Pompă de căldură „apă-apă”: dispozitiv, principiu de funcționare, reguli de aranjare a încălzirii pe baza acestuia

Tipuri de colectoare de apă din sol

Colectorul unei pompe de căldură terestre poate fi de două tipuri (Fig. 2):

• Vertical;
• Orizontală.

Orez. 2 Tipuri de colectoare pentru pompe de sol: verticale și orizontale

Un colector vertical este o conductă lungă coborâtă într-un puț, a cărei lungime este de la 40 la 150 m. Acest tip de schimbător de căldură este mai bun decât cel orizontal, deoarece temperatura este mai mare la o astfel de adâncime. Dacă puțul este foarte adânc, atunci schimbătorul de căldură este echipat și cu o carcasă de protecție, iar dacă adâncimea este relativ mică, atunci acest lucru nu este necesar.Dar un dezavantaj semnificativ al acestei metode de amplasare a rezervorului este costul ridicat al unui astfel de puț.

Desigur, experții recomandă forarea unei puțuri mai adânc. Dar dacă tehnica sau solul nu permite, atunci se pot face mai multe puțuri. De exemplu, puteți face o fântână cu o adâncime de 80 m, sau puteți face 4 puțuri de 20 m fiecare. Principalul lucru este că rezultatul total este suficient pentru încălzirea casei. Poate exista un sol stâncos, cu care este destul de dificil de lucrat, este posibil să forați puțuri de cel mult 15-20 de metri în el.

Colector orizontal (Fig. 3) - acest tip de colector de sol pentru o pompă sol-apă arată ca o conductă care este așezată într-o poziție orizontală la o anumită adâncime, sub un strat de pământ. Acest colector este ușor de instalat.

Orez. 3 Circuitul exterior al pompei de apă freatică

Zona pe care este instalat colectorul unei pompe de căldură din pământ este destul de mare, spre deosebire de varianta verticală, care necesită o mică bucată de pământ. De regulă, un schimbător de căldură orizontal ocupă de la 25 la 50 m2 și poate mai mult, în funcție de zona încălzită. Factorul negativ al acestei opțiuni este că zona cu acest colector poate fi folosită doar pentru gazon.

În funcție de diferite circumstanțe, schimbătorul de căldură poate fi așezat în zig-zag, bucle, șarpe etc.

Este foarte important care este conductivitatea termică a solului în care este instalat schimbătorul de căldură. Depinde de calitatea terenului, de exemplu, dacă solul este umed, atunci conductivitatea termică este mai mare, iar dacă solul este nisipos, atunci conductivitatea termică este mică.

Dacă există multe bucle în schimbătorul de căldură, atunci o pompă de circulație trebuie inclusă în configurație.

Purtători de energie pro sau contra?

Cu toate acestea, asta nu este tot. Creșterea prețurilor pentru transportatorii de energie și costurile ridicate ale livrării acestora duc la o creștere rapidă a costului căldurii și energiei electrice. Și acest lucru îi obligă pe consumatori să caute noi modalități de economisire. Chiar și din manualele școlare, ne amintim că transferul de căldură curge de la corpurile încălzite la cele mai reci, dar nu invers. Experiența noastră veche de secole nu își amintește procedura inversă, iar știința demonstrează acest lucru. Cu toate acestea, tehnicile moderne de inginerie vicleană fac posibilă transferul căldurii în direcția opusă - de la un corp mai puțin încălzit la unul mai fierbinte.

Schema transferului de căldură într-o pompă de căldură

Pentru noi, nu este nimic surprinzător, de exemplu, în funcționarea frigiderului. În cazul în care căldura de la congelator, la care temperatura este adesea negativă, este eliberată în mediu. Dacă această căldură este folosită pentru încălzirea clădirilor, iar camera frigorifică este înlocuită cu o sursă de căldură naturală dovedită, care funcționează constant, atunci aceasta va fi așa-numita pompă de căldură.

O simpla pompa de caldura (aer-aer) cu care poti incalzi un spatiu de locuit este un aparat de aer conditionat familiar tuturor, cu functie de incalzire. Îl poți folosi cu succes, deoarece astăzi există aparate de aer condiționat care pot funcționa chiar și la temperaturi semnificative sub zero - până la -15 gr. si sub. Totuși, dacă dorim să obținem cea mai mare eficiență și confort atunci când încălzim întreaga casă într-un mod atât de economic (și o pompă de căldură este de trei ori mai economică decât încălzitoarele convenționale, sau chiar mai mult), atunci trebuie folosite sisteme mai avansate.

