Pompă de căldură aer-aer: principiu de funcționare, dispozitiv, selecție și calcule

Dispozitiv cu pompa de caldura

Principiul de funcționare este cunoscut de mult. Există trei circuite ermetice închise - intern, compresor, extern.

Componentele principale:

1. Sistem de incalzire. Cel mai bine este să folosiți încălzirea prin pardoseală. O opțiune suplimentară este furnizarea de apă caldă.
2. Condensator. Transferă energia colectată în exterior de la agentul frigorific (de obicei freon) către purtătorul de căldură (apă) pentru încălzire.
3. Evaporator. Selectează energia termică din lichidul de răcire (de exemplu, etilenglicol) care circulă în circuitul extern.
4. Compresor. Pompează agentul frigorific din evaporator, transformându-l din stare gazoasă în stare lichidă, crescând presiunea și răcindu-l în condensator.
5. Valva de expansiune. Instalat cu un evaporator. Reglează fluxul de agent frigorific.
6. Contur exterior. Este așezat pe fundul unui rezervor sau coborât în ​​puțuri.
7. Pompe cu contur intern și extern.
8. Automatizare.Controlează sistemul în funcție de o cantitate predeterminată de încălzire a spațiului și modificări ale temperaturii exterioare.

Conturul exterior al iazului de lângă clădire arată astfel.

Colectorul este eficient pe tot parcursul anului. Iarna, la o adâncime mai mare de 3 metri, temperatura apei este suficientă pentru încălzire.

După evaporator, agentul frigorific trece prin compresor unde presiunea și temperatura acestuia cresc. Apoi, în condensator, degajă căldură sistemului de încălzire.

Agentul frigorific trece apoi printr-un orificiu unde presiunea scade brusc din cauza expansiunii. La trecerea la starea gazoasă, temperatura agentului frigorific scade aproape instantaneu. Acest proces poate fi resimțit în practică la realimentarea unei brichete cu gaz dintr-o cutie de gaz lichefiat. O diferență semnificativă de temperatură contribuie la absorbția eficientă a căldurii de către agentul frigorific din circuitul extern.

Există, de asemenea, o opțiune de colector deschis. Posibil atunci când apa este de bună calitate. Apoi, sistemul și pompa nu sunt amenințate de colmatarea, depunerea de săruri de duritate, coroziunea accelerată.

Astfel de generatoare de căldură au primit aplicare practică abia după crizele energetice din anii 70 ai secolului trecut.

Până atunci, dezvoltarea lor a fost îngreunată de relativ ieftinitatea surselor de energie - petrol, gaze etc. În plus, imperfecțiunea tehnologiei a împiedicat introducerea în masă a inovației.

Este posibilă instalarea DIY?

În ciuda complexității tehnice a pompelor de căldură, acestea pot fi instalate independent. Pentru a fi mai precis, sunteți liber să faceți toate „treaba murdară” cu propriile mâini: așezarea conductelor tehnice și a rețelelor de alimentare, agățarea unităților interioare și exterioare.Documentația pașaportului pentru fiecare tip specific de pompă de căldură conține informații cuprinzătoare despre condițiile de instalare a blocurilor, panta, lungimea și curbele admisibile ale traseelor ​​tehnice.

Tot ce rămâne mai târziu este să invitați un specialist care va verifica instalarea corectă a sistemului și va asigura punerea sa corectă în funcțiune. Nu puteți face singur această lucrare: aveți nevoie de echipamente pentru curățarea și dezaerarea sistemului, încărcarea agentului frigorific - în general, acest proces este destul de tehnologic și complex.

De subliniat că instalarea unor astfel de sisteme de aer condiționat nu se face „din mers”. Este necesar un calcul preliminar detaliat, în special, este necesar să se determine clasa de echipament potrivită pentru condiții climatice specifice și să se calculeze puterea suficientă a acestuia. Desigur, termoficarea bazată pe pompe de căldură provoacă și mai multe dificultăți în proiectarea și coordonarea lucrărilor cu antreprenorii de construcții.

Reguli de bază de instalare

Pentru o instalare de înaltă calitate a unui încălzitor cu circulație naturală, trebuie luați următorii pași importanți:

1. Este de preferat să amplasați radiatoarele sub ferestre la aceeași înălțime.
2. Instalați cazanul.
3. Instalați rezervorul de expansiune.
4. Conectați elementele instalate cu țevi.
5. Puneți lichidul de răcire în sistemul de încălzire și verificați toate componentele pentru scurgeri.
6. Porniți centrala și bucurați-vă de căldura casei dvs.

