Lämpöpumppu "vesi-vesi": laite, toimintaperiaate, säännöt lämmityksen järjestämiseksi sen perusteella

Maaperäveden kerääjätyypit

Maalämpöpumpun keräin voi olla kahden tyyppistä (kuva 2):

• Pystysuora;
• Vaakasuora.

Riisi. 2 Keräimen tyypit maaperäpumppuihin: pysty- ja vaakasuuntaiset

Pystykeräin on kaivoon laskettu pitkä putkisto, jonka pituus on 40-150 m. Tämän tyyppinen lämmönvaihdin on vaakasuuntaista parempi siinä mielessä, että lämpötila on korkeampi sellaisella syvyydellä. Jos kaivo on erittäin syvä, lämmönvaihdin on myös varustettu suojakotelolla, ja jos syvyys on suhteellisen pieni, tämä ei ole välttämätöntä.Mutta tämän säiliön sijoitusmenetelmän merkittävä haittapuoli on tällaisen kaivon korkea hinta.

Tietenkin asiantuntijat suosittelevat kaivon poraamista syvemmälle. Mutta jos tekniikka tai maaperä ei salli, voidaan tehdä useita kaivoja. Voit tehdä esimerkiksi yhden kaivon, jonka syvyys on 80 m, tai voit tehdä 4 kaivoa, kukin 20 m. Pääasia, että kokonaistulos riittää talon lämmitykseen. Siellä voi olla kivistä maaperää, jonka kanssa on melko vaikea työskennellä, siihen voidaan porata kaivoja enintään 15-20 metriä.

Vaakakeräin (kuva 3) - tämän tyyppinen maa-vesipumpun maakeräin näyttää putkilinjalta, joka on asetettu vaakasuoraan asentoon tiettyyn syvyyteen maakerroksen alle. Tämä jakoputki on helppo asentaa.

Riisi. 3 Pohjavesipumpun ulkoinen piiri

Pinta-ala, jolle maalämpöpumpun keräin on asennettu, on melko suuri, toisin kuin pystyversio, joka vaatii pienen maapalstan. Vaakasuora lämmönvaihdin vie yleensä 25-50 m2 ja ehkä enemmänkin lämmitetystä alueesta riippuen. Tämän vaihtoehdon negatiivinen tekijä on se, että tällä keräimellä varustettua aluetta voidaan käyttää vain nurmikolla.

Eri olosuhteista riippuen lämmönvaihdin voidaan asettaa siksakiksi, silmukoiksi, käärmeeksi jne.

On erittäin tärkeää, mikä on sen maaperän lämmönjohtavuus, johon lämmönvaihdin on asennettu. Se riippuu maan laadusta, esimerkiksi jos maaperä on märkä, niin lämmönjohtavuus on suurempi, ja jos maaperä on hiekkaista, lämmönjohtavuus on pieni.

Jos lämmönvaihtimessa on useita silmukoita, kiertovesipumppu on sisällytettävä kokoonpanoon.

Energian kantajat puolesta vai vastaan?

Siinä ei kuitenkaan vielä kaikki.Energiansiirtolaitteiden hintojen nousu ja korkeat toimituskustannukset johtavat lämmön ja sähkön hinnan nopeaan nousuun. Ja tämä pakottaa kuluttajat etsimään uusia tapoja säästää. Jopa koulukirjoista muistamme, että lämmönsiirto kulkee lämmitetyistä kappaleista viileämpiin, mutta ei päinvastoin. Vuosisatoja vanha kokemuksemme ei muista käänteistä menettelyä, ja tiede todistaa tämän. Ovelat nykyaikaiset suunnittelutekniikat mahdollistavat kuitenkin lämmön siirtämisen vastakkaiseen suuntaan - vähemmän lämmitetystä kappaleesta kuumempaan.

Kaavio lämmönsiirrosta lämpöpumpussa

Meille esimerkiksi jääkaapin toiminnassa ei ole mitään yllättävää. Pakastimen lämpö, ​​jonka lämpötila on usein negatiivinen, vapautuu ympäristöön. Jos tätä lämpöä käytetään rakennusten lämmittämiseen ja jäähdytyskammio korvataan todistetulla, jatkuvasti toimivalla luonnollisella lämmönlähteellä, tämä on ns. lämpöpumppu.

Yksinkertainen ilma-ilmalämpöpumppu, jolla voit lämmittää asuintilaa, on kaikille tuttu ilmastointilaite, jossa on lämmitystoiminto. Voit käyttää sitä menestyksekkäästi, koska nykyään on ilmastointilaitteita, jotka voivat toimia jopa merkittävissä pakkasen lämpötiloissa - jopa -15 gr. ja alla. Kuitenkin, jos haluamme saada suurimman tehokkuuden ja mukavuuden lämmittämällä koko taloa näin taloudellisesti (ja lämpöpumppu on kolme kertaa taloudellisempi kuin perinteiset lämmittimet, tai jopa enemmän), on käytettävä kehittyneempiä järjestelmiä.

