Hőszivattyú otthoni fűtéshez. Hőszivattyúk otthoni fűtéshez. A hőszivattyúk előnyei és hátrányai

Egyre több internetfelhasználó érdeklődik az alternatív fűtési módok iránt: hőszivattyúk.

A legtöbb számára ez egy teljesen új és ismeretlen technológia, ezért az olyan kérdésekre, mint: „Mi az?”, „Hogy néz ki a hőszivattyú?”, „Hogyan működik a hőszivattyú?” stb.

Mindezekre és még sok más, a hőszivattyúkkal kapcsolatos kérdésre igyekszünk egyszerű és elérhető választ adni.

Mi az a hőszivattyú?

Hő pumpa- olyan berendezés (más szóval „hőkazán”), amely kivonja belőle a disszipált hőt környezet(talaj, víz vagy levegő) és továbbítja azt otthona fűtőkörébe.

A napsugaraknak köszönhetően, amelyek folyamatosan jutnak a légkörbe és a föld felszínére, folyamatos hőleadás történik. Így a föld felszíne egész évben hőenergiát kap.

A levegő részben elnyeli a hőt a napsugarak energiájából. A napenergia fennmaradó részét szinte teljesen elnyeli a föld.

Ezenkívül a föld belsejéből származó geotermikus hő folyamatosan + 8 ° C-os talajhőmérsékletet biztosít (1,5-2 méteres mélységtől kezdve). A hőmérséklet a tározók mélyén még hideg télen is +4-6°C között mozog.

Ez a talaj, a víz és a levegő alacsony potenciálú hője adja át a hőszivattyút a környezetből egy magánház fűtőkörébe, miután korábban a hőhordozó hőmérsékleti szintjét a szükséges + 35-80 ° С-ra emelte.

VIDEÓ: Hogyan működik a talajvíz hőszivattyú?

Mit csinál egy hőszivattyú?

Hőszivattyúk - termikus gépek, amelyeket úgy terveztek, hogy fordított termodinamikai ciklussal hőt termeljenek. átadja a hőenergiát egy alacsony hőmérsékletű forrásból egy magasabb hőmérsékletű fűtési rendszerbe. A hőszivattyú működése során az energiaköltségek nem haladják meg a megtermelt energia mennyiségét.

A hőszivattyú működése egy fordított termodinamikai cikluson (fordított Carnot-ciklus) alapul, amely két izotermából és két adiabátból áll, de a közvetlen termodinamikai körfolyamattól (közvetlen Carnot-ciklus) eltérően a folyamat az ellenkező irányba: az óramutató járásával ellentétes irányban halad.

A fordított Carnot-ciklusban a környezet hideg hőforrásként működik. Amikor a hőszivattyú működik, a hő külső környezet a munkavégzés miatt a fogyasztóhoz kerül, de magasabb hőmérsékleten.

Hideg testből (talaj, víz, levegő) hőátadni csak munka költségén lehetséges (hőszivattyú esetén kompresszor, keringető szivattyúk stb. működéséhez szükséges villamos energia költsége) vagy más kompenzációs eljárás.

A hőszivattyút „fordított hűtőgépnek” is nevezhetjük, hiszen a hőszivattyú ugyanaz a hűtőgép, csak a hűtővel ellentétben a hőszivattyú kívülről veszi a hőt és továbbítja a helyiségbe, vagyis felmelegíti a helyiség (a hűtőszekrény úgy hűt, hogy hőt vesz fel a hűtőkamrából, és kiengedi a kondenzátoron keresztül).

Hogyan működik a hőszivattyú?

Most beszéljen a hőszivattyú működéséről. Ahhoz, hogy megértsük a hőszivattyú működését, meg kell értenünk néhány dolgot.

1. A hőszivattyú még fagypont alatti hőmérsékleten is képes hőt kivenni.

A legtöbb leendő lakástulajdonos nem érti a működési elvet (elvileg bármelyik léghőszivattyú), mert nem érti, hogyan lehet télen fagyos hőmérsékleten hőt kinyerni a levegőből. Térjünk vissza a termodinamika alapjaihoz, és emlékezzünk a hő definíciójára.

Hő- az anyag olyan mozgási formája, amely a testet alkotó részecskék (atomok, molekulák, elektronok stb.) véletlenszerű mozgása.

Még 0°C-on (nulla Celsius-fok), amikor a víz megfagy, még mindig meleg van a levegőben. Sokkal kisebb, mint például +36˚С hőmérsékleten, de ennek ellenére nulla és negatív hőmérsékleten az atomok mozognak, és így hő szabadul fel.

A molekulák és az atomok mozgása teljesen leáll -273˚С (mínusz kétszázhetvenhárom Celsius-fok) hőmérsékleten, ami megfelel az abszolút nulla hőmérsékletnek (nulla fok a Kelvin-skála szerint). Vagyis még télen, mínuszban is van alacsony potenciálú hő a levegőben, amit ki lehet vonni és át lehet vinni a házba.

2. A hőszivattyúkban a munkaközeg egy hűtőközeg (freon).

Mi az a hűtőközeg? hűtőközeg- a hőszivattyúban lévő munkaanyag, amely a párolgás során hőt vesz fel a lehűtött tárgyból, és a kondenzáció során hőt ad át a munkaközegnek (például víznek vagy levegőnek).

A hűtőközegek sajátossága, hogy negatív és viszonylag alacsony hőmérsékleten is képesek felforrni. Ezenkívül a hűtőközegek folyékonyból gáz halmazállapotúvá változhatnak és fordítva. A folyékony halmazállapotúból a gáz halmazállapotúvá történő átmenet (párolgás) során a hő elnyelődik, a gáz halmazállapotúból a folyékony halmazállapotba való átmenet (kondenzáció) során pedig hőátadás történik (hőleválasztás).

3. A hőszivattyú működése négy kulcselemének köszönhetően lehetséges.

A hőszivattyú működési elvének megértése érdekében készüléke 4 fő elemre osztható:

1. Kompresszor, amely összenyomja a hűtőközeget, hogy növelje annak nyomását és hőmérsékletét.
2. expanziós szelep- termosztatikus expanziós szelep, amely élesen csökkenti a hűtőközeg nyomását.
3. Párologtató- hőcserélő, amelyben az alacsony hőmérsékletű hűtőközeg hőt vesz fel a környezetből.
4. Kondenzátor- hőcserélő, amelyben a már felforrósodott hűtőközeg kompresszió után hőt ad át a fűtőkör munkaközegének.

Ez a négy összetevő teszi lehetővé a hűtőberendezések számára a hideg, a hőszivattyúk pedig a hőtermelést. Annak érdekében, hogy megértsük, hogyan működnek a hőszivattyú egyes alkatrészei, és miért van rájuk szükség, javasoljuk, hogy nézzen meg egy videót a talajhőszivattyú működési elvéről.

VIDEÓ: A Ground-Water hőszivattyú működési elve

Hogyan működik a hőszivattyú

Most megpróbáljuk részletesen leírni a hőszivattyú működésének egyes szakaszait. Mint korábban említettük, a hőszivattyúk működése a termodinamikai cikluson alapul. Ez azt jelenti, hogy a hőszivattyú működése több cikluslépésből áll, amelyek egy bizonyos sorrendben újra és újra ismétlődnek.

