Isıtma için ısı pompaları nelerdir? Bir evi ısıtmak için bir ısı pompası nasıl çalışır?

Isı pompası (HP) termal enerjinin transferini, dönüştürülmesini ve dönüştürülmesini gerçekleştiren bir cihazdır. Çalışma prensibine göre buzdolabı veya klima gibi iyi bilinen cihaz ve ekipmanlara benzer. Herhangi bir TN'nin işleyişi, adını ünlü Fransız fizikçi ve matematikçi Sidi Carnot'tan alan ters Carnot döngüsüne dayanır.

Bir ısı pompası nasıl çalışır?

Bu ekipmanın çalışma süreçlerinin fiziğini daha ayrıntılı olarak inceleyelim. Bir ısı pompası dört ana unsurdan oluşur:

1. Kompresör
2. Isı eşanjörü (kondenser)
3. Isı eşanjörü (evaporatör)
4. Bağlantı parçaları ve otomasyon elemanları.

Kompresör Soğutucuyu sistem içinde sıkıştırmak ve hareket ettirmek için gereklidir. Freon sıkıştırıldığında, sıcaklığı ve basıncı keskin bir şekilde yükselir (basınç 40 bara kadar, sıcaklık 140 C'ye kadar gelişir) ve yüksek derecede sıkıştırmaya sahip bir gaz şeklinde kondansatöre girer(adyabatik süreç, yani sistemin dış alanla etkileşime girmediği süreç), burada enerjiyi tüketiciye aktarır. Tüketici, hem ısıtılması gereken ortam (örneğin, iç ortam havası) hem de enerjiyi ısıtma sistemi (radyatörler, yerden ısıtma, ısıtmalı süpürgelikler, konvektörler) aracılığıyla daha da dağıtan soğutucu (su, antifriz vb.) olabilir. , fan coiller, vb.). Bu durumda, gazın sıcaklığı doğal olarak azalır ve kümelenme durumunu gazdan sıvıya değiştirir (izotermal bir süreç, yani sabit bir sıcaklıkta meydana gelen bir süreç).

Daha fazla sıvı soğutucu evaporatöre girer basıncı azaltmak ve buharlaşmalı ısı eşanjörüne freon akışını dozlamak için gerekli olan bir termostatik genleşme valfinden (TRV) geçerek. Evaporatör kanallarının geçişi sırasında basınç düşmesi sonucunda bir faz geçişi meydana gelir ve soğutucu akışkanın toplanma durumu tekrar gaz haline dönüşür. Bu durumda, gazın entropisi azalır (freonların termofiziksel özelliklerine bağlı olarak), bu da sıcaklıkta keskin bir düşüşe yol açar ve ısı, harici bir kaynaktan “çıkarılır”. Dış hava, dünyanın bağırsakları, nehirler, göller dış kaynak olarak hareket edebilir. Ayrıca, soğutulmuş gaz halindeki freon kompresöre geri döner ve döngü tekrarlanır.

Aslında, ısı motorunun kendisinin ısı üretmediği, ancak enerjiyi ortamdan odaya taşımak, değiştirmek ve değiştirmek için bir cihaz olduğu ortaya çıktı. Ancak bu işlem, ana tüketicisi kompresör ünitesi olan elektrik gerektirir. Alınan termik gücün tüketilen elektrik gücüne oranı, dönüşüm faktörü (COP) olarak adlandırılır. HP'nin türüne, üreticisine, diğer faktörlere bağlı olarak değişir ve 2 ile 6 arasında değişir.

Şu anda, soğutucu olarak çevreye minimum zarar veren çeşitli tiplerde (R410A, R407C) ozon dostu freonlar kullanılmaktadır.

Modern ısı motorları, bakım gerektirmeyen, neredeyse hiç sürtünmesi olmayan ve 30-40 yıl kesintisiz çalışabilen scroll tip kompresörler kullanır. Bu, tüm ünitenin uzun bir hizmet ömrü sağlar. Örneğin, bir Alman firması Stiebel Eltron Geçen yüzyılın 70'lerinin başından beri büyük onarımlar yapmadan çalışan HP'ler var.

Isı pompası çeşitleri

Enerjinin seçimi ve yeniden dağıtımı için kullanılan ortamın yanı sıra tasarım özelliklerine ve uygulama yöntemlerine bağlı olarak, dört ana HP türü vardır:

Havadan havaya ısı pompası

Düşük dereceli bir enerji kaynağı olarak, bu tip ekipman dış havayı kullanır. Dışa doğru, geleneksel bir split klima sisteminden farklı değildir, ancak düşük sıcaklıklarda (-30 C'ye kadar) çalışmasına ve çevreden enerjiyi “çıkarmasına” izin veren bir dizi işlevsel özelliğe sahiptir. Evin ısıtılması, ısı pompası kondenserinde ısıtılan sıcak hava ile doğrudan gerçekleştirilir.

HP "hava - hava" avantajları:

• düşük maliyetli
• Kısa kurulum süresi ve karşılaştırmalı kurulum kolaylığı
• Soğutma sıvısı sızıntısı olasılığı yok

Kusurlar:

• -20 С'ye kadar sürdürülebilir performans
• Her odaya bir iç ünite kurma veya tüm odalara ısıtılmış hava sağlamak için bir kanal sistemi düzenleme ihtiyacı.
• Sıcak su elde edememe (DHW)

Uygulamada, bu tür sistemler mevsimlik konutlar için kullanılır ve ana ısıtma kaynağı olarak hareket edemez.

Isı pompası "hava - su"

Çalışma prensipleri ile önceki tipe benzerler, ancak odanın içindeki havayı doğrudan ısıtmazlar, ancak sırayla evi ısıtmak ve sıcak su hazırlamak için kullanılan soğutucuyu ısıtırlar.

HP "Hava - su" avantajları:

• "dış kontur" (delme) organizasyonunu gerektirmez
• güvenilirlik ve dayanıklılık
• sonbahar ve ilkbahar dönemlerinde yüksek performans göstergeleri (SOP)

TN'nin dezavantajları:

• Düşük sıcaklıklarda COP'ta önemli azalma (1,2'ye kadar)
• Dış ünitenin buzunu çözme ihtiyacı (tersinir mod)
• -25 C - -30 C altındaki sıcaklıklarda çalışamama

İklimimizdeki bu tür pompalar hala tek ısıtma kaynağı olarak hareket edemez. Bu nedenle, genellikle ek ısıtma ekipmanı (elektrik, pelet, katı yakıt, dizel kazan, su ceketli şömine) ile birlikte (iki değerli bir şemaya göre) kurulurlar. Ayrıca geleneksel yakıtların kullanıldığı eski kazan dairelerinin yeniden inşası ve otomasyonu için de uygundurlar. Bu, yılın büyük bir bölümünde sistemin yalnızca HP'nin gücünü kullanarak otomatik modda (katı yakıt yüklemeye veya dizel yakıt doldurmaya gerek kalmadan) çalışmasına izin verir.

Isı pompası "tuzlu su - su"

Belarus Cumhuriyeti topraklarında en yaygın olanlardan biri. Kuruluşumuzun istatistiklerine göre kurulu ısı pompalarının %90'ı jeotermaldir. Bu durumda, dünyanın bağırsakları "dış kontur" olarak kullanılır. Bu nedenle, bu HP'ler diğer ısı pompası türlerine göre en önemli avantaja sahiptir - yılın hangi zamanında olursa olsun istikrarlı bir performans göstergesi (COP).

Yerleşik terminolojiye göre, dış devre jeotermal olarak adlandırılır.

İki ana jeotermal devre türü vardır:

• Yatay
• Dikey

Her biri üzerinde daha ayrıntılı olarak duralım.

yatay anahat

yatay anahat donma seviyesinin altında, yaklaşık 1.5 - 2 m derinlikte toprağın üst tabakasının altına döşenen polietilen borulardan oluşan bir sistemdir. Bu bölgedeki sıcaklık, takvim yılı boyunca pozitif kalır (+3 ila +15 C arasında), Ekim ayında maksimuma ve Mayıs ayında minimuma ulaşır. Kollektörün kapladığı alan, binanın alanına, yalıtım derecesine, camın boyutuna bağlıdır. Bu nedenle, örneğin, modern standartları karşılayan iyi bir yalıtımı olan 200 m2 alana sahip iki katlı bir konut binası için, bir jeotermal alan için yaklaşık dört dönümlük arazinin (400 m2) tahsis edilmesi gerekecektir. Elbette kullanılan boruların çapının ve işgal edilen alanın daha doğru bir şekilde değerlendirilmesi için detaylı bir ısı mühendisliği hesabı yapılması gerekmektedir.

Dzerzhinsk'teki (Belarus Cumhuriyeti) tesislerimizden birinde yatay bir kollektörün kurulumu şu şekildedir:

Yatay toplayıcının avantajları:

• Jeotermal kuyulara kıyasla daha düşük maliyet
• Diğer iletişimlerin (su temini, kanalizasyon) döşenmesi ile birlikte cihazında çalışma yapma imkanı

Yatay bir toplayıcının dezavantajları:

• Geniş yerleşim alanı (kalıcı yapılar inşa etmek, asfalt, kaldırım döşemeleri yapmak yasaktır, ışığa ve yağışa doğal erişim sağlamak gerekir)
• Sitenin bitmiş peyzaj tasarımı ile düzenleme imkanının olmaması
• Dikey toplayıcıya kıyasla daha az stabilite.

Bu tip kollektörün düzenlenmesi genellikle iki şekilde gerçekleştirilir. İlk durumda tüm döşeme alanında, üst toprak tabakası, 1.5-2m kalınlığında, eşanjör boruları döşenir belirli bir adımla (0,6'dan 1,5 m'ye kadar) ve dolgu yapılır. Bu tür işler için ön yükleyici, buldozer, uzun erişimli ve kepçe kapasiteli ekskavatörler gibi güçlü ekipmanlar uygundur.

ikinci durumda toprak konturunun ilmeklerinin döşenmesi, hazırlanan aşamada aşamalar halinde gerçekleştirilir. siperler, genişlik 0,6 m'den 1 m'ye kadar. Küçük ekskavatörler ve kazıcı yükleyiciler bunun için uygundur.

dikey anahat

Dikey manifold temsil etmek 50 ila 200 m derinliğe sahip kuyular ve özel cihazların atlandığı daha fazlası - jeotermal sondalar. Bu bölgedeki sıcaklık uzun yıllar ve on yıllar boyunca sabit kalır ve artan derinlikle büyür. Artış, her 100 m'de ortalama 2-5 C arasında gerçekleşir.Bu karakterize edici değere sıcaklık gradyanı denir.

Minsk yakınlarındaki Kryzhovka köyündeki tesisimizde dikey bir kollektörün kurulum süreci:

Belarus Cumhuriyeti topraklarında ve özellikle Minsk şehrinde farklı derinliklerde sıcaklık dağılımı haritalarını inceleyerek, sıcaklığın bölgeden bölgeye değiştiğini ve konuma bağlı olarak önemli ölçüde değişebileceğini fark edebilirsiniz. Örneğin, Svetlogorsk şehrinin yakınında 100 m derinlikte +13 C'ye ulaşabilir ve Vitebsk bölgesinin bazı bölgelerinde aynı derinlikte +8.5 C'yi geçmez.

