Načelo rada toplinske pumpe za grijanje. Toplinska crpka za kućno grijanje: načelo rada, sorti i korištenje. Neke značajke rada crpke

Do kraja XIX. Bio je to šok, jer je formalno izašao da je toplinski vječni motor moguć! Međutim, s pažljivim razmatranjem, ispostavilo se da dok se vječni motor još nije daleko, a toplina s niskom preciznošću ekstrahira uz pomoć toplinske pumpe, i visoko-pretentalne dobivene topline, na primjer, pri spaljivanju goriva, su dva velike razlike. Istina, odgovarajuća formulacija drugog početka bila je donekle modificirana. Pa što su termalne crpke? Ukratko, termalna crpka je moderan i visokotehnološki uređaj za grijanje i klimatizaciju. Toplinska pumpa Prikuplja toplinu s ulice ili iz zemlje i šalje kući.

Princip rada toplinske crpke

Princip rada toplinske crpke Prost: Zbog mehaničkog rada ili drugih vrsta energije, ona osigurava koncentraciju topline, prethodno ravnomjerno raspoređena nekim volumenom, u jednom dijelu ovog volumena. U drugom dijelu, prema tome, formira se deficit topline, to jest, hladnoća.

Povijesno gledano, toplinske pumpe po prvi put počeli su se naširoko koristiti kao hladnjaci - u stvari, bilo koji hladnjak je toplinska crpka koja krpa toplinu iz rashladne komore prema van (u sobi ili izvan). Još uvijek nema alternative tim uređajima do sada, i sa svim raznolikosti moderne tehnologije hlađenja, osnovno načelo ostaje isto: pumpanje topline iz hladnjaka na štetu dodatne vanjske energije.

Naravno, gotovo je odmah skrenuo pozornost na činjenicu da je uočljivo zagrijavanje izmjenjivača topline kondenzatora (na domaćem hladnjaku, obično se proizvodi u obliku crne ploče ili rešetka na stražnjem zidu ormarića) također može biti koristi se za grijanje. Već je bila ideja grijača na bazi toplinske pumpe u svom modernom obliku - hladnjak naprotiv, kada se toplina ubrizgava u zatvoreni volumen (soba) od neograničenog vanjskog volumena (s ulice). Međutim, u ovom području natjecatelja na toplinskoj pumpi je puna - počevši od tradicionalnih drvenih peći i kamina i završava sa svim vrstama suvremenih sustava grijanja. Stoga je za mnogo godina, dok je gorivo bilo relativno jeftino, ova se ideja smatrala ne više nego znatiželjom, - u većini slučajeva to je bio apsolutno neprofitabilan ekonomski, a samo iznimno rijetko takva uporaba bila opravdana - obično za zbrinjavanje topline, pumpa se u moćno Hladnjak u zemljama s ne previše hladnoj klimi. I samo uz brzo povećanje cijena energije, komplikacija i porasta troškova grijanja opreme i relativnih depozita na toj pozadini proizvodnje toplinskih crpki, takva ideja postaje ekonomski korisna u sebi, - nakon svega, plaćanje jedno vrijeme Za prilično kompliciranu i skupu instalaciju, onda možete stalno uštedjeti u skraćenoj potrošnji goriva. Termičke crpke temelj su popularnost ideja kogeneracije - simultane generacije topline i hladno - i triegeritative - u razvoju istog topline, hladnoće i električne energije.

Budući da je toplinska crpka bit bilo koje rashladne jedinice, može se reći da je koncept "rashladnog stroja" njegov pseudonim. Istina, treba imati na umu da je unatoč univerzalnosti načela radnog posla, dizajn rashladnih strojeva još uvijek fokusiran na proizvodnju hladnoće, a ne toplinu - na primjer, hladno proizvedeni koncentrati na jednom mjestu i Dobivena toplina može se raspršiti u nekoliko različitih dijelova instalacije, jer u uobičajenom hladnjaku postoji zadatak da ga ne raspolaže toplo, ali se jednostavno riješite.

Klase toplinskih crpki

Trenutno se najčešće koriste dvije klase termičkih crpki. U jednoj klasi, termoelektrični na ključem može se pripisati, a na drugo - isparavanje, koji je pak, pak, podijeljen u mehanički kompresor (klip ili turbina) i apsorpciju (difuziju). Osim toga, postupno povećava interes za korištenje vrtložne cijevi kao termalne crpke, koji rade učinak rane.

Toplinske pumpe na peltier učinak

Peltier

Peltier učinak leži u činjenici da se kada se nanosi na dvije strane, posebno pripremljena poluvodička ploča malog konstantnog napona, jedna strana ove ploče se zagrijava, a drugi se ohladi. Evo, općenito, a termoelektraka je spremna!

Fizička bit učinka je sljedeća. Peltier element ploča (on "termoelektrični element", engleski. Termoelektrični hladnjak, TEC) sastoji se od dva poluvodičke slojeve s različitim razinama elektrona u zoni provođenja. Prilikom prebacivanja elektrona pod djelovanjem vanjskog napona na područje pregleda više energije drugog poluvodiča, mora kupiti energiju. Nakon primitka te energije, postoji hlađenje kontaktnog mjesta poluvodiča (kada strujne tokove u suprotnom smjeru, postoji obrnuti učinak - mjesto kontakta sloja se dodatno zagrijava na uobičajeno ohmičko grijanje).

Prednosti elemenata Peltier

Prednost peltiernih elemenata je maksimalna jednostavnost njihovog dizajna (koja može biti lakše za ploču na koju su dva ožičenja lemljena?) I potpuno odsustvo bilo koje pokretne dijelove, kao i unutarnje tekućine ili plinove. Posljedica toga je apsolutna sijantnost rada, kompaktnosti, potpuna ravnodušnost prema orijentaciji u prostoru (podložno osiguravanju dovoljno hladnjaka) i vrlo visoke otpor na vibracije i udarna opterećenja. Da, a radni napon je samo nekoliko volti, tako da je nekoliko baterija ili automobila baterije sasvim dovoljno za rad.

Nedostaci peltier elemenata

Glavni nedostatak termoelektričnih elemenata je njihova relativno niska učinkovitost - približno možemo pretpostaviti da će pomoću jedinice prijenosa toplina biti dvostruko više od podređene vanjske energije. To jest, podnošenjem 1 J električne energije, možemo ukloniti samo 0,5 J topline iz ohlađenog područja. Jasno je da će se sve ukupno 1.5 J će biti dodijeljeno na "toploj" strani peltierskog elementa i morat će biti prepuštena vanjskom okruženju. To je mnogo puta niže od učinkovitosti kompresijskih isparivih crpki.

U pozadini takve niske učinkovitosti, drugi nedostaci obično nisu toliko važni - a to je mala specifična produktivnost u kombinaciji s visokom specifičnom vrijednošću.

Korištenje pelirskih elemenata

U skladu sa svojim značajkama, glavno područje primjene peltiernih elemenata obično je ograničeno na slučajeve kada se zahtijeva da ne ohladi ništa ne previše moćno, posebno u uvjetima teške potresanja i vibracija i s krutim masovnim granicama i dimenzijama - za Primjer, razni čvorovi i dijelovi elektroničke opreme, prvenstveno vojni, zrakoplovstvo i prostor. Možda je najraširenija u svakodnevnom životu Peltier-a ušla u labavu (5..30 W) prijenosni automobilske hladnjake.

Toplinske crpke za kompresiju isparavanja

Dijagram radnog ciklusa toplinske crpke za kompresiju isparavanja

Princip rada ove klase toplinskih crpki je kako slijedi. Plinovita (u cijelosti ili djelomično) rashladno sredstvo se komprimira kompresorom na tlak na kojem se može pretvoriti u tekućinu. Naravno, zagrijava se. Grijani komprimirani rashladno sredstvo se dovodi do radijatora kondenzatora, gdje se ohladi na temperaturu okoline, dajući joj prekomjernu toplinu. Ovo je zona grijanja (stražnji zid kuhinjskog hladnjaka). Ako je značajan dio komprimiranog vrućeg rashladnog sredstva ostaje u obliku par pri ulazu kondenzatora, zatim, s smanjenjem temperature tijekom izmjene topline, također se kondenzira i prelazi u tekuće stanje. Relativno rashlađen tekući rashladno rashladno rashladno se isporučuje na ekspanzijsku komoru, gdje prolazi kroz gušenje ili stavku, gubi tlak, širi se i isparava, barem djelomično pretvarajući u plinovitobli, i, prema tome, hlađe, znatno je niži od Temperatura okoline, pa čak i ispod temperature u zoni hlađenja toplinske pumpe. Prolazeći kroz kanale ploče za isparivač, hladna mješavina tekućine i pare rashladnog sredstva odabire toplinu iz zone hlađenja. Zbog tog topline, preostalo područje rashladnog sredstva i dalje ispari, održavajući stabilnu nisku temperaturu isparivača i osiguravanje učinkovitog odabira topline. Nakon toga, rashladno sredstvo u obliku para dolazi do ulaza u kompresor, koji ga je ispumpao i ponovno stisnuo. Tada se sve ponavlja prvo.

Dakle, na "vrućoj" odjeljku, rashladno kompresor-gas je pod visokim tlakom i uglavnom u tekućem stanju, te na "hladnom" presjeku tlaka kompresora koji se prigušivače, a rashladno sredstvo je uglavnom u paru država. I kompresija, a vakuum se stvara istim kompresorom. Uz suprotnu stranu puta visokog i niskog tlaka, dio visoke i niske zone pod tlakom dijeli gas ograničavanje protoka rashladnog sredstva.

U moćnim industrijskim hladnjacima, otrovni, ali učinkovit amonijak, produktivni turbopunjači, a ponekad se raspadaju koriste kao rashladno sredstvo. U kućanskim hladnjacima i klima uređajima, rashladno sredstvo obično su sigurniji freoni, a umjesto turbo jedinica se koriste klipni kompresori i "kapilarne cijevi" (ušice).

Općenito, promjena u ukupnom stanju rashladnog sredstva je opcionalno - načelo će raditi i za stalno plinoviti rashladno sredstvo - međutim, visoka promjena topline agregatnog stanja povećava mnogo puta učinkovitost radnog ciklusa. Ali ako je rashladno sredstvo u tekućem obliku cijelo vrijeme, učinak neće biti u osnovi - nakon svega, tekućina je gotovo nestlačiva, te se stoga ne povećava niti uklanjanja tlaka promijenit će temperaturu ..

Lupi i nestaši

Pojmovi "guši" i "detader" se više puta koriste na ovoj stranici obično malo ljudi govore ljudima daleko od hlađenja. Stoga bismo trebali reći nekoliko riječi o tim uređajima i glavnoj razlici između njih.

Sklop u tehnici naziva se uređaj namijenjen racionalizaciji protoka zbog prisilnog ograničenja. U elektrotehniku, ovo ime je fiksirano iza zavojnica dizajniranih za ograničavanje brzine povećanja struje i obično se koristi za zaštitu napajanja od pulsirajuće smetnje. U hidraulicima, u pravilu, nazivaju se ograničivači protoka, koji su posebno stvoreni granični sustavi s precizno izračunatim (kalibrirani) lumen, osiguravajući željeni protok ili potrebnu otpornost na struju. Klasični primjer takvih žvakaca su mlaznice, široko korišteni u rasplinjačkim motorima kako bi se osiguralo izračunati protok benzina u pripravi smjese goriva. Prigušnik u istim rasplinjacima racionalizirao je protok zraka - drugi nužan sastojak ove smjese.

U hladnoj tehnologiji, gušte se koristi za ograničavanje protoka rashladnog sredstva u ekspanzijsku komoru i održavanje uvjeta potrebnih za učinkovito isparavanje i adijabatsku ekspanziju. Previše potoka može općenito dovesti do punjenja ekspanzijske komore pomoću rashladnog sredstva (kompresor jednostavno nema vremena za crpljenje) ili barem na gubitak potrebnog vakuuma. Ali to je uparavanje tekućeg rashladnog sredstva, a adijabatska ekspanzija njegovih pare osigurava temperaturu rashladnog sredstva da ispusti temperaturu rashladnog sredstva ispod temperature okoline.

Načela rada leptira (lijevo), klipna set (centar) i turboodera (lijevo).

U odvađivaču, komora za proširenje je pomalo modernizirana. U njemu, isparavanje i širenje rashladnog sredstva dodatno izvodi mehaničko djelo, pomičući klip ili rotirajući turbinu koja se tamo nalazi. Ograničenje protoka rashladnog sredstva može se provesti zbog otpora klipa ili kotača turbine, iako u stvari obično zahtijeva vrlo pažljivo odabir i koordinaciju svih parametara sustava. Stoga, kada koristite stavke, glavna normalizacija protoka može se provesti choke (kalibrirano sužavanje opskrbnog kanala tekućeg rashladnog sredstva).

Turbodetander je na snazi \u200b\u200bsamo na velikim radnim tekućinama, s malim potokom, njegova učinkovitost je blizu normalnom prigušenju. Klipna detaode može učinkovito raditi s mnogo nižom potrošnjom radnog tijela, no dizajn je reda veličine složeniji na turbinu: osim samog klipa sa svim potrebnim vodičima, brtvi i povratnim sustavom, unosom i ispušnim uređajem Ventili su potrebni odgovarajućom kontrolom.

Prednost Detaner prije prigušnice je učinkovitije hlađenje zbog činjenice da se dio topline rashladnog sredstva pretvara u mehanički rad i daje se iz toplinskog ciklusa u ovom obliku. Štoviše, ovaj rad se tada može koristiti s dobrobiti za poslovanje, recimo, voziti pumpe i kompresore, kao što je učinjeno u "Zysinu hladnjak". Ali jednostavna gušenja ima apsolutno primitivni dizajn i ne sadrži jedan pokretni dio, pa stoga u pouzdanosti, trajnosti, kao i jednostavnost i trošak proizvodnje ostavlja radniman daleko iza. Ovi razlozi obično ograničavaju opseg metoda metoda moćne kriogene tehnike, au domaćim hladnjacima se koriste manje učinkoviti, ali gotovo vječni guševi nazivaju "kapilarne cijevi" i predstavljaju jednostavnu bakrenu cijev dovoljno veliku duljinu s lumenom malog promjera (obično od 0,6 do 2 mm), koji osigurava potrebnu hidrauličku otpornost na izračunavanje protoka rashladnog sredstva.

