Skal jeg bruke en varmepumpe til å varme huset

Pumpeindustrien står ikke stille, og nye ingeniørløsninger utvikler seg basert på kjente teknologier. Markedsførere som er interessert i å tjene penger og økende salg, skjuler ofte data på et bestemt produkt, fremmer det som revolusjonerende, uten sidestykke. Det mest slående eksempelet er varmepumper. Salgsmateriale beskriver ikke prinsippet om drift av slike enheter, eller effektivitetsnivået for oppvarming av hjemmet. Det er imidlertid mulig å forstå hvordan alt fungerer, og hvordan dette eller det aktuelle systemet kan være nyttig, fra dette materialet.

Hva er en varmepumpe, dens omfang

Den tekniske definisjonen av en varmepumpe er en enhet for overføring av energi fra ett område til et annet med en samtidig økning i effektiviteten av arbeidet. Det er lett å illustrere en slik mekaniker. Tenk deg en bøtte med kaldt vann og et glass varmt. For å varme dem har en viss mengde energi blitt brukt fra et visst nivå av varme. Effektiviteten av applikasjonen er imidlertid forskjellig. Hvis du samtidig reduserer temperaturen på en bøtte med 1 grad, kan den resulterende varmeenergien bringe væsken i glasset til nesten kokende.

Det er for denne mekanikken at varmepumpen fungerer, som du kan varme opp i bassenget eller gi oppvarming til et landhus. Enheten overfører varme fra ett område til et annet, vanligvis utenfor rommet inne. Det er mange applikasjoner for en slik teknikk.

1. Ved bestemte mengder varmepumpeffekt oppvarming av huset blir billig og effektiv.
2. Lett å lage Varmtvann med varmepumpeved hjelp av kjeler sekundær oppvarming.
3. Med litt innsats og riktig design er opprettelsen helt tilgjengelig. autonomt varmesystemdrevet av solcellepaneler.
4. De fleste varmepumpe modeller er akseptable. for varmt gulv, brukes som varmekrets.

For å velge og kjøpe et egnet system, er det først og fremst nødvendig å sette opp oppgaven før den. Og først etter å ha stillet krav til kraft og vurdere akseptabiliteten til enkelte typer varmekjeler for å møte alle behov.

Generell arbeidsprinsipp

Teknologisk fungerer varmepumpen i henhold til det kjente for alle Carnot syklus, en serie transformasjoner av tilstandsforhold. Slike ord kan være helt fremmed for de fleste brukere. Imidlertid har praktisk talt hver av dem minst en enhet hjemme, basert på denne fysiske prosessen.

Enkelt sagt, en varmepumpe er et kjøleskap. Enhver husstandsmodell hvor borgere er vant til å lagre kjøtt og drikke, er en varmeapparat med en effektivitet på mer enn 100%. Alt fungerer som følger:

• kjøleskapet tar bort varmen fra produktene som er plassert i den og overfører den til grillen, og derfor til rommet i rommet;
• samtidig blir luften oppvarmet av kompressoren.

Som et resultat, bruker brukeren en viss mengde strøm, brukeren mottar to kilder til varme, hvorav en (energien tatt bort fra produktene) er helt fri.

Det er prinsippet om varmepumpen. Enheten har et inverst funksjonsdiagram i forhold til et kjøleskap - i det er varmeveksleren og radiatorgrillen nyttig og er ansvarlig for den endelige effektiviteten til enheten. Alt fungerer som følger:

• varmeekstraksjonskretsen ligger utenfor rommet, omgitt av et stabilt temperaturmiljø;
• Under drift av varmepumpen reduseres arbeidsfluidets temperatur kraftig med naturlige fysiske prosesser under miljøytelse;
• varme blir tatt av arbeidsfluidet, hvor intensiteten avhenger av temperaturforskjellen dannet;
• Arbeidsfluidet kommer inn i tilstandskonverteringskretsen og varmeveksleren til rommet;
• energi frigjøres til luften eller annet medium;
• Arbeidsfluidet i opprinnelig tilstand tilføres til begynnelsen av syklusen (varmekstraksjonskretsen).

