Ska jag använda en värmepump för att värma huset

Pumpeindustrin står inte stilla och nya tekniska lösningar utvecklas utifrån kända tekniker. Marknadsförare som är intresserade av att göra vinst och öka försäljningen döljer ofta data på en viss produkt, främjar den som revolutionerande, oöverträffad. Det mest slående exemplet är värmepumpar. Reklammaterial beskriver inte principen för driften av sådana anordningar eller effektivitetsnivån för uppvärmning av ett hus. Det är dock möjligt att förstå hur allt fungerar, och hur detta eller det här systemet kan vara användbart, från det här materialet.

Vad är en värmepump, dess omfattning

Den tekniska definitionen av en värmepump är en anordning för överföring av energi från ett område till ett annat med en samtidig ökning av effektiviteten i sitt arbete. Det är lätt att illustrera en sådan mekaniker. Tänk dig en hink med kallt vatten och ett glas varmt. För att värma dem har en viss mängd energi spenderats från en viss nivå av värme. Effektiviteten av dess tillämpning är emellertid annorlunda. Om du samtidigt minskar temperaturen på en hink med 1 grad kan den resulterande värmeenergin få vätskan i glaset till nästan kokande.

Det är för denna mekanik som värmepumpen fungerar, med vilken du kan göra poolen uppvärmd eller helt uppvärmning till ett lanthus. Installationen överför värme från ett område till ett annat, allmänt utanför rummet inuti. Det finns många tillämpningar för en sådan teknik.

1. Vid vissa värden av värmepumpens kraft värme huset bli billigt och effektivt.
2. Lätt att göra Varmvattenberedare med värmepumpmed hjälp av pannor sekundär uppvärmning.
3. Med viss ansträngning och korrekt design är skapandet helt tillgängligt. autonomt värmesystemdrivs av solpaneler.
4. De flesta modeller av värmepumpar är acceptabla. för varmt golv, används som värmekrets.

För att välja och köpa ett lämpligt system är det först och främst nödvändigt att ställa in uppgiften före den. Och först efter att de lagt fram kraven på kraven och bedömer acceptansen av enskilda värmepannor för att tillgodose alla behov.

Allmän arbetsprincip

Tekniskt fungerar värmepumpen enligt vad som är bekant för alla Carnot cykel, en serie omvandlingar av materia. Sådana ord kan vara helt främmande för de flesta användare. Men praktiskt taget var och en av dem har minst en enhet hemma, baserat på denna fysiska process.

Enkelt uttryckt, en värmepump är ett kylskåp. Varje hushållsmodell där medborgare brukar lagra kött och drycker är en värmare med en effektivitet på mer än 100%.Allt fungerar som följer:

• kylskåpet tar bort värmen från de produkter som placeras i den och överför den till gallret och därmed till rummet i rummet;
• samtidigt värms luften av kompressorn.

Som en följd av att användningen av en viss mängd el får användaren två värmekällor, varav en (energin borttagen från produkterna) är helt fri.

Det är värmepumpens princip. Enheten har ett inverterat funktionsschema i jämförelse med ett kylskåp - där värmeväxlaren och radiatorns grill är användbar och ansvarar för enhetens slutliga effektivitet. Allt fungerar som följer:

• värmextraktionskretsen ligger utanför rummet, omgiven av en stabil temperaturmiljö;
• Under driften av värmepumpen reduceras arbetsvätskans temperatur med våld med naturliga fysiska processer under miljöindikatorer.
• värme avlägsnas av arbetsvätskan, vars intensitet beror på den bildade temperaturskillnaden;
• arbetsvätskan går in i tillståndstransformationskretsen och rummets värmeväxlare;
• energi släpps ut i luften eller annat medium;
• arbetsvätskan i initialtillståndet tillförs till början av cykeln (värmextraktionskrets).

Detta uppvärmningssystem har flera fördelar och nackdelar. Under optimala förhållanden visar emellertid värmepumpen betydande besparingar. Uppvärmning av ett hus kommer att kräva 70-80% lägre kostnad jämfört med klassiska gas- och solid-state-pannor.

Värmepumpens ultimata effektivitet beror på många faktorer. Vissa tekniska lösningar kan endast lösa ett begränsat antal uppgifter. Andra föreslår komplex värmepumpinstallation.

Idag finns det ett antal hushållsapparater vars ägare inte ens misstänker att de använder innovativa, revolutionerande idéer för att välja värme från miljön. Dessutom kan detta inträffa även vid negativa lufttemperaturer utanför fönstret. Det är luftkonditionering med värmefunktion, som faktiskt är byggt på värmepumpens mekanik. Principerna för driften av sådana luft-till-luft-anordningar kommer att diskuteras senare.