Prednosti termičkih crpki za kompresiju

Glavna prednost ove vrste termičkih crpki je njihova visoka učinkovitost, najviša među modernim termalnim crpkama. Odnos udaljenosti od vanjske i pumpe energije može doseći 1: 3 - to jest, svaki joiler predgrađa energije iz zone hlađenja će biti tated 3 J topline - usporediti s 0,5 J u Elementima Pelt! U isto vrijeme, kompresor može stajati odvojeno, a toplina koju generira ona (1 J) nije potrebno preusmjeriti u vanjsko okruženje na istom mjestu gdje se daje 3 J topline, baca se iz zone hlađenja.

Usput, postoji drugačija i uvjerljiva teorija termodinamičkih fenomena koji se razlikuju od općeprihvaćenog. Dakle, jedan od njegovih nalaza je da rad na kompresiji plina u načelu može biti samo oko 30% ukupne energije. A to znači da se omjer prigradske i crpne energije 1: 3 odgovara teoretskoj granici i tijekom termodinamičkih metoda toplinske pumpe ne mogu se poboljšati u načelu. Međutim, neki proizvođači već izjavljuju postizanje omjera 1: 5, pa čak i 1: 6, a to odgovara stvarnosti - nakon svega, u stvarnim režima ciklusa, to nije samo kompresija plinovitih rashladnog sredstva, već i promjenu u njegovu agregatna država i posljednji proces je glavna stvar ...

Nedostaci termičkih crpki za kompresiju

Nedostaci ovih toplinskih crpki mogu se pripisati, prvo, vrlo prisutnost kompresora, neizbježno stvarajući buku i osjetljive na nošenje, a drugo, potrebu za korištenjem posebnog rashladnog sredstva i usklađenosti s apsolutnom steknošću tijekom svog radnog puta. Međutim, kompresije kućanstava hladnjaci, kontinuirano radeći 20 godina i više bez popravka, nisu uopće neuobičajeni. Još jedna značajka je prilično visoka osjetljivost na položaj u prostoru. S obje strane ili naopako, hladnjak je jedva zaradio i klima uređaj. No, to je zbog posebnih specifičnih struktura, a ne s općim načelom rada.

U pravilu, kompresije toplinske crpke i rashladne jedinice dizajnirane su za izračunavanje toga na ulazu u kompresor, cijeli rashladno sredstvo je u pare stanju. Stoga, za ulazak u ulaz kompresora velikog broja jedinstvenog tekućeg rashladnog sredstva može uzrokovati hidraulički udarac u nju i, kao rezultat, ozbiljan kvar uređaja. Razlog takvog situacije može biti oboje odbacivanja opreme, a prenizak temperatura kondenzatora - rashladno sredstvo dolazne na isparivač je previše hladan i ispari previše trom. Za običan hladnjak, takva se situacija može pojaviti ako ga pokušavate uključiti u vrlo hladnoj sobi (na primjer, na temperaturi od oko 0 ° C i dolje) ili ako je upravo ušao u normalnu sobu s mrazom , Za zagrijanu toplinsku pumpu koja se zagrijava, to se može dogoditi ako ih pokušaju zagrijati u vodenu sobu unatoč činjenici da je i vani hladno. Ne baš složena tehnička rješenja eliminiraju ovu opasnost, ali oni povećavaju dizajn konstrukcije, a kada masa masovnih kućanskih aparata, nema potrebe za njima - takve situacije ne pojavljuju.

Upotreba termičkih crpki za kompresiju

Na temelju svoje visoke učinkovitosti, ova vrsta termalnih crpki dobila je gotovo rasprostranjenu distribuciju, pomicanje svih ostalih u različitim egzotičnim područjima. Čak i relativna složenost dizajna i njezina osjetljivost na štetu ne mogu ograničiti njihovu rasprostranjenu uporabu - gotovo svaka kuhinja ima kompresijsko hladnjak ili zamrzivač, ili čak jedan!

Termalne pumpe za apsorpciju isparavanja (difuzije)

Ciklus rada isparavanja apsorpcijske toplinske pumpe Izuzetno slično radnom ciklusu postavki kompresije isparavanja, smatra se malo višim. Glavna razlika je u tome što ako je u prethodnom slučaju, vakuum koji je potreban za isparavanje rashladnog sredstva je stvoren u mehaničkom usisanju pare s kompresorom, zatim u apsorpcijskim jedinicama, ispariva rashladno sredstvo dolazi od isparivača do bloka apsorbera, gdje se apsorbira apsorbira (apsorbirana) drugom tvari. Dakle, para se uklanja iz volumena isparivača i vakuum se obnovio, osiguravajući isparavanje novih obroka rashladnog sredstva. Preduvjet je "afinitet" rashladnog sredstva i upijajući tako da njihove vezne sile kada se apsorbiraju mogu stvoriti značajan vakuum u količini isparivača. Povijesno gledano, prvi i još uvijek široko korišteni par tvari je amonijak NH3 (rashladno sredstvo) i voda (upijajući). Kada apsorbira par amonijaka otopljeni u vodi, prodiru (diffing) u njegovu debljinu. Iz tog procesa dogodio se alternativna imena Takve toplinske pumpe su difuzijsko ili apsorpcijska difuzija.
Kako bi se ponovno podijelila rashladno sredstvo (amonijak) i upijajući (voda), koji je proveo i bogat u amonijaku, smjesa vode-amonijeve se zagrijava u uklanjanju vanjskim izvorom toplinske energije do čir, a zatim se pomalo ohladi , Voda se najprije kondenzira, ali pri visokim temperaturama odmah nakon kondenzacije, može se zadržati vrlo malo amonijaka, tako da glavni dio amonijaka ostaje kao par. Ovdje, pod tlakom, tekući frakcija (voda) i plinoviti (amonijak) se odvajaju i odvojeno ohladi na sobnu temperaturu. Ohlađenu vodu s malim sadržajem amonijaka šalje se u apsorber i amonijak kada se ohladi u kondenzatoru postaje tekućina i ulazi u isparivač. Tamo pada tlak, a amonijak isparava, ponovno hlađenje isparivača i uzimati toplinu izvana. Onda opet parovi amonijaka parovi s vodom, uklanjaju višak amonijaka para iz isparivača i održavanje niskog tlaka tamo. Otopina obogaćena amonijakom se ponovno šalje u desorber za razdvajanje. U načelu, nije potrebno kuhati rješenje za desorpciju amonijaka, dovoljno je zagrijati ga blizu točke vrenja, a "dodatni" amonijak će nestati iz vode. Ali ključanje vam omogućuje da provedete odvajanje najbrže i učinkovitije. Kvaliteta takvog odvajanja je glavni uvjet koji određuje vakuum na isparivaču, i stoga je postao, učinkovitost apsorpcijske jedinice, a mnogi trikovi u dizajnu su usmjereni na to. Kao rezultat toga, prema organizaciji i broju faza radnog ciklusa, toplinske crpke za apsorpciju difuzije možda su najsloženije od svih uobičajenih vrsta takve opreme.

"Vrhunac" načela rada je da se ovdje generira hladnoću koristi za zagrijavanje radne fluorescencije (do vrenja). U isto vrijeme, vrsta izvora grijanja nije dovoljan, može čak biti otvorena vatra (plamen plamenika), tako da je korištenje električne energije opcionalno. Da bi se stvorila potrebna razlika tlaka, koja uzrokuje kretanje radnog fluida, ponekad se mogu koristiti mehaničke pumpe (obično u moćnim instalacijama za velike količine radnog fluida), a ponekad, osobito u domaćim hladnjacima, elementima bez pokretnih dijelova (termosifona ).

Hladnjak u apsorpcijskoj difuziji (ACH) hladnjak "Morozko-ZM". 1 - izmjenjivač topline; 2 - zbirka rješenja; 3 - baterija vodika; 4 - apsorber; 5 - regenerativni izmjenjivač topline plina; 6 - deflektiran ("deklariranje"); 7 - kondenzator; 8 - isparivač; 9 - generator; 10 - termofon; 11 - regenerator; 12 - cijevi slabog otopine; 13 - cijev za parenje; 14 - električni grijač; 15 - toplinska izolacija.

Prvi strojevi za hlađenje apsorpcije (ABCHM) na mješavini amonijeve vode pojavili su se u drugoj polovici XIX stoljeća. U svakodnevnom životu, zbog otrove amonijaka, nisu dobili mnogo češći, ali vrlo se široko koristi u industriji, pružajući hlađenje do -45 ° C. U jednofaznom ABCM-u teoretski, maksimalni kapacitet hlađenja jednak je količini topline utrošenog na grijanju (zapravo, naravno, primjetno manje). Upravo je ta činjenica ojačala povjerenje branitelja same formulacije drugog početka termodinamike, koji je rekao na početku ove stranice. Međutim, sada apsorpcijske toplinske pumpe premotavaju ovo ograničenje. Pedesetih godina prošlog stoljeća pojavio se učinkovitija dvostupanjska (dva kondenzatora ili dva apsorprana) bomberikularna abhm (rashladno - voda, apsorbent - librer librij bromid). Varijante od tri koraka Abch patentirane su 1985-1993. Njihovi prototip uzorci su savršeno superiorniji od dvostupanjskog od 30-50% i približavaju se masovnim modelima postavki kompresije.

Prednosti apsorpcijske toplinske crpke

Glavna prednost apsorpcijske toplinske crpke je sposobnost korištenja za svoj rad ne samo skupoj struji, već i bilo koji izvor topline dovoljne temperature i snage se pregrijati ili provedu parove, plamen plina, benzina i bilo koji drugi plamenici - do Ispušni plinovi i ispušna solarna energija.

Druga prednost tih agregata, posebno vrijednih u domaćim primjenama, je sposobnost stvaranja struktura koje ne sadrže pokretne dijelove, te stoga gotovo tihi (u sovjetskim modelima ovog tipa, ponekad je bilo moguće čuti mirnoj školjci ili a Sikvica pluća, ali, naravno, ne ide u koju usporedbu s bukom radnog kompresora).

Konačno, u kućanskim modelima, radno tijelo (obično je to smjesa vode-amonijaka s dodatkom vodika ili helija) u volumenama koje se koriste, nema veće opasnosti za druge čak iu slučaju nužde u slučaju nužde u radnom dijelu (to jest U pratnji vrlo neugodne zone, tako da ne primijetite snažno curenje, to je nemoguće, a prostor s hitnim jedinicama morat će otići i ventilirati "automatski"; ultra-prazne koncentracije amonijaka su prirodne i apsolutno bezopasne). U industrijskim postrojenjima, količine amonijaka su velike i koncentracija amonijaka tijekom propuštanja može biti smrtonosna, ali u svakom slučaju, amonijak je ekološki prihvatljiv, smatra se da, za razliku od freona, ne uništava ozonski omotač i ne uzrokuje staklenik posljedica.

Nedostaci apsorpcijskih toplinskih crpki

Glavni nedostatak ove vrste toplinskih crpki - niža učinkovitost u usporedbi s kompresijom.

Drugi nedostatak je složenost dizajna same agregata i prilično visokog korozivnog opterećenja iz radnog fluida ili zahtijevaju uporabu skupih i teško prerađenih materijala otpornih na koroziju ili skraćivanje vijek trajanja jedinice do 5 do 5 ..7 godina. Kao rezultat toga, trošak "željeza" se dobiva vidljivi od onog postavki kompresije istog izvedba (prvenstveno se odnosi na snažne industrijske agregate).

Treće, mnogi dizajni su vrlo kritični za plasman tijekom instalacije - posebno, neki modeli kućanskih hladnjaka zahtijevali su ugradnju strogo horizontalno, a već s odstupanjima za nekoliko stupnjeva odbio raditi. Korištenje prisilnog pomaka radnog fluida ubrzanjem uvelike uklanja oštrinu ovog problema, ali približite tihom termosiferu i iscrpljuju self-ethone zahtijeva vrlo temeljito poravnanje jedinice.

Za razliku od strojeva za kompresije, apsorpcija se ne boje previše niskih temperatura - oni su jednostavno opadaju. Ali nisam bio kod kuće stavio ovaj odlomak u odjeljak o nedostacima, jer to ne znači da mogu raditi u loddyjuappap - u hladnoj vodenoj otopini amonijaka bit će ispražnjena za razliku od strojeva za kompresije freona, zamrzavanje temperatura je obično ispod -100 ° C. Istina, ako led ne prekida ništa, nakon odmrzavanja apsorpcijske jedinice nastavit će raditi, čak i ako se ne isključuje sve to iz mreže, jer u njemu nema mehaničkih crpki i kompresora i grijanja U kućanskim modelima dovoljno je da kuhati u području grijač nije postao previše intenzivan. Međutim, sve to ovisi o karakteristikama određenog dizajna ...

Korištenje apsorpcijskih toplinskih crpki

Unatoč manje učinkovitosti i relativno veće cijene u usporedbi s kompresijskim postrojenjima, uporaba strojeva za apsorpciju topline apsolutno je opravdano tamo gdje nema struje ili gdje postoje velike volumerijske količine (potrošeni parovi, vrući ispušni ili dimni plinovi, itd - pravo besplatno grijanje ). Konkretno, posebni modeli hladnjaka koji djeluju iz plinskih plamenika, namijenjeni vozačima i putnicima nautičara.

