Obliczanie pompy ciepła powietrze / woda do ogrzewania i dostarczania ciepłej wody

Przykład obliczeń pompy ciepła

Dobierzemy pompę ciepła do systemu grzewczego parterowego domu o łącznej powierzchni 70 mkw. m przy standardowej wysokości stropu (2,5 m), racjonalnej architekturze i izolacji termicznej otaczających konstrukcji, spełniającej wymagania współczesnych przepisów budowlanych. Do ogrzewania 1. kwartału. m takiego obiektu, zgodnie z ogólnie przyjętymi normami, konieczne jest wydanie 100 W ciepła. Tak więc, aby ogrzać cały dom, będziesz potrzebować:

Q = 70 x 100 = 7000 W = 7 kW energii cieplnej.

Wybieramy pompę ciepła marki „TeploDarom” (model L-024-WLC) o mocy cieplnej W = 7,7 kW. Sprężarka urządzenia zużywa N = 2,5 kW energii elektrycznej.

Obliczanie zbiornika

Gleba na terenie przeznaczonym pod budowę kolektora to glina, poziom wód gruntowych jest wysoki (kaloryczność przyjmujemy p = 35 W / m).

Moc kolektora określa wzór:

Qk = W - N = 7,7 - 2,5 = 5,2 kW.

Określić długość rury kolektora:

L = 5200/35 = 148,5 m (w przybliżeniu).

Biorąc pod uwagę fakt, że nieracjonalne jest układanie obwodu o długości powyżej 100 m ze względu na zbyt duży opór hydrauliczny, przyjmujemy, że: rozdzielacz pompy ciepła będzie składał się z dwóch obwodów - o długości 100 mi 50 m.

Obszar witryny, który będzie musiał zostać przydzielony kolektorowi, określa wzór:

S = L x A,

Gdzie A jest krokiem między sąsiednimi sekcjami konturu. Akceptujemy: A = 0,8 m.

Wtedy S = 150 x 0,8 = 120 mkw. m.

„Pompa ciepła jest bardzo droga!”

Rzeczywiście, instalacja systemu ogrzewania geotermalnego pod klucz w latach 2000-2010 kosztował około 30 000-40 000 USD... Za tak wysoką ceną złożyły się trzy główne czynniki:

• Koszt wiercenia w tym czasie wynosił 35-50 USD. za 1 metr. W rezultacie 60-70% całkowitego budżetu trafiło do urządzenia zewnętrznego kolektora. Teraz, dzięki kryzysowi, koszt wiercenia spadł do 15-17 USD. za 1 metr.
• Cena pomp ciepła obecnie znacznie spadła zarówno ze względu na zwiększoną konkurencję wewnętrzną na rynku białoruskim, która „zahamowała” apetyty lokalnych graczy na tym rynku, jak i ze względu na ogólnoświatową redukcję kosztów tego typu urządzeń.
• szersze wprowadzenie zbiorników „poziomych”, których instalacja jest dwukrotnie tańsza od wierceń „pionowych”, a jednocześnie nie ustępuje pod względem wydajności zbiornikom „pionowym”.

W rezultacie dzisiaj średnia koszt urządzenia systemowego „pod klucz” (ze wszystkimi urządzeniami i pracami) spadła do 9000-15000 USD Jednocześnie nie trzeba opracowywać i zatwierdzać projektu w Ministerstwie Sytuacji Nadzwyczajnych, budowy stacji „step-down” (podczas gazyfikacji), montażu komina, przestrzegania przepisów przeciwpożarowych itp.

Rodzaje konstrukcji pomp ciepła

Istnieją następujące odmiany:

• ТН „powietrze - powietrze”;
• ТН „powietrze - woda”;
• TN „gleba - woda”;
• TH "woda - woda".

Pierwszą opcją jest konwencjonalny system split działający w trybie ogrzewania. Parownik jest montowany na zewnątrz, a jednostka ze skraplaczem jest instalowana wewnątrz domu. Ten ostatni jest wydmuchiwany przez wentylator, dzięki czemu do pomieszczenia dostarczana jest masa ciepłego powietrza.

Jeżeli taki układ zostanie wyposażony w specjalny wymiennik ciepła z dyszami, otrzymamy HP typu „powietrze-woda”. Jest podłączony do systemu podgrzewania wody.

Parownik wysokociśnieniowy typu „powietrze-powietrze” lub „powietrze-woda” może być umieszczony nie na zewnątrz, ale w kanale wentylacji wyciągowej (musi być wymuszony). W takim przypadku sprawność pompy ciepła wzrośnie kilkakrotnie.

Pompy ciepła typu „woda / woda” i „gleba / woda” wykorzystują tzw. Zewnętrzny wymiennik ciepła lub, jak to się nazywa, kolektor do odbioru ciepła.

Schemat ideowy pompy ciepła

Jest to długa, zapętlona rura, zwykle plastikowa, przez którą ciekłe medium krąży wokół parownika. Oba typy pomp ciepła reprezentują to samo urządzenie: w jednym przypadku kolektor zanurzony jest na dnie zbiornika powierzchniowego, w drugim - w gruncie. Skraplacz takiej pompy ciepła znajduje się w wymienniku ciepła podłączonym do systemu ogrzewania CWU.

Podłączenie pomp ciepła według schematu „woda - woda” jest znacznie mniej pracochłonne niż „grunt - woda”, ponieważ nie ma potrzeby wykonywania robót ziemnych. Na dnie zbiornika rura układana jest w formie spirali. Oczywiście w tym schemacie odpowiedni jest tylko zbiornik, który zimą nie zamarza na dno.

Dlaczego pompa ciepła?

Oprócz ogrzewania w zimnych porach roku pompa umożliwia przełączenie się na proces klimatyzacji salonu latem. W tym celu pompa przechodzi do odwrotnego trybu pracy - funkcji chłodzenia. Aby zapewnić czystość środowiskową nie tylko własnych domów, ale także atmosfery całej planety jako całości, stosowanie pomp ciepła jako ogrzewania jest bardzo uzasadnione. Ponadto sprzęt chwali się długi okres pracy, oszczędność kosztów, bezpieczeństwo i stworzenie komfortowego środowiska w domu.
Wszystkie rodzaje nośników energii z każdym terminem stają się droższe, więc gorliwi właściciele są gotowi zainstalować drogi sprzęt, który opłaci się pracując bez użycia sztucznego paliwa. Zakup paliw płynnych, gazowych lub stałych nie jest wymagany do wydajnej pracy pompy ciepła.

W domach prywatnych o dużej powierzchni zastosowanie pompy ciepła w połączeniu z metodą ogrzewania zapasowego pozwala na zwrot kosztów inwestycji w szóstym roku eksploatacji. Jednocześnie na 1 kW zużytej energii elektrycznej jest uwalniane około 6 kW ciepła. Pompa ciepła pozwala na uzyskanie temperatury wody w układzie do 70 ° C.

W domu z zainstalowaną pompą ciepła nie musisz korzystać z usług klimatyzatora, ponieważ w okresie letnim po obwodzie krąży płyn chłodzący, który jest schładzany w ziemi do temperatury 6 ° C. Jest tańszy niż stosowanie oddzielnych systemów chłodzenia powietrzem. Aby pompa była jeszcze wydajniejsza, podłączane są do niej dodatkowe odgałęzienia grzewcze basenu, a latem wykorzystywana jest energia z paneli słonecznych.