A hőszivattyú működési ciklusa a következő négy szakaszra osztható:

1. Hőfelvétel a környezetből (hűtőközeg forrása).

Az elpárologtató (hőcserélő) fogadja a hűtőközeget, amely folyékony halmazállapotú és alacsony nyomású. Mint már tudjuk, alacsony hőmérsékleten a hűtőközeg felforr és elpárolog. A párolgási folyamat szükséges ahhoz, hogy az anyag hőt vegyen fel.

A termodinamika második főtétele szerint a hő a magas hőmérsékletű testről az alacsonyabb hőmérsékletű testre kerül át. A hőszivattyú működésének ebben a szakaszában a hőcserélőn áthaladó, alacsony hőmérsékletű hűtőközeg hőt vesz fel a korábban a kutakból felszálló hűtőközegből (sóoldatból), ahol elvonta a hőcserélőn lévő alacsony hőmérsékletű hőt. a talaj (földhőszivattyús Grunt-Water esetén).

Az a tény, hogy a talaj hőmérséklete a föld alatt az év bármely szakában + 7-8 ° С. Használat közben függőleges szondákat szerelnek fel, amelyeken keresztül sóoldat (hőhordozó) kering. A hűtőfolyadék feladata, hogy mélyszondákon keresztül keringés közben a lehető legnagyobb hőmérsékletre felmelegedjen.

Amikor a hűtőfolyadék hőt vett a talajból, belép a hőszivattyú hőcserélőjébe (elpárologtatóba), ahol „találkozik” az alacsonyabb hőmérsékletű hűtőközeggel. És a termodinamika második főtétele szerint hőátadás történik: a melegebb sóoldatból származó hő egy kevésbé melegített hűtőközegbe kerül.

Nagyon fontos pont: az anyag párolgása során hőfelvétel lehetséges Ezzel szemben a kondenzáció során hő szabadul fel. A hűtőközeg hűtőközegből történő felmelegedése során megváltoztatja fázisállapotát: a hűtőközeg folyékony halmazállapotból gáz halmazállapotúvá válik (a hűtőközeg felforrásának folyamata megy végbe, elpárolog).

Az elpárologtatón áthaladva a hűtőközeg gázhalmazállapotú. Ez már nem folyadék, hanem gáz, amely hőt vett fel a hűtőfolyadékból (sóoldat).

2. A hűtőközeg kompresszorral történő összenyomása.

A következő szakaszban a gáz halmazállapotú hűtőközeg belép a kompresszorba. Itt a kompresszor összenyomja a freont, amely a nyomás éles növekedése miatt egy bizonyos hőmérsékletre felmelegszik.

Hasonló módon működik a hagyományos háztartási hűtőszekrény kompresszora is. Az egyetlen jelentős különbség a hűtőkompresszor és a hőszivattyús kompresszor között a lényegesen alacsonyabb teljesítmény.

VIDEÓ: Hogyan működik egy kompresszoros hűtőszekrény

3. Hőátadás a fűtési rendszerbe (kondenzáció).

A kompresszorban való összenyomás után a magas hőmérsékletű hűtőközeg belép a kondenzátorba. Ebben az esetben a kondenzátor egyben hőcserélő is, amelyben a kondenzáció során a hűtőközegből a hő a fűtőkör munkaközegébe kerül (például víz a padlófűtési rendszerben vagy fűtőradiátorok).

A kondenzátorban a hűtőközeg a gázfázisból visszaváltozik a folyékony fázisba. Ezt a folyamatot hőkibocsátás kíséri, amelyet a ház fűtési rendszeréhez és a melegvízellátáshoz (HMV) használnak fel.

4. A hűtőközeg nyomásának csökkentése (tágulás).

Most a folyékony hűtőközeget fel kell készíteni a munkaciklus megismétléséhez. Ehhez a hűtőközeg áthalad a termosztatikus expanziós szelep (tágulási szelep) szűk nyílásán. Egy keskeny fojtószelep-nyíláson átnyomva a hűtőközeg kitágul, aminek következtében hőmérséklete és nyomása csökken.

Ez a folyamat összehasonlítható az aeroszol dobozból történő permetezésével. Permetezés után a doboz rövid időre lehűl. Vagyis az aeroszol nyomása erősen csökkent a kifelé nyomás miatt, a hőmérséklet is ennek megfelelően esik.

Most ismét olyan nyomás alatt van a hűtőközeg, amelyen fel tud forrni és elpárologni, ami szükséges ahhoz, hogy a hűtőközegből hőt vegyen fel.

A TRV (hőszabályozó szelep) feladata a freon nyomásának csökkentése a szűk lyukból való kilépésnél annak kitágításával. Most a freon készen áll a forralásra és a hő elnyelésére.

A ciklus ismétlődik mindaddig, amíg a fűtési és melegvíz-rendszer meg nem kapja a szükséges hőmennyiséget a hőszivattyútól.

Ma az egész civilizált világ az energiaforrások megtakarításáért küzd. Örökmozgót persze még senkinek nem sikerült megalkotnia, de gyakorlatilag állandó hőellátási forrást már találtak. Ez a mi környezetünk:

• légkör;
• a talaj;
• talajvíz;
• természetes tározók.

Már csak az a kérdés marad: hogyan lehet a külső környezetből hőt felhalmozni és belső szükségletekre irányítani?

Erre a célra egy egységet, például hőszivattyút használnak. Valójában a műszakilag képzett emberek közül sokan már ismerik – minden modern hűtő- vagy klímarendszerben megvalósítják.

Sőt, ebben az egységben a legközvetlenebb módon működik: fűtési üzemmódban külső légköri hőt halmoznak fel, átadva azt a belső hőátadó eszközöknek - szellőztetett radiátoroknak.

Azonnal meg kell jegyezni, hogy egy ilyen berendezéssel bármely elszigetelt helyiség fűtése akkor lesz hatékony, amikor a hőforrás hőmérséklete meghaladja az egy Celsius-fokot.

Ennek az egységnek a működési elve alapvető Carnot törvényére. Azon alapul az alacsony potenciálú hőenergia felhalmozódása a hűtőközeg által, majd annak a fogyasztóhoz való továbbítása.

1. Az alacsonyabb hőmérsékletű hűtőfolyadékot külső források melegítik- talaj, mélykutak, természetes tározók, miközben gáz halmazállapotú halmazállapotba kerül.
2. Kényszerített a kompresszor összenyomja, miközben még jobban felmelegszik, és ismét folyékony állapotba kerül, miközben a fűtőradiátorokban felhalmozott összes hőenergiát felszabadítja.
3. A ciklus megismétlődik- a folyékony hűtőközeg ismét belép a rendszer külső körébe, ahol elpárologva külső hőforrásokból származó hőenergiával töltődik fel.

Ebben az esetben csak a kompresszióhoz és a hűtőközeg-rendszerben keringetéshez szükséges villamos energia fogyasztódik el, vagyis a belső tér fűtése a leggazdaságosabb módon történik.

A hőszivattyúk típusai

A hőszivattyúknak három fő változata van:

• • • "víz - víz";
    • "talaj - víz";
    • "levegő-víz".

A "víz - víz" osztályú hőtermelők

Manapság a hőszivattyús egységeket széles körben használják Európa fejlett országaiban. Például, Hollandiában egész nyaralótelepeket fűtenek ezzel a hőcserélővel, mert rengeteg állandóan 32 Celsius fokos vízzel töltött geotermikus bánya található. És ez gyakorlatilag egy ingyenes hőforrás.