Trenutno u Europi plinski kotlovi Ponekad zamijenjena apsorpcijskim toplinskim crpkama s grijanjem iz plinskog plamenika ili iz dizelskog goriva - dopuštaju ne samo da koriste toplinu izgaranja goriva, već i na "pumpe" dodatnu toplinu s ulice ili iz dubine zemlje!

Kao što iskustvo pokazuje, u svakodnevnom životu su prilično konkurentne i opcije s električnim grijanjem, prvenstveno u rasponu malih kapaciteta - negdje od 20 do 100 W. Manje snage je patrimonija termoelektričnih elemenata, a zahvaljujući više zahvaljujući više od prednosti sustava kompresije. Konkretno, među sovjetskim i post-sovjetskim brandovima hladnjaka ovog tipa bili su popularni "Morozko", "Sjever", "Crystal", Kijev s tipičnim volumenom rashladne komore od 30 do 140 litara, iako postoje modeli za 260 litara ("Crystal-12"). Usput, procjenu potrošnje energije, vrijedi razmotriti činjenicu da kompresije hladnjaka gotovo uvijek rade u kratkom periodičnom načinu rada, a apsorpcija je obično uključena u mnogo duže ili kontinuirano raditi. Stoga, čak i ako ocijenjena snaga grijača će biti mnogo manji od kapaciteta kompresora, omjer prosječne dnevne potrošnje energije može biti potpuno drugačiji.

Vortex toplinske pumpe

Vortex toplinske pumpe Koristi se za odvajanje toplih i hladnog zraka učinak rane. Suština učinka je da je plin, tangencijalno opskrbljen cijevi pri velikoj brzini, unutar ove cijevi uvrnut i odvojen: ohlađeni plin se može odabrati iz središta cijevi, a periferija se zagrijava. Isti učinak, iako u mnogo manjoj mjeri, djeluje za tekućine.

Prednosti Vortex toplinske crpke

Glavna prednost ove vrste toplinskih crpki je jednostavnost gradnje i odlične performanse. Vortex cijev ne sadrži pokretne dijelove, a pruža je visoku pouzdanost i dugi vijek trajanja. Vibracije i položaj u prostoru praktički ne utječu na njegov rad.

Snažan tok zraka dobro sprječava mraz, a učinkovitost vrtlog cijevi slabo ovisi o temperaturi ulaznog toka. Praktični nedostatak temeljnih ograničenja temperature povezanih s supercooling, pregrijavanjem ili smrzavanjem radnog fluida.

U nekim slučajevima, mogućnost postizanja rekordnog odvajanja visoke temperature na jednom pozornici igra svoju ulogu: brojevi hlađenja na 200 ° i više se daju u literaturi. Obično se jedna faza hladi zrak na 50..80 ° C.

Nedostaci Vortex toplinske crpke

Nažalost, učinkovitost tih uređaja trenutno je vidljivo inferiorna od učinkovitosti instalacija za kompresije isparavanja. Osim toga, za učinkovito djelo, oni zahtijevaju visoku stopu punjenja radnog fluida. Maksimalna učinkovitost se primjećuje pri brzini ulaznog protoka, jednaka 40..50% brzine zvuka - ovaj tok stvara mnogo buke, a osim toga zahtijeva produktivan i moćan kompresor - uređaj je također također ne miran i vrlo hirozan.

Odsutnost opće prihvaćene teorije ovog fenomena prikladna za praktičnu inženjersku uporabu, čini dizajn takvih agregata, puno empirijskog, gdje rezultat uvelike ovisi o sreći: "Pogodi - nije pogodio." Više ili manje pouzdani rezultati daje samo reprodukciju već stvorenih uspješnih uzoraka, a rezultati pokušaja da se značajno promijene određene parametre nisu uvijek predvidljivi i ponekad izgledaju paradoksalno.

Upotreba Vortex toplinskih crpki

Međutim, trenutno korištenje takvih uređaja se širi. Oni su opravdani prvenstveno tamo gdje već postoji plin pod pritiskom, kao i na raznim vatrom i eksplozivnim industrijama - nakon svega, tužiti opasnu zonu, protok zraka pod pritiskom često je mnogo sigurnije i jeftinije od povlačenja zaštićenog ožičenja i staviti električni motori u posebnom dizajnu.

Granice učinkovitosti toplinskih crpki

Zašto su toplinske pumpe još nisu rasprostranjene za grijanje (možda je jedina relativno uobičajena klasa takvih uređaja klima uređaji s inverter)? Postoji nekoliko razloga za to, a osim subjektivno, koji se odnose na nedostatak tradicija grijanja uz pomoć ove tehnologije, postoji i cilj, među kojima je mraz odabira topline i relativno uski temperaturni raspon za učinkovit rad ,

U Vortexu (prvenstveno plinske) instalacije problema hipotermije i mraza, obično ne postoji br. Oni ne koriste promjenu u ukupnom stanju radnog fluida, a snažan protok zraka obavlja funkcije sustava bez smrzavanja. Međutim, njihova učinkovitost je mnogo manja od toplinskih crpki isparavanja.

Supercooling

U toplinskim crpkama isparavanja osigurana je visoka učinkovitost zbog promjene agregatnog stanja radnog fluida - prijelaz iz tekućine do plina i leđa. Prema tome, ovaj proces je moguć u relativno uskom temperaturnom rasponu. Na previsokim temperaturama, radni fluori će uvijek ostati plinoviti, a s preniskom - to će ispariti s velikim poteškoćama ili će oklijevati. Kao rezultat toga, kada ostavite temperaturu izvan optimalnog raspona, većina energetski učinkovita faza prijelaza postaje teška ili je isključena iz radnog ciklusa, a učinkovitost instaliranja kompresije značajno pada, a ako rashladno sredstvo ostaje konstantno tekući, zatim uopće neće raditi.

Mraz

Odabir topline iz zraka

Čak i ako temperature svih blokova toplinske crpke ostaju u nužnom okviru, tijekom rada, jedinicu za odabir topline - isparivač je uvijek pokriven kapi vlage koji se kondenziraju iz okolnog zraka. No, tekuća voda teče sama po sebi, ne posebno sprječavajući izmjenu topline. Kada temperatura isparivača postane preniska, kondenzat pada zamrznuti, a nova kondenzacijska vlaga odmah se pretvara u oteku, koji ostaje na isparivaču, postupno formirajući debeli snijeg "krzna kaput" - to je mjesto gdje se događa u zamrzivaču obični hladnjak. Kao rezultat toga, učinkovitost izmjene topline značajno se smanjuje, a onda morate prestati raditi i sramotiti isparivač. U pravilu, u isparivaču hladnjaka, temperatura se smanjuje za 25..50 ° C, a u klima uređajima zbog njihove specifičnosti, temperaturna razlika je manja od 10..5 ° C. To postaje jasno zašto većina Klima uređaji ne konfiguriraju temperaturu ispod +13. + 17 ° S - Ovaj prag je instaliran svojim konstruktorima kako bi se izbjeglo zaleđivanje isparivača, jer se njegov način odmrzavanja obično ne predviđa. Ovo je jedan od razloga zašto gotovo svi klima uređaji s modom inverter ne rade ni s ne vrlo velikim negativnim temperaturama - samo u najviše u posljednje vrijeme Modeli su se počeli pojavljivati, dizajnirani za rad tijekom mastiju do 25 ° C. U većini slučajeva, već na -5 .- 10 ° C, troškovi energije za odmrzavanje su usporedivi s količinom topline koja se učita iz ulice, a prijenos topline s ulice je neučinkovit, pogotovo ako vlažnost na otvorenom Zrak je blizu 100%, - onda je vanjski filter topline prekriven ledom, posebno brzo.

Odabir tla i topline vode

U tom smislu, kao ne-zamrzavanje izvora "hladne topline" za toplinske pumpe, toplina iz zemaljskih depleta postaje sve više i širi. U isto vrijeme, shvaćeno je po ne-zagrijanim slojevima Zemljine kore, koji su na dubini više kilometra, a čak ni geotermalne izvore vode (iako, ako će biti sretni i oni će biti blizu, bilo bi glupo zanemariti takav dar za sudbinu). To je zbog "normalnih" toplinskih slojeva tla koja se nalazi na dubini od 5 do 50 metara. Kao što je poznato, u srednjoj traci, tlo na takvim dubinama ima temperaturu narudžbe + 5 ° C, koja se mijenja vrlo malo tijekom cijele godine. U više južnih regija ova temperatura može doseći + 10 ° C i više. Dakle, temperaturna razlika između udobnog + 25 ° C i tla oko selekcije topline vrlo je stabilna i ne prelazi 20 ° C, bez obzira na mraz izvan prozora (treba napomenuti da je temperatura na izlazu topline Crpka je +50 .. + 60 ° C, ali i temperatura pada na 50 ° C. pune sile za toplinske pumpe, uključujući moderne kućne hladnjake, mirno pružanje u zamrzivaču -18 ° C na temperaturi u prostoriji iznad + 30 ° C).

Ipak, ako skočite jedan kompaktan, ali snažan izmjenjivač topline, malo je vjerojatno da će uspjeti postići željeni učinak. Zapravo, izbor topline u ovom slučaju djeluje kao isparivač zamrzivača, a ako je na mjestu gdje se nalazi, ne postoji snažan priljev topline (geotermalni izvor ili podzemna rijeka), brzo će zamrznuti okolno tlo, na ono što će sve toplinske crpke završiti. Rješenje može biti izbor topline iz jedne točke, ali ravnomjerno s velikim podzemnim volumenom, no troškovi izgradnje toplinskog selekcije koji pokriva značajnu dubinu od tisuću kubičnih metara tla, najvjerojatnije će to rješenje učiniti apsolutno neprofitabilno , Manje skupa opcija - bušenje nekoliko jažica s intervalom od nekoliko metara jedan od drugoga, kao što je učinjeno u eksperimentalnoj moskovskoj regiji "Active House", ali to nije nitko drugi koji je dobro proveo za vodu, može samostalno procijeniti troškove Stvaranje geotermalnih polja barem od desetaka od 30 metara. Osim toga, trajan izbor topline, iako manje snažan nego u slučaju kompaktnog izmjenjivača topline, i dalje će smanjiti temperaturu tla oko kolektora topline u usporedbi s izvornom. To će dovesti do smanjenja učinkovitosti toplinske pumpe tijekom dugotrajnog rada, a razdoblje stabilizacije temperature na novoj razini može potrajati nekoliko godina tijekom koje će se pogoršati uvjeti za ekstrakciju topline. Međutim, moguće je pokušati djelomično kompenzirati zimski gubitak topline u ojačani preuzimanjem na dubinu ljetne vrućine. Ali čak ni s obzirom na dodatne troškove energije o ovom postupku, koristi od nje neće biti prevelika - toplinski kapacitet tla topline akumulatora razumnih veličina je prilično ograničen, a to očito nije dovoljno za cijelu rusku zimu, Iako je takva toplinska rezervata još bolja nego ništa. Osim toga, razina, volumen i brzina podzemnih voda je vrlo važno ovdje - obilno navlaženo tlo s dovoljno velikom brzinom protoka vode neće dopustiti "dionicama za zimu" - tekuće vode će nositi ubrizgavu toplinu s njom ( Čak i oskudno kretanje podzemnih voda za 1 metar dnevno u samo tjedan dana će srušiti sjajnu toplinu za 7 metara, i bit će izvan radnog područja izmjenjivača topline). Istina, isti otpad podzemnih voda će smanjiti stupanj tla hlađenog zimi - novi dijelovi vode donijet će novu toplinu, a od njih daleko od izmjenjivača topline. Stoga, ako postoji duboko jezero, veliki ribnjak ili rijeka, nikada ne zamrzavanje do dna, onda je bolje ne kopati tlo, nego staviti relativno kompaktan izmjenjivač topline u vodu - za razliku od fiksnog tla, čak iu Nefleksibilan ribnjak ili jezero, konvekcija slobodnog vode sposobna je pružiti mnogo učinkovitiju opskrbu toplinom za toplinu imovine iz značajne količine spremnika. Ali ovdje je potrebno osigurati da izmjenjivač topline ne nadgleda izmjenjivač topline na točku zamrzavanja vode i neće početi zatvarati led, jer je razlika između konvekcijskog izmjene topline u vodi i prijenosu topline ogromna (na istoj Vrijeme, toplinska vodljivost smrznutog i otključanog tla često se ne razlikuje toliko snažno, pokušaj korištenja ogromne topline kristalizacije vode u stanici topline u tlu pod određenim uvjetima može se opravdati).

Princip rada geotermalne toplinske pumpe Na temelju prikupljanja topline iz tla ili vode i prijenosa na sustav grijanja zgrade. Da biste prikupili toplinu, tekućinu ne zamrzavanja teče kroz cijev koja se nalazi u tlu ili rezervoaru u blizini zgrade, do toplinske pumpe. Toplinska pumpa, poput hladnjaka, hladi tekućinu (odabire toplinu), dok se tekućina ohladi na približno 5 ° C. Tekućina teče preko cijevi u vanjskom tlu ili vodi, obnavlja temperaturu i ponovno ide u termalnu pumpu. Toplinski prijenos topline se prenosi na sustav grijanja i / ili zagrijane tople vode.

Moguće je odabrati toplinu u podzemnim vodama - podzemna voda s temperaturom od oko 10 ° C dobiva se iz bunara do toplinske pumpe, koja hladi vodu do +1 ... + 2 ° C i vraća vodu ispod tla. Toplinska energija je u bilo kojoj stavkama s temperaturom iznad dvjesto sedamdeset i tri stupnja Celzija - takozvane "apsolutne nule".

To jest, toplinska crpka može uzeti toplinu iz bilo koje stavke - zemljište, spremnik, led, stijene itd. Ako se zgrada, na primjer u ljeto treba ohladiti (uvjetovano), onda se događa obrnuti proces - toplina se uzima iz zgrade i vraća se na tlo (spremnik). Ista toplinska crpka može raditi zimi za grijanje, a ljeti se ohladi zgradu. Očito, toplinska pumpa može zagrijati vodu za vruću dobru vodu, klimatizaciju kroz fcoels, zagrijati bazen, cool, kao što je klizalište, zagrijavanje krovova i pjesama od leda ...
Jedna oprema može obavljati sve funkcije na toplini i hlađenju zgrade.

