Εδώ θα μάθετε:
- Πώς λειτουργούν οι αντλίες θερμότητας αέρα-νερού
- Ιδιαιτερότητα εφαρμογής και εργασίας
- Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των αντλιών θερμότητας πηγής αέρα
- Κορυφαία 5 οφέλη για τους ιδιοκτήτες φυτών
- Πώς να επιλέξετε μια αντλία θέρμανσης αέρα-προς-νερό
- Αλγόριθμος για τη συναρμολόγηση σπιτικής μονάδας
- Χαρακτηριστικά συντήρησης μονάδας
Η αντλία θερμότητας αέρα-νερού χρησιμοποιείται για τη θέρμανση οικιακών και βιομηχανικών εγκαταστάσεων στις νότιες περιοχές και την κεντρική Ρωσία. Μπορείτε να αγοράσετε μια τέτοια συσκευή ή να την φτιάξετε μόνοι σας, για παράδειγμα, από ένα κλιματιστικό.
Τι πρέπει να γνωρίζετε;
Μπορείτε να πείτε ότι, δεδομένου ότι οι αντλίες θερμότητας είναι τόσο αποτελεσματικές, γιατί χρησιμοποιούνται τόσο άσχημα. Το όλο θέμα είναι το υψηλό κόστος του εξοπλισμού και της εγκατάστασης. Για αυτόν τον απλό λόγο πολλοί αρνούνται αυτή τη λύση και επιλέγουν, ας πούμε, λέβητες με ηλεκτρικό ή άνθρακα. Ωστόσο, δεν αξίζει να απορρίψουμε αυτήν την επιλογή για πολλούς λόγους, τους οποίους θα αναφέρουμε σίγουρα σε αυτό το άρθρο. Οι αντλίες θερμότητας, μόλις εγκατασταθούν, γίνονται πολύ οικονομικές καθώς χρησιμοποιούν την ενέργεια του εδάφους. Η αντλία γείωσης είναι 3 σε 1. Συνδυάζει όχι μόνο λέβητα θέρμανσης και σύστημα DHW, αλλά και κλιματιστικό. Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά σε αυτόν τον εξοπλισμό και να εξετάσουμε όλα τα δυνατά και αδύνατα σημεία του.
Αρχή λειτουργίας
Για εκείνους που δεν καταλαβαίνουν αρκετά το θέμα, αξίζει να εξηγήσετε τι είναι η αντλία θερμότητας αέρα-προς-νερό. Στην πραγματικότητα, είναι ένα «αντίστροφο ψυγείο» - μια συσκευή που ψύχει τον αέρα έξω και θερμαίνει το νερό στη δεξαμενή. Στη συνέχεια, αυτό το νερό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για παροχή ζεστού νερού ή για θέρμανση του σπιτιού.
Εσωτερική διάταξη μιας αντλίας θερμότητας αέρα-προς-νερό σχηματικά
Η αντλία θερμότητας χρησιμοποιεί κλειστό κύκλο και καταναλώνει μόνο ηλεκτρισμό. Η αποδοτικότητά του μετράται ως ο λόγος της καταναλισκόμενης ηλεκτρικής ενέργειας προς τη λαμβανόμενη θερμική ενέργεια. Η απόδοση των αντλιών θερμότητας μετράται επίσης σε COP (Συντελεστής απόδοσης). Το COP 2 αντιστοιχεί σε απόδοση 200%, πράγμα που σημαίνει ότι για 1 kW ηλεκτρικής ενέργειας θα δώσει 2 kW θερμότητας.
Η αρχή της μονάδας
Η αρχή λειτουργίας μιας αντλίας θερμότητας για θέρμανση βασίζεται στη χρήση της πιθανής διαφοράς θερμικής ενέργειας. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο αυτός ο εξοπλισμός μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε οποιοδήποτε περιβάλλον. Το κυριότερο είναι ότι η θερμοκρασία του είναι τουλάχιστον 1 βαθμός Κελσίου.
Έχουμε ένα ψυκτικό που κινείται μέσω του αγωγού, όπου, στην πραγματικότητα, θερμαίνεται κατά 2-5 βαθμούς. Μετά από αυτό, το ψυκτικό εισέρχεται στον εναλλάκτη θερμότητας (εσωτερικό κύκλωμα), όπου απελευθερώνει τη συλλεγόμενη ενέργεια. Αυτή τη στιγμή, υπάρχει ψυκτικό στο εξωτερικό κύκλωμα, το οποίο έχει χαμηλό σημείο βρασμού. Κατά συνέπεια, μετατρέπεται σε αέριο. Καθώς μπαίνει στον συμπιεστή, το αέριο συμπιέζεται, με αποτέλεσμα ακόμη μεγαλύτερη θερμοκρασία. Στη συνέχεια, το αέριο πηγαίνει στο συμπυκνωτή, όπου χάνει τη θερμότητα του, δίνοντάς το στο σύστημα θέρμανσης. Το ψυκτικό υγρό και ρέει πίσω στο εξωτερικό κύκλωμα.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των αντλιών θερμότητας
Οι αντλίες θερμότητας για θέρμανση στο σπίτι μπορούν να ελεγχθούν από ειδικά εγκατεστημένους θερμοστάτες. Η αντλία ενεργοποιείται αυτόματα όταν η θερμοκρασία του μέσου πέσει κάτω από την καθορισμένη τιμή και σβήνει εάν η θερμοκρασία υπερβεί το καθορισμένο σημείο. Έτσι, η συσκευή διατηρεί μια σταθερή θερμοκρασία στο δωμάτιο - αυτό είναι ένα από τα πλεονεκτήματα των συσκευών.