Tabii ki, sondaj derinliği hesaplanırken ve jeotermal probların boyut, çap ve diğer özellikleri tasarlanırken bu faktör dikkate alınmalıdır. Ayrıca geçilebilir kayaçların jeolojik bileşimini de hesaba katmak gerekir. Sadece bu verilere dayanarak, bir jeotermal devreyi doğru bir şekilde tasarlamak mümkündür.

Kuruluşumuzun uygulama ve istatistiklerinin gösterdiği gibi, HP'nin çalışmasındaki sorunların %99'u harici devrenin çalışması ile ilişkilidir ve bu sorun ekipmanın devreye alınmasından hemen sonra ortaya çıkmaz. Ve bunun bir açıklaması var, çünkü eğer jeokontur yanlış hesaplanırsa (örneğin, hatırladığımız gibi, jeotermal gradyanın Cumhuriyet'teki en düşük değerlerden biri olduğu Vitebsk bölgesinin topraklarında), ilk çalışması tatmin edici değil, ancak zamanla dünyanın kalınlığı “soğur”, termodinamik denge bozulur ve sıkıntılar başlar ve sorun yalnızca ikinci veya üçüncü ısıtma mevsiminde ortaya çıkabilir. Büyük boyutlu bir kontur daha az sorunlu görünüyor, ancak müteahhitin yetersizliği nedeniyle müşteri gereksiz metre delme için ödeme yapmak zorunda kalıyor ve bu da kaçınılmaz olarak tüm projenin maliyetinde bir artışa yol açıyor.

Dünyanın bağırsaklarının incelenmesi, kuyu sayısının onlarca olduğu büyük ticari tesislerin inşasında özellikle kritik olmalıdır ve bunların yapımında tasarruf edilen (veya harcanan) para çok önemli olabilir.

Isı pompası "su - su"

Jeotermal ısı kaynağı çeşitlerinden biri de yeraltı suyu olabilir. Sabit bir sıcaklığa sahiptirler (+7 C ve üzeri) ve Belarus Cumhuriyeti topraklarında çeşitli derinliklerde önemli sayılarda bulunurlar. Teknolojiye göre, yeraltı suyu kuyudan bir santrifüj pompa tarafından kaldırılır ve ısı pompasının alt devresinin antifrizine enerji aktardığı ısı ve kütle değişim istasyonuna girer. Bu sistemin verimliliği, yeraltı suyu seviyesine (kaldırma derinliğine bağlı olarak, belirli bir pompa gücü gereklidir), giriş kuyusundan değişim istasyonuna olan mesafeye bağlıdır. Bu teknoloji, en yüksek COP oranlarından birine sahiptir, ancak uygulamasını sınırlayan bir dizi özelliğe sahiptir.

Aralarında:

• Yeraltı suyu eksikliği veya oluşumlarının düşük seviyesi;
• Sabit kuyu akış hızının olmaması, statik ve dinamik seviyelerin düşürülmesi;
• Tuz bileşimini ve kirlenmeyi hesaba katma ihtiyacı (su kalitesi uygun değilse, ısı eşanjörü tıkanır, performans göstergeleri düşer)
• Önemli miktarda atık suyun tahliyesi için bir drenaj kuyusu ihtiyacı (2200 l / s ve daha fazla)

Pratikte görüldüğü gibi, yakın çevrede bir rezervuar veya nehir varsa, bu tür sistemlerin kurulması tavsiye edilir. Atık su, örneğin sulama veya yapay rezervuarların organizasyonu gibi evsel ve endüstriyel amaçlar için de kullanılabilir.

Giriş suyunun kalitesiyle ilgili olan, örneğin bir Alman alternatif ısıtma sistemleri üreticisi Stiebel Eltron aşağıdaki ayarları önerir: toplam demir ve magnezyum oranı 0,5 mg/l'den fazla değil, klorür içeriği 300 mg/l'den az, çökeltilmiş maddelerin yokluğu. Bu parametreler aşılırsa, projenin malzeme tüketimini artıran bir hazırlama ve tuzdan arındırma istasyonu olan ek bir arıtma sistemi kurmak gerekir.

Bir ısı pompası için sondaj.

Jeotermal ünitelerin kurulum ve işletim deneyimine dayanarak, en az 100 m'lik kuyuların açılmasını tavsiye ediyoruz. Uygulama, bir ısı motorunun en iyi verimlilik ve stabilite göstergelerinin, örneğin, her biri 100 m'lik üç kuyudan ziyade, her biri 150 m'lik iki kuyu için gözlemleneceğini göstermektedir. Tabii ki, bu tür madenlerin düzenlenmesi için özel ekipman ve döner sondaj yöntemi gereklidir. Küçük boyutlu vida kurulumları, gerekli kuyu uzunluğunu sağlayamaz.

Jeotermal devre en önemli bileşen olduğundan ve düzeninin doğruluğu tüm sistemin başarılı bir şekilde işlemesinin anahtarı olduğundan, sondaj yüklenicisi bir dizi kriteri karşılamalıdır:

• bu tür hizmetin üretiminde deneyim sahibi olmalıdır;
• daldırma probları için özel bir araca sahip olmak;
• sondanın tasarım derinliğine daldırma garantisi vermek ve çalışma sürecinde bütünlüğünü ve sızdırmazlığını garanti etmek;
• daldırmadan sonra, ısı transferini ve üretkenliğini artırmak için kuyuyu tıkamak için önlemler alın, doldurmadan önce şaftı kalafatlayın.

Genel olarak, uygun tasarım ve yetenekli kurulum ile jeotermal problar çok güvenilirdir ve 100 yıla kadar dayanabilir.

Jeotermal bir sondayı delinmiş bir kuyuya indirme işlemi:

Bir sızıntı testi gerçekleştirmeden önce çerçevedeki jeotermal prob (basınçla "basınçlandırma"):

sonuçlar

Alternatif enerji sistemlerinin yapımındaki deneyimimize dayanarak, Müşterilerimiz ısı pompalarını seçerken temel olan ana gerçekleri vurgulayabiliriz:

• tamamlamak güvenlik ve çevre dostu(yanma işlemi ve hareketli parça yok)
• Sistemi “bugün” sipariş etme ve üç hafta içinde kullanmanın keyfini çıkarma imkanı düzenleyici ve lisans veren makamlarla herhangi bir koordinasyon olmaksızın.
• Tam özerklik ve minimum bakım(Gaz kooperatifine üye olmaya, bağımlı olmaya gerek yoktur; yakacak odun eklemeye veya hava kanallarının aylık temizliğini yapmaya, tanker girişi düzenlemeye vb. gerek yoktur)
• Gaz kaynağı olmayan müstakil bir evin inşası için arsa maliyeti çok daha düşüktür ve konut teslimi için son tarih gaz hizmetlerine bağlı değildir.
• Olasılık internet üzerinden uzaktan kumanda
• Bir ev sahibinin durumunu kesinlikle vurgulayan, arkadaşlara ve tanıdıklara göstermekten utanmayan, şık bir tasarıma sahip gelişmiş ve yenilikçi ekipman.

Bu yazıda herhangi bir soru sormadıysak ve bunları kişisel olarak sormak istiyorsanız, ofisimize şu adresten gelebilirsiniz: Minsk, st. Odoevskogo, 117, LLC "Nova Gros" ve mühendislerimize danışın.

Ayrıca, halihazırda uygulanmakta olan ve işleyen tesislere ücretsiz bir ziyaret düzenleme fırsatımız var.

İletişim için irtibat telefonu: 044 765 29 58; 017 399 70 51

Basit bir ifadeyle, bir ısı pompasının çalışma prensibi ev tipi bir buzdolabınınkine yakındır - bir ısı kaynağından termal enerji alır ve onu ısıtma sistemine aktarır. Pompa için ısı kaynağı toprak, kaya, atmosferik hava, çeşitli kaynaklardan (nehirler, akarsular, primerler, göller) gelen su olabilir.

Isı pompası çeşitleri, ısı kaynağına göre sınıflandırılır:

• havadan havaya;
• su-hava;
• su su;
• yeraltı suyu (yeraltı suyu);
• buzlu su (nadir).

Isıtma, klima ve sıcak su - tüm bunlar bir ısı pompası ile sağlanabilir. Bütün bunları sağlamak için yakıta ihtiyacı yok. Pompanın çalışmasını sağlamak için kullanılan elektrik, diğer ısıtma türlerinin tüketiminin yaklaşık 1/4'ü kadardır.

Bir ısı pompasında bir ısıtma sisteminin bileşenleri

Kompresör- ısı pompasındaki ısıtma sisteminin kalbi. Yayılan düşük dereceli ısıyı yoğunlaştırır, sıkıştırma nedeniyle sıcaklığını arttırır ve sistemdeki soğutucuya aktarır. Bu durumda, elektrik, soğutucuyu ısıtmak için değil, yalnızca termal enerjinin sıkıştırılması ve aktarılması için harcanır - su veya hava. Ortalama tahminlere göre, 10 kW ısı başına 2,5 kW'a kadar elektrik harcanmaktadır.

Sıcak su depolama tankı(invertör sistemleri için). Depolama tankı, ısıtma sisteminin ısı yüklerini ve sıcak suyu dengeleyen suyu depolar.

soğutucu. Düşük basınç altında olan ve düşük sıcaklıklarda kaynayan sözde çalışma sıvısı, bir ısı kaynağından gelen düşük potansiyel enerjiyi emer. Bu sistemde dolaşan gazdır (freon, amonyak).

evaporatör, düşük sıcaklıklı bir kaynaktan termal enerjinin pompaya seçimini ve transferini sağlar.

kondansatör Soğutucu akışkandan sistemdeki suya veya havaya ısı aktaran .
Sıcaklık kontrolörü.

Birincil ve ikincil toprak döngüsü. Isıyı kaynaktan pompaya ve pompadan ev ısıtma sirkülasyon sistemine aktarmak. Birincil devre şunlardan oluşur: evaporatör, pompa, borular. İkincil devre şunları içerir: yoğunlaştırıcı, pompa, boru hattı.

Havadan suya ısı pompası 5-28 kW

Isıtma ve sıcak su temini için havadan suya ısı pompası 12-20 kW

Bir ısı pompasının çalışma prensibi, bir sıvının buharlaşması ve yoğunlaşması sürecinde termal enerjinin emilmesi ve ardından serbest bırakılmasının yanı sıra basınçta bir değişiklik ve ardından yoğunlaşma ve buharlaşma sıcaklığındaki bir değişikliktir.

Bir ısı pompası, ısının hareketini değiştirir - ters yönde hareket etmesini sağlar. Yani, HP, yukarıdan aşağıya doğal hareketin aksine, sıvıları aşağıdan yukarıya pompalayan aynı hidroliktir.