Informații importante de la instalatori:

1. Cazanul trebuie instalat cât mai jos posibil.
2. Conductele trebuie așezate cu o pantă înapoi.
3. Se recomandă evitarea unui număr mare de înfășurări în sistem.
4. Utilizați țevi cu diametru mare.

Sperăm că v-am dezvăluit toate nuanțele unui sistem de încălzire fără pompă care vă va ajuta să vă încălziți locuința.

Pentru informații despre instalarea unui sistem de încălzire fără pompă, consultați explicația circuitului gravitațional din următorul videoclip:

Pagina 3

Pompele de circulație sunt disponibile în prezent ca opțiune în sistemele de încălzire cu fluide. Sunt folosite pentru încălzirea tuturor tipurilor de combustibil.

În cele mai multe cazuri, instalarea unei pompe suplimentare în sistemul de circulație naturală crește semnificativ viteza de mișcare și încălzire a încăperii. Dispozitivul în sine nu are un design deosebit de complex și are dimensiuni mici.

O atenție deosebită trebuie acordată parametrilor pompei și sistemului suplimentar

Durabilitatea și întreținerea sistemului

Mulți pot fi speriați de durata de viață a sistemului de 7-10 ani declarată de producător. În practică, această cifră este semnificativ mai mare, doar o pompă de căldură poate pierde performanța în timp.

Acest lucru se datorează în primul rând scurgerii treptate a agentului frigorific în mediul extern și contaminării acestuia cu umiditate și alte impurități. În acest caz, este prevăzută o procedură de întreținere destul de simplă, care constă în curățarea lichidului de răcire și reumplerea concentrației acestuia.

Uzura componentelor mecanice, cum ar fi un compresor sau un ventilator, este inevitabilă. Cu toate acestea, o pompă de căldură bună oferă posibilitatea înlocuirii modulare a părților sale constitutive. Durabilitatea echipamentului este în întregime determinată de condițiile de funcționare a acestuia și de perfecțiunea tehnică a sistemului.Lucrul la limită, înghețarea periodică a unității exterioare și alte încălcări ale modului normal de funcționare - aceasta este ceea ce trebuie exclus de la bun început, astfel încât echipamentul să aibă timp să se achite pe deplin și, în același timp, să aducă valoarea dorită. căldură și confort de la utilizare la casă.

rmnt.ru

Argumente pro şi contra

Beneficiile utilizării unei pompe de căldură includ:

1. Posibilitate de aplicare în satele îndepărtate unde nu există gazoduct.
2. Consum economic de energie electrică numai pentru funcționarea pompei în sine. Costurile sunt mult mai mici decât la utilizarea aparatelor electrice pentru încălzirea spațiilor. O pompă de căldură nu consumă mai multă energie decât un frigider de uz casnic.
3. Abilitatea de a utiliza un generator diesel și panouri solare ca sursă de energie. Adică, în cazul unei pene de curent de urgență, încălzirea casei nu se va opri.
4. Autonomia sistemului, în care nu trebuie să adăugați apă și să controlați lucrul.
5. Protecția mediului a instalației. În timpul funcționării pompei, nu se formează gaze și nu există emisii în atmosferă.
6. Lucreaza in siguranta. Sistemul nu se supraîncălzi.
7. Versatilitate. Puteți instala o pompă de căldură pentru încălzire și răcire.
8. Durabilitatea funcționării. Compresorul necesită înlocuire o dată la 15 până la 20 de ani.
9. Eliberarea sediului, care era destinată cazanului. În plus, nu este nevoie să achiziționați și să depozitați combustibili solizi.

Dezavantajele pompelor de căldură:

1. Instalarea este costisitoare, deși se amortiza în cinci ani;
2. În regiunile nordice va fi necesară utilizarea unor dispozitive suplimentare de încălzire;
3. Instalația de sol, deși ușor, încalcă ecosistemul sitului: nu va funcționa pentru a folosi teritoriul pentru o grădină sau grădină de legume, va fi goală.

Funcționarea sistemului de încălzire de la o astfel de pompă

Principiul de funcționare al instalației în sine a fost descris mai sus. Ca urmare, purtătorul de căldură este încălzit în al doilea circuit al schimbătorului de căldură, care va servi ulterior ca sursă de căldură pentru încălzirea clădirii sau a camerelor individuale.

Opțiunea clasică pentru distribuirea lichidului de răcire încălzit este conectarea schimbătorului de căldură cu două linii separate la galeria de distribuție și la încălzitorul de apă. La rândul lor, încălzitoarele, încălzirea prin pardoseală și alte echipamente sunt conectate la pieptene. O astfel de distribuție este necesară din cauza diferitelor moduri de funcționare a apei calde și a sistemelor de încălzire.