Systemet för uppvärmning av ett privat hus med användning av en värmepump

Det optimala systemet med användning av värmepump för hemuppvärmning inkluderar lagertank. Förenklat, det ser ut så här:

Här är block 1 och 2 ventiler som löser problemet med att reglera inkommande värmeflöden. De kan vara manuellt överlappande flödet eller utgör automatiska värmehuvuden. Block 3 är ett vanligt termostat- eller sensorsystem.

Värmen fungerar enligt följande princip:

• Värmepumpen tar värme från miljön och värmer vattnet.
• vätskan kommer in i antingen värmeväxlaren för sekundär uppvärmning av lagertanken eller cirkulerar i en enda krets;
• Värmesystemet är byggt på den klassiska principen, vattenflödet i den är försedd med en cirkulär pump.

Schemat som visas i figuren - husets minsta utrustning. Det kan enkelt läggas till. I synnerhet stör ingen installera två tankar och använd principen för sekundär uppvärmningsvätska. En av dem - en värmepumpspanna (installerad direkt vid utloppet av den senare) - används för varmvattenförsörjning. En mer volymetrisk tank löser problemet med att leverera kylvätska till värmesystemet.

Utmärkt alternativ fungerar Hemuppvärmning med värmepump, ackumuleringskapacitet och system ett värmeisolerat golv.I detta fall är det inte nödvändigt att värma vätskan till en hög temperatur. Den optimala hastigheten för golvvärme - från 30 till 40 grader. Uppvärmningssystemet liknar det som redan nämnts, men i stället för radiatorer strömmar vatten till kollektoraggregatet med egen flödesreglering.

Klassificering av värmepumpar med medieegenskaper

Klassificeringen av värmepumpar är ganska voluminös. Enheterna är uppdelade i enlighet med typen av arbetsvätska, principen att ändra dess fysiska tillstånd, användningen av omvandlingsanordningar, typen av energibäraren som krävs för drift. Om vi ​​anser att modeller med olika kombinationer av klassificeringskriterier presenteras på marknaden, blir det klart att det är ganska svårt att lista allt. Men du kan överväga de grundläggande principerna för gruppavdelningen.

Värmepumpens installation, konstruktion och slutliga egenskaper beror på parametrarna för värmekällan och mottagarmiljön. Idag finns det flera typer av tekniska lösningar.

Luft-till-luft

Luft-till-luft värmepumpar - vanligaste enheterna. De är kompakta och ganska enkla.På mekaniken för denna typ av inhemska luftkonditioneringsapparater arbetar med värmemodus. Principen för operation är enkel:

• Gatesväxlaren kyls under lufttemperaturen och tar värme;
• efter komprimering av den inkommande freonen i radiatorn ökar dess temperatur kraftigt;
• fläkten inuti rummet, som blåser värmeväxlaren, värmer rummet.

Valet av miljöenergi är inte nödvändigtvis gjord av en extern värmeväxlare. För detta ändamål kan luft tvingas in i ett block som ligger i rummet. Så här fungerar det kanalsystem.

Om freon komprimeras och expanderas i en luftkonditionering, då i virvelvärmepumpar enkel luft används. Arbetsmekaniken är likadan: innan gasen kommer in i den interna värmeväxlaren komprimeras gasen och efter uppgivande av energi blåses den av en intensiv ström in i värmextraktionsrummet.

En virvelvärmepump är en stor, massiv installation som fungerar effektivt endast när omgivnings temperaturen är hög. Därför installeras sådana system i industriella verkstäder, de använder avgaserna från ugnar eller varm luft i huvudluftssystemet som en värmekälla.

Vatten-vatten

En vatten-till-vatten värmepump fungerar på samma sätt som andra installationer. Endast energiöverföringsmedier är olika. Utrustningen är utrustad nedsänkningsprober, så att även under förhållandena för hård vinter, att nå grundvattnet horisonten med en positiv temperatur.

Beroende på behoven hos värme kan vatten-till-vatten värmepumpsystem vara helt olika storlekar. Till exempel, från flera brunnar borras runt ett privat hus, slutar med stora värmeväxlare placerade direkt i vattenfasen som läggs under byggnadsfasen.

Vatten-till-vatten värmepumpar kännetecknas av ökad produktivitet och effektiv uteffekt.. Anledningen är den ökade värmekapaciteten hos vätskan. Det vattenlagret i vilket sonden eller värmeväxlaren är belägen frigör snabbt energi, och på grund av den stora volymen minskar det något av dess egenskaper, vilket bidrar till systemets stabila drift. Även vatten-till-vatten utrustning är annorlunda. ökad effektivitet.