Situacija je takva da je najpopularniji način na način da se stan koristi kotlove grijanja - plin, kruto gorivo, dizel i još manje - električni. Ali takav jednostavan i istovremeno high-tech sustavi, kao što su termalne crpke, nisu primili široku distribuciju i vrlo uzalud. Za one koji vole i znaju izračunati sve, njihove prednosti su očite. Grijanje crpke za grijanje ne spaljuju nepomirnu rezerve prirodnih resursa, što je izuzetno važno ne samo sa stajališta zaštite okoliša, već i štedi energiju, jer postaju sve skuplje svake godine. Osim toga, uz pomoć toplinskih crpki, moguće je ne samo da povuče sobu, već i toplo tople vode za potrebe kućanstva i klimatiziranu sobu ljeti.

Načelo djelovanja toplinske crpke

Ostanimo nas na principu termalne pumpe. Podsjetimo kako hladnjak radi. Proizvodi proizvoda koji se postavljaju u njemu i bacaju se u radijator koji se nalazi na stražnjem zidu. Lako je biti siguran da mu se svidjelo. Otprilike istog principa kod kućanskih klima uređaja: oni ispumpavaju toplinu iz sobe i bacite ga u hladnjak koji se nalazi na vanjskom zidu zgrade.

Na temelju toplinske pumpe, hladnjak i klima uređaj je karno ciklus.

1. Rashladno sredstvo, pomicanje duž izvora topline niskog temperature, na primjer, tlo, zagrijava se za nekoliko stupnjeva.
2. Zatim ulazi u izmjenjivač topline, nazvan isparivač. U isparivaču, rashladno sredstvo daje domaćin topline rashladnog sredstva. Rashladan - Ovo je posebna tekućina koja se pretvara u paru na niskoj temperaturi.
3. Uzimajući temperaturu od rashladnog sredstva, grijani rashladno sredstvo pretvara se u paru i ulazi u kompresor. Kompresor komprimira rashladno sredstvo, tj. Povećanje pritiska, zbog čega se njegova temperatura povećava.
4. Vruće komprimirano rashladno sredstvo ulazi u drugi izmjenjivač topline, nazvan kondenzator. Ovdje rashladno sredstvo daje toplinu drugom nosaču topline, koji je osiguran u sustavu kućnog grijanja (voda, antifriz, zrak). U ovom slučaju, rashladno sredstvo se ohladi i ponovno se pretvara u tekućinu.
5. Zatim, rashladno sredstvo ulazi u isparivač, gdje se zagrijava od novog dijela zagrijanog rashladnog sredstva, a ciklus se ponavlja.

Kako bi se osiguralo rad toplinske crpke, potrebno je struju. Ali još je mnogo profitabilnije od korištenja samo električnog grijača. Budući da električni kotler ili električni grijač provodi upravo istu električnu energiju jer daje toplinu. Na primjer, ako je grijač napisao snagu od 2 kW, on troši 2 kW po satu i daje 2 kW toplinu. A toplinska crpka proizvodi toplinu u 3 - 7 puta više od potrošnje električne energije. Na primjer, 5,5 kW / sat se koristi za rad kompresora i crpke, a toplina se dobiva 17 kW / sat. To je tako visoka učinkovitost i glavna je prednost termalne pumpe.

Prednosti i nedostaci sustava grijanja "Termička crpka"

Postoje mnoge legende i zablude oko termalnih crpki, unatoč činjenici da to nije tako inovativni i high-tech izum. Uz pomoć toplinskih crpki, sve "tople" države u Sjedinjenim Državama grijane su, gotovo sve Europe i Japana, gdje se tehnologija radi gotovo na ideal i dugo vremena. Usput, nemojte misliti da je takva oprema isključivo strana tehnologija i došla nam nedavno. Uostalom, u SSSR-u, takvi agregati su korišteni na eksperimentalnim objektima. Primjer ovoga je "prijateljstvo" sanatorij u Yalti. Osim futurističke arhitekture, nalik na "kolibu na nogama za kauče", ovaj sanatorij je također glorificiran činjenicom da od 80-ih godina 20. stoljeća koristi toplinske crpke za grijanje industrijske. Izvor topline je obližnji more, a sama crpka ne samo da zagrijava sve prostorije sanatorij, već također osigurava toplu vodu, zagrijava vodu u bazenu i hladi se u suftarskom razdoblju. Pokušajmo raspršiti mitove i utvrditi da li ima smisla dati stanovanje na ovaj način.

Prednosti sustava grijanja s termalnom pumpom:

• Štednju na izvoru energije.Zbog rastućih cijena plina i dizelskih goriva, vrlo relevantna prednost. U stupcu "Mjesečni troškovi" bit će samo struja, koju smo već napisali potrebni su mnogo manje nego što stvarno proizvodi toplinu. Kada kupujete agregat, potrebno je obratiti pozornost na takav parametar kao koeficijent toplinske transformacije "φ" (može biti još jedan koeficijent toplinske transformacije, koeficijent ili temperatura energetskog transformacije). Pokazuje omjer količine topline na izlazu na potrošenu energiju. Na primjer, ako je φ \u003d 4, zatim po cijeni od 1 kW / sat dobivamo 4 kW / sat toplinske energije.
• Uštede na održavanju, Toplinska crpka ne zahtijeva nikakvu posebnu vezu. Trošak njegove usluge je minimalan.
• Može se instalirati na bilo koji teren, Izvori niske temperature topline za rad toplinske crpke mogu biti tlo, voda ili zrak. Gdje god ste izgradili kuću, čak i na stjenovitom području, uvijek će moći pronaći "hranu" za agregat. U području uklonjeno na plin autoceste, to je jedan od najuptimalnijih sustava grijanja. Čak iu regijama bez vodova, možete instalirati benzin ili dizelski motor kako biste osigurali rad kompresora.
• Nema potrebe pratiti rad crpke, dodajte gorivo, kao u slučaju krutog goriva ili dizelskog kotla. Cijeli sustav grijanja s toplinskom crpkom je automatiziran.
• Možete otići dugo vremena I nemojte se bojati da će se sustav zamrznuti. Može se spremiti postavljanjem crpke kako bi se osigurala temperatura od +10 ° C u stambenoj sobi.
• Sigurnost okoliša. Za usporedbu, koristeći tradicionalne kotlove, gorivo gori gorivo, razne oksides CO, CO2, NOx, SO2, PBO2 uvijek se formiraju, kao rezultat kuće na tlu, namire se fosforna, dušiko, sumporne kiseline i benzojeve spojeve. Tijekom rada toplinske pumpe, ništa se ne odbacuje. I rashladno sredstvo koje se koristi u sustavu je apsolutno siguran.
• To se također može zabilježiti očuvanje nepovratnih prirodnih resursa planeta.
• Sigurnost za ljude i imovinu, U termalnoj pumpi, ništa se ne zagrijava na takvu temperaturu da uzrokuje pregrijavanje ili eksploziju. Osim toga, jednostavno nema što eksplodirati. Tako se može pripisati potpuno vatrootpornim agregatima.
• Termičke crpke uspješno rade čak i na sobnoj temperaturi -15 ° C, Dakle, ako se čini da je takav sustav može zagrijati kuću samo u regijama s toplom zimom do +5 ° C, onda su pogriješili.
• Reverzija toplinske crpke, Neosporna prednost je svestranost instalacije, s kojom je moguće i da se ulazi u ljeto i ohladite. U vrućim danima, toplinska pumpa uzima toplinu iz sobe i usmjerava ga na skladištenje, gdje će ga ponovno odvesti. Imajte na umu da nisu sve toplinske crpke reverzibilne sposobnosti, već samo neke modele.
• Izdržljivost, Uz pravilnu skrb, toplinske pumpe sustava grijanja žive od 25 do 50 godina bez većih popravaka, a samo jednom svakih 15 - 20 godina treba zamijeniti kompresor.

Nedostaci sustava grijanja s termalnom pumpom:

• Velika početna ulaganja. Osim činjenice da su toplinske crpke za cijene grijanja prilično visoke (od 3000 do 10.000 CU), potrebno je ne manje potrošiti na raspored geotermalnog sustava od samog crpke. Iznimka je zračna toplinska crpka koja ne zahtijeva dodatni rad. Pumpe s toplinske crpke ne uskoro (nakon 5 - 10 godina). Dakle, odgovor na pitanje, koristiti ili ne koristiti toplinsku pumpu za grijanje, radije ovisi o preferencijama vlasnika, njegovim financijskim mogućnostima i uvjetima gradnje. Na primjer, u regiji u kojoj je priključena plinska autocesta i veza s njom je jednako kao i toplinska crpka, ima smisla dati preferencije.

• U područjima gdje temperatura zimi pada ispod -15 ° C, potrebno je koristiti dodatni izvor topline., To se zove sustav bivalentnog grijanja, u kojoj toplinska pumpa osigurava toplinu sve dok ulica ne bude do -20 ° C, a kada se ne nosi, spojen je, na primjer, električni grijač ili plinski kotao, ili generator topline.

• Najpoželjnije je koristiti toplinsku crpku u sustavima rashladnog sredstva za niskotemperatum, kao što je sustav "topli kat" (+35 ° C) i zavojnica (+35 - +45 ° C). Zavojnicaoni su fan konvektor u kojem se topline / hladni prijenos pojavljuje iz vodenog zraka. Za raspored takvog sustava u staroj kući, potpuna rekonstrukcija i restrukturiranje, što će podrazumijevati dodatne troškove. Prilikom izgradnje nove kuće to nije nedostatak.
• Ekologija toplinskih crpkiuzimanje topline iz vode i tla, nekoliko rođaka. Činjenica je da je u procesu rada, prostor oko cijevi s rashladnim sredstvom se ohladi, a to krši uspostavljeni ekosustav. Doista, čak iu dubinama tla žive anaerobni mikroorganizmi, pružajući život složenijih sustava. S druge strane, u usporedbi s proizvodnjom plina ili oštećenja ulja iz toplinske pumpe je minimalan.

Izvori topline za toplinsku crpku

Termičke crpke uzimaju toplinu iz tih prirodnih izvora koji akumuliraju sunčevo zračenje tijekom toplog razdoblja. Ovisno o izvoru topline, toplinske crpke se razlikuju.

Prvenstvo

Tlo je najstabilniji izvor topline koji se nakuplja po sezoni. Na dubini od 5-7 m temperatura tla je gotovo uvijek konstantna i jednaka je oko +5 - +8 ° C, a na dubini od 10 m - uvijek konstantnom + 10 ° C. Metode prikupljanja topline iz tla dva.

Horizontalni kolektor tla To je položena horizontalna cijev uz koje rashladno sredstvo cirkulira. Dubina horizontalnog kolektora izračunava se pojedinačno ovisno o uvjetima, ponekad je 1,5 - 1,7 m - dubine smrzavanja tla, ponekad ispod - 2 - 3 m da se osigura veća stabilnost temperature i manja razlika, a ponekad samo 1 - 1,2 m - ovdje se tlo počinje brže zagrijati. Postoje slučajevi kada je opremljen dvoslojni horizontalni kolektor.

Horizontalne kolektorske cijevi mogu imati drugačiji promjer od 25 mm, 32 mm i 40 mm. Oblik njihovih izgleda može biti i drugačiji - zmija, petlja, cik-cak, razne spirala. Udaljenost između cijevi u zmiji mora biti najmanje 0,6 m, a obično je 0,8 - 1 m.

Specifična toplinska ljepila Iz svakog metra cijevi, cijev ovisi o strukturi tla:

• Pijesak suhi - 10 w / m;
• Suho dlake - 20 w / m;
• Clay je žao - 25 w / m;
• Glina s vrlo velikim sadržajem vode - 35 w / m.

Za grijanje kuće s površinom od 100 m2, pod uvjetom da je tlo mokra glina, trebat će vam 400 m2 površine kolektora. To je dosta - 4 - 5 hektara. S obzirom na činjenicu da ne bi trebalo biti zgrada na ovom području i samo travnjak i cvjetnjaci su dopušteni s jednogodišnjim bojama, a ne mogu svatko priuštiti da opremiti horizontalni kolektor.

Prema kolekcionarskim cijevima, teče posebne tekućine, također se naziva i "Blane" ili antifriz, na primjer, 30% otopina etilen glikola ili propilen glikola. "Slone" skuplja toplinu tla i glave do toplinske pumpe, gdje prenosi njegovo rashladno sredstvo. Ohlađena "slana otopina" leđa natrag u prikupljač zemlje.

Vertikalna sonda tla To je sustav cijevi otvorenih za 50 - 150 m. Može biti samo jedna U-u obliku cijevi, spuštena na veliku dubinu od 80 - 100 m i pumpa se betonom otopinom. A može postojati sustav cijevi u obliku slova U spušten 20 m da skuplja energiju s većom površinom. Izvršenje vježbi na dubini od 100 - 150 m nije samo skupo, već također zahtijeva posebnu dozvolu, zbog čega često idu na lukavstvo i opremiti nekoliko sonda male dubine. Udaljenost između takvih sonda čini 5 do 7 m.

Specifična toplinska ljepila Iz okomitog kolektora također ovisi o pasmini:

• Sedimentne pasmine suhe - 20 w / m;
• Sedimentne pasmine zasićene vodom i stjenovitim tlom - 50 w / m;
• Stony tlo s visokom koeficijentom toplinske vodljivosti - 70 w / m;
• Podzemna (iskrivljena) voda - 80 w / m.

Područje ispod vertikalnog kolektora potrebno je vrlo malo, ali troškovi njihovog aranžmana je veći od onog horizontalnog kolektora. Prednost vertikalnog kolektora je također stabilnija temperatura i veća opskrba toplinom.