Pe o notă: mulți se întreabă - cum este, pentru că există o lege a conservării energiei.De ce un raport atât de disproporționat între transferul de căldură și consumul de energie electrică? Întregul secret este că, într-o pompă de căldură, electricitatea este cheltuită doar pe înfășurarea electromagnetică a compresorului (care, desigur, se încălzește, dar această căldură nu este folosită pentru a încălzi camera), și se generează energie termică, „aspirat. " din mediul extern, datorită proceselor speciale ale pompei de căldură (cuvântul pompă însuși indică acest lucru). Pentru a înțelege acest lucru, trebuie să știi mai mult decât un curs școlar de fizică. Dar să încercăm să parcurgem elementele de bază de mai jos.

Primind bine

Cea mai mare problemă la instalarea unei pompe de căldură cu circuit deschis este atunci când apa este evacuată de sus în puț. Atat de gresit. Conducta ar trebui să meargă aproape până la fundul puțului și să se ridice din ea cu 0,5-1 metru. Totul de dedesubt ar trebui să fie fierbinte. Când apa este evacuată de sus, fântâna se poate înfunda rapid și nu mai primește apă. Are loc preaplinul. Dacă acest lucru se întâmplă cu un minus bun pe stradă, atunci patinoarul vă este pus la dispoziție. Prin urmare, dacă în apropiere există un râu sau un fel de rezervor, o scurgere de furtună sau un șanț de drenaj, atunci este mai bine să conectați puțul de primire la ele cu o conductă de preaplin, în caz de preaplin. Dacă nu există nimic în apropiere, atunci va trebui să forați nu una, ci două sau mai multe puțuri pentru recepție. Nimeni nu știe răspunsul la întrebarea cât va dura un puț de recepție. Poate dura mulți ani sau se poate înfunda după un sezon de încălzire. Prin urmare, cel mai mare dezavantaj al unui circuit deschis este imprevizibilitatea.

Un alt punct important. Puţul de recepţie trebuie amplasat în aval de puţul de debit, la o distanţă de cel puţin 6 metri. Aceasta este o altă ambiguitate. Cum să determinați în ce direcție curge un râu subteran. Răspunsul la această întrebare va fi dat doar prin experiment.Dacă apa nu se scufundă bine în debit după ce pompa de căldură este pornită, totul este în regulă, ați ghicit. Dacă temperatura începe să scadă, atunci puțurile trebuie schimbate și pompa submersibilă trebuie mutată. Conductele puțurilor de debit și de scurgere sunt cel mai bine realizate din conducte HDPE, ca material mai ieftin. Fiabilitatea și durabilitatea unor astfel de țevi sunt, de asemenea, suficiente.

Opțiunea ideală este atunci când puțurile sunt situate peste fluxul subteran. Apoi este suficient să faceți o conexiune detașabilă a conductei în puțul puțului, să aruncați energie în ambele puțuri cu un dop impermeabil detașabil și puteți inversa puțurile o dată pe an, schimbând locurile de debit și de primire.

Principiul de funcționare

Pentru cei care nu sunt prea versați în subiect, merită să explice ce este o pompă de căldură aer-apă. De fapt, acesta este un „frigider în sens invers” – un dispozitiv care răcește aerul din exteriorul său și încălzește apa care se află în rezervor. Această apă poate fi apoi folosită pentru apă caldă menajeră sau pentru încălzirea locuinței.

Pompa de caldura foloseste un ciclu inchis, consuma doar energie electrica. Eficiența sa este măsurată ca raportul dintre energia electrică consumată și căldura primită. Eficiența pompelor de căldură se măsoară și în COP (Coeficient de performanță). COP 2 corespunde unui randament de 200% și înseamnă că pentru 1 kW de energie electrică va furniza 2 kW de căldură.

Principiul de funcționare

Funcționarea pompei de căldură se datorează căldurii extrase din apă. Lacuri, rate, râuri, fântâni, fântâni devin o sursă de apă. Adâncimea rezervorului din centrul Rusiei ar trebui să fie de cel puțin 2 metri, astfel încât straturile inferioare să nu înghețe. În funcție de locația schimbătorului de căldură, depunerile de căldură sunt împărțite în:

• orizontală (țevile sunt așezate în inele pe fund);
• vertical (schimbătorul de căldură este situat vertical în puț).

Deoarece rezervoarele fără îngheț nu sunt situate în apropierea fiecărei case, cel mai adesea conductele sunt așezate în puțuri. O pompă de căldură apă-apă standard are mai multe părți principale:

• conducte de incalzire;
• conducte de alimentare si refulare cu apa;
• evaporator (bobina în care se evaporă freonul);
• compresor;
• condensator (bobină în care se lichefiază freonul).

În funcție de perioada anului, temperatura apelor subterane este de 4-10 °C, variază în intervale mici. Acest lucru asigură funcționarea stabilă și productivă a pompei de căldură. Două puțuri sunt forate la o distanță de 8-10 m una de alta. Apa subterană intră în conductă de la primul puț și se ridică până la evaporator, încălzindu-l. În același timp, freonul lichefiat este alimentat în evaporator. Ca urmare a scăderii presiunii în evaporator, căldura de la pereți trece la agentul frigorific. Agentul frigorific (freonul) devine gazos.