Soğutucu kompresörde sıkıştırılır ve kondensere aktarılır. Yüksek basınç ve sıcaklık gazı yoğunlaştırır (freon en yaygın olanıdır), sistemdeki soğutucuya ısı aktarılır. Soğutucu akışkan evaporatörden tekrar geçtiğinde işlem tekrarlanır - basınç düşer ve düşük sıcaklıkta kaynama işlemi başlar.

Düşük dereceli ısı kaynağına bağlı olarak, her pompa tipinin kendi nüansları vardır.

Isı kaynağına bağlı olarak ısı pompalarının özellikleri

Havadan suya ısı pompası, +5°C'nin altına düşmemesi gereken hava sıcaklığına bağlıdır ve beyan edilen ısı dönüşüm katsayısı COP 3.5-6, yalnızca 10°C ve üzerinde elde edilebilir. Bu tip pompalar sahaya, üflediğimiz yere kurulur ve ayrıca çatılara kurulur. Aynı şey havadan havaya pompalar için de söylenebilir.

Yeraltı suyu pompası tipi

Yeraltı suyu pompası veya bir jeotermal ısı pompası yerden termal enerjiyi çeker. Dünyanın sıcaklığı 4°C ila 12°C arasında olup, 1,2 -1,5 m derinlikte her zaman sabittir.

Alana yatay kollektör yerleştirilmesi gereklidir, alan toprak sıcaklıklarına ve ısıtılan alanın büyüklüğüne bağlıdır, sistem üzerine çim dışında hiçbir şey dikilemez ve yerleştirilemez. 150 m'ye kadar kuyuya sahip dikey bir kollektör çeşidi vardır, ara ısı taşıyıcı toprağa döşenen borular arasında dolaşır ve toprağı soğutarak 4 ° C'ye kadar ısıtır. Buna karşılık, toprağın ısı kayıplarını karşılaması gerekir, bu da HP'nin etkin çalışması için yüzlerce metre boruya ihtiyaç olduğu anlamına gelir.

Isı pompası"su su"

Isı pompası "su-su" nehirlerin, akarsuların, kanalizasyonların ve primerlerin düşük dereceli ısısı üzerinde çalışır. Su, havadan daha yoğun ısıya sahiptir, ancak yeraltı suyunun soğutulmasında bazı nüanslar vardır - donma noktasına kadar soğutulamaz, su serbestçe toprağa akmalıdır.

Bir günde onlarca ton suyu kendinizden özgürce geçirebileceğinizden %100 emin olmalısınız. Bu sorun genellikle, rezervuarın çitinizin arkasında olması şartıyla, soğutulmuş suyu en yakın rezervuara boşaltarak çözülür, aksi takdirde bu tür ısıtma milyonlarca ile sonuçlanır. Akan bir rezervuara on metre mesafe varsa, sudan suya ısı pompasıyla ısıtma en verimli olacaktır.

Isı pompası "buzlu su"

Isı pompası "buzlu su" bir ısı eşanjörünün tamamlanmasını gerektiren oldukça egzotik bir pompa türü - havadan suya pompa, soğuk suya dönüştürülür ve buzu giderir.

Isıtma mevsimi boyunca, depolanabilecek yaklaşık 250 ton buz birikir (böyle bir buz hacmi ortalama bir havuzu doldurabilir). Bu tip ısı pompası kışlarımız için iyidir. 330 kJ/kg - bu, donma sırasında suyun açığa çıkardığı ısı miktarıdır. Buna karşılık, 1°C soğutma suyu 80 kat daha az ısı verir. 120 litre suyun dondurulmasından 36.000 kJ/h ısıtma hızı elde edilir. Bu ısı, buzlu su ısı pompalı bir ısıtma sistemi oluşturmak için kullanılabilir. Bu tip pompalar hakkında çok az bilgi varken, bakacağım.

Isı pompalarının artıları ve eksileri

Burada "yeşil" enerji ve çevre dostu olma konusunda gevezelik etmek istemiyorum, çünkü tüm sistemin fiyatı çok yüksek ve burada düşündüğünüz son şey ozon tabakası. Bir ısı pompasında ısıtma sisteminin maliyetini düşürürseniz, avantajlar şunlardır:

1. Güvenli ısıtma. Kendi başıma karar veriyorum - gaz kazanım brülörü pamukla açtığında, her 15 dakikada bir kafamda gri bir saç beliriyor. Isı pompası açık alev, yanıcı yakıt kullanmaz. Yakacak odun ve kömür stokları yok.
   Bir ısı pompasının verimliliği yaklaşık %400-500'dür (1 kW elektrik alır, 5 harcar).
2. "Temiz" ısıtma yanma atığı, egzoz, koku olmadan.
3. sessiz çalışma doğru kompresör ile.

yağlı eksi ısı pompaları- tüm sistemin bir bütün olarak fiyatı ve verimli pompa çalışması için nadiren karşılaşılan ideal koşullar.

Bir ısı pompasına dayalı bir ısıtma sisteminin geri ödemesi 5 yıl veya belki 35 olabilir ve ikinci rakam ne yazık ki daha gerçekçi. Bu, uygulama aşamasında çok pahalı ve çok emek yoğun bir sistemdir.

Kim size ne derse desin, şimdi Kulibin'ler boşandı, sadece bir ısı mühendisi tesisi ziyaret ederek bir ısı pompasının hesaplamalarıyla ilgilenmeli.

Durum öyle ki, şu anda bir evi ısıtmanın en popüler yolu, ısıtma kazanlarının - gaz, katı yakıt, dizel ve çok daha az sıklıkla - elektrik kullanılmasıdır. Ancak ısı pompaları gibi basit ve aynı zamanda yüksek teknolojili sistemler yaygınlaşmadı ve boşuna. Her şeyi önceden nasıl hesaplayacağını seven ve bilenler için avantajları açıktır. Isıtma için ısı pompaları, yalnızca çevre koruma açısından son derece önemli olan, aynı zamanda her yıl daha pahalı hale geldikleri için enerjiden tasarruf etmenizi sağlayan yeri doldurulamaz doğal kaynak rezervlerini yakmaz. Ek olarak, ısı pompalarının yardımıyla sadece odayı ısıtmakla kalmaz, aynı zamanda ev ihtiyaçları için sıcak suyu da ısıtabilir ve odayı yaz sıcağında iklimlendirebilirsiniz.

Bir ısı pompası nasıl çalışır?

Bir ısı pompasının çalışma prensibi üzerinde biraz daha duralım. Bir buzdolabının nasıl çalıştığını hatırlayın. İçine konulan ürünlerin ısısı dışarı pompalanarak arka duvarda bulunan radyatöre atılır. Dokunarak bunu doğrulamak kolaydır. Yaklaşık olarak aynı prensip ev klimaları için de geçerlidir: ısıyı odadan dışarı pompalarlar ve binanın dış duvarında bulunan bir radyatöre atarlar.

Isı pompasının, buzdolabının ve klimanın çalışması Carnot döngüsüne dayanmaktadır.

1. Düşük sıcaklıklı bir ısı kaynağı, örneğin zemin boyunca hareket eden soğutucu, birkaç derece ısınır.
2. Daha sonra buharlaştırıcı adı verilen bir ısı eşanjörüne girer. Evaporatörde, ısı transfer ortamı biriken ısıyı soğutucuya verir. soğutucu Düşük sıcaklıkta buhara dönüşen özel bir sıvıdır.
3. Soğutucudan sıcaklığı kabul eden ısıtılan soğutucu akışkan buhara dönüşür ve kompresöre girer. Kompresör soğutucuyu sıkıştırır, yani. sıcaklığının da artması nedeniyle basıncında bir artış.
4. Sıcak sıkıştırılmış soğutucu akışkan, kondansatör adı verilen başka bir ısı eşanjörüne girer. Burada soğutucu, ısısını ev ısıtma sisteminde sağlanan başka bir soğutucuya (su, antifriz, hava) verir. Bu durumda soğutucu akışkan soğutulur ve tekrar sıvı hale gelir.
5. Daha sonra, soğutucu akışkan evaporatöre girer, burada ısıtılan soğutucunun yeni bir kısmı tarafından ısıtılır ve döngü tekrarlanır.

Isı pompasının çalışması için elektriğe ihtiyacı vardır. Ancak yine de sadece bir elektrikli ısıtıcı kullanmaktan çok daha karlı. Bir elektrikli kazan veya elektrikli ısıtıcı, ısı ürettiğiyle tam olarak aynı miktarda elektrik harcadığından. Örneğin bir ısıtıcının gücü 2 kw ise saatte 2 kw tüketir ve 2 kw ısı üretir. Bir ısı pompası, elektrik tükettiğinden 3-7 kat daha fazla ısı üretir. Örneğin kompresör ve pompayı çalıştırmak için 5,5 kwh kullanılır ve 17 kwh ısı elde edilir. Bir ısı pompasının ana avantajı bu yüksek verimliliktir.

"Isı pompası" ısıtma sisteminin avantajları ve dezavantajları

Bu kadar yenilikçi ve yüksek teknolojili bir buluş olmamasına rağmen, ısı pompaları hakkında birçok efsane ve yanlış anlama var. Isı pompalarının yardımıyla, ABD'deki tüm “sıcak” eyaletler, neredeyse tüm Avrupa ve Japonya, teknolojinin neredeyse ideal olarak çalıştığı ve uzun süredir ısıtıldığı yerde ısıtılıyor. Bu arada, bu tür ekipmanın tamamen yabancı bir teknoloji olduğunu ve bize oldukça yakın zamanda geldiğini düşünmeyin. Gerçekten de, SSCB'de bile, bu tür birimler deney tesislerinde kullanıldı. Bunun bir örneği, Yalta kentindeki Druzhba sanatoryumudur. "Tavuk budu üzerinde bir kulübe" anımsatan fütüristik mimariye ek olarak, bu sanatoryum aynı zamanda 20. yüzyılın 80'li yıllarından beri ısıtma için endüstriyel ısı pompaları kullanmasıyla da ünlüdür. Isı kaynağı yakındaki denizdir ve pompa istasyonunun kendisi sadece sanatoryumun tüm binalarını ısıtmakla kalmaz, aynı zamanda sıcak su sağlar, havuzdaki suyu ısıtır ve sıcak bir dönemde soğutur. Öyleyse efsaneleri ortadan kaldırmaya çalışalım ve bir evi bu şekilde ısıtmanın mantıklı olup olmadığını belirleyelim.

