Ilmalämpöpumppu lämmitysjärjestelmä. Lämpöpumppu talon lämmitykseen: toimintaperiaate, tyypit ja käyttö. Ruoppauspumppujen käyttö

Yksinkertaisin termein, lämpöpumpun toimintaperiaate on lähellä kodin jääkaappia - kestää lämpöenergia lämmönlähteessä ja siirtää sen lämmitysjärjestelmään. Pumpun lämmönlähde voi olla maata, kiviä, ilmakehän ilmaa, vettä eri lähteistä (joet, purot, hiekkatiet, järvet).

Lämpöpumpputyypit luokitellaan lämmönlähteiden mukaan:

ilmasta ilmaan;
vesi-ilma;
vesi-vesi;
maa-vesi (maa-vesi);
jäävesi (harvoin).

Lämmitys, ilmastointi ja lämmin käyttövesi - kaikki tämä voidaan tuottaa lämpöpumpulla. Kaiken tämän tarjoamiseksi se ei tarvitse polttoainetta. Pumpun käynnissä pitämiseen käytetty sähkö on noin 1/4 muun lämmityksen kulutuksesta.

Lämpöpumppulämmitysjärjestelmän komponentit

Kompressori- lämmitysjärjestelmän sydän lämpöpumpulla. Se keskittää hajotetun matalalaatuisen lämmön nostaen sen lämpötilaa puristuksen vuoksi ja siirtää sen jäähdytysnesteeseen järjestelmään. Tässä tapauksessa sähköä käytetään yksinomaan lämpöenergian puristamiseen ja siirtoon, ei jäähdytysnesteen - veden tai ilman - lämmittämiseen. Keskimääräisten arvioiden mukaan 10 kW lämpöä kuluttaa jopa 2,5 kW sähköä.

Varastointisäiliö varten kuuma vesi (invertterijärjestelmille). Varastointisäiliö kerää vettä, mikä tasoittaa lämmitysjärjestelmän ja kuuman käyttöveden lämpökuormat.

Kylmäaine. Matalan paineen alainen ja alhaisissa lämpötiloissa kiehuva ns. työneste absorboi lämmönlähteestä tulevaa matalapotentiaalista energiaa. Tämä on järjestelmässä kiertävä kaasu (freoni, ammoniakki).

Höyrystin, joka varmistaa lämpöenergian valinnan ja siirron pumppuun matalan lämpötilan lähteestä.

Kondensaattori, siirtää lämpöä kylmäaineesta järjestelmän veteen tai ilmaan.
Termostaatti.

Ensisijainen ja toissijainen maan ääriviiva. Siirtää lämmön lähteestä pumppuun ja pumpusta kodin lämmitykseen kiertojärjestelmä. Ensiöpiiri koostuu: höyrystimestä, pumpusta, putkista. Toisiopiiri sisältää: lauhduttimen, pumpun, putkiston.

Ilma-vesilämpöpumppu 5-28 kW

Ilma-vesilämpöpumppu lämmitykseen ja käyttövesihuoltoon 12-20 kW

Lämpöpumpun toimintaperiaate on lämpöenergian imeytyminen ja myöhempi vapautuminen nesteen haihtumis- ja tiivistymisprosessin aikana sekä paineen muutos ja sitä seuraava muutos kondensaatio- ja haihtumislämpötilassa.

Lämpöpumppu kääntää lämmön liikkeen - se pakottaa sen liikkumaan vastakkaiseen suuntaan. Eli HP on sama hydraulipumppu, joka pumppaa nesteitä alhaalta ylös, toisin kuin luonnollinen liike ylhäältä alas.

Kylmäaine puristetaan kompressorissa ja siirretään lauhduttimeen. Korkea paine ja lämpötila kondensoivat kaasun (useimmiten freoni), ja lämpö siirtyy jäähdytysnesteeseen järjestelmään. Prosessi toistetaan, kun kylmäaine kulkee taas höyrystimen läpi - paine laskee ja matalan lämpötilan kiehumisprosessi alkaa.

Huonolaatuisen lämmön lähteestä riippuen jokaisella pumpputyypillä on omat vivahteensa.

Lämpöpumppujen ominaisuudet lämmönlähteestä riippuen

Ilma-vesilämpöpumppu riippuu ilman lämpötilasta, joka ei saa laskea alle +5°C ulkona, ja ilmoitettu lämmönmuutoskerroin COP 3,5-6 voidaan saavuttaa vain 10°C ja sitä korkeammissa lämpötiloissa. Tämän tyyppiset pumput asennetaan työmaalle, kaikkein tuuletetuimpaan paikkaan, ja ne asennetaan myös katoille. Samaa voidaan sanoa ilma-ilmapumpuista.

Pohjavesipumpun tyyppi

Pohjavesipumppu tai maalämpöpumppu ottaa lämpöenergiaa maasta. Maan lämpötila on 4–12 °C, aina vakaa 1,2–1,5 metrin syvyydessä.