A hőtermelés hasonló változata
a berendezést "víz - víz"-nek nevezik. Ez a kategória magában foglal minden típusú hőrendszert folyékony közegek, mint hőenergia források.

Ezt a működési elvet általában a következőképpen hajtják végre:

• meleg víz a kútból kerül a külsőbe, majd egy másik kútba vagy egy közeli tározóba engedik.
• a radiátor egy nem fagyálló tartály aljára van felszerelve. Rozsdamentes vagy fém-műanyag csövekből készül. Ezenkívül a drága hűtőközeg - freon - megtakarítása érdekében gyakran használják a hűtőfolyadék közbenső köre "fagyállóval" töltve- fagyálló vagy glikololdat (fagyálló).

A víz-víz egységek költsége jelentősen eltér, és elsősorban a hőtermelő kapacitástól és a származási országtól függ.

Így, az orosz termelés legkisebb egysége termikus fejlesztésére képes 6 kW nagyságrendű teljesítmény, közel 2000 dollárba fog kerülni, és a 100 kW-nál nagyobb teljesítményű ipari kétkompresszoros berendezések csaknem harmincezer dollárba kerülnek USA.

Levegő-víz egységek

Ha a légkör vagy a napfény hőenergia-forrásaként használják A hőszivattyú levegő-víz osztálynak minősül. Ebben az esetben a külső hőcserélőre gyakran keringtető ventilátort szerelnek fel, amely emellett meleg külső levegőt fúj.

Az ilyen osztályba tartozó, orosz gyártmányú, 18 kilowattos légfűtő berendezés ára 5000 dollártól kezdődik, a japán Fujitsu cég tizenkét kilowattos berendezéséért pedig csaknem 9000 dollárt kell fizetnie a fogyasztónak.

"talaj - víz" felszerelési osztály

Van olyan változat is, amelyik használ hőenergia-forrás a talajban tárolt potenciál.
Kétféle ilyen szerkezet létezik: függőleges és vízszintes.

• függőleges— a hőkollektor elrendezése lineáris. Minden a rendszert függőleges árkokban helyezik el, amelyek mélysége 20…100 méter.
• Vízszintes- a külső kollektor elrendezése, általában fém-műanyag spirálisan tekercselt csövek kerülnek bele 2…4m vízszintes árkok. És ebben az esetben minél nagyobb a külső hűtőborda mélysége, annál jobban működik a "földről" történő fűtés.

A "talaj - víz" osztályú egységek ára a "víz - víz" osztály azonos kapacitású berendezéseihez hasonlítható és a márkától indul. kétezer amerikai dollár egy hat kilowattos szivattyúért.

A hőszivattyús fűtési rendszer előnyei és hátrányai

A hőszivattyúk pozitív tulajdonságai a következők:

Felülvizsgálat: Tavaly vásároltam egy monoblokkos levegő-víz hőszivattyút egy vidéki ház fűtésére. Persze drága, de remélem 10 év múlva megtérül. A szállító maga telepítette a szivattyút és csatlakoztatta a fűtési rendszerhez, gyakorlatilag minden működik az én részvételem nélkül. Elégedett a választással.

A hőszivattyú hátrányai a következők:

• Magas telepítési költség. A termikus berendezések normál működéséhez jelentős erőfeszítéseket kell tenni - hosszú árkok ásása, mély kutak fektetése, vagy gyakran jelentős távolságok leküzdése a legközelebbi tározóig.
• A rendszer minőségi megvalósításának szükségessége. A hűtőközeg vagy a közbenső hűtőközeg legkisebb szivárgása minden erőfeszítést meghiúsíthat. Ezért bármilyen változatos séma kialakításakor kizárólag képzett szakemberek munkáját kell igénybe venni, és a rendszer működése során ki kell küszöbölni a nyomáscsökkenés kockázatát.

DIY hőszivattyú. Összeszerelés és telepítés

Természetesen a kezdeti beruházás az otthoni fűtés e technológia szerinti megszervezéséhez nagyon magas. Ezért sok hétköznapi ember, aki érdeklődik e szupergazdaságos rendszer iránt, szeretne legalább egy kicsit megtakarítani azáltal, hogy saját maga építi fel.

Ehhez szüksége van:

• Vegyél kompresszort. A háztartási split klímarendszer bármely működőképes egysége megfelelő.
• építeni egy kondenzátort. A legegyszerűbb esetben ez lehet egy közönséges rozsdamentes acél tartály, melynek térfogata 100 liter. Félbe van vágva, egy kis átmérőjű rézcső tekercset szerelnek bele. A tekercs falvastagságának legalább egy milliméternek kell lennie. A tekercs lecsatolása után a tartályt vissza kell hegeszteni egy integrált szerkezetbe, a tömítettség feltételeit betartva.
• Szerelje össze az elpárologtatót. Lehet 60-80 literes műanyag edény is, amibe ¾ hüvelykes cső van beépítve.
• A talajban található külső kontúr megszervezéséhez jobb, ha modern- sokkal tartósabbak, mint a klasszikus fémek, és a beépítésük is sokkal megbízhatóbb és gyorsabb.

Csak meghívni kell a hűtőberendezések mesterét, hogy speciális berendezésekkel minőségileg lezárja a rendszer összes csatlakozását, és feltöltse freonnal.

Tekintse meg a Daikin Altherma hőszivattyú telepítési videóját:

Ezzel befejeződik a hőtermelő berendezés telepítése. Minden előnyét élvezheti, amelyek közül a fő az energiaforrás - jelentős hőtermelő kapacitású villamos energia - alacsony fogyasztása.

Ma az úgynevezett magánszektor fűtésének témája rendkívül aktuális. A gyakorlat azt mutatja, hogy ott nincs mindig gázvezeték, ezért az emberek kénytelenek alternatív hőforrásokat keresni. Ebben a cikkben beszéljünk arról, hogy mi az a földi geotermikus hőszivattyú, vagy ahogy a mindennapi életben nevezik, a hőszivattyú. Ennek az egységnek a működési elve nem mindenki számára ismert, csakúgy, mint a kialakítása. Ezekkel a pillanatokkal megpróbáljuk kitalálni.

Mit kell tudnod?

Azt mondhatjuk, hogy mivel a hőszivattyúk olyan hatékonyak, miért olyan ritkák. Mindez a felszerelés és a telepítés magas költségeiről szól. Emiatt sokan elutasítják ezt a megoldást, és mondjuk az elektromos vagy széntüzelésű kazánokat választják. Ennek ellenére ezt a lehetőséget nem szabad elvetni számos okból, amelyeket ebben a cikkben mindenképpen megvitatunk. A hőszivattyúk telepítés után nagyon gazdaságossá válnak, mivel a talaj energiáját használják fel. A geotermikus szivattyú 3 az 1-ben. Nemcsak fűtőbojlert és melegvíz-rendszert, hanem klímaberendezést is egyesít. Nézzük meg közelebbről ezt a berendezést, és vegyük figyelembe minden erősségét és gyengeségét.

Az egység működési elve

A fűtésre szolgáló hőszivattyú működési elve a hőenergia potenciálkülönbségének felhasználása. Éppen ezért az ilyen berendezések bármilyen környezetben használhatók. A lényeg az, hogy a hőmérséklete legalább 1 Celsius-fok legyen.

