Heat pump para sa pagpainit ng isang bahay: prinsipyo ng operasyon, uri at paggamit

Sa lumalalang kalagayan ng kapaligiran sa mundo at (mas mahalaga para sa average na mamimili) ang mabilis na pagtaas ng mga tariff ng gas at kuryente, mas maraming mga Europeo ang nagsisikap na ipakilala ang mga sistema gamit ang mga alternatibong mapagkukunan ng enerhiya sa kanilang pang-araw-araw na buhay. Ang isa sa mga pagpipilian para sa mga naturang sistema ay ang tinatawag na heat pump, kung saan maaari mong painitin ang iyong bahay sa taglamig at init na tubig para sa mga hangarin sa domestic, na gumugol ng isang minimum na kuryente dito.

Sa mga tahanan ng aming mga kababayan sa nakalipas na mga taon, masyadong, maaari mong higit na matugunan ang himalang ito ng engineering. Siyempre, para sa mga Ruso, ang problema ng mataas na presyo para sa tradisyonal na mapagkukunan ng enerhiya ay hindi napakatindi tulad ng sa Europa, ngunit, una, ito ay para lamang sa oras, at pangalawa, hindi ko nais na mawala sa likod ng sibilisadong mundo ...

Kaya ang heat pump ... Ano ito? Ano ang prinsipyo ng pagkilos nito batay sa? Saan, saan at paano siya naglilipat ng init? Kunin natin ito ng tama.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng heat pump

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga bomba ng init ay batay sa kakayahan ng isang sangkap (nagpapalamig) na sumipsip o huminto sa init kapag nagbago ang estado ng pagsasama-sama. Sa esensya, ang gayong mga bomba ay hindi naiiba sa mga yunit ng pagpapalamig. (Ang kakaiba, sa unang tingin, ang pahayag ay hindi magtataka sa iyo kung hinawakan mo ang mainit na likod ng dingding ng isang ordinaryong ref ng sambahayan.)

Sa eskematiko, ang isang heat pump ay maaaring kinakatawan bilang isang sistema na binubuo ng tatlong mga circuit. Ang una ay isang coolant na naglilipat ng enerhiya mula sa isang mapagkukunan ng mababang potensyal na init. Sa pangalawang circuit, ang nagpapalamig (freon) ay kumakalat, na pana-panahong nag-evaporate, na kumukuha ng init mula sa unang circuit, pagkatapos ay muling naglalagay, na ibinigay ito sa ikatlong circuit. At, sa wakas, ang heat sink ay "tumatakbo" sa ikatlong circuit, sa aming kaso, tubig na naglilipat ng init sa pamamagitan ng sistema ng pag-init.

Ang cycle ng tungkulin ng heat pump sa pangkalahatang mga term ay maaaring inilarawan bilang mga sumusunod. Ang likidong nagpapalamig ay pumapasok sa evaporator, kung saan ipinapasa ito sa isang gas na estado. Ang enerhiya na kinakailangan para sa prosesong ito ay daloy ay kinuha mula sa coolant na nagpapalipat-lipat sa pangunahing circuit. Karagdagan, ang gas na nagpapalamig na pinainit ng maraming degree ay sinipsip sa tagapiga, ang pangunahing layunin ng kung saan ang compression ng gas (siyempre, ito ay kumokonsulta sa koryente).

Ang presyon ng gas ay nagdaragdag ng maraming beses, habang pinapainit ito nang malaki: kung ang temperatura ng nagpapalamig sa inlet hanggang sa tagapiga ay 6-10 ° C, pagkatapos ay sa labasan na ito ay halos 60 ° C. Sa susunod na yugto, ang pinainit na gas ay ipinadala sa pampalapot, kung saan binibigyan nito ang natanggap na init sa sistema ng pag-init, habang pinapanatili nito ang sarili, i.e. napunta sa isang likido na estado. Ang overpressure ay pagkatapos ay hinalinhan sa pamamagitan ng isang throttle valve at ang siklo ay nagsisimula muli.