Vaakakeräin on sijoitettava paikalle, pinta-ala riippuu maaperän lämpötiloista ja lämmitettävän alueen koosta, järjestelmän yläpuolelle ei saa istuttaa tai sijoittaa mitään muuta kuin ruohoa. Pystykeräimestä on olemassa versio, jossa kaivo on enintään 150 m. Välijäähdytysneste kiertää maahan asetettujen putkien kautta ja lämpenee 4°C:een jäähdyttäen maaperää. Maaperän on puolestaan täydennettävä lämpöhäviötä, mikä tarkoittaa, että tehokasta työtä TN tarvitsee satoja metrejä putkia tontille.

Lämpöpumppu"vesi-vesi"

Vesi-vesilämpöpumppu toimii jokien, purojen, jäteveden ja pohjamaalien matala-asteisessa lämmössä. Vedellä on korkeampi lämpökapasiteetti kuin ilmalla, mutta pohjaveden jäähdyttämisessä on omat vivahteensa - sitä ei voi jäähdyttää jäätymispisteeseen, veden tulee valua vapaasti maahan.

Sinulla on oltava sataprosenttinen luottamus siihen, että voit helposti päästää läpi kymmeniä tonneja vettä päivässä. Tämä ongelma ratkaistaan usein pudottamalla jäähdytettyä vettä lähimpään vesistöön, sillä ainoalla ehdolla, että vesistö on aidan takana, muuten tällainen lämmitys maksaa miljoonia. Jos virtaavaan säiliöön on kymmenen metriä, niin vesi-vesilämpöpumpulla lämmitys on tehokkainta.

Jäävesilämpöpumppu

Jäävesilämpöpumppu melko eksoottinen pumpputyyppi, joka vaatii lämmönvaihtimen modifiointia - ilma-vesipumppu muunnetaan vesijäähdytystä varten ja se poistaa jäätä.

Takana lämmityskausi Jäätä kertyy noin 250 tonnia, joka voidaan varastoida (tämä jäämäärä voi täyttää keskimääräisen uima-altaan). Tämän tyyppinen lämpöpumppu sopii hyvin meidän talveen. 330 KJ/kg - tämä on kuinka paljon lämpöä vettä vapautuu jäätymisen aikana. Veden jäähdyttäminen 1°C:lla puolestaan tuottaa 80 kertaa vähemmän lämpöä. Lämmitysnopeus 36 000 KJ/h saadaan jäädyttämällä 120 litraa vettä. Tämän lämmön avulla voit rakentaa lämmitysjärjestelmän jäävesilämpöpumpulla. Vaikka tämäntyyppisestä pumpusta on hyvin vähän tietoa, aion etsiä sitä.

Lämpöpumppujen plussat ja miinukset

En halua tässä hölmöillä "vihreästä" energiasta ja ympäristöystävällisyydestä, koska koko järjestelmän hinta osoittautuu taivaan korkeaksi ja viimeinen asia, jota ajattelet, on otsonikerros. Jos jätämme pois lämpöpumppua käyttävän lämmitysjärjestelmän kustannukset, edut ovat:

Turvallinen lämmitys. Itse päätellen, kun kaasukattilani käynnistää polttimen räjähdysmäisesti, päähäni ilmestyy harmaita hiuksia 15 minuutin välein. Lämpöpumppu ei käytä avoin liekki, palavaa polttoainetta. Ei polttopuuta tai hiiltä varaa.
Lämpöpumpun hyötysuhde on noin 400-500% (vie 1 kW sähköä, kuluttaa 5).
"Puhdas" lämmitys ilman palamisjätettä, pakokaasua, hajua.
Hiljainen toiminta"oikealla" kompressorilla.

Rasvainen miinus lämpöpumput- hinta koko järjestelmälle kokonaisuutena ja harvinainen ihanteelliset olosuhteet tehokkaaseen pumpun toimintaan.

Lämpöpumppuun perustuvan lämmitysjärjestelmän takaisinmaksuaika voi olla 5 vuotta tai ehkä 35, ja toinen luku on valitettavasti realistisempi. Tämä on erittäin kallis järjestelmä toteutusvaiheessa ja erittäin työvoimavaltainen.

Sanoiko joku mitä tahansa, nykyään Kulibinit ovat eronneet, lämpöpumpun laskelmat saa tehdä vain lämpöinsinöörin asiantuntija, joka vierailee paikan päällä.

Koska kodissaan on jääkaappeja ja ilmastointilaitteita, harvat tietävät, että niissä on toteutettu lämpöpumpun toimintaperiaate.

Noin 80 % lämpöpumpun tuottamasta tehosta tulee ympäristön lämmöstä haja-auringon säteilyn muodossa. Tämä pumppu yksinkertaisesti "pumppaa" sen kadulta taloon. Lämpöpumpun toiminta on samanlainen kuin jääkaapin toimintaperiaate, mutta lämmönsiirron suunta on erilainen.

Yksinkertaisesti sanottuna…

Pullon jäähdyttämiseen kivennäisvettä, Laitat sen jääkaappiin. Jääkaapin tulee "ottaa" osa lämpöenergiasta pullosta ja energian säilymislain mukaan siirtää se jonnekin ja antaa pois. Jääkaappi siirtää lämpöä jäähdyttimeen, joka sijaitsee yleensä takaseinässä. Samalla patteri lämpenee ja vapauttaa lämpönsä huoneeseen. Itse asiassa se lämmittää huoneen. Tämä on erityisen havaittavissa pienissä minimarketeissa kesällä, kun huoneessa on päällä useita jääkaappeja.