Pompa ciepła w akcji

Pod twardą skorupą i płaszczem planety znajduje się rozpalony do czerwoności rdzeń. Przez wiele lat, w ciągu życia wielu pokoleń Ziemian, jądro nie zmieni swojej temperatury, a od wewnątrz będzie ogrzewać nasz wspólny dom. W zależności od warunków klimatycznych, na głębokości około 50-60 m, temperatura ziemi mieści się w granicach 10-14 ° C... Nawet w wiecznej zmarzlinie możliwe jest użycie pompy ciepła, trzeba będzie tylko zwiększyć głębokość układania rur.

Jak to działa

Urządzenie przeznaczone jest do zbierania na głębokości niskich temperatur otoczenia, przekształcania ich w energię wysokotemperaturową i przekazywania do domowego systemu grzewczego. Planeta nieustannie emituje ciepło, które służy do ogrzewania domu. Ciepło pozyskiwane jest z otaczającego powietrza i wody, które gromadzą energię słoneczną.

W rzeczywistości pompa ciepła to jednostka, która przypomina działanie sprzętu chłodniczego. Tylko w lodówce parownik jest umieszczony tak, aby odprowadzał niepotrzebne ciepło, aw pompie ciepła jest w stałym kontakcie ze źródłem naturalne ciepło:

• używając pionowych lub ukośnych studni, oddziałuje z masą lądową znajdującą się poniżej punktu zamarzania;
• zastosowanie rur na głębokości ciepłych jezior i rzek pozwala na gromadzenie energii niezamarzających przepływów wody;
• specjalne urządzenia zbierają temperaturę ciepłego powietrza na zewnątrz mieszkania.

Ruch nośnika paliwa w systemie jest organizowany przez sprężarkę. Aby podnieść temperaturę zbieraną na głębokości ziemi stosuje się system zwężonych lejów. Przechodząc przez nie pod ciśnieniem, nośnik kurczy się i podnosi temperaturę. Zainstalowany w systemie skraplacz oddaje energię do ogrzania cieczy w systemie grzewczym, która ostatecznie trafia do grzejników wewnętrznego obwodu grzewczego domu.

Do całorocznego użytku pompy ciepła dostarczane z dwoma wymiennikami ciepła... Parownik jednego uwalnia energię chłodniczą, podczas gdy drugi działa jako dostawca ciepła do ogrzania pomieszczenia. Źródłem gromadzenia ciepła są wnętrzności ziemi, dno niezamarzających zbiorników lub masy powietrza, z których długie rury pożyczają energię o niskiej temperaturze.

Schemat konstrukcyjny pompy prywatnego domu

• system rur do zewnętrznego, czasem zdalnego zbierania, w którym nośnik ciepła stale się porusza;
• układ roboczy kolektora, który obejmuje kompresor, rury, wymienniki ciepła, zawory i lejki o różnych działaniach;
• wewnętrzny system ogrzewania domu rurami i grzejnikami lub układem chłodzenia powietrzem.

Okres eksploatacji, w którym nie wystąpią awarie urządzeń paliwowych, określają producenci i instalatorzy pomp na 20 lat. Ale takie stwierdzenie jest mało prawdopodobne, ponieważ nikt nie anulował praw fizyki, a ciągłe tarcie i ruchome części zawiodą wcześniej. Optymalny okres pracy bez naprawy i wymiany części może być wyznaczyć liczbę na 10 lat.

Wykonanie generatora ciepła własnymi rękami

Lista części i akcesoriów do tworzenia generatora ciepła:

• do pomiaru ciśnienia na wlocie i wylocie komory roboczej potrzebne są dwa manometry;
• termometr do pomiaru temperatury cieczy na wlocie i wylocie;
• zawór do usuwania korków powietrza z instalacji grzewczej;
• rury wlotowe i wylotowe odgałęzione z kurkami;
• rękawy termometru.

Dobór pompy obiegowej

Aby to zrobić, musisz zdecydować o wymaganych parametrach urządzenia. Pierwszą jest zdolność pompy do obsługi płynów o wysokiej temperaturze. Jeśli ten stan zostanie zaniedbany, pompa szybko ulegnie awarii.

Następnie musisz wybrać ciśnienie robocze, które może wytworzyć pompa.

W przypadku generatora ciepła wystarczy zgłosić ciśnienie 4 atmosfer, gdy ciecz wejdzie, można podnieść ten wskaźnik do 12 atmosfer, co zwiększy szybkość ogrzewania cieczy.

Wydajność pompy nie będzie miała znaczącego wpływu na szybkość nagrzewania, ponieważ podczas pracy ciecz przepływa przez warunkowo wąską średnicę dyszy. Zwykle transportowane jest do 3-5 metrów sześciennych wody na godzinę. Znacznie większy wpływ na pracę generatora ciepła będzie miał współczynnik konwersji energii elektrycznej na energię cieplną.

Wykonanie komory kawitacyjnej

Ale w tym przypadku przepływ wody zostanie zmniejszony, co doprowadzi do jej zmieszania z zimnymi masami. Mały otwór dyszy działa również w celu zwiększenia ilości pęcherzyków powietrza, co zwiększa efekt dźwiękowy pracy i może prowadzić do tego, że bąbelki zaczynają się tworzyć już w komorze pompy. Skróci to jego żywotność. Jak pokazuje praktyka, najbardziej akceptowalna średnica wynosi 9–16 mm.

Pod względem kształtu i profilu dysze są cylindryczne, stożkowe i zaokrąglone. Nie można jednoznacznie powiedzieć, który wybór będzie bardziej skuteczny, wszystko zależy od pozostałych parametrów instalacji. Najważniejsze jest to, że proces wirowy powstaje już na etapie początkowego wejścia cieczy do dyszy.

Obliczenie poziomego kolektora pompy ciepła

Sprawność kolektora poziomego zależy od temperatury medium, w którym jest zanurzony, jego przewodności cieplnej, a także od obszaru styku z powierzchnią rury. Metoda obliczeniowa jest dość skomplikowana, dlatego w większości przypadków stosuje się uśrednione dane.

• 10 W - w przypadku zakopania w suchej glebie piaszczystej lub skalistej;
• 20 W - w suchej glebie gliniastej;
• 25 W - w wilgotnej glebie gliniastej;
• 35 W - w bardzo wilgotnej glebie gliniastej.

Zatem, aby obliczyć długość kolektora (L), wymaganą moc cieplną (Q) należy podzielić przez wartość opałową gruntu (p):

L = Q / p.

Podane wartości można uznać za ważne tylko wtedy, gdy spełnione są następujące warunki:

• Działka nad kolektorem nie jest zabudowana, zacieniona ani nasadzona drzewami lub krzewami.
• Odległość między sąsiednimi zwojami spirali lub odcinkami „węża” wynosi co najmniej 0,7 m.

Przy obliczaniu kolektora należy mieć na uwadze, że temperatura gleby po pierwszym roku eksploatacji spada o kilka stopni.

Jak działają pompy ciepła

Każda pompa ciepła ma czynnik roboczy zwany czynnikiem chłodniczym. Zwykle w tej roli działa freon, rzadziej amoniak. Samo urządzenie składa się tylko z trzech elementów:

• parownik;
• kompresor;
• kondensator.