Isı pompalı ısıtma sistemlerinin avantajları:

• Enerji tasarrufu. Gaz ve dizel yakıt fiyatlarındaki artışla bağlantılı olarak, çok önemli bir avantaj. "Aylık giderler" sütununda yalnızca, daha önce yazdığımız gibi, üretilen gerçek ısıdan çok daha azına ihtiyaç duyan elektrik görünecektir. Bir ünite satın alırken, ısı dönüşüm katsayısı "ϕ" gibi bir parametreye dikkat etmeniz gerekir (ısı dönüşüm katsayısı, güç veya sıcaklık dönüşüm katsayısı olarak da adlandırılabilir). Çıkan ısı miktarının harcanan enerjiye oranını gösterir. Örneğin, ϕ=4 ise, 1 kW/h akış hızında 4 kW/h termal enerji elde ederiz.
• Bakımda tasarruf. Isı pompası herhangi bir özel işlem gerektirmez. Bakım maliyetleri minimumdur.
• Herhangi bir alana kurulabilir. Bir ısı pompasının çalışması için düşük sıcaklıklı ısı kaynakları toprak, su veya hava olabilir. Nerede bir ev inşa ederseniz edin, kayalık arazide bile, ünite için her zaman "yiyecek" bulma fırsatı vardır. Gaz şebekesinden uzak bir alanda bu, en uygun ısıtma sistemlerinden biridir. Elektrik hatları olmayan bölgelerde bile kompresöre güç sağlamak için benzinli veya dizel motor takabilirsiniz.
• Pompa çalışmasını izlemeye gerek yok, katı yakıtlı veya dizel kazanda olduğu gibi yakıt ekleyin. Isı pompalı tüm ısıtma sistemi otomatiktir.
• uzun süre ayrılabilirsin ve sistemin donacağından korkmayın. Aynı zamanda oturma odasında +10°C sıcaklık sağlayacak pompayı kurarak paradan tasarruf edebilirsiniz.
• Çevre için güvenlik. Karşılaştırma için, yakıt yakan geleneksel kazanlar kullanıldığında, her zaman çeşitli CO, CO2, NOx, SO2, PbO2 oksitleri oluşur, bunun sonucunda evin etrafındaki toprağa fosforik, nitröz, sülfürik asitler ve benzoik bileşikler yerleşir. Isı pompasının çalışması sırasında hiçbir şey dışarı atılmaz. Ve sistemde kullanılan soğutucu akışkanlar kesinlikle güvenlidir.
• Burada da not edilebilir gezegenin yeri doldurulamaz doğal kaynaklarının korunması.
• İnsanlar ve mülkler için güvenlik. Bir ısı pompasındaki hiçbir şey aşırı ısınmaya veya patlamaya neden olacak kadar ısınmaz. Ayrıca, içinde patlayacak hiçbir şey yok. Bu yüzden tamamen yanmaz birimlere atfedilebilir.
• Isı pompaları -15 °C ortam sıcaklığında bile başarılı bir şekilde çalışır. Öyleyse, böyle bir sistemin sadece +5 ° C'ye kadar ılık kışları olan bölgelerde bir evi ısıtabileceği birine benziyorsa, yanılıyorlar.
• Isı pompası tersinirliği. Tartışmasız bir avantaj, hem kışın ısıtabileceğiniz hem de yazın serinleyebileceğiniz kurulumun çok yönlülüğüdür. Sıcak günlerde ısı pompası odadan ısı alır ve kışın tekrar alacağı yerden depolamak için toprağa gönderir. Lütfen tüm ısı pompalarının tersine çevirme özelliğine sahip olmadığını, yalnızca bazı modellerin olduğunu unutmayın.
• dayanıklılık. Uygun bakımla, ısıtma sistemi ısı pompaları büyük onarımlar olmaksızın 25 ila 50 yıl yaşar ve sadece her 15 ila 20 yılda bir kompresörün değiştirilmesi gerekecektir.

Isı pompalı ısıtma sistemlerinin dezavantajları:

• Büyük ilk yatırım. Isıtma için ısı pompası fiyatlarının oldukça yüksek olmasına (3.000 ila 10.000 USD) ek olarak, bir jeotermal sistemi donatmak için pompanın kendisinden daha az harcama yapmanız gerekecektir. Bir istisna, ek çalışma gerektirmeyen hava kaynaklı ısı pompasıdır. Isı pompası yakında (5 - 10 yıl içinde) kendini amorti etmeyecektir. Bu nedenle, ısıtma için bir ısı pompası kullanıp kullanmama sorusunun cevabı, daha çok sahibinin tercihlerine, finansal yeteneklerine ve inşaat koşullarına bağlıdır. Örneğin, bir gaz şebekesinin temini ve bağlantısının bir ısı pompası ile aynı maliyetli olduğu bir bölgede, ikincisini tercih etmek mantıklıdır.

• Kışın sıcaklığın -15 °C'nin altına düştüğü bölgelerde, ek bir ısı kaynağı kullanmanız gerekir. denir iki değerli ısıtma sistemi, ısı pompasının dışarısı -20 ° C'ye kadar düştüğünde ısı sağladığı ve başa çıkmadığında, örneğin bir elektrikli ısıtıcı veya gaz kazanı veya bir ısı üreticisi bağlanır.

• Düşük sıcaklıkta soğutma sıvısı olan sistemlerde ısı pompası kullanmak en uygunudur., gibi yerden ısıtma sistemi(+35 °С) ve pervane bobinleri(+35 - +45 °С). Pervane bobinleriısının/soğukluğun sudan havaya aktarıldığı fanlı konvektörlerdir. Böyle bir sistemi eski bir evde donatmak için, ek maliyetler gerektirecek tam bir yeniden geliştirme ve yeniden yapılandırma gerekecektir. Yeni bir ev inşa ederken, bu bir dezavantaj değildir.
• Isı pompalarının çevre dostu olması su ve topraktan ısı alan, biraz göreceli. Gerçek şu ki, çalışma sürecinde, soğutma sıvısı ile boruların etrafındaki boşluk soğur ve bu, yerleşik ekosistemi bozar. Gerçekten de, toprağın derinliklerinde bile, daha karmaşık sistemlerin hayati aktivitesini sağlayan anaerobik mikroorganizmalar yaşar. Öte yandan, gaz veya akaryakıt üretimine kıyasla, bir ısı pompasından kaynaklanan hasar minimumdur.

Isı pompası çalışması için ısı kaynakları

Isı pompaları, sıcak dönemde güneş radyasyonu biriktiren doğal kaynaklardan ısı alır. Isı pompaları da ısı kaynağına bağlı olarak farklılık gösterir.

astarlama

Toprak, mevsim boyunca biriken en kararlı ısı kaynağıdır. 5 - 7 m derinlikte, toprak sıcaklığı hemen hemen her zaman sabittir ve yaklaşık +5 - +8 °С'ye eşittir ve 10 m derinlikte - her zaman sabit +10 °С'dir. Yerden ısı toplamanın iki yolu vardır.

Yatay yer toplayıcı Soğutucunun dolaştığı yatay olarak döşenmiş bir borudur. Yatay kollektörün derinliği koşullara bağlı olarak ayrı ayrı hesaplanır, bazen 1,5 - 1,7 m - toprak donma derinliği, bazen daha düşük - 2 - 3 m, daha yüksek sıcaklık kararlılığı ve daha az fark sağlamak için, bazen sadece 1 - 1,2 m - burada toprak ilkbaharda daha hızlı ısınmaya başlar. İki katmanlı bir yatay kollektörün donatıldığı durumlar vardır.

Yatay kollektör boruları 25 mm, 32 mm ve 40 mm farklı çaplarda olabilir. Düzenlerinin şekli de farklı olabilir - yılan, döngü, zikzak, çeşitli spiraller. Yılandaki borular arasındaki mesafe en az 0,6 m olmalıdır ve genellikle 0,8 - 1 m'dir.

Spesifik ısı giderme borunun her koşu metresinden toprağın yapısına bağlıdır:

• Kuru kum - 10 W/m;
• Kuru kil - 20 W/m;
• Kil daha nemlidir - 25 W/m;
• Çok yüksek su içeriğine sahip kil - 35 W/m.

100 m2 alana sahip bir evi ısıtmak için toprağın ıslak kil olması şartıyla kollektör için 400 m2 alana ihtiyacınız olacaktır. Bu oldukça fazla - 4 - 5 dönüm. Ve bu sitede herhangi bir bina olmaması gerektiği ve sadece yıllık çiçeklere sahip bir çim ve çiçek tarhlarına izin verildiği göz önüne alındığında, herkes yatay bir toplayıcı donatmayı göze alamaz.

Kolektörün borularından özel bir sıvı akar, buna aynı zamanda denir. "salamura" veya antifrizörneğin %30 etilen glikol veya propilen glikol solüsyonu. "Tuzlu su", toprağın ısısını toplar ve ısı pompasına gider ve burada onu soğutucuya aktarır. Soğutulan "tuzlu su" tekrar toprak toplayıcıya akar.

Dikey zemin probu 50 - 150 m gömülü bir boru sistemidir, 80 - 100 m derinliğe indirilmiş ve betonla doldurulmuş sadece U şeklinde bir boru olabilir. Veya daha geniş bir alandan enerji toplamak için 20 m alçaltılmış U şeklinde borulardan oluşan bir sistem olabilir. 100 - 150 m derinliğe kadar delme sadece pahalı olmakla kalmaz, aynı zamanda özel bir izin gerektirir, bu yüzden genellikle hileye giderler ve birkaç sığ derinlik probu donatırlar. Bu tür problar arasındaki mesafe 5 - 7 m'dir.

Spesifik ısı giderme dikey bir toplayıcıdan da türe bağlıdır:

• Tortul kayaçlar kuru - 20 W/m;
• Su ve taşlı toprakla doymuş tortul kayaçlar - 50 W/m;
• Yüksek ısıl iletkenlik katsayısına sahip taşlı toprak - 70 W/m;
• Yeraltı (yeraltı) suyu - 80 W/m.

Dikey bir kollektörün alanı çok küçüktür, ancak düzenlemelerinin maliyeti yatay bir kollektörünkinden daha yüksektir. Dikey kollektörün avantajı ayrıca daha kararlı bir sıcaklık ve daha fazla ısı tahliyesidir.

su

Suyu ısı kaynağı olarak kullanmanın birçok yolu vardır.

Açık, donmayan bir rezervuarın altındaki toplayıcı- nehirler, göller, denizler - bir yük yardımıyla batırılmış "tuzlu su" içeren bir borudur. Soğutma sıvısının yüksek sıcaklığı nedeniyle, bu yöntem en karlı ve ekonomiktir. Sadece rezervuarı 50 m'den daha uzak olmayanlar su toplayıcıyı donatabilir, aksi takdirde tesisatın verimliliği kaybolur. Anladığınız gibi, herkesin böyle koşulları yoktur. Ancak sahil sakinleri için ısı pompalarını kullanmamak sadece kısa görüşlü ve aptalca.

Kanalizasyon kanallarında toplayıcı veya teknik tesisatlardan sonra atık sular, şehir içinde evlerin ve hatta yüksek binaların ve sanayi işletmelerinin ısıtılmasında ve ayrıca sıcak su hazırlanmasında kullanılabilir. Ülkemizin bazı şehirlerinde başarılı bir şekilde yapılanlar.