Freonul intră apoi în compresor și este comprimat. Apoi intră în condensator, se transformă într-un lichid, iar căldura eliberată în urma acestui proces trece la lichidul de răcire (cel mai adesea este apă). Lichidul de răcire, la rândul său, încălzește conductele radiatorului. Asa se incalzeste casa. Apa subterană este evacuată în al doilea puț. O imagine completă a principiilor de funcționare este dată de diagrama pompei de căldură. Deoarece temperatura apelor subterane este mai stabilă decât temperatura straturilor inferioare ale rezervoarelor, este mult mai eficient să folosiți puțuri. Dar aici trebuie să ținem cont și de costul forării puțurilor.Este instalată o pompă de căldură cu boiler apă-apă, care încălzește încăperea și încălzește apa pentru nevoile casnice. Energia electrică cheltuită pentru funcționarea pompei este de 4-5 ori mai mică decât energia pe care o generează.

Schema de încălzire a casei folosind o pompă de căldură apă-apă

Acesta este interesant: colector solar pentru încălzirea unei case private - baterie de casă

Sfaturi de ajutor

În toate etapele construcției unei case, începând din etapa de proiectare, trebuie reținut că HP este un sistem inerțial. Poate fi comparat cu un cuptor rusesc masiv, care era de obicei încălzit o dată pe zi în timpul gătitului. Apoi căldura acumulată a încălzit locuința până a doua zi dimineață.

Pereții din bușteni grei au un grad destul de ridicat de inerție termică. Pur și simplu, se răcesc încet când noaptea devine mai rece. Inerție termică bună pentru pereții groși de piatră, precum și pentru beton sau cărămidă greu.

Polispumul și betonul spumos au proprietăți bune de izolare termică. Dar, datorită greutății specifice scăzute, au o inerție termică scăzută. O pompă de căldură într-o clădire cu pereți din astfel de materiale, cu o scădere bruscă a temperaturii exterioare, nu va putea întotdeauna „pompa” suficientă căldură din exterior în sistemul de încălzire „pardoseală caldă”.

De asemenea, trebuie să luați în considerare și alți factori:

1. Pentru a reduce pierderile de căldură sau pentru a nu îngheța deloc conductele din linia dintre casă și puțuri sau colector, este necesar să le așezați la o adâncime sub nivelul de îngheț. În Crimeea, 0,75 metri este suficient, iar la latitudinea Moscovei, cel puțin 1,5.
2. Cea mai mare pierdere de căldură este de obicei prin ferestre. Prin urmare, geamul triplu nu este deloc un lux, ci o soluție de construcție solidă din punct de vedere economic.Opțiunea ideală este să folosești sticlă care poate reflecta razele infraroșii.
3. In cazul folosirii optiunii a 2 puturi pentru captarea si evacuarea apei, distanta dintre ele trebuie sa fie de minim 20 de metri.
4. Este mai bine să încercați mai întâi un TN de casă într-o cameră de serviciu sau garaj. Instalarea încălzirii prin pardoseală într-o zonă rezidențială va necesita costuri suplimentare.

Făcut în casă dintr-un frigider vechi

Este destul de dificil să asamblați o pompă de căldură aer-aer de la compresoare și condensatoare individuale cu propriile mâini fără cunoștințe de inginerie specializate. Dar pentru o cameră mică sau o seră, puteți folosi un frigider vechi.

Cea mai simplă pompă de căldură cu aer poate fi făcută dintr-un frigider prin extinderea unei conducte de aer din stradă și agățarea unui ventilator pe grila din spate a schimbătorului de căldură.

Pentru a face acest lucru, trebuie să faceți două găuri în ușa din față a frigiderului. Prin primul, aerul stradal va intra in congelator, iar prin cel de-al doilea inferior va fi readus in strada.

În același timp, în timpul trecerii prin camera interioară, acesta va degaja o parte din căldura pe care o conține către freon.

De asemenea, este posibil să construiți pur și simplu mașina de refrigerare în perete cu ușa deschisă spre exterior, iar schimbătorul de căldură în spate în cameră. Dar trebuie avut în vedere faptul că puterea unui astfel de încălzitor va fi mică și consumă multă energie electrică.

Aerul din cameră este încălzit de un schimbător de căldură situat în spatele frigiderului. Cu toate acestea, o astfel de pompă de căldură poate funcționa numai la temperaturi exterioare nu mai mici de plus cinci Celsius.

Acest aparat este conceput numai pentru utilizare în interior.

Într-o cabană mare, sistemul de încălzire cu aer va trebui completat cu canale de aer care distribuie aerul cald uniform în toate încăperile.

Instalarea unei pompe de căldură aer-aer este extrem de simplă. Este necesar să instalați unitățile externe și interne și apoi să le conectați între ele cu un circuit cu lichid de răcire.