Kutsumme sinut unelmoimaan mielikuvituksesi. Oletetaan, että laitamme jatkuvasti lämpimiä esineitä jääkaappiin, ja niitä jäähdyttämällä se lämmittää huoneen ilmaa. Mennään "äärimmäisyyksiin"... Laitetaan jääkaappi sisään ikkunan avaaminen pakastimen oven ollessa auki ulospäin. Jääkaapin jäähdytin sijoitetaan sisätiloihin. Käytön aikana jääkaappi jäähdyttää ulkoilmaa siirtäen "otetun" lämmön huoneeseen. Näin toimii lämpöpumppu, joka ottaa hajallaan lämpöä ympäristöstä ja siirtää sen huoneeseen.

Mistä pumppu saa lämmön?

Lämpöpumpun toimintaperiaate perustuu ympäristön luonnollisten pienipotentiaalisten lämmönlähteiden "hyödyntämiseen".

Ne voivat olla:

vain ulkoilma;
vesistöjen lämpö (järvet, meret, joet);
maaperän lämpö, pohjavesi (lämpö ja arteesinen).

Miten lämpöpumppu ja sen lämmitysjärjestelmä toimivat?

Lämpöpumppu on integroitu lämmitysjärjestelmään, joka koostuu 2 piiristä + kolmas piiri - itse pumpun järjestelmä. Jäätymätön jäähdytysneste kiertää ulkopuolista piiriä pitkin, joka imee lämpöä ympäröivästä tilasta.

Lämpöpumppuun tai tarkemmin sanottuna sen höyrystimeen joutuessaan jäähdytysneste vapauttaa lämpöpumpun kylmäainetta keskimäärin 4-7 °C. Ja sen kiehumispiste on -10 °C. Tämän seurauksena kylmäaine kiehuu ja muuttuu sitten kaasumaiseen tilaan. Ulkoisen piirin jäähdytysneste, joka on jo jäähtynyt, menee järjestelmän seuraavaan "käännökseen" lämpötilan asettamiseksi.

Lämpöpumpun toimintapiiri sisältää:

höyrystin;
kompressori (sähköinen);
kapillaari;
kondensaattori;
kylmäaine;
termostaattinen ohjauslaite.

Prosessi näyttää suunnilleen tältä!

Höyrystimessä "kiehentynyt" kylmäaine syötetään putkilinjaa pitkin sähköllä toimivaan kompressoriin. Tämä "kova työntekijä" puristaa kaasumaisen kylmäaineen korkeapaine, mikä vastaavasti johtaa sen lämpötilan nousuun.

Nyt kuuma kaasu menee sitten toiseen lämmönvaihtimeen, jota kutsutaan lauhduttimeksi. Tässä kylmäaineen lämpö siirtyy huoneilmaan tai jäähdytysnesteeseen, joka kiertää lämmitysjärjestelmän sisäisen piirin läpi.

Kylmäaine jäähtyy samalla kun se muuttuu nesteeksi. Sitten se kulkee kapillaarin paineenalennusventtiilin läpi, jossa se "menettää" paineen ja palaa höyrystimeen.

Kierto on suljettu ja valmis toistamaan!

Arvioitu laskelma laitoksen lämmitystehosta

Ulkopuolisen keräimen läpi pumpun läpi virtaa tunnin sisällä jopa 2,5-3 m 3 jäähdytysnestettä, jonka maa pystyy lämmittämään ∆t = 5-7 °C.

Laske tällaisen piirin lämpöteho käyttämällä kaavaa:

Q = (T_1 - T_2)*V_lämpö

V_heat - jäähdytysnesteen tilavuusvirtausnopeus tunnissa (m^3/tunti);

T_1 - T_2 - lämpötilaero tulon ja sisääntulon välillä (°C).

Lämpöpumpputyypit

Lämpöpumput luokitellaan käytetyn lämpöhäviön tyypin mukaan:

pohjavesi (käytä suljettuja maanpinnan ääriviivoja tai syviä geotermisiä antureita ja vesijärjestelmä tilan lämmitys);
vesi-vesi (he käyttävät avoimia kaivoja pohjaveden ottamiseen ja poistamiseen - ulkoinen ääriviiva ei ole silmukka, sisäinen järjestelmä lämmitys - vesi);
vesi-ilma (ulkoisten vesipiirien ja ilmatyyppisen lämmitysjärjestelmän käyttö);
(ulkoisista ilmamassoista haihdutetun lämmön käyttö täydellisenä ilmajärjestelmä talon lämmitys).

Lämpöpumppujen edut ja edut

Kustannustehokas. Lämpöpumpun toimintaperiaate ei perustu lämpöenergian tuotantoon, vaan siirtoon (siirtoon), joten voidaan väittää, että sen hyötysuhde on suurempi kuin yksi. Mitä hölynpölyä? - sanot.. Lämpöpumppujen aihe sisältää arvon - lämmön muuntokertoimen (HCT). Tämän parametrin perusteella samantyyppisiä yksiköitä verrataan toisiinsa. Hänen fyysinen merkitys– näytä vastaanotetun lämmön määrän suhde tähän käytettyyn energiamäärään. Esimerkiksi KPT = 4,8:lla pumpun käyttämä 1 kW sähköä saa 4,8 kW lämpöä ilmaiseksi, eli veloituksetta luonnosta.

