Evi ısıtmak için bir ısı pompası kullanmalı mıyım?

Pompa sanayi hala ayakta değil ve tanıdık teknolojilere dayalı yeni mühendislik çözümleri ortaya çıkıyor. Kâr elde etmek ve satışları arttırmakla ilgilenen pazarlamacılar genellikle belirli bir ürünle ilgili verileri gizlemekte ve bunu devrimci, benzersiz bir ürün olarak tanıtmaktadır. En çarpıcı örnek ısı pompalarıdır. Promosyon malzemeleri, bu tür cihazların çalışma prensibini ve bir evin ısıtılmasında verimlilik düzeyini tarif etmez. Ancak, her şeyin nasıl çalıştığını ve bu ya da bu sistemin bu malzemeden nasıl yararlı olabileceğini anlamak mümkündür.

Bir ısı pompası nedir, kapsamı

Bir ısı pompasının teknik tanımı, enerjinin bir alandan diğerine, işinin etkinliğinde eşzamanlı bir artışla aktarılması için kullanılan bir cihazdır. Böyle bir tamirciyi göstermek kolay. Bir kova soğuk su ve bir bardak sıcak düşünün. Onları ısıtmak için belli bir sıcaklıktan belli bir miktarda enerji harcanmıştır. Bununla birlikte, uygulamasının etkinliği farklıdır. Bir kova suyunun sıcaklığını aynı anda 1 derece düşürürseniz, ortaya çıkan ısı enerjisi bardağı sıvıyı neredeyse kaynama noktasına getirebilir.

Bu teknisyen için, ısı pompasının çalıştığı havuz ile ısıtılmış veya bir kır evi için ısıtmayı tam olarak sağlayabilirsiniz. Kurulum, bir alandan diğerine, genellikle oda içindeki ısıyı aktarır. Böyle bir teknik için birçok uygulama var.

1. Belirli ısı pompası güçlerinde evi ısıtmak ucuz ve etkili olmak.
2. Yapması kolay Isı pompası ile sıcak sukazanlar ikincil ısıtma kullanarak.
3. Biraz çaba ve uygun tasarımla, oluşturma tamamen mevcut. otonom ısıtma sistemigüneş panelleri tarafından desteklenmektedir.
4. Isı pompalarının çoğu modelleri kabul edilebilir. sıcak zemin için ısıtma devresi olarak kullanılır.

Uygun bir sistemi seçmek ve satın almak için, her şeyden önce, görevi önceden doğru şekilde ayarlamak gerekir. Ve sadece güç gereksinimlerini ortaya koyduktan ve her tür ihtiyacın karşılanması için ayrı ayrı ısı kazanlarının kabul edilebilirliğini değerlendirdikten sonra.

Genel çalışma prensibi

Teknolojik olarak, ısı pompası herkese tanıdık olarak çalışır Carnot döngüsüMaddenin hallerinin bir dizi dönüşümleri. Bu tür kelimeler çoğu kullanıcı için tamamen yabancı olabilir. Bununla birlikte, pratik olarak her birinin, bu fiziksel sürece dayanarak evde en az bir cihazı vardır.

Basit anlamda, bir ısı pompası buzdolabı. Vatandaşların et ve içecek depolamak için kullandıkları herhangi bir hane modeli,% 100'ün üzerinde bir verimlilikle çalışan bir ısıtıcıdır.Her şey aşağıdaki gibi çalışır:

• buzdolabının içine yerleştirilen ürünlerden ısı alır ve ızgaraya ve dolayısıyla odanın boşluğuna aktarır;
• Aynı zamanda, hava kompresör tarafından ısıtılır.

Sonuç olarak, belli bir miktar elektrik harcayarak, kullanıcı iki adet ısı kaynağı alır, bunlardan biri (ürünlerden alınan enerji) tamamen ücretsizdir.

Isı pompasının prensibi budur. Cihaz buzdolabına göre ters bir fonksiyonel diyagrama sahiptir - ısı eşanjöründe ve radyatör ızgarası faydalıdır ve ünitenin nihai verimliliğinden sorumludur. Her şey aşağıdaki gibi çalışır:

• Isı ekstraksiyon devresi, sabit sıcaklık ortamıyla çevrili odanın dışında yer alır;
• Isı pompasının çalışması sırasında, çalışma akışkanının sıcaklığı, çevresel göstergelerin altındaki doğal fiziksel süreçlerle zorla azaltılır;
• ısı, çalışma sıvısı tarafından alınır, yoğunluğu oluşan sıcaklık farkına bağlıdır;
• çalışma sıvısı, durum dönüştürme devresine ve odanın ısı değiştiricisine girer;
• Enerji havaya veya başka bir ortama bırakılır;
• Başlangıçtaki çalışma sıvısı, döngünün başlangıcına (ısı ekstraksiyon devresi) beslenir.