Parownik i skraplacz to dwa zbiorniki, które wyglądają jak długie zakrzywione rurki - cewki. Skraplacz jest podłączony jednym końcem do wylotu sprężarki, a parownik do wlotu. Końce cewek są połączone, a na styku między nimi jest zainstalowany zawór redukcyjny. Parownik styka się - bezpośrednio lub pośrednio - z medium źródłowym, a skraplacz styka się z systemem ogrzewania lub CWU.

Jak działa pompa ciepła

Działanie HP opiera się na współzależności objętości gazu, ciśnienia i temperatury. Oto, co dzieje się wewnątrz urządzenia:

1. Amoniak, freon lub inny czynnik chłodniczy poruszający się wzdłuż parownika nagrzewa się z medium źródłowego np. Do temperatury +5 stopni.
2. Po przejściu przez parownik gaz dociera do sprężarki, która pompuje go do skraplacza.
3. Czynnik chłodniczy wydostający się ze sprężarki jest zatrzymywany w skraplaczu przez zawór redukcyjny, więc jego ciśnienie jest tu wyższe niż w parowniku. Jak wiadomo, wraz ze wzrostem ciśnienia wzrasta temperatura dowolnego gazu. Dokładnie tak dzieje się z czynnikiem chłodniczym - nagrzewa się do 60 - 70 stopni. Ponieważ skraplacz jest myty przez płyn chłodzący krążący w systemie grzewczym, ten ostatni również się nagrzewa.
4. Czynnik chłodniczy odprowadzany jest małymi porcjami przez zawór redukcyjny ciśnienia do parownika, gdzie jego ciśnienie ponownie spada. Gaz rozszerza się i ochładza, a ponieważ część energii wewnętrznej została przez niego utracona w wyniku wymiany ciepła na poprzednim etapie, jego temperatura spada poniżej początkowych +5 stopni. Po parowniku ponownie się nagrzewa, a następnie jest pompowany do skraplacza przez sprężarkę - i tak dalej po okręgu. Z naukowego punktu widzenia proces ten nazywa się cyklem Carnota.

Główną cechą pomp ciepła jest to, że energia cieplna jest pobierana z otoczenia dosłownie za darmo. To prawda, że ​​do jego wydobycia konieczne jest wydanie określonej ilości energii elektrycznej (na sprężarkę i pompę obiegową / wentylator).

Ale pompa ciepła nadal pozostaje bardzo opłacalna: za każdą wydaną kW * h energii elektrycznej można uzyskać od 3 do 5 kW * h ciepła.

Źródła

• https://aquagroup.ru/articles/skvazhiny-dlya-teplovyh-nasosov.html
• https://VTeple.xyz/teplovoy-nasos-voda-voda-printsip-rabotyi/
• https://6sotok-dom.com/dom/otoplenie/raschet-moshhnosti-teplovogo-nasosa.html
• https://microklimat.pro/otopitelnoe-oborudovanie/otopitelnye-pribory/teplovoj-nasos-dlya-otopleniya-doma.html
• https://avtonomnoeteplo.ru/altenergiya/148-teplovye-nasosy-voda-voda.html
• https://avtonomnoeteplo.ru/altenergiya/290-burenie-skvazhin-dlya-teplovyh-nasosov.html
• https://kotel.guru/alternativnoe-otoplenie/teplogenerator-kavitacionnyy-dlya-otopleniya-pomescheniya.html
• https://skvajina.com/teplovoy-nasos/
• https://www.burovik.ru/burenie-skvazhin-teplovye-nasosy.html

Poddanie się elementowi powietrza: pompy ciepła „powietrze-woda”

Finlandia od dawna jest jedną z wiodących gospodarek Unii Europejskiej pod względem tempa wprowadzania pomp ciepła (HP) na mieszkańca. Fińskie Stowarzyszenie Pomp Ciepła (Suomen Lämpöpumppuyhdistys, SULPU) opublikowało interesujące statystyki sprzedaży pomp ciepła za rok 2020 (rys. 1) w tym skandynawskim kraju o surowym klimacie.

Z wykresu wynika, że ​​od kilku lat z rzędu spada sprzedaż sprzętu geotermalnego, natomiast z roku na rok rośnie sprzedaż pomp ciepła powietrze / woda.Jeśli przełożymy te dane na liczby, otrzymamy następujący obraz: sprzedaż geotermalnych pomp ciepła od 2016 roku spadła z 8491 do 7986 jednostek, co stanowi -5,9%, a sprzedaż pomp ciepła powietrze-woda od 2020 roku wzrosła z 3709 do 4138 szt., co wyniosło + 11,6%.

Ta dynamika wynika ze zwiększonej stabilności pompy ciepła powietrze / woda dzięki rozwojowi nauki i technologii, a także z wygodniejszych inwestycji i prostszej instalacji w porównaniu z geotermalnymi pompami ciepła.

Wiodący producent technologii grzewczych w Finlandii -) - również od wielu lat koncentruje się na opracowywaniu wydajnych i zrównoważonych rozwiązań pomp ciepła powietrze-woda, a ostatnio udane wprowadzenie na rynek Tehowatti Air.

Jest to wszechstronne rozwiązanie pakietowe odpowiednie dla wielu typów nieruchomości: prywatnych, komercyjnych i publicznych. Pakiet startowy zawsze zawiera jednostkę zewnętrzną, czyli samą pompę ciepła powietrze / woda oraz moduł wewnętrzny, w skład którego wchodzą: kocioł elektryczny i podgrzewacz wody ze specjalistycznej stali nierdzewnej ferrytycznej kwasoodpornej, całą niezbędną automatyzację , elementy mocujące i grupa bezpieczeństwa dla jednostek wewnętrznych i zewnętrznych ... W ten sposób każdy klient i instalator otrzymuje gotowego do montażu „konstruktora” iw jak najkrótszym czasie rozwiązuje problem nie tylko z ogrzewaniem i dostawą ciepłej wody, ale także na życzenie klienta końcowego nawet z klimatyzacją na Dom.

Gama modeli obejmuje różne kombinacje jednostek zewnętrznych HP „powietrze-woda” - od rozwiązań budżetowych po rozwiązania „zaawansowane”, które zapewniają użytkownikowi końcowemu maksymalne oszczędności.

Ta opcja została również wybrana przez parafię kościoła Zaśnięcia Najświętszej Bogurodzicy (Zbawiciela na Sennaja) w 2020 roku podczas odbudowy świątyni. Producent JĘSPI i dystrybutor DOMAP wspólnie wybrali optymalny pakiet wyposażenia do rozwiązania tego problemu. Zaleta korzystania z Tehowatti Air polega nie tylko na tym, że oferujemy wygodny w montażu zestaw dostawy, ale także na tym, że urządzenie to można łatwo zintegrować z istniejącym systemem ogrzewania i ciepłej wody.

Trochę historii

Kamienny kościół został ufundowany przez arcybiskupa Sankt Petersburga i Shlisselburg Sylvester 20 lipca 1753 roku. Świątynia została zbudowana kosztem bogatego rolnika podatkowego Savvy Yakovlev (Sobakin). Wcześniej architektem budynku był Bartolomeo Rastrelli, teraz za bardziej prawdopodobnego autora projektu uznawany jest Andrei Kvasov.