Van egy hűtőfolyadékunk, ami a csővezetéken mozog, ahol tulajdonképpen 2-5 fokkal felmelegszik. Ezt követően a hűtőfolyadék belép a hőcserélőbe (belső kör), ahol leadja az összegyűjtött energiát. Ekkor a külső körben alacsony forráspontú hűtőközeg van. Ennek megfelelően gázzá alakul. A kompresszorba belépve a gáz összenyomódik, aminek következtében a hőmérséklete még magasabb lesz. Ezután a gáz a kondenzátorba kerül, ahol hőt veszít, és a fűtési rendszernek adja át. A hűtőközeg folyékony lesz, és visszafolyik a külső körbe.

Röviden a hőszivattyúk típusairól

Napjainkban számos népszerű geotermikus szivattyú kialakítás ismert. De mindenesetre a működési elvük összehasonlítható a hűtőberendezések működésével. Éppen ezért a szivattyú típustól függetlenül nyáron klímaberendezésként is használható. Tehát a hőszivattyúkat aszerint osztályozzák, hogy honnan nyerhetnek hőt:

• a földről;
• Egy tározóból;
• A levegőből.

Az első típus a legelőnyösebb a hideg régiókban. A helyzet az, hogy a levegő hőmérséklete gyakran -20-ra és az alá csökken (például az Orosz Föderációban), de a talaj fagyásának mélysége általában jelentéktelen. Ami a tározókat illeti, nincsenek mindenhol, és nem is nagyon tanácsos használni őket. Mindenesetre érdemesebb otthoni fűtésre talajhőszivattyút választani. Kicsit átgondoltuk az egység működési elvét, így haladunk tovább.

"Talaj-víz": hogyan lehet a legjobban elhelyezni?

A legmegfelelőbbnek és legracionálisabbnak a talajból történő hő beszerzését tartják. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy 5 méteres mélységben gyakorlatilag nincs hőmérséklet-ingadozás. Hőhordozóként speciális folyadékot használnak. Ezt sóoldatnak hívják. Teljesen környezetbarát.

Ami az elhelyezési módot illeti, azaz vízszintes és függőleges. Az első típusra jellemző, hogy a külső kontúrt képviselő műanyag csöveket vízszintesen fektetik le a területre. Ez nagyon problémás, mivel a fektetési munkákat 25-50 négyzetméteres területen kell elvégezni. Függőleges elrendezés esetén 50-150 méter mélységű függőleges kutakat fúrnak. Minél mélyebbre helyezik a szondákat, annál hatékonyabban fog működni a geotermikus hőszivattyú. Már átgondoltuk a működési elvet, most pedig beszéljünk a fontos részletekről.

"Víz-víz" hőszivattyú: a működés elve

Ezenkívül ne dobja el azonnal a víz mozgási energiájának felhasználásának lehetőségét. A helyzet az, hogy nagy mélységben a hőmérséklet meglehetősen magas marad, és kis tartományokban változik, ha egyáltalán változik. Többféleképpen járhatsz és használhatod:

• Nyílt víztestek, például folyók és tavak.
• Talajvíz (kút, kút).
• Szennyvíz ipari körfolyamatok (fordított vízellátás).

Gazdasági és műszaki szempontból a legegyszerűbb a geotermikus szivattyút nyitott tározóban felállítani. Ugyanakkor a "talaj-víz" és a "víz-víz" szivattyúk között nincs jelentős tervezési különbség. Ez utóbbi esetben a nyitott tartályba merített csöveket rakományokkal látják el. A talajvíz felhasználását tekintve a tervezés és a beépítés bonyolultabb. A vízelvezetéshez külön kutat kell kijelölni.

A levegő-víz hőszivattyú működési elve

Ez a fajta szivattyú több okból is az egyik legkevésbé hatékony. Először is, a hideg évszakban a légtömegek hőmérséklete jelentősen csökken. Ez végső soron a szivattyú teljesítményének csökkenéséhez vezet. Lehet, hogy nem bírja egy nagy ház fűtését. Másodszor, a tervezés bonyolultabb és kevésbé megbízható. A telepítési és karbantartási költségek azonban jelentősen csökkennek. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy nincs szüksége tározóra, kútra, és nem kell árkot ásnia a csövek számára egy nyaralóban.

A rendszert egy épület tetején vagy egy másikban helyezik el alkalmas hely. Érdemes megjegyezni, hogy ennek a kialakításnak van egy jelentős előnye. Ez abból áll, hogy a kipufogógázokat, a helyiséget elhagyó levegőt ismét felhasználják. Ez kompenzálhatja a berendezés elégtelen teljesítményét télen.

Levegő-levegő szivattyúk és így tovább

Az ilyen telepítések még ritkábbak, mint a „levegő-víz”, aminek számos oka van. Ahogy azt sejteni lehetett, nálunk a levegőt használjuk hőhordozóként, amit a környezetből érkező melegebb légtömeg melegít fel. Egy ilyen rendszernek számos hátránya van, az alacsony teljesítménytől a magas költségekig.A levegő-levegő hőszivattyú, aminek az elvét ismeri, csak meleg vidékeken jó.

Van még erősségeit. Először is, a hűtőfolyadék alacsony költsége. Valószínűleg nem fog légvezeték-szivárgási problémával találkozni. Másodszor, egy ilyen megoldás hatékonysága rendkívül magas a tavaszi-őszi időszakban. Télen nem célszerű levegős hőszivattyút használni, aminek a működési elvét figyelembe vettük.

Házi készítésű hőszivattyú

Az elvégzett vizsgálatok kimutatták, hogy a berendezés megtérülési ideje közvetlenül függ a fűtött területtől. Ha egy 400 négyzetméteres házról beszélünk, akkor ez körülbelül 2-2,5 év. De azok számára, akiknek kisebb a lakóterülete, teljesen lehetséges házi készítésű szivattyúk használata. Úgy tűnhet, hogy az ilyen berendezések elkészítése nehéz, de valójában ez némileg más. Elég megvásárolni a szükséges alkatrészeket, és folytathatja a telepítést.

Az első lépés a kompresszor vásárlása. Elviheted a klímán lévőt. Ugyanígy szerelje fel az épület falára. Ezenkívül szükség van egy kondenzátorra. Megépítheti saját maga, vagy megvásárolhatja. Ha az első módszert választja, akkor legalább 1 mm vastag réztekercsre lesz szüksége, amelyet a tokba helyeznek. Megfelelő méretű tartály lehet. A beszerelés után a tartályt hegesztik, és elkészítik a szükséges menetes csatlakozásokat.

A munka utolsó része

Mindenesetre a végső szakaszban szakembert kell felvennie. Pontosan hozzáértő ember el kell végeznie a rézcsövek forrasztását, a freon befecskendezését, valamint a kompresszor első indítását. A teljes szerkezet összeszerelése után csatlakozik a belső fűtési rendszerhez. A kültéri kört utoljára telepítik, jellemzői a használt hőszivattyú típusától függenek.

Ne tévesszen szem elől egy olyan fontos pontot, mint az elavult vagy sérült vezetékek cseréje a házban. A szakértők legalább 40 amper kapacitású mérő felszerelését javasolják, aminek elegendőnek kell lennie a hőszivattyú működtetéséhez. Érdemes megjegyezni, hogy bizonyos esetekben az ilyen berendezések nem váltják be az elvárásokat. Ennek oka különösen a pontatlan termodinamikai számítások. Annak elkerülése érdekében, hogy sok pénzt költsön fűtésre, és télen széntüzelésű kazánt kellett telepítenie, forduljon megbízható szervezetekhez pozitív értékelésekkel.