Huomaa: monet ihmettelevät - miten se on, koska on olemassa energian säilymisen laki.Miksi näin suhteeton lämmönsiirron suhde sähkönkulutukseen? Koko salaisuus on, että lämpöpumpussa sähköä kuluu vain kompressorin sähkömagneettiseen käämiin (joka tietysti lämpenee, mutta tätä lämpöä ei käytetä huoneen lämmittämiseen), ja lämpöenergiaa syntyy, "imetään. " ulkoisesta ympäristöstä lämpöpumpun erikoisprosessien ansiosta (sana pumppu itse ilmaisee tämän). Tämän ymmärtämiseksi sinun on tiedettävä enemmän kuin fysiikan koulukurssi. Mutta yritetään käydä läpi alla olevat perusasiat.

Vastaanotto hyvin

Suurin ongelma avoimen piirin lämpöpumpun asennuksessa on veden purkaminen ylhäältä kaivoon. Niin väärin. Putken tulee mennä melkein kaivon pohjaan ja nousta siitä 0,5-1 metriä. Kaiken alla olevan pitäisi olla kiehuvaa. Kun vettä puretaan ylhäältä, kaivo voi nopeasti lieteytyä ja lakata vastaanottamasta vettä. Ylivuoto tapahtuu. Jos tämä tapahtuu hyvällä miinuksella kadulla, luistinrata tarjotaan sinulle. Siksi, jos lähellä on joki tai jonkinlainen säiliö, myrskyviemäri tai viemärikaivo, on parempi liittää vastaanottokaivo niihin ylivuotoputkella ylivuodon sattuessa. Jos lähellä ei ole mitään, sinun on porattava ei yksi, vaan kaksi tai useampi kaivo vastaanottoa varten. Kukaan ei tiedä vastausta kysymykseen kuinka kauan vastaanottokaivo kestää. Se voi kestää useita vuosia tai se voi tukkeutua yhden lämmityskauden jälkeen. Siksi avoimen piirin suurin haittapuoli on arvaamattomuus.

Toinen tärkeä kohta. Vastaanottokaivo tulee sijoittaa laskukaivosta alavirtaan, vähintään 6 metrin etäisyydelle. Tämä on toinen epäselvyys. Kuinka määrittää, mihin suuntaan maanalainen joki virtaa. Vastaus tähän kysymykseen saadaan vain kokeilemalla.Jos vesi ei uppoa debit hyvin lämpöpumpun käynnistyksen jälkeen, kaikki on hyvin, arvasit sen. Jos lämpötila alkaa laskea, kaivot on vaihdettava ja uppopumppu on siirrettävä. Pankki- ja viemärikaivojen putkistot on parasta tehdä HDPE-putkista halvempana materiaalina. Tällaisten putkien luotettavuus ja kestävyys ovat myös riittävät.

Ihanteellinen vaihtoehto on, kun kaivot sijaitsevat maanalaisen virtauksen poikki. Sitten riittää, että kaivon kaivoon tehdään irrotettava putkilinja, heitetään virta molempiin kaivoin irrotettavalla vesitiiviillä tulpalla ja kaivot voidaan kääntää kerran vuodessa vaihtamalla veloitus- ja vastaanottopaikkoja.

Toimintaperiaate

Niille, jotka eivät ole täysin perehtyneet aiheeseen, kannattaa selittää, mikä on ilma-vesilämpöpumppu. Itse asiassa tämä on "jääkaappi taaksepäin" - laite, joka jäähdyttää ulkoilmaa ja lämmittää säiliössä olevan veden. Tätä vettä voidaan sitten käyttää kuumaan veteen tai kodin lämmitykseen.

Lämpöpumppu käyttää suljettua kiertoa, se kuluttaa vain sähköä. Sen hyötysuhde mitataan kulutetun sähköenergian ja vastaanotetun lämmön suhteena. Lämpöpumppujen hyötysuhdetta mitataan myös COP:lla (Coefficient of performance). COP 2 vastaa 200 %:n hyötysuhdetta ja tarkoittaa, että 1 kW:lla sähköä se tuottaa 2 kW lämpöä.

Toimintaperiaate

Lämpöpumpun toiminta johtuu vedestä erotetusta lämmöstä. Järvet, hinnat, joet, kaivot, kaivot tulevat veden lähteiksi. Säiliön syvyyden Keski-Venäjällä tulee olla vähintään 2 metriä, jotta alemmat kerrokset eivät jäädy. Lämmönvaihtimen sijainnin mukaan lämpökertymät jaetaan:

• vaakasuora (putket asetetaan renkaisiin pohjaan);
• pystysuora (lämmönvaihdin sijaitsee pystysuorassa kaivossa).

Koska pakkasvapaita säiliöitä ei sijaitse jokaisen talon lähellä, putket laitetaan useimmiten kaivoihin. Tavallisessa vesi-vesilämpöpumpussa on useita pääosia:

• lämmitysputket;
• veden syöttö- ja poistoputket;
• höyrystin (käämi, jossa freoni haihtuu);
• kompressori;
• lauhdutin (käämi, jossa freoni nesteytetään).

Vuodenajasta riippuen pohjaveden lämpötila on 4-10 °C, se vaihtelee pienillä vaihteluväleillä. Tämä varmistaa lämpöpumpun vakaan ja tuottavan toiminnan. Kaksi kaivoa porataan 8-10 metrin etäisyydelle toisistaan. Pohjavesi tulee putkeen ensimmäisestä kaivosta ja nousee höyrystimeen lämmittäen sitä. Samalla nesteytetty freoni syötetään höyrystimeen. Höyrystimen paineen laskun seurauksena seinien lämpö siirtyy kylmäaineeseen. Kylmäaine (freon) muuttuu kaasumaiseksi.

