mrazmi je tu možnosť námrazy vonkajšej masky chladiča split systému.

Vysoká účinnosť HP je zabezpečená, ak sú splnené nasledujúce podmienky:

Vykurovaná miestnosť musí mať izolované vonkajšie obvodové konštrukcie. Maximálne množstvo tepelných strát nesmie presiahnuť 100 W/m2.
TN dokáže efektívne pracovať iba s inerciálnym nízkoteplotným systémom „teplej podlahy“.
V severných regiónoch by sa mal HP používať v spojení s ďalšími zdrojmi tepla.

Keď vonkajšia teplota prudko klesne, inerciálny okruh „teplej podlahy“ jednoducho nemá čas na zahriatie miestnosti. Stáva sa to často v zime. Cez deň slniečko hrialo, teplomer ukazoval -5 °C. V noci môže teplota rýchlo klesnúť až na -15 °C a ak fúka silný vietor, mráz bude ešte silnejší.

Potom musíte pod okná a pozdĺž vonkajších stien nainštalovať bežné batérie. Teplota chladiacej kvapaliny v nich by však mala byť dvakrát vyššia ako v okruhu „teplej podlahy“. Extra energia v vidiecka chata môže dať krb s vodným okruhom a mestský byt - elektrický kotol.

Zostáva len určiť, či TČ bude hlavným alebo doplnkovým zdrojom tepla. V prvom prípade musí kompenzovať 70% celkových tepelných strát miestnosti a v druhom - 30%.