Как да изберем правилната термопомпа? Термопомпа за отопление: принцип на работа и предимства на използването Термопомпи за частен дом.

Днес целият цивилизован свят се бори да пести енергийни ресурси. Разбира се, никой все още не е успял да създаде вечен двигател, но вече е открит почти постоянен източник на топлина. Това е нашата среда:

• атмосфера;
• почвата;
• подземни води;
• естествени водни тела.

Единственият въпрос, който остава е: как може да се акумулира топлина от външната среда и да се насочи към вътрешни нужди?

За тези цели се използва единица като термопомпа. Всъщност много технически образовани хора вече го знаят - той е внедрен във всяка съвременна хладилна или климатична система.

Освен това този агрегат работи по най-директния начин: в режим на отопление те акумулират външна атмосферна топлина, прехвърляйки я към вътрешни топлообменни устройства - вентилирани радиатори.

Веднага трябва да се отбележи, че използването на такова устройство ще бъде ефективно за отопление на всякакви изолирани пространства температура на източника на топлина над един градус по Целзий.

Принципът на работа на това устройство е основен по закона на Карно. Базира се на натрупване на нискокачествена топлинна енергия от хладилен агент с последващо прехвърляне към потребителя.

1. Хладилният агент, който има по-ниска температура, се нагрява от външни източници– почва, дълбоки кладенци, естествени резервоари, при преминаване в газообразно агрегатно състояние.
2. Той насила компресиран от компресора, загрявайки още повече, и отново придобива течно състояние, освобождавайки цялата натрупана топлинна енергия в отоплителните радиатори.
3. Цикълът се повтаря– течният хладилен агент отново навлиза във външния кръг на системата, където, изпарявайки се, се зарежда с топлинна енергия от външни източници на топлина.

В този случай се консумира само електроенергията, необходима за компресия и циркулация на хладилния агент в системата, тоест отоплението на вътрешността се извършва по най-икономичния начин.

Видове термопомпи

Има три основни модификации на термопомпи:

• • • "вода - вода";
    • "почва - вода";
    • "въздух - вода".

Топлогенератори вода-вода

Днес термопомпените агрегати се използват широко във високоразвитите европейски страни. Например, в Холандия цели селища от вили се отопляват с помощта на това топлообменно устройство, тъй като има изобилие от геотермални мини, пълни с вода с постоянна температура от 32 градуса по Целзий. И това е практически безплатен източник на топлина.

Подобен вариант на генериране на топлина
оборудването се нарича "вода - вода". Тази категория включва всякакъв вид използване на топлинни системи течни среди като източници на топлинна енергия.

Обикновено този принцип на работа се изпълнява, както следва:

• топла вода от кладенеца се подава навън, след което се изхвърля в друг кладенец или в близък водоем.
• Радиаторът е монтиран на дъното на резервоар без лед. Изработен е от неръждаема или металопластична тръба. Освен това, за да се спести скъп хладилен агент - фреон - той често се използва междинна верига на охлаждащата течност, пълна с „антифриз“- антифриз или разтвор на гликол (антифриз).

Цената на модулите вода-вода варира в широки граници и зависи преди всичко от мощността за генериране на топлина и страната на произход.

Така, агрегатът с най-малка мощност руско производство, способни да развиват термични мощност около 6 kW, ще струва почти $2000, а индустриалното двукомпресорно оборудване с мощност над 100 kW ще струва почти тридесет хиляди долара САЩ.

Агрегати въздух-вода

При използване на атмосферата или слънчевата светлина като източник на топлинна енергияТермопомпата се счита за клас въздух-вода. В този случай на външния топлообменник често се монтира циркулационен вентилатор, който допълнително изпомпва топъл външен въздух.

Цената на 18-киловатово отоплително устройство от този клас, произведено в Русия, започва от 5000 долара, а за 12-киловатово оборудване от японската компания Fujitsu потребителят ще трябва да плати почти 9000 долара.

Оборудване от клас "почва - вода".

Има и вариация, която използва източник на топлинна енергия потенциал, натрупан в почвата.
Има два вида такива структури: вертикални и хоризонтални.

• Вертикална— разположението на колектора за събиране на топлина е линейно. всичко системата се поставя във вертикални изкопи, чиято дълбочина е 20...100 метра.
• Хоризонтална- външните разпределения на колекторите, обикновено металопластични спирално усукани тръби, се полагат в 2…4 метра хоризонтални изкопи. И в този случай, Колкото по-голяма е дълбочината на външния радиатор, толкова по-добре работи отоплението „от земята“..

Цената за единици от клас "почва - вода" е сравнима с оборудване със същия капацитет от клас "вода - вода" и започва от две хиляди щатски долара за помпа от шест киловата.

Плюсове и минуси на отоплителна система, базирана на термопомпа

Положителните свойства на термопомпите включват:

преглед:Миналата година закупих моноблок термопомпа въздух-вода за отопление на селска къща. Скъпо, разбира се, но се надявам, че ще се изплати след 10 години. Доставчикът сам инсталира помпата и я свърза към отоплителната система, всичко работи практически без мое участие. Доволна съм от избора.

Недостатъците на термопомпата включват:

• Висока цена на монтажа. За нормалната работа на термичното оборудване е необходимо да се положат значителни усилия - да се изкопаят дълги окопи, да се полагат дълбоки кладенци или често да се преодолеят значителни разстояния до най-близкото водно тяло.
• Необходимостта от висококачествено внедряване на системата. Най-малкото изтичане на хладилен агент или междинна охлаждаща течност може да провали всички усилия. Ето защо, когато се изгражда верига от всякакъв вариант, е необходимо да се използва трудът на изключително квалифицирани специалисти и по време на работа на системата да се елиминира рискът от нейното намаляване на налягането.

Направи си сам термопомпа. Монтаж и монтаж

Разбира се, първоначалната инвестиция в организирането на отопление на дома по тази технология е много висока. Ето защо много обикновени хора, които се интересуват от тази ултра-икономична система, имат желание да спестят поне малко, като я изградят сами.