Freoni tulee sitten kompressoriin ja puristuu. Sitten se tulee lauhduttimeen, muuttuu nesteeksi ja tämän prosessin seurauksena vapautuva lämpö siirtyy jäähdytysnesteeseen (useimmiten se on vettä). Jäähdytysneste puolestaan ​​lämmittää jäähdyttimen putkia. Näin talo lämmitetään. Pohjavesi johdetaan toiseen kaivoon. Täydellisen kuvan toimintaperiaatteista antaa lämpöpumpun kaavio. Koska pohjaveden lämpötila on vakaampi kuin altaiden alempien kerrosten lämpötila, on paljon tehokkaampaa käyttää kaivoja. Mutta tässä meidän on myös otettava huomioon kaivojen porauskustannukset. Asennettuna vesi-vesikattilalla varustettu lämpöpumppu, joka lämmittää huoneen ja lämmittää vettä kotitalouksien tarpeisiin.Pumpun toimintaan kuluva sähköenergia on 4-5 kertaa pienempi kuin sen tuottama energia.

Talon lämmitysjärjestelmä vesi-vesilämpöpumpulla

Tämä on mielenkiintoista: Aurinkokeräin omakotitalon lämmittämiseen - kotitekoinen akku

Auttavia neuvoja

Kaikissa talon rakentamisen vaiheissa suunnitteluvaiheesta alkaen on muistettava, että HP on inertiajärjestelmä. Sitä voidaan verrata massiiviseen venäläiseen liesiin, joka yleensä lämmitettiin kerran päivässä ruoanlaiton aikana. Sitten kertynyt lämpö lämmitti asunnon seuraavaan aamuun asti.

Raskaista hirsistä valmistetuilla seinillä on melko korkea lämpöhitaus. Yksinkertaisesti sanottuna ne jäähtyvät hitaasti, kun yö kylmenee. Hyvä lämpöhitaus paksuille kiviseinille sekä raskaalle betonille tai tiilelle.

Polyfoamilla ja vaahtobetonilla on hyvät lämmöneristysominaisuudet. Mutta alhaisen ominaispainon vuoksi niillä on alhainen lämpöinertia. Tällaisista materiaaleista valmistetun seinän rakennuksen lämpöpumppu, jossa ulkolämpötila laskee jyrkästi, ei aina pysty "pumppaamaan" tarpeeksi lämpöä ulkopuolelta "lämmin lattia" -lämmitysjärjestelmään.

Sinun on myös otettava huomioon muut tekijät:

1. Lämpöhäviön vähentämiseksi tai putkien jäätymättä jättämiseksi talon ja kaivojen tai keräimen välisessä linjassa ne on laskettava pakkastason alapuolelle. Krimillä 0,75 metriä riittää ja Moskovan leveysasteella vähintään 1,5.
2. Suurin lämpöhäviö on yleensä ikkunoiden kautta. Siksi kolminkertaiset ikkunat eivät ole ollenkaan luksusta, vaan taloudellisesti järkevä rakennusratkaisu. Ihanteellinen vaihtoehto on käyttää lasia, joka voi heijastaa infrapunasäteitä.
3. Käytettäessä 2 kaivon vaihtoehtoa veden ottoa ja tyhjentämistä varten, niiden välisen etäisyyden on oltava vähintään 20 metriä.
4. Kotitekoista TN:ää on parempi kokeilla ensin kodinhoitohuoneessa tai autotallissa. Lattialämmityksen asentaminen asuinalueelle vaatii lisäkustannuksia.

Kotitekoinen vanhasta jääkaapista

Ilma-ilmalämpöpumpun kokoaminen yksittäisistä kompressoreista ja lauhduttimista omin käsin on melko vaikeaa ilman erityistä teknistä tietämystä. Mutta pieneen huoneeseen tai kasvihuoneeseen voit käyttää vanhaa jääkaappia.

Yksinkertaisin ilmalämpöpumppu voidaan valmistaa jääkaapista ulottamalla siihen ilmakanava kadulta ja ripustamalla tuuletin lämmönvaihtimen takaritilään

Tätä varten sinun on tehtävä kaksi reikää jääkaapin etuoveen. Ensimmäisen kautta katuilma tulee pakastimeen, ja toisen alemman kautta se tuodaan takaisin kadulle.

Samanaikaisesti se luovuttaa sisäkammion läpi kulkiessaan osan sisältämästä lämmöstä freonille.

On myös mahdollista rakentaa kylmäkone yksinkertaisesti seinään ovi auki ulospäin ja lämmönvaihdin takana huoneeseen. Mutta on pidettävä mielessä, että tällaisen lämmittimen teho on pieni ja kuluttaa paljon sähköä.

Huoneen ilmaa lämmittää jääkaapin takaosassa oleva lämmönvaihdin. Tällainen lämpöpumppu voi kuitenkin toimia vain ulkolämpötiloissa, jotka eivät ole alle plus viisi Celsiusastetta.

Tämä laite on suunniteltu vain sisäkäyttöön.

Suuressa mökissä ilmalämmitysjärjestelmää on täydennettävä ilmakanavilla, jotka jakavat lämpimän ilman tasaisesti kaikkiin huoneisiin.