Τα πλεονεκτήματα της συσκευής είναι η οικονομία της - η αντλία καταναλώνει μικρή ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας και φιλικότητα προς το περιβάλλον ή απόλυτη ασφάλεια για το περιβάλλον. Τα κύρια πλεονεκτήματα της συσκευής:
- Αξιοπιστία.Η διάρκεια ζωής υπερβαίνει τα 15 χρόνια, όλα τα μέρη του συστήματος έχουν υψηλό πόρο εργασίας, οι πτώσεις ενέργειας δεν βλάπτουν το σύστημα.
- Ασφάλεια. Χωρίς αιθάλη, χωρίς εξάτμιση, χωρίς ανοιχτή φλόγα, χωρίς διαρροή αερίου.
- Ανεση. Η λειτουργία της αντλίας είναι αθόρυβη, η άνεση και η άνεση στο σπίτι βοηθούν στη δημιουργία κλιματισμού και ενός αυτόματου συστήματος, η λειτουργία του οποίου εξαρτάται από τις καιρικές συνθήκες.
- Ευκαμψία. Η συσκευή έχει μοντέρνο κομψό σχεδιασμό και μπορεί να συνδυαστεί με κάθε σύστημα θέρμανσης στο σπίτι.
- Ευστροφία. Χρησιμοποιείται σε ιδιωτικές, αστικές κατασκευές. Δεδομένου ότι έχει ένα ευρύ φάσμα ισχύος. Λόγω του οποίου μπορεί να προσφέρει ζεστασιά σε δωμάτια οποιασδήποτε περιοχής - από ένα μικρό σπίτι έως ένα εξοχικό σπίτι.
Η σύνθετη δομή της αντλίας καθορίζει το κύριο μειονέκτημά της - το υψηλό κόστος του εξοπλισμού και την εγκατάστασή του. Για να εγκαταστήσετε τη συσκευή, είναι απαραίτητο να εκτελέσετε εργασίες εκσκαφής σε μεγάλους όγκους.
Εν συντομία για τους τύπους αντλιών θερμότητας
Διάφορα δημοφιλή σχέδια γεωθερμικής αντλίας είναι γνωστά σήμερα. Ωστόσο, σε κάθε περίπτωση, η αρχή λειτουργίας τους μπορεί να συγκριθεί με το έργο του ψυκτικού εξοπλισμού. Γι 'αυτό, ανεξάρτητα από τον τύπο, η αντλία μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως κλιματιστικό το καλοκαίρι. Έτσι, οι αντλίες θερμότητας ταξινομούνται ανάλογα με το πού μπορούν να εξαγάγουν θερμότητα από:
- Από το έδαφος?
- Από τη δεξαμενή?
- Από λεπτό αέρα.
Ο πρώτος τύπος είναι προτιμότερος στις κρύες περιοχές. Το γεγονός είναι ότι η θερμοκρασία του αέρα μειώνεται συχνά στο -20 και κάτω (για παράδειγμα, η Ρωσική Ομοσπονδία), αλλά το βάθος της κατάψυξης του εδάφους είναι συνήθως ασήμαντο. Όσον αφορά τις δεξαμενές, δεν είναι παντού και δεν συνιστάται η χρήση τους. Σε κάθε περίπτωση, είναι προτιμότερο να επιλέξετε αντλία θερμότητας γείωσης για οικιακή θέρμανση. Εξετάσαμε λίγο την αρχή της λειτουργίας της μονάδας, οπότε προχωράμε περισσότερο.
Πώς λειτουργεί μια αντλία θερμότητας πηγής εδάφους; Αρχή λειτουργίας.
Για τη λήψη θερμότητας από το έδαφος, απαιτείται ένας εναλλάκτης θερμότητας εδάφους. Για να γίνει αυτό, ένας σωλήνας τοποθετείται απλά στο έδαφος, σχηματίζοντας έναν βρόχο στον οποίο κυκλοφορεί το υγρό - ονομάζεται δημοφιλής άλμη. Ο βρόχος (στην πράξη υπάρχουν αρκετοί) διέρχεται από τον εξατμιστή της αντλίας θερμότητας, όπου η θερμοκρασία της άλμης μειώνεται και γίνεται χαμηλότερη από τη θερμοκρασία του εδάφους. Περνώντας περισσότερο κατά μήκος του σωλήνα στο έδαφος, η άλμη θερμαίνεται σταδιακά. Στο τέλος, μπαίνει ξανά στον εξατμιστή, όπου εκπέμπει θερμότητα.
Έτσι, η άλμη μεσολαβεί στη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του εδάφους και του εξατμιστή της αντλίας.
