Термопомпи за отопление на дома: видове и принцип на работа

Алтернативните опции за отопление включват нарастващата популярност на термопомпите. Високата цена на оборудването и инсталирането на такава конструкция не позволява на някои собственици на частни къщи да минимизират разходите си за отопление. Те определено трябва да обмислят възможността да направят термопомпа „направи си сам“.

Устройство и принцип на действие

Почти всяка среда, която ни заобикаля, притежава определено количество топлинна енергия, ако само нейната температура надвишава 1 ° C. Защо не използвате част от тази енергия за отопление на собствения си дом? Това се прави с помощта на термопомпа.

Принципът на работа на термопомпата се основава на предаването на топлина от източник с нисък потенциал на топлинна енергия към топлоносител, който има по-висока температура. На практика изглежда така:

Охлаждащата течност влиза в тръбопровода, разположен например в земята, и се загрява с няколко градуса.
След това охлаждащата течност влиза в топлообменника (или изпарителя) и прехвърля събраната топлинна енергия във вътрешния кръг.
Хладилен агент (вещество с ниска точка на кипене, под ниско налягане), който е във външната верига, се нагрява в изпарителя и се превръща в газ.
След това газообразният хладилен агент влиза в компресора, където се компресира под високо налягане. В този случай температурата на хладилния агент става още по-висока.
Горещият газ влиза в кондензатора, където предава топлинна енергия към охлаждащата течност на вътрешната отоплителна система на къщата.
След това хладилният агент, който е загубил топлина, се връща в системата в течно състояние.

Работата на хладилните агрегати се основава на същия принцип, поради което някои видове термопомпи през лятото могат доста успешно да се използват като климатици, т.е.за охлаждане на помещение.

Термопомпата ви позволява да отоплявате къщата, използвайки нискокачествената топлинна енергия на околната среда

Видео: устройство и работа на отоплителни тела

Видове единици

Визуално представяне на опциите за устройството на термопомпи е тяхното класифициране по вида на охлаждащата течност по външния и вътрешния контур на конструкцията. Устройството може да получава енергия от:

почва;
вода (резервоар или източник);
въздух.

Вътре в къщата генерираната топлинна енергия може да се използва в отоплителната система, както и за отопление на вода или за климатизация. Следователно се различават няколко вида термопомпи, в зависимост от комбинацията от тези елементи и функции.

Система "почва-вода"

Получаването на топлина от земята се счита за един от най-ефективните за този вид алтернативно отопление, тъй като вече на около пет метра от повърхността температурата на земята остава доста постоянна, не подлежи на промени в метеорологичните условия.

Термопомпата за земни източници използва специални сонди за пренос на топлина

Като охлаждаща течност във външната верига се използва специална течност, която обикновено се нарича саламура. Това е екологична формула.

Външната верига на термопомпата за подпочвена вода е направена от пластмасови тръби. Можете да ги поставите в земята хоризонтално или вертикално. В първия случай може да се наложи да се работи на голяма площ, от 25 до 50 кв. m за всеки киловат мощност на помпата. Зоните, запазени за хоризонталното събирателно устройство, не могат да се използват за селскостопански цели. Тук е разрешено само чупене на тревата или засаждане на едногодишни цъфтящи растения.

За изграждане на вертикален колектор ще са необходими няколко кладенци с дълбочина 50-150 метра. Тъй като температурата на земята е по-висока и по-стабилна на тази дълбочина, тази термопомпа за земни източници се счита за по-ефективна. За пренос на топлина в този случай се използват специални дълбоки сонди.

Помпа вода-вода

Също толкова ефективен избор може да бъде термопомпата вода-вода, тъй като при големи дълбочини температурата на водата остава достатъчно висока и постоянна. Следното може да се използва като източник на нискокачествена топлинна енергия:

открити резервоари (езера, реки);
подземни води (кладенци, кладенци);
отпадъчни води от промишлени технологични цикли (водоснабдяване с връщане).

Няма основни разлики в конструкцията на термопомпите „почва-вода” или „вода-вода”. Най-малко разходи ще са необходими за изграждането на термопомпа, която използва енергията на отворен резервоар: тръбите с топлоносител трябва да бъдат снабдени с товар и потопени във вода. Когато се използва потенциалът на подпочвените води, ще е необходима по-сложна структура. Може да се наложи да се изгради допълнителен кладенец за отвеждане на водата, която преминава през топлообменника.

Използването на термопомпа вода-вода в открито езерце може да бъде много полезно

Универсална версия "въздух-вода"

По отношение на ефективността термопомпата въздух-вода отстъпва на другите модели, тъй като през студения сезон мощността й значително намалява. Монтирането му обаче не изисква сложни изкопни работи или изграждане на дълбоки кладенци. Просто трябва да изберете и инсталирате правилното оборудване, например точно на покрива на къщата.

Термопомпата въздух-вода може да бъде инсталирана без обширни монтажни работи

Несъмнено предимство на този дизайн е възможността за повторно използване на топлината, която оставя помещенията, отоплявани от термопомпата, с отработен въздух или вода, както и под формата на дим, газ и др. За да компенсира липсата на мощност на въздушна термопомпа през зимата, трябва да се осигурят алтернативни възможности за отопление.

Най-евтиният вариант може да бъде термопомпата въздух-въздух, за изграждането на която не се изисква сложна работа за създаване на традиционна система за отопление на водата в помещенията.