Prima parte a sistemului este instalată în exterior: direct pe fațadă, acoperiș sau lângă clădire. Al doilea din casă poate fi amplasat pe tavan sau pe perete.

Se recomanda montarea unitatii exterioare la cativa metri de intrarea in cabana si departe de ferestre, nu uita de zgomotul produs de ventilator.

Iar cel intern este instalat astfel încât fluxul de aer cald din acesta să fie distribuit uniform în întreaga cameră.

Dacă se plănuiește încălzirea unei case cu mai multe camere pe etaje diferite cu o pompă de căldură aer-aer, atunci va trebui să echipați un sistem de canale de ventilație cu injecție forțată.

În acest caz, este mai bine să comandați un proiect de la un inginer competent, altfel puterea pompei de căldură ar putea să nu fie suficientă pentru toate spațiile.

Contorul de energie electrică și dispozitivul de protecție trebuie să poată face față sarcinilor de vârf generate de pompa de căldură. Odată cu o răceală puternică în afara ferestrei, compresorul începe să consume energie electrică de multe ori mai mult decât de obicei.

Cel mai bine este să instalați o linie de alimentare separată de la tabloul de distribuție pentru un astfel de încălzitor de aer.

O atenție deosebită trebuie acordată instalării țevilor pentru freon. Chiar și cele mai mici cipuri din interior pot deteriora echipamentul compresorului

Aici nu te poți lipsi de abilitățile de lipire a cuprului. Reumplerea agentului frigorific ar trebui, în general, să fie încredințată unui profesionist pentru a evita mai târziu problemele cu scurgerile acestuia.

Eficiența și principiul de funcționare a unei pompe de căldură

Eficiența unei pompe de căldură pentru încălzire va fi întotdeauna mai mare de 1. Pentru sistemele geotermale, factorul de conversie a căldurii este mai corect. Dacă este egal cu 4, atunci aceasta înseamnă că la o putere de 1 kW, pompa de căldură la ieșire furnizează 4 kW de energie, din care 3 kW au fost furnizați de pământ.

Principiul care stă la baza funcționării unei pompe de căldură pentru încălzirea unei case a fost dezvoltat la începutul secolului al XIX-lea. inginerul Sadi Carnot și a fost numit ciclul Carnot. Bazat pe acest lucru funcționarea unui frigider de uz casnic convențional, in care produsele sunt racite datorita faptului ca caldura disipata este indepartata prin calorifer spre exterior. Dar pentru a aplica pentru încălzirea caselor, când totul se întâmplă exact invers, adică funcționarea pompei de căldură se bazează pe principiul ciclului invers Carnot, a devenit recent.

O pompă de căldură pentru încălzirea locuinței este un dispozitiv în care căldura la temperatură joasă este transformată în căldură la temperatură înaltă, care este utilizată pentru încălzire. Sursa de căldură este pământul, apa și aerul (prima dintre ele este cea mai răspândită, deoarece este eficientă (deși contează nivelul de izolare termică a casei, metoda folosită pentru încălzirea casei etc.) și are o raportul optim între preț și calități de consum).

Funcționarea unei pompe de căldură concepută pentru încălzirea unei case necesită energie electrică, dar la un cost de 1 kW de energie electrică, returul este de 4–6 kW de energie termică.

Pe lângă încălzirea locuinței vara, pompa de căldură poate funcționa ca aparat de aer condiționat, pentru care este suficient ca sistemul să fie capabil să funcționeze invers. Pompele de căldură sunt clasificate în mai multe tipuri:

• „pământ – apă”;
• „pământ – aer”;
• „apă – apă”;
• "apa - aer"
• „aer – apă”;
• „aer-aer”.

Mai jos este o descriere detaliată a modului în care funcționează diferite tipuri de pompe de căldură pentru încălzirea unei case.

Tehnologia de montare

Asamblarea acestui tip de echipament se realizează în mai multe etape:

• se întocmește un proiect;
• comunicațiile colectorului sunt asamblate;
• o pompă de căldură este instalată în sistem;
• echipamentul este instalat în interiorul casei;
• se umple lichidul de răcire.

În continuare, vom analiza cum să instalați o pompă de căldură la cheie cu propriile mâini pas cu pas.