Vattenluft, luftvatten

Kombinerade system måste väljas noggrant. Samtidigt utvärderas existerande klimatförhållanden noggrant. Till exempel har en vatten-till-luft värmepumpcykel en bra effektivitet för uppvärmning. i regioner med svåra frost. Luft-till-vattensystemet i kombination med ett varmt golv och en kumulativ sekundärvärmepanna kan visa maximal besparing i territorierna, där lufttemperaturen sjelden faller under -5 ... -10 grader.

Smält (saltlösning) -vatten

Värmepumpen i denna klass är en slags vagn. Han kan appliceras bokstavligen överallt. Indikatorer för dess nätvärmeffekt är konstanta och stabila. Principen för driften av saltvattensanordningen är baserad på värmeväljningen, främst från jorden, som har normala indikatorer på fukt eller mögel.

Systemet är lätt att installera: för att rymma externa värmeväxlare är det tillräckligt att begrava dem till ett visst djup.Du kan också välja ett av alternativen för utrustning med en gasformig eller flytande arbetsvätska.

Beräkningen av värmepumpsklassen saltvatten utförs när det gäller energibehovet för uppvärmning. Metoder för sin kvantitativa bestämning är överflödiga. Du kan göra den mest exakta beräkningen, med hänsyn till materialet i väggarna i huset, utformningen av fönster, jordens natur, den vägda genomsnittliga lufttemperaturen och mycket mer.

Tillverkare av saltvattensystem erbjuder olika versioner av modeller som skiljer sig i omvandlingsenhetens strömförbrukning, utformningen och dimensionerna för externa värmeväxlare och parametrarna för utgångskretsen. Välj den optimala värmepumpen på en förformad lista över krav är lätt.

Division efter typ av kropp

Moderna värmepumpar kan använda en gasformig kropp eller en kemisk flytande ammoniaklösning som värmebärare. Lämpligheten hos ett visst system utvärderas på flera faktorer, systemens egenskaper.

1. Anläggningar som använder freon, har en värmepumpcykel baserat på gaskompressions- och expansionsprocesser. De är på något sätt byggda på en kompressorkrets.Utrustningen har attraktiva resultatindikatorer, men det har också nackdelar. Även om den viktade genomsnittliga förbrukningen av systemet vid driftcykelns gång är stabil, är ledningen kraftigt laddad. Dessutom kommer värmepumpar med en gasformig värmetransportör inte att vara användbara i områden där det inte finns några centraliserade elnät eller en kraftkälla med tillräcklig lastkapacitet.
   
2. Anläggningar av avdunstningstyp med ammoniaklösning, har en arbetscykel baserad på förångningsprocessen av ett ämne vid låga kokpunkter. Likriktningen efter passage av en extern värmeväxlare sker under verkan av en energikälla. Det här är en värmebrännare. Nästan alla bränslen kan användas för det: fast, bensin, diesel, gas, fotogen, i vissa fall - metylalkohol. Därför är evaporativa värmepumpar attraktiva på platser där det inte finns el. Dessutom kan valet av sådan utrustning driva det billiga bränslet av en viss typ i regionen.
   

Arbetet av det arbetsmedium som används i systemet kan berätta mycket om anläggningens prestanda och effekt.Så, freon kompressor värmepumpar kan skarpa ryck, snabbt värma upp rummet. Ammoniakindunstningsmodeller för sådana prestationer är inte kapabla. Deras föredragna användningsform är stabil, konstant drift med nominell värmeöverföring.

Fördelarna med värmepumpar och genomförbarheten av deras installation

Som anges i reklam är den största fördelen med värmepumpar uppvärmningseffektivitet. I viss mån fungerar det så. Om värmepumpen har en energimodemiljö som ger optimal temperaturavläsning, fungerar installationen effektivt, värmekostnaderna sänks med ca 70-80%. Det finns emellertid alltid fall där värmepumpen kan vara en irrationell investering.

Värmepumpens effektivitet bestäms av följande tekniska egenskaper:

• Parametern för den begränsande gränsen för temperatur minskar med arbetsfluiden;
• Minimal skillnad i temperaturen hos den externa växlaren och miljön, vid vilken värmextraktionen är extremt liten;
• nivån på energiförbrukning och återvinning av användbar termisk effekt.

Möjligheten att använda en värmepump beror på flera faktorer.