Architektura świątyni została zaprojektowana w stylu mieszanym. Wysoki pozłacany ikonostas został uznany za jeden z najlepszych w Petersburgu. Godne uwagi były również malowanie greckiego pisma i srebrny tron ​​o wadze 6 funtów i 38 funtów (około 113,8 kg).

W 2011 roku rozpoczęto aktywny rozwój projektu renowacji kościoła Wniebowzięcia Najświętszej Maryi Panny na placu Sennaja. W tym samym roku rozpoczęto prace nad renowacją świątyni. Budowniczowie stanęli przed zadaniem rozebrania asfaltu i obliczenia przybliżonej lokalizacji katedry. Okazało się, że stary fundament nie został zniszczony. Architekci byli szczególnie zachwyceni świętością katedry - podstawą ołtarza. Niedaleko płyty ołtarzowej znaleziono zapieczętowane wejście do krypty Zbawiciela - zakopane wejście do piwnic kościoła. Zwykle w krypcie chowano księży i ​​szlachetnych parafian. Najprawdopodobniej kościół Zbawiciela na Sennaja zostanie przywrócony na starym fundamencie.

W 2014 roku fundacja kościoła została uznana specjalnym rozkazem za obiekt dziedzictwa kulturowego. Obecnie w tym miejscu zabroniona jest jakakolwiek praca, z wyjątkiem poprawy terenu i renowacji budynku kościoła.

System Tehowatti Air na miejscu

Na miejscu zainstalowano pompę ciepła powietrze / woda JĘSPI Tehowatti Air z inwerterem zewnętrznym Nordic 16 - system ten został opracowany w celu wydajnego ogrzewania, chłodzenia i dostarczania ciepłej wody zarówno w nowych, jak i remontowanych obiektach.Przy jej projektowaniu zwrócono szczególną uwagę na łatwość montażu i prostotę obsługi. System ten został wprowadzony na rynek i z powodzeniem działa do ogrzewania wodnego ogrzewania podłogowego i zaopatrzenia w ciepłą wodę w budynku użyteczności publicznej. Jednostka zewnętrzna pompy ciepła powietrze / woda Nordic 16 skutecznie działa przy temperaturach zewnętrznych do –25 ° C, będąc jednocześnie w stanie dostarczyć czynnik grzewczy podgrzany do 63–65 ° C do systemu grzewczego.

Zwróćmy uwagę na szczegóły. Jak wspomniano powyżej, zbiornik wewnętrzny systemu JĘSPI Tehowatti Air jest wykonany z kwasoodpornej ferrytycznej stali nierdzewnej, która jest używana w szczególnie trudnych warunkach w systemie CWU.

Wężownica ładująca pompy ciepła jest również wykonana z grzebieniowej stali nierdzewnej. Cewka ta zapewnia szybkie, energooszczędne i dokładne ładowanie. Poprzez jednostkę wewnętrzną ciepło jest rozprowadzane w pomieszczeniu i do ogrzewania wody użytkowej.

Jeżeli pompa ciepła nie pobiera z ulicy wystarczającej ilości energii na potrzeby obiektu, wówczas automatyczne ogrzewanie i niezbędne dogrzewacze są dostarczane za pomocą elektrycznego elementu grzejnego wewnętrznego bloku pompy ciepła.

Fińskie wysokiej jakości komponenty i materiały firmy Tehowatti Air zapewniają długoterminowe oszczędności w postaci niskiego zużycia energii bez częstej konserwacji sprzętu. Zarówno jednostki zewnętrzne, jak i wewnętrzne działają przy niskim poziomie hałasu.

Systemy pomp ciepła powietrze / woda JĘSPI Tehowatti są projektowane i produkowane w Finlandii, mają najlepszą jakość w najdrobniejszych szczegółach, praktycznie nie wymagają konserwacji i są wysoce niezawodne (rozwiązują problem klienta przy średniej żywotności 20-25 lat). Tworząc swoje urządzenia, JĘSPI ("Yaspi") wykorzystuje wysoki poziom wiedzy z zakresu ogrzewania oraz wieloletnie doświadczenie w obsłudze urządzeń w trudnych warunkach północnych.

Cechy studni do pomp ciepła

Głównym elementem działania systemu grzewczego przy stosowaniu tej metody jest studnia. Jego wiercenie odbywa się w celu zainstalowania bezpośrednio w nim specjalnej sondy geotermalnej i pompy ciepła.

Organizacja systemu grzewczego opartego na pompie ciepła jest racjonalna zarówno dla małych prywatnych domków, jak i dla całych pól uprawnych. Niezależnie od obszaru, który będzie wymagał ogrzania, przed wierceniem otworów należy przeprowadzić ocenę przekroju geologicznego terenu. Dokładne dane pomogą poprawnie obliczyć liczbę wymaganych odwiertów.

Głębokość studni należy dobrać w taki sposób, aby nie tylko dostarczała dostateczną ilość ciepła do rozpatrywanego obiektu, ale także umożliwiała dobór pompy ciepła o standardowych parametrach technicznych. Aby zwiększyć przenoszenie ciepła, specjalne rozwiązanie wlewa się do wnęki studni, w której znajduje się wbudowany obwód (jako alternatywę dla rozwiązania można użyć gliny).

Głównym wymogiem przy wierceniu studni pod pompy ciepła jest całkowite odizolowanie wszystkich bez wyjątku poziomów wód gruntowych. W przeciwnym razie wnikanie wody do leżących poniżej poziomów można uznać za zanieczyszczenie. Jeśli chłodziwo dostanie się do wód gruntowych, będzie to miało negatywne konsekwencje dla środowiska.

Co to jest pompa ciepła?

Pompa ciepła została wynaleziona 150 lat temu przez Lorda Kelvina i nazywana jest multiplikatorem ciepła. Składa się ze sprężarki, podobnie jak zwykła lodówka, i dwóch wymienników ciepła. Zasadę działania można porównać do zasady działania lodówki. Ta ostatnia ma z tyłu kratkę, która nagrzewa się, wewnątrz zamrażarki stygnie. Jeśli weźmiemy tę zamrażarkę, damy rurki, włożymy do kąpieli rurki freonowe, wtedy woda w wannie zostanie schłodzona, a ruszt będzie się nagrzewał od tyłu, a lodówka będzie pompować ciepło z wanny i podgrzewać pokój przez ruszt. Pompa ciepła działa w ten sam sposób.

W ziemi są dwie rury.Potem rozchodzą się i w tym domu wywiercono około 350 metrów bieżących studni. Do każdego dołka wprowadza się sondę w kształcie litery Y. Ciecz przepływa przez tę sondę i jest ogrzewana ciepłem ziemi. Z pompy ciepła wydobywa się temperatura około -1 stopni, az gruntu wraca +5 stopni. Jest to zamknięty system z tą pompą cyrkulacyjną, jest pompowany, a ciepło jest odbierane i przekazywane do domu. Te dwie rury ogrzewają ciepłą podłogę. Zwykła lodówka, ale z mocniejszym kompresorem.

Domowa elektronika w chińskim sklepie.

