Sistem pemanas pompa panas udara. Pompa panas untuk memanaskan rumah: prinsip operasi, jenis dan penggunaan. Menggunakan pompa keruk

Secara sederhana, prinsip pengoperasian pompa kalor mirip dengan lemari es rumah tangga - dibutuhkan energi termal di sumber panas dan mentransfernya ke sistem pemanas. Sumber panas untuk pompa dapat berupa tanah, batu, udara atmosfer, air dari berbagai sumber (sungai, kali, jalan tanah, danau).

Jenis pompa kalor diklasifikasikan berdasarkan sumber panasnya:

udara-ke-udara;
air-udara;
air-air;
air tanah (air tanah);
air es (jarang).

Pemanas ruangan, AC, dan air panas domestik - semua ini dapat disediakan oleh pompa panas. Untuk menyediakan semua itu, tidak memerlukan bahan bakar. Listrik yang digunakan untuk menjaga pompa tetap berjalan kira-kira 1/4 dari konsumsi pemanas jenis lainnya.

Komponen sistem pemanas pompa panas

Kompresor- jantung dari sistem pemanas menggunakan pompa panas. Ini memusatkan panas tingkat rendah yang hilang, meningkatkan suhunya karena kompresi, dan mentransfernya ke pendingin ke dalam sistem. Dalam hal ini, listrik dihabiskan secara eksklusif untuk kompresi dan perpindahan energi panas, dan bukan untuk memanaskan cairan pendingin - air atau udara. Menurut perkiraan rata-rata, 10 kW panas menghabiskan hingga 2,5 kW listrik.

Tangki penyimpanan untuk air panas (untuk sistem inverter). Tangki penyimpanan menampung air, yang menyamakan beban panas sistem pemanas dan pasokan air panas.

Pendingin. Yang disebut fluida kerja, yang bertekanan rendah dan mendidih pada suhu rendah, merupakan penyerap energi potensial rendah dari sumber panas. Ini adalah gas yang bersirkulasi dalam sistem (freon, amonia).

Evaporator, memastikan pemilihan dan transfer energi panas ke pompa dari sumber suhu rendah.

Kapasitor, mentransfer panas dari zat pendingin ke air atau udara dalam sistem.
Termostat.

Kontur tanah primer dan sekunder. Memindahkan panas dari sumber ke pompa dan dari pompa ke pemanas rumah sistem sirkulasi. Rangkaian primer terdiri dari : evaporator, pompa, pipa. Rangkaian sekunder meliputi: kondensor, pompa, pipa.

Pompa kalor udara-ke-air 5-28 kW

Pompa panas udara-ke-air untuk pemanas dan pasokan air panas 12-20 kW

Prinsip pengoperasian pompa kalor adalah penyerapan dan pelepasan energi panas selanjutnya selama proses penguapan dan kondensasi suatu cairan, serta perubahan tekanan dan selanjutnya perubahan suhu kondensasi dan penguapan.

Pompa kalor membalikkan pergerakan panas - memaksanya bergerak ke arah yang berlawanan. Artinya, HP adalah pompa hidrolik yang sama, memompa cairan dari bawah ke atas, berlawanan dengan gerakan alami dari atas ke bawah.

Refrigeran dikompresi di kompresor dan dipindahkan ke kondensor. Tekanan dan suhu tinggi mengembunkan gas (paling sering freon), panas dipindahkan oleh pendingin ke dalam sistem. Proses ini diulangi ketika zat pendingin melewati evaporator lagi - tekanan berkurang dan proses pendidihan suhu rendah dimulai.

Tergantung pada sumber panas tingkat rendah, setiap jenis pompa memiliki nuansa tersendiri.

Fitur pompa kalor tergantung pada sumber panasnya

Pompa kalor udara-ke-air bergantung pada suhu udara, yang tidak boleh turun di bawah +5°C di luar, dan koefisien konversi panas yang dinyatakan COP 3,5-6 hanya dapat dicapai pada 10°C ke atas. Pompa jenis ini dipasang di lokasi, di tempat yang paling berventilasi, dan juga dipasang di atap. Hal yang sama juga berlaku pada pompa udara-ke-udara.

Jenis pompa air tanah

Pompa air tanah atau pompa panas bumi mengekstraksi energi panas dari tanah. Bumi mempunyai suhu 4°C sampai 12°C, selalu stabil pada kedalaman 1,2 -1,5 m.

Pengumpul horizontal harus ditempatkan di lokasi; area tersebut bergantung pada suhu tanah dan ukuran area yang dipanaskan; tidak ada apa pun selain rumput yang dapat ditanam atau ditempatkan di atas sistem. Ada varian kolektor vertikal dengan sumur hingga 150 m. Pendingin perantara bersirkulasi melalui pipa yang diletakkan di dalam tanah dan menghangatkan hingga 4°C, mendinginkan tanah. Pada gilirannya, tanah harus menggantikan kehilangan panas, yang berarti untuk pekerjaan yang efisien TN membutuhkan pipa sepanjang ratusan meter di sepanjang lokasi.