За да направите това ви трябва:

• Купете си компресор. Всяка функционална единица от битова сплит климатична система ще свърши работа.
• Изградете кондензатор. В най-простия случай може да бъде обичайното резервоар от неръждаема стомана с обем 100 литра. Той се нарязва наполовина и вътре в него се монтира намотка от медна тръба с малък диаметър. Дебелината на стената на намотката трябва да бъде най-малко един милиметър. След разкопчаване на бобината е необходимо да заварите резервоара обратно в цялостна конструкция, като спазвате условията за плътност.
• Сглобете изпарителя. Това може да бъде пластмасов 60-80 литров контейнер с вградена в него тръба ¾ инча.
• За да организирате външен контур, разположен в земята, е по-добре да използвате модерен– много по-издръжливи са от класическите метални и монтажът им е много по-надежден и бърз.

Остава само да поканите техник по хладилно оборудване, така че с помощта на специализирано оборудване той да уплътни качествено всички фуги на системата и да я напълни с фреон.

Гледайте видеоклип за инсталиране на термопомпа Daikin Altherma:

Това завършва монтажа на топлогенератора. Можете да се възползвате от всички негови предимства, основното от които е ниската консумация на енергия - електричество със значителен капацитет за генериране на топлина.

• Принцип на работа на термопомпите
• Отоплителен кръг
• Предимства и недостатъци на термопомпите
• Домашни тайни

Как работи

Топлинна или геотермална помпа събира топлинна енергия от околната среда, преобразува я с помощта на хладилен агент и я доставя към отоплителната система на дома.

Основните компоненти на агрегата: компресор, топлообменник, циркулационна помпа, автоматизация, захранваща верига. Помпата може да черпи топлина от три източника.

• Въздух.
• вода.
• Грундиране.

Съдейки по дискусионните нишки, имаме две търсени възможности - вода и почва. Това се дължи на температурните ограничения - източникът трябва да е положителен. Разположението на захранващата верига може да бъде хоризонтално или вертикално. В първия случай основната линия се полага под нивото на замръзване - от 1,5 метра дълбочина. Или до дъното на резервоара, там дори при силни студове - до + 4⁰С. Дължината на веригата зависи от размерите на отопляемото помещение и мощността на помпата. Във втория се пробиват кладенци за сонди, средната дълбочина е 50–70 метра. Пиастров А В, един от форумците и собственик на термопомпа, описа вертикалната система по този начин.

Piastrov A V Член на FORUMHOUSE

Топлината се събира от геотермални сонди - кръгъл тръбопровод, през който циркулира етилен гликол. Те се спускат в кладенци с дълбочина 50–70 метра. Това е външен кръг, като броят на кладенците зависи от мощността на термопомпата. За къща с квадратна площ от 100 метра ще ви трябват две сонди - два кладенеца.

Отоплителен кръг

Термопомпата, за разлика от котлите на газ, въглища или електричество, загрява средата средно до 40⁰C. Това е оптималната температура, при която както износването на оборудването, така и консумацията на електроенергия са минимални. За конвенционалните радиатори такива индикатори не са достатъчни. Следователно, с термопомпа, те обикновено използват не тръби и радиатори, а топъл под. По-ефективно е при нагряване на охлаждащата течност по този начин. Само стъпката между тръбите трябва да е по-малка. Струва си да се има предвид, че отопляемите подове създават ограничения върху избора на мебели и изсушават въздуха. Ще е необходима допълнителна влага. През лятото подовете могат да работят за охлаждане.

Предимства и недостатъци

Основното предимство на термопомпата е нейната висока ефективност; за всеки киловат консумирана електроенергия тя произвежда около 5 kW топлина. Освен това няма физически усилия по време на работа, няма отпадъци и въглероден окис.

В допълнение, няма зависимост от газови работници и няма ходене до властите за одобрение. И изискванията към котелното не са толкова строги. След стартиране оперативните разходи са минимални. Плаща се само електричество, средната мощност на помпата консумира около 4 kW на час. Съвременните модели са импулсни, не работят непрекъснато, а се включват при необходимост. Това намалява броя на работните часове на сезон и разходите за енергия.

Основният недостатък на геотермалното отопление е цената, дори китайска или домашна единица, да не говорим за европейски марки, струва няколко хиляди евро. Заедно с подреждането на външната верига и инсталацията, удоволствието ще доведе до стотици хиляди рубли. Според изчисленията на експерти и собственици, помпата се изплаща за няколко години. Работи с безплатен източник, в сравнение с цената на тон въглища или кубичен метър дърва за огрев, спестяванията са значителни. Но не всеки има допълнителни половин милион за оборудване и въвеждане в експлоатация.

Ако има водно тяло близо до обекта, това се оказва много по-евтино и няма нужда да харчите за скъпи сондажи.

Оперативните кладенци също оптимизират процеса, като се превръщат в източник на топлина. Това се потвърждава от член на форума det Marosот Уст-Каменогорск. Работи във фирма за производство на термопомпи и монтажни услуги. Затова той напълно разбира ситуацията и отговори на въпроса на участник в темата дали има нужда от сонди, ако на обекта има кладенци, и отговори изчерпателно.

det maros Член на FORUMHOUSE

Защо да се занимавате със сонди, ако има достатъчно вода. Ще карате от един кладенец до друг през HP. Бъркаме със сонди, когато в района няма вода или стълбът е малък и не покрива нуждите. Помпа с мощност 10 kW изисква обем от 3 кубически метра.

Домашни тайни

Но най-големите спестявания се получават, когато сглобите термопомпата сами. Водещият агрегат, компресорът, е взет от мощни климатици и сплит системи, техническите им параметри са сходни. Топлообменниците се продават готови, но някои занаятчии успяват да ги запоят от медни тръби. Като хладилен агент се използва фреон, продава се и в бутилки. Контролери, релета, стабилизатори, всички елементи поотделно ще струват наполовина по-малко, отколкото в готов комплект.

Най-често домашните проекти се организират над езера или когато вече има съществуващ кладенец. Поради факта, че лъвският дял от разходите пада върху изкопните работи и максималните спестявания са върху тях.

Занаятчия апарат2, от Рига, сам събра геотермално оборудване и публикува фоторепортаж за него с подробно описание на всички операции.

aparat2 Член на FORUMHOUSE

Сглобих HP от два монофазни компресора по 24 000 BTU всеки (7 kWh при студено време). Резултатът е каскада с топлинна мощност 16-18 киловата, с консумация на електроенергия около 4,5 kW на час. Избрах два компресора, за да са по-ниски токовете, няма да ги пускам едновременно. Междувременно се обитава само вторият етаж и един компресор е достатъчен. И след като експериментирах върху единия, тогава ще подобря втория дизайн.