Ceny za wiercenie studni pod pompy ciepła

Koszt instalacji pierwszego obwodu ogrzewania geotermalnego

1	Wiercenie studni w miękkich skałach	1 rano	600
2	Wiercenie studni w twardych skałach (wapień)	1 rano	900
3	Instalacja (opuszczanie) sondy gruntowej)	1 rano	100
4	Naciskanie i wypełnianie konturu zewnętrznego	1 rano	50
5	Zasypka otworu wiertniczego poprawiająca przenoszenie ciepła (przesiewanie granitu)	1 rano	50

Dlaczego wybrałem pompę ciepła do mojego domowego systemu ogrzewania i zaopatrzenia w wodę?

Kupiłem więc działkę pod budowę domu bez gazu. Perspektywa dostaw gazu za 4 lata. Trzeba było zdecydować, jak żyć do tego czasu.

Rozważono następujące opcje:

1. 1) zbiornik gazu 2) olej napędowy 3) pelety

Koszty wszystkich tych rodzajów ogrzewania są współmierne, dlatego zdecydowałem się przeprowadzić szczegółową kalkulację na przykładzie zbiornika gazu. Rozważania wyglądały następująco: 4 lata na importowany gaz skroplony, następnie wymiana dyszy w kotle, dostarczenie gazu głównego i minimum kosztów przeróbki. Wynik to:

• za dom o powierzchni 250 m2 koszt kotła, zbiornik gazu to około 500000 rubli
• cała strona musi zostać wykopana
• dostępność wygodnego dostępu dla stacji benzynowej na przyszłość
• utrzymanie około 100000 rubli rocznie:
• dom będzie miał ogrzewanie + ciepłą wodę
• w temperaturze -150 ° C i niższej koszty wynoszą 15-20 000 rubli miesięcznie).

Całkowity:

• zbiornik gazu + kocioł - 500000 rubli
• operacja przez 4 lata - 400000 rubli
• dostawa głównej rury gazowej na miejsce - 350000 rubli
• wymiana dyszy, konserwacja kotła - 40000 rubli

W sumie - 1 250 000 rubli i dużo zamieszania wokół kwestii ogrzewania w ciągu najbliższych 4 lat! Prywatny czas pod względem finansowym to również przyzwoita kwota.

Dlatego mój wybór padł na pompę ciepła, której koszty są proporcjonalne do wywiercenia 3 odwiertów po 85 metrów każdy i zakupu jej wraz z instalacją. Pompa ciepła Buderus 14 kW pracuje od 2 lat. Rok temu zainstalowałem do niego osobny licznik: 12 000 kWh rocznie !!! Pod względem pieniędzy: 2400 rubli miesięcznie! (Miesięczna opłata za gaz byłaby większa) Ogrzewanie, ciepła woda i bezpłatna klimatyzacja latem!

Klimatyzacja działa poprzez podniesienie chłodziwa o temperaturze + 6-8 ° C ze studni, który służy do chłodzenia pomieszczeń za pomocą konwencjonalnych klimakonwektorów (grzejnik z wentylatorem i czujnikiem temperatury).

Konwencjonalne klimatyzatory są również bardzo energochłonne - co najmniej 3 kW na pomieszczenie. Czyli 9-12 kW dla całego domu! Różnicę tę należy również uwzględnić w zwrocie kosztów pompy ciepła.

A więc zwrot w ciągu 5-10 lat to mit dla tych, którzy siedzą na rurze gazowej, resztę zapraszamy do klubu „zielonych” odbiorców energii.

Właściciele powietrznych pomp ciepła z WNP

Alina Shuvalova, Dnipro (Dniepropietrowsk), Ukraina

Porzucili centralne ogrzewanie i zainstalowali w mieszkaniu pompę ciepła powietrze-powietrze (inicjatywa mojego męża). Oszczędności są spore, bo wszędzie są okna plastikowe, dom jest ocieplony, a mieszkania ogrzewane ze wszystkich stron.

Tak się złożyło, że mieszkanie tylko trochę nagrzewamy, a temperaturę sami możemy regulować. Kiedy jesteśmy w pracy, a dziecko jest w szkole, pompa jest wyłączona, stoi na minutniku i włącza się, gdy syn wraca do domu (w tym czasie mieszkanie nie ma czasu na ostygnięcie).

Kashevich Alexey, Białoruś

Kupiłem pompę ciepła powietrze-powietrze do mojego domu (wcześniej był ogrzewany piecem). Początkowo wszystko szło jak w zegarku, a kiedy przyszedł chłód, zaczęły pojawiać się korki.Nie przywiązywałem do tego żadnej wagi, a kiedy zacząłem nieustannie tracić przytomność, wezwałem elektryka.

Jak się okazało, w zimne dni pobiera zbyt dużo prądu, a nasza sieć nie jest do tego przystosowana. Był wybór - albo wrócić do ogrzewania pieca, albo usiąść na mrozie. Ogólnie sezon okazał się niezbyt komfortowy, nie zdecydowałem, co dalej. Ułożenie i podłączenie mocniejszego kabla jest zbyt drogie.

Niuanse instalacyjne

Przy wyborze pompy ciepła typu woda / woda ważne jest, aby obliczyć warunki pracy. Jeśli linia jest zanurzona w zbiorniku wodnym, należy wziąć pod uwagę jej objętość (dla zamkniętego jeziora, stawu itp.), A po zainstalowaniu w rzece prędkość prądu

Jeśli obliczenia zostaną wykonane nieprawidłowo, rury zamarzną od lodu, a sprawność pompy ciepła wyniesie zero.

Co to jest chiller i jak działa

Podczas pobierania próbek wód podziemnych należy wziąć pod uwagę wahania sezonowe. Jak wiadomo wiosną i jesienią ilość wód gruntowych jest większa niż zimą i latem. Mianowicie, główny czas pracy pompy ciepła będzie zimą. Aby wypompować i wypompować wodę, musisz użyć konwencjonalnej pompy, która również zużywa energię elektryczną. Jego koszty należy zaliczyć do całości i dopiero potem uwzględnić sprawność i okres zwrotu pompy ciepła.

świetną opcją jest użycie wody artezyjskiej. Wychodzi z głębokich warstw grawitacyjnie, pod ciśnieniem. Ale będziesz musiał zainstalować dodatkowy sprzęt, aby to zrekompensować. W przeciwnym razie może dojść do uszkodzenia elementów pompy ciepła.

Jedyną wadą korzystania ze studni artezyjskiej jest koszt wiercenia. Koszty te szybko się nie zwrócą ze względu na brak pompy do podnoszenia wody ze studni konwencjonalnej i wtłaczania jej do gruntu.

Technologia pracy kotła grzewczego

W ciele roboczym woda musi otrzymać zwiększoną prędkość i ciśnienie, co jest wykonywane za pomocą rur o różnych średnicach, zwężających się wzdłuż przepływu. W środku komory roboczej miesza się kilka strumieni ciśnienia, co prowadzi do zjawiska kawitacji.

W celu kontroli charakterystyk prędkości przepływu wody na wylocie oraz w przebiegu wnęki roboczej instaluje się urządzenia hamujące.

Woda przepływa do dyszy znajdującej się na przeciwległym końcu komory, skąd płynie w kierunku powrotu do ponownego wykorzystania za pomocą pompy cyrkulacyjnej. Ogrzewanie i wytwarzanie ciepła następuje z powodu ruchu i gwałtownego rozszerzania się cieczy na wyjściu z wąskiego otworu dyszy.