Denne oppvarmingsordningen har flere fordeler og ulemper. Under optimale forhold viser varmepumpen imidlertid betydelige besparelser. Oppvarming av et hus vil kreve 70-80% mindre kostnad sammenlignet med klassiske gass- og solid-state kjeler.

Den ultimate effektiviteten til en varmepumpe avhenger av mange faktorer. Noen teknologiske løsninger er i stand til å løse bare et begrenset antall oppgaver. Andre foreslår komplisert varmepumpeinstallasjon.

I dag finnes det en rekke husholdningsapparater hvis eiere ikke engang mistenker at de bruker innovative, revolusjonerende ideer for å velge varmen i miljøet. Dessuten kan dette oppstå selv ved negative lufttemperaturer utenfor vinduet. Det er klimaanlegg med oppvarming funksjon, som faktisk er bygget på varmepumpens mekanikk. Prinsippene for drift av slike luft-til-luft-enheter vil bli diskutert senere.

Ordningen med oppvarming av et privat hus med bruk av en varmepumpe

Den optimale ordningen for bruk av varmepumpe til oppvarming av hjemmet inkluderer lagertank. Forenklet det ser slik ut:

Her er blokkene 1 og 2 ventiler som løser problemet med å regulere de innkommende varmeflusene. De kan være manuell overlapping av strømmen eller utgjør automatiserte termiske hoder. Blokk 3 er en vanlig termostat eller sensorsystem.

Oppvarming fungerer i henhold til følgende prinsipp:

• varmepumpen tar varmen fra miljøet og oppvarmer vannet;
• væsken kommer inn i varmeveksleren til sekundær oppvarming av lagertanken, eller sirkulerer i en enkelt krets;
• Oppvarmingssystemet er bygget på det klassiske prinsippet, vannstrømmen i den er forsynt av en sirkulær pumpe.

Ordningen vist i figuren - det minste utstyret til huset. Det kan lett legges til. Spesielt plager ingen installer to tanker og bruk prinsippet om sekundær oppvarmingsvæske. En av dem - en varmepumpeovn (installert direkte ved utløpet til sistnevnte) - brukes til varmtvannsforsyning. En mer voluminøs tank løser problemet med å levere kjølevæske til varmesystemet.

Utmerket alternativ fungerer hjemme oppvarming med varmepumpe, akkumulerende kapasitet og system et varmeisolert gulv. I dette tilfellet er det ikke nødvendig å varme væsken til høy temperatur. Den optimale hastigheten for gulvvarme - fra 30 til 40 grader. Oppvarmingsskjemaet ligner det som allerede er nevnt, men i stedet for radiatorer strømmer vann til oppsamlingsenheten med egen strømningsregulering.

Klassifisering av varmepumper etter medieegenskaper

Klassifiseringen av varmepumper er ganske voluminøs. Enheter er delt i henhold til typen arbeidsfluid, prinsippet om å endre sin fysiske tilstand, bruk av konverteringsanordninger, naturen til energibæreren som er nødvendig for drift. Hvis vi vurderer at modeller med ulike kombinasjoner av klassifiseringskriterier blir presentert på markedet, blir det klart at det er ganske vanskelig å liste opp alt. Du kan imidlertid vurdere de grunnleggende prinsippene for gruppedeling.

Varmepumpens installasjon, design og sluttkarakteristikk er avhengig av parametrene til varmekilden og mottakermiljøet. I dag finnes det flere typer ingeniørløsninger.

Den luft-til-luft-

Luft-til-luft varmepumper - mest vanlige enheter. De er kompakte og ganske enkle. På mekanikken til denne typen husholdning klimaanlegg opererer med oppvarming modus. Operasjonsprinsippet er enkelt:

• Gassvarmeveksleren avkjøles under lufttemperaturen og tar varme;
• etter komprimering av innkommende freon inn i radiatoren øker temperaturen kraftig;
• Viften inne i rommet, blåser varmeveksleren, varmer rommet.