Освен това членът на форума реши да не харчи пари за готови пластинчати топлообменници. Те са взискателни по отношение на пречистването на водата и струват много. Той комбинира домашен обменник с батерия, за да увеличи мощността. Резултатът беше работеща инсталация, която беше в пъти по-евтина от закупена.

Термопомпите обаче са алтернативен вариант при липса на газ и големи отоплителни площи. Дори ако сглобите системата сами, разходите за компоненти са значителни. Можете да проучите темата по-отблизо в нишката, там има много полезни съвети, потребителите на форума споделят своя опит и обсъждат различни модели. ще ви помогне да разберете сглобяването. И опциите за отопление на голяма къща без газ във видеото са ясен пример. За собствениците на дървени къщи - видео

1.
2.
3.
4.
5.
6.

Уред като термопомпата има подобен принцип на работа с домакинските уреди - хладилник и климатик. Той заема приблизително 80% от енергията си от околната среда. Помпата изпомпва топлина от улицата в стаята. Работата му е подобна на принципа на работа на хладилника, само посоката на пренос на топлинна енергия е различна.

Например, за да охладят бутилка вода, хората я поставят в хладилника, след това домакинският уред частично „взема“ топлината от този обект и сега, според закона за запазване на енергията, трябва да я освободи. Но къде? Всичко е просто, за тази цел хладилникът има радиатор, обикновено разположен на задната му стена. На свой ред радиаторът, нагрявайки се, отдава топлина на помещението, в което стои. Така хладилникът затопля помещението. Степента, до която се затопля, се усеща в малките магазини през горещото лято, когато са включени няколко хладилни агрегата.

А сега малко въображение. Да предположим, че в хладилника постоянно се поставят топли предмети и той затопля стаята или е поставен в отвора на прозореца, вратата на фризера е отворена навън и радиаторът е в стаята. По време на работа домакинският уред, охлаждайки външния въздух, едновременно с това ще пренася топлинната енергия, която съществува отвън, в сградата. Точно това е принципът на работа на термопомпата.

Откъде помпата получава топлина?

• околния въздух;
• водни тела (реки, езера, морета);
• почвени и подземни артезиански и термални води.

Отоплителна система с термопомпа

Охлаждащата течност, която абсорбира топлината от околната среда, циркулира по външната верига. Той влиза в изпарителя на помпата и освобождава приблизително 4 -7 °C към хладилния агент, въпреки факта, че точката му на кипене е -10 °C. В резултат на това хладилният агент кипи и след това преминава в газообразно състояние. Вече охладената охлаждаща течност във външната верига се изпраща към следващия завой, за да настрои температурата.

Функционалната верига на термопомпата се състои от:

• изпарител;
• хладилен агент;
• електрически компресор;
• кондензатор;
• капилярна;
• устройство за термостатично управление.

• След кипене хладилният агент, движещ се през тръбопровода, навлиза в компресора, който работи с електричество. Това устройство компресира газообразния хладилен агент до високо налягане, което води до повишаване на температурата му;
• горещият газ влиза в друг топлообменник (кондензатор), в който топлината на хладилния агент се прехвърля към охлаждащата течност, циркулираща през вътрешната верига на отоплителната система, или към въздуха в помещението;
• при охлаждане хладилният агент преминава в течно състояние, след което преминава през капилярния редуцир вентил, губейки налягане и след това отново попада в изпарителя;
• по този начин цикълът е приключил и процесът е готов за повторение.

Приблизително изчисляване на топлинната мощност

Q = (T 1 - T 2) x V, където:
V – дебит на охлаждащата течност на час (m 3 / час);
T 1 - T 2 - температурна разлика между входа и входа (°C).

Видове термопомпи

• подземни води - за работата им във водна отоплителна система се използват затворени земни контури или геотермални сонди, разположени на дълбочина (повече подробности: " ");
• вода-вода - принципът на работа в този случай се основава на използването на открити кладенци за събиране на подземни води и изхвърлянето им (прочетете: " "). В този случай външната верига не е затворена, а отоплителната система в къщата е вода;
• вода-въздух - инсталирайте външни водни вериги и използвайте отоплителни структури от въздушен тип;
• въздух-въздух - за тяхната работа те използват разсеяната топлина на външните въздушни маси плюс въздушната отоплителна система на къщата.

Предимства на термопомпите

1. Рентабилен и ефикасен. Принципът на действие на показаните на снимката термопомпи се основава не на производството на топлинна енергия, а на нейния пренос. Следователно ефективността на термопомпата трябва да бъде по-голяма от единица. Но как е възможно това? Във връзка с работата на термопомпите се използва стойност, която се нарича коефициент на преобразуване на топлина или съкратено CCT. Характеристиките на единици от този тип се сравняват точно по този параметър.Физическият смисъл на количеството е да се определи връзката между количеството получена топлина и енергията, изразходвана за нейното получаване. Например, ако CPT коефициентът е 4,8, това означава, че 1 kW електроенергия, изразходвана от помпата, произвежда 4,8 kW топлина, безплатно от природата.
2. Универсално универсално приложение. Ако няма електропроводи, достъпни за потребителите, компресорът на помпата работи с дизелово задвижване. Тъй като естествената топлина е навсякъде, принципът на работа на това устройство позволява да се използва навсякъде.
3. Екологичност. Принципът на работа на термопомпата се основава на ниска консумация на електроенергия и липса на продукти от горенето. Хладилният агент, използван от модула, не съдържа хлоровъглероди и е напълно безопасен за озон.
4. Двупосочен режим на работа. През отоплителния сезон термопомпата е в състояние да отоплява сградата и да я охлажда през лятото. Топлината, взета от помещението, може да се използва за осигуряване на топла вода в къщата и, ако има басейн, за загряване на водата в него.
5. Безопасна работа. При работата на термопомпите няма опасни процеси – няма открит огън и не се отделят вредни за човешкото здраве вещества. Охлаждащата течност няма висока температура, което прави устройството безопасно и в същото време полезно в ежедневието.
6. Автоматично управление на процеса на отопление на помещението.

Някои характеристики на работата на помпата

• помещението трябва да е добре изолирано (топлинните загуби не трябва да надвишават 100 W/m²);
• Изгодно е използването на термопомпа за нискотемпературни отоплителни системи. Подовото отопление отговаря на този критерий, тъй като температурата му е 35-40°C. CPT до голяма степен зависи от връзката между температурата на входната верига и изходната верига.