Tulad ng nakikita mo, ang aparato ng heat pump ay hindi naiiba sa panimula mula sa aparato ng makinang nagpapalamig. Ito ay lamang na ang pangunahing layunin ng mga yunit ng pagpapalamig ay upang makabuo ng malamig, kaya doon ang init ay kinuha ng evaporator, at ang condenser ay itinatapon lamang ang init na ito sa nakapaligid na espasyo.Sa heat pump, ang larawan ay kabaligtaran: ang pampalapot ay isang heat exchanger na nagbibigay ng init sa consumer, at ang evaporator ay isang heat exchanger na gumagamit ng mababang potensyal na init ng pangalawang mapagkukunan ng enerhiya.

Sa madaling salita, ang isang heat pump ay isang "ref sa iba pang mga paraan sa paligid." Kasabay nito, ang "vice versa" ay hindi lamang isang aparato, kundi isang resulta. Kung sa kaso ng isang ref, ang init na kinuha mula sa mga produktong nakaimbak sa loob ay nasayang, pagkatapos ang enerhiya na nabuo ng heat pump ay nagdudulot ng tunay na mga benepisyo - ginugol ito sa na-target na pag-init ng bahay.

Mga iba't-ibang mga heat pump at system

Ang lakas ng init na ginugol sa pagpainit ng gusali at ang mainit na sistema ng tubig ay ang resulta ng pag-convert ng enerhiya sa kapaligiran sa pamamagitan ng paggamit ng isang heat pump. Ang bomba ay nagtutuon ng mababang potensyal na (mababang temperatura) na enerhiya at inililipat ito sa sistema ng pag-init.

Ito ay nananatiling maunawaan kung ano ang ibig sabihin sa kasong ito sa pamamagitan ng enerhiya ng kapaligiran. Karamihan sa mga domestic heat pump ay nagbibigay-daan sa iyo upang magamit ang init ng araw at ang panloob na init ng lupa, na naipon ng itaas na mga layer ng crust at tubig sa buong mundo sa buong taon.

Sa pamamagitan ng uri ng disenyo ng unang circuit ng heat exchanger, ang lahat ng mga heat pump ay nahahati sa lupa, tubig at hangin.

Mga Pump ng Bomba sa Kalag

Ang mga bomba ng init ng lupa ay tumatanggap ng init na kinakailangan upang mapainit ang nagpapalamig sa evaporator mula sa lupa. Ang temperatura ng huli sa lalim ng ilang metro ay halos hindi napapailalim sa pana-panahong pagbabagu-bago. Sa isang saradong sistema ng mga tubo na nakalagay sa lupa, isang "brine" ang umiikot. Hindi sinasadya na kinuha namin ang salitang "pickle" sa mga marka ng sipi: asin, tulad ng inaasahan ng isa mula sa pangalan, ay hindi naglalaman nito. Sa katunayan, ito ay isang antifreeze batay sa etilena glycol o propylene glycol, hindi gaanong madalas na may tubig na ethanol. Ang mga tubo ng heat exchanger ay maaaring mailagay sa lupa pareho nang pahalang (pahalang na kolektor) at patayo (geothermal probe).

Ang mga tubo ng pahalang na kolektor ay inilatag sa lupa sa lalim sa ibaba ng antas ng pagyeyelo ng lupa sa rehiyon na ito (karaniwang 1.5-2 m). Ang sistema ng pagpapalit ng init ng ganitong uri ay nasasakop ng isang medyo malaking lugar. Halimbawa, upang magbigay ng init sa isang medyo maliit na bahay na may isang lugar na 100 m² kailangan mong maglaan ng 2-3 ektarya ng lupa. Dapat itong isaalang-alang na sa teritoryo na inookupahan ng kolektor, tanging ang mga punungkahoy at shrubs na iyon ay maaaring itanim na ang mga ugat ay hindi masyadong napakalalim sa lupa, at ganap na imposible na ilagay ang anumang mga gusali dito.