Kuyu veya yeraltı suyu Diğer koleksiyonculara göre daha az kullanılır. Böyle bir sistem, iki kuyunun inşasını içerir, birinden su alınır, bu da ısısını ısı pompasındaki soğutucu akışkana aktarır ve soğutulmuş su ikinciye boşaltılır. Kuyu yerine filtrasyon kuyusu olabilir. Her durumda, deşarj kuyusu ilk ve hatta akış aşağısından 15-20 m uzaklıkta olmalıdır (yeraltı suyunun da kendi akışı vardır). Bu sistemin çalışması oldukça zordur, çünkü gelen suyun kalitesi izlenmelidir - filtrelenmeli ve ısı pompasının (evaporatör) parçaları korozyon ve kirlilikten korunmalıdır.

Hava

En basit tasarım hava kaynaklı ısı pompası ısıtma sistemi. Ek toplayıcı gerekmez. Ortamdan gelen hava doğrudan evaporatöre girer, burada ısısını soğutucuya aktarır, bu da ısıyı evin içindeki ısı taşıyıcıya aktarır. Bu, fan coil üniteleri için hava veya yerden ısıtma ve radyatör için su olabilir.

Hava kaynaklı bir ısı pompası kurmanın maliyeti en düşük olanıdır, ancak kurulumun performansı hava sıcaklığına çok bağlıdır. Kışları ılık geçen bölgelerde (+5 - 0 °C'ye kadar), bu en ekonomik ısı kaynaklarından biridir. Ancak hava sıcaklığı -15 ° C'nin altına düşerse, performans o kadar düşer ki bir pompa kullanmak anlamsızdır, ancak geleneksel bir elektrikli ısıtıcı veya kazanı açmak daha karlı.

Isıtma için hava kaynaklı ısı pompalarının incelemeleri çok çelişkilidir. Her şey kullanım bölgelerine bağlıdır. Kışları ılık geçen bölgelerde, örneğin şiddetli donlarda yedek bir ısı kaynağına bile ihtiyaç duyulmayan Soçi'de kullanmak avantajlıdır. Havanın nispeten kuru olduğu ve kışın sıcaklığın -15 °C'ye kadar düştüğü bölgelere hava kaynaklı ısı pompaları kurmak da mümkündür. Ancak nemli ve soğuk bir iklimde, bu tür tesisler buzlanma ve donmaya maruz kalır. Fana yapışan buzlar tüm sistemin normal şekilde çalışmasını engeller.

Bir ısı pompasıyla ısıtma: sistem maliyeti ve işletme maliyetleri

Isı pompasının gücü, kendisine atanacak fonksiyonlara göre seçilir. Sadece ısıtma ise, binanın ısı kaybını hesaba katan özel bir hesap makinesinde hesaplamalar yapılabilir. Bu arada binanın ısı kayıpları olan bir ısı pompasının en iyi performansı 80 - 100 W/m2'den fazla değildir. Basitlik için, tavanları 3 m ve ısı kayıpları 60 W / m2 olan 100 m2'lik bir evi ısıtmak için 10 kW'lık bir pompaya ihtiyaç olduğunu varsayacağız. Suyu ısıtmak için güç rezervi olan bir ünite almanız gerekecek - 12 veya 16 kW.

ısı pompası maliyeti sadece güce değil, aynı zamanda üreticinin güvenilirliğine ve isteklerine de bağlıdır. Örneğin, 16 kW kapasiteli Rus yapımı bir ünite 7.000 USD'ye mal olacak ve 17 kW kapasiteli yabancı bir pompa RFM 17 yaklaşık 13.200 USD'ye mal olacak. manifold hariç tüm ilgili ekipmanlarla birlikte.

Bir sonraki gider satırı kollektör düzenlemesi. Ayrıca kurulumun gücüne de bağlıdır. Örneğin, her yere yerden ısıtma (100 m2) veya 80 m2 ısıtma radyatörlerinin monte edildiği 100 m2'lik bir ev için ve ayrıca 150 l / s hacimli +40 ° C'ye kadar su ısıtmak için, kollektörler için kuyular açmak gerekli olabilir. Böyle bir dikey toplayıcı 13.000 dolara mal olacak.

Rezervuarın altındaki toplayıcı biraz daha ucuza mal olacak. Aynı koşullar altında, 11.000 USD'ye mal olacak. Ancak uzman şirketlerle bir jeotermal sistem kurmanın maliyetini kontrol etmek daha iyidir, büyük ölçüde değişebilir. Örneğin, 17 kW gücünde bir pompa için yatay bir kollektörün düzenlenmesi sadece 2500 USD'ye mal olacaktır. Ve hava kaynaklı bir ısı pompası için kollektöre hiç ihtiyaç yoktur.

Toplamda ısı pompasının maliyeti 8000 c.u. ortalama olarak, kollektörün düzeni 6000 c.u. ortalama.

Bir ısı pompası ile aylık ısıtma maliyeti sadece şunları içerir: elektrik maliyetleri. Bunları şu şekilde hesaplayabilirsiniz - güç tüketimi pompada belirtilmelidir. Örneğin, yukarıda bahsedilen 17 kW pompa için güç tüketimi 5,5 kW/h'dir. Toplamda, ısıtma sistemi yılda 225 gün, yani. 5400 saat. Isı pompası ve içindeki kompresörün döngüsel olarak çalıştığı göz önüne alındığında, enerji tüketimi yarı yarıya azaltılmalıdır. Isıtma sezonunda 5400 h * 5.5 kW/h/2 = 14850 kW harcanacaktır.

Bölgenizdeki enerji taşıyıcısının maliyeti ile harcanan kWh sayısını çarpıyoruz. Örneğin, 0,05 c.u. 1 kWh için. Yıl için toplam 742,5 USD harcanacaktır. Isı pompasının ısıtma için çalıştığı her ay için 100 c.u. elektrik maliyetleri. Maliyetleri 12 aya bölerseniz, ayda 60 USD alırsınız.

Lütfen ısı pompasının güç tüketimi ne kadar düşükse, aylık maliyetlerin o kadar düşük olduğunu unutmayın. Örneğin, yılda sadece 10.000 kW tüketen (500 USD gider) 17 kW'lık pompalar vardır. Isı pompasının performansının ne kadar büyük olursa, ısıtma sistemindeki ısı kaynağı ile soğutma sıvısı arasındaki sıcaklık farkı o kadar küçük olması da önemlidir. Bu nedenle yerden ısıtma ve fan coil üniteleri kurmanın daha karlı olduğunu söylüyorlar. Her ne kadar yüksek sıcaklıkta soğutma sıvısı (+65 - +95 ° С) olan standart ısıtma radyatörleri de kurulabilir, ancak örneğin dolaylı bir ısıtma kazanı gibi ek bir ısı akümülatörü ile. DHW'deki suyu yeniden ısıtmak için bir kazan da kullanılır.

Isı pompaları, bivalent sistemlerde kullanıldığında faydalıdır. Pompaya ek olarak, soğutma için çalıştığı yaz aylarında pompaya tam olarak elektrik sağlayabilecek bir güneş kollektörü takabilirsiniz. Kış sigortası için, sıcak su temini ve yüksek sıcaklık radyatörleri için suyu ısıtacak bir ısı üreticisi ekleyebilirsiniz.

Isı pompası, başlangıçta düşük dereceli bir ısı kaynağından ısıtılan freonu bir kompresörle 28 bar'a kadar sıkıştırarak ısıtma ve sıcak su tedarik sistemlerinde suyu ısıtan bir cihazdır. 5-10 °C'lik bir başlangıç ​​sıcaklığına sahip yüksek basınçlı, gaz halindeki soğutucuya maruz bırakılarak; çok ısı verir. Bu, geleneksel yakıtları kullanmadan tüketim sisteminin soğutma sıvısını 50-60 ° C'ye kadar ısıtmanıza olanak tanır. Bu nedenle ısı pompasının kullanıcıya en ucuz ısıyı sağladığı düşünülmektedir.

Avantajlar ve dezavantajlar hakkında daha fazla bilgi için videoya bakın:

Bu tür ekipman, İsveç, Danimarka, Finlandiya ve eyalet düzeyinde alternatif enerjinin gelişimini destekleyen diğer ülkelerde 40 yılı aşkın bir süredir kullanılmaktadır. O kadar aktif değil, ancak her yıl kendinden daha emin olan ısı pompaları Rusya pazarına giriyor.

Makalenin amacı: popüler ısı pompası modellerine genel bir bakış yapın. Bilgi, kendi evlerinin ısıtma ve sıcak su temini konusunda mümkün olduğunca tasarruf etmek isteyenler için faydalı olacaktır.

Isı pompası, evi doğanın serbest enerjisiyle ısıtır.

Teorik olarak, hava, toprak, yeraltı suyu, atık sudan (septik tank ve kanalizasyon pompa istasyonu dahil), açık rezervuarlardan ısı çıkışı mümkündür. Uygulamada, çoğu durumda, havadan ve topraktan termal enerji alan ekipmanların kullanılmasının uygunluğu kanıtlanmıştır.

Bir fosseptik veya kanalizasyon pompa istasyonundan (SPS) ısı tahliyeli seçenekler en cazip olanıdır. HP'den 15-20 °C'den bir soğutucu sürülerek, çıkışta en az 70 °C elde edilebilir. Ancak bu seçenek yalnızca sıcak su tedarik sistemi için kabul edilebilir. Isıtma devresi, "cezbedici" kaynaktaki sıcaklığı düşürür. Bu da bir takım hoş olmayan sonuçlara yol açar. Örneğin kanalizasyonların donması; ve ısı pompasının ısı değişim devresi karterin duvarlarında bulunuyorsa, o zaman septik tankın kendisi.

CO ve DHW ihtiyaçları için en popüler HP, jeotermal (toprağın ısısını kullanan) cihazlardır. Sıcak ve soğuk iklimlerde, farklı yeraltı suyu seviyelerine sahip kumlu ve killi topraklarda en iyi performans ile ayırt edilirler. Çünkü donma derinliğinin altındaki toprağın sıcaklığı yıl boyunca hemen hemen değişmez.

Bir ısı pompası nasıl çalışır?

Isı taşıyıcı, düşük dereceli (5…10 °C) bir ısı kaynağından ısıtılır. Pompa, sıcaklığı aynı anda yükselen (50 ... 60 ° C) soğutucu akışkanı sıkıştırır ve ısıtma sisteminin veya sıcak su kaynağının soğutma sıvısını ısıtır.

HP'nin çalışması sırasında üç termal devre söz konusudur:

• dış mekan (ısı taşıyıcı ve sirkülasyon pompalı sistem);
• ara (ısı eşanjörü, kompresör, kondenser, evaporatör, gaz kelebeği);
• tüketici devresi (sirkülasyon pompası, yerden ısıtma, radyatörler; sıcak su temini için - bir tank, çekme noktaları).

Sürecin kendisi şöyle görünür:

Isı geri kazanım devresi

1. Toprak tuz çözeltisini ısıtır.
2. Sirkülasyon pompası, tuzlu suyu ısı eşanjörüne kaldırır.
3. Çözelti bir soğutucu (freon) tarafından soğutulur ve yere geri döndürülür.