Pompa panas"air-air"

Pompa panas air-ke-air bekerja pada panas tingkat rendah dari sungai, sungai, air limbah dan primer. Air memiliki kapasitas panas yang lebih tinggi dibandingkan udara, namun pendinginan air tanah memiliki nuansa tersendiri - tidak dapat didinginkan sampai titik beku, air harus mengalir bebas ke dalam tanah.

Anda harus memiliki keyakinan seratus persen bahwa Anda dapat dengan mudah mengalirkan puluhan ton air melalui diri Anda dalam sehari. Masalah ini sering kali diselesaikan dengan membuang air dingin ke badan air terdekat, dengan satu-satunya syarat bahwa badan air tersebut berada di belakang pagar Anda, jika tidak, pemanasan seperti itu akan menghabiskan biaya jutaan. Jika terdapat jarak sepuluh meter ke reservoir yang mengalir, maka pemanasan dengan pompa panas air-ke-air akan menjadi yang paling efektif.

Pompa panas air es

Pompa panas air es jenis pompa yang agak eksotis yang memerlukan modifikasi penukar panas - pompa udara-ke-air diubah untuk mendinginkan air dan menghilangkan es.

Di belakang musim pemanasan Sekitar 250 ton es terakumulasi, yang dapat disimpan (jumlah es ini rata-rata dapat memenuhi kolam renang). Pompa panas jenis ini bagus untuk musim dingin kita. 330 KJ/kg - ini adalah jumlah panas yang dilepaskan air selama proses pembekuan. Sebaliknya, mendinginkan air sebesar 1°C menghasilkan panas 80 kali lebih sedikit. Laju pemanasan sebesar 36.000 KJ/jam diperoleh dari pembekuan 120 liter air. Dengan menggunakan panas ini, Anda dapat membangun sistem pemanas dengan pompa panas air es. Meskipun informasi tentang pompa jenis ini sangat sedikit, saya akan mencarinya.

Pro dan kontra dari pompa panas

Saya tidak ingin mengomel di sini tentang energi “hijau” dan keramahan lingkungan, karena harga seluruh sistem ternyata sangat mahal dan hal terakhir yang Anda pikirkan adalah lapisan ozon. Jika kita menghilangkan biaya sistem pemanas menggunakan pompa kalor, maka keuntungannya adalah:

Pemanasan yang aman. Dilihat sendiri, ketika ketel gas saya menyalakan kompor dengan keras, uban muncul di kepala saya setiap 15 menit. Pompa panas tidak digunakan api terbuka, bahan bakar yang mudah terbakar. Tidak ada cadangan kayu bakar atau batu bara.
Efisiensi pompa kalor sekitar 400-500% (membutuhkan 1 kW listrik, menghabiskan 5).
Pemanasan "bersih". tanpa sisa pembakaran, knalpot, bau.
Operasi yang tenang dengan kompresor yang “benar”.

Berlemak dikurangi pompa panas- harga untuk keseluruhan sistem secara keseluruhan dan langka kondisi ideal untuk pengoperasian pompa yang efisien.

Pengembalian dana untuk sistem pemanas berdasarkan pompa panas bisa 5 tahun, atau mungkin 35 tahun, dan sayangnya, angka kedua lebih realistis. Ini adalah sistem yang sangat mahal pada tahap implementasi dan sangat padat karya.

Tidak peduli apa yang orang katakan kepada Anda, saat ini Kulibin sudah bercerai; perhitungan untuk pompa panas hanya boleh dilakukan oleh spesialis insinyur pemanas, dengan kunjungan ke lokasi.

Memiliki lemari es dan AC di rumah, hanya sedikit orang yang mengetahui bahwa prinsip pengoperasian pompa kalor diterapkan di dalamnya.

Sekitar 80% daya yang dihasilkan pompa kalor berasal dari panas sekitar dalam bentuk radiasi matahari yang menyebar. Pompa inilah yang hanya “memompa” dari jalan ke dalam rumah. Pengoperasian pompa kalor mirip dengan prinsip pengoperasian lemari es, hanya arah perpindahan panasnya saja yang berbeda.

Sederhananya…

Untuk mendinginkan botol air mineral, Anda memasukkannya ke dalam lemari es. Kulkas harus “mengambil” sebagian energi panas dari botol dan, menurut hukum kekekalan energi, memindahkannya ke suatu tempat dan memberikannya. Kulkas memindahkan panas ke radiator, biasanya terletak di dinding belakang. Pada saat yang sama, radiator memanas, melepaskan panasnya ke dalam ruangan. Faktanya, itu memanaskan ruangan. Hal ini terutama terlihat di minimarket kecil di musim panas, ketika beberapa lemari es dinyalakan di dalam ruangan.

