Dünyadaki kötüleşen çevresel durumda ve (ortalama tüketici için daha önemli), gaz ve elektrik tarifelerindeki hızlı artış, gittikçe daha fazla Avrupalı, alternatif enerji kaynaklarını kullanan sistemleri günlük yaşamlarına sokmaya çalışıyor. Bu tür sistemler için seçeneklerden biri, kışın evinizi ısıtmak için kullanabileceğiniz ve bunun üzerine minimum elektrik harcayarak evsel kullanım için suyu ısıtabilen sözde ısı pompasıdır.
Son yıllarda yurttaşlarımızın evlerinde de bu mühendislik mucizesini giderek daha fazla karşılayabilirsiniz. Tabii ki, Ruslar için, geleneksel enerji kaynakları için yüksek fiyatlar sorunu, Avrupa'da olduğu kadar keskin değil, ama ilk önce, sadece şu an için ve ikincisi de medeni dünyanın gerisinde kalmak istemiyorum ...
Yani ısı pompası ... Nedir? Dayalı eyleminin prensibi nedir? Nerede, nerede ve nasıl ısı transfer ediyor? Doğru halledelim.
İçindekiler:
Isı pompasının çalışma prensibi
Isı pompalarının çalışma prensibi, bir maddenin (soğutucu akışkan), topaklanma durumu değiştiğinde ısıyı emme veya verme kabiliyetine dayanmaktadır. Temelde, bu tür pompalar soğutma ünitelerinden çok farklı değildir. (Bu tuhaf, ilk bakışta, sıradan bir ev buzdolabının sıcak duvarına dokunduğunuzda sizi şaşırtmayacaktır.)
Şematik olarak, bir ısı pompası üç devreden oluşan bir sistem olarak gösterilebilir. Birincisi, enerjiyi düşük potansiyel ısı kaynağından aktaran bir soğutucu. İkinci devrede, ilk devreden ısı alarak periyodik olarak buharlaşan soğutucu (freon) devreler, daha sonra tekrar yoğunlaşarak üçüncü devreye girer. Ve son olarak, ısı emici üçüncü durumda, "bizim durumumuzda, ısıtma sisteminden ısı aktaran suyu" çalıştırır ".
Isı pompasının görev döngüsü genel olarak aşağıdaki şekilde tanımlanabilir. Sıvı soğutucu, buharlaştırıcıya girerek gaz halini alır. Bu işlemin akması için gerekli olan enerji, birincil devrede dolaşan soğutma sıvısından alınır. Sonra, birkaç derece önceden ısıtılmış gaz halindeki soğutucu akışkan, asıl amacı gazı sıkıştırmak (tabii ki bu elektrik tüketir) olan kompresöre emilir.
Gaz basıncı birkaç kez artarken, önemli ölçüde ısınır: kompresöre girişindeki soğutucu sıcaklığı 6-10 ° C ise, çıkışta zaten yaklaşık 60 ° C'dir. Bir sonraki aşamada, ısıtılmış gaz kondensere gönderilir, burada alınan ısıyı ısıtma sistemine verir, yani kendisini yoğunlaştırır, yani; bir sıvı haline geçer. Aşırı basınç daha sonra bir gaz kelebeği valfı vasıtasıyla tahliye edilir ve döngü tekrar başlar.
Görüldüğü gibi, ısı pompasının cihazı temelde soğutma makinesinin cihazından farklı değildir. Sadece soğutma ünitelerinin asıl amacı soğuk üretmek, bu yüzden ısı orada buharlaştırıcı tarafından alınır ve kondenser sadece bu ısıyı çevre boşluğa boşaltır.Isı pompasında, resim tam tersidir: kondansatör tüketiciye ısı veren bir ısı eşanjörüdür ve buharlaştırıcı ikincil enerji kaynaklarının düşük potansiyel ısısını kullanan bir ısı eşanjörüdür.