ısı eşanjörü

1. Buharlaşan sıvı freon, tuzlu sudan termal enerji alır.
2. Kompresör soğutucuyu sıkıştırır, sıcaklığı keskin bir şekilde yükselir.
3. Kondenserde, evaporatörden geçen freon, ısıtma devresinin soğutucusuna enerji verir ve tekrar sıvı hale gelir.
4. Soğutulan soğutucu gaz kelebeği valfinden birinci ısı eşanjörüne gider.

ısıtma devresi

1. Isıtma sisteminin ısıtılan soğutucusu, sirkülasyon pompası tarafından dağıtma elemanlarına çekilir.
2. Odanın hava kütlesine ısı enerjisi verir.
3. Soğutulan soğutucu, dönüş borusundan ara ısı eşanjörüne geri döndürülür.

Süreci detaylandıran video:

Isıtma için daha ucuz olan nedir: elektrik, gaz veya ısı pompası?

İşte her bir ısıtma türünü bağlamanın maliyetleri. Genel resmi sunmak için Moskova bölgesini ele alalım. Bölgelerde fiyatlar farklılık gösterebilir, ancak fiyat oranı aynı kalacaktır. Hesaplamalarda, sitenin gaz ve elektrik olmadan "çıplak" olduğunu varsayıyoruz.

Bağlantı maliyetleri

Isı pompası. MO fiyatlarında yatay bir kontur döşeme - kübik kepçeli bir ekskavatörün değişimi başına 10.000 ruble (8 saatte 1.000 m³'ye kadar toprak seçer). 100 m²'lik bir ev için bir sistem 2 gün içinde gömülecektir (bu, devrenin 1 m'sinden 30 W'a kadar termal enerjinin çıkarılabileceği tın için geçerlidir). Devreyi çalışmaya hazırlamak için yaklaşık 5.000 ruble gerekecektir. Sonuç olarak, birincil devreyi yerleştirmek için yatay seçenek 25.000'e mal olacak.

Kuyu daha pahalı olacak (sondaların montajı, boruların tek bir hatta bağlanması, soğutma sıvısı ve basınç testi ile doldurulması dikkate alınarak lineer metre başına 1.000 ruble.), Ancak gelecekteki operasyon için çok daha karlı. Sitenin daha küçük bir işgal alanı ile geri dönüş artar (50 m'lik bir kuyu için - metre başına en az 50 W). Pompanın ihtiyaçları karşılanır, ek potansiyel ortaya çıkar. Bu nedenle, tüm sistem aşınma ve yıpranma için değil, bir miktar güç rezerviyle çalışacaktır. 350 metre konturu dikey kuyulara yerleştirin - 350.000 ruble.

Gaz kazanı. Moskova Bölgesi'nde, gaz şebekesine bağlantı, şantiyede çalışma ve kazanın montajı için Mosoblgaz 260.000 ruble talep ediyor.

Elektrikli kazan.Üç fazlı bir ağa bağlanmak 10.000 rubleye mal olacak: 550 - yerel güç ağlarına, geri kalanı - santral, sayaç ve diğer içeriklere.

Tüketim

9 kW termal güce sahip bir HP'yi çalıştırmak için 2,7 kW / s elektrik gereklidir - 9 ruble. 53 kop. saat içinde

1 m³ gazın yanması sırasında özgül ısı aynı 9 kW'dır. Moskova Bölgesi için ev gazı 5 ruble olarak belirlendi. 14 kop. küp başına

Elektrikli kazan 9 kWh = 31 ruble tüketir. 77 kop. saat içinde. TN ile fark neredeyse 3,5 kat.

sömürü

• Gaz verilirse, ısıtma için en uygun maliyetli seçenek bir gaz kazanıdır. Ekipman (9 kW) en az 26.000 rubleye mal oluyor, gaz için aylık ödeme (12 saat / gün için) 1.850 ruble olacak.
• Güçlü elektrikli ekipman, üç fazlı bir ağ düzenlemek ve ekipmanın kendisini (kazanlar - 10.000 ruble'den) satın almak açısından daha karlı. Sıcak bir ev ayda 11.437 rubleye mal olacak.
• Alternatif ısıtmaya yapılan ilk yatırım (275.000 ekipman ve 25.000 yatay devre kurulumu) dikkate alındığında, ayda 3.430 ruble elektrik tüketen bir ısı pompası 3 yıldan daha erken olmayacak.

Sistemin “sıfırdan” oluşturulması şartıyla tüm ısıtma seçeneklerinin karşılaştırılması, açıkça ortaya çıkıyor: gaz, jeotermal bir ısı pompasından çok daha karlı olmayacak ve 3 yıllık bir perspektifte elektrikle ısıtma, her ikisine de umutsuzca kaybedecek. seçenekler.

Isı pompasının çalışması lehine ayrıntılı hesaplamalar, üreticinin videosunu izleyerek bulunabilir:

Bu videoda bazı eklemeler ve etkili çalışma deneyimi ele alınmaktadır:

Temel özellikleri

Tüm özelliklerden ekipman seçerken aşağıdaki özelliklere dikkat edin.

Modellerin özet tablosu

Makalede en popüler modelleri inceledik, güçlü ve zayıf yönlerini belirledik. Modellerin listesi aşağıdaki tabloda bulunabilir:

Küçük alanları ısıtmak veya kullanım sıcak suyu için ısı pompaları

Amaç - konut ve yardımcı binaların ekonomik ısıtılması, sıcak su temin sisteminin bakımı. En düşük tüketim (2 kW'a kadar) tek fazlı modellerdir. Güç dalgalanmalarına karşı korunmak için bir dengeleyiciye ihtiyaçları vardır. Üç fazın güvenilirliği, ağın özellikleri (yük eşit olarak dağıtılır) ve voltaj dalgalanmaları sırasında cihaza zarar gelmesini önleyen kendi koruyucu devrelerinin varlığı ile açıklanır. Bu kategorideki ekipman, ısıtma sisteminin ve sıcak su devresinin aynı anda bakımıyla her zaman baş edemez.

1. Huch EnTEC VARIO China S2-E (Almanya) - 184.493 ruble'den.

Huch EnTEC VARIO bağımsız olarak çalıştırılmaz. Sadece sıcak su besleme sisteminin boyleri ile birlikte. HP, sıhhi ihtiyaçlar için suyu ısıtır, odadaki havayı soğutur.

Avantajları arasında cihazın düşük güç tüketimi, DHW devresinde kabul edilebilir bir su sıcaklığı ve nemli bir ortamda gelişen patojenik bakterilerden sistemi temizleme işlevi (60 ° C'ye kadar periyodik kısa süreli ısıtma ile) vardır.

Dezavantajları, contaların, flanşların ve manşetlerin ayrı olarak satın alınması gerektiğidir. Orijinal olduğundan emin olun, aksi takdirde damlamalar olacaktır.

Hesaplarken, cihazın saatte 500 m³ hava pompaladığı unutulmamalıdır, bu nedenle Huch EnTEC VARIO'nun kurulu olduğu odanın minimum alanı en az 20 m², tavan yüksekliği en az 20 m² olmalıdır. 3 metre veya daha fazla.

2. NIBE F1155-6 EXP (İsveç) - 355.161 ruble'den.

Model, tesisin ihtiyaçlarına göre otomatik olarak ayarlanabilen "akıllı" ekipman olarak ilan edildi. Kompresör için bir invertör güç kaynağı devresi tanıtıldı - çıkış gücünü ayarlamak mümkün hale geldi.

Az sayıda tüketiciye (su noktaları, ısıtma radyatörleri) sahip böyle bir işlevin varlığı, küçük bir evi ısıtmayı geleneksel, invertör olmayan bir HP (yumuşak başlatma kompresörü ve çıktısı olmayan) durumundan daha karlı hale getirir. güç düzenlenmemiştir). Çünkü NIBE'de düşük güç değerlerinde ısıtma elemanları nadiren açılır ve ısı pompasının kendi maksimum tüketimi 2 kW'tan fazla değildir.

Küçük bir nesnenin koşullarında gürültü (47 dB) kabul edilemez. En iyi kurulum seçeneği ayrı bir odadır. Emniyet kemeri, tuvaletlere bitişik olmayan duvarlara yerleştirilmelidir.

3. Fujitsu WSYA100DD6 (Japonya) - 524.640 ruble'den.

"Kutunun dışında" yalnızca bir devrede ısıtma için çalışır. İsteğe bağlı olarak, her biri için bağımsız ayar imkanı ile ikinci devreyi bağlamak için bir kit sunulmaktadır. Ancak ısı pompasının kendisi, tavan yüksekliği 3 metreden fazla olmayan 100 m²'ye kadar olan bir oda ısıtma sistemi için tasarlanmıştır.

Avantajlar listesi, küçük boyutlar, ev tipi bir güç kaynağından çalıştırma, 8 ...

Ancak her şey düşük güçle çizildi. İklimimizde, beyan edilen 100 m²'yi ısıtmak, cihaz aşınma ve yıpranma için çalışacaktır. Bu, pompa kapalıyken ve ekrandaki hatalarla birlikte cihazın "acil durum" moduna sık geçişleri ile onaylanır. Durum garanti edilmez. Donanımı yeniden başlatarak düzeltildi.

"Kazalar" elektrik tüketimini etkiler. Çünkü kompresör durduğunda ısıtma elemanı devreye girer. Bu nedenle, alanı 70 m²'den fazla olmayan bir nesnede CO ve yerden ısıtma (veya sıcak su) devrelerinin ortak bağlantısına izin verilir.

Daimi ikamet için tipik kulübelerin ısıtma sistemleri için donatım

İşte jeotermal, hava ve su (yeraltı suyundan termal enerjiyi uzaklaştıran) cihazlar. Beyan edilen çıkış gücü (en az 8 kW), ülke (ve daimi ikametgah) evlerinin tüm tüketici sistemlerine ısı sağlamak için yeterlidir. Bu kategorideki birçok ısı pompasının soğutma modu vardır. Uygulanan invertör güç devreleri, kompresörün düzgün çalışmasından sorumludur, düzgün çalışması nedeniyle soğutucunun deltası (sıcaklık farkı) azalır. Devrenin optimum çalışma modu korunur (gereksiz aşırı ısınma ve soğutma olmadan). Bu, HP'nin tüm çalışma modlarında elektrik tüketimini azaltmaya izin verir. En büyük ekonomik etki havadan havaya cihazlardadır.

4. Vaillant geoTHERM VW 61/3 (Almanya) - 408.219 ruble'den.

Birincil soğutucu olarak kuyu suyunun kullanılması (yalnızca VW) tasarımı basitleştirmeyi ve performans kaybı olmadan HP'nin fiyatını düşürmeyi mümkün kıldı.

Cihaz, ana çalışma modunda düşük güç tüketimi ve düşük gürültü seviyesi ile karakterizedir.

Eksi Vaillant - su talep ediyor (demir ve manganez bileşikleri tarafından tedarik hattında ve ısı eşanjöründe bilinen hasar vakaları); tuzlu sularla çalışmaktan kaçınılmalıdır. Durum garanti edilmez, ancak kurulum servis merkezinin uzmanları tarafından yapıldıysa, yani kime hak talebinde bulunulur.