Принципът на работа на термопомпите е да пренасят топлина, което ви позволява да получите коефициент на преобразуване на енергия от 3 до 5. С други думи, всеки 1 kW използвана електроенергия носи 3-5 kW топлина в къщата.

2. Нека накратко да ви припомня предисторията. Преди четири години купих парцел от 6 акра от градинарско дружество, върху който със собствените си ръце, без да наема наемен труд, построих модерна, енергийно ефективна селска къща. Предназначението на къщата е втори апартамент, разположен сред природата. Целогодишна, но не постоянна работа. Изисква се максимална автономия във връзка с опростено инженерство. В района, където се намира SNT, няма магистрален газ и не трябва да разчитате на него. Остава вносът на твърдо или течно гориво, но всички тези системи изискват сложна инфраструктура, чиято цена за изграждане и поддръжка е сравнима с директното отопление с електричество. Така изборът вече беше частично предрешен – отопление на ток. Но тук възниква втори, не по-малко важен момент: ограничаването на електрическия капацитет в градинарското партньорство, както и доста високите тарифи за електроенергия (по това време - не „селска“ тарифа). Фактически към обекта са разпределени 5 kW електрическа мощност. Единственият изход в тази ситуация е използването на термопомпа, която ще спести около 2,5-3 пъти отопление в сравнение с директното преобразуване на електрическата енергия в топлина.

И така, да преминем към термопомпите. Те се различават по това откъде вземат топлина и къде я отделят. Важен момент, известен от законите на термодинамиката (8 клас на гимназията) - термопомпата не произвежда топлина, тя я пренася. Ето защо неговият ECO (коефициент на преобразуване на енергия) винаги е по-голям от 1 (т.е. термопомпата винаги отдава повече топлина, отколкото консумира от мрежата).

Класификацията на термопомпите е следната: „вода – вода“, „вода – въздух“, „въздух – въздух“, „въздух – вода“. „Вода“, посочена във формулата отляво, означава извличане на топлина от течна циркулираща охлаждаща течност, преминаваща през тръби, разположени в земята или резервоар. Ефективността на такива системи практически не зависи от времето на годината и температурата на околната среда, но те изискват скъпи и трудоемки изкопни работи, както и наличието на достатъчно свободно пространство за полагане на земен топлообменник (върху който впоследствие се поставя ще бъде трудно нещо да расте през лятото, поради замръзване на почвата) . „Водата“, посочена във формулата вдясно, се отнася за отоплителния кръг, разположен вътре в сградата. Това може да бъде или радиаторна система, или течни отопляеми подове. Такава система също ще изисква сложна инженерна работа вътре в сградата, но има и своите предимства - с помощта на такава термопомпа можете също да получите топла вода в къщата.

Но най-интересната категория е категорията на термопомпи въздух-въздух. Всъщност това са най-обикновените климатици. Докато работят за отопление, те вземат топлина от уличния въздух и я предават на въздушен топлообменник, разположен вътре в къщата. Въпреки някои недостатъци (производствените модели не могат да работят при температури на околната среда под -30 градуса по Целзий), те имат огромно предимство: такава термопомпа е много лесна за инсталиране и нейната цена е сравнима с конвенционалното електрическо отопление с помощта на конвектори или електрически бойлер.

3. Въз основа на тези съображения беше избран канален полупромишлен климатик Mitsubishi Heavy, модел FDUM71VNX. Към есента на 2013 г. комплект, състоящ се от два блока (външен и вътрешен), струваше 120 хиляди рубли.

4. Външното тяло се монтира на фасадата от северната страна на къщата, където има най-малко вятър (това е важно).

5. Вътрешното тяло се монтира в антрето под тавана, от него с помощта на гъвкави шумоизолирани въздуховоди се подава топъл въздух към всички жилищни помещения вътре в къщата.

6. Защото Захранването с въздух се намира под тавана (абсолютно невъзможно е да се организира подаване на горещ въздух близо до пода в каменна къща), тогава е очевидно, че въздухът трябва да се поеме на пода. За да направите това, с помощта на специален канал въздухозаборникът беше спуснат до пода в коридора (всички интериорни врати също имат монтирани решетки в долната част). Режимът на работа е 900 кубически метра въздух на час, поради постоянна и стабилна циркулация няма абсолютно никаква разлика в температурата на въздуха между пода и тавана във всяка част на къщата. За да бъдем точни, разликата е 1 градус по Целзий, което е дори по-малко, отколкото при използване на стенни конвектори под прозорци (при тях температурната разлика между пода и тавана може да достигне 5 градуса).

7. В допълнение към факта, че вътрешното тяло на климатика, благодарение на мощното си работно колело, е в състояние да циркулира големи обеми въздух в къщата в режим на рециркулация, не трябва да забравяме, че хората се нуждаят от свеж въздух в къщата. Следователно отоплителната система служи и като вентилационна система. Чрез отделен въздушен канал в къщата се подава свеж въздух от улицата, който, ако е необходимо, се нагрява (през студения сезон) с помощта на автоматизация и канален нагревателен елемент.

8. Топлият въздух се разпространява през решетки като тази, разположени в хола. Също така си струва да се обърне внимание на факта, че в къщата няма нито една лампа с нажежаема жичка и се използват само светодиоди (запомнете тази точка, важна е).

9. Отработеният „мръсен“ въздух се отстранява от къщата чрез аспиратор в банята и кухнята. Топлата вода се приготвя в конвенционален бойлер за съхранение. Като цяло това е доста голям разход, защото... Водата в кладенеца е много студена (от +4 до +10 градуса по Целзий в зависимост от времето на годината) и някой може разумно да отбележи, че слънчевите колектори могат да се използват за загряване на вода. Да, може, но цената на инвестициите в инфраструктура е такава, че за тези пари можете да топлите вода директно на ток за 10 години.

10. И това е "ЦУП". Основен и основен контролен панел за термопомпа с въздушен източник. Има различни таймери и проста автоматизация, но ние използваме само два режима: вентилация (през топлия сезон) и отопление (през студения сезон). Построената къща се оказва толкова енергоефективна, че климатикът в нея така и не е използван по предназначение – да охлажда къщата в жегите. LED осветлението (топлопредаването от което клони към нула) и много висококачествената изолация изиграха голяма роля за това (не е шега, след като монтирахме морава на покрива, дори трябваше да използваме термопомпа, за да отоплим къщата това лято - в дните, когато средната дневна температура е паднала под + 17 градуса по Целзий). Температурата в къщата се поддържа целогодишно най-малко +16 градуса по Целзий, независимо от присъствието на хора в нея (когато в къщата има хора, температурата се настройва на +22 градуса по Целзий) и никога не се зарежда приточната вентилация. изключен (защото ме мързи).

