Skal jeg bruge en varmepumpe til opvarmning af huset

Pumpeindustrien står ikke stille, og nye ingeniørløsninger fremkommer baseret på velkendte teknologier. Markedsførere, der er interesserede i at tjene penge og øge salget, skjuler ofte data på et bestemt produkt, fremmer det som revolutionerende, uden sidestykke. Det mest slående eksempel er varmepumper. Salgsmaterialer beskriver ikke driftsprincippet for sådanne anordninger eller effektivitetsniveauet til hjemmeopvarmning. Det er dog muligt at forstå, hvordan alt fungerer, og hvordan dette eller det pågældende system kan være nyttigt, fra dette materiale.

Hvad er en varmepumpe, dens anvendelsesområde

Den tekniske definition af en varmepumpe er en enhed til overførsel af energi fra et område til et andet med en samtidig stigning i effektiviteten af ​​sit arbejde. Det er let at illustrere en sådan mekaniker. Forestil dig en spand koldt vand og et glas varmt. For at opvarme dem har en vis mængde energi været brugt fra et bestemt niveau af varme. Effektiviteten af ​​dens anvendelse er imidlertid forskellig. Hvis du samtidig reducerer temperaturen af ​​en spand vand med 1 grad, kan den resulterende varmeenergi bringe væsken i glasset til næsten kogning.

Det er for denne mekanik, at varmepumpen virker, som du kan opvarme poolen eller helt opvarme til et landhus. Enheden overfører varme fra et område til et andet, generelt uden for rummet inde. Der er mange applikationer til en sådan teknik.

1. Ved visse hastigheder af varmepumpeffekt opvarmning af huset bliver billigt og effektivt.
2. Let at lave Varmtvandsanlæg med varmepumpeved hjælp af kedler sekundær opvarmning.
3. Med en vis indsats og korrekt design er skabelsen helt tilgængelig. autonomt varmesystemdrevet af solpaneler.
4. De fleste varmepumpe modeller er acceptable. til varmt gulv, bruges som varmekreds.

For at vælge og købe et egnet system, er det først og fremmest nødvendigt at indstille opgaven korrekt før den. Og først efter at have stillet krav til magt og vurdere accepten af ​​individuelle typer varmekedler for at imødekomme alle behov.

Generelle principper for arbejde

Teknologisk fungerer varmepumpen ifølge det velkendte for alle Carnot cyklus, en række transformationer af materieforhold. Sådanne ord kan være helt fremmede for de fleste brugere. Imidlertid har næsten hver af dem mindst en enhed derhjemme baseret på denne fysiske proces.

Enkelt sagt, en varmepumpe er et køleskab. Enhver husstandsmodel, hvor borgerne bruges til opbevaring af kød og drikkevarer, er en varmelegeme med en effektivitet på mere end 100%. Alt fungerer som følger:

• køleskabet fjerner varme fra de produkter, der er anbragt i det og overfører det til grillen og dermed til rummets rum
• Samtidig opvarmes luften af ​​kompressoren.

Som et resultat heraf bruger brugeren en vis mængde elektricitet, brugeren får to varmekilder, hvoraf den ene (den energi, der tages væk fra produkterne) er helt fri.

Det er varmepumpens princip. Enheden har et omvendt funktionsdiagram i sammenligning med et køleskab - i det er varmeveksleren og radiatorgrillen nyttig og er ansvarlig for enhedens endelige effektivitet. Alt fungerer som følger:

• varmekstraktionskredsløbet er placeret uden for rummet omgivet af et stabilt temperaturmiljø;
• under drift af varmepumpen reduceres arbejdsvæskens temperatur kraftigt med naturlige fysiske processer under miljøpræstationer;
• varme udtages af arbejdsvæsken, hvis intensitet afhænger af den dannede temperaturforskel;
• Arbejdsvæsken kommer ind i statens konverteringskredsløb og rummets varmeveksler;
• energi frigives til luften eller andet medium;
• Arbejdsvæsken i den indledende tilstand leveres til begyndelsen af ​​cyklussen (varmekstraktionskredsløb).