Kami mengundang Anda untuk mewujudkan imajinasi Anda. Misalkan kita akan terus-menerus memasukkan benda-benda hangat ke dalam lemari es, dan dengan mendinginkannya, itu akan memanaskan udara di dalam ruangan. Mari kita beralih ke yang “ekstrim”... Mari kita masukkan kulkas pembukaan jendela dengan pintu freezer terbuka ke luar. Radiator kulkas akan ditempatkan di dalam ruangan. Selama pengoperasian, lemari es akan mendinginkan udara di luar, memindahkan panas yang “diambil” ke dalam ruangan. Beginilah cara kerja pompa kalor, mengambil panas yang tersebar dari lingkungan dan memindahkannya ke dalam ruangan.

Dari mana pompa mendapatkan panas?

Prinsip pengoperasian pompa kalor didasarkan pada “eksploitasi” sumber panas alami berpotensi rendah dari lingkungan.

Mereka mungkin:

hanya udara luar;
kehangatan badan air (danau, laut, sungai);
kehangatan tanah, air tanah (termal dan artesis).

Bagaimana cara kerja pompa panas dan sistem pemanasnya?

Pompa kalor diintegrasikan ke dalam sistem pemanas, yang terdiri dari 2 sirkuit + sirkuit ketiga - sistem pompa itu sendiri. Pendingin non-beku bersirkulasi di sepanjang sirkuit eksternal, yang menyerap panas dari ruang sekitarnya.

Masuk ke pompa kalor, atau lebih tepatnya evaporatornya, cairan pendingin melepaskan rata-rata 4 hingga 7 °C ke zat pendingin pompa kalor. Dan titik didihnya -10 °C. Akibatnya, zat pendingin mendidih dan kemudian berubah menjadi gas. Pendingin sirkuit eksternal, yang sudah didinginkan, melanjutkan ke “putaran” berikutnya dalam sistem untuk mengatur suhu.

Rangkaian fungsional pompa kalor meliputi:

alat penguap;
kompresor (listrik);
kapiler;
kapasitor;
pendingin;
perangkat kontrol termostatik.

Prosesnya terlihat seperti ini!

Refrigeran yang telah “mendidih” di evaporator dialirkan melalui pipa menuju kompresor yang digerakkan oleh listrik. "Pekerja keras" ini memampatkan zat pendingin berbentuk gas menjadi tekanan tinggi, yang karenanya menyebabkan peningkatan suhunya.

Gas yang sekarang panas kemudian memasuki penukar panas lain yang disebut kondensor. Di sini, panas zat pendingin dipindahkan ke udara ruangan atau cairan pendingin, yang bersirkulasi melalui sirkuit internal sistem pemanas.

Refrigeran mendingin sekaligus berubah menjadi cairan. Kemudian melewati katup pengurang tekanan kapiler, di mana ia “kehilangan” tekanan dan kembali ke evaporator.

Siklus telah ditutup dan siap diulang!

Perkiraan perhitungan kapasitas pemanasan instalasi

Dalam satu jam, hingga 2,5-3 m 3 cairan pendingin mengalir melalui kolektor eksternal melalui pompa, yang dapat dipanaskan oleh bumi sebesar ∆t = 5-7 °C.

Untuk menghitung daya termal rangkaian tersebut, gunakan rumus:

Q = (T_1 - T_2)*V_panas

V_heat - laju aliran volumetrik cairan pendingin per jam (m^3/jam);

T_1 - T_2 - perbedaan suhu antara saluran masuk dan saluran masuk (°C).

Jenis pompa panas

Pompa kalor diklasifikasikan menurut jenis panas yang hilang yang digunakan:

air tanah (gunakan kontur tanah tertutup atau probe panas bumi dalam dan sistem pengairan pemanas ruangan);
air-air (mereka menggunakan sumur terbuka untuk pemasukan dan pembuangan air tanah - kontur luarnya tidak melingkar, sistem internal pemanasan - air);
air-udara (penggunaan sirkuit air eksternal dan sistem pemanas tipe udara);
(penggunaan panas yang hilang dari massa udara luar lengkap dengan sistem udara memanaskan rumah).

