Toplotna črpalka: princip delovanja, povratna zveza, izračun

Vsebina

  • Oblikovne značilnosti
  • Načelo delovanja
  • pluse
  • Proti
  • Vrste toplotnih črpalk in njihove razlike
  • 6) Pregledi toplotnih črpalk
  • Prikaz toplotne črpalke (video)

    Toplotne črpalke v vseh naprednih državah so najbolj iskani alternativni ogrevalni sistem, ki je skoraj v celoti zamenjal plinske in trdne kotle.In to ni presenetljivo, saj je načelo njihovega delovanja veliko bolj učinkovito kot standardni ogrevalni sistemi.

    Toplotna črpalka domačega tipa

    V tem članku smo izvedeli, da takšna toplotna črpalka, zlasti načelo njene zasnove in delovanja, in ugotoviti, kajizračun mora biti opravljen pri izbiri take naprave.

    1 Konstrukcijske značilnosti

    Zasnova toplotne črpalke je sestavljena iz treh glavnih elementov - vezij:

    • Zunanja kontura
    18) Je zunanji del črpalke, ki se nahaja v okolju rekuperacije toplote (zemlja ali voda).Zunanja kontura je izdelana v obliki cevi iz polimernih materialov.Na teh ceveh kroži nosilec toplote, ki se ogreva pod vplivom zunanjega okolja.

    • Notranji obris

    Sestavljen je iz kompresorja, uparjalnika, kapilar in kondenzatorja.Notranji krog ima tudi termostat in sistem za kroženje hladilnega sredstva."Srce" celotnega sistema je kompresor.To je kompresor, ki opravlja svoje glavne funkcije in zagotavlja vsa dela.Notranji obris je razdeljen na dve polovici - toplo in hladno.

    V vročem stanju hladilno sredstvo kroži v oblikiplin, hladno - v tekoči obliki.Temperaturno razliko vzdržuje kompresor, ki stisne in segreva hladilno sredstvo, in redukcijski ventil (izparilnik), v katerem se hladilno sredstvo spremeni v plin in odda toploto ogrevalnemu sistemu stavbe.

    Zato je treba zelo pozorno preučiti dejstvo, da je bil kompresor v dobrem stanju in da je izpolnjeval svoje naloge.Hladilna tekočina - je snov, ki kroži po sistemu, ki prenaša izbrano toplotno energijo iz zunanjega vira v kompresor.Kot hladilno sredstvo se uporabljajo snovi z nizkim vreliščem, pogosto freon ali amoniak.
    v meniju?

    1.1 Načelo delovanja

    Enostavna shema toplotnih črpalk v podeželski hiši

    Tehnologija, na kateri temelji delovanje toplotnih črpalk, temelji naker v vsakem okolju s temperaturo nad 1 stopinj (zemlja, voda, zrak ali) obstaja določena količina toplotne energije.

    Načelo delovanja sistema je, da absorbira to razpršeno toploto in jo koncentrira, s čimer se poveča količina toplotne energije.

    V praksi se to načelo izvaja v skladu z naslednjim algoritmom:

  • Nosilec toplote (hladilno sredstvo), ki kroži po cevovodu, ki se nahaja v okolju za rekuperacijo toplote, se segreje na več stopinj, kar je dovolj za zagon vsehtransformacij.
  • Po vstopu v izmenjevalnik toplote (deluje na principu uparjalnika) prenosnik toplote prenese vso vezano toploto na notranji krog.
  • V uparjalniku, hladilno sredstvo, ki kroži vzdolž notranjega vezja,segreje, spremeni v plin.
  • Poleg tega hladilno sredstvo v plinasti obliki vstopi v kompresor, ki se stisne pod hudim pritiskom, kar poveča njegovo temperaturo. Kompresor določa skupno moč celotnega sistema, zato je zelo pomembno pravilno izračunati njegove lastnosti.
  • Stisnjeni plin prehaja v kondenzator, ki prenese svojo toploto na hladilno sredstvo, ki se uporablja za notranje ogrevanje stavbe (navadna voda).
  • Zaradi hlajenja hladilno sredstvo vzame tekočo obliko in ponovno vstopi v sistem zunanjega tokokroga, kjer je recirkulacija.
  • Kot je razvidno, se načelo delovanja toplotnih črpalk ne razlikuje veliko od tehnologije, ki jo uporabljajo hladilniki. Nekatere črpalke, opremljene s sistemom za vzvratno vožnjo, lahko zagotovijo ne samo ogrevanje, temveč tudi hlajenje hiše v vročem vremenu.
    v meniju?