Linia de pompe de căldură aer-apă determină puterea instalațiilor de la 2 la 120 kW, ceea ce vă permite să alegeți echipamente pentru încălzire și alimentare cu apă caldă a unei clădiri rezidențiale de orice dimensiune.

Modul de aer rece

Designul pompelor de căldură permite nu numai încălzirea casei iarna, ci și furnizarea de aer răcit în zilele toride de vară. Pentru a face acest lucru, circulația agentului frigorific este pornită într-un ciclu invers. Cu toate acestea, răcirea dispozitivelor de încălzire nu va oferi efectul dorit, deoarece aerul rece care coboară în jos nu va putea crea condiții confortabile în întregul volum al încăperii. Prin urmare, pentru a utiliza unitatea aer-apă pentru aer condiționat, este necesar un convector suflat de un ventilator.

În plus, în circuitul de circulație sunt instalate suplimentar o supapă cu 4 căi, o a doua supapă de accelerație și 2 conducte de conducte.Când supapa este comutată, linia se închide în direcția clapetei de accelerație „de iarnă” și se deschide în direcția celei de „vară”, iar lichidul de răcire răcit este furnizat convectorului. Încălzirea cu apă caldă va fi, de asemenea, dezactivată.

Costul unei astfel de îmbunătățiri, ținând cont de echipamente suplimentare, materiale și lucrări, poate fi destul de comparabil cu costul unui aparat de aer condiționat. Prin urmare, în majoritatea cazurilor, va fi destul de rezonabil să refuzați operarea în modul split, ci pur și simplu să cumpărați o unitate de aer condiționat.

De ce nu lemn?

Vecinii folosesc mai ales sobe pe lemne, dar această opțiune nu a fost inițial pe placul lor. În fiecare an este necesar să se efectueze aprovizionarea cu combustibil, să se curețe cazanul, să se monitorizeze arderea acestuia. Cu electricitate, totul este mult mai simplu - ai apăsat comutatorul, s-a încălzit. Singurul dezavantaj al acestei metode este costul ridicat al energiei electrice. La momentul lansării sistemului de încălzire, un kilowatt-oră în regiunea Moscova costa 5,29 ruble.

Desigur, am vrut să folosim o resursă atât de valoroasă cât mai economic, motiv pentru care ne-am hotărât pe o pompă de căldură aer-aer. Aceasta este cea mai ieftină versiune a acesteia, funcționează aproape ca un aparat de aer condiționat.

Sistem de incalzire pe baza de pompa de caldura

Energia termică produsă de pompa de căldură poate fi utilizată în orice mod. De regulă, un astfel de echipament este folosit pentru încălzirea apei, care este apoi folosită pentru alimentarea cu apă caldă (bucătărie, baie, cadă) și pentru încălzire.

Practica arată că este mai bine să folosiți încălzirea prin pardoseală decât încălzirea cu calorifere. Pe lângă faptul că aceasta este căldură moale și nu necesită încălzirea apei la o temperatură ridicată, există o a treia, și importantă din punct de vedere economic.

Cu cât temperatura apei de încălzit este mai scăzută, cu atât eficiența oricărei pompe de căldură este mai mare.Dacă pentru calorifere apa trebuie încălzită până la 50-55 de grade, atunci pentru podele calde - 30-35 de grade. Chiar dacă temperatura apei de intrare este de 1-2 grade, diferența de eficiență va fi de aproximativ 30%.

Aerul este adesea folosit pentru încălzirea spațiilor. Acest lucru este eficient în special în regiunile în care temperaturile nu scad sub 0 și, de asemenea, dacă o pompă de căldură este utilizată ca sursă suplimentară de energie termică.

Cel mai convenabil este să folosiți ventiloconvectoare pentru aceasta, dar pentru instalarea lor va trebui fie să construiți un tavan fals, fie să sacrificați estetica. Dacă există ventilație forțată, o puteți folosi pentru a furniza aer cald.

Acum pompele de căldură nu sunt atât de răspândite în CSI decât în ​​alte țări. Mai avem surse tradiționale de căldură ieftine, cum ar fi cărbunele, gazul și lemnul. Dar situația este în continuă schimbare și pompele de căldură sunt din ce în ce mai folosite pentru încălzirea caselor și clădirilor nerezidențiale.

În acest articol, am încercat să descriem în detaliu avantajele și dezavantajele diferitelor tipuri de pompe de căldură. Sperăm că ți-a fost de ajutor. Nu uita să distribui postarea prietenilor tăi!

Avantaje sau dezavantaje?