Ο εναλλάκτης θερμότητας μπορεί να είναι οριζόντιος ή κάθετος. Το μέγεθος του οικοπέδου βοηθά στην επιλογή μιας λύσης - απαιτούνται αρκετές εκατοντάδες τετραγωνικά μέτρα για την κατασκευή ενός οριζόντιου εναλλάκτη θερμότητας και αρκετές δεκάδες είναι αρκετές για κάθετους ανιχνευτές.
Είναι σημαντικό ο όγκος του εναλλάκτη θερμότητας να είναι μεγάλος - για ολόκληρη τη σεζόν θέρμανσης, η αντλία δέχεται αρκετές μεγαβάτ-ώρες θερμότητας από το έδαφος. Εάν είναι πολύ μικρό, εκτίθεται σε υπερβολική ψύξη και, ως εκ τούτου, η αντλία δεν μπορεί να λειτουργήσει σωστά. Το σύστημα ελέγχου μιας αντλίας θερμότητας γείωσης, κατά κανόνα, το απενεργοποιεί όταν η θερμοκρασία της άλμης πέσει στους -7 ° C, επειδή κάτω από αυτήν την τιμή, η πορεία των διαδικασιών στο κύκλωμα διαταράσσεται υπερβολικά.
Αντλία θερμότητας πηγής εδάφους με οριζόντιο εναλλάκτη θερμότητας.
Στην περίπτωση εναλλάκτη θερμότητας από σωλήνες που βρίσκονται οριζόντια, το βέλτιστο βάθος είναι 0,2 - 0,5 m κάτω από τη γραμμή κατάψυξης. Ωστόσο, εάν υπάρχει κοίτη σε σχετικά ρηχό βάθος, τότε η καλύτερη λύση είναι να τοποθετήσετε σωλήνες σε αυτό. Στη συνέχεια, η αντλία θερμότητας επιτυγχάνει υψηλότερο συντελεστή απόδοσης Κρ.
Οι σωλήνες ενός οριζόντιου εναλλάκτη θερμότητας τοποθετούνται σε ένα προπαρασκευασμένο λάκκο με διαστάσεις που αντιστοιχούν στην απαιτούμενη επιφάνεια του εναλλάκτη θερμότητας. Οδηγούνται με τη μορφή πηνίου (στροφές) σε ολόκληρη την επιφάνεια του λάκκου, παρατηρώντας ορισμένα διαστήματα μεταξύ γειτονικών τμημάτων.Τα διαστήματα δεν πρέπει να είναι μικρότερα από 0,4 m και όχι περισσότερο από 1,2 m, λαμβάνοντας υπόψη τον τύπο του εδάφους, από τον οποίο ακολουθεί η ικανότητά του να «αναγεννάται» (προσθέτοντας θερμότητα). Όσο περισσότερο παγώνει η επιφάνεια του εδάφους, τόσο μεγαλύτερο είναι το διάστημα.
Πρέπει να θυμόμαστε ότι η έξοδος θερμότητας του εναλλάκτη θερμότητας δεν ρέει από το μήκος του σωλήνα, μόνο από την επιφάνεια του εδάφους στην οποία είναι τοποθετημένη. Τα μικρά κενά δεν επιτρέπουν τη λήψη περισσότερης θερμότητας από αυτό, λόγω της ανάγκης χρήσης μεγάλου σωλήνα. Αυτό μεταφράζεται σε υψηλότερο κόστος επένδυσης και λειτουργίας, επειδή για την άντληση άλμης μέσω μεγάλου σωλήνα, απαιτείται αντλία κυκλοφορίας με μεγαλύτερη χωρητικότητα. Λόγω αυτού του πολύ μεγάλου κενού μεταξύ των σωλήνων, συμβαίνει η θερμότητα να μην εισέλθει στο σχεδιαζόμενο ποσό, έτσι ώστε η ισχύς του εναλλάκτη θερμότητας να είναι μικρότερη.
Έργο εναλλάκτη θερμότητας εδάφους.
Ο σχεδιασμός ενός κατάλληλου μεγέθους εναλλάκτη θερμότητας εδάφους είναι το κλειδί για τη σωστή λειτουργία μιας αντλίας θερμότητας. Για τον υπολογισμό της απαιτούμενης τιμής, απαιτούνται πληροφορίες σχετικά με την απαιτούμενη ισχύ της αντλίας θερμότητας. Εάν δεν υπάρχει στα τεχνικά χαρακτηριστικά της συσκευής, τότε αρκεί να γνωρίζουμε ότι αντιστοιχεί στη θερμική ισχύ που μειώνεται από την ισχύ του συμπιεστή. Εάν δεν γνωρίζουμε τι χωρητικότητα έχει ο συμπιεστής, αλλά έχουμε πληροφορίες σχετικά με τον συντελεστή χωρητικότητας Κρ, τότε η ισχύς ψύξης υπολογίζεται με επαρκή ακρίβεια με τον τύπο:
Qcool = (Кп - 1) / Кп • Qtopl.
Είναι απαραίτητο να δοθεί προσοχή ότι οι υποκατεστημένες τιμές επιτυγχάνονται σε θερμοκρασία που αντιστοιχεί σε εκείνη που κυριαρχεί τόσο στο έδαφος όσο και στο σύστημα θέρμανσης κατά τη λειτουργία της αντλίας σε πλήρη χωρητικότητα (για παράδειγμα, 0/35 - θερμοκρασία άλμης 0 βαθμοί Κελσίου, σύστημα θέρμανσης 35 βαθμοί Κελσίου).