Başka bir deyişle, bir ısı pompası “diğer tarafta bir buzdolabıdır”. Aynı zamanda, "tam tersi" sadece bir cihaz değil, aynı zamanda bir sonuçtur. Bir buzdolabı durumunda, içinde depolanan ürünlerden alınan ısı boşa harcanırsa, o zaman ısı pompasının ürettiği enerji gerçek faydalar sağlar - evin hedefli ısıtılmasında harcanır.
Isı pompaları ve sistemleri çeşitleri
Binanın ısıtılması için harcanan ısı enerjisi ve sıcak su sistemi, bir ısı pompası kullanarak çevre enerjisinin dönüştürülmesinin sonucudur. Pompa bu düşük potansiyel (düşük sıcaklık) enerjisini yoğunlaştırır ve ısıtma sistemine aktarır.
Bu durumda çevre enerjisinin ne anlama geldiğini anlamaya devam ediyor. Evsel ısı pompalarının çoğu, yıl boyunca yer kabuğunun ve suyun üst katmanları ile biriken güneşin ısısını ve yerin iç ısısını kullanmanızı sağlar.
Isı eşanjörünün ilk devresinin tasarım tipi ile tüm ısı pompaları toprağa, suya ve havaya ayrılır.
Yerden Isıtma Pompaları
Yerden ısıtma pompaları, evaporatördeki soğutucuyu yerden ısıtmak için gereken ısıyı alır. İkincisinin birkaç metre derinlikte sıcaklığı pratikte mevsimsel dalgalanmalara tabi değildir. Toprağa yerleştirilmiş kapalı bir boru sisteminde, bir "tuzlu su" dolaşır. “Turşu” kelimesini tırnak işaretleri içinde almamız tesadüf değildir: ismin beklediği gibi tuz içermez. Aslında, etilen glikol veya propilen glikol, daha az sıklıkla sulu etanole dayalı bir antifrizdir. Isı eşanjörü boruları hem yatay olarak (yatay kolektör) hem de dikey olarak (jeotermal sonda) zemine döşenebilir.
Yatay toplayıcının boruları, bu bölgedeki toprak donma seviyesinin altındaki bir derinlikte (genellikle 1,5-2 m) yere serilir. Bu tür bir ısı değişim sistemi oldukça geniş bir alanı kaplar. Örneğin, 100 m alana sahip nispeten küçük bir eve ısı sağlamak için2 2-3 dönümlük bir arazi tahsis edilmesi gerekecektir. Toplayıcı tarafından işgal edilen bölgede, yalnızca kökleri toprağın derinliklerine kadar inmeyen ağaçlar ve çalılar dikilebileceği ve buraya herhangi bir bina yerleştirmenin tamamen imkansız olduğu dikkate alınmalıdır.
Bir jeotermal sonda, boruları dikey olarak yerleştirilmiş ve 100-200 m derinliğe kadar toprağa daldırılmış olan bir ısı eşanjörüdür.Yüklenen probların sayısı kurulumun gerekli kapasitesine bağlıdır. Yukarıda örnek olarak bahsettiğimiz evi ısıtmak için, birbirinden 5 m mesafede bulunan, yaklaşık 80 m uzunluğunda iki prob kullanmak yeterli olacaktır.
Gördüğünüz gibi, bu sistem geniş alanlar gerektirmez, sitenizin herhangi bir yerinde kuyu açabilirsiniz - sizin için uygun olan her yerde. Jeotermal sondalı toprak ısı pompalarının temel dezavantajı, kuyu sondajının yüksek maliyetidir. Ancak, buna rağmen, çoğu kullanıcı tam olarak bu sistemleri tercih eder, çünkü jeotermal problar yatay kolektörlerden daha verimlidir ve daha az kısıtlamaya sahiptir.
Bir jeotermal sondası için bir kuyu açma.
Su ısı pompaları
Su ısı pompası, evaporatöründen pompaladığı yer altı suyu enerjisini “çeker”. Böyle bir sistem artan verimlilik ve iyi stabilite ile karakterize edilir: birinci karakteristik, suyun yüksek ısı transferinin bir sonucudur, ikincisi ise yer altı suyu sıcaklığının sabitliğinden kaynaklanmaktadır.