1. Territorier där sådan utrustning inte visar bra resultat - regioner med frostiga vintrar och låga genomsnittliga dagstemperaturer. I detta fall är värmepumpen helt enkelt inte kapabel att extrahera tillräckligt mycket värme från miljön, närmar sig nollområdet med nollverkningsgrad. Först och främst gäller det luft-till-luft-system.
2. Med en ökning av volymen av uppvärmd utrymme ökar värmepumpens tekniska parametrar nästan exponentiellt. Värmeväxlare blir större, storleken och antalet nedsänkningsprober i vatten eller markförhöjning. Vid en viss tid krävs kostnaden för värmepumpen för uppvärmning kostnader för installation och underhåll, liksom betalning av strömförbrukning är helt enkelt irrationella investeringar. Det är mycket billigare att skapa ett klassiskt gasuppvärmningssystem med en panna.
3. Ju mer komplexa systemet är desto dyrare och Det är mer problematiskt att reparera vid brott. Detta är ett negativt tillskott till storleken på det uppvärmda området och klimatzonens egenskaper.

Classic är värmepump och gas / fast bränslepannaarbetar i en bunt. Tanken är enkel: Förbränningsprodukterna visas på ett brett rör. Det finns värmeväxlare. I systemet för uppvärmning och varmvattenförsörjningstankar och en indirekt värmepanna installeras. Utrustningen (panna och pump) aktiveras samtidigt när vätskans temperatur i distributionsnätet sjunker. Arbetar parvis, de utnyttjar nästan helt enkelt energin för att bränna bränsle och visar nästan maximala effektivitetsindikatorer.

Systemet med anpassning till miljöegenskaper bygger på värmepump, fläktenhet, värmepistol i vilken klass som helst. Med tillräckligt hög lufttemperatur på gatan (upp till -5 ... -10 grader Celsius), arbetar värmepumpen i normalt läge, vilket ger tillräcklig effekt för uppvärmning. Systemets designfunktion är placeringen av dess externa värmeväxlare i en separat ventilationskanal.När temperaturen på gatan under det optimala market värms den medföljande luften med en värmepistol (diesel, el eller gas).

Det är värt att notera: De flesta av systemen för anpassning till lufttemperatur eller stabiliserande parametrar för värmepumpens funktion tillämpas på luft-till-luft och luft-till-vatten-anordningar. Andra system, på grund av externa värmeväxlare isolerade i marken eller i vatten, tillåter inte skapandet av sådana "växthus" arbetsförhållanden.

Huvudegenskaper och beräkning av värmepumpens effekt

Den allmänna rationaliteten hos installationen av en värmepump för uppvärmning av ett hus uppskattas framför allt på finansiella kostnader. Dessa inkluderar:

• utrustning köpeskilling;
• installationskostnader, vilket kan innefatta markarbeten
• kostnader för periodiskt underhåll
• ungefärlig kostnad för att eliminera vanliga problem.

Val av kraftmodell, som nämnts ovan, är baserat på det totala behovet av värmeförsörjning. En ungefärlig beräkning för ett enhemshus på 10x10 meter (300 kubikmeter volym) ser så här ut:

• tar hänsyn till den maximala negativa vintertemperaturen (-20);
• Skillnaden mellan rummet och miljön bestäms (20 - -20 = 40);
• Värmeförlusterna hos väggarna beräknas enligt referensdata för deras material (för en tegel är tabulärvärdet 1, värmeförlusten är 1x300x40 - 12000 kilokalorier per timme eller 13,5 kW).

Den resulterande siffran är en indikator på värmepumpens minsta effekt, vilket är tillräckligt för att värma huset. För att välja den optimala modellen måste karaktäristiken ökas med minst 50%. Detta görs tack vare det faktum att värmepumpen på vintern måste arbeta i icke optimala förhållanden, nära den lägsta punkten av noll effektivitet i omgivande temperatur. Den resulterande siffran för det övervägda exemplet är ca 20 kW.

Den andra delen av beräkningen är val av lagertankens kapacitet. Det rekommenderas att installera denna del av systemet så att värmepumpen kan fungera under ett begränsat antal cykler per dag. Dokumentationen för utrustningen ger rekommendationer om värmeackumulatorens volym för en specifik indikator för cyklicalitet. Den genomsnittliga siffran är 30 liter per kilowatt med 3 lanseringar, 20 liter med 5 lanseringar. Således för huset i det här exemplet behöver du en lagringstank på minst 400 liter för fem cykler av driften av värmepumpen per dag.

slutsats

Om det till följd av klimatanalysen, tillgängliga energikällor, jordens beskaffenhet, beslutades att köpa en värmepump för uppvärmning, anförtro systemdesign till proffs. Det optimala valet av modell bygger inte bara på utrustningens egenskaper och mekaniken i sitt arbete. Specialister kommer att ta hänsyn till jordens värmeöverföring, välja ett kombinerat system med god effektivitet, beräkna det bästa alternativet för utförande av markarbeten. Därför kommer värmesystemet med en värmepump, som utvecklats av professionella, inte att göra att du stöter på överraskningar och ångrar ditt val.