Utvalget av miljøenergi er ikke nødvendigvis utført av en ekstern varmeveksler. For dette formål kan luft presses inn i en blokk som ligger i rommet. Slik fungerer det kanalsystemer.

Hvis freon komprimeres og utvides i et klimaanlegg, så i virvelvarmepumper Enkel luft brukes. Arbeidsmekanikken er like: før gassen kommer inn i den interne varmeveksleren, blir gassen komprimert, og etter å gi opp energi blåses den av en intens strøm inn i varmeekstraksjonskammeret.

Vortex varmepumpen er en stor, massiv installasjon som fungerer effektivt bare når omgivelsestemperaturen er høy. Derfor installeres slike systemer i industrielle verksteder, de bruker eksosgassene til ovner eller varmluften i hovedluftsanlegget som en varmekilde.

Vann-vann

En vann-til-vann-varmepumpe fungerer på samme prinsipp som andre installasjoner. Kun energioverføringsmedier er forskjellige. Utstyret er utstyrt nedsenkningsproberfor å komme til grunnvannshorisonten med en positiv temperatur selv under tøffe vinterforhold.

Avhengig av behovene til oppvarming, kan vann-til-vann-varmepumpe systemer være helt forskjellige størrelser. For eksempel, starter fra flere brønner boret rundt et privat hus, og slutter med store varmevekslere som ligger direkte i akvariet som legges under byggekonfasen.

Vann-til-vann-varmepumper er preget av større produktivitet og effektiv utgangseffekt.. Årsaken er den økte varmekapasiteten til væsken. Vannlaget der sonden eller varmeveksleren er plassert, frigir raskt energi, og på grunn av det store volumet reduserer det litt dens egenskaper, noe som bidrar til stabil drift av systemet. Også vann-til-vann utstyr er forskjellig. økt effektivitet.

Vannluft, luftvann

Kombinert system må velges nøye. Samtidig vurderes eksisterende klimatiske forhold nøye. For eksempel har en vann-til-luft varmepumpesyklus god effektivitet for oppvarming. i områder med alvorlige frost. Luft-til-vann-systemet i forbindelse med et varmt gulv og en kumulativ sekundær oppvarmingskjele er i stand til å vise maksimale besparelser i områdene, hvor lufttemperaturen sjelden faller under -5 ... -10 grader.

Smelt (saltlake) -vann

Varmepumpen i denne klassen er en slags vogn. Han kan lagt bokstavelig talt overalt. Indikatorer for nettovarmen er konstant og stabil. Operasjonsprinsippet for saltvannsinnretningen er basert på varmekstraksjon, først og fremst fra jorda, som har normale indikatorer for fuktighet eller myr.

Systemet er enkelt å installere: for å imøtekomme eksterne varmevekslere, er det nok å begrave dem til en viss dybde. Du kan også velge et av utstyrsalternativene med en gassformig eller flytende arbeidsfluid.

Beregningen av varmepumpeklassen saltvann er gjort i form av energibehov for oppvarming. Metoder for sin kvantitative bestemmelse florerer. Du kan gjøre den mest nøyaktige beregningen, med tanke på materialet til husets vegger, utformingen av vinduer, jordens natur, den veide gjennomsnittlige lufttemperaturen og mye mer.

Produsenter av saltvannssystemer tilbyr ulike versjoner av modeller som varierer i konverteringens strømforbruk, utformingen og dimensjonene til eksterne varmevekslere og parametrene til utgangskretsen. Velg den optimale varmepumpen på en forhåndsformet liste over krav er enkelt.

Divisjon etter type kropp

Moderne varmepumper kan bruke en gassformig kropp eller en kjemisk væskem ammoniakkløsning som varmepumper. Egnetheten til en bestemt ordning er vurdert av flere faktorer, egenskapene til systemene.