Első a biztonság és a fenntarthatóság

A cikkben ismertetett szivattyúkkal való fűtés az egyik legkörnyezetbarátabb módszer. Ez elsősorban a légkörbe kerülő szén-dioxid-kibocsátás csökkentésének, valamint a nem megújuló energiaforrások megőrzésének köszönhető. Nálunk egyébként megújuló erőforrásokat használnak, így nem kell félni attól, hogy hirtelen vége szakad a hőségnek. Az alacsony hőmérsékleten forrásban lévő anyag használatának köszönhetően lehetővé vált egy fordított termodinamikai ciklus megvalósítása, és alacsonyabb energiaköltséggel elegendő hő juttatása a házba. Ami a tűzbiztonságot illeti, itt minden világos. Nincs lehetőség gáz- vagy fűtőolaj-szivárgásra, robbanásra, nincs veszélyes hely az éghető anyagok tárolására és még sok más. Ebből a szempontból a hőszivattyúk nagyon jók.

Következtetés

Most már teljesen tisztában van azzal, hogy mi az a hőszivattyú, és mi lehet az (működési elv). Egy ilyen egységet saját kezűleg is készíthet, és bizonyos esetekben még szükséges is. Ebben az esetben megtakaríthatja a berendezések vásárlására fordított pénzeszközök körülbelül 30% -át. De ismét a szerelési munkákat lehetőleg szakember végezze, ugyanez vonatkozik a folyamatban lévő számításokra is.

Akár tetszik, akár nem, ma még meglehetősen drága fűtési mód, hosszú megtérülési idővel. A legtöbb esetben sokkal könnyebb szénnel vagy fával gázt vagy hőt vezetni. Ennek ellenére a nagy vidéki házak számára ez egy nagyon ígéretes fűtési mód. Ha a berendezések hatékonyságáról beszélünk, kiderül, hogy 1 kW elköltött energiához körülbelül 5-7 kW hőt kapunk. Hűtés szempontjából ez 2-2,5 kW teljesítményen, ami szintén nagyon jó. Érdemes megjegyezni a szivattyú zajtalanságát is. Ebben a témában elvileg ennyit lehet mondani.

Hő pumpa- olyan mechanikus eszköz, amely lehetővé teszi a hő átvitelét egy alacsony potenciális hőenergiájú (alacsony hőmérsékletű) erőforrásból egy emelt hőmérsékletű fűtési rendszerbe (hőhordozó). Próbáljuk meg ezt egy érthetőbb nyelven elmagyarázni.

Elmúltak már azok az idők, amikor az ember kandallóban vagy kályhában fával fűtötte otthonát. Cserélték a multifunkcionális hosszú égésű kazánokat. Azokban a régiókban, ahol fő gáz áll rendelkezésre fűtésre, hatékony gázberendezést használnak. A gázvezetékek számára nem hozzáférhető helyeken egyre aktívabban használják.

Az emberiség megérti, hogy a nem megújuló energiaforrások elégetése nem ígéretes üzlet, az erőforrások fokozatosan kimerülnek. A tudósok soha nem hagyják abba a keresést a hőenergia kinyerésének új módjaiés korszerű mechanizmusokat dolgozzon ki a feladatok végrehajtására.

Az egyik ilyen projektben hőszivattyút terveztek. Valóban, mint a legtöbb hőegységeket generál, a hőszivattyú működése nem lehetséges elektromos energia nélkül. Komoly különbség, hogy az áram nem vesz részt például egy fűtőelem fűtésében, mint az olajradiátorban, és nem zárja el a spirált a hőlégfúvóban. A hőszivattyúban nincsenek fűtőelemek, nem termel hőenergiát, a hőszivattyú csak hordozóként szolgál a környezetből a fogyasztóhoz (hűtőfolyadék).

A hőszivattyú által elfogyasztott villamos energia csak a hűtőközeg összenyomására és keringetésére fordítódik. A hűtőközeg szükség szerint működik munkakörnyezet, ő szállítja a hőt a környezetből a fűtési rendszerbe és a melegvíz-ellátó rendszerbe. Ez az áttekintés segít nekünk, hogyan válasszunk hőszivattyút, működési elvét, valamint megismerjük az ilyen berendezések előnyeit és hátrányait.

Hőszivattyú fűtéshez

A magánház hagyományos fűtése továbbra is előnyös, ha bőséges az olcsó erőforrás. A kérdés az, hogy mi a teendő, ha az olcsó források elérhetősége korlátozott? Alternatív megoldás a hőszivattyú – az Európai Unióban szerzett több mint 40 éves tapasztalat azt mutatja, hogy ez nagyon hatékony lehet.

Az Orosz Föderációban a hőszivattyú nem kapott megfelelő elosztást. Ennek oka két tényező. Először is rengeteg olaj, gáz, faanyag van. Másodszor, a magas ár és a népszerűsítés hiánya akadályozza meg. A hőszivattyúkról nagyon szűkösek az információk, működésük elve nem egyértelmű, előnyeiről sem.

Az Európai Unióban olyan magasak az elégetett tüzelőanyag árai, hogy a geotermikus fűtési rendszer működése előnyt mutat. Például a háztartások 95%-a Svédország és Norvégia használjahőszivattyúk, mint fő fűtési források. A Nemzetközi Energia Ügynökség előrejelzése szerint 2020-ra a hőszivattyúk kezdik majd biztosítani a fűtési energiaigény 10%-át a Gazdasági Együttműködési és Fejlesztési Szervezet országaiban, és 2050-re ez az arány eléri a 30%-ot.

Hőszivattyú fűtéshez - működési elv

Egy iskolai fizikakurzusból, a termodinamika második főtételére emlékeztetve, bizonyosan ismert, hogy a forró test hője mindenféle mechanizmus nélkül átkerül a hidegbe. A trükk az, hogy hogyan lehet hőt átadni az ellenkező irányba? Ehhez számos olyan intézkedésre van szükségünk, amelyek biztosítják az eredményt.

A hőszivattyú ezekben a műveletekben segít bennünket. A hőszivattyú működéséhez szükséges villamos energia költsége arányosan függ a folyamatban részt vevő közegek közötti hőmérséklet-különbségtől.

Megérintetted már a hűtőszekrény hátulján lévő fekete rácsot? Bárki megbizonyosodhat arról, hogy a hátsó fal nagyon meleg. A lézerpirométert a fekete rácsra irányítva látható, hogy felületi hőmérséklete körülbelül 40°C. Ily módon a hűtőberendezések mérnökei a fagyasztó belsejéből származó szükségtelen hőt hasznosítják.

Ismeretes, hogy a múlt század negyvenes éveinek végén Robert Weber feltaláló felhívta a figyelmet a levegő hűtőradiátorral való haszontalan melegítésére. A feltaláló gondolta és rákötött egy közvetett fűtőkazánt. Ennek eredményeként Robert ellátta a háztartást forró víz a szükséges mennyiségben. Ekkor gondolkodott el a lelkes ember, hogyan lehetne „kifordítani” a hűtőszekrényt, és a hűtőberendezést fűtőberendezéssé alakítani. El kell ismerni, megcsinálta.