Ang isang geothermal probe ay isang heat exchanger, ang mga tubo na kung saan ay matatagpuan patayo at nalubog sa lupa sa lalim ng 100-200 m. Ang bilang ng mga naka-install na mga probisyon ay nakasalalay sa kinakailangang kapasidad ng pag-install. Upang mapainit ang bahay, na napag-isipan na namin sa itaas bilang isang halimbawa, sapat na upang magamit ang dalawang probes na may haba na halos 80 m, na matatagpuan sa layo na 5 m mula sa bawat isa.

Tulad ng nakikita mo, ang sistemang ito ay hindi nangangailangan ng malalaking lugar, maaari kang mag-drill ng mga balon sa anumang bahagi ng iyong site - kung saan ito ay maginhawa para sa iyo. Ang pangunahing kawalan ng mga bomba ng init ng lupa na may geothermal probes ay ang mataas na gastos ng mahusay na pagbabarena. Gayunpaman, sa kabila nito, ang karamihan sa mga gumagamit ay nagbibigay ng kagustuhan sa mga sistemang ito, dahil ang mga geothermal probes ay mas mahusay kaysa sa mga nangongolekta, at may mas kaunting mga paghihigpit.

Pagbabarena ng isang balon para sa isang geothermal probe.

Mga pump ng init ng tubig

Ang bomba ng init ng tubig ay "kumukuha" ng enerhiya ng tubig sa lupa, na kung saan ito ay binabomba sa pamamagitan ng singsing. Ang ganitong sistema ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagtaas ng kahusayan at mahusay na katatagan: ang unang katangian ay ang resulta ng mataas na paglipat ng init ng tubig, ang pangalawa ay dahil sa patuloy na temperatura ng tubig sa lupa.

Siyempre, upang magamit ang ganitong uri ng pag-install, kinakailangan na ang parehong parehong tubig sa lupa ay magagamit sa iyong teritoryo, at sa isang malaking sapat na dami. Lubhang kanais-nais na ang aquifer ay matatagpuan nang mas malalim kaysa sa 30-40 m. Ang sabay-sabay na katuparan ng dalawang kundisyon na ito ay isang hindi madalas na kababalaghan. Ang isa pang kondisyon, ang kabiguan ng kung saan ay maaaring maging isang balakid sa pag-install ng isang pump ng init ng tubig sa iyong bahay o kubo, ay ang mababang nilalaman ng mga asing-gamot na bakal at iba pang mga dumi sa tubig sa lupa.

Ang paggamit ng mababang kalidad ng tubig ay magiging sanhi ng kagamitan na mabilis na mabibigo, dahil ang mga heat exchanger ay clog lang. Ang pagkakaroon ng napakaraming mga paghihigpit ay ang kadahilanan na ang gayong mga heat pump, sa kabila ng kanilang pagiging kaakit-akit, ay naka-install nang madalas (tungkol sa 5% ng lahat ng mga ipinatupad na proyekto)

Mga pump ng init ng hangin

Sa mga tuntunin ng kadalian ng pag-install, ang mga heat pump pump ay may malaking kalamangan sa kanilang "mga kapatid." Upang magamit ang nakapaligid na hangin bilang mapagkukunan ng init, hindi mo kailangang mag-drill ng mga balon o magsagawa ng anumang iba pang malakihang trabaho sa lupa. Bilang isang resulta, kung inilalagay mo ang pagtatantya ng gastos ng pag-install ng kagamitan, ang isang air pump ay gagastos sa iyo ng mas mababa kaysa sa isang water pump o ground.