1. Anlegg som bruker freon, ha en varmepumpesyklus basert på gasskompresjon og ekspansjonsprosesser. De er på en eller annen måte bygget på en kompressorkrets. Utstyret har attraktive ytelsesindikatorer, men det har også ulemper. Selv om det vektede gjennomsnittlige forbruket av systemet på tidspunktet for driftssyklusen er stabilt, er ledningen tungt lastet. I tillegg vil varmepumper med gassformet varmebånd ikke være nyttig i områder der det ikke er sentraliserte elektrisitetsnett eller en strømkilde med tilstrekkelig lastkapasitet.
   
2. Anlegg av fordampningstype, ved bruk av ammoniakkløsning, ha en arbeids syklus basert på fordampningsprosessen av et stoff ved lave kokepunkter. Flytningen etter passasje av en ekstern varmeveksler skjer under virkningen av en energikilde. Dette er en varmebrenner. Nesten noe drivstoff kan brukes til det: fast, bensin, diesel, gass, fotogen, i noen tilfeller - metylalkohol. Derfor er fordampende varmepumper attraktive på steder der det ikke er strøm. I tillegg kan valget av slikt utstyr skape det billige drivstoffet av en bestemt type i regionen.
   

Naturen til arbeidsmediet som brukes i systemet, kan fortelle mye om anleggets ytelse og effekt. Så, freon kompressor varmepumper er i stand til en skarp rykk, raskt oppvarming av rommet. Ammoniak fordampningsmodeller for slike feats er ikke i stand. Deres foretrukne bruksmåte er stabil, konstant drift med nominell varmeutslipp.

Fordelene ved varmepumper og muligheten for installasjonen

Som nevnt i annonsen er den største fordelen med varmepumper oppvarming effektivitet. I noen grad fungerer det på den måten. Hvis varmepumpen har et energimodemiljø som sikrer optimal temperaturavlesning, fungerer installasjonen effektivt, oppvarmingskostnadene reduseres med om lag 70-80%. Imidlertid er det alltid tilfeller hvor varmepumpen kan være en irrasjonell investering.

Effektiviteten til varmepumpen bestemmes av følgende teknologiske egenskaper:

• parameteren for begrensningsgrensen for temperaturreduksjon av arbeidsfluidet;
• Minimal forskjell i temperaturer på den eksterne veksleren og miljøet, hvor varmekstraksjonen er ekstremt liten;
• nivået på energiforbruk og rekyl av nyttig termisk kraft.

Muligheten for å bruke en varmepumpe avhenger av flere faktorer.

1. Territorier hvor slikt utstyr ikke viser gode resultater - regioner med frostvann og lave daglige gjennomsnittstemperaturer. I dette tilfellet er varmepumpen ganske enkelt ikke i stand til å fjerne nok varme fra miljøet, nærmer seg sonen med null virkningsgrad. Først av alt, gjelder det luft-til-luft-systemer.
2. Med en økning i volumet av oppvarmet rom øker de teknologiske parametrene til varmepumpen nesten eksponentielt.Varmevekslere blir større, størrelsen og antall nedsenkningsprober i vann eller jordforhøyelse. På et visst tidspunkt kreves kostnaden for varmepumpen for oppvarming utgifter for installasjon og vedlikehold, samt betaling av strømforbruk er ganske enkelt irrasjonelle investeringer. Det er mye billigere å lage en klassisk gassoppvarming med kjele.
3. Jo mer komplekse systemet, desto dyrere og mer problematiske reparasjoner i tilfelle en sammenbrudd. Dette er et negativt tillegg til størrelsen på det oppvarmede området og egenskapene til klimasonen.