Keuntungan dan manfaat pompa kalor

Hemat biaya. Prinsip pengoperasian pompa kalor tidak didasarkan pada produksinya, melainkan pada transfer (transportasi) energi panas, sehingga dapat dikatakan efisiensinya lebih besar dari satu. Omong kosong apa? - katamu. Topik pompa kalor mencakup nilai - koefisien konversi panas (HCT). Dengan parameter inilah unit-unit dengan tipe serupa dibandingkan satu sama lain. Miliknya arti fisik– menunjukkan perbandingan jumlah kalor yang diterima dengan jumlah energi yang dikeluarkan untuk itu. Misalnya dengan KPT = 4,8 maka 1 kW listrik yang dikeluarkan pompa akan memungkinkan kita memperoleh 4,8 kW panas secara cuma-cuma, yakni gratis dari alam.

Aplikasi universal di mana-mana. Meskipun tidak ada saluran listrik yang dapat diakses, kompresor pompa panas dapat ditenagai oleh penggerak diesel. Dan panas “alami” tersedia di setiap sudut planet ini - pompa panas tidak akan tetap “lapar”.

Penggunaan ramah lingkungan. Tidak ada produk pembakaran di pompa panas, dan konsumsi energinya yang rendah “mengoperasikan” pembangkit listrik lebih sedikit, sehingga secara tidak langsung mengurangi emisi berbahaya dari pembangkit tersebut. Refrigeran yang digunakan dalam pompa panas ramah ozon dan tidak mengandung klorokarbon.

Mode operasi dua arah. Pompa panas dapat memanaskan ruangan di musim dingin dan mendinginkannya di musim panas. “Panas” yang diambil dari ruangan dapat digunakan secara efektif, misalnya untuk memanaskan air di kolam renang atau sistem penyediaan air panas.

Keamanan operasional. Berdasarkan prinsip pengoperasian pompa kalor, Anda tidak akan mempertimbangkan proses berbahaya. Ketiadaan api terbuka dan sekresi berbahaya yang berbahaya bagi manusia, suhu rendah pendingin membuat pompa panas menjadi peralatan rumah tangga yang “tidak berbahaya” namun berguna.

Beberapa nuansa operasi

Penggunaan prinsip operasi pompa kalor yang efektif memerlukan pemenuhan beberapa kondisi:

ruangan yang dipanaskan harus diisolasi dengan baik (kehilangan panas hingga 100 W/m2) - jika tidak, dengan mengambil panas dari jalan, Anda akan memanaskan jalan dengan biaya sendiri;
Pompa panas bermanfaat untuk sistem pemanas suhu rendah. Sistem pemanas di bawah lantai (35-40 °C) sangat sesuai dengan kriteria ini. Koefisien konversi panas sangat bergantung pada rasio suhu rangkaian masukan dan keluaran.

Mari kita rangkum apa yang telah dikatakan!

Inti dari prinsip pengoperasian pompa kalor bukanlah pada produksinya, tetapi pada perpindahan panasnya. Hal ini memungkinkan Anda memperoleh koefisien konversi energi panas yang tinggi (dari 3 hingga 5). Sederhananya, setiap 1 kW listrik yang digunakan akan “mentransfer” 3-5 kW panas ke dalam rumah. Apakah ada hal lain yang perlu dikatakan?

Di antara bidang utama pengembangan peralatan teknik untuk rumah tangga pribadi adalah peningkatan produktivitas dengan ergonomi dan perluasan fungsionalitas. Pada saat yang sama, para pengembang semakin memperhatikan efisiensi energi. peralatan teknis sistem komunikasi. Infrastruktur pemanas dianggap paling mahal, sehingga perusahaan menunjukkan minat khusus terhadap sarana penyediaannya. Di antara hasil paling nyata dari pekerjaan ke arah ini adalah peningkatan pompa panas udara, yang menggantikan peralatan pemanas tradisional

Fitur pompa udara panas

Perbedaan utamanya adalah cara panas dihasilkan. Sebagian besar melibatkan penggunaan sumber energi tradisional sebagai sumbernya. Namun, dalam kasus pompa udara untuk pemanasan dan pasokan air panas, sebagian besar energi dikonsumsi sumber daya alam secara langsung. Sekitar 20% dari total potensi dialokasikan untuk pasokan dari stasiun konvensional. Jadi, udara rumah termal menggunakan energi secara lebih hemat dan menyebabkan lebih sedikit kerusakan lingkungan ekologis. Patut dicatat bahwa versi konseptual dari pompa dikembangkan untuk menyediakan lokasi kantor dan perusahaan. Namun kemudian teknologi menutupi segmen tersebut perlengkapan Rumah Tangga, memungkinkan pengguna biasa untuk menggunakan sumber energi panas yang menguntungkan.