Voda

Moguće je koristiti vodu kao izvor topline na različite načine.

Kolekcionar na dnu otvorenog ne-zamrzavanja spremnika - Rijeke, jezera, more - je cijev s "slanom vojom, zbunjen teretom. Zbog temperature nosača topline, ova se metoda dobiva najprofitabilnija i ekonomičnija. Samo oni od kojih voda nije dodatna 50 m može biti opremljena, inače se izgubi učinkovitost instalacije. Kao što razumijete, nema takvih uvjeta za svakoga. Ali ne koristiti toplinske pumpe u obali stanovnici jednostavno su kratkovidni i glupi.

Kolekcionar u otvaranju kanalizacije Ili ispusne vode nakon tehničkih instalacija mogu se koristiti za grijanje kuća, pa čak i visoke zgrade i industrijska poduzeća unutar grada, kao i za pripremu tople vode. Što je uspješno učinjeno u nekim gradovima naše domovine.

Bušotina ili podzemna voda Koristite rjeđe od drugih kolektora. Takav sustav uključuje konstrukciju dviju bunara, iz jedne vode je zatvorena, koja prenosi svoju toplinu u rashladno sredstvo u toplinskoj pumpi, a ohlađena voda se resetira. Umjesto dobro može biti dobro filtriranje. U svakom slučaju, dobro treba biti na udaljenosti od 15 do 20 m od prvog, pa čak i niže u protoku (podzemna voda također ima vlastitu struju). Ovaj sustav je prilično složen u pogonu, budući da je kvaliteta vode primljena, potrebno je pratiti - filtrirati i zaštititi dijelove toplinske pumpe (isparivač) od korozije i kontaminacije.

Zrak

Najjednostavniji dizajn ima sustav grijanja s zračnom termalnom pumpom, Nije potreban dodatni kolekcionar. Zrak iz okoline izravno ulazi u isparivač, gdje prenosi svoju toplinu na rashladno sredstvo, a zauzvrat prenosi nosač topline u kući. Može biti zrak za ljubitelje ili vodu za topli pod i radijator.

Trošak instaliranja zračne toplinske crpke je najumanji, ali izvedba instalacije ovisi o temperaturi zraka. U područjima s toplim zimama (do + 5 - 0 ° C), to je jedan od najekonomičnijih izvora topline. Ali ako temperatura zraka padne ispod -15 ° C, izvedba pada toliko da ne ima smisla koristiti crpku, a to je više isplativo uključivanje uobičajenog električnog grijača ili kotla.

Na zračnim termalnim crpkama za recenzije grijanja vrlo su kontradiktorne. Sve ovisi o regiji njihove uporabe. Korisno je koristiti ih u regijama s toplim zimama, na primjer, u Sočiju, gdje ne trebaju ni duplikacijski izvor topline u slučaju teških mraza. Također možete instalirati zračne toplinske crpke u regije, gdje je relativno suhi zrak i temperatura zimi do -15 ° C. Ali u mokro i hladnoj klimi, takve instalacije pate od zaleđivanja i mraza. Ilicles se drže na ventilatoru ne dopuštaju cijeli sustav normalno.

Grijanje s toplinskom pumpom: Trošak sustava i troškovi rada

Odabrana je snaga toplinske crpke ovisno o funkcijama koje će mu biti dodijeljene. Ako se samo zagrijavaju, kalkulacije se mogu izvršiti u posebnom kalkulatoru, uzimajući u obzir toplinski gubitak zgrade. Usput, najbolja performansa toplinske pumpe s toplinskim gubitkom zgrade nije više od 80 - 100 w / m2. Za jednostavnost, mi ćemo to uzeti za grijanje kuće na 100 m2 sa stropovima s visinom od 3 m i gubitak topline 60 W / m2, potrebna je crpka s kapacitetom od 10 kW. Da biste izliječili vodu, morat ćete uzeti agregat s rezervom snage - 12 ili 16 kW.

Trošak termalne pumpe To ne ovisi samo o moći, već i od pouzdanosti i zahtjeva proizvođača. Na primjer, agregat s kapacitetom od 16 kW ruske proizvodnje koštat će 7000 USD, a stranu pumpa RFM 17 kapaciteta 17 kW košta oko 13,200 Cu. Sa svu povezanom opremom, osim kolektora.

Sljedeći redak troškova bit će raspored kolektora, Također ovisi o snazi \u200b\u200binstalacije. Na primjer, za kuću od 100 m2, u kojoj su topli podovi (100 m2) ili grijaći radijatori svugdje instalirani, 80 m2 radijatora, kao i za grijanje vode na +40 ° sa 150 l / sat, bit će potrebno bušotine za kolekcionare. Takav vertikalni kolektor će koštati 13000 USD.

Kolekcionar na dnu spremnika će koštati malo jeftinije. Pod istim uvjetima, to će koštati 11000 cu Ali bolje je instalirati geotermalni sustav u specijaliziranu u specijalizirane tvrtke, može biti vrlo različita. Na primjer, raspored horizontalnog razvodnika za snagu crpke od 17 kW će koštati samo 2500 CU A za zračnu toplinu, kolektor uopće nije potreban.

Ukupni trošak toplinske pumpe 8000 Cu U prosjeku, raspored kolektora 6000 USD. prosjek.

U mjesečnom trošku grijanja, toplinska crpka uključuje samo troškovi električne energije, Možete ih izračunati ovako - potrošnja energije mora biti navedena na crpki. Na primjer, za gore spomenutu crpku s kapacitetom od 17 kW, potrošnja energije je 5,5 kW / sat. Ukupno, sustav grijanja radi 225 dana u godini, tj. 5400 sati. S činjenicom da termička crpka i kompresor u njemu radi ciklički, tada se potrošnja električne energije mora smanjiti dva puta. Za sezonu grijanja bit će potrošeno 5400 HP * 5,5 kW / h / 2 \u003d 14850 kW.

Razmnožimo broj KW potrošen na troškove energetskog prijevoznika u vašoj regiji. Na primjer, 0,05 USD Za 1 kW / sat. Ukupno za godinu će se potrošiti 742,5 Cu. Za svaki mjesec, u kojoj je toplinska crpka radila, 100 cu Troškovi električne energije. Ako dijelite troškove za 12 mjeseci, onda će mjesec dana raditi 60 USD.

Imajte na umu da je manja potrošnja energije toplinske pumpe, manje mjesečne troškove. Na primjer, postoji 17 kW crpki, koje godišnje troše samo 10.000 kW (košta 500 CU). Također je važno da je performanse toplinske crpke veća, što je manje temperaturna razlika između izvora topline i nosača topline u sustavu grijanja. Zato kažu da je to profitabilnije instalirati topli pod i fcoels. Iako se mogu instalirati i standardni grijaći radijatori s visokim temperaturama rashladnog sredstva (+65 - +95 ° C), ali uz dodatnu toplinsku bateriju, na primjer, indirektni kotao za grijanje. Za donošenje vode u PTV-u se također koristi kotao.

Termičke crpke su korisne kada se koriste u bivalentnim sustavima. Osim crpke, možete instalirati solarni kolektor, koji će moći u potpunosti pružiti pumpu za struju u ljeto, kada će raditi na hlađenju. Za zimsku sigurnost možete dodati generator topline koji će izvući vodu za PTV i visoke temperature radijatora.

Toplinska crpka je uređaj koji omogućuje nošenje toplinske energije od manjeg grijanog tijela do toplinskog tijela, povećavajući njegovu temperaturu. U posljednjih nekoliko godina, termičke crpke su u velikoj potražnji kao izvor alternativne toplinske energije, omogućujući primanje doista jeftina toplinabez zagađivanja okoliša.

Danas proizvode mnoge proizvođače opreme za inženjerstvo topline, a opći trend je takav da je u nadolazećim godinama to je toplinske crpke koje će zauzeti vodeću poziciju u nizu opreme za grijanje.

U pravilu se koriste toplinske crpke toplina podzemne vodeTemperatura od kojih tijekom cijele godine je približno na jednoj razini i + 10c, toplinu okoliša ili vodnih tijela.

Načelo njihovog rada temelji se na činjenici da bilo koje tijelo ima temperaturu iznad vrijednosti apsolutne nule ima rezervu toplinske energije, izravno proporcionalno njegovoj masi i specifičnoj toplini. Jasno je da more, oceani, kao i podzemne vode, masa je velika, imaju grandioznu rezervu toplinske energije, čija se djelomična upotreba na stambenom grijanju ne utječe na njihovu temperaturu i na okolišnu situaciju na planeta.

"Podignite" toplinsku energiju iz bilo kojeg tijela može ga samo hladiti. Količina topline posvećene u isto vrijeme (u primitivnom obliku) može se izračunati pomoću formule

Q \u003d CM (T2-T1) gdje

P:- zagrijana topla

C. - kapacitet kapaciteta

M. - težina

T1 t2. - temperaturna razlika na kojoj je tijelo hlađenje

Može se vidjeti iz formule da kada se ohladi jednim kilogramom rashladnog sredstva od 1000 stupnjeva do 0 stupnjeva, ista količina topline može se dobiti kao kada se ohladi 1000 kg rashladnog sredstva od 1 ° C do 0c.

Glavna stvar je biti u mogućnosti koristiti toplinsku energiju i poslati ga na grijanje stambenih zgrada i industrijskih prostora.

Ideja o korištenju toplinske energije manje grijana tijela nastala je sredinom 19. stoljeća, a njezino autorstvo pripada poznatom znanstveniku tog vremena Gospodin Kelvin. Međutim, onda opća ideja nije imala slučaj. Prvi projekt toplinske crpke predložio je 1855. godine i pripadao je Peter Ritter za Rittengeru. Ali nije dobio podršku i nije pronašao praktičnu primjenu.

"Drugo rođenje" toplinske crpke odnosi se na srednje četrdesetih godina prošlog stoljeća, kada su uobičajeni kućni hladnjaci dobili rasprostranjeni. Bilo je to oni koji su gurnuli švicarski Robert Weber na ideju o korištenju topline koju je oslobodio zamrzivač, za zagrijavanje vode za ekonomske potrebe.

Rezultirajući učinak bio je zapanjujući: količina topline tako velika da je dovoljno ne samo za opskrbu toplom vodom, već i grijanje vode za grijanje. Istina, u isto vrijeme morao sam raditi i raditi i doći do sustava izmjenjivača topline, što omogućuje iskorištavanje toplinske energije oslobođene hladnjakom.

Međutim, isprva je izum Roberta Webera smatrao smiješnom idejom i percipirana kao ideje od modernog poznatog naslova "lude ručke". Pravi interes u njemu pojavio se mnogo kasnije, kada je potraga za alternativnim izvorima energije bilo stvarno akutno. Tada je ideja toplinske crpke primila svoju trenutnu nacrt i praktičnu primjenu.

Moderne termalne crpke mogu se klasificirati ovisno o izvoru niske temperature, koja može biti tlo, voda (u otvorenoj ili podzemnoj vodi), kao i na vanjski zrak.

Rezultirajuća toplinska energija može se prenijeti na vodu i koristiti za grijanje vode i dovod tople vode, kao i zrak i primijeniti na grijanje i klimatizaciju. S obzirom na to, toplinske crpke su podijeljene u 6 vrsta:

• Od tla do vode (voda za tlo)
• Od tla do zraka (zrak primera)
• Od vode do vode (voda vode)
• Od vode do zraka (vodeni zrak)
• Iz zraka do vode (zračna voda)
• Iz zraka do zraka (zračni zrak)

Svaka vrsta termalnih crpki ima svoje karakteristične značajke instalacije i rada.

Metoda instalacije i značajke rada toplinske crpke Vodena voda

• Univerzalni dobavljač tla Niskotemperaturna toplinska energija

Tlo ima kolosalnu rezervu toplinske energije niske temperature. To je Zemljana kore koja stalno akumulira solarnu toplinu i zagrijava se iznutra, od jezgre planeta. Kao rezultat toga, na dubini od nekoliko metara, tlo uvijek ima pozitivnu temperaturu. U pravilu, u središnjem dijelu Rusije govorimo o 150-170 cm. Na toj dubini temperatura tla ima pozitivnu vrijednost i ne pada ispod 7-8 ° C.

Još jedna značajka tla je u tome što se čak i s teškim mrazom postupno zamrzava. Kao rezultat toga, minimalna temperatura tla na dubini od 150 cm se uočava kada se kalendarska proljeće na površini dođe na površinu i smanjena je potreba za zagrijavanjem topline.

To znači da će "odabrati" toplinu u zemlji u središnjoj regiji Rusije, izmjenjivači topline za akumulaciju toplinske energije moraju biti postavljeni na dubini ispod 150 cm.

U tom slučaju, rashladno sredstvo koje cirkulira u sustavu toplinske pumpe, prolazeći kroz izmjenjivače topline, zagrijat će se zbog topline tla, a zatim ulazak u isparivač, prenositi toplinu u vodu cirkulira u sustavu grijanja i vraća se u novi dio toplinske energije.

• Što se može koristiti kao rashladno sredstvo

Kao rashladno sredstvo u termalnim crpkama kao što je tlo-voda, takozvana "slanica" se najčešće koristi. Priprema se iz vode i etilena glikola ili propilen glikola. Neki sustavi koriste freon, koji u velikoj mjeri komplicira dizajn toplinske pumpe i dovodi do povećanja vrijednosti. Činjenica je da izmjenjivač topline pumpe ove vrste mora imati veliko područje izmjene topline, dakle, unutarnji volumen, koji zahtijeva odgovarajuću količinu rashladnog sredstva.

Pomoću freona Iako povećava učinkovitost toplinske pumpe, ali zahtijeva apsolutnu stezanje sustava i njezin otpor na povišeni tlak.