Universaali sovellusalue. Lämpöpumpun kompressori voi olla dieselkäyttöinen, vaikka sähköjohtoja ei olisikaan saatavilla. Ja "luonnollista" lämpöä on saatavilla joka kolkassa planeetalla - lämpöpumppu ei jää "nälkäiseksi".

Ympäristöystävällinen käyttö. Lämpöpumpussa ei ole palamistuotteita ja sen alhainen energiankulutus "käyttelee" voimalaitoksia vähemmän vähentäen epäsuorasti niistä aiheutuvia haitallisia päästöjä. Lämpöpumpuissa käytetty kylmäaine on otsoniystävällinen eikä sisällä kloorihiilivetyjä.

Kaksisuuntainen toimintatila. Lämpöpumppu voi lämmittää huoneen talvella ja jäähdyttää sitä kesällä. Huoneesta otettua ”lämpöä” voidaan käyttää tehokkaasti esimerkiksi veden lämmittämiseen uima-altaassa tai lämminvesijärjestelmässä.

Käyttöturvallisuus. Lämpöpumpun toimintaperiaatteessa et ota huomioon vaarallisia prosesseja. Poissaolo Avotuli ja ihmisille vaarallisia haitallisia eritteitä, matala lämpötila jäähdytysnesteet tekevät lämpöpumpusta "vaarattoman" mutta hyödyllisen kodinkoneen.

Muutamia vivahteita toiminnassa

Lämpöpumpun toimintaperiaatteen tehokas käyttö edellyttää useiden ehtojen noudattamista:

lämmitettävän huoneen on oltava hyvin eristetty (lämpöhäviö jopa 100 W/m2) - muuten ottamalla lämpöä kadulta lämmität kadun omalla kustannuksellasi;
Lämpöpumppuja on edullista käyttää matalalämpöisissä lämmitysjärjestelmissä. Lattialämmitysjärjestelmät (35-40 °C) ovat ihanteellisia tällaisille kriteereille. Lämmönmuuntokerroin riippuu merkittävästi tulo- ja lähtöpiirien lämpötilasuhteesta.

Tehdään yhteenveto siitä, mitä on sanottu!

Lämpöpumpun toimintaperiaatteen ydin ei ole tuotannossa, vaan lämmönsiirrossa. Tämän avulla voit saada korkean lämpöenergian muuntokertoimen (3-5). Yksinkertaisesti sanottuna jokainen 1 kW käytetty sähkö "siirtää" 3-5 kW lämpöä taloon. Onko muuta sanottavaa?

Kotitalouksien suunnittelulaitteiden tärkeimpiä kehittämisalueita ovat tuottavuuden lisääminen ergonomian avulla ja toiminnallisuuden laajentaminen. Samaan aikaan kehittäjät kiinnittävät yhä enemmän huomiota energiatehokkuuteen. tekninen väline viestintäjärjestelmät. Lämmitysinfrastruktuuria pidetään kalleimpana, joten yritykset osoittavat erityistä kiinnostusta sen tarjoamiseen. Yksi konkreettisimmista tämänsuuntaisen työn tuloksista on ilmalämpöpumppu, joka korvaa perinteiset lämmityslaitteet, lisääntyy

Ilmalämpöpumppujen ominaisuudet

Suurin ero on tapa, jolla lämpö tuotetaan. Useimmat sisältävät perinteisten energialähteiden käyttöä. Sekä lämmitykseen että käyttöveden syöttöön tarkoitettujen ilmapumppujen tapauksessa suurin osa energiasta kulutetaan kuitenkin luonnonvarat suoraan. Noin 20 % kokonaispotentiaalista on varattu toimituksiin perinteisiltä asemilla. Ilmaa siis lämpötaloja käyttää energiaa taloudellisemmin ja aiheuttaa vähemmän vahinkoa ekologinen ympäristö. On huomionarvoista, että pumppujen käsitteelliset versiot kehitettiin tarjoamaan toimistotilat ja yritykset. Mutta myöhempi tekniikka kattoi segmentin kodin laitteet, jolloin tavalliset käyttäjät voivat käyttää kannattavia lämpöenergian lähteitä.

Toimintaperiaate

Koko työnkulku perustuu lähteestä otetun kylmäaineen kiertoon. Lämpeneminen tapahtuu kompressorissa puristettujen ilmavirtojen kondensoitumisen jälkeen. Seuraavaksi nestemäinen kylmäaine menee suoraan lämmitysjärjestelmään. Nyt voimme tarkastella lähemmin jäähdytysnesteen kierron periaatetta pumpun suunnittelussa. Kaasumaisessa tilassa kylmäaine lähetetään sisäyksikön sisällä olevaan lämmönvaihtimeen. Siellä se siirtää lämpöä huoneeseen ja muuttuu nesteeksi. Tässä vaiheessa tulee käyttöön vastaanotin, joka syötetään myös ilmalämpöpumppuun. Tämän laitteen vakioversion toimintaperiaate olettaa, että tässä lohkossa neste vaihtaa lämpöä kylmäaineen kanssa, jolla on alhainen paine. Tämän prosessin seurauksena syntyneen seoksen lämpötila laskee jälleen ja neste menee vastaanottimen ulostuloon. Kun kylmäainekaasu kulkee putken läpi alhainen verenpaine vastaanottimessa sen ylikuumeneminen voimistuu, minkä jälkeen se täyttää kompressorin.