11. Монтиран е технически електромер през есента на 2013г. Това е точно преди 3 години. Лесно е да се изчисли, че средната годишна консумация на електроенергия е 7000 kWh (всъщност сега тази цифра е малко по-малка, тъй като през първата година консумацията беше висока поради използването на изсушители по време на довършителните работи).

12. Във фабричната конфигурация климатикът може да загрява при температура на околната среда минимум -20 градуса по Целзий. За работа при по-ниски температури е необходима модификация (всъщност е актуална при работа дори при температура от -10, ако навън има висока влажност) - инсталиране на нагревателен кабел в дренажния съд. Това е необходимо, така че след цикъла на размразяване на външното тяло течната вода да има време да напусне дренажния съд. Ако тя няма време да направи това, тогава ледът ще замръзне в тигана, който впоследствие ще изтръгне рамката с вентилатора, което вероятно ще доведе до счупване на лопатките върху нея (можете да погледнете снимки на счупени лопатки в интернет почти се сблъсках с това, защото .не поставих нагревателния кабел веднага).

13. Както споменах по-горе, навсякъде в къщата се използва изключително LED осветление. Това е важно, когато става въпрос за климатизация на стая. Да вземем стандартна стая, в която има 2 лампи, по 4 лампи във всяка. Ако това са 50-ватови крушки с нажежаема жичка, тогава те ще консумират общо 400 вата, докато LED крушките ще консумират по-малко от 40 вата. И всяка енергия, както знаем от курса по физика, така или иначе в крайна сметка се превръща в топлина. Тоест осветлението с нажежаема жичка е толкова добър нагревател със средна мощност.

14. Сега нека поговорим за това как работи термопомпата. Всичко, което прави, е да пренася топлинна енергия от едно място на друго. Това е абсолютно същия принцип, на който работят хладилниците. Те пренасят топлината от хладилната част в стаята.

Има една такава добра гатанка: Как ще се промени температурата в стаята, ако оставите хладилник включен с отворена врата? Правилният отговор е, че температурата в помещението ще се повиши. За по-лесно разбиране това може да се обясни по следния начин: стаята е затворена верига, електричеството преминава в нея през жици. Както знаем, енергията в крайна сметка се превръща в топлина. Ето защо температурата в помещението ще се повиши, защото електричеството влиза в затворената верига отвън и остава в нея.

Малко теория. Топлината е форма на енергия, която се пренася между две системи поради температурни разлики. В този случай топлинната енергия се движи от място с висока температура към място с по-ниска температура. Това е естествен процес. Преносът на топлина може да се извърши чрез проводимост, топлинно излъчване или чрез конвекция.

Има три класически състояния на агрегиране на материята, трансформацията между които се извършва в резултат на промени в температурата или налягането: твърдо, течно, газообразно.

За да промени състоянието на агрегация, тялото трябва или да получи или да отдаде топлинна енергия.

При топене (преход от твърдо в течно състояние) се поглъща топлинна енергия.
При изпаряване (преход от течно към газообразно състояние) се абсорбира топлинна енергия.
При кондензация (преход от газообразно в течно състояние) се отделя топлинна енергия.
При кристализация (преход от течно към твърдо състояние) се отделя топлинна енергия.

Термопомпата използва два режима на преход: изпарение и кондензация, т.е. работи с вещество, което е в течно или газообразно състояние.

15. Хладилният агент R410a се използва като работен флуид във веригата на термопомпата. Това е хидрофлуоровъглерод, който кипи (преминава от течност в газ) при много ниска температура. А именно при температура от 48,5 градуса по Целзий. Тоест, ако обикновената вода при нормално атмосферно налягане кипи при температура от +100 градуса по Целзий, тогава фреон R410a кипи при температура почти 150 градуса по-ниска. При това при много отрицателни температури.

Именно това свойство на хладилния агент се използва в термопомпата. Чрез специално измерване на налягането и температурата могат да му се придадат необходимите свойства. Или ще бъде изпарение при околна температура, абсорбиране на топлина, или кондензация при околна температура, освобождаване на топлина.

16. Ето как изглежда веригата на термопомпата. Основните му компоненти са: компресор, изпарител, разширителен вентил и кондензатор. Хладилният агент циркулира в затворен кръг на термопомпата и последователно променя агрегатното си състояние от течно в газообразно и обратно. Това е хладилният агент, който пренася и пренася топлина. Налягането във веригата винаги е прекомерно в сравнение с атмосферното налягане.

Как работи?
Компресорът засмуква студения хладилен газ под ниско налягане, идващ от изпарителя. Компресорът го компресира под високо налягане. Температурата се повишава (топлината от компресора също се добавя към хладилния агент). На този етап получаваме хладилен газ с високо налягане и висока температура.
В този вид той влиза в кондензатора, издухан с по-студен въздух. Прегрятият хладилен агент освобождава топлината си във въздуха и кондензира. На този етап хладилният агент е в течно състояние, под високо налягане и средна температура.
След това хладилният агент влиза в разширителния вентил. Има рязко намаляване на налягането поради разширяването на обема, зает от хладилния агент. Намаляването на налягането причинява частично изпаряване на хладилния агент, което от своя страна намалява температурата на хладилния агент под температурата на околната среда.
В изпарителя налягането на хладилния агент продължава да намалява, той се изпарява още повече, а необходимата за този процес топлина се отнема от по-топлия външен въздух, който се охлажда.
Напълно газообразният хладилен агент се връща в компресора и цикълът е завършен.

17. Ще се опитам да го обясня по-просто. Хладилният агент вече кипи при температура от -48,5 градуса по Целзий. Тоест, относително казано, при всяка по-висока температура на околната среда той ще има излишно налягане и в процеса на изпаряване ще отнема топлина от околната среда (т.е. уличния въздух). Има хладилни агенти, използвани в нискотемпературни хладилници, тяхната точка на кипене е дори по-ниска, до -100 градуса по Целзий, но не може да се използва за работа на термопомпа за охлаждане на стая в жегата поради много високото налягане при висока околна среда температури. Хладилният агент R410a е баланс между способността на климатика да работи както за отопление, така и за охлаждане.