Bu ısıtma şemasının çeşitli avantajları ve dezavantajları vardır. Ancak, optimum koşullar altında, ısı pompası gösterir önemli tasarruflar. Bir evin ısıtılması, klasik gaz ve katı hal kazanlarına kıyasla% 70-80 daha az maliyet gerektirecektir.

Bir ısı pompasının nihai verimliliği birçok faktöre bağlıdır. Bazı teknolojik çözümler sadece sınırlı sayıda görevi çözebilir. Diğerleri karmaşık ısı pompası kurulumunu önerir.

Bugün, sahipleri, çevrenin ısısını seçmek için yenilikçi, devrimci fikirler kullandıklarından şüphe etmeyen bir dizi ev aleti var. Üstelik bu, pencerenin dışındaki negatif hava sıcaklıklarında dahi meydana gelebilir. O ısıtma fonksiyonlu klimaAslında, ısı pompasının mekaniği üzerine inşa edilmiştir. Bu tür hava-hava cihazlarının çalışma prensipleri daha sonra tartışılacaktır.

Bir ısı pompasının kullanımıyla özel bir evin ısıtılması şeması

Ev ısıtması için bir ısı pompası kullanmanın en uygun şeması şunları içerir: depolama tankı. Basitleştirilmiş, bu gibi görünüyor:

Burada, bloklar 1 ve 2, gelen ısı akışlarını düzenleme problemini çözen vanalardır. Akışın manuel olarak örtüştüğü veya otomatik termal kafaları oluşturabildikleri. Blok 3, ortak bir termostat veya sensör sistemidir.

Isıtma aşağıdaki prensibe göre çalışır:

• ısı pompası ortamdan ısı alır ve suyu ısıtır;
• Sıvı ya depolama tankının ikincil ısıtmasının ısı değiştiricisine girer ya da tek bir devrede dolaşır;
• Isıtma sistemi klasik prensip üzerine inşa edilmiştir, içindeki su akışı dairesel bir pompa ile sağlanır.

Şekilde gösterilen şema - evin minimum donanımı. Kolayca eklenebilir. Özellikle kimse rahatsız etmiyor iki tank kur ve ikincil ısıtma sıvısının prensibini kullanın. Bunlardan biri - sıcak su kaynağı için bir ısı pompası kazanı (direkt olarak prizin çıkışına monte edilir) kullanılır. Daha hacimli bir tank, ısıtma sistemine soğutma suyu tedarik etme problemini çözer.

Mükemmel seçenek çalışır Isı pompası ile ev ısıtma, birikmiş kapasite ve ısı yalıtımlı bir zemin sistemi.Bu durumda, sıvıyı yüksek bir sıcaklığa ısıtmak gerekli değildir. Yerden ısıtma için en uygun oran - 30 ila 40 derece. Isıtma şeması, daha önce sözü edilene benzer, ancak radyatörler yerine, su, kendi akış kontrolüyle kollektör ünitesine akar.

Isı pompalarının ortam özelliklerine göre sınıflandırılması

Isı pompalarının sınıflandırması oldukça hacimlidir. Cihazlar, çalışma akışkanının tipine, fiziksel durumunu değiştirme ilkesine, dönüşüm cihazlarının kullanılmasına, işlem için gerekli enerji taşıyıcısının doğasına göre bölünmüştür. Sınıflandırma kriterlerinin çeşitli kombinasyonlarına sahip modellerin piyasada sunulduğunu düşünürsek, her şeyin listelenmesinin oldukça zor olduğu ortaya çıkmaktadır. Bununla birlikte, grup bölümünün temel prensiplerini göz önünde bulundurabilirsiniz.

Isı pompasının kurulumu, tasarımı ve nihai özellikleri, ısı kaynağının ve alıcı ortamının parametrelerine bağlıdır. Bugün çeşitli mühendislik çözümleri var.

havadan havaya

Havadan havaya ısı pompaları - en yaygın cihazlar. Kompakt ve oldukça basittirler.Bu tip klimaların mekaniği üzerinde ısıtma modu ile çalışır. Operasyon prensibi basittir:

• sokak ısı değiştiricisi hava sıcaklığının altında soğutulur ve ısı alır;
• Gelen freonun radyatöre sıkıştırılmasından sonra sıcaklığı büyük ölçüde artar;
• odadaki fan, ısı değiştiriciyi üfleyerek odayı ısıtır.