Cum să faci un proiect

Înainte de a continua cu asamblarea comunicațiilor de acest tip, desigur, trebuie făcute toate calculele necesare. Lucrarea părții externe a sistemului trebuie să fie pe deplin coordonată cu activitatea părții interne. Calculele se fac în funcție de tipul de echipament selectat. Pentru colectoarele orizontale, acestea se realizează după cum urmează:

• Se determină cantitatea de antigel necesară. În acest caz, se utilizează formula Vs = Qo 3600 / (1,05 3,7 t), unde Qo este puterea termică a sursei, t este diferența de temperatură dintre liniile de alimentare și retur. Parametrul Qo este calculat ca diferența dintre puterea pompei și puterea electrică utilizată pentru încălzirea agentului frigorific.
• Se determină lungimea necesară a colectorului. Formula de calcul în acest caz arată astfel: L = Qo / q, unde q este îndepărtarea specifică a căldurii. Valoarea acestui din urmă indicator depinde de tipul de sol de pe amplasament. Pentru argilă, de exemplu, este de 20 W pe rm, pentru nisip - 10 W etc.
• Se determină suprafața necesară pentru așezarea colectorului. În acest caz, calculul se efectuează conform formulei A = L da, unde da este etapa de așezare a conductei.

Puterea pompei de căldură este determinată aproximativ la o rată de 70 W de căldură pe 1 m2 cu o înălțime a tavanului de 2,7 m. Țevile colectoare sunt de obicei așezate la o distanță de 0,8 m una de alta sau puțin mai mult.

Cum se montează o pompă de căldură

Acest tip de echipament este destul de scump. Proiectarea unei pompe de căldură este relativ simplă. Prin urmare, poți încerca să o faci singur. Această procedură se efectuează astfel:

• Se achiziționează un compresor (echipamentul de la un aparat de aer condiționat este potrivit).
• Carcasa condensatorului este realizată. Pentru a face acest lucru, un rezervor din oțel inoxidabil de 100 de litri este tăiat în jumătate.
• Se face o bobină. O butelie de gaz sau oxigen este înfășurată cu un tub de cupru de la frigider. Acesta din urmă poate fi fixat cu colțuri perforate din aluminiu.
• Bobina este instalată în corp, după care aceasta din urmă este sigilată.
• Un evaporator este realizat dintr-un recipient de plastic de 80 de litri. În ea este montată o bobină dintr-o țeavă de ¾ inch.
• Conductele de apă sunt conectate la evaporator pentru a livra și scurge apa.
• Sistemul este umplut cu agent frigorific. Această operațiune trebuie încredințată unui specialist. Cu acțiuni inepte, nu numai că puteți distruge echipamentul asamblat, ci și vă puteți răni.

Instalarea comunicațiilor colectorului

Tehnologia de instalare a circuitului extern al sistemului de încălzire depinde și de tipul acestuia. Pentru un colector vertical, puțurile sunt forate cu o adâncime de 20-100 m. Sub una orizontală, șanțurile sunt sparte cu o adâncime de 1,5 m. În etapa următoare, se așează țevi. Copacii nu ar trebui să crească lângă colectorul orizontal, deoarece rădăcinile lor pot deteriora rețeaua. Pentru asamblarea acestora din urmă se pot folosi țevi de polietilenă de joasă presiune.

Instalarea echipamentului

Această operație se efectuează în mod obișnuit. Adică, caloriferele de încălzire sunt instalate în incintă, sunt așezate linii și sunt conectate la cazan. Pe conducta de retur sunt montate un vas de expansiune, un filtru si o pompa de circulatie pe bypass. De asemenea, puteți asambla și conecta un sistem „pardoseală caldă” la pompa de căldură. În etapa finală, tipul de lichid de răcire selectat este turnat în circuitele externe și interne.

După cum puteți vedea, puteți monta singur pompa de căldură și colectorul. Din punct de vedere tehnologic, procedura nu este deosebit de complicată. Totuși, spre deosebire de alte tipuri de echipamente similare, asamblarea unui astfel de sistem, chiar și de tip orizontal, este o operație fizică destul de laborioasă. Forarea puțurilor pentru foraj vertical pe cont propriu fără echipamente speciale este practic imposibilă. Prin urmare, ar putea merita să angajați specialiști care să efectueze calcule și să lucreze la asamblarea sistemului. Astăzi, există companii pe piață care instalează echipamente precum o pompă de căldură la cheie.

Ce este o pompă de căldură pentru încălzirea unei case private? Cum functioneazã?

Un dispozitiv special care este capabil să extragă căldură din mediu se numește pompă de căldură.

Astfel de dispozitive sunt utilizate ca metodă principală sau suplimentară de încălzire a spațiului. Unele dispozitive funcționează și pentru răcirea pasivă a clădirii - în timp ce pompa este folosită atât pentru răcirea de vară, cât și pentru încălzirea de iarnă.

Energia mediului este folosită drept combustibil. Un astfel de încălzitor extrage căldură din aer, apă, apă subterană și așa mai departe, astfel încât acest dispozitiv este clasificat ca sursă de energie regenerabilă.

Important! Aceste pompe necesită o conexiune electrică pentru a funcționa. Toate dispozitivele termice includ un evaporator, un compresor, un condensator și o supapă de expansiune. În funcție de sursa de căldură, se disting apa, aerul și alte dispozitive.