Denne opvarmningsordning har flere fordele og ulemper. Under optimale forhold viser varmepumpen dog betydelige besparelser. Opvarmning af et hus vil kræve 70-80% lavere omkostninger i forhold til klassiske gas- og faststofkedler.

Den ultimative effektivitet af en varmepumpe afhænger af mange faktorer. Nogle teknologiske løsninger er i stand til at løse kun et begrænset antal opgaver. Andre foreslår kompleks varmepumpeinstallation.

I dag er der en række husholdningsapparater, hvis ejere ikke engang mistanke om, at de bruger innovative, revolutionerende ideer til valg af miljøvarmen. Desuden kan dette forekomme selv ved negative lufttemperaturer udenfor vinduet. Det er aircondition med opvarmning funktion, som faktisk er bygget på varmepumpens mekanik. Principerne for driften af ​​sådanne luft-til-luftenheder vil blive diskuteret senere.

Ordningen med opvarmning af et privat hus med brug af en varmepumpe

Den optimale ordning med brug af en varmepumpe til hjemmeopvarmning omfatter opbevaringstank. Forenklet det ser sådan ut:

Her er blok 1 og 2 ventiler, som løser problemet med at regulere de indkommende varmefluxer. De kan være manuelt overlappende af strømmen eller udgør automatiske termiske hoveder. Blok 3 er et almindeligt termostat- eller sensorsystem.

Opvarmning fungerer i overensstemmelse med følgende princip:

• varmepumpen tager varmen fra omgivelserne og opvarmer vandet
• væsken kommer enten ind i varmeveksleren til den sekundære opvarmning af opbevaringstanken eller cirkulerer i et enkelt kredsløb;
• varmesystemet er bygget på det klassiske princip, vandstrømmen i den er tilvejebragt af en cirkulær pumpe.

Ordningen vist i figuren - det mindste udstyr i huset. Det kan nemt tilføjes. Især genererer ingen ingen installere to tanke og brug princippet om sekundær opvarmning væske. En af dem - en varmepumpe kedel (installeret direkte ved sidstnævnte udløb) - bruges til varmt vandforsyning. En mere voluminøs tank løser problemet med at levere kølevæske til varmesystemet.

Fremragende mulighed virker hjemmeopvarmning med varmepumpe, akkumulerende kapacitet og system et varmeisoleret gulv. I dette tilfælde er det ikke nødvendigt at opvarme væsken til en høj temperatur. Den optimale hastighed for gulvvarme - fra 30 til 40 grader. Opvarmningsskemaet ligner det, der allerede er nævnt, men i stedet for radiatorer strømmer vandet til opsamlingsenheden med sin egen strømningsregulering.

Klassificering af varmepumper ved medieegenskaber

Klassificeringen af ​​varmepumper er ret voluminøs. Apparater er opdelt efter typen af ​​arbejdsvæske, princippet om at ændre sin fysiske tilstand, brugen af ​​konverteringsanordninger, arten af ​​den energibærer, der er nødvendig til drift. Hvis vi vurderer, at modeller med forskellige kombinationer af klassificeringskriterier præsenteres på markedet, bliver det klart, at det er ret vanskeligt at oprette alt. Du kan dog overveje de grundlæggende principper for gruppedeling.

Varmepumpens installation, design og endelige egenskaber afhænger af parametrene for varmekilden og modtagermiljøet. I dag findes der flere typer ingeniørløsninger.

Luft-til-luft

Luft-til-luft varmepumper - mest almindelige enheder. De er kompakte og ret enkle. På mekanikken i denne type husholdnings klimaanlæg fungerer med varmemodus. Operationsprincippet er simpelt:

• Gatevarmeveksleren afkøles under lufttemperaturen og tager varme;
• efter komprimering af den indkommende freon ind i radiatoren stiger dens temperatur stærkt;
• ventilatoren inde i rummet, der blæser varmeveksleren, opvarmer rummet.