Tabii ki, bu tür bir kurulumun kullanılması için, aynı yeraltı suyunun kendi bölgenizde ve yeterince büyük miktarda mevcut olması gerekir. Akiferin 30-40 metreden daha derin bir yere yerleştirilmemesi arzu edilir, bu iki koşulun aynı anda gerçekleşmesi nadir görülen bir fenomendir. Arızası evinize veya kulübenize bir su ısı pompasının takılmasına engel teşkil edebilen bir başka koşul, yeraltı sularında düşük miktarda demir tuzu ve diğer safsızlıkların bulunmasıdır.
Düşük kaliteli su kullanılması, ısı eşanjörü tıkandığı için ekipmanın hızlı bir şekilde arızalanmasına neden olur. Bu kadar çok kısıtlamanın varlığı, çekiciliğine rağmen, bu tür ısı pompalarının sık sık monte edilmesinin nedenidir (uygulanan tüm projelerin yaklaşık% 5'i).
Hava ısı pompaları
Montaj kolaylığı açısından, hava ısı pompaları "kardeşler" e kıyasla çok büyük bir avantaja sahiptir. Ortam havasını bir ısı kaynağı olarak kullanmak için, kuyu delmeniz veya başka büyük ölçekli toprak işleri yapmanıza gerek yoktur. Sonuç olarak, ekipman takma maliyetini tahmin ederseniz, bir hava pompası size bir su veya toprak pompasından çok daha düşük maliyetli olacaktır.
Bu kadar önemli bir avantaja rağmen, bu tür iklimsel ekipmanın ideal bir adı yoktur çünkü önemli bir dezavantajı vardır. Böyle bir pompa sadece ortam sıcaklığı –15 ° C ... –20 ° C'nin üzerinde olduğunda verimli çalışır. Ülkemizin çoğu bölgesinde kışın nadir olmayan bu sınırın altındaki sıcaklık düşüşü, hava ısı pompasının verimlilik katsayısında önemli bir düşüşe yol açmaktadır.
Isı Pompası Verimlilik Oranı
Biraz daha yüksek, biz yeni terim - "verimlilik katsayısı" kullandık. Ne olduğunu açıklamamak yanlış olur, çünkü özellikle farklı tipteki pompaları birbirleriyle karşılaştırmanızı sağlayan ısı pompalarının önemli bir özelliğidir.
Verimlilik katsayısı (dönüşüm katsayısı olarak da bilinir), pompa tarafından üretilen termal enerjinin, tükettiği elektrik enerjisine oranıdır. Aslında, bu ısı pompasının verimliliğidir. Su ısı pompalarında ise, bu zamana bakılmaksızın bu katsayı 5'tir. Bu, 1 kW * s elektrik tüketildiğinde, tesisatın 5 kW * s termal enerji ürettiği anlamına gelir.
Toprak pompalarında, verim katsayısının değeri bir miktar daha düşüktür - 4'ten 4,5'e. Ve son olarak, hava ısı pompaları en küçük katsayı ile karakterize edilir ve verimleri kuvvetle ortam sıcaklığına bağlıdır: 0 ° C'de, katsayı ~ 3.5 ve –20 ° C'de 1.5'i geçmez (bu kadar düşük verimde, pompa basit bir şekilde ödenmez ve bir elektrikli kazan gibi daha ucuz iklim ekipmanı satın almayı düşünmek mantıklıdır).
Sattıkları ısı pompalarının reklamını yapan bazı yöneticiler, potansiyel müşterilerin bu ekipmanın% 400-500'lük bir verime sahip olduğunu garanti ediyor. Tabii ki, termodinamik yasalarının ihlal edildiğinden söz edilmez. Sadece bu durumda hesaplamalar bilerek yanlış yapılır: tüketilen elektrik dışındaki enerji kaynakları dikkate alınmaz - hava, su veya toprak, Güneş tarafından ısıtılır ve jeotermal işlemler. Verimliliği hesaplarken, yalnızca elektrik hesaba katılır ve düşük dereceli ısının kaynağını unuturlar, sonuç% 100'den fazladır.