Hogyan működik a hőszivattyú?

A hőszivattyú működési elve azon a tényen alapul, hogy a föld alatt az év bármely szakában a fagypont alá süllyedve nulla feletti hőmérsékletbe botlunk. Kiderült, hogy a nem fagyott talajréteg közvetlenül a lábunk alatt van. De mi van, ha a fagyasztó hátsó falaként használod?

A hűtőberendezések működési elvét alkalmazva, a föld alatti hőnek az otthoni térbe történő átviteléhez egy csőrendszert használnak, amelyen keresztül a hűtőközeget keringtetik. A freon freonok a föld alatti hő hatására felmelegednek, és elkezdenek elpárologni. A kinti hideg levegő lehűti, amitől a freon lecsapódik.

A hőt váltakozó párolgási és fűtési ciklussal felmelegítve a hőszivattyú keringeti a hűtőközeget. A kompresszor nyomást hoz létre, és arra kényszeríti a freont, hogy két hőcserélő csövein keresztül mozogjon.

Az első hőcserélőben a freon alacsony nyomáson elpárolog, amely során a közvetlen környezet atmoszférájából hő nyelődik el. Ugyanezt a hűtőközeget ezután egy kompresszor összenyomja magas nyomásúés átmegy a második tekercsbe, ahol lecsapódik. Ezután felszabadítja a ciklusban korábban felvett hőt.

A folyamatban a fellépő kompresszor játssza a főszerepet. A nyomás növelésével a freon lecsapódik, és több hőt bocsát ki, mint amennyit a meleg földből kapott. Így a + 7°C talaj pozitív értékek éskényelmes otthoni körülményekké alakul át + 24°С.

A fűtéshez hőszivattyút használva magas hatásfokot érünk el.

Szeretném megjegyezni, hogy az egész szerkezet nem igényel dedikált elektromos vezetéket. Az energiafogyasztás egy háztartási elektromos vízforraló energiafogyasztásához hasonlítható. A trükk az, hogy a hőszivattyú négyszer több hőenergiát „termel”, mint amennyi áramot fogyaszt. Legfeljebb 3 kW-ot költenek egy 300 m2-es ház fűtésére, súlyos - 30 ° C-os fagyban.

A geotermikus szivattyú tulajdonosának azonban kezdetben jelentősen ki kell fizetnie. A csatlakoztatáshoz szükséges felszerelések és anyagok ára legalább 4500 USD. Ha hozzáadjuk a telepítési munkákat és a fúrást, ugyanannyit, kiderül, hogy a legegyszerűbb rendszer 10 ezer dollárba kerül.

Nyilvánvaló, hogy egy nagyságrenddel olcsóbb lesz. De havonta fizet 1 kW/10 m2 sebességgelúgyis muszáj lesz. Így kiderül, hogy 300 négyzetméterre. méternyi ház 30 kW-ot vesz igénybe - 10-szer többet, mint amennyit hőszivattyúra költenek.

A gázkazánnal történő gázfűtésre vonatkozó számítások megközelítőleg ugyanazt a számsort adják - 2000 rubelt havonta, ami összehasonlítható a hőszivattyú működésével. Sajnos nem mindenki él elgázosodott területen.

A hőszivattyúnak vitathatatlan előnye van. Az ilyen „fordított fagyasztó” nyáron „kifelé fordítható”, és enyhe kézmozdulattal - a hőszivattyú légkondicionálóvá alakul. Az utcán forró napokon + 30 ° C, és a hűvösség uralkodik a börtönben. Hűtőfolyadékkal töltött csövek segítségével a szivattyú a föld alatti hideget továbbítja a lakásba. Továbbá a ventilátor be van kapcsolva, így gazdaságos hűtőrendszert kapunk.

Az üzemeltetési gyakorlat 3-7 év közötti megtérülési időt jelez. A skandináv országok már régóta számítják a profitot, és ezzel a módszerrel fűtenek. Feltűnő példa erre a stockholmi óriási hőszivattyú, a geotermikus berendezés. Télen a hőenergia, nyáron a hűvösség forrása a Balti-tenger vize. A „Fizessen most, spóroljon később” szlogen a hőszivattyúra vonatkozik! A megtakarítások egyre nagyobbak, aminek oka az energiahordozók drágulása.

Hő pumpa. Az igazság a hatékonyságáról.

Sajnos ma már nem minden olyan rózsás a hatékonysággal. A fogyasztót kínzó egyik fő kérdés továbbra is fennáll: vegyen-e vagy ne vegyen hőszivattyút. Tanácsunk, gondosan mérlegelje az előnyöket és hátrányokat, valószínűleg olcsóbb lesz a hagyományos vásárlás lehetősége a működési eredmények szerint, és könnyebb a telepítés.

Ha a hőszivattyút a jövő koncepciójának, a hőtermelés új ötletének tekintjük, akkor a mérnöki ötlet mindenképpen tiszteletet érdemel. A geotermikus berendezések működnek, kézzel is megtapintható, évről évre hatékonyabbá válik. Ha azonban kiszámoljuk, hogy mennyi pénzt költünk az üzemeltetésére, hozzáadjuk a kezdeti beszerzési és beszerelési költségeket, akkor nagy valószínűséggel olyan összeget kapunk, amely azt mutatja, hogy sokkal több pénzt költünk rá, mint bármely más típusú hőtermelő berendezésre.

Hőszivattyút tekintve mint gazdasági rendszer Ha 100 rubelt költ a munkájára, 300 rubelért kap hőenergiát, ne felejtse el, hogy sok pénzt fizetett a 200 rubel többletnyereség megszerzésének jogáért. Egyébként ugyanabban az Európai Unióban a hőszivattyúk értékesítését kormányzati programok támogatják.

Így Finnországban évente több mint 60 ezer hőszivattyút adnak el, és az eladások száma 5%-kal nő. De először is, az ilyen berendezések használatának gazdasági hatása magasabb a drága villamos energia miatt. Az áram költsége Finnországban 35 eurócent, Oroszországgal összehasonlítva 7 eurócent. Másodszor, a támogatási program 3000 EURO összegű hőszivattyú vásárlási költségtérítést irányoz elő.

Amíg a gáz- és villanyárak alacsonyak, a hőszivattyú fő versenytársként való bevezetése továbbra is nehéz feladat. A tömeges fogyasztás csak akkor válik lehetségessé, ha a szénhidrogén-termelés válsága vagy a villamosenergia-termelés válsága következik be.

Hogyan válasszuk ki a megfelelő hőszivattyút

Első fázis.

Az otthoni fűtéshez szükséges hőmennyiség kiszámítása. A ház fűtési rendszerébe tartozó hőszivattyú (HP) kiválasztásához fontos a hőigény kiszámítása. A pontos számítás segít elkerülni a szükségtelen költségtúllépéseket, mivel ez szükségtelen költségekhez vezet.

Második fázis.

Melyik hőforrást válassza a hőszivattyúhoz. Ez a döntés számos összetevőtől függ, a főbbek a következők:

• pénzügyi összetevő. Ez magában foglalja magának a berendezésnek a közvetlen költségét, valamint a geotermikus szonda felszerelését vagy a föld alatti termikus kör lefektetését. Ez magától a helyszín elhelyezkedésétől, valamint a közvetlen környezettől (tározók, épületek, kommunikáció) és a geológiától függ.