Çevre enerjisinin seçimi mutlaka harici bir ısı değiştirici tarafından yapılmamaktadır. Bu amaçla, odada bulunan bir blok içine hava girebilir. Bazı işler böyle kanal sistemleri.

Freon bir klimada sıkıştırılmış ve genişletilmişse, vorteks ısı pompalarında basit hava kullanılır. İşin mekaniği benzerdir: Gaz iç ısı eşanjörüne girmeden önce gaz sıkıştırılır ve enerji verildikten sonra yoğun bir akışla ısı ekstraksiyon odasına üflenir.

Vorteks ısı pompası, yalnızca ortam sıcaklığı yüksek olduğunda verimli çalışan büyük, büyük bir kurulumdur. Bu nedenle, bu tür sistemler endüstriyel atölyelerde kurulurlar, fırınların egzoz gazlarını veya ana klima sisteminin sıcak havasını ısı kaynağı olarak kullanırlar.

Su, su

Sudan suya ısı pompası diğer kurulumlarla aynı prensipte çalışır. Sadece enerji transfer medyaları farklıdır. Ekipman donatılmıştır daldırma sondalarıBöylece, zorlu kış koşullarında bile, pozitif sıcaklığa sahip yeraltı suyu ufuğuna ulaşmak.

Isıtmanın ihtiyaçlarına bağlı olarak, sudan suya ısı pompa sistemleri tamamen farklı boyutlarda olabilir. Örneğin, özel bir evin etrafında açılan birkaç kuyucuktan başlayarak, doğrudan inşaat inşaat aşamasında atılan akiferde bulunan geniş alanlı ısı değiştiriciler ile biten.

Sudan suya ısı pompaları daha fazla verimlilik ve etkili çıkış gücü ile ayırt edilir.. Nedeni sıvının artan ısı kapasitesidir. Probun veya ısı değiştiricinin bulunduğu su tabakası hızla enerji açığa çıkarır ve büyük hacim nedeniyle sistemin özelliklerini hafifleterek, sistemin kararlı çalışmasına katkıda bulunur. Ayrıca sudan suya ekipman farklıdır. artan verimlilik.

Su-hava, hava-su

Kombine sistemler dikkatli seçilmelidir. Aynı zamanda mevcut iklim koşulları dikkatle değerlendirilmektedir. Örneğin, bir sudan havaya ısı pompası döngüsü, ısıtma için iyi bir verimliliğe sahiptir. şiddetli don bölgelerinde. Havadan su sistemine, sıcak bir zemin ve bir kümülatif ikincil ısıtma kazanı ile bağlantılı olarak, bölgelerdeki maksimum tasarrufları gösterebilir, Hava sıcaklığının nadiren -5 ... -10 derecenin altına düştüğü yer.

Eriyik (tuzlu su) -su

Bu sınıfın ısı pompası bir çeşit vagon. Yapabilir her yerde tam anlamıyla uygulandı. Net ısı çıkışının göstergeleri sabit ve sabittir. Tuzlu su cihazının çalışma prensibi, normal nem veya bataklık göstergelerine sahip olan, esas olarak toprağın ısısına dayanır.

Sistemin kurulumu kolaydır: harici ısı eşanjörlerini barındırmak için bunları belli bir derinliğe gömmek yeterlidir.Ayrıca gazlı veya sıvı çalışma sıvısı olan ekipman seçeneklerinden birini seçebilirsiniz.

Isı pompası sınıfı tuzlu su hesaplaması yapıldı. ısıtma için enerji talebi açısından. Niceliksel belirlenmesi için yöntemler boldur. Sen dikkate evin duvarlarının malzemeyi alarak en doğru hesaplama yapabilir, tasarım camlar, toprağın doğası, ortalama hava sıcaklığı ve daha fazlası.

Üreticiler tuzlu su-su sistemleri tüketimi, tasarım ve dış taraf ısı değiştiricilerinde boyutları, çıkış devresi parametrelerinin farklı güç dönüştürme ünitesi ile bir model çeşitli sunuyoruz. Önceden oluşturulmuş bir ihtiyaç listesindeki en uygun ısı pompasını seçmek kolaydır.

Vücudun tipine göre bölüm

Modern ısı pompaları bir ısı taşıyıcı olarak bir gazlı vücut veya bir kimyasal sıvı amonyak çözeltisi kullanabilir. Belirli bir planın uygunluğu, çeşitli faktörler, sistemlerin özellikleri üzerinde değerlendirilir.