Υπολογισμός της επιφάνειας του εναλλάκτη θερμότητας μιας οριζόντιας αντλίας θερμότητας πηγής γείωσης.
Η ισχύς με την οποία ένας εναλλάκτης θερμότητας εδάφους μεταφέρει θερμότητα εξαρτάται από τον τύπο του εδάφους, δηλαδή την περιεκτικότητα σε υγρασία. Ανάλογα με αυτό, για τον υπολογισμό της επιφάνειας του οριζόντιου εναλλάκτη θερμότητας, λαμβάνονται οι ακόλουθες τιμές της θερμικής ισχύος του εδάφους qg (για σωλήνες πολυαιθυλενίου):
- ξηρό αμμώδες - 10 W / m2
- αμμώδης, υγρός - 15-20 W / m2
- ξηρό άργιλο - 20-25 W / m2
- πηλό, υγρό - 25-30 W / m2
- υγρός (υδροφορέας) - 35-40 W / m2.
Φυσικά, αυτές είναι ενδεικτικές τιμές.
Είναι δύσκολο να εκτιμηθεί εάν το έδαφος είναι το ίδιο σε ολόκληρη την περιοχή που προορίζεται για τον εναλλάκτη θερμότητας έως ότου αρχίσουν να τον κατασκευάζουν, επομένως είναι καλύτερο να ληφθεί χαμηλότερη τιμή για τον υπολογισμό. Σε ένα σωστά κατασκευασμένο σύστημα, ο συμπιεστής της αντλίας θερμότητας λειτουργεί από 1800 έως 2400 ώρες ετησίως, η έξοδος θερμότητας του εδάφους οδηγεί σε επιμήκυνση του χρόνου εργασίας.
Η επιφάνεια του εναλλάκτη θερμότητας υπολογίζεται με τον τύπο:
A = Q / qg
Παράδειγμα: οι ανάγκες του σπιτιού για ενέργεια για θέρμανση είναι 14 kW και η αντλία θα τις ικανοποιήσει πλήρως (πρέπει να λειτουργεί σε μονοσθενές σύστημα). Η επιλεγμένη συσκευή λαμβάνει θερμική ισχύ (θέρμανση) 14 kW για τις παραμέτρους 0/35, ενώ επιτυγχάνεται συντελεστής απόδοσης Kp = 4,5. Η ισχύς ψύξης είναι, επομένως, Qcool = (4,5-1) / 4,5 • 14 = 10,9 kW, δηλαδή 10900 W. Ο εναλλάκτης θερμότητας πρέπει να κατασκευάζεται σε ξηρό χώμα, επομένως η έκτασή του πρέπει να είναι A = 10 900/20 = 545 m2. Εφιστάται η προσοχή στο γεγονός ότι στην περίπτωση ενός υδροφορέα εδάφους, ο εναλλάκτης θερμότητας μπορεί να είναι δύο φορές μικρότερος, αλλά εάν το έδαφος είναι αμμώδες, τότε η έκτασή του θα καταλάβει περισσότερα από 1000 m2. Σε αυτήν την περίπτωση, η καλύτερη λύση είναι να τοποθετήσετε τους σωλήνες κάθετα.
Εναλλάκτης θερμότητας αντλίας θερμότητας κάθετης πηγής εδάφους.
Η αντλία θερμότητας επιτυγχάνει υψηλότερο συντελεστή απόδοσης Kp όταν οι σωλήνες εναλλάκτη θερμότητας τοποθετούνται κάθετα στο έδαφος - σε βάθος 40-150 m.Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι σε βάθος κάτω των 10 μέτρων, η θερμοκρασία του εδάφους είναι περίπου 10 βαθμοί Κελσίου όλο το χρόνο - δηλαδή, το χειμώνα είναι σχεδόν δέκα περισσότερο από ό, τι σε βάθος 1,5 μέτρων.
Η εκτέλεση ενός κατακόρυφου εναλλάκτη θερμότητας, ωστόσο, είναι σαφώς πιο ακριβή από έναν οριζόντιο. Πρόκειται για κάθετα τμήματα ενός σωλήνα που σχηματίζει βρόχο (ο σωλήνας κατεβαίνει μέσω των οπών, στο κάτω μέρος περιστρέφεται και ανεβαίνει). Ονομάζονται γεωθερμικοί ανιχνευτές. Σε αυτήν την περίπτωση, δεν υπολογίζονται ανά περιοχή, αλλά από το συνολικό μήκος του εναλλάκτη θερμότητας, που συνήθως αποτελείται από περισσότερους από έναν ανιχνευτές.
Σε κάθετα φρεάτια, τοποθετούνται ένα ή δύο ζεύγη σωλήνων (καθετήρας U ή Y). Η τοποθέτηση του σωλήνα του φρεατίου διευκολύνεται από την κεφαλή, ένα στοιχείο που συνδέει τα ανυψωτικά που μπορούν να προσαρμοστούν για να φιλοξενήσουν έναν επιπλέον σωλήνα πλήρωσης. Η κεφαλή ωθείται μέσα στις τρύπες, και μαζί της διοχετεύονται οι εναλλάκτες θερμότητας. Στη συνέχεια χύνεται υγρό σκυρόδεμα στο πηγάδι.