Prinsip operasi

Seluruh alur kerja didasarkan pada sirkulasi refrigeran yang diambil dari sumbernya. Pemanasan terjadi setelah kondensasi aliran udara yang dikompresi di kompresor. Selanjutnya refrigeran dalam keadaan cair langsung masuk ke sistem pemanas. Sekarang kita bisa melihat lebih dekat prinsip sirkulasi cairan pendingin pada desain pompa. Dalam bentuk gas, zat pendingin dikirim ke penukar panas yang tertutup di unit dalam-ruang. Di sana ia memindahkan panas ke ruangan dan berubah menjadi cairan. Pada tahap ini, penerima ikut berperan, yang juga disuplai ke pompa panas sumber udara. Prinsip pengoperasian perangkat versi standar ini mengasumsikan bahwa pada unit ini cairan akan bertukar panas dengan zat pendingin yang bertekanan rendah. Akibat proses ini suhu campuran yang terbentuk akan turun kembali, dan cairan akan menuju ke saluran keluar penerima. Saat gas refrigeran melewati pipa tekanan darah rendah di penerima, panas berlebihnya meningkat, setelah itu kompresor terisi.

Spesifikasi

Indikator teknis utama adalah daya, yang untuk model rumah bervariasi dari 2,5 hingga 6 kW. Yang semi industri juga dapat digunakan dalam dukungan komunikasi untuk rumah-rumah pribadi jika diperlukan potensi daya lebih dari 10 kW. Adapun ukuran pompanya sesuai dengan AC tradisional. Selain itu, mereka mungkin bingung penampilan dengan sistem terpisah. Blok standar dapat memiliki parameter 90x50x35 cm, beratnya juga sesuai dengan pengaturan kontrol iklim pada umumnya - rata-rata 40-60 kg. Tentu saja, pertanyaan utamanya menyangkut kisaran suhu yang dicakup. Karena pompa kalor sumber udara difokuskan pada fungsi pemanasan, batas atas dianggap sebagai target dan mencapai rata-rata 30-40 °C. Benar, ada juga versi dengan fungsi gabungan yang juga mendinginkan ruangan.

Jenis desain

Ada beberapa konsep untuk menghasilkan panas dengan menggunakan pompa udara. Hasilnya, desainnya disesuaikan secara khusus dengan kebutuhan skema pembangkitan tertentu. Model yang paling populer melibatkan interaksi aliran udara dan pembawa air dalam satu sistem. Klasifikasi utama membagi struktur menurut jenis organisasi blok fungsional. Jadi, ada pompa udara panas di rumah monoblok, dan ada juga model yang menyediakan sistem untuk dibawa keluar menggunakan segmen tambahan. Secara umum, kedua model ini mengulangi prinsip pengoperasian AC konvensional, hanya saja fungsi dan kinerjanya ditingkatkan ke tingkat yang baru.

Penerapan teknologi modern

Perkembangan inovatif sangat menentukan pengembangan unit pengatur iklim klasik. Secara khusus, Mitsubishi menggunakan modelnya gulir kompresor dengan injeksi refrigeran dua fase, yang memungkinkan peralatan menjalankan fungsinya terlepas dari kondisi suhu. Bahkan pada suhu -15 °C, pompa udara panas dari pengembang Jepang menunjukkan kinerja hingga 80%. Selain itu, model terbaru dilengkapi dengan sistem kontrol baru, yang menjamin lebih nyaman, aman dan operasi yang efisien instalasi. Terlepas dari semua teknologi peralatan, kemungkinan integrasinya ke dalam sistem pemanas tradisional dengan boiler dan boiler tetap ada.

Membuat pompa udara dengan tangan Anda sendiri

Pertama-tama, Anda perlu membeli kompresor untuk pemasangan di masa mendatang. Itu dipasang di dinding dan berfungsi sebagai unit luar ruangan dari sistem split konvensional. Selanjutnya, kompleks tersebut dilengkapi dengan kapasitor, yang dapat Anda buat sendiri. Operasi ini memerlukan “kumparan” tembaga setebal sekitar 1 mm, yang kemudian harus ditempatkan dalam wadah plastik atau logam - misalnya, tangki atau tangki. Tabung yang telah disiapkan dililitkan pada inti, yang dapat berupa silinder dengan dimensi yang memungkinkannya diintegrasikan ke dalam tangki. Dengan menggunakan yang berlubang, Anda dapat membentuk putaran secara berkala, yang akan membuat udara lebih efisien; banyak pengrajin rumahan melakukan ini dengan injeksi freon berikutnya, yang akan bertindak sebagai zat pendingin. Lebih jauh struktur rakitan terhubung ke sistem pemanas rumah melalui sirkuit eksternal.

kamu peralatan pemanas, untuk pengoperasian yang cukup tipe mahal pembawa energi seperti gas, listrik, padat dan bahan bakar cair, muncul relatif baru-baru ini alternatif yang layak– pompa panas air-ke-air. Untuk pengoperasian peralatan seperti itu, yang baru mulai mendapatkan popularitas di Rusia, diperlukan sumber energi yang tidak ada habisnya dengan potensi rendah. Dalam hal ini, energi panas dapat diambil dari hampir semua sumber air, yang dapat berupa waduk alami dan buatan, sumur, sumur, dll. Jika perhitungan dan pemasangan unit pompa semacam itu dilakukan dengan benar, maka ia mampu menyediakan pemanasan untuk bangunan perumahan dan industri sepanjang periode musim dingin.