1. Freon kullanarak yüklemeGaz sıkıştırma ve genleşme süreçlerine dayanan bir ısı pompası döngüsüne sahip olmak. Bir şekilde bir kompresör devresine inşa edilmişlerdir.Ekipmanın çekici performans göstergeleri vardır, ancak aynı zamanda dezavantajları vardır. İşletim döngüsü sırasında sistemin ağırlıklı ortalama tüketimi sabit olsa da, kablolama ağır bir şekilde yüklenir. Ek olarak, gazlı ısı konveyörlü ısı pompaları, merkezi elektrik şebekelerinin veya yeterli yük kapasitesine sahip bir güç kaynağının bulunmadığı bölgelerde kullanışlı olmayacaktır.
   
2. Amonyak çözeltisi kullanılarak buharlaştırıcı tipte tesislerBir maddenin düşük kaynama noktalarındaki buharlaşma sürecine dayanan bir görev döngüsüne sahip olması. Bir dış ısı eşanjörünün geçişinden sonra sıvılaşma, bir enerji kaynağının etkisi altında gerçekleşir. Bu bir ısı yakıcıdır. Hemen hemen her yakıt kullanılabilir: katı, benzin, dizel, gaz, kerosen, bazı durumlarda - metil alkol. Bu nedenle, elektriksiz yerlerde buharlı ısı pompaları caziptir. Ek olarak, bu tür ekipmanların seçimi bölgedeki belirli tipteki ucuz yakıtı çalıştırabilir.
   

Sistemde kullanılan çalışma ortamının yapısı, tesis performansı ve güç çıkışı hakkında çok şey söyleyebilir.Bu nedenle, freon kompresörlü ısı pompaları, odayı hızla ısıtmak için keskin bir sarsıntı yapabilir. Bu tür başarılar için amonyak buharlaşma modelleri yetenekli değildir. Tercih edilen kullanım şekli sabit, nominal ısı transferi ile sabit çalışmadır.

Isı pompalarının avantajları ve kurulumlarının fizibilitesi

Reklamlarda belirtildiği gibi, ısı pompalarının ana avantajı ısıtma verimliliği. Bir dereceye kadar, bu şekilde çalışır. Isı pompasında optimum sıcaklık ölçümü sağlayan bir enerji çıkış ortamı varsa, kurulum verimli bir şekilde çalışır, ısıtma maliyetleri yaklaşık% 70-80 oranında azalır. Bununla birlikte, her zaman ısı pompasının irrasyonel bir yatırım olabileceği durumlar vardır.

Isı pompasının verimliliği aşağıdaki teknolojik özelliklerle belirlenir:

• Çalışma ortamı tarafından sıcaklık sınırlama limitinin parametresi düşer
• Isı eşanjörünün son derece küçük olduğu dış eşanjör ve çevre sıcaklıklarında minimum fark;
• enerji tüketimi ve faydalı termal gücün geri tepmesi.

Bir ısı pompası kullanmanın fizibilitesi çeşitli faktörlere bağlıdır.

1. Bu tür ekipmanların iyi sonuç vermediği bölgeler - soğuk kışlar ve düşük ortalama günlük sıcaklıklar ile bölgeler. Bu durumda, ısı pompası çevre tarafından yeterli ısıyı alma kapasitesine sahip değildir ve sıfır verimlilik bölgesine yaklaşır. Her şeyden önce, hava-hava sistemleri ile ilgilidir.
2. Isıtılan alan hacminde bir artışla, ısı pompasının teknolojik parametreleri neredeyse katlanarak artar. Isı eşanjörleri daha büyük hale gelir, suya ya da yerdeki artışa neden olan daldırma sondalarının boyutu ve sayısı artar. Belirli bir noktada, ısıtma için ısı pompasının maliyeti gerekli kurulum ve bakım masraflarıGüç tüketiminin yanı sıra, sadece irrasyonel yatırımlar. Kazanlı klasik gaz ısıtma sistemi oluşturmak çok daha ucuzdur.
3. Daha karmaşık olan sistem, daha pahalı ve Kırılma durumunda tamir edilmesi daha sorunludur. Bu, ısıtılmış alanın büyüklüğüne ve iklim bölgesinin özelliklerine negatif bir ekleme.