• működési komponens. A költségek túlnyomó részét a hőszivattyú üzemeltetése teszi ki. Ez az érték az épület fűtési módjától és a kiválasztott hőforrástól függ.

Harmadik szakasz.

A hőszivattyú kiválasztásának kezdeti adatainak elemzése:

1. A javasolt rendszer költségvetése.
2. Fűtési rendszer: radiátorok, légfűtés, padlófűtés.
3. A telek területe, amely hőkollektor lefektetésére fordítható.
4. Lehet-e fúrni a helyszínen.
5. A telephely geológiája a geotermikus szonda mélységének meghatározásához, ha ilyen döntés születik.
6. Légkondicionálás szükséges nyáron.
7. Légfűtés van, vagy tervezik a jövőben.
8. A HP beszerzésének és telepítésének tőkeköltsége minden munkával együtt (hozzávetőleges kezdeti becslés).

Vegyünk mindent sorra

A javasolt rendszer költségvetése

Amikor fűtési rendszert hoz létre egy HP-n, lehetőség van levegő-víz kör beépítésére. A tőkebefektetés minimális lesz, mivel nincs szükség drága földmunkákra. Ennek a fűtési rendszernek a működési szakaszában azonban az alacsony hatékonyság miatt magas költségek lesznek.

Ha jelentősen csökkenteni szeretné az üzemeltetési költségeket, akkor a geotermikus szivattyú telepítése megfelel Önnek. Igaz, a termikus kör lefektetéséhez földmunkákat kell végezni. Ezenkívül ez a rendszer lehetővé teszi, hogy "passzív" hideget kapjon.

Fűtési rendszer: radiátorok, légfűtés, padlófűtés

A HP rendszer hatékonyságának növelése érdekében kívánatos a fűtött közeg hőmérséklete és a hőforrás hőmérséklete közötti különbség csökkentése.
Ha még nem választott fűtési rendszert, akkor ajánlott olyan padlófűtést választani, amely lehetővé teszi a hőszivattyús rendszer hatékonyabb használatát.

A telek területe, amely hőgyűjtő lefektetésére fordítható

A kollektor telepítési helyének területe kritikus abban az esetben, ha a fúrás és a geotermikus szonda felszerelése lehetetlen. Ezután a kollektort vízszintesen kell elhelyezni, és ehhez körülbelül kétszer több hely kell, mint a fűtött ház területe. Ugyanakkor figyelembe kell venni, hogy ez a terület nem építhető be, hanem csak pázsit vagy pázsit formájában, hogy ne akadályozza a napfény áramlását.

Lehet-e fúrni a helyszínen

Ha a helyszínen van lehetőség fúrásra (jó geológia, megközelíthetőség, földalatti közművek hiánya), a legjobb megoldás egy geotermikus szonda telepítése. Stabil és hosszú távú hőforrást biztosít.

A helyszín geológiája a geotermikus szonda mélységének meghatározásához, ha ilyen döntés születik

A teljes fúrási mélység kiszámítása után tanulmányozni kell a helyszínrajzot, és meg kell határozni, hogyan biztosítható a fúrási mélység. A gyakorlatban egy kút mélysége általában nem haladja meg a 150 m-t.

Ezért, ha például a becsült fúrási mélység 360 m, akkor a helyszín adottságai alapján 4 db 90 m-es, vagy 3 db 120 m-es, vagy 6 db 60 m-es kútra osztható. Figyelembe kell venni, hogy a legközelebbi kutak távolsága nem lehet kevesebb 6 m-nél.
A fúrás költsége egyenesen arányos a fúrás mélységével.

Légkondicionálás szükséges nyáron

Ha nyáron klíma szükséges, akkor kézenfekvő a víz-víz vagy talaj-víz hőszivattyú választása, más hőszivattyúk nem állnak készen a klímafunkciók hatékony és gazdaságos ellátására.

Van-e légfűtés, vagy tervezik a jövőben

Lehetőség van a HP-t egyetlen légfűtési rendszerbe integrálni. Ez a megoldás egységesíti a mérnöki hálózatokat.

Hőszivattyú beszerzésének és beszerelésének tőkeköltsége minden munkával együtt

A beszerzési és telepítési beruházási költségek* hozzávetőleges kezdeti becslése a hőszivattyú típusától függ:

HP földalatti kollektorral:

Működik - 2500 $
Működési költségek - 350 USD/év

HP szondával:
Felszerelés és anyagok - 4500 $
Működik - 4500 $
Működési költségek - 320 $ / év

Air HP:
Felszerelés és anyagok - 6500 dollár
Működik - 400 dollár
Működési költségek - 480 $ / év

HP "víz-víz":
Felszerelés és anyagok - 4500 $
Működik - 3500 $
Működési költségek - 280 $ / év

* - hozzávetőleges, átlagos piaci árak. A végső költség függ a kiválasztott berendezés gyártójától, az elvégzett munka régiójától, a fúrás költségétől és a helyszíni körülményektől stb. A költségvetési osztály feljegyzése

Negyedik szakasz. Munkafajták

Egyetlen. A hőszivattyú az egyetlen hőforrás, amely a hőigény 100%-át biztosítja. 55 °C-nál nem magasabb üzemi hőmérsékleten működik.
Párosítva. A HP és a kazán együtt működik, ami lehetővé teszi, hogy a kazán magasabb üzemi hőmérsékletet érjen el.

Monoenergetikus. A HP és az elektromos kazán egyetlen külső energiaforrással működő energiarendszert alkotnak. Ez lehetővé teszi az energiafogyasztás zökkenőmentes szabályozását, de növeli a bevezető gép terhelését.

Hőszivattyú kiválasztása

Az összes kiindulási adat összegyűjtése és a főbb műszaki megoldások kidolgozása után lehetőség nyílik a megfelelő HP típus kiválasztására. A konfiguráció és a berendezés szállítójának kiválasztása az Ön pénzügyi lehetőségeitől függ. A legfontosabb dolog az, hogy a kívánt rendszer teljes megértésével közelítse meg a rendszer kiválasztását. Segítünk a kényelmes fűtési rendszer kiválasztásában és kivitelezésében. Minden árnyalatot figyelembe tud venni: a klímaszabályozási funkciótól a hőelosztásig a ház zónáiban.

Következtetés

Ha egy környezetbarát, hőszivattyús fűtési rendszert választott, bízhat a jövőben. Teljes függetlenséget kap a hőszolgáltató szervezetektől, az olaj világpiaci árától és az ország politikai helyzetétől. Az egyetlen dolog, amire szüksége van, az az elektromosság. De idővel a villamosenergia-termelést egy szélmalom segítségével abszolút autonómiára lehet vinni.

A hőszivattyú egy univerzális eszköz, amely funkcionálisan egyesíti a légkondicionáló, a vízmelegítő és a fűtőbojler jellemzőit. Ez a készülék nem használ hagyományos tüzelőanyagot, működése megújuló forrásokat igényel a környezetből - levegő, talaj, víz energiáját.

Ezért a hőszivattyú ma a legköltséghatékonyabb egység, hiszen működése nem függ a tüzelőanyag költségétől, hanem környezetbarát is, hiszen a hőforrás nem elektromos áram vagy égéstermék, hanem természetes hőforrás.

Ahhoz, hogy jobban megértsük, hogyan működik a hőszivattyú egy ház fűtésére, érdemes megjegyezni a hűtőszekrény működési elvét. Itt a munkaanyag elpárolog, és hideget bocsát ki. A szivattyúban pedig éppen ellenkezőleg, lecsapódik és hőt termel.