Elemen struktural dan prinsip operasi

Prinsip pengoperasian pompa kalor yang dipertimbangkan untuk memanaskan rumah mirip dengan prinsip pengoperasian peralatan pendingin, hanya saja sebaliknya. Jika unit pendingin menghilangkan sebagian panas dari ruang internalnya ke luar, sehingga menurunkan suhu di dalamnya, kemudian kerja pompa kalor adalah mendinginkan lingkungan dan memanaskan cairan pendingin, yang bergerak melalui pipa-pipa sistem pemanas. Pompa kalor udara-air dan air tanah beroperasi dengan prinsip yang sama, yang juga menggunakan energi dari sumber berpotensi rendah untuk memanaskan bangunan perumahan dan industri.

Diagram desain pompa kalor air-ke-air, yang paling produktif di antara perangkat yang menggunakan sumber energi potensial rendah, mengasumsikan adanya elemen-elemen seperti:

sirkuit luar tempat air bergerak, dipompa dari sumber air;
sirkuit internal tempat zat pendingin bergerak melalui pipa;
sebuah evaporator di mana zat pendingin diubah menjadi gas;
kondensor di mana zat pendingin berbentuk gas menjadi cair kembali;
kompresor yang dirancang untuk meningkatkan tekanan gas pendingin sebelum memasuki kondensor.

Jadi, tidak ada yang rumit dalam desain pompa kalor air-ke-air. Jika terdapat reservoir alami atau buatan di dekat rumah, maka untuk memanaskan bangunan sebaiknya menggunakan pompa kalor air-ke-air, prinsip pengoperasian dan fitur desain yang terdiri dari berikut ini.

Sirkuit, yang merupakan penukar panas utama yang melaluinya antibeku bersirkulasi, terletak di bagian bawah reservoir. Dalam hal ini, kedalaman pemasangan penukar panas primer harus di bawah tingkat pembekuan reservoir. Antibeku, melewati sirkuit primer, dipanaskan hingga suhu 6–8°, dan kemudian disuplai ke penukar panas, melepaskan panas ke dindingnya. Tugas antibeku yang bersirkulasi melalui rangkaian primer adalah mentransfer energi panas air ke zat pendingin (freon).
Jika skema pengoperasian pompa kalor melibatkan pemasukan dan perpindahan energi panas dari air yang dipompa dari sumur bawah tanah, sirkuit antibeku tidak digunakan. Air sumur pipa khusus melewati ruang penukar panas, di mana ia melepaskan energi panasnya ke zat pendingin.
Penukar panas untuk pompa panas adalah elemen terpenting dari desainnya. Ini adalah perangkat yang terdiri dari dua modul - evaporator dan kondensor. Di dalam evaporator, freon yang disuplai melalui tabung kapiler mulai mengembang dan berubah menjadi gas. Ketika gas freon bersentuhan dengan dinding penukar panas, energi panas tingkat rendah ditransfer ke zat pendingin. Freon yang diisi energi tersebut disuplai ke kompresor.
Kompresor memampatkan gas freon sehingga menyebabkan suhu refrigeran meningkat. Setelah kompresi di ruang kompresor, freon memasuki modul penukar panas lainnya - kondensor.
Di dalam kondensor, gas freon kembali berubah menjadi cair, dan energi panas yang terakumulasi dipindahkan ke dinding wadah tempat pendingin berada. Memasuki ruang modul penukar panas kedua, freon yang berbentuk gas mengembun di dinding kapasitas penyimpanan, memberikan energi panas kepada mereka, yang kemudian ditransfer ke air yang terletak di ruangan tersebut. Jika, di pintu keluar evaporator, freon bersuhu 6–8 derajat Celcius, maka di pintu masuk kondensor pompa kalor air-ke-air, berkat prinsip pengoperasian alat tersebut di atas. , nilainya mencapai 40–70 derajat Celcius.

Dengan demikian, prinsip pengoperasian pompa kalor didasarkan pada fakta bahwa zat pendingin, ketika bertransisi ke wujud gas, mengambil energi panas dari air, dan ketika bertransisi ke wujud gas, keadaan cair di kondensor melepaskan akumulasi energi ke media cair - pendingin sistem pemanas.

Pompa kalor udara-air dan air tanah beroperasi dengan prinsip yang persis sama; perbedaannya hanya pada jenis sumber yang digunakan untuk menghasilkan energi panas potensial rendah. Dengan kata lain, pompa kalor memiliki satu prinsip pengoperasian yang tidak berbeda-beda tergantung pada jenis atau model perangkatnya.