Между другото, ето един добър документален филм, заснет в СССР и разказващ за това как работи термопомпата. Препоръчвам.

18. Всеки климатик може ли да се използва за отопление? Не, не кой да е. Въпреки че почти всички съвременни климатици работят с фреон R410a, други характеристики са не по-малко важни. Първо, климатикът трябва да има четирипътен вентил, който ви позволява да превключите на „обратно“, така да се каже, а именно да смените кондензатора и изпарителя. Второ, имайте предвид, че компресорът (намира се долу вдясно) е разположен в термоизолиран корпус и има електрически нагреваем картер. Това е необходимо, за да се поддържа винаги положителна температура на маслото в компресора. Всъщност при околна температура под +5 градуса по Целзий, дори когато е изключен, климатикът консумира 70 вата електрическа енергия. Вторият, най-важен момент е, че климатикът трябва да е инверторен. Тоест както компресорът, така и електродвигателят на работното колело трябва да могат да променят производителността по време на работа. Именно това позволява на термопомпата да работи ефективно за отопление при външни температури под -5 градуса по Целзий.

19. Както знаем, на топлообменника на външното тяло, което е изпарител по време на работа на отопление, протича интензивно изпарение на хладилния агент с абсорбиране на топлина от околната среда. Но във въздуха на улицата има водни пари в газообразно състояние, които кондензират или дори кристализират върху изпарителя поради рязък спад на температурата (уличният въздух отдава топлината си на хладилния агент). И интензивното замръзване на топлообменника ще доведе до намаляване на ефективността на отстраняване на топлината. Тоест, тъй като температурата на околната среда намалява, е необходимо да се „забави“ както компресора, така и работното колело, за да се осигури най-ефективното отстраняване на топлината на повърхността на изпарителя.

Идеалната термопомпа само за отопление трябва да има повърхностна площ на външния топлообменник (изпарител) няколко пъти по-голяма от повърхността на вътрешния топлообменник (кондензатор). На практика се връщаме към същия баланс, че една термопомпа трябва да може да работи както за отопление, така и за охлаждане.

20. Вляво можете да видите външния топлообменник почти напълно покрит със скреж, с изключение на две секции. В горната, незамръзнала част, фреонът все още има доста високо налягане, което не му позволява ефективно да се изпари, докато абсорбира топлината от околната среда, докато в долната част той вече е прегрят и вече не може да абсорбира топлина отвън . А снимката вдясно отговаря на въпроса защо външният климатик е монтиран на фасадата, а не скрит от погледа на плоския покрив. Именно поради водата, която трябва да се източи от дренажния съд през студения сезон. Би било много по-трудно да се отведе тази вода от покрива, отколкото от сляпата зона.

Както вече писах, при работа на отопление при минусови температури навън, изпарителят на външното тяло замръзва и върху него кристализира водата от уличния въздух. Ефективността на замръзналия изпарител е осезаемо намалена, но електрониката на климатика автоматично следи ефективността на отвеждане на топлината и периодично превключва термопомпата в режим на размразяване. По същество режимът на размразяване е директен режим на климатизация. Тоест, топлината се отнема от помещението и се прехвърля към външен, замръзнал топлообменник, за да разтопи леда върху него. По това време вентилаторът на вътрешното тяло работи на минимални обороти, а от въздуховодите вътре в къщата тече хладен въздух. Цикълът на размразяване обикновено продължава 5 минути и се извършва на всеки 45-50 минути. Поради високата топлинна инерция на къщата не се усеща дискомфорт по време на размразяването.

21. Ето таблица с отоплителната производителност на този модел термопомпа. Нека ви напомня, че номиналната консумация на енергия е малко над 2 kW (ток 10A), а топлообменът варира от 4 kW при -20 градуса навън, до 8 kW при външна температура от +7 градуса. Тоест, коефициентът на преобразуване е от 2 до 4. Това е колко пъти термопомпата ви позволява да спестите енергия в сравнение с директното преобразуване на електрическата енергия в топлина.

Между другото, има още един интересен момент. Експлоатационният живот на един климатик при работа на отопление е няколко пъти по-висок отколкото при работа на охлаждане.

22. Миналата есен инсталирах електромер Smappee, който ви позволява да поддържате статистика за потреблението на енергия на месечна база и осигурява повече или по-малко удобна визуализация на направените измервания.

23. Smappee беше инсталиран точно преди година, в последните дни на септември 2015 г. Той също така се опитва да покаже цената на електрическата енергия, но го прави въз основа на ръчно зададени тарифи. И при тях има важен момент - както знаете, два пъти в годината увеличаваме цената на тока. Тоест през представения период на измерване тарифите са се променяли 3 пъти. Затова няма да обръщаме внимание на разходите, а ще изчислим количеството консумирана енергия.

Всъщност Smappee има проблеми с визуализирането на графиките на потреблението. Например най-късата колона вляво е потреблението за септември 2015 г. (117 kWh), т.к Нещо се обърка с разработчиците и по някаква причина екранът за годината показва 11 вместо 12 колони. Но общото потребление се изчислява точно.

А именно 1957 kWh за 4 месеца (включително септември) в края на 2015 г. и 4623 kWh за цялата 2016 г. от януари до септември включително. Тоест общо 6580 kWh са изразходвани за ЦЯЛАТА поддръжка на живота на селска къща, която се отоплява целогодишно, независимо от присъствието на хора в нея. Нека ви напомня, че през лятото на тази година за първи път ми се наложи да използвам термопомпа за отопление и през всичките 3 години на работа нито веднъж не работеше за охлаждане през лятото (с изключение на автоматичните цикли на размразяване, разбира се) . В рубли, според текущите тарифи в района на Москва, това е по-малко от 20 хиляди рубли годишно или около 1700 рубли на месец. Напомням, че тази сума включва: отопление, вентилация, подгряване на вода, печка, хладилник, осветление, електроника и уреди. Тоест, всъщност е 2 пъти по-евтино от месечния наем за апартамент в Москва със същия размер (разбира се, без да се вземат предвид таксите за поддръжка, както и таксите за основен ремонт).