Ilma-ilmalämpöpumpun asennus on erittäin yksinkertaista.On tarpeen asentaa ulkoiset ja sisäiset yksiköt ja liittää ne sitten toisiinsa piirillä, jossa on jäähdytysneste.

Järjestelmän ensimmäinen osa asennetaan ulos: suoraan julkisivulle, katolle tai rakennuksen viereen. Toinen talossa voidaan sijoittaa kattoon tai seinään.

Ulkoyksikkö on suositeltavaa asentaa muutaman metrin päähän mökin sisäänkäynnistä ja kauemmas ikkunoista, älä unohda tuulettimen tuottamaa melua.

Ja sisäinen asennetaan siten, että lämpimän ilman virtaus siitä jakautuu tasaisesti koko huoneeseen.

Jos aiotaan lämmittää talo, jossa on useita huoneita eri kerroksissa ilma-ilmalämpöpumpulla, sinun on varustettava ilmanvaihtokanavien järjestelmä pakkoruiskutuksella.

Tässä tapauksessa on parempi tilata projekti pätevältä insinööriltä, ​​muuten lämpöpumpun teho ei välttämättä riitä kaikkiin tiloihin.

Sähkömittarin ja suojalaitteen tulee kestää lämpöpumpun tuottamat huippukuormitukset. Ikkunan ulkopuolella jyrkässä kylmässä kompressori alkaa kuluttaa sähköä monta kertaa tavallista enemmän.

On parasta asentaa erillinen syöttöjohto kytkintaulusta tällaiselle ilmanlämmittimelle.

Erityistä huomiota tulee kiinnittää freonin putkien asennukseen. Jopa pienimmät lastut sisällä voivat vahingoittaa kompressorilaitteita

Täällä et voi tehdä ilman kuparin juotostaitoja. Kylmäaineen täyttö tulee yleensä uskoa ammattilaisen tehtäväksi, jotta vältytään myöhemmiltä vuodoilta.

Lämpöpumpun tehokkuus ja toimintaperiaate

Lämmityslämpöpumpun hyötysuhde on aina suurempi kuin 1. Maalämpöjärjestelmissä lämmön muuntokerroin on oikeampi.Jos se on 4, tämä tarkoittaa, että 1 kW teholla lämpöpumppu tuottaa 4 kW energiaa, josta 3 kW tuli maasta.

Talon lämmitykseen käytettävän lämpöpumpun toimintaperiaate kehitettiin 1800-luvun alussa. insinööri Sadi Carnot ja sitä kutsuttiin Carnot-sykliksi. Tämän perusteella perinteisen kotitalousjääkaapin toiminta, jossa tuotteet jäähdytetään johtuen siitä, että haihtunut lämpö poistetaan jäähdyttimen kautta ulos. Mutta talojen lämmitykseen hakeminen, kun kaikki tapahtuu juuri päinvastoin, eli lämpöpumpun toiminta perustuu käänteisen Carnot-syklin periaatteeseen, siitä on viime aikoina tullut.

Lämpöpumppu kodin lämmitykseen on laite, jossa matalan lämpötilan lämpö muunnetaan korkean lämpötilan lämmöksi, jota käytetään lämmitykseen. Lämmönlähde on maa, vesi ja ilma (ensimmäinen niistä on yleisin, koska se on tehokas (vaikka talon lämmöneristystasolla on väliä, millä menetelmällä talo lämmitetään jne.) ja sillä on optimaalinen hinnan ja kuluttajalaadun suhde).

Talon lämmitykseen suunnitellun lämpöpumpun toiminta vaatii sähköä, mutta 1 kW sähkön hinnalla palautus on 4–6 kW lämpöenergiaa.

Kesäisen talon lämmityksen lisäksi lämpöpumppu voi toimia ilmastointilaitteena, jolle riittää, että järjestelmä pystyy toimimaan taaksepäin. Lämpöpumput luokitellaan useisiin tyyppeihin:

• "maa - vesi";
• "maa - ilma";
• "vesi - vesi";
• "vesi - ilma"
• "ilma - vesi";
• "ilma-ilma".

Seuraavassa on yksityiskohtainen kuvaus siitä, kuinka erityyppiset lämpöpumput toimivat talon lämmittämiseen.

Asennustekniikka

Tämän tyyppisten laitteiden kokoonpano suoritetaan useissa vaiheissa:

• hanketta valmistellaan;
• keräilijäviestintä kootaan;
• järjestelmään on asennettu lämpöpumppu;
• laitteet on asennettu talon sisälle;
• jäähdytysnestettä täytetään.

Seuraavaksi harkitsemme avaimet käteen -lämpöpumpun asentamista omin käsin askel askeleelta.

Kuinka tehdä projekti

Ennen kuin jatkat tämän tyyppisten viestien kokoamista, on tietysti tehtävä kaikki tarvittavat laskelmat. Järjestelmän ulkoisen osan työn tulee olla täysin koordinoitua sisäisen työn kanssa. Laskelmat tehdään valitun laitetyypin mukaan. Vaakasuuntaisille keräilijöille ne suoritetaan seuraavasti:

• Tarvittava pakkasnesteen määrä määritetään. Tässä tapauksessa käytetään kaavaa Vs = Qo 3600 / (1,05 3,7 t), jossa Qo on lähteen lämpöteho, t on tulo- ja paluujohtojen välinen lämpötilaero. Qo-parametri lasketaan pumpun tehon ja kylmäaineen lämmittämiseen käytetyn sähkötehon välisenä erona.
• Tarvittava keräimen pituus määritetään. Laskentakaava näyttää tässä tapauksessa tältä: L = Qo / q, missä q on ominaislämmönpoisto. Jälkimmäisen indikaattorin arvo riippuu alueen maaperän tyypistä. Esimerkiksi savelle se on 20 W per rm, hiekalle - 10 W jne.
• Keräimen asettamiseen tarvittava pinta-ala määritetään. Tässä tapauksessa laskenta suoritetaan kaavan A = L da mukaisesti, missä da on putken laskemisvaihe.