Seberapa efisien pompa kalor memanaskan cairan pendingin sistem pemanas sangat ditentukan oleh fluktuasi suhu air, sumber energi potensial rendah. Perangkat tersebut menunjukkan efisiensi tinggi ketika bekerja dengan air dari sumur, dimana suhu media cair sepanjang tahun berada pada kisaran 7–12 derajat Celcius.

Pompa air ke air merupakan salah satu jenis pompa kalor yang berbasis darat

Prinsip pengoperasian pompa panas air-ke-air, yang menjamin efisiensi tinggi dari peralatan ini, memungkinkan penggunaan perangkat tersebut untuk melengkapi sistem pemanas bangunan perumahan dan industri tidak hanya di wilayah dengan musim dingin yang hangat, tetapi juga di wilayah utara.

Agar pompa kalor, skema operasi yang dijelaskan di atas, menunjukkan efisiensi tinggi, Anda harus tahu cara memilih peralatan yang tepat. Sangat disarankan agar pemilihan pompa panas air-ke-air (serta pompa panas “udara-ke-air” dan “bumi-ke-air”) dilakukan dengan partisipasi spesialis yang berkualifikasi dan berpengalaman.

Saat memilih pompa panas untuk pemanas air, parameter peralatan berikut diperhitungkan:

produktivitas, yang menentukan luas bangunan yang dapat disediakan oleh pompa;
merek tempat peralatan itu diproduksi (parameter ini harus diperhitungkan karena perusahaan serius, yang produknya telah diapresiasi oleh banyak konsumen, memberikan perhatian serius terhadap keandalan dan fungsionalitas model yang mereka produksi);
biaya peralatan yang dipilih dan pemasangannya.

Saat memilih pompa panas air-ke-air, udara-ke-air, tanah-ke-air, disarankan untuk memperhatikan ketersediaan opsi tambahan untuk peralatan tersebut. Hal ini khususnya mencakup peluang-peluang berikut:

mengontrol pengoperasian peralatan dalam mode otomatis (pompa panas yang beroperasi dalam mode ini karena pengontrol khusus memungkinkan untuk dibuat di gedung yang mereka layani kondisi nyaman untuk akomodasi; mengubah parameter operasi dan tindakan lain untuk mengontrol pompa panas yang dilengkapi dengan pengontrol dapat dilakukan menggunakan perangkat seluler atau remote control);
menggunakan peralatan untuk memanaskan air dalam sistem pasokan air panas (perhatikan opsi ini karena pada beberapa model pompa panas (terutama yang lama), yang pengumpulnya dipasang di reservoir terbuka, tidak tersedia).

Perhitungan daya peralatan: aturan implementasi

Sebelum Anda mulai memilih model pompa panas tertentu, Anda perlu mengembangkan desain sistem pemanas yang akan dilayani oleh peralatan tersebut, serta menghitung kekuatannya. Perhitungan tersebut diperlukan untuk mengetahui kebutuhan energi panas aktual suatu bangunan dengan parameter tertentu. Dalam hal ini, perlu memperhitungkan kehilangan panas di gedung tersebut, serta keberadaan sirkuit pasokan air panas di dalamnya.

Untuk pompa kalor air-ke-air, perhitungan daya dilakukan dengan menggunakan metode berikut.

Pertama, tentukan total luas bangunan untuk pemanasan yang akan digunakan oleh pompa panas yang dibeli.
Setelah menentukan luas bangunan, Anda dapat menghitung kekuatan pompa kalor yang mampu menghasilkan pemanasan. Saat melakukan perhitungan ini, aturan berikut dipatuhi: untuk 10 meter persegi. m luas bangunan membutuhkan daya pompa panas 0,7 kilowatt.
Jika pompa panas juga akan digunakan untuk memastikan pengoperasian sistem pasokan air panas, kemudian 15–20% ditambahkan ke nilai daya yang dihasilkan.

Perhitungan daya pompa kalor, yang dilakukan sesuai dengan metode yang dijelaskan di atas, relevan untuk bangunan yang ketinggian langit-langitnya tidak melebihi 2,7 meter. Perhitungan yang lebih akurat yang memperhitungkan semua fitur bangunan yang akan dipanaskan menggunakan pompa panas dilakukan oleh karyawan organisasi khusus.

Untuk pompa kalor udara-ke-air, penghitungan daya dilakukan dengan menggunakan metode serupa, namun dengan mempertimbangkan beberapa nuansa.