Sa kabila ng isang makabuluhang kalamangan, ang ganitong uri ng klimatikong kagamitan ay hindi matatawag na perpekto, dahil mayroon din itong isang makabuluhang disbentaha. Ang nasabing bomba ay gumagana lamang nang mahusay kapag ang temperatura ng ambient ay nasa itaas –15 ° C ... –20 ° C. Ang isang pagbagsak sa temperatura sa ibaba ng hangganan na ito, na hindi bihira sa karamihan ng mga rehiyon ng ating bansa sa taglamig, ay humantong sa isang makabuluhang pagbaba sa kahusayan ng kahusayan ng isang pump ng init ng hangin.

Heat Pump Efficiency Ratio

Medyo mas mataas, ginamit namin ang bagong term - "koepisyent ng kahusayan". Mali ang hindi ipaliwanag kung ano ito, lalo na dahil ito ay isang mahalagang katangian ng mga heat pump na nagbibigay-daan sa iyo upang ihambing ang iba't ibang uri ng mga bomba sa bawat isa.

Ang koepisyent ng kahusayan (tinatawag din na koepisyent ng pagbabagong-anyo) ay ang ratio ng thermal energy na nabuo ng pump sa elektrikal na enerhiya na natupok nito. Sa katunayan, ito ang kahusayan ng heat pump. Sa kaso ng mga pump ng init ng tubig, ang koepisyent na ito ay 5, anuman ang oras ng taon. Nangangahulugan ito na kapag 1 kW * h ng koryente ay natupok, ang pag-install ay bumubuo ng 5 kW * h ng thermal energy.

Sa mga bomba sa lupa, ang halaga ng koepisyent ng kahusayan ay bahagyang mas mababa - mula 4 hanggang 4.5. At sa wakas, ang mga heat pump pump ay nailalarawan sa pinakamaliit na koepisyent, at ang kanilang kahusayan ay malakas na nakasalalay sa ambient temperatura: sa 0 ° C, ang koepisyent ay ~ 3.5, at sa -20 ° C hindi ito lalampas sa 1.5 (sa tulad ng isang mababang kahusayan, ang bomba hindi lamang ito magbabayad, at makatuwiran na isipin ang pagbili ng mas murang kagamitan sa klima, tulad ng isang electric boiler).

Ang ilang mga tagapamahala, nag-a-advertise sa mga heat pump na ibinebenta nila, sinisiguro ang mga potensyal na customer na ang kagamitan na ito ay may kahusayan na 400-500%. Siyempre, walang pag-uusap tungkol sa anumang paglabag sa mga batas ng thermodynamics. Ito ay na sa kasong ito ang mga kalkulasyon ay sinasadya na mali: Ang mapagkukunan ng enerhiya maliban sa natupok na koryente ay hindi isinasaalang-alang - hangin, tubig o lupa, na pinainit ng Araw at mga geothermal na proseso. Kapag kinakalkula ang kahusayan, ang kuryente lamang ang isinasaalang-alang at nakalimutan nila ang tungkol sa mapagkukunan ng mababang-grade na init, ang resulta ay higit sa 100%.

Ang paggamit ng mga pump ng init sa klima ng Russia

Ang pagkakaroon ng pamilyar sa mga paglalarawan sa itaas ng iba't ibang uri ng mga heat pump, madali mong masagot ang tanong kung aling bomba ang pinaka-angkop para sa operasyon sa klima ng Russia.

Ang mga heat pump pump ay angkop para magamit lamang sa isang limitadong bilang ng mga rehiyon ng ating bansa - kung saan ang temperatura ng hangin sa taglamig ay halos hindi bumababa sa ibaba zero. Siyempre, ang mga residente ng Siberia, Malayong Silangan, ang hilaga ng European na bahagi ng Russia ay hindi dapat mag-isip tungkol sa mga air pump pump.

Maraming mga limitasyon sa paggamit ng mga pump ng init ng tubig. Napag-usapan na natin ang ilan sa mga ito; nananatiling banggitin pa ang isa pa. Mahigit sa kalahati ng teritoryo ng ating bansa ay nasa permafrost zone. Kung kahit na ang ilang mga residente ng Eastern Siberia o hilaga ng Far East ay "masuwerteng" at mayroong tubig sa lupa sa seksyon nito na hindi namamalagi masyadong malalim, kung gayon pa rin ang tubig na ito sa lupa ay nasa anyo ng yelo, na nangangahulugang hindi ito angkop para magamit sa sistema ng pag-init .