    2 plusa

    Toplotna črpalka zrak-zrak, nameščena na ulici

    Toplotne črpalke imajo naslednje prednosti:

    • Stroškovna učinkovitost.

    Učinkovitost toplotnih črpalk je večkrat višja od učinkovitosti porabe energije katerega koli, celo najbolj tehnološkega kotla na trda goriva.

    Za primerjalno vrednost (izračun izkoristka enote) se sprejme CPT - koeficient. toplotna pretvorba, ki določa razmerje med vhodno energijo in toploto, prejeto v kompresor: na primer, če je KPT 4,5, potem bo črpalka z dodatkom 1 kW energije na izhodu proizvedla 4,5 kW.

    • Vsestranskost.

    Razpršena toplota je na voljo v vseh podnebnih razmerah, tako da bo takšna črpalka vedno sposobna prejeti "hrano" za predelavo v toplotno energijo.

    Poleg tega je večina sodobnih enot za ogrevanje hiše opremljena z dodatnimi agregati - bencinskimi ali električnimi motorji, ki povzročajo delovanje kompresorja.

    • Dvostransko delovanje.

    Taka črpalka ne more samo ogrevati hiše, temveč tudi "odvzeti" odvečno toploto iz prostora v vroči sezoni, s čimer jo ohladi. To načelo delovanja se pogosto uporablja v črpalkah, ki se uporabljajo za ogrevanje bazenov.

    • Največja varnost.

    Industrijska toplotna črpalka velike moči

    Ker se ogrevanje hiše dogaja brez uporabe goriva in plina, se nevarnost požara zmanjša na nič. Ta črpalka se med delovanjem ne segreje in se pod vplivom zunanjih temperatur ne zmrzne.
    v meniju?

    2.1 Cons

    • Visoki stroški ureditve sistema.

    Ogrevanje na osnovi toplotnih črpalk v naši državi je zaradi tega zelo slabo razporejeno. Dejstvo, da delovanje takšnega sistema sploh ne zahteva nobenih finančnih stroškov, je niz začetne opreme veliko denarja, kar je za večino lastnikov stanovanj spotike.

    Poleg tega je z lastnimi rokami za izračun in vgradnjo ogrevanja na podlagi toplotne črpalke, glede na vse nianse tehnologije, zelo težko - z njimi se morajo ukvarjati.usposobljeni strokovnjaki.

    • Nizka učinkovitost

    V blagem podnebju je popolno ogrevanje hiše s toplotno črpalko precej resnično, vendar v hudih zimskih razmerah tak sistem morda ne opravlja vseh nalog, ki so mu dodeljene. Če finančna sredstva omogočajo, se lahko takšno ogrevanje uporabi v zgodnji pomladi in jeseni, vendar bo za zimo še vedno treba uporabiti klasično ogrevanje.

    Toda za lokalno ogrevanje - toplo tla ali rastlinjake, je črpalka več kot dovolj. Na primer, toplotne črpalke za bazen nimajo analogov z vidika učinkovitosti ogrevanja vode.
    v meniju?

    3 Vrste toplotnih črpalk in njihove razlike

    Še en primer toplotnih črpalk zemlja /voda

    Klasifikacija toplotnih črpalk se izvaja glede na okolje, iz katerega se sprejema primarna toplotna energija.

    Naprava s podzemno vodo.

    Za ogrevanje skozi celo leto so tovrstne črpalke najboljša možnost, saj temperatura tal v globini ostaja razmeroma stabilna v vsakem letnem času. Za razporeditev takšnega sistema se uporabljajo plastične cevi, ki se lahko montirajo tako v navpični kot v vodoravni legi.

    Načelo odvzema toplote iz tal ima eno pomembno pomanjkljivost - potrebo po uporabi velikega zemljišča pod polaganjem cevi zunaj obrisa, v katerem po namestitvi cevi ni mogoče izvesti nobenih kmetijskih del.

    Pri vertikalni razporeditvi cevi, kadar se njihova namestitev izvaja v posebnih vrtinah, to. \ Tpomanjkljivost je izravnana.Vendar pa lahko vertikalno tesnilo opravite z lastnimi rokami - potrebujete posebno opremo.

    Naprava z vodno vodo.

    Med toplo sezono imajo te črpalke največjo učinkovitost.Zunanji obris se lahko uredi v naravnih rezervoarjih - jezerih, rekah, ki so v praksi redke.