Principiul de funcționare este foarte asemănător cu principiul frigiderului (doar frigiderul aruncă aer cald, iar pompa absoarbe căldura)

În funcție de sursa de căldură, se disting apa, aerul și alte dispozitive. Principiul de funcționare este foarte asemănător cu principiul frigiderului (doar frigiderul aruncă aer cald, iar pompa absoarbe căldura)

Toate dispozitivele termice includ un evaporator, un compresor, un condensator și o supapă de expansiune. În funcție de sursa de căldură, se disting apa, aerul și alte dispozitive. Principiul de funcționare este foarte asemănător cu cel al unui frigider (doar frigiderul aruncă aer cald, iar pompa absoarbe căldura).

Majoritatea dispozitivelor funcționează atât la temperaturi pozitive, cât și negative, cu toate acestea, eficiența dispozitivului depinde direct de condițiile externe (adică, cu cât temperatura ambiantă este mai mare, cu atât dispozitivul va fi mai puternic). În general, dispozitivul funcționează după cum urmează:

1. Pompa de căldură intră în contact cu condițiile din jur. De obicei, dispozitivul extrage căldură din sol, aer sau apă (în funcție de tipul de dispozitiv).
2. În interiorul dispozitivului este instalat un evaporator special, care este umplut cu agent frigorific.
3. La contactul cu mediul înconjurător, agentul frigorific fierbe și se evaporă.
4. După aceea, agentul frigorific sub formă de vapori intră în compresor.
5. Acolo se micșorează - din cauza asta, temperatura îi crește serios.
6. După aceea, gazul încălzit intră în sistemul de încălzire, ceea ce duce la încălzirea lichidului de răcire principal, care este utilizat pentru încălzirea spațiului.
7. Agentul frigorific se răcește puțin câte puțin. În cele din urmă, se transformă din nou într-un lichid.
8. Apoi agentul frigorific lichid intră într-o supapă specială, care îi scade serios temperatura.
9. La final, agentul frigorific intră din nou în evaporator, după care se repetă ciclul de încălzire.

Foto 1. Principiul de funcționare a unei pompe de căldură sol-apă. Albastrul indica rece, rosul indica cald.

Avantaje:

• Prietenia mediului. Astfel de dispozitive sunt surse de energie regenerabilă care nu poluează atmosfera cu emisiile lor (în timp ce gazele naturale produc gaze nocive cu efect de seră, iar electricitatea este adesea folosită pentru arderea cărbunelui, care poluează și aerul).
• O alternativă bună la gaz. O pompa de caldura este ideala pentru incalzirea spatiilor in cazurile in care utilizarea gazului este dificila dintr-un motiv sau altul (de exemplu, cand casa este departe de toate utilitatile majore). De asemenea, pompa se compară favorabil cu încălzirea pe gaz, deoarece instalarea unui astfel de dispozitiv nu necesită permisiunea statului (dar atunci când forați un puț adânc, tot trebuie să îl obțineți).
• Sursă de căldură suplimentară ieftină. Pompa este ideală ca sursă de energie auxiliară ieftină (cea mai bună opțiune este să folosiți gaz iarna și o pompă primăvara și toamna).

Defecte:

1. Restrictii termice in cazul folosirii pompelor de apa.Toate dispozitivele termice funcționează bine la temperaturi pozitive, în timp ce în cazul funcționării la temperaturi negative, multe pompe nu mai funcționează. Acest lucru se datorează în principal faptului că apa îngheață, ceea ce face imposibilă utilizarea acesteia ca sursă de căldură.
2. Pot exista probleme cu dispozitivele care folosesc apa ca căldură. Dacă se folosește apă pentru încălzire, atunci va trebui găsită o sursă stabilă. Cel mai adesea, pentru aceasta trebuie să se foreze un puț, din cauza căruia costurile de instalare ale dispozitivului pot crește.

Atenţie! Pompele costă, de obicei, de 5-10 ori mai mult decât un cazan pe gaz, prin urmare, utilizarea unor astfel de dispozitive pentru a economisi bani în unele cazuri poate fi nepractică (pentru ca pompa să plătească, va trebui să așteptați câțiva ani)

Principiul de funcționare a pompelor de căldură

Trebuie remarcat faptul că aproape orice mediu are energie termică. De ce să nu folosiți căldura disponibilă pentru a vă încălzi casa? O pompă de căldură va ajuta în acest sens.

Principiul de funcționare al unei pompe de căldură este următorul: căldura este transferată la lichidul de răcire de la o sursă de energie cu potențial scăzut. În practică, totul se întâmplă după cum urmează.