Lämpöpumpun teho määräytyy noin 70 W lämpömäärällä 1 m2:tä kohden kattokorkeudella 2,7 m. Keruuputket vedetään yleensä 0,8 m etäisyydelle toisistaan ​​tai hieman pidemmälle.

Kuinka koota lämpöpumppu

Tämän tyyppiset laitteet ovat melko kalliita. Lämpöpumpun rakenne on suhteellisen yksinkertainen. Siksi voit yrittää tehdä sen itse. Tämä toimenpide suoritetaan seuraavasti:

• Kompressori ostetaan (ilmastointilaitteen laitteet sopivat).
• Kondensaattorikotelo on valmistettu. Tätä varten 100 litran ruostumattomasta teräksestä valmistettu säiliö leikataan kahtia.
• Valmistetaan kela. Kaasu- tai happisylinteri kääritään kupariputkeen jääkaapista. Jälkimmäinen voidaan kiinnittää alumiinirei'itetyillä kulmilla.
• Kela asennetaan runkoon, jonka jälkeen jälkimmäinen tiivistetään.
• Höyrystin on valmistettu 80 litran muovisäiliöstä. Siihen on asennettu kela ¾ tuuman putkesta.
• Vesiputket liitetään höyrystimeen veden toimittamiseksi ja tyhjentämiseksi.
• Järjestelmä on täytetty kylmäaineella. Tämä toimenpide on annettava asiantuntijalle. Huonosti toimivilla toimilla et voi vain pilata kootut laitteet, vaan myös loukkaantua.

Keräilijäyhteyksien asennus

Lämmitysjärjestelmän ulkoisen piirin asennustekniikka riippuu myös sen tyypistä. Pystykeräimelle porataan kaivoja syvyydellä 20-100 m. Vaakasuuntaisen alla murretaan kaivoja, joiden syvyys on 1,5 m. Seuraavassa vaiheessa putket lasketaan. Puita ei saa kasvaa vaakakeräimen lähellä, koska niiden juuret voivat vahingoittaa verkkoa. Jälkimmäisen kokoamiseen voidaan käyttää matalapaineisia polyeteeniputkia.

Laitteiden asennus

Tämä toimenpide suoritetaan tavalliseen tapaan. Eli tiloihin asennetaan lämmityspatterit, vedetään linjat ja liitetään kattilaan.Paluuputkeen asennetaan paisuntasäiliö, suodatin ja ohituksen kiertovesipumppu. Voit myös koota ja liittää lämpöpumppuun "lämmin lattia" -järjestelmän. Viimeisessä vaiheessa valittu jäähdytysneste kaadetaan ulkoisiin ja sisäisiin piireihin.

Kuten näet, voit asentaa lämpöpumpun ja keräimen itse. Teknisesti menettely ei ole erityisen monimutkainen. Toisin kuin muuntyyppisten samankaltaisten laitteiden, tällaisen järjestelmän kokoaminen, jopa vaakasuoraan tyyppiin, on fyysisesti melko työläs toimenpide. Kaivojen poraus pystysuoraan poraukseen omatoimisesti ilman erikoislaitteita on käytännössä mahdotonta. Siksi saattaa olla syytä palkata asiantuntijoita suorittamaan laskelmia ja työstämään järjestelmän kokoamista. Nykyään markkinoilla on yrityksiä, jotka asentavat laitteita, kuten lämpöpumpun, avaimet käteen -periaatteella.

Mikä on lämpöpumppu omakotitalon lämmittämiseen? Kuinka se toimii?

Erikoislaitetta, joka pystyy ottamaan lämpöä ympäristöstä, kutsutaan lämpöpumpuksi.

Tällaisia ​​laitteita käytetään tilan lämmityksen pää- tai lisämenetelmänä. Jotkut laitteet toimivat myös rakennuksen passiiviseen jäähdytykseen - kun taas pumppua käytetään sekä kesäjäähdytykseen että talvilämmitykseen.

Polttoaineena käytetään ympäristön energiaa. Tällainen lämmitin ottaa lämpöä ilmasta, vedestä, pohjavedestä ja niin edelleen, joten tämä laite luokitellaan uusiutuvaksi energialähteeksi.

Tärkeä! Nämä pumput vaativat sähköliitännän toimiakseen. Kaikkien lämpölaitteiden koostumus sisältää höyrystimen, kompressorin, lauhduttimen ja paisuntaventtiilin.Lämmönlähteestä riippuen erotetaan vesi, ilma ja muut laitteet.