Classic er varmepumpe og gass / fastbrennstoffkokerjobber i et bunt. Ideen er enkel: Brennstoffproduktene vises på et bredt rør. Det huser varmevekslerveksleren. I systemet med oppvarming og varmtvannsforsyning oppbevares tanker og en indirekte varmekilde installert. Utstyret (kjele og pumpe) aktiveres samtidig når temperaturen i væsken i distribusjonsnettet faller. Arbeider parvis, bruker de nesten helt fullstendig energien til å brenne drivstoff, og viser nesten maksimale effektivitetsindikatorer.

Systemet med tilpasning til miljøegenskaper er bygget på varmepumpe, vifteenhet, varmepistol i enhver klasse. Med en tilstrekkelig høy utetemperatur (opptil -5 ... -10 grader Celsius) fungerer varmepumpen normalt, og gir tilstrekkelig effekt for oppvarming. Systemets designfunksjon er plasseringen av den eksterne varmeveksleren i en separat ventilasjonskanal. Når temperaturen på gaten under det optimale merket, oppvarmes luften med en varmepistol (diesel, elektrisk eller gass).

Det er verdt å merke seg: De fleste ordninger som involverer tilpasning til lufttemperatur eller stabiliseringsparametre for varmepumpens operasjon, brukes til luft-til-luft og luft-til-vann-enheter. Andre systemer, på grunn av eksterne varmevekslere isolert i bakken eller i vann, tillater ikke opprettelse av slike "drivhus" arbeidsforhold.

Hovedkarakteristika og beregning av varmepumpeffekt

Den generelle rasjonaliteten i installasjonen av en varmepumpe for oppvarming av et hus er anslått, fremfor alt, på finansielle utgifter. Disse inkluderer:

• utstyr kjøpesummen;
• installasjonskostnader, som kan inkludere landverk;
• utgifter til periodisk vedlikehold
• Omtrentlig kostnad for eliminering av hyppige problemer.

Valg av kraftmodell, som nevnt ovenfor, er basert på det totale behovet for varmeforsyning. En omtrentlig beregning for et etasjes hus på 10x10 meter (300 kubikkmeter volum) ser slik ut:

• tar hensyn til maksimal negativ vintertemperatur (-20);
• forskjellen mellom rom og miljø er bestemt (20 - 20 = 40);
• Varmetapet på veggene beregnes i henhold til referansedataene til materialet (for en tegl er tabellverdien 1, varmetapet er 1x300x40 - 12000 kilokalorier per time eller 13,5 kW).

Den resulterende figuren er en indikator på den minimale effekten til varmepumpen, som er nok til å varme huset. For å velge den optimale modellen, må karakteristikken økes med minst 50%. Dette gjøres på grunn av at varmepumpen om vinteren må fungere i ikke-optimale forhold, nær det laveste punktet med null effektivitet i omgivelsestemperatur. Den resulterende figuren for det vurderte eksemplet er ca. 20 kW.

Den andre delen av beregningen er valg av lagertank kapasitet. Det anbefales å installere denne delen av systemet slik at varmepumpen kan fungere for et begrenset antall sykluser per dag.Utstyrsdokumentasjonen gir anbefalinger om varmelagringskapasiteten for en bestemt syklisk indeks. Gjennomsnittstallet er 30 liter per kilowatt med 3 lanseringer, 20 liter med 5 lanseringer. For huset i dette eksempelet vil du derfor trenge en lagringstank på minst 400 liter i fem sykluser av drift av varmepumpen per dag.

konklusjon

Hvis det som følge av analysen av klimaet, tilgjengelige energikilder, jordens natur ble det besluttet å kjøpe en varmepumpe til oppvarming, anbefales det betro systemdesign til fagfolk. Det optimale valget av modell er ikke bare basert på utstyrets egenskaper og mekanikken i arbeidet. Eksperter vil ta hensyn til jordens varmeoverføring, velge en kombinert ordning med god effektivitet, beregne det beste alternativet for å utføre jordarbeidet. Derfor vil varmesystemet med en varmepumpe, utviklet av fagfolk, ikke få deg til å oppleve overraskelser og angre på ditt valg.