Kaya, ang karamihan sa aming mga kababayan ay dapat umasa sa tanging, panalo-win, pagpipilian - isang ground pump. Kasabay nito, sa isang klima ng Russia, ang isang bomba na may isang pahalang na kolektor, ngunit may isang geothermal na pagsisiyasat, na nagpapahintulot sa pag-abot sa isang lalim kung saan mas matatag ang temperatura ng lupa, ay mas angkop.

Ang aplikasyon ng pump ng init para sa paglamig

Ang isang malaking bentahe ng mga heat pump ay nagagawa nilang hindi lamang mapainit ang bahay, kundi pati na rin upang palamig ito kung kinakailangan. Ang aming maiikling tag-araw na Russian ay kung minsan ay napakainit, at kapag ang iyong tahanan ay literal na mainit, ang panukala na gawing pampainit sa isang air conditioner ay magiging kapaki-pakinabang.

Ang isang teknikal na solusyon sa problemang ito ay maaaring isama sa heat pump sa una, sa yugto ng pagmamanupaktura, at halos lahat ng mga tagagawa ay may isang hanay ng mga bomba na maaaring kundisyon sa silid (Likas na Paglamig mode). Kung ang iyong heat pump ay walang ganoong kakayahan, ang lahat ay hindi pa rin nawala - ang isang regular na bomba ay maaaring gumana para sa paglamig. Ang kinakailangang karagdagang kagamitan sa anyo ng hydraulic decoupling ay mai-mount sa labas ng bomba. Ang parehong mga pagpipilian ay hindi nangangailangan ng malalaking pamumuhunan.

Maaari mong dalhin ang malamig na nabuo ng heat pump nang diretso sa silid sa iba't ibang paraan. Ang pagpapaandar na ito ay maaaring italaga sa mga malamig na panel sa mga dingding o kisame, paglamig sa ilalim ng pagpainit, mga radiator na may mahusay na daloy ng hangin o isang coil ng fan - isang aparato kung saan ang isang heat heat exchanger ay hinipan ng isang tagahanga ay isinama.

Ang paggamit ng isang heat pump para sa mainit na tubig

Ang anumang heat pump ay hindi lamang maaaring magpainit sa iyong bahay, ngunit nagbibigay din sa iyo ng mainit na tubig sa buong taon. Gayunpaman, dapat tandaan na ang sistemang ito ay mababa ang temperatura, na nangangahulugang ang temperatura ng tubig sa boiler ay hindi lalampas sa 45-55 ° C. Sinusunod nito na ang dami ng boiler ay dapat na mas malaki kaysa sa kapag gumagamit ng isang karaniwang sistema ng pag-init, kung hindi man ikaw at ang iyong sambahayan ay dapat na mabuhay sa mga kondisyon ng sobrang tubig.

Ang katotohanang ito ay dapat isaalang-alang kapag naglalaan ng puwang para sa isang boiler room, i.e., kahit na sa yugto ng pagdidisenyo ng isang bahay. Gayundin, kapag pumipili ng boiler, kailangan mong isaalang-alang na dapat itong espesyal na kagamitan na idinisenyo upang gumana sa mga pag-install ng heat pump. Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng boiler na ito at ang karaniwang isa ay ang nadagdagan na lugar ng heat exchanger na kinakailangan para sa pinaka mahusay na paglipat ng init mula sa heat pump.

Ang mga pump ng init na may pinagsama-samang elemento ng pag-init

Kadalasan ang mga tagagawa ay nagsasama ng mga karagdagang electric heaters sa kanilang mga heat pump. Pinapayagan ng built-in na pampainit, kung kinakailangan, upang lumipat sa isang alternatibong mapagkukunan ng enerhiya mula sa punto ng view ng heat pump - kuryente. Ano ito para sa? Sa anong mga kaso mayroong kailangang gumamit ng TEN?