Pozytywne i negatywne właściwości generatorów ciepła

Pompy kawitacyjne zaliczane są do prostych urządzeń. Zamieniają energię mechaniczną silnika wody na energię cieplną, która jest zużywana na ogrzewanie pomieszczenia. Przed zbudowaniem jednostki kawitacyjnej własnymi rękami należy zwrócić uwagę na zalety i wady takiej instalacji. Pozytywne cechy obejmują:

• wydajne wytwarzanie energii cieplnej;
• ekonomiczny w eksploatacji ze względu na brak paliwa jako takiego;
• przystępna opcja zakupu i samodzielnego wykonania.

Generatory ciepła mają wady:

• głośna praca pompy i zjawiska kawitacji;
• materiały do ​​produkcji nie zawsze są łatwe do zdobycia;
• wykorzystuje przyzwoitą pojemność jak na pokój 60–80 m2;
• zajmuje dużo przestrzeni użytkowej w pomieszczeniu.

Wiercenie studni pod system pompy ciepła

Lepiej powierzyć urządzenie studniowe profesjonalnej organizacji instalacyjnej. Jest to optymalne dla przedstawicieli firmy sprzedającej pompę ciepła. Możesz więc wziąć pod uwagę wszystkie niuanse wiercenia i lokalizację sond z konstrukcji i spełnić inne wymagania.

Wyspecjalizowana organizacja pomoże w uzyskaniu pozwolenia na wiercenie studni pod sondy do gruntowej pompy ciepła. Zgodnie z prawem zabrania się wykorzystywania wód podziemnych do celów gospodarczych. Mówimy o wykorzystaniu do dowolnych celów wód znajdujących się poniżej pierwszej warstwy wodonośnej.

Co do zasady, procedura wiercenia układów pionowych powinna być skoordynowana z organami administracji państwowej. Brak zezwoleń prowadzi do kar.

Po otrzymaniu wszystkich niezbędnych dokumentów rozpoczynają się prace instalacyjne według następującej kolejności:

• Punkty wiercenia i lokalizację sond na terenie określa się z uwzględnieniem odległości od konstrukcji, cech krajobrazu, obecności wód gruntowych itp. Zachowaj minimalny odstęp między studniami a domem co najmniej 3 m.
• Importowany jest sprzęt wiertniczy, a także sprzęt niezbędny do prac w terenie. Do montażu pionowego i poziomego wymagana jest wiertarka i młot pneumatyczny. Do wiercenia gleby pod kątem stosuje się wiertnice z konturem wentylatora. Najpowszechniej stosowanym modelem jest model śledzony. Sondy umieszcza się w powstałych studzienkach, a luki wypełnia się specjalnymi roztworami.

W odległości co najmniej 3 m od budynku dopuszcza się wiercenie studni pod pompy ciepła (z wyjątkiem okablowania klastrowego). Maksymalna odległość od domu nie powinna przekraczać 100 m. Projekt jest realizowany w oparciu o te normy .

Jaka powinna być głębokość studni

Głębokość jest obliczana na podstawie kilku czynników:

• Zależność wydajności od głębokości studni - istnieje coś takiego jak roczny spadek wymiany ciepła. Jeśli odwiert ma dużą głębokość, aw niektórych przypadkach wymagane jest wykonanie kanału do 150 m, to co roku będą spadać wskaźniki odbieranego ciepła, z czasem proces się ustabilizuje. maksymalna głębokość nie jest najlepszym rozwiązaniem. Zwykle wykonuje się kilka pionowych kanałów, oddalonych od siebie. Odległość między studniami wynosi 1-1,5 m.
• Obliczenie głębokości wiercenia studni dla sond odbywa się z uwzględnieniem: całkowitej powierzchni sąsiedniego terytorium, obecności wód gruntowych i studni artezyjskich, całkowitej powierzchni ogrzewanej. Na przykład głębokość wiercenia studni z wysokimi wodami gruntowymi jest znacznie zmniejszona w porównaniu z produkcją studni w glebie piaszczystej.

Tworzenie odwiertów geotermalnych to złożony proces techniczny. Wszystkie prace, od dokumentacji projektowej po uruchomienie pompy ciepła, muszą być wykonywane wyłącznie przez specjalistów.

Aby obliczyć przybliżony koszt pracy, użyj kalkulatorów online. Programy pomagają obliczyć objętość wody w studni (wpływa na ilość wymaganego glikolu propylenowego), jej głębokość oraz wykonać inne obliczenia.

Jak wypełnić studnię

Wybór materiałów często zależy wyłącznie od samych właścicieli.

Wykonawca może doradzić zwrócenie uwagi na rodzaj rury i zalecić skład do wypełnienia studni, ale ostateczna decyzja będzie musiała zostać podjęta samodzielnie. Jakie są opcje?

• Rury używane do studni - używaj konturów plastikowych i metalowych. Praktyka pokazała, że ​​druga opcja jest bardziej akceptowalna. Żywotność metalowej rury wynosi co najmniej 50-70 lat, ściany z metalu mają dobrą przewodność cieplną, co zwiększa wydajność kolektora. Plastik jest łatwiejszy do zainstalowania, więc organizacje budowlane często go oferują.
• Materiał do wypełniania szczelin między rurą a ziemią. Prawidłowe podłączenie jest obowiązkową zasadą do wykonania. Jeśli przestrzeń między rurą a ziemią nie zostanie wypełniona, z czasem nastąpi skurcz, który może uszkodzić integralność obwodu. Szczeliny wypełnia się dowolnym materiałem budowlanym o dobrej przewodności cieplnej i elastyczności np. Betonit Wypełnienie studni pod pompę ciepła nie powinno utrudniać normalnej cyrkulacji ciepła z gruntu do kolektora. Praca jest wykonywana powoli, aby nie pozostawić pustek.

Nawet jeśli wiercenie i pozycjonowanie sond z budynku i od siebie zostanie wykonane prawidłowo, po roku wymagana będzie dodatkowa praca z powodu kurczenia się kolektora.

