Lämpöpumppu on mielenkiintoinen asia, mutta kallis. Laitteiden ja ulkoisten piirilaitteiden arvioidut kustannukset ovat 300-1000 dollaria 1 kW: n tehoa kohden. Tietäen venäläisten "kätevyyden" on helppo olettaa, että useampi kuin yksi käsintehty lämpöpumppu toimii laajalla ja monipuolisella kotimaallamme. Useimmiten on kotitekoisia laitteita, jotka valmistivat "jääkaapit". Ja tämä on ymmärrettävää, koska lämpöpumppu ja pakastin toimivat samalla periaatteella, lämmityslaitosten järjestelmä on vain keskittynyt lämmön keräämiseen, ei poistamiseen, ja kompressoria käytetään suuremmalla teholla.
Lue täältä.
Mikä voi olla lämpölähde lämpöpumpulle
Huoneen lämmitykseen käytettävä lämpö voidaan ottaa ulkona olevasta ilmasta. Mutta tässä ilmenee väistämättä toimintavaikeuksia: lämpötilavaihtelut, jopa keskimääräiset päivittäiset, ovat liian suuria, puhumattakaan siitä, että lämpöpumpun hyötysuhde on yli 0 ° C: n lämpötilassa. Ja kuinka monella alueella meillä on tällainen kuva talvella ? Keväällä, eikä silloinkaan aikaisin, eikä koko alueella, eikä koko ajan.
Mikä tahansa ympäristö voi olla lämmönlähde lämpöpumpulla lämmitetyssä kodissasi
Vedessä oleva lämmönlähde näyttää paljon hyväksyttävämmältä. Jos lähellä on joki, järvi tai kunnollisen syvyysinen lampi, se on hienoa: voit yksinkertaisesti upottaa putkilinjan. On vain tärkeää, että aasilla varustetut kalastajat eivät kalaa siellä.
Toinen hyvä vaihtoehto on kaivo, mutta on mahdollista, että vedenpinta laskee ja joudut etsimään toista lähdettä. Mutta toistaiseksi kaikki on hyvin, se toimii hyvin: keskimääräinen veden lämpötila maanalaisessa horisontissa on 5-7 oC. Tämä on enemmän kuin tarpeeksi lämpöpumpun toiminnalle.
Saatat olla yllättynyt, mutta voit käyttää myös viemärijärjestelmää - siellä lämpötilat ovat korkeammat kuin kaivoissa. Putkilinja voidaan sijoittaa säiliöön tai kaivoon, mutta sillä ehdolla, että se on aina peitetty vedellä. Ja putken on oltava kemiallisesti kestävä.
Vaakasuora maanalainen kerääjä on erittäin työläs tehtävä: maaperä on poistettava useista sadoista neliömetreistä jäätymispisteen alapuolelle. Nämä ovat erittäin suuria määriä, joita ei voida hallita yksin tai edes avustajan kanssa. Ja kuten käytäntö on osoittanut, ilmasto-olosuhteissamme tällaiset järjestelmät ovat tehottomia: talvet ovat liian ankaria.
Pystysuorilla keräilijöillä asiat eivät ole parempia - tuskin pystyt toimeen ilman porauslaitteita. Kaivojen lukumäärä ja syvyys riippuvat maaperästä: mahdollinen lämmönpoistoalue kaivon metriltä on hyvin suuri. Alkaen 25 W / m kuivassa murskatussa kivessä ja hiekkaisessa maaperässä, jopa 80-85 W / m märässä murskatussa kivessä ja hiekkaisessa maaperässä tai graniitissa. Vastaavasti ero kaivojen pituudessa on 3 kertaa ja enemmän.
Tässä on kaavio talon lämmittämisestä lämpöpumpulla. Kun käytetään, kuten kuvatussa esimerkissä, kahta kaivoa ja suljetun silmukan puuttuessa kahden kaivon välisen etäisyyden on oltava vähintään 20 metriä. Ja sinun on otettava huomioon virtaussuunta, jotta kylmä vesi pumpusta ei laskisi "luovuttajan" kaivon lämpötilaa
Kuvatussa esimerkissä kotitekoisesta lämpöpumpusta lämmönlähde on kaivo, jolla on hyvä veden virtausnopeus. Vesi saapuu niin nopeasti, että se kattaa kulutuksen kotitalouksien tarpeisiin ja riittää tarvittavan lämmön määrän siirtämiseen (vaadittu veden virtausnopeus laskettiin ja pumppu valittiin vastaavasti).Mutta lämmönlähde tälle muunnokselle voi olla mikä tahansa edellä kuvatuista, lukuun ottamatta ilmaa. Lämmönlähteen valinnan jälkeen on mahdollista tehdä lämpöpumppu talon lämmitykseen.