Tekniset tiedot

Tärkein tekninen indikaattori on teho, joka kotimalleissa vaihtelee 2,5 - 6 kW. Puoliteollisia voidaan käyttää myös yksityistalojen viestintätuessa, jos vaaditaan yli 10 kW tehopotentiaalia. Pumppujen koon osalta ne vastaavat perinteisiä ilmastointilaitteita. Lisäksi ne voivat hämmentyä ulkomuoto split-järjestelmällä. Vakiolohkon parametrit voivat olla 90x50x35 cm. Paino vastaa myös tyypillisiä ilmastointiasetuksia - keskimäärin 40-60 kg. Pääkysymys koskee tietysti katettua lämpötila-aluetta. Koska ilmalämpöpumppu keskittyy lämmitystoimintoon, yläraja katsotaan tavoitearvoksi ja se saavuttaa keskimäärin 30-40 °C. Totta, saatavilla on myös yhdistetyillä toiminnoilla varustettuja versioita, jotka myös viilentävät huonetta.

Suunnittelutyypit

Lämmön tuottamiseen ilmapumpulla on useita konsepteja. Tämän seurauksena suunnittelu on räätälöity erityisesti tietyn sukupolven järjestelmän tarpeisiin. Suosituin malli sisältää ilmavirtojen ja vesisäiliön vuorovaikutuksen yhdessä järjestelmässä. Pääluokitus jakaa rakenteet toiminnallisten lohkojen organisaatiotyypin mukaan. Siten yksilohkokotelossa on lämpöilmapumppu, ja on myös malleja, jotka mahdollistavat järjestelmän tuomisen ulos apusegmentin avulla. Yleisesti ottaen molemmat mallit toistavat perinteisten ilmastointilaitteiden toimintaperiaatteen, vain niiden toiminnot ja suorituskyky nostetaan uudelle tasolle.

Nykyaikaisten teknologioiden soveltaminen

Innovatiiviset kehitystyöt määrittelivät suurelta osin klassisten ilmastointilaitteiden kehittämisen. Erityisesti Mitsubishi käyttää malleissaan rullakompressori kaksivaiheisella kylmäaineruiskutuksella, jonka ansiosta laite voi suorittaa tehtävänsä lämpötilaolosuhteista riippumatta. Japanilaisten kehittäjien lämpöilmapumpun suorituskyky on jopa -15 °C:ssa jopa 80 %. Lisäksi uusimmat mallit on varustettu uusilla ohjausjärjestelmillä, jotka varmistavat mukavamman, turvallisemman ja tehokas toiminta asennukset. Kaikesta laitteiston tekniikasta huolimatta mahdollisuus integroida se perinteisiin lämmitysjärjestelmiin kattiloilla ja kattiloilla säilyy.

Omien ilmapumppujen valmistus

Ensinnäkin sinun on ostettava kompressori tulevaa asennusta varten. Se on kiinnitetty seinään ja se toimii tavanomaisen split-järjestelmän ulkoyksikönä. Seuraavaksi kompleksia täydennetään kondensaattorilla, jonka voit tehdä itse. Tämä toimenpide vaatii noin 1 mm paksuisen kuparisen "käämin", joka on sitten asetettava muovi- tai metallikoteloon - esimerkiksi säiliöön tai säiliöön. Valmistettu putki kääritään ytimelle, joka voi olla sylinteri, jonka mitat mahdollistavat sen integroinnin säiliöön. Rei'itetyn avulla voit muodostaa kierroksia tasavälein, mikä tehostaa ilmaa; monet kodin käsityöläiset tekevät tämän seuraavalla freonin ruiskutuksella, joka toimii kylmäaineena. Edelleen koottu rakenne kytketty talon lämmitysjärjestelmään ulkoisen piirin kautta.

U lämmityslaitteet, joiden toimintaan riittää kalliita tyyppejä energian kantajat, kuten kaasu, sähkö, kiinteät ja nestemäistä polttoainetta, ilmestyi suhteellisen hiljattain arvoinen vaihtoehto– vesi-vesilämpöpumppu. Tällaisten laitteiden, jotka ovat vasta alkamassa saada suosiota Venäjällä, toimintaa varten tarvitaan ehtymättömiä energialähteitä, joille on ominaista alhainen potentiaali. Tässä tapauksessa lämpöenergiaa voidaan ottaa melkein mistä tahansa vesilähteestä, joka voi olla luonnollisia ja keinotekoisia säiliöitä, kaivoja, kaivoja jne. Jos tällaisen pumppausyksikön laskenta ja asennus suoritetaan oikein, se pystyy tarjoamaan asuin- ja teollisuusrakennusten lämmitys koko talvikauden.