Σε έναν εναλλάκτη θερμότητας τύπου Υ, το υγρό ρέει προς τα κάτω στην κεφαλή σε έναν σωλήνα και επιστρέφει από την κεφαλή στον άλλο. Σε έναν εναλλάκτη θερμότητας τύπου U, ρέει με δύο σωλήνες προς τα κάτω και δύο προς τα πάνω.
Η απόσταση μεταξύ των σημείων διάτρησης έως 50 μέτρα βάθος δεν πρέπει να είναι μικρότερη από 5 μέτρα και στην περίπτωση βαθύτερων από 8 έως 15 μέτρα. Πρέπει να βρίσκεται σε μια γραμμή κάθετη προς την κατεύθυνση της ροής του νερού.
Υπολογισμός του μήκους του εναλλάκτη θερμότητας της κάθετης αντλίας θερμότητας γείωσης.
Σε αυτήν την περίπτωση, είναι σημαντικό πώς οι ιδιότητες του εδάφους αλλάζουν με βάθος. Οι πληροφορίες μπορούν να παρέχονται από γεωλογικούς χάρτες και τεκμηρίωση των πηγαδιών που είχαν προηγουμένως κατασκευαστεί στην περιοχή. Σε αυτή τη βάση, είναι δυνατόν να εκτιμηθεί το πάχος των επιμέρους στρωμάτων εδάφους και να υπολογιστεί η μέση τιμή του συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας για την περιοχή στην οποία πρόκειται να τοποθετηθούν οι σωλήνες εναλλάκτη θερμότητας.
Οι υπολογισμοί, ωστόσο, δεν είναι σε θέση να λάβουν υπόψη όλες τις κινήσεις των υπόγειων υδάτων και στην πράξη συμβαίνει συχνά ότι το αποτέλεσμα που λαμβάνεται είναι σημαντικά διαφορετικό από την πραγματικότητα. Για να βεβαιωθείτε ότι ο κατακόρυφος εναλλάκτης θερμότητας θα λειτουργεί σωστά, είναι απαραίτητο να διεξαχθεί μια έρευνα του εδάφους στον τόπο όπου πρέπει να γίνει η διάτρηση. Σε αυτήν την περίπτωση, η παραγωγικότητα της θερμότητας του εδάφους qg εξαρτάται επίσης από τον τύπο του.
Για σωλήνες PE80 είναι:
- ξηρό αμμώδες έδαφος - 10-12 W / m;
- υγρό με άμμο - 12-16 W / m;
- ξηρό μεσαίο πηλό - 16-18 W / m;
- μεσαίο πηλό υγρό - 19-21 W / m;
- βαριά πηλό ξηρό - 18-19 W / m;
- βαρύ πηλό υγρό - 20-22 W / m;
- υγρό (υδροφορέας) - 25-30 W / m.
Είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη το πάχος μεμονωμένων στρωμάτων ενός συγκεκριμένου τύπου εδάφους και, σε αυτή τη βάση, να υπολογιστεί η συνολική απόδοση κάθε καθετήρα.
Η θερμική απόδοση του εδάφους, όπου και τα δύο στρώματα είναι στεγνά, όπως και οι υδροφορείς, όταν χρησιμοποιούν διπλούς ανιχνευτές U (τέσσερις σωλήνες στο πηγάδι), ο μέσος όρος είναι περίπου 50 W / m. Μπορεί να υποτεθεί προσωρινά ότι στην περίπτωση της αντλίας θερμότητας των αιτούντων, στο παράδειγμα υπολογισμού ενός οριζόντιου εναλλάκτη θερμότητας (χωρητικότητα ψύξης 10,9 kW), απαιτούνται οπές συνολικού μήκους L = 10.900 / 50 = 218 m, ότι είναι, για παράδειγμα, τέσσερα από τα 55 μέτρα το καθένα.
"Υπόγεια νερά": πώς καλύτερα να το τοποθετήσετε;
Η λήψη θερμότητας από το έδαφος θεωρείται η πιο κατάλληλη και λογική. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ουσιαστικά δεν υπάρχουν διακυμάνσεις θερμοκρασίας σε βάθος 5 μέτρων. Ένα ειδικό υγρό χρησιμοποιείται ως φορέας θερμότητας. Ονομάζεται συνήθως άλμη. Είναι απολύτως φιλικό προς το περιβάλλον.
Όσον αφορά τη μέθοδο τοποθέτησης, δηλαδή οριζόντια και κάθετη. Ο πρώτος τύπος χαρακτηρίζεται από το γεγονός ότι οι πλαστικοί σωλήνες, που αντιπροσωπεύουν το εξωτερικό περίγραμμα, τοποθετούνται οριζόντια στην πλατεία. Αυτό είναι πολύ προβληματικό, δεδομένου ότι οι εργασίες τοποθέτησης πρέπει να εκτελούνται σε μια έκταση 25-50 τετραγωνικών μέτρων. Στην περίπτωση των κατακόρυφων φρεατίων, τα κάθετα φρεάτια τρυπάται με βάθος 50-150 μέτρα.Όσο πιο βαθιά τοποθετούνται οι ανιχνευτές, τόσο πιο αποτελεσματική θα λειτουργεί η γεωθερμική αντλία θερμότητας. Έχουμε ήδη εξετάσει την αρχή της λειτουργίας και τώρα θα μιλήσουμε για σημαντικές λεπτομέρειες.