Udvælgelsen af ​​miljøenergi udføres ikke nødvendigvis af en ekstern varmeveksler. Til dette formål kan luft tvinges ind i en blok i rummet. Sådan virker nogle kanalsystemer.

Hvis freon komprimeres og udvides i et klimaanlæg, så i hvirvelvarmepumper simpel luft anvendes. Arbejdsmekanikken er ens: før gasen kommer ind i den interne varmeveksler komprimeres gassen, og efter opgivelse af energi blæser den af ​​en intens strøm ind i varmekstraktionskammeret.

Vortex varmepumpen er en stor, massiv installation, der kun virker effektivt, når omgivelsestemperaturen er høj. Derfor installeres sådanne systemer i industrielle værksteder, de anvender udstødningsgassen i ovne eller varmluften i hovedluftsystemet som en varmekilde.

Vand-vand

En vand-til-vand varmepumpe fungerer på samme måde som andre installationer. Kun energioverførselsmedier er forskellige. Udstyret er udstyret nedsænkningsproberfor at komme til grundvandshorisonten med en positiv temperatur selv under hårde vinterforhold.

Afhængig af opvarmningens behov kan vand-til-vand varmepumpe systemer være helt forskellige størrelser. For eksempel starter der fra flere brønde boret rundt om et privat hus, der slutter med store varmevekslere placeret direkte i akvariet, der ligger under bygningskonstruktionen.

Vand-til-vand varmepumper er kendetegnet ved større produktivitet og effektiv udgangseffekt.. Årsagen er den øgede varmekapacitet af væsken. Det lag af vand, hvor sonden eller varmeveksleren er placeret, frigiver hurtigt energi, og på grund af det store volumen mindsker det lidt dets egenskaber, hvilket bidrager til stabil drift af systemet. Også vand-til-vand udstyr er anderledes. øget effektivitet.

Vand-luft, luft-vand

Kombinerede systemer skal vælges omhyggeligt. Samtidig vurderes de eksisterende klimatiske forhold nøje. For eksempel har en vand-til-luft varmepumpe cyklus god effektivitet til opvarmning. i områder med alvorlige frost. Luft-til-vand-systemet i forbindelse med et varmt gulv og en kumulativ sekundærvarmekedel er i stand til at vise maksimale besparelser i territorierne, hvor lufttemperaturen sjældent falder under -5 ... -10 grader.

Smelt (saltvand) -vand

Varmepumpen i denne klasse er en slags vogn. Han kan anvendt bogstaveligt overalt. Indikatorer for nettovarmen er konstante og stabile. Princippet om drift af saltvand-anordningen er baseret på varmeekstraktion, først og fremmest fra jorden, der har normale indikatorer for fugt eller myrde.

Systemet er let at installere: For at rumme eksterne varmevekslere er det nok at begrave dem til en bestemt dybde. Du kan også vælge en af ​​udstyrsmulighederne med et gasformigt eller flydende arbejdsvæske.

Beregningen af ​​varmepumpeklassen saltvand udføres hvad angår energibehovet for opvarmning. Metoder til dens kvantitative bestemmelse er vrimlede. Du kan foretage den mest præcise beregning under hensyntagen til materialet i husets vægge, vinduernes design, jordens natur, den vejede gennemsnitlige lufttemperatur og meget mere.

Producenter af saltvandssystemer tilbyder forskellige versioner af modeller, der adskiller sig i konverteringens strømforbrug, udformning og dimensioner af eksterne varmevekslere, parametrene for udgangskredsløbet. Vælg den optimale varmepumpe på en forudformuleret liste over krav er let.

Opdeling efter type krop

Moderne varmepumper kan bruge en gasformet krop eller en kemisk flydende ammoniakopløsning som varmepumper. Egnetheden af ​​en bestemt ordning vurderes af flere faktorer, systemernes egenskaber.