En az 6,1 m³ (2,5 m tavan ile 2,44 m²) hacme sahip kuru, donmayan bir oda gereklidir. Pompanın altında damla oluşumu bir kusur değildir (yoğuşma, yalıtımlı devrelerin yüzeylerinden akabilir).

5. LG Therma V AH-W096A0 (Kore) - 275.000 ruble'den.

Havadan suya ısı pompası. Cihaz 2 modülden oluşur: dıştaki hava kütlelerinden termal enerji alır, içteki ise dönüştürür ve ısıtma sistemine aktarır.

Ana avantajı çok yönlülüktür. Nesneyi hem ısıtmak hem de soğutmak için yapılandırılabilir.

Bu LG Therma serisinin dezavantajı, (ve tüm hattın) potansiyelinin 200 m²'den fazla alana sahip bir kulübenin ihtiyaçları için yeterli olmamasıdır.

Önemli bir nokta: İki bileşenli bir sistemin çalışma blokları, yatay düzlemde 50 m'den ve dikey olarak 30 m'den fazla aralıklı olamaz.

6. STIEBEL ELTRON WPF 10MS (Almanya) - 323.300 ruble'den.

WPF 10MS modeli, STIEBEL ELTRON ısı pompalarının en güçlüsüdür.

Avantajları arasında, otomatik olarak ayarlanabilen bir ısıtma modu ve 6 cihazı bir kaskad içine bağlama yeteneği (bu, akışı, basıncı artırmak veya bir acil durum rezervi düzenlemek için cihazların paralel veya seri bir bağlantısıdır) sistemine kadar güçtedir. 60kW.

Dezavantajı, bu tür 6 cihazın eşzamanlı bağlantısı için güçlü bir elektrik ağının organizasyonunun yalnızca Rostekhnadzor'un yerel bölümünün izni ile mümkün olmasıdır.

Modları ayarlama özelliği vardır: Programda gerekli ayarlamaları yaptıktan sonra kontrol lambasının sönmesini beklemelisiniz. Aksi takdirde kapak kapatıldıktan sonra sistem orijinal ayarlarına dönecektir.

7. Daikin EGSQH10S18A9W (Japonya) - 1.607.830 ruble'den.

130 m²'ye kadar alana sahip bir konut binasına CO, DHW ve yerden ısıtmadan aynı anda ısı sağlanması için güçlü bir cihaz.

Programlanabilir ve kullanıcı kontrollü modlar; belirtilen parametreler dahilinde tüm servis verilen devreler kontrol edilir; 180 litre ve yardımcı ısıtıcılar için gömme depo (sıcak kullanım suyu ihtiyacı için) bulunmaktadır.

Eksiklikler arasında 130 m²'lik bir evde tam olarak kullanılamayacak etkileyici bir potansiyel; geri ödeme süresinin belirsiz bir süre için uzatıldığı fiyat; temel konfigürasyonda uygulanmayan dış iklim koşullarına otomatik adaptasyon. Ortamın termistörleri (termik dirençler) isteğe bağlıdır. Yani, dış sıcaklık değiştiğinde, çalışma modunun manuel olarak ayarlanması önerilir.

Yüksek ısı tüketimi olan nesneler için donatım

200 m²'den fazla alana sahip konut ve ticari binaların ısıtma ihtiyaçlarını tam olarak karşılamak. Uzaktan kumanda, kademeli çalışma, reküperatörler ve güneş enerjisi sistemleri ile etkileşim - kullanıcının rahat bir sıcaklık yaratma yeteneklerini genişletin.

8. WATERKOTTE EcoTouch DS 5027.5 Ai (Almanya) - 708.521 ruble'den.

Modifikasyon DS 5027.5 Ai, EcoTouch serisinin en güçlüsüdür. Isıtma devresinin ısı taşıyıcısını stabil bir şekilde ısıtır ve 280 m²'ye kadar olan odalarda DHW sistemine termal enerji sağlar.

Scroll (mevcutların en üretkeni) kompresör; soğutma sıvısının akış hızının ayarlanması, sabit çıkış sıcaklıkları elde etmenizi sağlar; renkli ekran; Ruslaştırılmış menü; temiz görünüm ve düşük gürültü. Rahat çalışma için her ayrıntı.

Su noktalarının aktif kullanımı ile, enerji tüketiminin 6 kW / s artması nedeniyle ısıtma elemanları açılır.

9. DANFOSS DHP-R ECO 42 (İsveç) - 1.180.453 ruble'den.

Daimi ikametgahı olan çok katlı bir kulübenin sıcak su tedarik sistemine ve ısıtma devrelerine termal enerji sağlamak için yeterince güçlü ekipman.

Kullanım sıcak suyu için ek bir ısıtıcı yerine burada ısıtma devresi beslemesinden gelen sıcak su akışı kullanılır. Halihazırda sıcak suyu buhar soğutucudan geçiren ısı pompası, ilave DHW ısı eşanjöründeki suyu 90 °C'ye kadar ısıtır. Sirkülasyon pompalarının hızı otomatik olarak ayarlanarak CO ve DHW tankında sabit bir sıcaklık korunur. Kaskad bağlantı için uygundur (8 TH'ye kadar).

Isıtma devresi için ısıtma elemanları yoktur. Herhangi bir kombine kazandan ek kaynaklar alınır - kontrol ünitesi, belirli bir durumda gerektiği kadar ısı alacaktır.

Bir ısı pompasının kurulacağı yeri hesaplarken, duvar ile cihazın arka yüzeyi arasında 300 mm'lik bir boşluk bırakmak gerekir (kontrol kolaylığı ve iletişimin bakımı için).

10. Viessmann Vitocal 300-G WWC 110 (Almanya) - 630.125 ruble'den.

Birincil soğutucu yeraltı suyudur. Dolayısıyla birinci ısı eşanjöründeki sabit sıcaklık ve en yüksek COP katsayısı.

Avantajları arasında, birincil devrede düşük güçlü bir yardımcı elektrikli ısıtıcı ve uzaktan kontrol için özel bir kontrolör (esas olarak bir kablosuz uzaktan kumanda) bulunur.

Eksi - sirkülasyon pompasının çalışabilirliği, ana hattın durumu ve birincil devrenin ısı eşanjörü, damıtılmış yeraltı suyunun kalitesine bağlıdır. Filtreleme gereklidir.

Yeraltı suyu analizi, pahalı ekipmanlarla çözülmesi zor sorunların görünümünü ortadan kaldırmaya yardımcı olacaktır. Bu, sudan suya ısı pompası satın almadan önce yapılmalıdır.

Editörün Seçimi

Kuzey Avrupa'da ısı pompalarının üretimi ve işletiminde uzun yıllara dayanan deneyim, yurttaşlarımızın evlerini ısıtmak için en karlı yol arayışını azaltmalarına izin verdi. Herhangi bir istek için gerçek seçenekler mevcuttur.

80 - 100 m²'ye kadar bir konut binası için bir DHW devresi veya bir ısıtma sistemi için ısı sağlamanız mı gerekiyor? Potansiyeli göz önünde bulundurun NIBE F1155- "akıllı" dolgusu, ısı kaynağından ödün vermeden tasarruf sağlar.

Yerden ısıtma devrelerinde sabit bir sıcaklık, CO, 130 m²'lik bir kulübenin sıcak su temini sağlanacaktır - burada bir sıcak su ısı eşanjörü (180 litre) yer almaktadır.

Tüm tüketiciler için aynı anda sabit bir ısı akışı üretir. 8 HP'lik bir kaskad oluşturma imkanı, en az 3.000 m² alana sahip bir nesneye ısı sağlamanıza olanak tanır.

Dünya Enerji Komitesi, 2020 yılı için binaları ısıtmak için ısı kaynaklarının kullanımına ilişkin bir tahmin yaptı. Gelişmiş ülkelerde evlerin %75'inin sıcak su alacağını ve gezegenimizin jeotermal enerjisi ile ısıtılacağını belirtiyor.

Bugüne kadar İsviçre'deki tüm yeni evlerin %40'ı ısı pompalarıyla donatılmıştır ve İsveç'te bu rakam %90'a yükseltilmiştir. Rusya ve BDT ülkeleri, ev ısıtması için bir ısı pompasını daha az tanıtıyor, ancak ilk meraklılar bu yöntemi zaten kullanıyor ve deneyimlerini takipçilere aktarıyor.

çalışma prensipleri

Binayı ısıtmak için, düşük potansiyelli (sıcaklık) bir kaynaktan bir ısı taşıyıcı tarafından bir tüketiciye enerji aktarımı kullanılır. Teknolojik süreç, farklı sıcaklıklardaki iki sistemin termal enerjilerinin eşitlenmesini sağlayan termodinamik yasasını kullanır: sıcak bir kaynağın gücünü soğuk bir tüketiciye aktarmak.

Ortamın ısısını kullanırken, ısıtma ve sıcak su temini için sıcaklık potansiyeli artar.

Rejeneratif ısı kaynağı şunlar olabilir:

• dünyanın yüzeyi veya hacmi;
• su ortamı (göl, nehir);
• hava kütleleri.

Daha popüler olan modeller, yüzeyi güneş ışınları ve gezegenin dış ve iç çekirdeğinin enerjisi tarafından ısıtılan dünyadan enerji alan modellerdir. İşaretlenirler:

1. tüketici niteliklerinin en iyi kombinasyonu;
2. yeterlik;
3. fiyat.

Isı transfer devreleri

Bir ısı pompasının (HP) çalışması sırasında, çeşitli sıvıların / gazların - ısı taşıyıcıların dolaştığı üç kapalı devre kullanılır. Her biri işlevlerini yerine getirir.

Kaynak Enerji Potansiyeli Alım Döngüsü

Hava ısısı alınırken fanlardan gelen hava akımları ile evaporatör gövdesinin yapay olarak üflenmesi kullanılır.

Su ortamının veya toprağın ısısını aktarmak için bir sıvı ısı taşıyıcısının kapalı döngüsü, evaporatör bobinini rezervuarın dibine gömülmüş veya donmayı aşan bir mesafede toprağa gömülü bir toplayıcı ile bağlayan boru hatları aracılığıyla gerçekleştirilir. aşırı soğukta toprağın.

Seyreltilmiş sulu alkol çözeltilerine dayanan donmayan sıvılar, bir ısı taşıyıcı olarak kullanılır. Bunlara "antifrizler" veya "tuzlu sular" denir. Daha yüksek bir sıcaklığın (≥+3ºС) etkisi altında evaporatöre yükselir, ısıyı ona aktarır ve soğuduktan (≈-3ºС) sonra yerçekimi ile enerji kaynağına geri dönerek sürekli sirkülasyon sağlar.

iç kontur

Freon bazlı soğutucu akışkan içinde dolaşır ve ısıyı daha yüksek bir seviyeye "yükseltir". Sıcaklığın etkisi altında art arda gaz ve sıvı hale geçer.