Za sustave s "slanom otopinom", izmjenjivači topline obično se izrađuju od polimernih cijevi, najčešće polietilen, promjer 40-60mm. Izmjenjivači topline imaju izgled horizontalnih ili vertikalnih kolektora.

To je cijev koja je položena u zemlju na dubini ispod 170 cm. Da biste to učinili, možete koristiti bilo koju neovlaštenu parcelu zemlje. Za praktičnost i povećanje područja izmjene topline, cijev je postavljen po cikzagu, petlji, spiralu itd. U budućnosti se ovo zemljište može koristiti ispod travnjaka, cvjetna ili vrta. Treba napomenuti da je izmjena topline između tla i kolektora bolje u vlažnom okruženju. Stoga se površina tla može biti hrabri za vodu i oploditi.

Vjeruje se da u prosjeku 1m2 tla daje od 10 do 40 W toplinsku energiju. Ovisno o potrebi toplinske energije, kolektorske petlje mogu biti bilo koje količine.

Vertikalni kolektor je sustav cijevi instaliranih u tlu okomito. Za to su bušotine začepljene dubini od nekoliko metara desetak, ili čak stotine metara. Najčešće, vertikalni kolektor je usko u bliskom kontaktu s podzemnim vodama, ali nije preduvjet Za njezino djelovanje. To jest, vertikalno instalirani podzemni kolektor može biti "suhi".

Vertikalni kolektor, kao i horizontalno, može imati gotovo bilo koji dizajn. Sustav tipa "cijevi u cijevi" i "petlje" dobila je najveću distribuciju, uz koje se slani otopina dovodi do pumpe i također se uzdiže natrag u isparivač.

Treba napomenuti da su vertikalni sakupljači najproduktivniji. To je objašnjeno njihovom položaju na velikoj dubini, gdje je temperatura gotovo uvijek na istoj razini i je 1-12 ° C. Kada koristite 1m2, moguće je dobiti od 30 do 100 W snage. Ako je potrebno, broj bušotina se može povećati.

Kako bi se poboljšao proces prijenosa topline između cijevi i tla, prostor između njih se izlije s betonom.

• Prednosti i nedostaci toplinskih crpki poput "tla vode"

Instalacija toplinske crpke u tlu zahtijeva značajna financijska ulaganja, ali njegova operacija omogućuje vam da dobijete gotovo slobodnu toplinsku energiju. Ne uzrokuje nikakvu štetu na okoliš.

Među prednostima termalne pumpe ovog tipa treba napomenuti:

• Trajnost: Može raditi nekoliko desetljeća u nizu bez popravka i održavanja
• Jednostavnost rada
• Sposobnost korištenja zemljišta za poljoprivredu
• Brza povrata: Prilikom zagrijavanja prostora značajnog područja, na primjer, od 300 m2 i više, pumpa plaća 3-5 godina.

S obzirom na činjenicu da je ugradnja izmjenjivača topline u tlu složeni agrotehnički rad, treba ih izvesti s preliminarnim razvojem projekta.

Kako funkcionira toplinska crpka

Toplinska crpka se sastoji od sljedećih elemenata:

• Kompresor koji djeluje iz uobičajene električne mreže
• Isparivač
• Kondenzator
• Kapilarna.
• Regulator temperature
• Radno tijelo ili rashladno sredstvo, na ono što je najprikladnije za freon

Načelo termičke pumpe može se opisati dobro poznatim Školski tečaj. Fizika "puld ciklus".

Plin (freon) koji ulazi u isparivač se širi, njegov tlak se smanjuje, što dovodi do njezine naknadne isparavanje, u kojem je, u dodiru s zidovima isparivača, aktivno uzima toplinu od njih. Temperatura zidova smanjuje, koja stvara temperaturnu razliku između njih i mase u kojoj se nalazi toplinska crpka. To je u pravilu, to su podzemne vode, morska voda, jezero ili tlo masa. Nije teško pretpostaviti da u isto vrijeme proces prijenosa toplinske energije počinje od grijanog tijela do manjeg grijanog tijela, koji su u ovom slučaju zidovi isparivača. U ovoj fazi rada, toplinska pumpa "pumpe" toplina iz medija rashladnog sredstva.

U sljedećoj fazi, rashladno sredstvo se apsorbira kompresorom, zatim komprimiranim i pod tlakom se dovodi do kondenzatora. U procesu kompresije povećava se njegova temperatura i može biti od 80 do 120 s, što je više nego dovoljno za grijanje i dovod vruće vode stambene zgrade. U kondenzatoru, rashladno sredstvo daje vlastitoj opskrbi toplinsku energiju, hladi, ulazi u tekuće stanje, a zatim ulazi u kapilaru. Tada se postupak ponavlja.

Za kontrolu rada toplinske crpke, koristi se termostat, s kojim se napajanje zaustavlja u sustav kada se dosegne u prostoriju određene temperature i nastaviti rad pumpe s smanjenjem temperature ispod unaprijed određenog vrijednost.

Toplinska pumpa može se koristiti kao izvor toplinske energije i organizirati sustav grijanja s njom sličnim sustavima grijanja na temelju kotla ili peći. Primjer takvog sustava prikazan je na gornjoj dijagramu.

Treba napomenuti da je rad toplinske pumpe moguć samo kada je spojen na izvor električne energije. U tom slučaju može se pogrešno pojaviti da se cijeli sustav grijanja temelji na korištenju električne energije. U stvari, za prijenos na sustav grijanja 1KW toplinsku energiju, približno 0,2-0,3 kW električne energije treba potrošiti.

Prednosti toplinske crpke

Među prednostima toplinske crpke treba dodijeliti:

• Visoka efikasnost
• Mogućnost prebacivanja iz načina grijanja u način klimatizacije i njegovu naknadnu uporabu ljeti za hlađenje soba
• Sposobnost korištenja učinkovitog sustava automatskog upravljanja
• Sigurnost okoliša
• Kompaktnost (nema više veličine hladnjaka u kućanstvu)
• Tihi rad
• Sigurnost požara, koja je posebno važna za kuće za grijanje

Među nedostacima toplinske crpke treba napomenuti složenost visoke cijene i instalacije.

Planski članak

Toplinska crpka je uređaj koji zagrijava vodu grijanja i tople vode, komprimiranje freona, izvorno zagrijan iz izvora niske dragocjene topline, kompresora do 28 bara. Podvrgnuti visokim tlakom, plinovitom rashladnom sredstvom s početnom temperaturom od 5-10 ° C; Ističe veliku količinu topline. Što vam omogućuje da zagrijete rashladno sredstvo potrošnje sustava do 50-60 ° C, bez uporabe tradicionalnih goriva. Stoga se vjeruje da je toplinska crpka korisniku u najjeftinijoj toplini.

Pročitajte više o prednostima i nedostacima Pogledajte video:

Takva oprema je operirana u Švedskoj, Danskoj, Finskoj i drugim zemljama za više od 40 godina, na državnoj razini podržava razvoj alternativne energije. Ne tako aktivno, ali više samopouzdanja svake godine, termalne crpke idu na rusko tržište.

Svrha članka:napravite pregled popularnih modela termalne crpke. Informacije će biti korisne nekome tko želi uštedjeti maksimum na grijanju i opskrbi toplom vodom vlastitog doma.

Toplinska crpka zagrijava kuću slobodne energije prirode

U teoriji, izbor topline je moguć iz zraka, tla, podzemnih voda, otpadnih voda (uključujući od septičkih i CNS), otvorenih rezervoara. U praksi, za većinu slučajeva, dokazana je uporabom opreme koja uzima toplinsku energiju iz zraka i tla.

Opcije s odabirom topline iz sepce ili kanalizacijske crpne stanice (KNS) su najviše primamljiviji. Pušenjem kroz rashladno sredstvo iz 15-20 ° C, na izlaz možete dobiti najmanje 70 ° C. Ali prihvaćanje ove opcije samo za sustav tople vode. Krug grijanja smanjuje temperaturu u "primamljivom" izvoru. Što dovodi do niza neugodnih posljedica. Na primjer, mraza otpadnih voda; I ako je krug izmjene topline stavljen na zidove kaputa, zatim septičnosti.

Najpopularniji TN pod potrebama CO i DHW-a su geotermalni (koristeći toplinu Zemlje) uređaja. Oni su istaknuti najboljim operativnim pokazateljima u toplim i hladnim klimatskim uvjetima, u pješčanom i glinenom tlu s različitim razinama podzemnih voda. Budući da se temperatura tla ispod dubine odvodnje gotovo ne mijenja tijekom cijele godine.

Načelo djelovanja toplinske crpke

Rashladno sredstvo se zagrijava iz izvora niske snage (5 ... 10 ° C) topline. Crpka komprimira rashladno sredstvo, čija temperatura raste (50 ... 60 ° C) i zagrijava sustav grijanja ili rashladnog sredstva PTV-a.

U procesu rada TN-a uključeni su tri toplinska kruga:

• vanjski (sustav s pumpom rashladnog sredstva i cirkulacije);
• međuprodukt (izmjenjivač topline, kompresor, kondenzator, isparivač, ventil za gas);
• potrošački krug (cirkulacijska crpka, topli kat, radijatori; na PTV - spremnik, vodootporne točke).

Sam proces izgleda ovako:

Kontura toplinskog metra

1. Tlo zagrijava slanu otopinu.
2. Cirkulacijska pumpa podiže slanu vodu u izmjenjivač topline.
3. Otopina se ohladi s rashladnim sredstvom (freno) i vraća se na tlo.

Izmjenjivač topline

1. Tekući freon, ispari, uzima toplinsku energiju na slanu vodu.
2. Kompresor komprimira rashladno sredstvo, a temperatura se oštro povećava.
3. U kondenzatoru, freon kroz isparivač daje energiju kruga grijanja nosača topline i ponovno postaje tekućina.
4. Ohlađeni rashladno sredstvo, kroz ventil za gas ide na prvi izmjenjivač topline.

Kontura grijanja

1. Grijani nosač topline sustava grijanja se zateže cirkulacijskom pumpom na elemente raspršivanja.
2. Daje toplinsku energiju zračne mase.
3. Ohlađenom rashladnom sredstvom na inverznoj cijevi se vraća u intermedijerni izmjenjivač topline.

Video S. detaljan opis Postupak:

Što je jeftinije za grijanje: električnu energiju, plin ili termalnu pumpu?

Dajemo troškove povezivanja svake vrste grijanja. Predstaviti opću sliku, uzmite Moskovsku regiju. U regijama se cijene mogu razlikovati, ali će omjer cijena ostati isti. U izračunima prihvaćamo da je "goli" dio - bez plina i električne energije.

Troškovi veze

Toplinska pumpa.Polaganje horizontalne konture po cijenama Mo - 10.000 rubalja po smjeni bagera s kubičnom kantom (odabire do 1000 m³ tla u 8 sati). Sustav za dom u 100 m² bit će pokopan u 2 dana (vrijedi za petlju, na kojem možete ukloniti do 30 W toplinsku energiju s 1 MP konture). Oko 5.000 rubalja mora biti potrebno za pripremu konture na posao. Kao rezultat toga, horizontalna opcija postavljanja primarnog kruga košta 25.000.

Bunast će biti skuplji (1.000 rubalja za vremensko brojilo, uzimajući u obzir instalaciju sonda, ugrađujući ih u jednu autocestu, punjenje punjenja rashladnog sredstva i ubijanja.), Ali znatno profitičan za buduće operacije. Na manjem zauzetom području mjesta, povratak se povećava (za dobro 50 m - najmanje 50 W s metra). Potrebne su potrebe crpke, pojavljuje se dodatni potencijal. Stoga cijeli sustav neće raditi za trošenje, ali s nekim rezervatom. Stavite 350 metara konture u vertikalne bušotine - 350 000 rubalja.

Plinski kotao. U moskovskoj regiji za spajanje na plinsku mrežu, radite na parceli i ugradnju zahtjeva za kotlovnice MOSOBLGAZ-a od 260.000 rubalja.

Električni kotao. Priključak trofazne mreže koštat će 10.000 rubalja: 550 - lokalne mreže, ostatak - na distribucijski štit, brojač i drugo punjenje.

Potrošnja

Raditi TN s toplinskom snagom od 9 kW 2,7 kW / h električne energije - 9 rubalja. 53 kopecks. u sat,

Specifična toplina tijekom izgaranja od 1 m³ plina je isti 9 kW. Kućanski plin za MO postavite 5 rubalja. 14 policajac. po kocki.

Electrocotel troši 9 kW / h \u003d 31 rubalja. 77 kopecks. u sat. Razlika s TN - gotovo 3,5 puta.

Eksploatacija

• Ako se plin otpusti, najprofitabilnija verzija za grijanje je plinski kotao. Opremljen je opremom (9 kW) najmanje 26.000 rubalja, mjesečne plaće za plin (12 sati / dan) bit će 1,850 rubalja.
• Snažna električna oprema je profitabilnija sa stajališta organiziranja trofazne mreže i stjecanja same opreme (kotlovi - od 10.000 rubalja). Topla kuća će koštati 11,437 rubalja mjesečno.
• Uzimajući u obzir početna ulaganja u alternativno grijanje (oprema 275 000 i instalacija horizontalnog kruga 25 000), TN, potrošnja električne energije za 3.430 rubalja / mjeseca, isplatit će se prije 3 godine.

Uspoređujući sve opcije za grijanje, podložno stvaranju sustava "od nule", postaje očito: plin neće biti mnogo profitabilnija geotermalna toplinska crpka, a grijanje električnom energijom u budućnosti 3 godine beznadno gubi i ove opcije ,

Uz detaljne izračune u korist operacije toplinske crpke, možete pročitati videozapis od proizvođača:

Neke dodatke i iskustvo učinkovitog rada pokriveni su ovom videom:

Glavne karakteristike

Prilikom odabira opreme iz svih raznih karakteristika obratite pozornost na sljedeće karakteristike.