24. Сега нека изчислим колко пари спести термопомпата в моя случай. Ще сравним електрическото отопление на примера с електрически бойлер и радиатори. Ще изчисля по предкризисни цени, които бяха към момента на монтиране на термопомпата през есента на 2013 г. Сега термопомпите станаха по-скъпи поради срива на обменния курс на рублата и цялото оборудване се внася (лидерите в производството на термопомпи са японците).

Електрическо отопление:
Електрически котел - 50 хиляди рубли
Тръби, радиатори, фитинги и др. - още 30 хиляди рубли. Общо материали за 80 хиляди рубли.

Топлинна помпа:
Канален климатик MHI FDUM71VNXVF (външни и вътрешни блокове) - 120 хиляди рубли.
Въздуховоди, преходници, топлоизолации и др. - още 30 хиляди рубли. Общо материали за 150 хиляди рубли.

Монтаж „направи си сам“, но и в двата случая времето е приблизително еднакво. Общо „надплащане“ за термопомпа в сравнение с електрически котел: 70 хиляди рубли.

Но това не е всичко. Въздушното отопление с помощта на термопомпа е едновременно климатизация през топлия сезон (т.е. климатикът все още трябва да бъде инсталиран, нали? Това означава, че ще добавим поне още 40 хиляди рубли) и вентилация (задължителна в съвременния запечатани къщи, поне още 20 хиляди рубли).

какво имаме „Надплащането“ в комплекса е само 10 хиляди рубли. Това все още е само на етап пускане на отоплителната система.

И тогава започва операцията. Както писах по-горе, в най-студените зимни месеци коефициентът на превръщане е 2,5, а в извън сезона и лятото може да се приеме 3,5-4. Да вземем средния годишен COP равен на 3. Нека ви напомня, че 6500 kWh електрическа енергия се консумират в къща на година. Това е общото потребление за всички електрически уреди. За опростяване на изчисленията, нека приемем минимума, че термопомпата консумира само половината от това количество.Това е 3000 kWh. В същото време той доставя средно 9000 kWh топлинна енергия годишно (6000 kWh се „докарват“ от улицата).

Нека преобразуваме прехвърлената енергия в рубли, като приемем, че 1 kWh електрическа енергия струва 4,5 рубли (средна дневна/нощна тарифа в района на Москва). Получаваме 27 000 рубли спестявания в сравнение с електрическото отопление само през първата година на работа. Нека си припомним, че разликата на етапа на пускане на системата в експлоатация беше само 10 хиляди рубли. Тоест още през първата година на работа термопомпата ми СПЕСТИ 17 хиляди рубли. Тоест изплати се през първата година от експлоатацията. В същото време напомням, че това не е постоянно пребиваване, в който случай спестяванията ще бъдат още по-големи!

Но не забравяйте за климатика, който конкретно в моя случай не беше необходим, поради факта, че къщата, която построих, се оказа свръхизолирана (въпреки че използва еднослойна газобетонна стена без допълнителна изолация) и просто не се нагрява през лятото на слънце. Тоест ще премахнем 40 хиляди рубли от оценката. какво имаме В този случай започнах да СПЕСТЯВАМ от термопомпа не от първата година на работа, а от втората. Не е голяма разликата.

Но ако вземем термопомпа вода-вода или дори въздух-вода, тогава цифрите в оценката ще бъдат напълно различни. Ето защо термопомпата въздух-въздух има най-доброто съотношение цена/ефективност на пазара.

25. И накрая, няколко думи за електрическите нагреватели. Бях измъчван от въпроси за всякакви инфрачервени нагреватели и нанотехнологии, които не изгарят кислород. Ще отговоря кратко и по същество. Всеки електрически нагревател има ефективност от 100%, т.е. цялата електрическа енергия се преобразува в топлина. Всъщност това се отнася за всички електрически уреди, дори електрическата крушка произвежда топлина точно в количеството, в което я е получила от контакта. Ако говорим за инфрачервени нагреватели, тяхното предимство е, че загряват предмети, а не въздух. Следователно най-разумното използване за тях е отоплението на открити веранди в кафенета и на автобусни спирки. Когато има нужда от пренос на топлина директно към предмети/хора, заобикаляйки отоплението на въздуха. Подобна история за изгарянето на кислород. Ако видите тази фраза някъде в рекламна брошура, трябва да знаете, че производителят взема купувача за глупак. Горенето е окислителна реакция, а кислородът е окислител, тоест не може да се самоизгори. Тоест, това са всички глупости на аматьори, които са пропуснали часовете по физика в училище.

26. Друг вариант за пестене на енергия с електрическо отопление (независимо дали чрез директно преобразуване или използване на термопомпа) е да се използва топлинният капацитет на сградната обвивка (или специален топлинен акумулатор) за съхраняване на топлина, като се използва евтина нощна електрическа тарифа. Точно това ще експериментирам тази зима. По мои предварителни изчисления (като се вземе предвид факта, че през следващия месец ще плащам селската тарифа за електроенергия, тъй като сградата вече е регистрирана като жилищна сграда), дори въпреки увеличението на тарифите за електроенергия, следващата година ще плащам за поддръжка на къщата по-малко от 20 хиляди рубли (за цялата консумирана електрическа енергия за отопление, отопление на водата, вентилация и оборудване, като се вземе предвид фактът, че температурата в къщата се поддържа приблизително 18-20 градуса по Целзий през цялата година , независимо дали има хора в него).

какъв е резултатътТермопомпата под формата на нискотемпературен климатик въздух-въздух е най-простият и достъпен начин за спестяване на отопление, което може да бъде двойно по-важно при ограничение на електрическата мощност. Напълно съм доволен от монтираната отоплителна система и не изпитвам никакъв дискомфорт от нейната работа. В условията на Московска област използването на въздушна термопомпа е напълно оправдано и ви позволява да възстановите инвестицията не по-късно от 2-3 години.

Между другото, не забравяйте, че имам и Instagram, където публикувам напредъка на работата почти в реално време -

Имайки хладилници и климатици в дома си, малко хора знаят, че в тях е внедрен принципът на работа на термопомпа.

Около 80% от енергията, произведена от термопомпата, идва от топлината на околната среда под формата на дифузна слънчева радиация. Именно тази помпа просто го „изпомпва“ от улицата в къщата. Работата на термопомпата е подобна на принципа на работа на хладилника, но посоката на пренос на топлина е различна.