Rus ikliminde ısı pompalarının kullanımı
Çeşitli tipteki ısı pompalarının yukarıdaki açıklamaları hakkında bilgi sahibi olduktan sonra, hangi iklim koşullarında Rusya ikliminde çalışmaya en uygun olduğu sorusunu kolayca yanıtlayabilirsiniz.
Hava ısı pompaları ülkemizdeki sınırlı sayıda bölgede kullanım için uygundur - kışın hava sıcaklığı neredeyse sıfıra düşmez. Tabii ki, Rusya'nın Avrupa kısmının kuzeyindeki Uzak Doğu ve Sibirya sakinleri hava ısı pompaları hakkında düşünmemeliler.
Su ısı pompası kullanımında birçok sınırlama vardır. Bazıları hakkında çoktan konuştuk, bir tane daha söylemeye devam ediyor. Ülkemiz topraklarının yarısından fazlası permafrost bölgesindedir. Hatta bir Doğu Sibirya sakini ya da Uzak Doğu'nun kuzeyi bile “şanslı” ise ve bölümünde çok derin olmayan bir yeraltı suyu varsa, o zaman hala bu yeraltı suyu buz şeklindedir, yani ısıtma sisteminde kullanılmaya uygun değildir. .
Bu nedenle, vatandaşlarımızın çoğunun yalnızca kazan-kazan seçeneğine (bir yerden ısıtma pompası) güvenmeleri gerekir. Aynı zamanda, bir Rus ikliminde, yatay bir kollektöre sahip, ancak toprak sıcaklığının daha sabit olduğu bir derinliğe ulaşmayı sağlayan jeotermal sondası olan bir pompa daha uygundur.
Soğutma için ısı pompası uygulaması
Isı pompalarının büyük bir avantajı, sadece evi ısıtabilmeleri değil, aynı zamanda gerekirse soğutmaları da mümkün olmasıdır. Kısa Rus yazımız bazen çok sıcak geçiyor ve eviniz gerçekten sıcak olduğunda, ısıtıcıyı klimaya çevirme teklifi çok faydalı olacaktır.
Bu konuda teknik bir çözüm başlangıçta, üretim aşamasında ısı pompasına entegre edilebilir ve hemen hemen tüm üreticilerin odayı şartlandırabilecek bir dizi pompası vardır (Doğal Soğutma modu). Isı pompanızda bu tür yetenekler yoksa, her şey hala kaybolmaz - normal bir pompa soğutma için çalışabilir. Hidrolik ayrıştırma şeklinde gerekli olan ek ekipman, pompanın dışına monte edilecektir. Her iki seçenek de büyük yatırım gerektirmez.
Isı pompasının ürettiği soğuğu doğrudan odaya çeşitli şekillerde taşıyabilirsiniz. Bu işlev, duvarlar veya tavanlar üzerindeki soğuk panellere, yerden ısıtma sistemine soğutma, iyi hava akışına sahip radyatörler veya bir fan bobini - bir fan tarafından üflenen bir plakalı eşanjörün yerleşik olduğu bir cihaz olarak atanabilir.
Sıcak su için bir ısı pompası kullanımı
Herhangi bir ısı pompası yalnızca evinizi ısıtmakla kalmaz, aynı zamanda size yıl boyunca sıcak su sağlar. Bununla birlikte, bu sistemin düşük sıcaklıkta olduğu ve kazandaki su sıcaklığının 45-55 ° C'yi geçmeyeceği anlamına geldiği unutulmamalıdır. Bu, kazanın hacminin standart bir ısıtma sistemi kullanıldığından daha fazla olması gerektiği anlamına gelir, aksi takdirde siz ve hanenizin sıcak su sıkılığı koşullarında yaşamak zorunda kalacaksınız.