Glavne karakteristike toplinskih crpki

Tehnički podaci	Raspon vrijednosti	Značajka
Toplinska snaga, kw	Do 8.	Prostorije s površinom od ne više od 80 - 100 m², sa visinom stropa ne više od 3 m.
	8-25	Za jednokratne zemlje s 2,5 m, s površinom od 50 m²; Vikendice za prebivalište, do 260 m².
	Više od 25 godina.	Preporučljivo je uzeti u obzir za 2-3 razine stambenih zgrada s 2,7 m stropovima; Industrijski objekti nisu više od 150 m², s visinom stropa od 3 ili više.
Potrošnja energije osnovne opreme (ograničena potrošnja pomoćnih elemenata) kW / h	Od 2 (od 6)	Karakterizira potrošnju energije kompresora i cirkulacijskih crpki (deset).
Shema rada	Zračni zrak	Transformirana toplinska energija zraka se prenosi u sobu s strujom zagrijanog zraka kroz splitski sustav.
	Zrak - voda	Energija uklonjena iz zraka prolazi kroz uređaj se prenosi na nosač topline tekućeg sustava grijanja.
	Slab voda	Prijenos toplinske energije iz obnovljivih izvora izvodi otopinu natrij ili kalcij.
	Vodena voda.	Prema otvorenoj glavnoj konturnoj autocesti, podzemne vode nose toplinsku energiju izravno na izmjenjivač topline.
Temperatura rashladnog sredstva na izlazu, ° s	55-70	Indikator je važan za izračunavanje gubitaka na dugi krug grijanja i pri organiziranju dodatnog toplinskog sustava.
Mrežni napon, v	220, 380	Potrošnja s jednom fazom snage ne više od 5,5 kW, samo za stabilnu (niskobno učitano) kućanstvo; Najjeftiniji - samo kroz stabilizator. Ako postoji 380 V mreža, poželjni su trofazni uređaji - veći raspon snage, manje je vjerojatno da će "odgoditi" mrežu.

Sažetak tablici

U članku smo pregledali najpopularnije modele, otkrili svoje snage i slabosti. S popisom modela možete pronaći u sljedećoj tablici:

Sažetak tablici

Model (proizvođač zemlje)	Značajka	Cijena, utrljajte.
Toplinske crpke za grijanje malih soba ili ispod PTV-a
1.	Sustav zračne vode; radi iz jedne faze mreže; Izrazna kondenzacijska linija umetnuta je u spremnik s vodom.	184 493
2.	"Ross-voda"; pokreće trofaznom mrežom; varijantna kontrola snage; Sposobnost povezivanja dodatne opreme - rekuperatora, visoke temperature opreme.	355 161
3.	Tip toplinske crpke "zračni vode" s napajanjem mreže 220V i funkcije zaštite zamrzavanja.	524 640
Oprema za sustave grijanja vikendica pod stalnim PMZ-om
4.	Shema "voda - voda". Da bi TN dao stabilan nosač topline 62 ° C u sustavu grijanja, mogućnost skupa kompresora i crpki (1,5 kW) nadopunjuje električni grijač s kapacitetom od 6 kW.	408 219
5.	Na temelju sheme zračne vode, u jednom uređaju koji se sastoji od dva bloka, se provode potencijali uređaja za hlađenje i grijanje.	275 000
6.	"Ross-Water", uređaj zagrijava rashladno sredstvo za radijatore do 60 ° C, može se koristiti u organizaciji kaskadnih sustava grijanja.	323 300
7.	U jednom slučaju s geotermalnom pumpom, spremnik se nalazi za sustav tople vode, 180 litara nosača topline	1 607 830
Snažne toplinske crpke za potrebe sustava grijanja i dovoda tople vode
8.	Mogući odabir topline iz tla i podzemnih voda; Rad je moguć kao dio kaskadnih sustava i daljinskog upravljača; Radi iz trofazne mreže.	708 521
9.	"Ross-voda"; Kontrola kapaciteta kompresora i učestalost rotacije cirkulacijskih crpki provodi se podešavanjem frekvencija; dodatni izmjenjivač topline; Mreža - 380 V.	1 180 453
10.	shema rada "voda-voda"; ugrađene crpke primarne i sekundarne konture; Moguće je povezati heliosystems.	630 125

Toplinske crpke za grijanje malih soba ili ispod PTV-a

Svrha - ekonomsko grijanje stambenih i pomoćnih prostora, održavanje sustava tople vode. Najniža potrošnja (do 2 kW) dodjeljuje se jednofazni modeli. Za zaštitu od skokova napona u mreži, trebaju stabilizator. Pouzdanost trofaznih, objašnjava se osobitošću mreže (opterećenje se ravnomjerno raspoređuje) i prisutnost vlastitih zaštitnih lanaca koji sprečavaju oštećenje uređaja tijekom pada napona. Oprema ove kategorije se ne nosi uvijek s istovremenim održavanjem sustava grijanja i krug dovoda tople vode.

1. HUCH ENTEC VARIO PRC S2-E (Njemačka) - od 184 493 rubalja.

HUCH ENTEC VARIO nije neovisno upravljan. Samo u paketu s akumulativnim spremnikom sustava tople vode. TN zagrijava vodu za sanitarne potrebe, hlađenje zraka u zatvorenom prostoru.

Od prednosti, mala potrošnja energije uređaja, prihvatljivu temperaturu vode u krugu PTV-a i funkciju čišćenja sustava (periodično kratkoročno grijanje na 60 ° C) iz patogenih bakterija u vlažnom okruženju.

Nedostaci su da se brtvi, prirubnice i manžete, moraju kupiti zasebno. Nužno izvorni, inače će biti jata.

Prilikom izračunavanja potrebno je zapamtiti da uređaj pumpa 500 m³ zraka na sat, tako da je minimalno područje prostorije u kojoj je instaliran, trebao bi biti najmanje 20 m², sa visinom stropa od 3 ili više ,

2. NIBE F1155-6 Exp (Švedska) - od 355 161 rubalja.

Model se proglašava kao "intelektualna" oprema, s automatskom postavkom za potrebe objekta. Uveden je strujni krug invertera kompresora - moguće je podesiti izlaznu snagu.

Prisutnost takve funkcije s malim brojem potrošača (mjesta za odvajanje vode, radijatore za grijanje), čini zagrijavanje malog doma profitabilnija nego u slučaju uobičajenog, nekonverter TN (u kojem nema glatke početak kompresora i izlazna snaga nije regulirana). Zbog nibe, s malim energetskim vrijednostima, sredstva su rijetko uključena, a njihova maksimalna potrošnja toplinske crpke nije više od 2 kW.

Pod uvjetima malog objekta, buka (47 dB) nije prihvatljiva. Optimalna opcija je zasebna soba. Ventiranje se nalazi na zidovima koji nisu susjedne sobe za odmor.

3. Fujitsu wsya100DD6 (Japan) - od 524 640 rubalja.

"Iz kutije" radi samo na grijanju u jednoj konturi. Po izboru sugerira skup za spajanje drugog kruga, s mogućnošću neovisnog postavljanja za svaku. Ali sama toplinska crpka je dizajnirana za sustav grijanja prostorije na 100 m², s visinom stropa ne više od 3 metra.

U popisu prednosti - male dimenzije, rad iz kućanske mreže, podešavanje temperature na izlazu od 8 ... 55 ° C, koji bi po planu proizvođača trebao nekako utjecati na udobnost i točnost kontrole povezanog sustavi.

Ali sve je prešlo nisku snagu. U našoj klimi, grijanje deklarirane 100 m², uređaj će raditi za trošenje. Što se potvrđuje čestim prijelazima uređaja na način rada "Alarm", s isključivanjem crpke i grešaka na zaslonu. Slučaj nije jamstvo. Fiksna oprema za ponovno pokretanje.

"Alarmi" utječu na potrošnju električne energije. Jer kad kompresor šuti, deset je uključen na posao. Stoga je zajednička povezanost CO i tople Paul (ili PTW) konture dopuštena u objektu s površinom ne više od 70 m².

Oprema za sustave grijanja tipičnih vikendica pod stalnim

Ovdje su geotermalni, zrak i voda (izmjenjiva termalna energija iz podzemnih) uređaja. Deklarirana izlazna snaga (najmanje 8 kW) dovoljna je da osigura sve potrošačke sustave ljetnih kuća (i stalnih rezidencija) domova. Mnoge termalne crpke ove kategorije imaju način hlađenja. Provedeni inverterski sustavi su odgovorni za gladak početak kompresora, zbog njegovog glatkog rada, delta se smanjuje (temperaturna razlika) rashladnog sredstva. Održava se optimalan način rada konture (bez nepotrebnog pregrijavanja i grijanja). Što nam omogućuje da smanjimo potrošnju električne energije u svim načinima rada TN. Najveći ekonomski učinak je u zračnim uređajima.

4. Vaillant Geillant Geotherm sww 61/3 (Njemačka) - od 408 219 rubalja.

Korištenje vode iz bunara kao rashladnog sredstva prvog kruga (samo VWW) omogućilo je pojednostavljenje dizajna i smanjiti cijenu TN bez gubitka u performansama.

Uređaj karakterizira mala potrošnja energije u glavnom načinu rada i niske buke.

Minus vaillant - zahtjevi za vodom (poznate slučajevi oštećenja opskrbe i izmjenjivača topline s željeznim i manganskim spojevima); Trebalo bi biti eliminiran za rad s jediničnim vodama. Situacija nije jamstvo, ali ako je instalacija izvršena od strane stručnjaka servisnog centra, to jest, koji će staviti tvrdnje.

Potrebno je sušiti, beskrupuloznu sobu, volumen od najmanje 6,1 m³ (2,44 m² na 2,5 m strop). Damping ispod crpke nije brak (kondenzacija je dopuštena od površina cirkuliranih kontura).

5. LG Therma v AH-W096A0 (Koreja) - od 275.000 rubalja.

Termička crpka sustava zračnog voda. Uređaj je 2 modula: vanjski uzima toplinsku energiju u zračne mase, unutarnje transformira i prenosi njegov sustav grijanja.

Glavni plus je univerzalnost. Možete konfigurirati, kako za grijanje i ohladiti objekt.

Nedostatak ovog LG Therma serije je da je njezin (i cijeli redak) potencijala nije dovoljno za potrebe vikendice, s površinom od više od 200 m².

Važna točka: Radni blokovi dvokomponentnog sustava ne mogu se smanjiti za više od 50 m u horizontalnoj ravnini i 30 m okomito.

6. Stiebel Eltron WPF 10ms (Njemačka) - od 323 300 rubalja.

Model WPF 10ms je najmoćniji od Stielebel Eltron termalne crpke.

Među prednostima - automatski podešeni način grijanja i mogućnost povezivanja 6 uređaja u kaskadu (to je paralelno ili uzastopno priključak instrumenata kako bi se povećala potrošnja, sustav tlaka ili hitne rezerve) sustav, do 60 kW.

Minus je da je organizacija snažne električne mreže, za istovremeno povezivanje 6 takvih uređaja, moguće samo uz dopuštenje lokalne podjele rosteddzora.

Postoji značajka u instaliranju načina rada: nakon što je potrebna prilagodba programu, trebate čekati dok kontrolna lampica ne izdibi. Inače, nakon zatvaranja poklopca, sustav će se vratiti na postavke izvora.

7. Daikin EGSQH10S18A9W (Japan) - od 1 607 830 rubalja.

Snažan uređaj za istovremeno osiguravanje topline CO, PTV-a i toplim kadom stambene zgrade, površine do 130 m².

Programabilni i korisnički upravljani načini; U okviru navedenih parametara kontroliraju se svi obrisi; Postoji ugrađeni pogon (za potrebe PTV-a) za 180 litara i pomoćnih grijača.

Nedostataka, impresivan potencijal koji se neće u potpunosti uključiti u kuću od 130 m²; Cijena, zbog čega se razdoblje povrata rasteže na neodređeno vrijeme; Nije implementirano u automatskoj adaptaciji osnovne konfiguracije za vanjske klimatske uvjete. Instalirani su termistori (toplinski otpornici) okruženja. To je, s promjenama vanjske temperature, predlaže se prilagoditi ručno način rada.

Oprema za objekte s većom potrošnjom topline

Dovršiti potrebu za toplinskom energijom stambenih i poslovnih zgrada, s površinom od više od 200 m². Daljinski upravljač, kaskadni rad, interakcija s rekuperatorima i heliosystems - proširiti korisničke mogućnosti u stvaranju udobne temperature.

8. Waterkotte Ecotouch DS 5027.5 AI (Njemačka) - od 708 521 rubalja.

Modifikacija DS 5027.5 AI je najmoćnija na ECOTOUCH liniji. Smjerno zagrijava rashladno sredstvo za grijanje i osigurava toplinsku energiju sustava PTV u sobama do 280 m².

Spiralni (najproduktivniji postojeći) kompresor; Podešavanje brzine protoka rashladnog sredstva omogućuje vam da se dobijete stabilne pokazatelje temperature izlazne temperature; zaslon u boji; Rusirani jelovnik; Uredni izgled i niska buka. Svaki detalj za udoban rad.

U aktivnoj uporabi raspršivača vode, ventilator su uključeni, zbog čega se potrošnja energije povećava za 6 kW / h.

9. Danfoss DHP-R ECO 42 (Švedska) - od 1 180 453 rubalja.

Snažna oprema za pružanje toplinske energije tople vode i konture grijanja s više razina vikendice sa stalnim smještajem.

Umjesto dodatnog grijača za PTV, toka tople vode je uključen u opskrbu kruga grijanja. Prolazeći već vruću vodu kroz deterdžent pare, toplinska pumpa zagrijava vodu u dodatnom izmjenjivaču topline DHS do 90 ° C. Stabilna temperatura u CO i GWS spremnika održava se automatskim podešavanjem stope cirkulacijskih crpki. Pogodno za kaskadno priključak (do 8 tona).