Ang pagpili ng isang heat pump para sa pagpainit ng isang bahay ay isinasagawa na isinasaalang-alang ang iba't ibang mga parameter, kabilang ang mga klimatiko na katangian ng rehiyon. Bukod dito, itinuturing na hindi praktikal na mag-install ng isang bomba na may labis na lakas.Ang katotohanan ay ang sobrang lamig na araw ay hindi madalas mangyari, hindi bababa sa gitnang bahagi ng Europa ng Russia. Ipinakita ng kasanayan na ang isang mas matipid na pagpipilian ay upang "makuha" ang kinakailangang lakas na may kuryente sa panahon ng mga nagyelo na panahon kaysa sa una na mag-install ng isang mas malakas na bomba. Ang pagkakaroon ng isang elemento ng pag-init ay nag-aalis ng pangangailangan na gawing mas malakas ang system kaysa sa kinakailangan ng karamihan sa panahon ng pag-init.

Para sa mga may-ari ng bomba ng init ng tubig at lupa, ang isang pinagsama-samang pampainit ay higit pa sa isang pangangailangan. Ang sitwasyon na may air heat pumps ay mukhang ganap na naiiba. Sa isang temperatura ng hangin ng -20 ° C o mas mababa, tulad ng isang bomba, kung hindi ito lumiko, ay hindi epektibo. At kahit na hindi masyadong maraming mga malamig na araw at gabi sa taon, hindi ko nais na manatili sa isang mabilis na pagyeyelo sa isang sandali. Ang pagkakaroon ng isang duplicate na heat generator sa kasong ito ay hindi matatawag na isang luho.

Air heat pump.

Mga Tip at Trick

Ang isang heat pump ay isang technically sopistikado at medyo mahal na kagamitan, kaya dapat mong lapitan ito nang may malaking responsibilidad. Upang hindi maging walang batayan, nagbibigay kami ng ilang mga tiyak na rekomendasyon.

1. Huwag nang simulang pumili ng isang pump na pang-init nang walang unang paggawa ng mga kalkulasyon at paglikha ng isang proyekto. Ang kakulangan ng isang proyekto ay maaaring maging sanhi ng mga nakamamatay na mga pagkakamali, na maaari lamang maitama sa tulong ng malaking karagdagang pamumuhunan sa pananalapi.

2. Ang mga propesyonal lamang ang dapat ipagkatiwala ang disenyo, pag-install at pagpapanatili ng heat pump at sistema ng pag-init. Paano matiyak na ang mga propesyonal ay nagtatrabaho sa kumpanyang ito? Una sa lahat, ayon sa pagkakaroon ng lahat ng kinakailangang dokumentasyon, isang portfolio ng mga nabebenta na bagay, sertipiko mula sa mga supplier ng kagamitan. Lubhang kanais-nais na ang buong saklaw ng mga kinakailangang serbisyo ay ibinigay ng isang kumpanya, na sa kasong ito ay ganap na responsable para sa pagpapatupad ng proyekto.

3. Pinapayuhan ka namin na bigyan ng kagustuhan sa isang pump na gawa sa init ng Europa. Huwag malito sa katotohanan na ito ay mas mahal kaysa sa kagamitan sa Intsik o Ruso. Kung isinasama mo sa pagtatantya ng gastos ng pag-install, pag-uugali at pag-debug ng buong sistema ng pag-init, ang pagkakaiba sa presyo ng mga bomba ay halos hindi mahahalata. Ngunit sa kabilang banda, ang pagkakaroon ng isang "European" sa iyong pagtatapon, masisiguro mo ang pagiging maaasahan nito, dahil ang mataas na presyo ng bomba ay bunga lamang ng paggamit ng mga modernong teknolohiya at mga de-kalidad na materyales kapag nilikha ito.