Bir kazan dairesi için yer tahsis ederken, yani bir ev tasarlama aşamasında bile bu gerçek dikkate alınmalıdır. Ayrıca, bir kazan seçerken, bunun, ısı pompası kurulumlarıyla çalışmak üzere tasarlanmış özel bir ekipman olması gerektiğini dikkate almanız gerekir. Bu kazan ile normal kazan arasındaki temel fark, ısı pompasından en verimli ısı transferi için gerekli olan ısı eşanjörünün artan alanıdır.
Entegre ısıtma elemanlı ısı pompaları
Genellikle üreticiler ek elektrikli ısıtıcıları kendi ısı pompalarına entegre ederler. Dahili ısıtıcı, gerektiğinde, ısı pompası bakış açısından alternatif bir enerji kaynağına geçiş yapmasını sağlar - elektrik. Bu ne için? Hangi durumlarda TEN kullanımına ihtiyaç vardır?
Bir evi ısıtmak için bir ısı pompası seçimi, bölgenin iklim özellikleri de dahil olmak üzere çeşitli parametreler göz önüne alınarak gerçekleştirilir. Bu durumda, aşırı güçte bir pompa kurmak pratik değildir.Gerçek şu ki, aşırı soğuk günler çok sık gerçekleşmiyor, en azından Rusya'nın orta Avrupa bölgesinde. Uygulama, bu soğuk dönemlerde, başlangıçta daha güçlü bir pompa kurmaktan ziyade elektrikle gerekli gücü "almak" olduğunu göstermektedir. Bir ısıtma elemanının varlığı, sistemi ısıtma mevsiminin çoğundan daha güçlü hale getirme ihtiyacını ortadan kaldırır.
Su ve yerden ısıtma pompaları sahipleri için, entegre bir ısıtıcı, bir gerekenden çok daha fazladır. Hava ısı pompaları ile durum tamamen farklı görünüyor. -20 ° C veya daha düşük bir hava sıcaklığında, böyle bir pompa kapanmazsa etkisiz olacaktır. Ve yıl içinde çok fazla soğuk gün ve gece olmamasına rağmen, hızlı bir şekilde dondurucu bir evde güzel bir anda kalmak istemiyorum. Bu durumda yinelenen bir ısı üreticisinin varlığı, lüks olarak adlandırılamaz.
Hava ısı pompası
İpuçları ve Püf Noktaları
Isı pompası teknik olarak sofistike ve oldukça pahalı bir ekipmandır, bu nedenle büyük bir sorumlulukla yaklaşmalısınız. Asılsız olmamak için bazı çok özel tavsiyeler veriyoruz.
1. Asla bir hesaplama yapmadan ve bir proje oluşturmadan bir ısı pompası seçmeye başlamayın. Bir projenin olmayışı ölümcül hatalara neden olabilir, bu da ancak büyük ek finansal yatırımların yardımı ile düzeltilebilir.
2. Isı pompası ve ısıtma sisteminin tasarımını, kurulumunu ve bakımını sadece profesyoneller güvenmelidir. Profesyonellerin bu şirkette çalıştığından nasıl emin olabilirim? Her şeyden önce, gerekli tüm dokümantasyonun mevcudiyetine göre, satılan nesnelerden oluşan bir portföy, ekipman tedarikçilerinden sertifikalar. Gerekli olan tüm hizmet yelpazesinin, bu durumda projenin uygulanmasından tamamen sorumlu olacak olan tek bir şirket tarafından sağlanması oldukça arzu edilir.
3. Avrupa yapımı bir ısı pompasını tercih etmenizi tavsiye ederiz. Çin veya Rus teçhizatından daha pahalı olduğu için aklınızı karıştırmayın. Tüm ısıtma sisteminin kurulum, devreye alma ve hata ayıklama maliyetlerinin tahminine dahil edildiğinde, pompaların fiyatlarındaki fark neredeyse fark edilemez olacak. Ancak, emrinizde bir “Avrupalı” olması, pompanın yüksek fiyatı sadece modern teknolojilerin ve yüksek kaliteli malzemelerin kullanılmasında kullanılmasının bir sonucudur çünkü güvenilirliğinden emin olacaksınız.