Toimintaperiaate on hyvin samanlainen kuin jääkaapin periaate (vain jääkaappi heittää kuumaa ilmaa ulos ja pumppu imee lämpöä)

Lämmönlähteestä riippuen erotetaan vesi, ilma ja muut laitteet. Toimintaperiaate on hyvin samanlainen kuin jääkaapin periaate (vain jääkaappi heittää kuumaa ilmaa ulos ja pumppu imee lämpöä)

Kaikkien lämpölaitteiden koostumus sisältää höyrystimen, kompressorin, lauhduttimen ja paisuntaventtiilin. Lämmönlähteestä riippuen erotetaan vesi, ilma ja muut laitteet. Toimintaperiaate on hyvin samanlainen kuin jääkaapin (vain jääkaappi päästää kuumaa ilmaa ja pumppu imee lämpöä).

Useimmat laitteet toimivat sekä positiivisissa että negatiivisissa lämpötiloissa, mutta laitteen tehokkuus riippuu suoraan ulkoisista olosuhteista (eli mitä korkeampi ympäristön lämpötila, sitä tehokkaampi laite on). Yleensä laite toimii seuraavasti:

1. Lämpöpumppu joutuu kosketuksiin ympäristön olosuhteiden kanssa. Tyypillisesti laite ottaa lämpöä maasta, ilmasta tai vedestä (riippuen laitteen tyypistä).
2. Laitteen sisään on asennettu erityinen höyrystin, joka on täytetty kylmäaineella.
3. Ympäristöön joutuessaan kylmäaine kiehuu ja haihtuu.
4. Sen jälkeen kylmäaine höyryn muodossa tulee kompressoriin.
5. Siellä se kutistuu - tämän vuoksi sen lämpötila nousee vakavasti.
6. Sen jälkeen lämmitetty kaasu tulee lämmitysjärjestelmään, mikä johtaa pääjäähdytysnesteen lämmittämiseen, jota käytetään tilan lämmitykseen.
7. Kylmäaine jäähtyy pikkuhiljaa. Lopulta se muuttuu takaisin nesteeksi.
8. Sitten nestemäinen kylmäaine tulee erityiseen venttiiliin, joka alentaa vakavasti sen lämpötilaa.
9. Lopussa kylmäaine tulee uudelleen höyrystimeen, minkä jälkeen lämmitysjakso toistetaan.

Kuva 1. Maa-vesilämpöpumpun toimintaperiaate. Sininen tarkoittaa kylmää, punainen tarkoittaa kuumaa.

Edut:

• Ympäristöystävällisyys. Tällaiset laitteet ovat uusiutuvia energialähteitä, jotka eivät saastuta ilmakehää päästöillään (kun taas maakaasu tuottaa haitallisia kasvihuonekaasuja, ja sähköä käytetään usein hiilen polttamiseen, mikä saastuttaa myös ilmaa).
• Hyvä vaihtoehto kaasulle. Lämpöpumppu soveltuu erinomaisesti tilan lämmitykseen tilanteissa, joissa kaasun käyttö on syystä tai toisesta vaikeaa (esimerkiksi kun talo on kaukana kaikista tärkeimmistä laitoksista). Pumppu vertaa suotuisasti kaasulämmitykseen myös siinä mielessä, että tällaisen laitteen asentaminen ei vaadi valtion lupaa (mutta syvää kaivoa porattaessa se on silti hankittava).
• Edullinen lisälämmönlähde. Pumppu on ihanteellinen halvaksi apuvoimanlähteeksi (paras vaihtoehto on käyttää kaasua talvella ja pumppua keväällä ja syksyllä).

Virheet:

1. Lämpörajoitukset vesipumppuja käytettäessä. Kaikki lämpölaitteet toimivat hyvin positiivisissa lämpötiloissa, kun taas negatiivisissa lämpötiloissa monet pumput lakkaavat toimimasta. Tämä johtuu pääasiassa siitä, että vesi jäätyy, mikä tekee mahdottomaksi käyttää sitä lämmönlähteenä.
2. Vettä lämpönä käyttävissä laitteissa voi olla ongelmia. Jos vettä käytetään lämmitykseen, on löydettävä vakaa lähde. Useimmiten tätä varten on porattava kaivo, minkä vuoksi laitteen asennuskustannukset voivat nousta.

Huomio! Pumput maksavat yleensä 5-10 kertaa enemmän kuin kaasukattila, joten tällaisten laitteiden käyttö rahan säästämiseksi voi joissain tapauksissa olla epäkäytännöllistä (jotta pumppu maksaa itsensä takaisin, joudut odottamaan useita vuosia)

Lämpöpumppujen toimintaperiaate

On huomattava, että melkein kaikissa väliaineissa on lämpöenergiaa. Mikset käyttäisi saatavilla olevaa lämpöä kotisi lämmittämiseen? Lämpöpumppu auttaa tässä.

Lämpöpumpun toimintaperiaate on seuraava: lämpö siirtyy jäähdytysnesteeseen matalapotentiaalisesta energialähteestä. Käytännössä kaikki tapahtuu seuraavasti.

Jäähdytysneste kulkee putkien läpi, jotka on upotettu esimerkiksi maahan. Sitten jäähdytysneste tulee lämmönvaihtimeen, jossa kerätty lämpöenergia siirretään toiseen piiriin. Kylmäaine, joka sijaitsee ulkoisessa piirissä, lämpenee ja muuttuu kaasuksi. Tämän jälkeen kaasumainen kylmäaine siirtyy kompressoriin, jossa se puristetaan. Tämä saa kylmäaineen lämpenemään entisestään. Kuuma kaasu menee lauhduttimeen, ja siellä lämpö siirtyy jäähdytysnesteeseen, joka lämmittää jo itse talon.