Klasik ısı pompası ve gaz / katı yakıt kazanıBir pakette çalışıyor. Fikir basit: yakıt yanma ürünleri geniş bir boru üzerinde görüntülenir. Isı eşanjörü bulunur. Isıtma ve sıcak su tedarik depolama tankları sisteminde ve dolaylı ısıtma kazanı monte edilir. Dağıtım şebekesindeki akışkanın sıcaklığı düştüğünde ekipman (kazan ve pompa) eşzamanlı olarak devreye girer. Çiftler halinde çalışmak, neredeyse yakacak derecede verimli göstergeler göstererek yakıt yakma enerjisini neredeyse tamamen kullanırlar.

Çevresel özelliklere uyum sağlayan sistem üzerine kurulmuştur. Isı pompası, fan ünitesi, herhangi bir sınıfın ısı tabancası. Sokakta yeterince yüksek hava sıcaklığı ile (-5 ... -10 santigrat dereceye kadar), ısı pompası normal modda çalışır ve ısıtma için yeterli güç çıkışı sağlar. Sistemin tasarım özelliği, harici bir ısı eşanjörünün ayrı bir havalandırma kanalındaki yeridir.En uygun işaretin altındaki caddeden geçen sıcaklıkta, sağlanan hava bir ısı tabancasıyla (dizel, elektrikli veya gaz) ısıtılır.

Fark edilmeye değer: hava sıcaklığına uyum sağlama veya ısı pompası çalışmasının parametrelerini stabilize eden şemaların çoğu havadan havaya ve havadan suya cihazlara uygulanır. Diğer sistemler, zeminde veya suda bulunan dış ısı eşanjörleri nedeniyle, bu tür “sera” çalışma koşullarının yaratılmasına izin vermez.

Isı pompası gücü ana özellikleri ve hesaplanması

Bir evin ısıtılması için bir ısı pompasının kurulumunun genel mantığı, her şeyden önce, finansal giderler. Bunlar şunları içerir:

• ekipman satın alma fiyatı;
• Arazi çalışmalarını içerebilecek kurulum maliyetleri;
• periyodik bakım masrafları;
• Sık sık sorunların giderilmesinin yaklaşık maliyeti.

Güç modelinin seçimiYukarıda belirtildiği gibi, ısı kaynağına olan genel ihtiyaç esaslıdır. 10x10 metre tek katlı bir ev için yaklaşık bir hesaplama (300 metreküp hacim) şöyle görünür:

• maksimum negatif kış sıcaklığını dikkate alır (-20);
• oda ve çevre arasındaki fark belirlenir (20 - -20 = 40);
• Duvarların ısı kayıpları, malzemelerinin referans verilerine göre hesaplanır (bir tuğla için, tablo değeri 1, ısı kaybı 1x300x40 - saatte 12000 kilokalori veya 13.5 kW'dır).

Ortaya çıkan şekil, ısı pompasının minimum gücünü gösteren, evin ısıtılması için yeterli olan bir göstergedir. Optimal modeli seçmek için, karakteristik en az% 50 artırılmalıdır. Bu, kışın ısı pompasının optimal olmayan koşullarda, çevre sıcaklığında en düşük sıfır verim noktasına yakın çalışmak zorunda kalması nedeniyle yapılır. Ele alınan örnek için elde edilen şekil yaklaşık 20 kW'dır.

Hesaplamanın ikinci kısmı depolama tankı kapasitesi seçimi. Sistemin bu parçasını, ısı pompasının günde sınırlı sayıda döngü için çalışabilmesi için monte edilmesi önerilir. Ekipmanın belgelendirilmesi, belirli bir döngüsellik göstergesi için ısı akümülatörünün hacmine ilişkin öneriler sunar. Ortalama rakam kilovat başına 30 litre, 3 fırlatma ile 20 litre ve 5 lansman ile 20 litredir. Bu nedenle, bu örnekte yer alan ev için, ısı pompasının günde beş kez çalışması için en az 400 litrelik bir depolama tankına ihtiyacınız vardır.

Sonuç

İklim analizi, mevcut enerji kaynakları, toprak yapısı nedeniyle, ısıtma için bir ısı pompası almaya karar verilmişse, tavsiye edilir. profesyonellere emanet sistemi tasarımı. Optimal model seçimi, sadece ekipmanın özelliklerine ve çalışmalarının mekaniğine dayanır. Uzmanlar, toprağın ısı transferini hesaba katacak, iyi bir verimle birleştirilmiş bir şemayı seçecek, arazi çalışmalarını yürütmek için en iyi seçeneği hesaplayacaktır. Bu nedenle, profesyoneller tarafından geliştirilen bir ısı pompası ile ısıtma sistemi, sürprizlerle karşılaşmanıza ve seçiminizden pişman olmayacaktır.