Nema nijansi za krug grijanja. Dodatni resursi su odabrani iz bilo kojeg kombiniranog kotla - kontrolna jedinica će uzeti toliko topline iz njega kako je potrebno u određenom slučaju.

Prilikom izračunavanja mjesta ugradnje toplinske pumpe potrebno je ostaviti jaz od 300 mm između zida i stražnje površine uređaja (za praktičnost praćenja i servisiranja komunikacija).

10. Viessmann Vitocal 300-G WWC 110 (Njemačka) - od 630 125 rubalja.

Uloga rashladnog sredstva prvog kruga je podzemna voda. Stoga konstantnu temperaturu na prvom izmjenjivaču topline i najveći koeficijent legla.

Među prednostima - pomoćni električni grijač male snage na prvom krugu i korporativnom kontroloru (u stvari - bežični daljinski upravljač) za daljinski upravljač.

Minus je učinkovitost cirkulacijske pumpe, stanje autoceste i izmjenjivača topline prve konture ovisi o kvaliteti destilirane podzemne vode. Potrebna je filtracija.

Isključite pojavu teških problema sa skupom opremom, analiza podzemnih voda će pomoći. Koji bi trebao biti napravljen prije kupnje termalne crpke vode vode.

Izbor urednika

Dugogodišnje iskustvo u proizvodnji i radu toplinskih crpki u sjevernoj Europi omogućilo je našim sunarodnjacima da smanji područje pronalaženja najprofitabilnijeg načina zagrijavanja doma. Stvarne opcije postoje pod bilo kojim zahtjevom.

Je li potrebno osigurati obris topline PTV-a ili sustava zagrijavanja stambene zgrade na 80 - 100 m²? Razmotriti potencijal Nibe f1155 - Njegovo "intelektualno" punjenje štedi bez oštećenja opskrbe toplinom.

Stabilna temperatura u krugovima toplog kata, Co, vikend vikendica u 130 m² osigurat će izmjenjivač topline topline PTV (180 litara) izmjenjivača topline.

Daje stalni toplinski tok u isto vrijeme za sve potrošače. Sposobnost stvaranja kaskade od 8 TN omogućuje vam da pružite topli objekt s površinom od najmanje 3.000 m².

Svaki od navedenih modela nije bezuvjetan, već osnovna opcija. Ako nađete odgovarajući TN - Vidi cijeli ravnalo, pročitajte dodatne ponude. Raspon opreme je velika, postoji opasnost od preskakanja vaše savršene opcije.

Članak vam je pomogao pronaći profitabilnu mogućnost grijanja ili je potrebno dodatne informacije - pisati u komentarima. Odmah odgovoremo.

Sve više i više korisnika Interneta su zainteresirani za alternative metoda grijanja: termalne crpke.

Za većinu, to je potpuno nova i nepoznata tehnologija, dakle, pitanja poput: "Što je?", "Kako izgleda toplinska crpka?", "Kako radi toplinska crpka?" itd

Ovdje ćemo pokušati jednostavno i dostupno odgovoriti na sva ova i mnoga druga pitanja vezana uz toplinske crpke.

Što je toplinska pumpa?

Toplinska pumpa - Uređaj (drugim riječima "toplinski kotao"), koji skida raspršenu toplinu iz okoline (tlo, voda ili zrak) i prenosi ga u krug grijanja vašeg doma.

Zahvaljujući sunčevim zrakama koje kontinuirano ulaze u atmosferu i na površini Zemlje nalazi se stalni povratak topline. Na taj način je površina Zemlje dobiva toplinsku energiju tijekom cijele godine.

Zrak djelomično apsorbira toplinu iz energije sunčevih zraka. Zemlja gotovo u potpunosti apsorbiraju ostaci solarne toplinske energije.

Osim toga, geotermalna toplina iz crijeva Zemlje stalno osigurava temperaturu tla od + 8 ° C (počevši od dubine od 1,5-2 metra i ispod). Čak i hladna zima, temperatura na dubini spremnika ostaje u rasponu od + 4-6 ° C.

To je to nisko-potencijalna toplina tla, voda i zrak tolerira toplinsku crpku iz okruženja do kruga grijanja privatne kuće, prethodno povećavajući temperaturu rashladnog sredstva do potrebnog + 35-80 ° C.

Video: Kako toplinska crpka voda voda?

Što radi toplinska crpka?

Toplinske crpke - strojevi za toplinu koji su dizajnirani za proizvodnju topline pomoću inverznog termodinamičkog ciklusa. Okrenite toplinsku energiju s izvora niske temperature u sustav grijanja s višom temperaturom. U procesu rada toplinske pumpe, troškovi energije ne prelaze količinu proizvedene energije.

Rad toplinske pumpe temelji se na obrnutom termodinamičkom ciklusu (obrnutim karno ciklus), koji se sastoji od dvije izoterme i dva adijabata, ali, za razliku od izravnog termodinamičkog ciklusa (izravni ciklus carne), proces teče u suprotnom smjeru: suprotno od smjera kazaljke na satu.

U obrnutom ciklusu karne, okoliš djeluje kao hladan izvor topline. Kada toplinska crpka radi, toplina vanjskog okruženja zbog uspješnosti rada se prenosi potrošaču, ali s višim temperaturama.

Prijenos topline iz hladnog tijela (tlo, voda, zrak) moguće je samo tijekom troškova rada (u slučaju toplinske pumpe - troškove električne energije za rad kompresora, cirkulacijskih crpki, itd.) Ili drugi proces kompenzacije.

Još jedna toplinska crpka može se nazvati "hladnjak naprotiv", budući da je toplinska pumpa isti hladnjak, samo za razliku od hladnjaka, toplinska pumpa uzima toplinu vani i prenosi ga u prostoriju, to jest, zagrijava sobu ( Hladnjak se ohladi odabirom topline iz hladnjaka i baca ga kroz kondenzator vani).

Kako funkcionira toplinska crpka?

Sada razgovarajte o tome kako funkcionira toplinska crpka. Da bismo razumjeli princip rada toplinske pumpe, moramo riješiti nekoliko stvari.

1. Toplinska crpka je sposobna za uklanjanje topline i na negativnoj temperaturi.

Većina budućih vlasnika kuće ne može razumjeti načelo operacije (u načelu bilo koje zračne toplinske pumpe), jer ne razumiju kako se toplina može ukloniti iz zraka tijekom negativne temperature zimi. Povratak na osnove termodinamike i zapamtite određivanje topline.

Toplina - oblik kretanja materije, koji je pogrešan pokret čestica čestica koje formiraju čestice (atomi, molekule, elektroni itd.).

Čak i na 0 ° C (nula stupnjeva Celzija), kada se voda zamrzne, u zraku se još uvijek zagrijava. To je znatno manje nego, na primjer, na temperaturi od + 36 ° C, ali ipak, na nuli i na negativnoj temperaturi, dolazi do atoma, što znači da se toplina oslobađa.

Kretanje molekula i atoma potpuno je zaustavljen na temperaturi od -273 ° C (minus dvjesto sedamdeset tri stupnja Celzija), što odgovara apsolutnoj nuli temperature (nula stupnjeva na ljestvici Kelvina). To jest, kako u zimi u minus temperaturi u zraku nalazi se nisko precizna toplina koja se može ukloniti i prenijeti u kuću.

2. Radna tekućina u termalnim crpkama - rashladno sredstvo (freon).

Što je sredstvo za hladnjak? Rashladan - radnu tvar u toplinskoj pumpi, koja se zagrijava iz ohlađenog predmeta tijekom isparavanja i prenosi toplinu radnog okruženja (na primjer, vodu ili zrak) tijekom kondenzacije.

Osobitost rashladnih sredstava je da su sposobni padati i pod negativnim i na relativno niskim temperaturama. Osim toga, rashladna sredstva mogu se premjestiti iz tekućeg stanja u plinoviti i obrnuto. Tijekom prijelaza iz tekućeg stanja u plinovitu (uparavanje) dolazi do topline apsorpciju, a tijekom prijelaza iz plinovitih do tekućine (kondenzacije) dolazi do prijenosa topline (razdvajanje topline).

3. Rad toplinske crpke moguće je zbog četiri ključne komponente.

Kako bi se razumjelo načelo rada toplinske crpke, njegov se uređaj može podijeliti na 4 glavna elementa:

1. Kompresorkoji stisne rashladno sredstvo za povećanje tlaka i temperature.
2. Ekspanzijski ventil - termostatski ventil, koji dramatično smanjuje tlak rashladnog sredstva.
3. Isparivač - izmjenjivač topline u kojem rashladno sredstvo u niskoj temperaturi apsorbira toplinu iz okoline.
4. Kondenzator - izmjenjivač topline u kojem vruće rashladno sredstvo već prenosi toplinu u radni medij kruga grijanja.

To su ove četiri komponente koje čine strojeve za hlađenje za proizvodnju hladnoće i toplinske pumpe su tople. Kako bi se shvatili kako svaka komponenta toplinske crpke radi i za koju je potrebno, moramo vidjeti videozapis o načelu rada termormalne crpke zemlje.

Video: Princip rada toplinske crpke tla-voda

Princip rada toplinske crpke

Sada ćemo pokušati detaljno opisati svaku fazu radova toplinske crpke. Kao što je već spomenuto, termodinamički ciklus temelji se na radu toplinskih crpki. To znači da se rad toplinske crpke sastoji od nekoliko faza ciklusa, koji se ponavljaju opet i opet u određenom slijedu.

Radni ciklus toplinske pumpe može se podijeliti u četiri faze:

1. Apsorpcija topline iz okoliša (vrenje rashladnog sredstva).

Isparivač (izmjenjivač topline) dolazi rashladno sredstvo, koji je u tekućem stanju i ima nizak tlak. Kao što već znamo na niskim temperaturama, rashladno sredstvo je u stanju kuhati i ispariti. Postupak isparavanja je potrebno da se tvar apsorbira toplinu.

Prema drugom zakonu termodinamike, toplina se prenosi iz tijela s visokom temperaturom prema tijelu na nižoj temperaturi. Upravo u ovoj fazi toplinske pumpe toplinske crpke s niskim temperaturama koje prolazi kroz izmjenjivač topline odabire toplinu iz rashladnog sredstva (slanom otopinom), koji je prethodno porastao iz bunara, gdje je odabrana nisko precizna toplina tla (u slučajevi s toplinskom pumpom tla-voda).

Činjenica je da je temperatura podzemnih tla u bilo koje doba godine + 7-8 ° C. Kada se koristi, postavljene su vertikalne sonde, koje cirkulira slanu otopinu (rashladno sredstvo). Zadatak rashladnog sredstva je zagrijavanje do maksimalne naknade temperature tijekom cirkulacije na dubinskim sondi.

Kada se rashladno sredstvo odabire toplinu iz tla, ulazi u izmjenjivač topline toplinske crpke (isparivač) gdje se "susreće" s rashladnim sredstvom, koji ima nižu temperaturu. A prema drugom zakonu termodinamike, toplinska razmjena nastaje: toplina iz grijane slane otopine se prenosi na manje grijani rashladno sredstvo.

Ovdje je vrlo važna točka: apsorpcija topline je moguća tijekom isparavanja tvari Nasuprot tome, povratak topline javlja se tijekom kondenzacije. Tijekom zagrijavanja rashladnog sredstva iz rashladnog sredstva, mijenja njegovo stanje faze: rashladno sredstvo prolazi iz tekućeg stanja u plinovitu (proces kuhanja rashladnog sredstva se upari).

Nakon što je prošao kroz isparivač rashladno sredstvo je u plinovitoj fazi, To više nije tekućina, već plin koji je odabrao toplinu u rashladnom (slanom otopinom).

2. Kompresor rashladnog sredstva.

U sljedećoj fazi rashladno sredstvo u plinovitom stanju ulazi u kompresor. Ovdje kompresor komprimira freon, koji zbog naglog povećanja tlaka zagrijava se do određene temperature.

Slično tome, kompresor uobičajenog kućnog hladnjaka radi. Jedina značajna razlika između kompresora hladnjaka iz kompresora toplinske crpke značajno je niža učinkovitost.

VIDEO: Kako hladnjak radi s kompresorom

3. Prijenos topline u sustav grijanja (kondenzacija).

Nakon kompresije u kompresoru rashladnog sredstva, koji ima visoku temperaturu ulazi u kondenzator. U tom slučaju, kondenzator je također izmjenjivač topline, u kojem se tijekom kondenzacije postoji oporavak topline iz rashladnog sredstva do radnog medija kruga grijanja (na primjer, voda u sustavu toplih podova ili grijaćih radijatora).

U kondenzatoru, rashladno sredstvo iz plinske faze se vraća u tekućinu. Ovaj proces je popraćen otpuštanjem topline, koji se koristi za sustav grijanja u kući i vodoopskrbi (PTV).

4. Smanjenje tlaka rashladnog sredstva (ekspanzija).

Sada se tekući rashladno sredstvo mora pripremiti za ponavljanje radnog ciklusa. Za to, rashladno sredstvo prolazi kroz usku rupu termoregulirajućeg ventila (ekspanzijski ventil). Nakon "guranja" kroz usku rupu prigušivanja, rashladno sredstvo se širi, kao rezultat toga njegova temperatura i tlak padne.

Ovaj proces je usporediv s prskanjem aerosola iz službenika. Nakon prskanja balončića na kratko postaje hladnije. To jest, dogodilo se oštar pad u tlaku aerosola zbog pritiska prema van, temperaturu, odnosno pada.

Sada je rashladno sredstvo ponovno pod takvim pritiskom, u kojem je sposoban za vrelj i ispariti da moramo apsorbirati toplinu iz rashladnog sredstva.

TRV zadatak (termoregulirajući ventil) - Smanjite tlak freona širenjem na izlazu uskog otvora. Sada je freon spreman vrijati i apsorbirati toplo.

Ciklus se ponovno ponavlja sve dok se sustav grijanja i DHW ne primi potrebnu količinu topline iz toplinske pumpe.