Lämpöpumppujen tyypit
Lämpöpumpun selkeän ymmärtämiseksi sinun on tiedettävä, mikä on sille tarkoitettu lämmönsiirtoaine rakenteensa ääriviivoilla talon ulkopuolella ja sisällä. Nämä jäähdytysnesteet luokittelevat tämän laitteen.
Lämpöpumppujen tyypit
Laite saa energiaa toimintaansa seuraavista lähteistä:
- vettä. Lähde voi olla vesistö, keskitetty vesihuolto tai kaivo jne.
- pohjustus;
- ilmaa.
Sisätiloissa tällaisella laitteella saatua energiaa käytetään paitsi lämmitykseen myös ilmastointiin sekä veden lämmitykseen. Eri toimintojen ja käytettyjen elementtien yhdistelmä mahdollistaa lämpöpumppujen jakamisen useisiin tyyppeihin, joihin kuuluvat
- vesi-vesi;
- ilma-vesi;
- maaperä-vesi.
Vesi-ilma
Tehokkaimmat lämmitysjärjestelmät ovat vesi-vesijärjestelmät. Tämä hyötysuhde johtuu siitä, että suuressa syvyydessä sijaitsevan käytetyn veden lämpötila on vakio ja sillä on melko korkeat indikaattorit. Saadakseen energiaa tämän tyyppisestä lähteestä he voivat käyttää:
- kaivot ja kaivot, joiden avulla pohjavesi pumpataan;
- avoimet vesimuodostumat, joihin kuuluu jokia ja järviä;
- jätevesi, jota on käytetty teollisuudessa tekniikkaan.
Lämpöpumppu, joka käyttää avoimen tyyppisestä säiliöstä uutettua energiaa, vaatii pienimmät kustannukset. Tässä tapauksessa sinun on ladattava putket jäähdytysnesteellä ja laskettava ne veteen. Pohjaveden tapauksessa käytetään kalliimpaa rakennetta, koska sen toteuttaminen on jo vaikeampi. Veden kaatamiseksi sinun on rakennettava kaivo. Tämä vesi kulkee lämmönvaihtimen läpi.
Ilma-vesi tai ilmapiiri
Ilma-vesi-lämpöpumppu yhdistää hyvät ja huonot puolet. Etuihin lukeutuu hyödytön syvyyskaivojen ja maaperän puhdistamiseen liittyvien töiden kehittäminen. Näiden laitteiden haittana on sen pieni teho kylmänä vuodenaikana, mikä vaikuttaa sen pienimpään hyötysuhteeseen muiden mallien joukossa. Tämän laitteen käyttämiseksi sinun on asennettava asianmukaiset laitteet talon katolle.
Ilmalämpöpumppu
Tämän rakenteen etu johtuu sen kyvystä käyttää uudelleen pois tilasta lähtevä lämpö, joka lämmittää lämpöpumpun savun, veden tai ilman muodossa. Talvella lämmityksen puutteen poistamiseksi tarvitaan vaihtoehtoista lämmitystä.
Pohjavesi
Tämän tyyppinen lämpöpumppu on myös erittäin tehokas energialähde lämmitykseen. Tämä johtuu siitä, että 5 metrin syvyisestä maasta saatavalla lämpöllä on vakio lämpötilan arvo ja siihen eivät vaikuta maan pinnan sääolosuhteiden muutokset. Ulkoisessa piirissä jäähdytysneste on erityinen turvallinen koostumus, jota kutsutaan suolavedeksi, joka on turvallista ympäristön kannalta.
Tämän tyyppisessä lämpöpumpussa käytetty ulkoinen piiri voi olla vaaka- tai pystytyyppi.
Tässä järjestelmässä käytettävien putkien on oltava muovisia. Vaakasuora toteutus vaatii suuren pinta-alan. Kun putket on laskettu maan alle, tätä tonttia ei voida käyttää maatalouden tarpeisiin.
Saman ikäisten nurmikoiden tai kasvien viljely on sallittua. Pystysuoraa toteuttamista varten on tarpeen kehittää useita kaivoja, joiden syvyys vaihtelee 50-150 metriä, koska tällaisessa syvyydessä maaperän lämpötila on vakaa ja korkea. Tällaista laitetta kutsutaan geotermiseksi pumpuksi.Energian siirtämiseksi tällaisista syvyyksistä käytetään erityisiä koettimia.