Rakenteelliset elementit ja toimintaperiaate

Talon lämmittämiseen tarkoitettujen lämpöpumppujen toimintaperiaate muistuttaa kylmälaitteiden toimintaperiaatetta, vain päinvastoin. Jos jäähdytysyksikkö poistaa osan lämmöstä sisäkammiostaan ulos alentaen siten sen lämpötilaa, jolloin lämpöpumpun tehtävänä on jäähdyttää ympäristöä ja lämmittää jäähdytysnestettä, joka liikkuu lämmitysjärjestelmän putkien läpi. Samalla periaatteella toimivat ilma-vesi- ja pohjavesilämpöpumput, jotka käyttävät myös pienten potentiaalisten lähteiden energiaa asuin- ja teollisuustilojen lämmittämiseen.

Vesi-vesilämpöpumpun suunnittelukaavio, joka on tuottavin pienipotentiaalisia energialähteitä käyttävistä laitteista, olettaa seuraavien elementtien olemassaoloa:

ulompi piiri, jota pitkin vesi liikkuu, pumpattu vesilähteestä;
sisäinen piiri, jonka kautta kylmäaine liikkuu putkilinjan läpi;
höyrystin, jossa kylmäaine muunnetaan kaasuksi;
lauhdutin, jossa kaasumainen kylmäaine muuttuu jälleen nesteeksi;
kompressori, joka on suunniteltu lisäämään kylmäainekaasun painetta ennen kuin se tulee lauhduttimeen.

Vesi-vesilämpöpumpun suunnittelussa ei siis ole mitään monimutkaista. Jos talon lähellä on luonnollinen tai keinotekoinen säiliö, niin rakennuksen lämmittämiseen on parasta käyttää vesi-vesilämpöpumppua, toimintaperiaatetta ja suunnitteluominaisuuksia jotka koostuvat seuraavista.

Piiri, joka on ensisijainen lämmönvaihdin, jonka läpi jäätymisenestoaine kiertää, sijaitsee säiliön pohjassa. Tässä tapauksessa ensisijaisen lämmönvaihtimen asennussyvyyden on oltava säiliön jäätymistason alapuolella. Primääripiirin läpi kulkeva pakkasneste lämmitetään 6–8°:n lämpötilaan ja syötetään sitten lämmönvaihtimeen luovuttaen lämpöä sen seinille. Primääripiirin läpi kiertävän pakkasnesteen tehtävänä on siirtää veden lämpöenergia kylmäaineelle (freonille).
Jos lämpöpumpun toimintasuunnitelmaan sisältyy lämpöenergian otto ja siirto maanalaisesta kaivosta pumpatusta vedestä, jäätymisenestopiiriä ei käytetä. Kaivon vesi erityinen putki kulkee lämmönvaihdinkammion läpi, jossa se luovuttaa lämpöenergiansa kylmäaineelle.
Lämpöpumppujen lämmönvaihdin on niiden suunnittelun tärkein elementti. Tämä on laite, joka koostuu kahdesta moduulista - höyrystimestä ja lauhduttimesta. Höyrystimessä kapillaariputken kautta syötetty freoni alkaa laajentua ja muuttuu kaasuksi. Kun kaasumainen freoni joutuu kosketuksiin lämmönvaihtimen seinien kanssa, kylmäaineeseen siirtyy heikkolaatuista lämpöenergiaa. Tällaisella energialla ladattu freoni syötetään kompressoriin.
Kompressori puristaa freonikaasua, jolloin kylmäaineen lämpötila nousee. Kompressorikammiossa puristuksen jälkeen freoni tulee toiseen lämmönvaihtimen moduuliin - lauhduttimeen.
Lauhduttimessa kaasumainen freoni muuttuu jälleen nesteeksi, ja sen kerääntynyt lämpöenergia siirtyy säiliön seiniin, jossa jäähdytysneste sijaitsee. Toisen lämmönvaihdinmoduulin kammioon tullessa kaasumaisessa tilassa oleva freoni tiivistyy seinille varastokapasiteetti, antaa niille lämpöenergiaa, joka sitten siirretään tällaisessa kammiossa olevaan veteen. Jos freonin lämpötila höyrystimen ulostulossa on 6–8 celsiusastetta, niin vesi-vesilämpöpumpun lauhduttimen sisäänkäynnissä tällaisen laitteen edellä kuvatun toimintaperiaatteen ansiosta. , sen arvo on 40–70 celsiusastetta.

Lämpöpumpun toimintaperiaate siis perustuu siihen, että kylmäaine siirtyessään kaasumaiseen tilaan ottaa lämpöenergiaa vedestä ja siirtyessään nestemäinen tila lauhduttimessa vapauttaa kertyneen energian nestemäiseen väliaineeseen - lämmitysjärjestelmän jäähdytysnesteeseen.

Ilma-vesi- ja pohjavesilämpöpumput toimivat täsmälleen samalla periaatteella, ainoa ero on siinä, minkä tyyppistä lämpöenergiaa tuotetaan matalapotentiaalisesti. Toisin sanoen lämpöpumpulla on yksi toimintaperiaate, joka ei vaihtele laitteen tyypistä tai mallista riippuen.