Lichidul de răcire trece prin țevi care sunt îngropate, de exemplu, în pământ. Apoi lichidul de răcire intră în schimbătorul de căldură, unde energia termică colectată este transferată către al doilea circuit. Agentul frigorific, care se află în circuitul extern, se încălzește și se transformă în gaz. După aceea, agentul frigorific gazos trece în compresor, unde este comprimat. Acest lucru face ca agentul frigorific să se încălzească și mai mult. Gazul fierbinte merge la condensator, iar acolo căldura trece la lichidul de răcire, care încălzește deja casa în sine.

Încălzirea geotermală acasă: cum funcționează

Sistemele frigorifice sunt dispuse dupa acelasi principiu. Aceasta înseamnă că unitățile frigorifice pot fi folosite pentru a răci aerul din interior.

Tipuri de pompe de căldură

Există mai multe tipuri de pompe de căldură. Dar cel mai adesea, dispozitivele sunt clasificate după natura lichidului de răcire pe circuitul extern.

Dispozitivele pot extrage energie din

• apă,
• sol,
• aer.

Energia rezultata in casa poate fi folosita pentru incalzirea spatiilor, pentru incalzirea apei. Prin urmare, există mai multe tipuri de pompe de căldură.

Pompe de căldură: sol - apă

Cea mai bună opțiune de încălzire alternativă este obținerea energiei termice din sol. Deci, deja la o adâncime de șase metri, pământul are o temperatură constantă și neschimbată. Un lichid special este folosit ca purtător de căldură în țevi. Conturul exterior al sistemului este realizat din țevi de plastic. Conductele din sol pot fi amplasate vertical sau orizontal. Dacă țevile sunt așezate orizontal, atunci trebuie alocată o suprafață mare. În cazul în care conductele sunt instalate orizontal, este imposibil să se utilizeze terenul în scopuri agricole. Puteți aranja doar gazon sau plantați anuale.

Pentru a aranja conductele vertical în pământ, este necesar să se facă mai multe puțuri până la 150 de metri adâncime. Aceasta va fi o pompă geotermală eficientă, deoarece temperatura este ridicată la o adâncime mare în apropierea pământului. Sondele de adâncime sunt folosite pentru transferul de căldură.

Tip de pompă apă-apă

În plus, căldura poate fi obținută din apă, care este situată adânc în subteran. Se pot folosi iazuri, ape subterane sau ape uzate.

Trebuie remarcat faptul că nu există diferențe fundamentale între cele două sisteme. Cele mai mici costuri sunt necesare atunci când se creează un sistem de obținere a căldurii dintr-un rezervor. Conductele trebuie umplute cu lichid de răcire și scufundate în apă. Este nevoie de un design mai complex pentru a crea un sistem de generare a căldurii din apele subterane.

Pompe aer-apă

Este posibil să colectați căldură din aer, dar în regiunile cu ierni foarte reci, un astfel de sistem nu este eficient. În același timp, instalarea sistemului este foarte simplă. Trebuie doar să selectați și să instalați dispozitivul dorit.

Mai multe despre principiul de funcționare al pompelor geotermale

Pentru incalzire este foarte avantajos sa folosesti pompe de caldura. Casele cu o suprafață de peste 400 de metri pătrați plătesc costul sistemului foarte repede. Dar dacă casa ta nu este foarte mare, atunci poți face un sistem de încălzire cu propriile mâini.

Mai întâi trebuie să cumpărați un compresor. Un dispozitiv care este echipat cu un aparat de aer condiționat convențional este potrivit. O montam pe perete. Îți poți face singur condensatorul. Este necesar să se facă o bobină din țevi de cupru. Se pune intr-o carcasa de plastic. Evaporatorul este, de asemenea, montat pe perete. Lipirea, reumplerea cu freon și lucrări similare trebuie efectuate numai de un profesionist. Acțiunile inepte nu vor duce la un rezultat bun. În plus, te poți răni.

Inainte de punerea in functiune a pompei de caldura este necesar sa se verifice starea de electrificare a casei. Puterea contorului ar trebui să fie evaluată la 40 de amperi.

Pompă de căldură geotermală de casă

Rețineți că o pompă de căldură creată de dvs. nu se ridică întotdeauna la înălțimea așteptărilor. Motivul pentru aceasta este lipsa calculelor termice corecte. Sistemul este slab alimentat și costurile de întreținere cresc

Prin urmare, este important să efectuați toate calculele cu precizie.

Caracteristicile sistemului aer-apă termic

Pompa de căldură căreia îi este dedicat acest articol, spre deosebire de alte modificări ale unui astfel de dispozitiv (în special apă-apă și sol-apă), are o serie de avantaje:

• economisește energie electrică;
• instalarea nu necesită lucrări de teren de amploare, forare de puțuri, obținere a autorizațiilor speciale;
• Daca conectezi sistemul la panouri solare iti poti asigura autonomia completa.

Un avantaj semnificativ al unui sistem termic care extrage energia eoliană și o transferă în apă este siguranța sută la sută a mediului.