Pompy ciepła: zasada działania i zastosowanie

Druga zasada termodynamiki mówi: Ciepło może przemieszczać się samorzutnie tylko w jednym kierunku, od ciała bardziej ogrzanego do mniej ogrzanego, a proces ten jest nieodwracalny. Dlatego wszystkie tradycyjne systemy grzewcze opierają się na podgrzaniu określonego nośnika ciepła (najczęściej wody) do temperatury wyższej niż wymagana dla komfortu, a następnie doprowadzeniu tego nośnika ciepła do kontaktu z zimniejszym powietrzem pomieszczenia i samym ciepłem, zgodnie z do 2. początku termodynamiki, przeniesie się do tego powietrza, ogrzewając je. I to jest paradygmat nowoczesnego ogrzewania: jeśli chcesz ogrzać osobę - ogrzej powietrze, w którym się znajduje! Aby podgrzać płyn chłodzący, trzeba spalić paliwo, dlatego we wszystkich tych formach ogrzewania proces spalania wiąże się ze wszystkimi wynikającymi z tego konsekwencjami (zagrożenie pożarowe, emisja dwutlenku węgla, zbiornik paliwa lub niezbyt estetyczna rura w pobliżu ściana domu). Ale rezerwy paliwa, choć duże, nie są nieograniczone. A jeśli jest to nieodnawialny materiał eksploatacyjny, który kiedyś powinien się skończyć, nie powinno dziwić, że jego cena stale rośnie i będzie rosła w przyszłości. Teraz, gdyby można było wykorzystać do procesu ogrzewania jakieś uzupełniane źródło ciepła, to można by zatrzymać (lub spowolnić) proces wzrostu wartości i być może pozbyć się negatywnych konsekwencji procesu spalania. Jednym z pierwszych, który pomyślał o tym w 1849 roku, był William Thompson, angielski fizyk, który później stał się znany jako Lord Kelvin. Czy można uzyskać potrzebne ciepło nie przez ogrzewanie, ale przez przeniesienie, wyniesienie go gdzieś na zewnątrz i przeniesienie do wnętrza pomieszczenia. Ta sama druga zasada termodynamiki mówi, że możesz uruchomić ciepło w przeciwnym kierunku, przenosząc je z chłodniejszego (na przykład z powietrza zewnętrznego) do cieplejszego (powietrze w pomieszczeniu), ale w tym celu musisz wydać energię (lub, jak fizycy) powiedz, pracuj). Jak ciepłe może być zimne powietrze? - powiesz. Następnie odpowiedz na jedno pytanie: czy -15⁰C jest cieplejsze niż -25⁰C? Prawidłowo cieplej! Jeśli pobierasz energię z powietrza o temperaturze -15⁰С, wtedy ostygnie ona, powiedzmy, do -25 С.Ale jak czerpać tę energię i czy można ją wykorzystać? W 1852 roku Lord Kelvin sformułował zasady działania silnika cieplnego, który przekazuje ciepło ze źródła o niskiej temperaturze do konsumenta o wyższej temperaturze, nazywając to urządzenie „powielaczem ciepła”, znanym obecnie jako „pompa ciepła” ”. Takimi źródłami mogą być gleba, woda w zbiornikach i studniach, a także otoczenie powietrze. Wszystkie zawierają mało potencjalną energię zgromadzoną ze słońca. Musisz tylko nauczyć się go przyjmować i przekształcić w formę o wyższej temperaturze, nadającą się do użytku. Wszystkie te źródła są odnawialne i całkowicie przyjazne dla środowiska. Nie wprowadzamy dodatkowego ciepła do systemu „Ziemi”, a jedynie redystrybuujemy je przenosząc w jedno miejsce (na zewnątrz) i przenosząc na inne (odbiorca wewnętrzny). To zupełnie nowe podejście do tworzenia komfortowego klimatu w pomieszczeniach. Na zewnątrz temperatura jest bardzo zróżnicowana: od „bardzo zimnej” do „bardzo gorącej”, a człowiek czuje się komfortowo w dość wąskim zakresie temperatur +20 ... + 25⁰С i właśnie taką temperaturę tworzy w swoim domu. W przypadku konieczności podwyższenia temperatury w domu (ogrzewanie zimą) można odebrać brakujące ciepło z ulicy i przenieść je do domu, a nie stwarzać źródła podwyższonej temperatury wewnątrz poprzez spalanie paliwa (tradycyjne kotły)! A jeśli trzeba obniżyć temperaturę w domu (chłodzenie latem), nadmiar ciepła można usunąć przenosząc go z pomieszczenia na ulicę. To ostatnie jest realizowane przez wszystkie znane nam klimatyzatory. Więc co mamy? Dla ogrzewanie w pomieszczeniach używamy tych samych urządzeń: kotłów, pieców itp., pracujących na zasadzie spalania paliwa w środku i do chłodzenie - inne: klimatyzatory przenoszące nadmiar ciepła z domu na ulicę. I jak kuszące byłoby posiadanie jednego urządzenia na każdą okazję: uniwersalna jednostka klimatycznaktóry utrzymuje komfortową temperaturę w domu przez cały rok, po prostu przenosząc ciepło z zewnątrz do wewnątrz lub z tyłu! Teraz pokażemy, że cuda są możliwe.

Wróćmy do pompy ciepła. Jak to działa? Opiera się na tzw. Odwróconym cyklu Carnota, znanym nam również ze szkolnego kursu fizyki właściwość substancji podczas parowania do pochłaniania ciepła, a podczas kondensacji (przemiany w ciecz) - do oddawania go... Dla lepszego zrozumienia przejdźmy do analogii. Wszyscy mamy lodówkę.