Αντλία θερμότητας "Νερό σε νερό": αρχή λειτουργίας
Επίσης, μην απορρίψετε αμέσως τη δυνατότητα χρήσης της κινητικής ενέργειας του νερού. Το γεγονός είναι ότι σε μεγάλα βάθη, η θερμοκρασία παραμένει αρκετά υψηλή και ποικίλλει σε μικρές περιοχές, εάν αυτό συμβαίνει καθόλου. Μπορείτε να ακολουθήσετε διάφορους τρόπους και να χρησιμοποιήσετε:
- Ανοιχτά υδάτινα σώματα όπως ποτάμια και λίμνες.
- Υπόγεια νερά (καλά, καλά).
- Απορρίμματα νερού από βιομηχανικούς κύκλους (επιστροφή νερού).
Από οικονομική και τεχνική άποψη, ο ευκολότερος τρόπος είναι να ρυθμίσετε τη λειτουργία μιας γεωθερμικής αντλίας σε ανοιχτή δεξαμενή. Ταυτόχρονα, δεν υπάρχουν σημαντικές δομικές διαφορές μεταξύ των αντλιών "χώμα-νερό" και "νερό-νερό". Στην τελευταία περίπτωση, οι σωλήνες βυθισμένοι σε ανοιχτή δεξαμενή τροφοδοτούνται με φορτίο. Όσον αφορά τη χρήση των υπόγειων υδάτων, ο σχεδιασμός και η εγκατάσταση είναι πιο περίπλοκες. Είναι απαραίτητο να διαθέσετε ένα ξεχωριστό πηγάδι για την απόρριψη νερού.
Η αρχή της λειτουργίας της αντλίας θερμότητας αέρα-νερού
Αυτός ο τύπος αντλίας θεωρείται ένας από τους λιγότερο αποδοτικούς για διάφορους λόγους. Πρώτον, στην κρύα εποχή, η θερμοκρασία των μαζών του αέρα μειώνεται σημαντικά. Τελικά, αυτό οδηγεί σε μείωση της ισχύος της αντλίας. Μπορεί να μην είναι σε θέση να αντιμετωπίσει τη θέρμανση ενός μεγάλου σπιτιού. Δεύτερον, ο σχεδιασμός είναι πιο περίπλοκος και λιγότερο αξιόπιστος. Ωστόσο, το κόστος εγκατάστασης και συντήρησης μειώνεται σημαντικά. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι δεν χρειάζεστε δεξαμενή, πηγάδι και επίσης δεν χρειάζεται να σκάβετε τάφρους για σωλήνες στο εξοχικό σας.
Το σύστημα τοποθετείται στην οροφή του κτιρίου ή σε άλλο κατάλληλο μέρος. Αξίζει να σημειωθεί ότι αυτός ο σχεδιασμός έχει ένα σημαντικό πλεονέκτημα. Συνίσταται στη δυνατότητα χρήσης καυσαερίων, αέρα που αφήνει ξανά το δωμάτιο. Αυτό μπορεί να αντισταθμίσει την ανεπαρκή χωρητικότητα του εξοπλισμού το χειμώνα.
Αντλίες αέρα-αέρα και άλλα
Τέτοιες εγκαταστάσεις είναι ακόμη λιγότερο συχνές από το "Air-Water", για διάφορους λόγους. Όπως ίσως έχετε μαντέψει, στην περίπτωσή μας, ο αέρας χρησιμοποιείται ως φορέας θερμότητας, ο οποίος θερμαίνεται από θερμότερη μάζα αέρα από το περιβάλλον. Υπάρχουν πολλά μειονεκτήματα ενός τέτοιου συστήματος, που κυμαίνονται από χαμηλή παραγωγικότητα έως υψηλό κόστος. Μια αντλία θερμότητας αέρα-αέρα, η αρχή της οποίας γνωρίζετε, δεν είναι κακό μόνο σε ζεστές περιοχές.
Υπάρχουν επίσης πλεονεκτήματα εδώ. Πρώτον, το χαμηλό κόστος του ψυκτικού. Οι πιθανότητες είναι ότι δεν θα αντιμετωπίσετε διαρροή γραμμής αέρα. Δεύτερον, η αποτελεσματικότητα μιας τέτοιας λύσης είναι εξαιρετικά υψηλή την περίοδο άνοιξης-φθινοπώρου. Το χειμώνα, δεν είναι πρακτικό να χρησιμοποιείται μια αντλία θερμότητας αέρα, η αρχή λειτουργίας της οποίας έχουμε εξετάσει.
Αντλία θερμότητας αέρα DIY: διάγραμμα συναρμολόγησης
Σε αντίθεση με αρκετά περίπλοκα γεωθερμικά και υδροθερμικά συστήματα, μια αντλία θερμότητας αέρα-προς-νερό είναι διαθέσιμη για κατασκευή ακόμη και μόνη της.