Kuinka lämpöpumppu toimii
Ympärillämme olevalla ympäristöllä yli asteen lämpötiloissa on tietty määrä energiaa. Lämpöpumpun avulla tätä energiaa voidaan käyttää. Sen toimintaperiaate perustuu lämmönsiirtoon pienen potentiaalin omaavasta lähteestä, jolla on lämpöenergiaa, lämmönsiirtimeen, jonka lämpötila on paljon korkeampi.
Kuinka lämpöpumppu toimii
Tämä toteutetaan seuraavasti:
- Jäähdytysneste tulee maahan sijoitettuun putkistoon. Se lämpenee muutaman asteen.
- Tämän jälkeen höyrystimeen kulkeutunut jäähdytysneste siirtää sisäiseen piiriin höyrystimeen kerätyn energian.
- Kylmäaine sijaitsee ulkoisessa piirissä, joka muuttuu kaasuksi lämmönvaihtimen lämmityksen jälkeen.
- Tämän kylmäaineen lämpötilan nostamiseksi se menee kompressoriin puristusta varten korkeassa paineessa.
- Jo lämmitetty kylmäainekaasu pääsee lauhduttimeen, mikä puolestaan antaa lämpöä huoneen lämmitysjärjestelmän jäähdytysnesteelle.
- Lämmön menettänyt kylmäaine muuttuu nestemäiseksi syklin päättymisen jälkeen ja palaa alkuperäiseen asentoonsa.
Jäähdytysyksiköt toimivat samalla periaatteella. Siksi lämpöpumput voidaan käyttää kondensoimaan ilma kuumalla säällä vuotta (split-järjestelmät), kuten jääkaapista.
Tee-se-itse-lämpöpumpun käyttökokemuksesta
Kuten käytäntö on osoittanut, esitetyn vaihtoehdon suorituskyky on heikko: 2,6-2,8 kW. Lämpöpumpun korkeasta hyötysuhteesta ei tarvitse puhua: 60 m2: n alueella -5 oC: n ulkona se ylläpitää + 17oC. Mutta järjestelmä harkittiin ja asennettiin kattilan alle - lämpöpatterit, joiden tulolämpötila on + 45 ° C, eivät yksinkertaisesti voi antaa enemmän. Talon järjestelmä toimi vanhana eikä pattereita lisätty, mutta toistaiseksi kylmässä ne lämmitettiin takalla.
Jos rakenteeseen lisätään regeneratiivista lämmönvaihdinta, se lisää hyötysuhdetta 10-15%. Koska kustannukset ovat alhaiset, voit tehdä sen. Tarvitset kaksi 1,5 metriä kupariputkea. Yksi halkaisijaltaan 22 mm, toinen - 10 mm. 4-johtiminen johdin (pituus 3-4 metriä, halkaisija 4 mm) kääritään ohuemmalle lämmönvaihtopinta-alan lisäämiseksi, sen päät juotetaan putkeen niin, että ne eivät aukea. Lankakierretty putki työnnetään varovasti halkaisijaltaan suurempaan putkeen. Se on asennettava kompressorin ja höyrystimen väliin. Hienostuminen on merkityksetöntä, mutta se lisää merkittävästi tehokkuutta. Totta, tietyissä olosuhteissa se on vaarallista: lämmin freoni voi päästä kompressoriin, mikä johtaa sen vikaantumiseen.
Piirin parantaminen: voit lisätä regeneratiivisen lämmönvaihtimen, joka lisää tuottavuutta noin 15-20%
Toinen vaihtoehto tehokkuuden lisäämiseksi, turvallisempi ja yhtä tehokas, on rakentaa ylimääräinen lämmönvaihdin veden tai glykolin lämmittämiseen.
Mitä etsiä, jos päätät tehdä oman lämpöpumpun. Muutama asia voidaan oppia vain kokemuksesta:
- Tämän nimenomaisen asennuksen aloitusvirrat olivat erittäin kunnolliset. Verkkoresursseja ei aina ollut riittävästi asennuksen suorittamiseen. Siksi, jos teet vakavan asennuksen, on parempi ottaa kolmivaiheinen kompressori ja toimittaa kolmivaiheinen tulo. Kyllä, ei halpaa, mutta yksivaiheisen kompressorin vakaan käynnistyksen kannalta tarvitaan kunnollisen tehon elektronista stabilointiainetta, jota ei myöskään voida kutsua halpaksi.
- Valmiiden patterijärjestelmien lämpöpumppu ei anna normaalia huonelämpötilaa. Ne on suunniteltu erilaiselle jäähdytysnesteen lämpötilalle, jota nämä, erityisesti kotitekoiset, asennukset pystyvät antamaan erittäin harvoin.Siksi joko päivitä järjestelmä (lisäämällä vähintään sama määrä jäähdyttimen osia) tai asenna vesilattiat.