Ale czy kiedykolwiek zastanawiałeś się, jak to działa? Wydaje się, że jego zadaniem jest „tworzenie zimna”: ale czy tak jest? W rzeczywistości żywność w lodówce jest chłodzona poprzez odbieranie od niej ciepła. Załóżmy, że przyniosłeś ze sklepu schłodzone mięso o temperaturze + 1⁰C i wrzuciłeś je do zamrażarki. Po chwili mięso zamarzło, a jego temperatura osiągnęła -18⁰С. Odebraliśmy mu aż 19⁰C ciepła i dokąd ten upał się podział? Jeśli dotknąłeś tylnej ściany lodówki (zwykle jest ona wykonana w postaci zwijanej rurki), zobaczysz, że jest ciepła, a czasami gorąca. To jest ciepło pobierane z mięsa (te same 19⁰C) i przenoszone na tylną ścianę. Ale w procesie chłodzenia mięso miało pośrednie temperatury -5⁰С i -10⁰С, ale lodówka nadal potrafiła odbierać z niego ciepło, chłodząc je coraz bardziej. Oznacza to, że nawet z mrożonego mięsa o temperaturze -10⁰C można odbierać ciepło zamieniając je na mięso o temperaturze -18⁰C: oznacza to, że to ciepło było tam obecne, ale w formie niskotemperaturowej. A lodówka zdołała nie tylko przyjąć to niskotemperaturowe ciepło, ale także przekształcić je w formę wysokotemperaturową. Ciepło z tyłu lodówki może pomóc Ci utrzymać ciepło, opierając się o nią. W pewnym sensie zimny kawałek mięsa ogrzał nas zawartym w nim ciepłem, choć trudno w to od razu uwierzyć. Dowiedzieliśmy się, co zrobiła lodówka z kawałkiem mięsa: odebrała od niej ciepło (wewnątrz) i przeniosła je na tylną ścianę (na zewnątrz). Nadszedł czas, aby dowiedzieć się, jak to zrobił? W lodówce przechodzi kolejna cewka, podobnie jak pierwsza i razem tworzą zamkniętą pętlę, w której za pomocą sprężarki krąży łatwo odparowujący gaz - freon. Tylko że nie krąży swobodnie. Przed wejściem do lodówki średnica rury cewki gwałtownie się zwęża, a następnie gwałtownie rozszerza się po niej. Freon przemieszczając się przez rurkę na skutek pracy kompresora „przeciskając się” przez wąską gardziel, trafia do strefy podciśnienia (niższe ciśnienie), ponieważ „Nieoczekiwanie” wpada w znacznie zwiększoną objętość (spadek ciśnienia). W strefie niskiego ciśnienia freon zaczyna intensywnie parować (przechodzić w stan gazowy) i przechodząc wzdłuż wewnętrznej cewki, pochłania ciepło z jej ścian, a one z kolei pobierają ciepło z otaczającego powietrza wewnątrz lodówki . Rezultat: powietrze w środku jest schładzane, a żywność jest chłodzona przed kontaktem z nim. Tak więc, podobnie jak w sztafecie, wzdłuż łańcucha parujący freon powoduje odpływ ciepła z produktów do samego freonu: pod koniec „podróży” wzdłuż wewnętrznej cewki temperatura freonu wzrasta o kilka stopni. Następna porcja freonu pobiera do środka kolejną porcję ciepła. Dostosowując stopień próżni, można dostosować temperaturę parowania freonu i odpowiednio temperaturę chłodzenia lodówki. Ponadto „podgrzany” freon jest wysysany przez sprężarkę z wężownicy wewnętrznej i trafia do wężownicy zewnętrznej, gdzie jest sprężany do określonego ciśnienia, ponieważ na drugim końcu cewki zewnętrznej jest „zabezpieczony” przez wąski otwór zwany Przepustnica lub zawór termostatyczny (rozprężny). W wyniku sprężania freonu jego temperatura wzrasta powiedzmy do +40 ... + 60⁰С, a przechodząc przez cewkę zewnętrzną oddaje ciepło do powietrza zewnętrznego, ochładza się i przechodzi w stan ciekły (skrapla się ). Co więcej, freon ponownie znajduje się przed wąskim gardłem (dławikiem), paruje, odbierając ciepło, a proces jest powtarzany. Dlatego nazywana jest cewka wewnętrzna, w której freon odparowuje, odbiera ciepło Parowniki nazywa się cewkę zewnętrzną, w której freon, kondensując, oddaje pobrane ciepło Kondensator... Opisane tu urządzenie pobiera ciepło w jednym miejscu (wewnątrz) i przenosi je w inne miejsce (na zewnątrz). Cechą charakterystyczną urządzenia jest to, że zamknięty obieg, w którym krąży freon, podzielony jest na 2 strefy: strefę niskiego ciśnienia (próżni), w której freon jest zdolny do intensywnego parowania, oraz strefę wysokiego ciśnienia, w której skrapla się. Separatorem tych dwóch stref jest otwór dławiący, a utrzymywanie tak różnych ciśnień w jednej zamkniętej pętli staje się możliwe dzięki pracy sprężarki, która wymaga energii. (Gdyby sprężarka się zatrzymała, po chwili ciśnienie w parowniku i skraplaczu wyrównałoby się, a proces transferu zostałby zatrzymany). Te. urządzenie jest w stanie przenosić ciepło z zimniejszego do cieplejszego, ale tylko poprzez wydanie określonej ilości energii. Te. w uproszczeniu, biorąc lodówkę i otwierając jej drzwi na ulicę i obracając tylną ścianę wewnątrz pomieszczenia, można ją ogrzać. Konieczne jest tylko, aby świeże powietrze o temperaturze zewnętrznej zawsze dostawało się do lodówki, a ochłodzone w wyniku kontaktu z wewnętrznym wymiennikiem ciepła zostało usunięte. Można to łatwo zrealizować, instalując wentylator na wlocie, który doprowadzałby nowe porcje powietrza do wężownicy. Następnie ciepło odebrane z powietrza zewnętrznego zostanie przeniesione do wnętrza pomieszczenia, ogrzewając je. Te. lodówka, otwarte drzwi na zewnątrz i jest prosta pompa ciepła. Tak wyglądały pierwsze seryjnie produkowane powietrzne pompy ciepła. Wyglądały jak klimatyzatory okienne. Oznacza to, że była to metalowa skrzynka włożona w otwór okna, skierowana na zewnątrz parownika, a skraplacz do wewnątrz. Przed parownikiem znajdował się wentylator, który przepuszczał strumienie świeżego powietrza przez wężownice wymienników ciepła, a schłodzone powietrze wychodziło z drugiej strony skrzynki. Parownik był oddzielony od skraplacza warstwą izolacyjną. Na wewnętrznej wężownicy znajdował się również wentylator, który przepuszczał powietrze z pomieszczenia przez swój wymiennik ciepła i wydmuchiwał już ogrzane powietrze. Wraz z dalszym ulepszaniem urządzenia część zewnętrzna została oddzielona od części wewnętrznej i zaczęła wyglądać jak dzielony system klimatyzacji. Obie części całości są połączone izolowanymi termicznie rurkami miedzianymi, w których krąży freon, oraz przewodami elektrycznymi do zasilania i sygnałów sterujących. Nowoczesne powietrzne pompy ciepła to złożone urządzenie z inteligentnym sterowaniem elektronicznym, zdolne do pracy autonomicznej, płynnie dostosowując swoją wydajność w zależności od temperatury zewnętrznej, zadanej temperatury wewnętrznej oraz szeregu trybów. Pozwala to uzyskać dodatkowe oszczędności w zużywanej energii elektrycznej.

Główna klasyfikacja pomp ciepła (HP) jest dokonywana według niskiego potencjału źródła, z którego pobierana jest energia (powietrze, gleba, woda) oraz odbiorcy - nośnika ciepła, który wymienia ciepło ze skraplaczem i jest następnie wykorzystywany w system grzewczy (powietrze, woda; zamiast wody czasami stosuje się płyn niezamarzający). Wymieńmy najczęściej:

1. Powietrzne pompy ciepła (VTN). Najbardziej przystępna kategoria, zwłaszcza powietrze-powietrze.

-TH powietrze-powietrze

-TH powietrze-woda

2. Pompy ciepła ze źródłem gruntowym (GTN). Najdroższa kategoria, bo wymaga kosztownych wykopów lub wiercenia, setek metrów rur i dużej ilości płynu niezamarzającego.

-TH woda gruntowa

3. Wodne pompy ciepła. Rury z płynem niezamarzającym układane są na dnie zbiornika (jezioro, staw, morze ...) lub dwóch studni artezyjskich (z jednej studni pobierana jest świeża woda, a schłodzona woda jest spuszczana do drugiej). Wysoki koszt zależy od tego, jaki sposób dostępu za pomocą wody - źródła ciepła - zostanie zastosowany. Ale i tak nie jest tanio!

-TH woda-woda

Teraz - najważniejsze: O wygrywaniu... Każda z wymienionych pomp ciepła pozwala na uzyskanie większej ilości energii niż została zużyta na jej przekazanie (praca kompresora, wentylatorów, elektroniki ...). Sprawność pompy ciepła szacuje się za pomocą współczynnika wydajności COP (Coefficient Of Performance), który jest równy stosunkowi odebranej energii cieplnej (w kW * h) do zużytej energii elektrycznej. Ta bezwymiarowa wartość pokazuje, ile razy więcej energii cieplnej jest wytwarzane przez pompę ciepła w stosunku do zużywanej. Współczynnik COP zależy od różnicy temperatur pomiędzy Źródłem (zewnętrzne ciepło niskotemperaturowe) a Odbiorcą (temperatura w domu +20 ... + 25⁰С) i zwykle waha się od 2 do 5.

To nasz zysk stosując pompy ciepła: za 1 kW zużytej energii elektrycznej można bezpłatnie uzyskać od 1 kW do 4 kW ciepła z otoczenia, które na mocy oddaje od 2 do 5 kW ciepła do domu.