Просто казано…

За да охладите бутилка минерална вода, я поставяте в хладилника. Хладилникът трябва да "вземе" част от топлинната енергия от бутилката и според закона за запазване на енергията да я премести някъде и да я отдаде. Хладилникът предава топлина към радиатор, който обикновено се намира на задната стена. В същото време радиаторът се нагрява, освобождавайки топлината си в стаята. Всъщност то загрява стаята. Това е особено забележимо в малките минимаркети през лятото, когато в стаята са включени няколко хладилника.

Каним ви да развихрите въображението си. Да приемем, че постоянно ще поставяме топли предмети в хладилника и охлаждайки ги, той ще загрява въздуха в стаята. Да стигнем до „крайностите”... Нека поставим хладилника в отвора на прозореца с отворена врата на „фризера” навън. Радиаторът на хладилника ще бъде разположен на закрито. По време на работа хладилникът ще охлажда въздуха отвън, пренасяйки „отнетата“ топлина в стаята. Ето как работи термопомпата, която отнема диспергирана топлина от околната среда и я пренася в помещението.

Откъде помпата получава топлина?

Принципът на работа на термопомпата се основава на „експлоатацията“ на естествени източници на топлина с нисък потенциал от околната среда.

Те могат да бъдат:

• просто външен въздух;
• топлина на водни тела (езера, морета, реки);
• топлина на почвата, подземни води (термични и артезиански).

Как работи термопомпата и отоплителната система с нея?

Термопомпата е интегрирана в отоплителната система, която се състои от 2 кръга + трети кръг - системата на самата помпа. Незамръзваща охлаждаща течност циркулира по външната верига, която абсорбира топлината от околното пространство.

Попадайки в термопомпата, или по-точно нейния изпарител, охлаждащата течност отделя средно от 4 до 7 °C на хладилния агент на термопомпата. А точката му на кипене е -10 °C. В резултат на това хладилният агент кипи и след това преминава в газообразно състояние. Охлаждащата течност на външната верига, вече охладена, преминава към следващия „завой“ в системата, за да настрои температурата.

Функционалната верига на термопомпата включва:

• изпарител;
• компресор (електрически);
• капилярна;
• кондензатор;
• хладилен агент;
• устройство за термостатично управление.

Процесът изглежда така!

Хладилният агент, който е „кипял” в изпарителя, се подава по тръбопровод към компресор, захранван с електричество. Този „трудолюбив“ компресира газообразния хладилен агент до високо налягане, което съответно води до повишаване на неговата температура.

След това горещият газ влиза в друг топлообменник, който се нарича кондензатор. Тук топлината на хладилния агент се предава на въздуха в помещението или охлаждащата течност, която циркулира през вътрешния кръг на отоплителната система.

Хладилният агент се охлажда, като същевременно се превръща в течност. След това преминава през капилярния редуцир вентил, където "губи" налягане и се връща в изпарителя.

Цикълът е затворен и готов за повторение!

Приблизително изчисляване на топлинната мощност на инсталацията

В рамките на един час през външния колектор през помпата протича до 2,5-3 m 3 охлаждаща течност, която земята може да загрее с ∆t = 5-7 ° C.

За да изчислите топлинната мощност на такава верига, използвайте формулата:

Q = (T_1 - T_2)*V_топлина

V_heat - обемен дебит на охлаждащата течност за час (m^3/час);

T_1 - T_2 - температурна разлика между вход и вход (°C).

Видове термопомпи

Термопомпите се класифицират според вида на използваната разсейвана топлина:

• подпочвени води (използвайте затворени земни контури или дълбоки геотермални сонди и система за нагряване на водата);
• вода-вода (използват открити кладенци за приемане и изпускане на подземни води - външната верига не е затворена, вътрешната отоплителна система е вода);
• вода-въздух (използване на външни водни вериги и отоплителна система от въздушен тип);
• (използване на разсеяна топлина от външни въздушни маси в комплект с въздушна отоплителна система за къщата).

Предимства и предимства на термопомпите

Рентабилен. Принципът на работа на термопомпата се основава не на производството, а на преноса (транспортирането) на топлинна енергия, така че може да се твърди, че нейната ефективност е по-голяма от единица. Каква безсмислица? - ще кажете.В темата за термопомпите е включена величина - коефициент на топлопреобразуване (HCT). По този параметър единиците от подобни типове се сравняват помежду си. Неговият физически смисъл е да покаже съотношението на количеството получена топлина към количеството енергия, изразходвано за това. Например, при KPT = 4,8, 1 kW електроенергия, изразходвана от помпата, ще ни позволи да получим 4,8 kW топлина безплатно, тоест безплатно от природата.

Универсално повсеместно приложение. Дори при липса на достъпни електропроводи, термопомпеният компресор може да се захранва от дизелово задвижване. И „естествената“ топлина е достъпна във всяко кътче на планетата - термопомпата няма да остане „гладна“.

Екологично използване. В термопомпата няма продукти от горенето, а ниската й консумация на енергия „задвижва“ по-малко електроцентралите, косвено намалявайки вредните емисии от тях. Хладилният агент, използван в термопомпите, е щадящ озона и не съдържа хлоровъглероди.

Двупосочен режим на работа. Термопомпата може да отоплява стая през зимата и да я охлажда през лятото. „Топлината“, взета от помещението, може да се използва ефективно, например за загряване на вода в басейн или в система за топла вода.

Оперативна безопасност. В принципа на работа на термопомпата няма да вземете предвид опасни процеси. Липсата на открит огън и вредни емисии, опасни за хората, както и ниската температура на охлаждащите течности правят термопомпата „безобиден“, но полезен домакински уред.

Някои нюанси на работа

Ефективното използване на принципа на работа на термопомпата изисква спазването на няколко условия:

• стаята, която се отоплява, трябва да е добре изолирана (топлинни загуби до 100 W/m2) - в противен случай, вземайки топлина от улицата, ще отоплявате улицата за своя сметка;
• Термопомпите са изгодни за използване при нискотемпературни отоплителни системи. Системите за подово отопление (35-40 °C) са идеални за такива критерии. Коефициентът на преобразуване на топлина значително зависи от температурното съотношение на входните и изходните вериги.

Нека обобщим казаното!

Същността на принципа на работа на термопомпата не е в производството, а в преноса на топлина. Това ви позволява да получите висок коефициент (от 3 до 5) на преобразуване на топлинна енергия. Просто казано, всеки 1 kW използвана електроенергия ще „прехвърли“ 3-5 kW топлина в къщата. Нещо друго, което трябва да се каже?