- Jos kaivossa on kolme vesirengasta, se ei tarkoita, että sillä on suuri veloitus. Sinun on tiedettävä, kuinka paljon vettä hän pystyy antamaan jatkuvalla valinnallaan.
Lämpöpumpun toimintaperiaate
Lämpöpumppujen erikoisuus on, että ne toimivat luonnollisista energialähteistä. Pumppu ei tarvitse dieseliä, sähköä tai kiinteitä polttoaineita lämpöenergian vapauttamiseksi.
Energian lähde on vesi, ilmakehä ja maaperä. Pumput eivät tuota lämpöä, vaan yksinkertaisesti siirtävät sen rakennukseen. Tämä käyttää pientä määrää sähköä.
Talon lämmittämiseksi tarvitset vain lämpöpumpun ja lämmönlähteen. Järjestelmän toimintaperiaate muistuttaa tavanomaista jääkaappia, päinvastoin. Tässä tapauksessa lämpö otetaan ulkopuolelta ja siirretään taloon.
Tärkeä seikka: vaihtoehtoisen lämmitysjärjestelmän pääelementti on juuri lämpöpumppu, joten sen rakenteeseen on suhtauduttava erittäin huolellisesti.
Pumppu koostuu seuraavista osista:
Ilma-ilma-lämpöpumpun ominaisuudet:
- kompressori, joka on järjestelmän välielementti;
- höyrystin. Matalapotentiaalisen energian siirto tapahtuu siinä;
- kuristusventtiili, jonka läpi kylmäaine (freoni) palaa höyrystimeen;
- lauhdutin, jossa freoni jäähdytetään ja lämpöenergiaa vapautuu.
Pumppu toimii tietyn periaatteen mukaisesti. Se näyttää tältä:
Lämpöpumpun toimintaperiaate. (Klikkaa suurentaaksesi)
- Huonolaatuinen lämpö, joka vapautuu ulkoisista energialähteistä, siirtyy putkien kautta höyrystimeen - pumpun ensimmäisen elementin kohdalle. Lämpö siirtyy lämmönsiirtimillä, jotka kestävät alhaisia lämpötiloja eivätkä jääty samanaikaisesti.
- Tässä lämpö siirtyy kylmäaineeseen, joka kiertää järjestelmän suljetussa silmukassa. Freonia käytetään usein kylmäaineena.
- Kompressorissa korkea paine vaikuttaa freoniin, mikä nostaa merkittävästi sen lämpötilaa.
- Seuraavassa vaiheessa kylmäaine tulee lauhduttimeen, jossa lämpö siirtyy lämmitysjärjestelmän piiriin. Tämän seurauksena lämpö menee huoneeseen, ja freoni jäähtyessään palaa nestemäiseen tilaan.
- Paineensäätöventtiilin kautta freoni palaa takaisin höyrystimeen, jossa prosessi toistetaan.
Pumpun toimintaperiaatteen mukaan sähköä käytetään vain kompressorin toimintaan. Tämän seurauksena lämpöpumppu on taloudellisin tapa siirtää lämpöä.
Saatat olla kiinnostunut artikkelista, joka kertoo kodin lämmityslämpöpumppujen ominaisuuksista. Tässä artikkelissa voit tutkia lämpöpumppujen yksityiskohtaisen luokituksen.
Tulokset
Epäilemättä ilmastointilaitteen lämpöpumpun hinta on useita kertoja alhaisempi kuin valmiiden tehdasasetusten, jopa Kiinassa valmistettujen. Mutta tässä on paljon vivahteita: sinun on huolehdittava syötetyn lämmön lähteestä ja määrästä, laskettava lämmönvaihtimien (kelojen) pituus oikein, asennettava automaatio, taattava teho jne. Mutta jos pystyt ratkaisemaan nämä ongelmat, se on epäilemättä hyödyllistä. Annamme sinulle neuvoja: ensimmäisenä vuonna on erittäin toivottavaa käyttää varalämmitystä, ja testaus ja koeajo on parempi suorittaa kesällä, jotta on aikaa tarkistaa yksikköä ennen alkua lämmityskaudesta.
Lämpöpumppujen edut ja haitat
Plussiin lämpöpumppujen käyttöön perustuvien lämmitysjärjestelmien käyttö voidaan katsoa johtuvan seuraavat:
- Kannattavuus käytön aikana;
- Asennusten ympäristöturvallisuus;
- Asennusten paloturvallisuus;
- Toiminnan luotettavuus;
- Työn autonomia.
Haittoja ovat:
- Korkea hinta;
- Koko teosten monimutkaisuus;
- Merkittäviin aineellisiin investointeihin liittyy suurten korjausten tarve käyttöiän päätyttyä.