Επιπλέον, για την κατασκευή ενός συστήματος αέρα, χρειαζόμαστε ένα σχετικά φθηνό σετ, που αποτελείται από τα ακόλουθα μέρη και συγκροτήματα:
Εξωτερική μονάδα αντλίας θερμότητας αέρα-νερού
- Συμπιεστής χωρισμένου συστήματος - μπορεί να αγοραστεί σε ένα κέντρο σέρβις ή σε ένα συνεργείο
- Δεξαμενή ανοξείδωτου 100 λίτρων - μπορεί να αφαιρεθεί από οποιοδήποτε παλιό πλυντήριο
- Ένα πολυμερές δοχείο με φαρδύ στόμα - ένα κανονικό δοχείο ή πολυπροπυλένιο θα κάνει.
- Σωλήνες χαλκού με διάμετρο απόδοσης μεγαλύτερη από 1 χιλιοστόμετρο. Θα πρέπει να τα αγοράσετε, αλλά αυτή είναι η μόνη ακριβή αγορά σε ολόκληρο το έργο.
- Ένα σετ βαλβίδων απενεργοποίησης και ελέγχου, το οποίο θα περιλαμβάνει έναν κοχλία αποστράγγισης, μια βαλβίδα χάραξης αέρα, μια βαλβίδα ασφαλείας.
- Συνδετήρες - βραχίονες, κλιπ σωλήνων, σφιγκτήρες και άλλα.
Επιπλέον, θα χρειαστούμε το φθηνότερο ψυκτικό - freon και τουλάχιστον την απλούστερη μονάδα ελέγχου, χωρίς την οποία η χρήση αντλιών θερμότητας θα είναι πολύ δύσκολη, λόγω της ανάγκης συγχρονισμού της λειτουργίας του συμπιεστή με τη θερμοκρασία στην επιφάνεια του εξατμιστής και συμπυκνωτής.
Συναρμολόγηση της μονάδας
Λοιπόν, η ίδια η διαδικασία κατασκευής έχει ως εξής:
- Κάνουμε ένα πηνίο από χαλκό σωλήνα, των οποίων οι διαστάσεις πρέπει να αντιστοιχούν στη διατομή και το ύψος του χαλύβδινου δοχείου.
- Τοποθετούμε το πηνίο στη δεξαμενή, αφήνοντας τις χάλκινες εξόδους έξω από αυτό. Στη συνέχεια, σφραγίζουμε τη δεξαμενή και την εξοπλίζουμε με ένα στόμιο εισόδου (κάτω) και εξόδου (πάνω). Ως αποτέλεσμα, επιτυγχάνεται το πρώτο στοιχείο του συστήματος - ο συμπυκνωτής - με έτοιμες βρύσες για το σωλήνα άμεσης θέρμανσης (άνω εξάρτημα) και επιστροφή (κάτω τοποθέτηση)
- Τοποθετούμε τον συμπιεστή στον τοίχο (χρησιμοποιώντας το βραχίονα). Συνδέουμε τη σύνδεση πίεσης του συμπιεστή στην άνω έξοδο του χαλκού σωλήνα.
- Κάνουμε ένα δεύτερο πηνίο από χαλκό σωλήνα, οι διαστάσεις του οποίου συμπίπτουν με τη διατομή και το ύψος του δοχείου πολυμερούς.
- Τοποθετούμε το πηνίο στο δοχείο, εγκαθιστώντας έναν ανεμιστήρα στο άκρο του, ο οποίος φυσάει αέρα στο πηνίο. Επιπλέον, δύο ζητήματα πρέπει να βγουν από το κουτί. Ως αποτέλεσμα, ολόκληρη αυτή η δομή, που είναι ο εξατμιστής του συστήματος, τοποθετείται στην πρόσοψη ή στον άξονα εξαερισμού.
- Συνδέουμε την κάτω έξοδο της δεξαμενής (συμπυκνωτής) με την κάτω έξοδο του δοχείου (εξατμιστής) κόβοντας ένα τσοκ ελέγχου σε αυτόν τον αγωγό.
- Συνδέουμε την άνω έξοδο του δοχείου με τον σωλήνα αναρρόφησης του συμπιεστή.
Αυτό είναι βασικά. Το σύστημα που βασίζεται στην αρχή λειτουργίας μιας αντλίας θερμότητας πηγής αέρα είναι σχεδόν πλήρες. Απομένει μόνο να χυθεί ψυκτικό στον συμπιεστή και να συνδεθεί η βαλβίδα πεταλούδας στη μονάδα ελέγχου.
Σπιτική αντλία θερμότητας
Μελέτες έχουν δείξει ότι η περίοδος αποπληρωμής του εξοπλισμού εξαρτάται άμεσα από τη θερμαινόμενη περιοχή. Εάν μιλάμε για ένα σπίτι 400 τετραγωνικών μέτρων, τότε αυτό είναι περίπου 2-2,5 χρόνια. Αλλά για όσους έχουν μικρότερο περίβλημα, είναι πολύ πιθανό να χρησιμοποιήσετε σπιτικές αντλίες. Μπορεί να φαίνεται ότι είναι δύσκολο να κατασκευαστεί αυτός ο εξοπλισμός, αλλά στην πραγματικότητα είναι κάπως διαφορετικός. Αρκεί να αγοράσετε τα απαραίτητα στοιχεία και μπορείτε να προχωρήσετε στην εγκατάσταση.