Cara membuat pompa kalor sendiri

Memiliki pemahaman yang baik tentang cara kerja pompa panas air-ke-air, Anda dapat membuat alat seperti itu dengan tangan Anda sendiri. Faktanya, pompa panas buatan sendiri adalah satu set yang sudah jadi perangkat teknis, dipilih dengan benar dan dihubungkan dalam urutan tertentu. Agar pompa kalor buatan sendiri menunjukkan efisiensi tinggi dan tidak menimbulkan masalah selama pengoperasian, perlu dilakukan perhitungan awal terhadap parameter utamanya. Untuk melakukan ini, Anda dapat menggunakan program yang sesuai dan kalkulator online di situs web produsen peralatan tersebut atau menghubungi spesialis khusus.

Jadi, untuk membuat pompa panas dengan tangan Anda sendiri, Anda perlu memilih elemen peralatannya sesuai dengan parameter yang telah dihitung sebelumnya dan melakukan pemasangan yang benar.

Kompresor

Kompresor untuk pompa panas yang dibuat sendiri dapat diambil dari lemari es lama atau sistem split, dengan memperhatikan kekuatan perangkat tersebut. Keuntungan menggunakan kompresor dari sistem split adalah level rendah kebisingan yang tercipta selama pengoperasiannya.

Kapasitor

Sebagai kondensor untuk pompa kalor buatan sendiri, Anda bisa menggunakan koil yang dibongkar dari lemari es lama. Ada pula yang membuatnya sendiri dengan menggunakan pipa ledeng atau pipa pendingin khusus. Sebagai wadah untuk meletakkan koil kondensor, Anda dapat mengambil tangki berbahan stainless steel dengan volume kurang lebih 120 liter. Untuk menempatkan kumparan dalam tangki seperti itu, kumparan terlebih dahulu dipotong menjadi dua bagian, dan kemudian, setelah pemasangan kumparan selesai, kumparan tersebut dilas.

Sangat penting untuk menghitung luasnya sebelum memilih atau membuat kumparan sendiri. Untuk melakukan ini, Anda memerlukan rumus berikut:

P3 = MT/0,8PT

Parameter yang digunakan dalam rumus ini adalah:

MT – tenaga panas yang dihasilkan oleh pompa kalor (kW);
PT adalah perbedaan antara suhu di saluran masuk pompa kalor dan di saluran keluar.

Untuk mencegah terbentuknya gelembung udara di kondensor pompa kalor dari lemari es, saluran masuk ke koil harus ditempatkan di bagian atas wadah, dan saluran keluarnya harus ditempatkan di bagian bawah.

Evaporator

Sebagai wadah evaporator dapat menggunakan tong plastik sederhana berkapasitas 127 liter dengan leher lebar. Untuk membuat kumparan, luasnya ditentukan menurut skema yang sama seperti kapasitor, juga digunakan tabung tembaga. Pompa kalor buatan sendiri biasanya menggunakan evaporator submersible, di mana freon cair masuk dari bawah dan berubah menjadi gas di bagian atas koil.

Sangat hati-hati menggunakan solder saat produksi sendiri Untuk pompa kalor harus dipasang termostat, karena elemen ini tidak dapat dipanaskan hingga suhu melebihi 100 derajat Celcius.

Untuk memasok air ke elemen pompa panas buatan sendiri, serta mengalirkannya, digunakan pipa saluran pembuangan biasa.

Pompa kalor air-ke-air, jika dibandingkan dengan perangkat udara-ke-air dan tanah-ke-air, memiliki desain yang lebih sederhana, namun lebih efisien, itulah sebabnya peralatan jenis ini paling sering diproduksi secara mandiri.

Merakit pompa panas buatan sendiri dan mengoperasikannya

Untuk merakit dan mengoperasikan pompa panas buatan sendiri, Anda memerlukan yang berikut: Bahan habis pakai dan peralatan:

mesin las;
pompa vakum (untuk menguji vakum seluruh sistem);
silinder dengan freon, pengisian ulangnya dilakukan melalui katup khusus (pemasangan katup dalam sistem harus disediakan terlebih dahulu);
sensor suhu yang dipasang pada pipa kapiler di outlet seluruh sistem dan di outlet evaporator;
relai start, sekring, rel DIN, dan panel listrik.

Semua pengelasan dan koneksi berulir Selama perakitan, hal ini harus dilakukan seefisien mungkin untuk memastikan kekencangan mutlak sistem yang dilalui freon.

Jika air dalam reservoir terbuka berfungsi sebagai sumber energi potensial rendah, maka perlu juga dibuat kolektor, yang keberadaannya mengandaikan prinsip pengoperasian pompa kalor jenis ini. Jika dimaksudkan untuk menggunakan air dari sumber bawah tanah, dua sumur perlu dibor, salah satunya air akan dibuang setelah melewati seluruh sistem.

1, peringkat rata-rata: 5,00 dari 5)

Anda mungkin tertarik dengan materi berikut