Hogyan működik a hőszivattyú

A rendszer teljes folyamatát a feltalálóról elnevezett Carnot-ciklus formájában mutatjuk be. A következőképpen írható le. A hűtőfolyadék áthalad a munkakörön - levegő, talaj, víz, ezek kombinációi , ahonnan az 1. hőcserélőbe – a párologtató kamrába – kerül. Itt adja át a felhalmozott hőt a szivattyú belső körében keringő hűtőközegnek.

A ház fűtésére szolgáló hőszivattyú működési elve

A folyékony hűtőközeg az elpárologtató kamrába kerül, ahol alacsony nyomás és hőmérséklet (5 0 C) gáz halmazállapotúvá alakítja. A következő szakasz a gáz átmenete a kompresszorba és annak összenyomása. Ennek eredményeként a gáz hőmérséklete meredeken emelkedik, a gáz átjut a kondenzátorba, ahol hőt cserél a fűtési rendszerrel. A lehűlt gáz folyadékká alakul, és a ciklus megismétlődik.

A hőszivattyúk előnyei és hátrányai

A ház fűtésére szolgáló hőszivattyúk működése speciálisan telepített hőmérséklet-szabályozókkal szabályozható. A szivattyú automatikusan bekapcsol, ha a közeg hőmérséklete a beállított érték alá esik, és kikapcsol, ha a hőmérséklet meghaladja a beállított értéket. Így a készülék állandó hőmérsékletet tart fenn a helyiségben – ez az eszközök egyik előnye.

A készülék előnye a hatékonysága - a szivattyú kis mennyiségű áramot fogyaszt és környezetbarát, vagy abszolút környezetbiztonság. A készülék fő előnyei:

• Megbízhatóság. Az élettartam meghaladja a 15 évet, a rendszer minden része nagy munkaerőforrással rendelkezik, a túlfeszültség nem károsítja a rendszert.
• Biztonság. Nincs korom, nincs kipufogógáz, nincs nyílt láng, nincs gázszivárgás.
• Kényelem. A szivattyú működése csendes, klímaszabályozás és automata rendszer, melynek működése az időjárási viszonyoktól függ, segíti a hangulatot és a komfortot a házban.
• Rugalmasság. A készülék modern stílusos kialakítású, bármilyen otthoni fűtési rendszerrel kombinálható.
• Sokoldalúság. Magán-, polgári építkezésekben használják. Mert széles teljesítménytartománya van. Ennek köszönhetően bármilyen méretű helyiséget tud melegíteni - a kis háztól a nyaralókig.

A szivattyú összetett szerkezete meghatározza fő hátrányát - a berendezések és a telepítés magas költségét. A készülék telepítéséhez nagy mennyiségű földmunkát kell végezni.

Hőszivattyúk - osztályozás

A ház fűtésére szolgáló hőszivattyú működése széles hőmérsékleti tartományban lehetséges - -30 és +35 Celsius fok között. A leggyakoribb eszközök az abszorpció (a hőforráson keresztül adják át a hőt) és a kompresszió (a munkafolyadék keringése az elektromosság miatt történik). A leggazdaságosabb abszorpciós eszközök azonban drágábbak és összetett felépítésűek.

A szivattyúk osztályozása hőforrás típusa szerint:

1. Geotermikus. Hőt vesznek fel vízből vagy földből.
2. Levegő. Hőt vesznek fel a levegőből.
3. másodlagos hő. Felveszik az úgynevezett termelési hőt - amely a termelésben, a fűtés során és más ipari folyamatokban keletkezik.

A hőhordozó lehet:

• Mesterséges vagy természetes tározóból származó víz, talajvíz.
• Alapozás.
• Légtömegek.
• A fenti médiumok kombinációi.

Geotermikus szivattyú - tervezési és működési alapelvek

A ház fűtésére szolgáló geotermikus szivattyú a talaj hőjét használja fel, amelyet függőleges szondákkal vagy vízszintes kollektorral választ ki. A szondákat legfeljebb 70 méteres mélységben helyezik el, a szonda kis távolságra van a felszíntől. Ez a fajta készülék a leghatékonyabb, mivel a hőforrás egész évben meglehetősen magas állandó hőmérsékletű. Ezért kevesebb energiát kell költeni a hőszállításra.

Az ilyen berendezések telepítése költséges. A kutak fúrásának magas költsége. Ezenkívül a kollektor számára kijelölt területnek többszörösen nagyobbnak kell lennie, mint a fűtött ház vagy nyaraló területe. Fontos megjegyezni: a föld, ahol a gyűjtő található, nem használható zöldség- vagy gyümölcsfák ültetésére - a növények gyökerei túlhűlnek.

Víz felhasználása hőforrásként

A tó nagy mennyiségű hő forrása. A szivattyúhoz 3 méter mélységű, nem fagyos tározókat vagy magas szinten talajvizet használhat. A rendszer a következőképpen valósítható meg: a hőcserélő csövet 1 lineáris méterenként 5 kg-os terheléssel le lehet fektetni a tartály aljára. A cső hossza a ház felvételétől függ. 100 nm-es helyiséghez a cső optimális hossza 300 méter.

Felszín alatti víz felhasználása esetén két egymás után elhelyezkedő kutat szükséges a talajvíz irányába fúrni. Az első kútba egy szivattyút helyeznek el, amely vizet szolgáltat a hőcserélőhöz. A második kútba hűtött víz kerül. Ez az ún a hőgyűjtés nyitott köre. Legfőbb hátránya, hogy a talajvíz szintje instabil és jelentősen változhat.

A levegő a leginkább hozzáférhető hőforrás

Levegő hőforrásként történő felhasználása esetén a hőcserélő egy ventilátor által erőltetetten fújt radiátor. Ha egy hőszivattyú egy ház fűtésére működik levegő-víz rendszerrel, a felhasználó a következőket kínálja:

• Lehetőség az egész ház fűtésére. A hőhordozóként működő vizet fűtőberendezéseken keresztül hígítják.
• Minimális villamosenergia-fogyasztással - a lakosság melegvízellátásának képessége. Ez egy további, tárolókapacitású hőszigetelt hőcserélő jelenléte miatt lehetséges.
• Hasonló típusú szivattyúk használhatók úszómedencék vízmelegítésére.

Ha a szivattyú levegő-levegő rendszeren működik, nem használnak hőhordozót a tér fűtésére. A fűtés a kapott hőenergiával történik. Egy ilyen séma megvalósításának példája a hagyományos légkondicionáló fűtési módra állította. Ma már minden olyan készülék, amely levegőt használ hőforrásként, inverteres. A váltakozó áramot egyenárammá alakítják, így rugalmasan szabályozzák a kompresszort és működését megállás nélkül. Ez pedig növeli az eszköz erőforrásait.

Hőszivattyú - alternatív otthoni fűtési rendszer

A hőszivattyúk a modern fűtési rendszerek alternatívái. Gazdaságosak, környezetbarátak és biztonságosan használhatók. A szerelési munkák és berendezések magas költsége azonban ma nem teszi lehetővé mindenhol az eszközök használatát. Most már tudja, hogyan működik a hőszivattyú egy ház fűtésére, és miután kiszámította az összes előnyt és hátrányt, dönthet a telepítésről.