1. Anlæg med freon, har en varmepumpe cyklus baseret på gas kompression og ekspansion processer. De er på en eller anden måde bygget på et kompressorkredsløb. Udstyret har attraktive præstationsindikatorer, men det har også ulemper. Selvom det vejede gennemsnitlige forbrug af systemet på driftstidspunktet er stabilt, er ledningerne stærkt belastede. Derudover vil varmepumper med en gasformet varmebånd ikke være nyttige i områder, hvor der ikke er centraliserede elnet eller en strømkilde med tilstrækkelig belastningskapacitet.
   
2. Anlæg af fordampningstype med ammoniakopløsning, har en arbejdscyklus baseret på inddampningsprocessen af ​​et stof ved lave kogepunkter. Flydningen efter passage af en ekstern varmeveksler sker under virkningen af ​​en energikilde. Dette er en varmebrænder. Næsten ethvert brændstof kan bruges til det: fast, benzin, diesel, gas, petroleum, i nogle tilfælde - methylalkohol. Derfor er fordampningsvarmepumper attraktive på steder, hvor der ikke er elektricitet. Desuden kan valget af sådant udstyr skubbe det billige brændstof af en bestemt type i regionen.
   

Arten af ​​det arbejdsmedium, der anvendes i systemet, kan fortælle meget om plantens ydeevne og effekt. Så freon kompressor varmepumper er i stand til en skarp rykke, der hurtigt opvarmer rummet. Ammoniak fordampningsmodeller til sådanne feats er ikke i stand. Deres foretrukne anvendelsesmåde er stabil, konstant drift med nominel varmeemission.

Fordelene ved varmepumper og gennemførligheden af ​​deres installation

Som anført i annoncen er den største fordel ved varmepumper varme effektivitet. I et vist omfang fungerer det på den måde. Hvis varmepumpen har et energimodemiljø, der sikrer optimale temperaturaflæsninger, fungerer installationen effektivt, og opvarmning er reduceret med ca. 70-80%. Der er dog altid tilfælde, hvor varmepumpen kan være en irrationel investering.

Effektiviteten af ​​varmepumpen bestemmes af følgende teknologiske egenskaber:

• parameteren for den begrænsende grænse for temperaturreduktion med arbejdsvæsken;
• Mindste forskel i temperaturen på den eksterne veksler og miljøet, hvor varmekstraktionen er ekstremt lille;
• niveauet af energiforbrug og recoil af nyttig termisk effekt.

Muligheden for at bruge en varmepumpe afhænger af flere faktorer.

1. Territorer, hvor sådant udstyr ikke viser gode resultater - regioner med frostige vintre og lave daglige gennemsnitstemperaturer. I dette tilfælde er varmepumpen simpelthen ikke i stand til at fjerne nok varme fra miljøet, nærmer sig zonen med nul effektivitet. Først og fremmest vedrører det luft-til-luft-systemer.
2. Med en stigning i mængden af ​​opvarmet rum øges de teknologiske parametre i varmepumpen næsten eksponentielt.Varmevekslere bliver større, størrelsen og antallet af nedsænkningsprober i vand eller jordforøgelse. På et vist tidspunkt kræves omkostningerne til varmepumpen til opvarmning udgifter til installation og vedligeholdelse, samt betaling af strømforbrug er simpelthen irrationelle investeringer. Det er meget billigere at oprette en klassisk gasvarmeordning med kedel.
3. Jo mere komplekse systemet desto dyrere og mere problematiske reparationer i tilfælde af en sammenbrud. Dette er en negativ tilføjelse til størrelsen af ​​det opvarmede område og karakteristika for klimazonen.