Το πρώτο βήμα είναι να αγοράσετε έναν συμπιεστή. Μπορείτε να το πάρετε στο κλιματιστικό. Τοποθετήστε το με τον ίδιο τρόπο στον τοίχο του κτηρίου. Επιπλέον, απαιτείται πυκνωτής. Μπορείτε να το φτιάξετε μόνοι σας ή να το αγοράσετε. Εάν ακολουθήσετε την πρώτη μέθοδο, θα χρειαστείτε ένα χάλκινο πηνίο με πάχος τουλάχιστον 1 mm, τοποθετείται στη θήκη. Μπορεί να είναι δεξαμενή κατάλληλου μεγέθους. Μετά την εγκατάσταση, η δεξαμενή συγκολλάται και γίνονται οι απαραίτητες συνδέσεις με σπείρωμα.
Ισχύς και αποδοτικότητα
Εάν η απόδοση των γεωθερμικών και αντλιών θερμότητας νερού δεν εξαρτάται ουσιαστικά από την εποχή, τότε η κατάσταση είναι διαφορετική με τις αντλίες θερμότητας αέρα. Η απόδοση εξαρτάται άμεσα από την εξωτερική θερμοκρασία, όσο πιο κρύο είναι, τόσο χαμηλότερη είναι η COP (απόδοση).
Πολλοί άνθρωποι πιστεύουν ότι η ισχύς μιας αντλίας θερμότητας καθορίζει πόση θερμότητα μπορεί να παράγει, αλλά αυτό δεν ισχύει. Χαρακτηρίζει την κατανάλωση ενέργειας και η ποσότητα θερμότητας που παράγεται εξαρτάται από την απόδοση. Κατά συνέπεια - από τη θερμοκρασία του αέρα έξω από το σπίτι.
Το τελευταίο μέρος της εργασίας
Σε κάθε περίπτωση, στο τελικό στάδιο, θα πρέπει να προσλάβετε έναν ειδικό. Είναι ένα πεπειραμένο άτομο που πρέπει να κολλήσει χαλκοσωλήνες, αντλία φρέον και επίσης να ξεκινήσει τον συμπιεστή για πρώτη φορά. Μετά τη συναρμολόγηση ολόκληρης της δομής, συνδέεται με το σύστημα εσωτερικής θέρμανσης. Το εξωτερικό κύκλωμα εγκαθίσταται τελευταία, και τα χαρακτηριστικά του εξαρτώνται από τον τύπο της αντλίας θερμότητας που χρησιμοποιείται.
Μην παραβλέπετε ένα τόσο σημαντικό σημείο όπως η αντικατάσταση ξεπερασμένων ή κατεστραμμένων καλωδίων στο σπίτι. Οι ειδικοί προτείνουν την εγκατάσταση ενός μετρητή χωρητικότητας τουλάχιστον 40 αμπέρ, ο οποίος θα πρέπει να είναι αρκετά αρκετός για τη λειτουργία μιας αντλίας θερμότητας.Δεν θα ήταν περιττό να σημειωθεί ότι σε ορισμένες περιπτώσεις ο εξοπλισμός αυτός δεν ανταποκρίνεται στις προσδοκίες. Αυτό οφείλεται, ιδίως, σε ανακριβείς θερμοδυναμικούς υπολογισμούς. Για να μην συμβεί ότι ξοδέψατε πολλά χρήματα για τη θέρμανση και το χειμώνα έπρεπε να εγκαταστήσετε έναν λέβητα άνθρακα, επικοινωνήστε με αξιόπιστους οργανισμούς με θετικές κριτικές.
Ασφάλεια και φιλικότητα προς το περιβάλλον πάνω απ 'όλα
Η θέρμανση με τις αντλίες που περιγράφονται σε αυτό το άρθρο είναι μια από τις πιο φιλικές προς το περιβάλλον μεθόδους. Αυτό οφείλεται κυρίως στη μείωση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα, καθώς και στη διατήρηση μη ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Παρεμπιπτόντως, στην περίπτωσή μας χρησιμοποιούνται ανανεώσιμοι πόροι, οπότε δεν χρειάζεται να φοβόμαστε ότι η θερμότητα θα τελειώσει ξαφνικά. Χάρη στη χρήση μιας ουσίας που βράζει σε χαμηλές θερμοκρασίες, κατέστη δυνατή η πραγματοποίηση του αντίστροφου θερμοδυναμικού κύκλου και, με λιγότερη ενέργεια, να εισέλθει αρκετή θερμότητα στο σπίτι. Όσον αφορά την πυρασφάλεια, τότε όλα είναι ξεκάθαρα. Δεν υπάρχει πιθανότητα διαρροής φυσικού αερίου ή καυσίμου, έκρηξης, δεν υπάρχουν επικίνδυνα μέρη για την αποθήκευση εύφλεκτων υλικών και πολλά άλλα. Από αυτήν την άποψη, οι αντλίες θερμότητας είναι πολύ καλές.