    Ali na virih, opremljenih z lastnimi rokami - vodnjaki in vodnjaki.Uporaba vrtin podzemnih voda ima veliko več prednosti, saj je njihova temperatura skozi celo leto stabilna.

    Tip naprave zrak - voda.

    Uporaba takšnih naprav v našem podnebju ni upravičena, saj je v hladnem obdobju leta praktično neuporabna.Zunanja kontura se lahko nahaja na strehi hiše ali ne v stenah.Vendar pa ima ta tehnologija eno resno prednost - sposobnost ponovne uporabe toplote, ki zapusti ogrevalni prostor.

    Notranja naprava toplotne črpalke podjetja Viessmann

    Naprava zrak /zrak.

    To načelo je veliko učinkovitejše od tehnologije zrak-zrak.Takšne črpalke lahko absorbirajo toploto okolja, tudi pri negativnih temperaturah, medtem ko ogrevanje hiše s pomočjo zračne črpalke ne zahteva prisotnosti radiatorjev in baterij.

    Za to je potreben samo zračni kanal, ki ga je mogoče preprosto opremiti z lastnimi rokami in s samo črpalko.Pomanjkljivost je naslednja: pri temperaturi okolice pod 10 stopinj, stroški električne energije,kompresor zahteva, da je njegova uporaba neupravičena.

    Razlikujete lahko tudi hidrodinamične, toplotne črpalke - to so naprave, ki delujejo na povsem drugačni tehnologiji. Hidrodinamična črpalka namesto prejemanja razpršene toplotne energije iz okolja uporablja mehansko energijo, pridobljeno med delovanjem agregata, za ogrevanje vode.

    Ta naprava je sestavljena iz električnega motorja in generatorja toplote (mehanska energija iz pogona do generatorja se prenaša preko sklopke) in krmilne enote, ki sta nameščena na jeklenem okviru. Hidrodinamično črpalko lahko brez težav izdelate z lastnimi rokami.

    Izbira toplotne črpalke v izračunu je potrebna za toplotne izgube doma. Če so prevelike, je potrebno narediti toplotno izolacijo prostora - celo primerno je ogreti hišo z lastnimi rokami s peno. Izračun zmogljivosti črpalke mora temeljiti na naslednjih kazalnikih:

    • za ogrevanje hiše brez toplotne izolacije je potrebno 120 VTм2;
    • z normalno toplotno izolacijo - 80 ВТм2;
    • za novozgrajeno stavbo z dobro izolacijo - 50 Wm2;
    • za dom z energetsko varčnimi tehnologijami - 40 Wm2.

    Oblaganje kablov za toplotne črpalke za pridobivanje energije iz tal

    V tem primeru je treba upoštevati dodatno zmogljivost 15–20%.
    v meniju?

    3.1 Pregledi toplotnih črpalk

    Ponujamo vam, da preberete preglede toplotnih črpalk od ljudi, ki imajo z njimi dolgoletne izkušnje.uporaba:

    Nicholas, 27 let, Rostov:

    Že več kot štiri leta sem kupila toplotno črpalko za plavalne bazene, ki jo imam v svoji hiši dva kosa. Uporabite tip črpalke za zemeljsko vodo, cevi pa so nameščene v posebnih vodnjakih, ki se nahajajo na lokaciji, nedaleč od hiše.

    Seveda sem moral porabiti, ker tega nisem storil z lastnimi rokami, izračun pa so zahtevali strokovnjaki, vendar sem bil več kot zadovoljen z delovanjem toplotne črpalke za bazen. Izjavljam s polno odgovornostjo - toplotna črpalka za bazene zdravi vsak rubelj, v katerega je vložil.

    Alexander, 45 let, Moskva

    Vedno sem gledal na alternativne vire energije. In ko mi je moj znanec ponudil pomoč pri urejanju ogrevanja rastlinjakov na osnovi toplotne črpalke, sem se takoj strinjal. Naredili smo potrebne izračune, kupili opremo in montirali celoten sistem z lastnimi rokami (zunanji obris je v vodnjaku, ki se nahaja v bližini rastlinjaka).

    Zelo sem zadovoljen - največja učinkovitost, če ni stroškov poslovanja. Poleg tega je zahteva po uživanju sadja izjemno pomembna - okolju prijazna. Sedaj razmislite o nakupu toplotne črpalke za bazen.

    v meniju?

    3.2 Prikaz toplotne črpalke (video)