Dahili devre şunları içerir:

• tuzlu sulardan enerji alan ve onu kaynayan ve nadir bir gaz haline gelen freona aktaran bir buharlaştırıcı;
• gazı yüksek basınca sıkıştıran bir kompresör. Aynı zamanda, freonun sıcaklığı keskin bir şekilde artar;
• sıcak gazın enerjisini çıkış devresinin soğutucusuna aktardığı, soğurken sıvı hale dönüştüğü bir kondansatör;
• buharlaştırıcıya girmek için doymuş buhar durumuna bir basınç düşüşü nedeniyle freonu azaltan bir gaz kelebeği (genleşme valfi). Soğutucu akışkan dar bir delikten geçtiğinde, soğutucu basıncı başlangıç ​​değerine düşer.

çıkış devresi

Burada su dolaşır. Geleneksel bir hidronik ısıtma sisteminde kullanım için bir kondenser bobininde ısıtılır. Bu yöntemle sıcaklığı, üretilen enerjinin odanın tüm hacmine eşit olarak aktarılmasını sağlayan uzun boru hatlarına sahip "Sıcak zemin" sisteminde kullanımını belirleyen yaklaşık 35ºС'ye ulaşır.

Odaların alanı ile daha küçük hacimlerde ısı alışverişi yapan sadece ısıtma radyatörlerinin kullanılması o kadar etkili değildir.

Tasarım

Endüstri, çeşitli performans özelliklerine sahip modeller üretir, ancak bunlar yukarıda açıklanan tipik görevleri yerine getiren ekipmanı içerir.

Tasarımın bir çeşidi olarak, şekil bir evi ısıtmak için bir ısı pompasını göstermektedir.

Burada jeotermal kaynaklardan gelen ısı, giriş boru hatlarından alınır ve hafta sonları evin ısıtma sistemine aktarılır.

Isı pompasının çalışması şu şekilde sağlanır:

• İnternet üzerinden uzak yöntemler de dahil olmak üzere devre parametrelerinin ve kontrolün izlenmesi için bir sistem;
• ek donanımlar (yıkama ve doldurma üniteleri, genleşme tankları, güvenlik grupları, pompa istasyonları).

zemin yapıları

Bir kaynaktan enerji almak için ısı eşanjörlerinin tasarımı için üç şema kullanırlar:

1. yüzey konumu;
2. dikey zemin sondalarının montajı;
3. yatay yapıların derinleşmesi.

İlk yöntem en az verimli olanıdır. Bu nedenle, nadiren ev ısıtması için kullanılır.

Sondaların kuyulara montajı

Bu yöntem en verimli olanıdır. 25 ila 40 mm çapında plastik malzemelerden yapılmış U şeklinde bir boru hattını yerleştirmek için 50÷150 metre veya daha fazla derinlikte kuyuların oluşturulmasını sağlar.

Borunun kesit alanını arttırmak ve kuyuyu derinleştirmek, daha iyi ısı tahliyesi sağlar, ancak tasarımın maliyetini arttırır.

Yatay toplayıcılar

Sondalar için sondaj kuyuları pahalıdır. Bu nedenle, bu yöntem genellikle daha ucuz olarak seçilmektedir. Toprağın donma derinliğinin altında hendekler kazarak geçinmenizi sağlar.

Yatay bir kollektör tasarımında aşağıdakiler dikkate alınmalıdır:

1. toprak termal iletkenliği;
2. ortalama toprak nemi;
3. alan geometrisi.

Kollektörün boyutlarını ve konfigürasyonunu etkilerler. Borular döşenebilir:

• döngüler;
• zikzaklar;
• yılan;
• düz geometrik şekiller;
• vidalı spiraller.

Böyle bir toplayıcı için ayrılan site alanının genellikle evin temelinin boyutlarını 2-3 kat aştığını anlamak önemlidir. Bu, bu yöntemin ana dezavantajıdır.

Su toplayıcılar

Bu en ekonomik yöntemdir, ancak derin su binasının yakınında bir yer gerektirir. Altta, monte edilmiş boru hatları yüklerle yerleştirilir ve sabitlenir. Isı pompasının verimli çalışması için kollektörün minimum derinliğini ve ısı atımı sağlayabilecek rezervuar hacmini hesaplamak gerekir.

Bu tasarımın boyutları termal hesaplamalarla belirlenir ve 300 metreden fazla uzunluğa ulaşabilir.

Aşağıdaki şekil, bir kaynak gölünün buzu üzerinde montaj için otoyolların hazırlanmasını göstermektedir. Önümüzdeki çalışmanın kapsamını görsel olarak değerlendirmenizi sağlar.

hava yöntemi

Harici veya yerleşik bir fan, bir klimada olduğu gibi sokaktan doğrudan freon buharlaştırıcıya hava üfler. Aynı zamanda borulardan hacimli yapılar oluşturmak ve bunları zemine veya bir rezervuara yerleştirmek gerekli değildir.

Bu prensibe göre çalışan bir evi ısıtmak için bir ısı pompası daha ucuzdur, ancak nispeten sıcak bir iklimde kullanılması tavsiye edilir: soğuk hava sistemin çalışmasına izin vermez.

Bu tür cihazlar, sürekli olarak teknolojik sürece dahil olan ve güçlü soğutma sistemleri ile atmosfere ısı veren endüstriyel cihazların yanında bulunan havuzlarda veya odalarda su ısıtmak için yaygın olarak kullanılmaktadır. Örnek olarak, enerji endüstrisinin güç ototransformatörleri, dizel istasyonları ve kazan daireleri gösterilebilir.

Temel özellikleri

Bir TN modeli seçerken şunları göz önünde bulundurun:

• çıkış termal gücü;
• ısı pompalarının dönüşüm katsayısı;
• koşullu verimlilik;
• yıllık verimlilik ve maliyetler.

çıkış gücü

Yeni bir ev projesi oluştururken, çeşitli büyüklükteki odaların duvarlarından, pencerelerinden, kapılarından, tavanlarından ve zeminlerinden ısı kaybı yaratan malzemelerin tasarım özellikleri dikkate alınarak ısı ihtiyacı dikkate alınır. Hesaplama, belirli bir alanda en düşük donlarda konfor yaratılmasını dikkate alır.

Binanın ısı girdisi kW olarak ifade edilmiştir. Isı pompasından üretilen enerji ile karşılanmalıdır. Bununla birlikte, hesaplamalarda genellikle tasarruf sağlayan bir basitleştirme yapılır: yıl içindeki en soğuk günlerin süresi birkaç haftayı geçmez. Bu süre için, örneğin kazandaki suyu ısıtan ısıtma elemanları gibi ek bir ısı kaynağı bağlanır.
Sadece donlar sırasında kritik durumlarda çalışırlar ve zamanın geri kalanında devre dışı bırakılırlar. Bu, daha küçük kapasiteli VT'lerin kullanımına izin verir.

Tasarım olanakları

Referans için.Çıkış gücü modelleri 6÷11 kW "tuzlu su" devreleri nispeten küçük binalarda yerleşik tankların suyunu ısıtabilir. 230÷440 litre kapasiteli bir kazan için 65ºС su sıcaklığını korumak için 17 kW'lık bir güç yeterlidir.
Orta büyüklükteki binaların ısı talebi 22÷60 kW kapasiteleri kapsar.

Isı pompası dönüşüm oranı Ktr

Boyutsuz formülle yapının verimliliğini belirler:

Ktr=(Tout-Kalay)/Tout

"T" değeri, yapıya giriş ve çıkıştaki soğutma sıvılarının sıcaklığını gösterir.

Enerji Dönüşüm Faktörü (ͼ)

Kompresör başına uygulanan enerjiye göre faydalı ısı çıktısının oranını belirlemek için hesaplanır.

ͼ=0.5Т/(Т-То)=0.5(ΔТ+То)/ΔТ

Bu formül için, tüketicinin "T" sıcaklığı ve "To" kaynağının sıcaklığı Kelvin cinsinden belirlenir.

ͼ değeri, "Rel" kompresörünün çalışması için harcanan enerji miktarı ve elde edilen faydalı ısı çıkışı "Рн" ile belirlenebilir. Bu durumda, İngilizce "Performans katsayısı" teriminin kısaltması olan "COP" olarak adlandırılır.

Katsayı ͼ, kaynak ve tüketici arasındaki sıcaklık farkına bağlı değişken bir değerdir. 1'den 7'ye kadar numaralandırılmıştır.

koşullu verimlilik

Bu yanlış bir ifadedir: verimlilik, son cihazın çalışması sırasındaki güç kayıplarını hesaba katar.
Bunu belirlemek için, jeotermal kaynakların enerjisini dikkate alarak çıkış termal gücünü uygulanana bölmek gerekir. Böyle bir hesaplama ile sürekli hareket eden bir makine çalışmayacaktır.

Yıllık verimlilik ve maliyetler

COP katsayısı, belirli çalışma koşulları altında belirli bir zamanda bir ısı pompasının performansını değerlendirir. HP'nin çalışmasını analiz etmek için, yıl (β) için sistemin verimliliğinin bir göstergesi tanıtıldı.

Burada, Qwp sembolü, bir yılda üretilen termal enerji miktarını ve Wel - aynı zamanda tesisat tarafından tüketilen elektriğin değerini gösterir.

Maliyet göstergesi Eq

Bu özellik verimlilik göstergesinin tam tersidir.

HP'nin özelliklerini belirlemek için özel yazılımlar ve fabrika standları kullanılır.

Ayırt edici özellikleri

Avantajlar

Bir evi ısı pompasıyla ısıtmak, diğer sistemlerle karşılaştırıldığında:

1. iyi çevresel parametreler;
2. bakım gerektirmeyen ekipmanın uzun servis ömrü;
3. kışın ısıtma modunu yazın klimaya geçirme imkanı;
4. yüksek yıllık verimlilik.

Kusurlar

Tasarım aşamasında ve işletme sırasında aşağıdakileri dikkate almak gerekir:

1. doğru teknik hesaplamalar yapmanın zorluğu;
2. yüksek ekipman ve kurulum işi maliyeti;
3. boru hatları döşeme teknolojisinin ihlali durumunda "hava kilitleri" oluşma olasılığı;
4. sistem çıkışında sınırlı su sıcaklığı (≤+65ºС);
5. herhangi bir bina için her tasarımın katı bireyselliği;
6. üzerlerinde tesislerin inşası dışında koleksiyoncular için geniş alanlara duyulan ihtiyaç.

Üreticilerin kısa listesi

Ev ısıtması için modern bir ısı pompası, aşağıdaki şirketler tarafından üretilmektedir:

• Bosch - Almanya;
• Waterkotte - Almanya;
• WTT Group OY - Finlandiya;
• ClimateMaster - ABD;
• ECONAR - ABD;
• Dimplex - İrlanda;
• FHP İmalatı - ABD;
• Gustrowr - Almanya;
• Helioterm - Avusturya;
• IVT - İsveç;
• LEBERG - Norveç.