Se, kuinka tehokkaasti lämpöpumppu lämmittää lämmitysjärjestelmän jäähdytysnesteen, määräytyy suurelta osin veden lämpötilan vaihteluista, joka on matalapotentiaalinen energialähde. Tällaiset laitteet osoittavat suurta tehokkuutta työskennellessä veden kanssa kaivoista, joissa nestemäisen väliaineen lämpötila ympäri vuoden on 7–12 celsiusastetta.

Vesi-vesipumppu on yksi maalämpöpumpputyypeistä

Vesi-vesilämpöpumpun toimintaperiaate, joka varmistaa tämän laitteen korkean hyötysuhteen, mahdollistaa tällaisten laitteiden käytön asuin- ja teollisuusrakennusten lämmitysjärjestelmien varustamiseen paitsi alueilla, joilla on lämpimät talvet, mutta myös pohjoisilla alueilla.

Jotta lämpöpumppu, jonka toimintakaavio on kuvattu yllä, osoittaisi korkean hyötysuhteen, sinun tulee tietää kuinka valita oikeat laitteet. On erittäin suositeltavaa, että vesi-vesilämpöpumpun (sekä "ilma-vesi"- ja "maa-vesi") valinta tehdään pätevän ja kokeneen asiantuntijan osallistuessa.

Kun valitset lämpöpumppua veden lämmitykseen, seuraavat tällaisten laitteiden parametrit otetaan huomioon:

tuottavuus, joka määrittää rakennuksen alueen, jonka lämmitys pumppu voi tarjota;
merkki, jolla laitteet valmistettiin (tämä parametri on otettava huomioon, koska vakavat yritykset, joiden tuotteita monet kuluttajat ovat jo arvostaneet, kiinnittävät vakavaa huomiota sekä valmistamiensa mallien luotettavuuteen että toimivuuteen);
sekä valitun laitteen että sen asennuksen kustannukset.

Valittaessa lämpöpumppuja vesi-veteen, ilma-veteen, maa-veteen, on suositeltavaa kiinnittää huomiota lisävaihtoehtojen saatavuuteen tällaisille laitteille. Tämä sisältää erityisesti seuraavat mahdollisuudet:

ohjata laitteiden toimintaa automaattitilassa (tässä tilassa toimivat lämpöpumput erityisestä säätimestä johtuen mahdollistavat luomisen rakennuksessa, jota ne palvelevat mukavat olosuhteet majoitusta varten; käyttöparametrien muuttaminen ja muut säätimellä varustettujen lämpöpumppujen ohjaustoimenpiteet voidaan suorittaa mobiililaitteella tai kaukosäätimellä);
laitteiden käyttö veden lämmittämiseen kuumavesijärjestelmässä (kiinnitä huomiota tähän vaihtoehtoon, koska joissakin (etenkin vanhoissa) lämpöpumppumalleissa, joiden keräin on asennettu avoimiin säiliöihin, sitä ei ole saatavana).

Laitteiden tehon laskeminen: täytäntöönpanosäännöt

Ennen kuin alat valita tietyn lämpöpumppumallin, sinun on kehitettävä lämmitysjärjestelmän suunnittelu, jota tällaiset laitteet palvelevat, sekä laskettava sen teho. Tällaiset laskelmat ovat tarpeen rakennuksen todellisen lämpöenergian tarpeen määrittämiseksi tietyillä parametreilla. Tässä tapauksessa on otettava huomioon tällaisen rakennuksen lämpöhäviöt sekä kuuman veden syöttöpiirin läsnäolo siinä.

Vesi-vesilämpöpumpun teholaskenta suoritetaan seuraavalla menetelmällä.

Määritä ensin rakennuksen kokonaispinta-ala lämmitykseen, jota ostettua lämpöpumppua käytetään.
Kun olet määrittänyt rakennuksen pinta-alan, voit laskea lämpöpumpun tehon, joka pystyy tuottamaan lämmitystä. Tätä laskelmaa suorittaessaan he noudattavat seuraavaa sääntöä: 10 neliömetrille. m rakennusala vaatii 0,7 kilowattia lämpöpumpputehoa.
Jos lämpöpumppua käytetään myös toiminnan varmistamiseen LKV järjestelmät, niin tuloksena olevaan tehon arvoon lisätään 15–20 %.

Yllä kuvatulla menetelmällä suoritettu lämpöpumpun tehon laskenta koskee rakennuksia, joissa kattokorkeus ei ylitä 2,7 metriä. Erikoistuneiden organisaatioiden työntekijät suorittavat tarkemmat laskelmat, joissa otetaan huomioon kaikki lämpöpumpulla lämmitettävien rakennusten ominaisuudet.

Ilma-vesilämpöpumpulle teholaskenta suoritetaan vastaavalla menetelmällä, mutta ottaen huomioon joitain vivahteita.