Maalämpö kotona: miten se toimii

Jäähdytysjärjestelmät on järjestetty samalla periaatteella. Tämä tarkoittaa, että jäähdytysyksiköitä voidaan käyttää sisäilman jäähdyttämiseen.

Lämpöpumpputyypit

Lämpöpumppuja on useita tyyppejä. Mutta useimmiten laitteet luokitellaan ulkoisen piirin jäähdytysnesteen luonteen mukaan.

Laitteet voivat ottaa energiaa

• vesi,
• maaperä,
• ilmaa.

Tuloksena olevaa energiaa talossa voidaan käyttää tilan lämmitykseen, veden lämmittämiseen. Siksi lämpöpumppuja on useita tyyppejä.

Lämpöpumput: maa - vesi

Paras vaihtoehto vaihtoehtoiseen lämmitykseen on saada lämpöenergiaa maasta. Joten jo kuuden metrin syvyydessä maan lämpötila on vakio ja muuttumaton. Putkissa lämmönsiirtoaineena käytetään erityistä nestettä. Järjestelmän ulkoreuna on valmistettu muoviputkista. Maahan olevat putket voidaan sijoittaa pysty- tai vaakasuoraan. Jos putket sijoitetaan vaakasuoraan, on varattava suuri alue. Jos putket on asennettu vaakasuoraan, on mahdotonta käyttää maata maataloustarkoituksiin. Voit järjestää vain nurmikot tai istuttaa yksivuotisia kasveja.

Putkien sijoittamiseksi pystysuoraan maahan on tehtävä useita kaivoja, joiden syvyys on enintään 150 metriä. Tämä on tehokas geoterminen pumppu, koska lämpötila on korkea suurella syvyydellä lähellä maata. Lämmönsiirtoon käytetään syviä antureita.

Vesi-vesipumpun tyyppi

Lisäksi lämpöä voidaan saada vedestä, joka sijaitsee syvällä maan alla. Voidaan käyttää lampia, pohjavettä tai jätevettä.

On huomattava, että näiden kahden järjestelmän välillä ei ole perustavanlaatuisia eroja. Pienimmät kustannukset vaaditaan, kun luodaan järjestelmä lämmön saamiseksi säiliöstä. Putket on täytettävä jäähdytysnesteellä ja upotettava veteen.Monimutkaisempaa suunnittelua tarvitaan, jotta voidaan luoda järjestelmä lämmön tuottamiseksi pohjavedestä.

Ilma-vesipumput

On mahdollista kerätä lämpöä ilmasta, mutta alueilla, joilla on erittäin kylmät talvet, tällainen järjestelmä ei ole tehokas. Samalla järjestelmän asennus on hyvin yksinkertaista. Sinun tarvitsee vain valita ja asentaa haluamasi laite.

Hieman lisää geotermisten pumppujen toimintaperiaatteesta

Lämmitykseen on erittäin edullista käyttää lämpöpumppuja. Yli 400 neliömetrin talot maksavat järjestelmän kustannukset nopeasti pois. Mutta jos talosi ei ole kovin suuri, voit tehdä lämmitysjärjestelmän omin käsin.

Ensin sinun on ostettava kompressori. Laite, joka on varustettu perinteisellä ilmastointilaitteella, on sopiva. Asennamme sen seinälle. Voit tehdä oman kondensaattorin. Kupariputkista on tehtävä kela. Se asetetaan muovikoteloon. Höyrystin asennetaan myös seinään. Juotos, freonilla täyttö ja vastaavat työt saa suorittaa vain ammattilainen. Epäasialliset toimet eivät johda hyvään lopputulokseen. Lisäksi voit loukkaantua.

Ennen lämpöpumpun käyttöönottoa on tarpeen tarkistaa talon sähköistyksen kunto. Mittarin tehon tulee olla 40 ampeeria.

Kotitekoinen maalämpöpumppu

Huomaa, että itse luotu lämpöpumppu ei aina täytä odotuksia. Syynä tähän on oikeiden lämpölaskelmien puute. Järjestelmä on alitehoinen ja ylläpitokustannukset nousevat

Siksi on tärkeää suorittaa kaikki laskelmat tarkasti.

Lämpöilma-vesijärjestelmän ominaisuudet

Lämpöpumpulla, jolle tämä artikkeli on omistettu, toisin kuin tällaisen laitteen muut muunnelmat (erityisesti vesi-veteen ja maa-veteen), on useita etuja:

• säästää sähköä;
• asennus ei vaadi suuria maatöitä, kaivojen porausta, erityislupien saamista;
• Jos liität järjestelmän aurinkopaneeleihin, voit varmistaa sen täydellisen itsenäisyyden.

Tuulienergiaa ottavan ja veteen siirtävän lämpöjärjestelmän merkittävä etu on sataprosenttinen ympäristöturvallisuus.

Ennen kuin siirrytään pumpun suunnitteluun, on selvitettävä, missä tapauksissa järjestelmä ilmenee mahdollisimman tehokkaasti ja milloin sen käyttö on epäkäytännöllistä.

Ilmamassasta energiaa ottavalla lämpöpumppujärjestelmällä voidaan lämmittää kaikenlaisia ​​IVY:ssä käytettyjä lämmönsiirtoaineita: vettä, ilmaa, höyryä.