Înainte de a continua cu proiectarea pompei, este necesar să aflăm în ce cazuri sistemul se manifestă cât mai eficient posibil și când utilizarea acestuia este impracticabilă.

Un sistem de pompă de căldură care extrage energie din masa de aer poate fi utilizat pentru a încălzi toate tipurile de purtători de căldură utilizați în CSI: apă, aer, abur

Specificații de aplicare și de lucru

Pompa de căldură funcționează productiv exclusiv în intervalul de temperatură de la -5 la +7 grade. La o temperatură a aerului de +7, sistemul va genera mai multă căldură decât este necesar, iar la un indicator sub -5, nu va fi suficient pentru încălzire. Acest lucru se datorează faptului că freonul concentrat din structură fierbe la o temperatură de -55 de grade.

Teoretic, sistemul poate genera căldură chiar și în îngheț de 30 de grade, dar nu va fi suficient pentru încălzire, deoarece puterea termică depinde direct de diferența dintre punctul de fierbere al agentului frigorific și temperatura aerului.

Prin urmare, locuitorii din regiunile de nord, unde răcelii vin mai devreme, acest sistem nu va funcționa, iar în casele din regiunile de sud, poate servi efectiv câteva luni reci.

Dacă în cameră sunt instalate baterii standard, pompa de căldură va funcționa mai puțin eficient. Cel mai bun dintre toate, dispozitivul aer-apă este combinat cu convectoare și alte radiatoare cu o suprafață mare, precum și cu sisteme de tip apă „pardoseală caldă”, „perete cald”.

De asemenea, camera în sine ar trebui să fie bine izolată din exterior, să aibă ferestre încorporate cu mai multe camere, care să asigure o izolare termică mai bună decât cele obișnuite din lemn sau plastic.

Pompa de căldură interacționează cel mai bine cu sistemul de apă „pardoseală caldă”, care nu necesită încălzirea lichidului de răcire peste 40 - 45 ° C

O pompă de căldură de casă poate încălzi efectiv case de până la 100 de metri pătrați. m și este garantat să producă o putere de 5 kW. Trebuie înțeles că freonul nu poate fi turnat cu o calitate suficientă într-o structură creată acasă, așa că ar trebui să contați pe punctul său de fierbere la -22 de grade.

Dispozitivul de asamblare la domiciliu este ideal pentru furnizarea de căldură la un garaj, sere, încăperi de utilitate, piscine private mici etc. Sistemul este de obicei folosit ca încălzire suplimentară.

Un boiler electric sau alte echipamente traditionale pentru sezonul de incalzire va fi necesar in orice caz. În timpul înghețurilor severe (-15-30 grade), se recomandă oprirea pompei de căldură pentru a evita risipa de energie electrică, deoarece în această perioadă eficiența acesteia nu este mai mare de 10%.

Pompele de căldură furnizează suficientă energie pentru a încălzi apa în piscinele private interioare (+)

Cum funcționează sistemul

Substanța de lucru din structură este aerul. Prin unitatea exterioară, care este instalată pe stradă, oxigenul intră în evaporator prin conducte, unde interacționează cu agentul frigorific.

Freonul sub influența temperaturii devine gazos (pentru că fierbe la -55 de grade) și sub formă încălzită sub presiune intră în compresor. Dispozitivul comprimă gazul, crescându-i astfel temperatura.

Freonul fierbinte intră în circuitul rezervorului de stocare (condensator), unde căldura este transferată în apă, care poate fi folosită ulterior pentru organizarea încălzirii și ACM. În condensator, freonul își pierde doar o parte din căldură și este încă în stare gazoasă.

Trecând prin accelerație, agentul frigorific este pulverizat, drept urmare temperatura acestuia scade. Freonul devine lichid și în această formă trece în evaporator. Ciclul se repetă.

Figura prezintă schematic implementarea principiului unei pompe de căldură elementare, împărțită de un compresor și un expandator în două circuite - presiune înaltă și joasă.

Cei care doresc să construiască independent o pompă de căldură din materiale reziduale și echipamente învechite, de exemplu, dintr-un frigider vechi, vor fi ajutați de informațiile prezentate în articolul pe care îl recomandăm.

Concluzii și video util pe această temă

Videoclipul va prezenta principiul de funcționare și caracteristicile dispozitivului:

Drept urmare, putem concluziona că o pompă de căldură apă-apă este considerată un echipament eficient și ecologic, conceput pentru a încălzi case de până la 150 de metri pătrați. Pentru amenajarea unei suprafețe mai mari, pot fi deja necesare studii inginerești destul de complexe.

Dacă aveți întrebări în timp ce citiți informațiile furnizate, vă rugăm să le întrebați în blocul de mai jos. Așteptăm comentariile dumneavoastră, întrebările pe această temă, poveștile și fotografiile despre construcția unei minihidrocentrale cu propriile mâini. Ne interesează opinia dumneavoastră.