Kuinka tehdä lämpöpumppu itse

Kun sinulla on hyvä käsitys vesi-vesilämpöpumpun toiminnasta, voit tehdä tällaisen laitteen omin käsin. Itse asiassa kotitekoinen lämpöpumppu on sarja valmiita tekniset laitteet, valittu oikein ja liitetty tietyssä järjestyksessä. Jotta kotitekoinen lämpöpumppu osoittaisi korkean hyötysuhteen eikä aiheuta ongelmia käytön aikana, on tarpeen suorittaa alustava laskenta sen pääparametreista. Voit tehdä tämän käyttämällä asianmukaisia ohjelmia ja online-laskimia tällaisten laitteiden valmistajien verkkosivustoilla tai ottaa yhteyttä erikoistuneisiin asiantuntijoihin.

Joten, jotta voit tehdä lämpöpumpun omin käsin, sinun on valittava sen laiteelementit ennalta laskettujen parametrien mukaan ja suoritettava niiden oikea asennus.

Kompressori

Itse valmistaman lämpöpumpun kompressori voidaan ottaa vanhasta jääkaapista tai split-järjestelmästä kiinnittäen huomiota tällaisen laitteen tehoon. Split-järjestelmien kompressorien käytön etuna on matala taso melua, joka syntyy niiden käytön aikana.

Kondensaattori

Kotitekoisen lämpöpumpun lauhduttimena voit käyttää vanhasta jääkaapista purettua patteria. Jotkut ihmiset tekevät sen itse käyttämällä putkistoa tai erityistä jäähdytysputkea. Säiliöön, johon lauhdutinpatteri asetetaan, voit ottaa ruostumattomasta teräksestä valmistetun säiliön, jonka tilavuus on noin 120 litraa. Kelan sijoittamiseksi tällaiseen säiliöön se leikataan ensin kahteen puolikkaaseen ja sitten, kun kelan asennus on valmis, se hitsataan.

On erittäin tärkeää laskea sen pinta-ala ennen oman kelan valitsemista tai valmistamista. Tätä varten tarvitset seuraavan kaavan:

P3 = MT/0,8PT

Tässä kaavassa käytetyt parametrit ovat:

MT – lämpöpumpun tuottaman lämmön teho (kW);
PT on lämpöpumpun tulo- ja ulostulon lämpötilojen ero.

Jotta jääkaapista tulevan lämpöpumpun lauhduttimeen ei muodostu ilmakuplia, patterin tuloaukon tulee sijaita säiliön yläosassa ja sen ulostulon tulee sijaita alaosassa.

Höyrystin

Höyrystimen säiliönä voit käyttää yksinkertaista muovitynnyriä, jonka tilavuus on 127 litraa ja jossa on leveä kaula. Sitä käytetään myös kelan luomiseen, jonka pinta-ala määritetään saman kaavion mukaan kuin kondensaattorille. kupariputki. Kotitekoisissa lämpöpumpuissa käytetään tyypillisesti uppohaihduttimia, joihin nesteytetty freoni tulee alhaalta ja muuttuu kaasuksi patterin yläosassa.

Käytä juottamista erittäin huolellisesti, kun itsetuotantoa Lämpöpumppua varten on asennettava termostaatti, koska tätä elementtiä ei voida lämmittää yli 100 celsiusasteen lämpötiloihin.

Veden syöttämiseen itse tehdyn lämpöpumpun elementteihin sekä sen tyhjentämiseen käytetään tavallisia viemäriputkia.

Vesi-vesi-lämpöpumput ovat ilma-vesi- ja maa-vesi-laitteisiin verrattuna yksinkertaisempia, mutta samalla tehokkaampia, minkä vuoksi tämän tyyppiset laitteet valmistetaan useimmiten itsenäisesti.

Kotitekoisen lämpöpumpun kokoaminen ja käyttöönotto

Kotitekoisen lämpöpumpun kokoamiseksi ja käyttöön ottamiseksi tarvitset seuraavat: Kulutustarvikkeet ja varusteet:

hitsauskone;
tyhjiöpumppu (koko järjestelmän tyhjiön testaamiseksi);
freonilla varustettu sylinteri, jonka täyttö suoritetaan erityisen venttiilin kautta (venttiilin asennus järjestelmään tulee järjestää etukäteen);
lämpötila-anturit, jotka on asennettu kapillaariputkiin koko järjestelmän ulostuloon ja höyrystimen ulostuloon;
käynnistysrele, sulake, DIN-kisko ja sähköpaneeli.

Kaikki hitsaus ja kierreliitokset Kokoamisen aikana se tulisi tehdä mahdollisimman tehokkaasti, jotta varmistetaan järjestelmän ehdoton tiiviys, jonka läpi freoni liikkuu.

Siinä tapauksessa, että avoimessa säiliössä oleva vesi toimii matalapotentiaalisen energian lähteenä, on lisäksi tarpeen valmistaa keräin, jonka läsnäolo edellyttää tämän tyyppisten lämpöpumppujen toimintaperiaatetta. Jos on tarkoitus käyttää vettä maanalainen lähde, on tarpeen porata kaksi kaivoa, joista toiseen lasketaan vesi, kun se on kulkenut koko järjestelmän läpi.

1, keskimääräinen arvosana: 5,00 viidestä)

Saatat olla kiinnostunut seuraavista materiaaleista