Системни предимства и недостатъци

Инсталирането на термопомпа у дома и включването й в отоплителната система или създаването на пълноценна отоплителна станция ще реши редица належащи проблеми и има следните предимства:

това е автономна отоплителна система, единственият централизиран елемент от която е свързването към електрическата мрежа;
този метод позволява значителни икономии на скъпи енергийни носители, които традиционно се използват за отопление и значително намаляват разходите за комунални услуги. Средният коефициент на преобразуване на топлина е 3,5 - 4,5. От 1 kW електричество помпата генерира от 3 до 7 kW топлина. Това са най-високите показатели сред всички видове котли, работещи на всяко гориво;
системата е безопасна за човешкото здраве и екологията. Помага за запазване на невъзобновяемите енергийни ресурси на планетата;
пожарна безопасност и негоримост на части. Този котел не прегрява, не експлодира, не гори, не отделя въглероден окис;
една помпа може да генерира както топлина, така и студ, осигурявайки желания микроклимат в къщата, както и отоплителна вода за битови нужди;
трайност - според опита на европейските жители, експлоатационният живот на оборудването е 20-50 години;
комфорт и тиха работа. Системата се управлява от автоматизация;
инсталирането на помпата не изисква одобрения, които са необходими по време на монтажа, например на газово оборудване.

В Норвегия и Швеция 95% от всички домове се отопляват с термопомпи.

Предимствата на такава система са много повече от недостатъци.

Недостатъците включват:

относително високата цена на инсталацията и самата помпа, възвръщаемостта на такава система пряко зависи от интензивността на нейната работа;
необходимостта от привличане на специалисти и използване на специално сондажно и друго оборудване за оборудване на геотермална помпа с вертикална верига, чиято дълбочина може да достигне 200 m.

Как да направите термопомпа със собствените си ръце

Печелившо и удобно е да използвате термопомпи за отопление на дома. Опитът показва, че в частни къщи с жилищна площ над 400 кв. м, такава структура ще се изплати в рамките на няколко години от експлоатацията, въпреки високите разходи. Собствениците на по-малки къщи успешно разработват и инсталират свои собствени термопомпи. Ето някои принципи за създаване на тези полезни устройства:

първо трябва да се погрижите за закупуването на компресор, например предназначен за климатик. Обикновено той е фиксиран на стената.
друга важна част от дизайна - кондензаторът - можете да направите сами. За да направите това, трябва да направите намотка от медна тръба (с дебелина най-малко 1 мм), която е поставена в метален или пластмасов корпус. Резервоар с подходящ размер е подходящ като тяло. След инсталирането на намотката, половините на резервоара се заваряват, като се сглобяват необходимите резбови връзки. Изпарителят също обикновено е монтиран на стена. За да направите висококачествена намотка, можете да навиете медна водопроводна тръба около обект с подходящ диаметър, газовата бутилка е добре. За да направите разстоянието между намотките еднакво, използвайте перфориран алуминиев ъгъл, върху който са фиксирани намотките.
окончателен монтаж на това оборудване: спояване на медни тръби, инжектиране на фреон и др. - трябва да се извършва само от квалифициран специалист. Неподходящите действия могат да повредят оборудването и са свързани с голяма вероятност за нараняване.
след това конструкцията е свързана с вътрешната отоплителна система на къщата.
след това се извършва инсталирането и свързването на външната верига, характеристиките на този процес зависят от вида на термопомпата.

Преди да стартирате термопомпата, не боли да диагностицирате състоянието на окабеляването на къщата и брояча. Трябва да се подмени старо и остаряло оборудване. Допустимата мощност на електромера е най-малко 40 ампера.

За съжаление, не всяка термопомпа за отопление на дома отговаря на очакванията на собствениците. Най-често това се дължи на липсата на правилни термодинамични изчисления. Резултатът е система с недостатъчна мощност или ненужно високи разходи за прекалено мощно оборудване. За да изберете система с подходяща мощност, трябва да вземете предвид топлинните загуби на сградата, както и много други характеристики. Такива изчисления трябва да бъдат поверени на инженера-конструктор.

Рентабилност и осъществимост от използването на термопомпи

За да постигнете значителни икономии на вашия бюджет за отопление за години напред, са необходими значителни инвестиции по време на фазата на проектиране и монтаж. Възвръщаемостта на такава отоплителна система се забавя във времето, това зависи от условията на работа.

Енергията, взета от околната среда, не изисква плащане и не свършва.

Ако подът и стените в къщата са правилно изолирани, термопомпата ще работи възможно най-ефективно. Загубите на топлина не трябва да надвишават 100 W на 1 кв. метър.

По-долу е направено сравнение на разходите за отопление при използване на различни енергийни източници.

За да спестите от отопление, ще трябва да похарчите значителна сума за инсталирането на термопомпа

Много е изгодно да включите помпата в система от топли подове или стени, където работната температура е около 40 градуса. Индикатор за икономия може да се счита за липсата на прегряване на отоплителния кръг и замръзване на охлаждащата течност при изключена помпа, което дава възможност за повишаване на надеждността на системата и намаляване на риска от аварии и честотата на превантивните ремонтни работи.

Цената за инсталиране на такава система зависи от няколко фактора:

площта на отопляваните помещения на къщата;
вид дизайн на помпата;
отоплителни системи и тръби, положени в къщата;
показатели за топлинни загуби.

За малка къща от 130 кв. m при инсталиране на помпа с наземен топлинен прием, цената на оборудването ще бъде 450 000 рубли, а инсталирането ще струва 300 000 рубли.

Помпата въздух-вода ще струва 300,00 рубли, инсталацията ще бъде 80 000 рубли, това е най-евтиният вариант.

Цената на инсталациите започва от 450 хиляди рубли.

Максималните разходи ще са необходими за дълбоко пробиване с ниска точка на замръзване и с голяма площ на къщата, например, 400 кв. м. Оборудването ще струва 800 000 рубли, а инсталацията - 360 000 рубли. Разходите включват всички проекти и земни работи, земни работи и всички елементи на помпата и отоплителната система.