Classic er varmepumpe og gas / fast brændstof kedelarbejder i et bundt Ideen er enkel: Brændselsforbrændingsprodukterne vises på et bredt rør. Det huser varmevekslerveksleren. I systemet med opvarmning og varmtvandsforsyning opbevares tanke og en indirekte varmekedel installeres. Udstyret (kedel og pumpe) aktiveres samtidigt, når væskens temperatur i distributionsnettet falder. Arbejder parvis, bruger de næsten helt energi fra brændende brændstof og viser næsten maksimale effektivitetsindikatorer.

Systemet med tilpasning til miljøegenskaber er bygget op varmepumpe, ventilator enhed, varmepistol af enhver klasse. Med en tilstrækkelig høj udetemperatur (op til -5 ... -10 grader Celsius) fungerer varmepumpen normalt og giver tilstrækkelig effekt til opvarmning. Systemets designfunktion er placeringen af ​​den eksterne varmeveksler i en separat ventilationskanal. Når temperaturen på gaden under det optimale mærke opvarmes, bliver den medfølgende luft opvarmet af en varmepistol (diesel, elektrisk eller gas).

Det er værd at bemærke: De fleste af ordninger, der involverer tilpasning til lufttemperatur eller stabiliserende parametre for varmepumpens drift, anvendes til luft-til-luft og luft-til-vand-enheder. Andre systemer, som skyldes eksterne varmevekslere isoleret i jorden eller i vand, tillader ikke at skabe sådanne "drivhuse" arbejdsvilkår.

Vigtigste egenskaber og beregning af varmepumpeffekt

Den overordnede rationalitet af installationen af ​​en varmepumpe til opvarmning af et hus er anslået, frem for alt om finansielle omkostninger. Disse omfatter:

• udstyr købspris;
• installationsomkostninger, som kan omfatte jordarbejder
• udgifter til periodisk vedligeholdelse
• omtrentlige omkostninger til eliminering af hyppige problemer.

Valg af strømmodel, som nævnt ovenfor, er baseret på det overordnede behov for varmeforsyning. En omtrentlig beregning for et etagers hus på 10x10 meter (300 kubikmeter volumen) ser sådan ud:

• tager højde for den maksimale negative vintertemperatur (-20);
• forskellen mellem rummet og miljøet bestemmes (20 - 20 = 40);
• Varmens vægttab beregnes i henhold til referencedata for deres materiale (for en mursten er den tabelle værdi 1, varmetabet er 1x300x40 - 12000 kilokalorier pr. time eller 13,5 kW).

Det resulterende tal er en indikator for den minimale effekt af varmepumpen, som er tilstrækkelig til at opvarme huset. For at vælge den optimale model skal karakteristikken øges med mindst 50%. Dette gøres på grund af, at varmepumpen om vinteren skal arbejde i ikke-optimale forhold tæt på det laveste punkt på nul effektivitet i omgivende temperatur. Det resulterende tal for det overvejede eksempel er ca. 20 kW.

Den anden del af beregningen er valg af lagertank kapacitet. Det anbefales at installere denne del af systemet, så varmepumpen kan fungere i et begrænset antal cykler pr. Dag.Udstyrsdokumentationen indeholder anbefalinger om varmelagerkapacitet for et specifikt cyklisk indeks. Den gennemsnitlige værdi er 30 liter pr. Kilowatt med 3 lanceringer, 20 liter med 5 lanceringer. Således for huset i dette eksempel vil du have brug for en opbevaringstank på mindst 400 liter i fem cykler i drift af varmepumpen om dagen.

konklusion

Hvis der som følge af analysen af ​​klimaet, tilgængelige energikilder, jordens beskaffenhed, blev besluttet at købe en varmepumpe til opvarmning, overlade systemdesign til fagfolk. Det optimale valg af model er ikke kun baseret på udstyrets egenskaber og mekanikken i arbejdet. Eksperter vil tage hensyn til jordens varmeoverførsel, vælge en kombineret ordning med god effektivitet, beregne den bedste mulighed for udførelse af jordværkerne. Derfor vil varmesystemet med en varmepumpe, udviklet af fagfolk, ikke få dig til at opleve overraskelser og fortryde dit valg.