Deoarece aceste dispozitive au apărut la noi relativ recent, mulți ruși încă le tratează cu mare neîncredere. În SUA, Europa și Japonia au fost folosite de mult timp și cu succes. Cu toate acestea, nu se poate spune că un astfel de echipament este un mister absolut pentru țara noastră, „terra incognita”.

În URSS au fost efectuate experimente și cu privire la astfel de surse alternative de energie. Cu toate acestea, această tehnologie nu a fost adoptată pe scară largă.

Prin urmare, este important să înțelegem de ce și are mult sens să înlocuim sistemele familiare cu o noutate ecologică? Prefixul „eco” în acest caz poate însemna atât ecologie, cât și economie.

Avantaje

Primul și indubitabil avantaj al pompelor de căldură este economiile semnificative de energie. Da, ei, spre deosebire de colectoarele solare, au nevoie de ea, dar în cantități mult mai mici. De exemplu, un cazan electric (sau încălzitor) consumă atâta energie cât produce căldură. O pompă de căldură, dimpotrivă, consumă un minim de energie electrică și produce de trei până la șapte ori mai multă căldură. Echipamentul poate consuma 5 kWh, dar generează cel puțin 17 kWh de căldură. Eficiența ridicată este cea mai atractivă calitate a cazanelor termice.

1. Economii serioase de energie. Prețurile la toate tipurile de combustibil cresc inexorabil, iar o pompă de căldură vă va permite să obțineți mai multă căldură cu costuri reduse cu energie.
2. Posibilitate de instalare in orice zona, deoarece aerul, apa sau solul pot deveni o sursa de caldura. Echipamente deosebit de relevante pentru site-urile situate departe de conducta de gaz.
3. Reversibilitatea instalării. Pompele de căldură sunt universale. Iarna oferă căldură, iar vara fierbinte oferă o oportunitate de a oferi răcoare încăperii. Cu toate acestea, nu toate modelele au această caracteristică.
4. Durabilitate. Echipamentul care este îngrijit corespunzător poate funcționa fără probleme timp de 25-50 de ani. Înlocuirea compresorului poate fi necesară la fiecare 10-15 (maximum 20) ani.
5. Posibilitate de utilizare in orice conditii: acolo unde nu exista curent electric este instalat un motor pe benzina sau diesel.
6. Economii la întreținere. Echipamentul nu necesită cheltuieli mari pentru el.
7. Funcționare neîntreruptă la -15°.
8. Automatizarea completă a pompei de căldură.
9. Siguranta pentru mediu.
10. Sursă de căldură gratuită.

Pe lângă avantaje, sistemele au și puncte slabe.

Defecte

Acestea includ:

1. Prețul pompelor de căldură și costul amenajării unui sistem geotermal. Mai mult decât atât, echipamentul nu va plăti imediat. Proprietarii vor trebui să aștepte cel puțin 5 ani. Excepție fac dispozitivele de aer care nu necesită investiții suplimentare.
2. Necesitatea de a adăuga o sursă de căldură suplimentară în acele regiuni în care temperatura este adesea sub -20 °. Un astfel de sistem se numește bivalent. Dacă pompa de căldură se defectează, atunci generatorul de căldură (cazan pe gaz, încălzitor electric) este conectat.
3. Prietenia mediului este încă în discuție. Nu există nicio amenințare pentru oameni, dar există pentru ecosistem. De exemplu, microorganismele - anaerobii - trăiesc în sol. Cu o răcire puternică a spațiului din apropierea conductelor, se confruntă cu moartea iminentă.
4. Aproape o necesitate de a asigura o rețea electrică trifazată în casă. Pentru funcționarea corectă a pompei de căldură, este necesar să se minimizeze căderile de tensiune care pot provoca o defecțiune a instalației.

Utilizarea unui astfel de echipament este optimă în sistemele în care se folosește un lichid de răcire la temperatură scăzută, de exemplu, o „pardoseală caldă”.

Pentru a înțelege dacă este recomandabil să achiziționați și să instalați o pompă de căldură, proprietarii vor trebui să evalueze toate avantajele și dezavantajele. Principalii „oponenți” sunt economiile de energie (combustibil) și costurile serioase de achiziție și instalare. Dezavantajele semnificative ale HP includ eficienta scazuta in sezonul rece, cu toate acestea, exista modele care pot genera caldura chiar si la -35°. Dar va trebui să plătiți și mai mult pentru ele.

Merită să cheltuiți bani pentru achiziționarea și instalarea unei pompe de căldură? Fiecare decide singur. O investiție unică vă va oferi șansa de a uita pentru totdeauna de facturile mari la încălzire. În plus, siguranța sa deplină pentru rezidenți și siguranța aproape completă pentru mediu, mărturisește în favoarea echipamentului.