Sovelluksen ja työn yksityiskohdat

Lämpöpumppu toimii tuottavasti yksinomaan lämpötila-alueella -5 - +7 astetta. Ilman lämpötilassa +7 järjestelmä tuottaa enemmän lämpöä kuin on tarpeen, ja alle -5 indikaattorilla se ei riitä lämmitykseen. Tämä johtuu siitä, että rakenteessa oleva konsentroitu freoni kiehuu -55 asteen lämpötilassa.

Teoriassa järjestelmä voi tuottaa lämpöä jopa 30-asteisessa pakkasessa, mutta se ei riitä lämmitykseen, koska lämmöntuotto riippuu suoraan kylmäaineen kiehumispisteen ja ilman lämpötilan erosta.

Siksi pohjoisten alueiden asukkaat, joilla vilustuminen tulee aikaisemmin, tämä järjestelmä ei toimi, ja eteläisten alueiden kodeissa se voi palvella tehokkaasti useita kylmiä kuukausia.

Jos huoneeseen asennetaan vakioakut, lämpöpumppu ei toimi yhtä tehokkaasti. Mikä parasta, ilma-vesi-laite on yhdistetty konvektoreihin ja muihin laaja-alaisiin pattereihin sekä "lämmin lattia", "lämpimän seinän" vesityyppisiin järjestelmiin.

Myös itse huoneen tulee olla hyvin eristetty ulkopuolelta, siinä on oltava sisäänrakennetut monikammioiset ikkunat, jotka tarjoavat paremman lämmöneristyksen kuin tavalliset puiset tai muoviset.

Lämpöpumppu toimii parhaiten "lämmin lattia" -vesijärjestelmän kanssa, joka ei vaadi jäähdytysnesteen lämmitystä yli 40 - 45 ºC

Kotitekoisella lämpöpumpulla voidaan tehokkaasti lämmittää taloja jopa 100 neliömetriin asti. m ja sen taatusti tuottaa 5 kW tehoa. On ymmärrettävä, että freonia ei voida kaataa riittävän laadukkaasti kotona luotuun rakenteeseen, joten sinun tulee laskea sen kiehumispisteeseen -22 asteeseen.

Kodin kokoonpanolaite on ihanteellinen lämmön syöttämiseen autotalliin, kasvihuoneeseen, kodinhoitohuoneeseen, pieneen uima-altaaseen jne. Järjestelmää käytetään yleensä lisälämmityksenä.

Sähkökattila tai muu perinteinen lämmityskauden laitteisto vaaditaan joka tapauksessa. Kovien pakkasten (-15-30 astetta) aikana on suositeltavaa sammuttaa lämpöpumppu sähkön tuhlaamisen välttämiseksi, koska tänä aikana sen hyötysuhde on enintään 10%.

Lämpöpumput tuottavat tarpeeksi energiaa yksityisten sisäuima-altaiden veden lämmittämiseen (+)

Kuinka järjestelmä toimii

Rakenteen työaine on ilma. Kadulle asennetun ulkoyksikön kautta happi tulee putkien kautta höyrystimeen, jossa se on vuorovaikutuksessa kylmäaineen kanssa.

Freoni muuttuu lämpötilan vaikutuksesta kaasumaiseksi (koska se kiehuu -55 asteessa) ja kuumennetussa muodossa paineen alaisena tulee kompressoriin. Laite puristaa kaasua ja nostaa siten sen lämpötilaa.

Kuuma freoni tulee varastosäiliön (lauhduttimen) piiriin, jossa lämpö siirtyy veteen, jota voidaan myöhemmin käyttää lämmityksen ja käyttöveden järjestämiseen. Lauhduttimessa freoni menettää vain osan lämmöstään ja on edelleen kaasumaisessa tilassa.

Kaasuvivun läpi kulkeva kylmäaine ruiskutetaan, minkä seurauksena sen lämpötila laskee. Freonista tulee nestemäinen ja kulkeutuu tässä muodossa höyrystimeen. Sykli toistetaan.

Kuvassa on kaavamaisesti esitetty elementaarilämpöpumpun periaatteen toteutus, joka on jaettu kompressorilla ja laajentimella kahteen piiriin - korkea- ja matalapaine

Niitä, jotka haluavat itsenäisesti rakentaa lämpöpumpun jätemateriaaleista ja vanhentuneista laitteista, esimerkiksi vanhasta jääkaapista, auttavat suosittelemamme artikkelissa esitetyt tiedot.

Päätelmät ja hyödyllinen video aiheesta

Video esittelee laitteen toimintaperiaatteen ja ominaisuudet:

Tämän seurauksena voimme päätellä, että vesi-vesilämpöpumppua pidetään tehokkaana ympäristöystävällisenä laitteena, joka on suunniteltu lämmittämään jopa 150 neliömetrin taloja. Suuremman alueen järjestäminen voi jo edellyttää varsin monimutkaisia ​​teknisiä selvityksiä.

Jos sinulla on kysymyksiä lukiessasi annettuja tietoja, kysy ne alla olevassa lohkossa. Odotamme kommenttejasi, kysymyksiäsi aiheesta, tarinoita ja valokuvia minivesivoimalan rakentamisesta omin käsin. Olemme kiinnostuneita mielipiteestäsi.