Ar norėčiau namo šildyti turėčiau naudoti šilumos siurblį

Siurbimo pramonė nestovi, o nauji inžineriniai sprendimai atsiranda remiantis žinomomis technologijomis. Rinkodaros specialistai, norintys gauti pelną ir padidinti pardavimus, dažnai slepia duomenis apie konkretų produktą, skatindami jį kaip revoliucinį, neprilygstamą. Ryškiausias pavyzdys yra šilumos siurbliai. Reklaminės medžiagos neapibūdina tokių prietaisų veikimo principo ir namų šildymo efektyvumo lygio. Tačiau galima suprasti, kaip viskas veikia, ir kaip ši ar tokia sistema gali būti naudinga iš šios medžiagos.

Kas yra šilumos siurblys, jo apimtis

Techninis šilumos siurblio apibrėžimas - tai prietaisas, skirtas energijos perdavimui iš vienos srities į kitą, tuo pačiu didinant jo darbo efektyvumą. Tokį mechaniką lengva iliustruoti. Įsivaizduokite šalto vandens kibirą ir karštą stiklinę. Norint juos šildyti, iš tam tikro šilumos ženklo sunaudojama tam tikra energija. Tačiau jos taikymas yra skirtingas. Jei vienu metu sumažinsite vandens kibiro temperatūrą 1 laipsniu, susidariusi šilumos energija stiklo skystį gali beveik virti.

Šiam mechanikui priklauso šilumos siurblys, su kuriuo jūs galite šildyti baseiną arba visiškai šildyti kaimo namą. Įrenginys perduoda šilumą iš vienos srities į kitą, paprastai už kambario ribų. Tokiai technikai yra daug programų.

1. Esant tam tikram šilumos siurblio galingumui namo šildymas tampa nebrangi ir veiksminga.
2. Lengva padaryti Karštas vanduo su šilumos siurbliunaudojant katilus antrinio šildymo.
3. Kai kurių pastangų ir tinkamo dizaino kūrimas yra visiškai prieinamas. autonominė šildymo sistemamaitina saulės kolektoriai.
4. Dauguma šilumos siurblių modelių yra priimtini. šiltai grindims, naudojamas kaip šildymo kontūras.

Norėdami pasirinkti ir įsigyti tinkamą sistemą, pirmiausia reikia teisingai nustatyti užduotį. Ir tik po to, kai reikės reikalauti galios ir įvertinti visų tipų šilumos katilų priimtinumą, kad atitiktų visus poreikius.

Bendras darbo principas

Technologiškai šilumos siurblys veikia pagal visiems žinomus Carnot ciklas, serijos materijos būsenų transformacijos. Tokie žodžiai gali būti visiškai svetimi daugumai vartotojų. Tačiau praktiškai kiekvienas iš jų turi bent vieną prietaisą namuose, remdamasis šiuo fiziniu procesu.

Paprastai kalbant, šilumos siurblys yra šaldytuvas. Visi namų ūkio modeliai, kuriuose piliečiai yra pripildyti mėsos ir gėrimų, yra šildytuvas, kurio efektyvumas yra didesnis nei 100%. Viskas veikia taip:

• šaldytuvas atima šilumą iš į jį įdėtų gaminių ir perkelia jį į groteles, taigi ir į kambario vietą;
• tuo pačiu metu oras šildomas kompresoriumi.

Todėl vartodamas tam tikrą elektros energijos kiekį, vartotojas gauna du šilumos šaltinius, iš kurių vienas (iš energijos išimta energija) yra visiškai nemokama.

Tai yra šilumos siurblio principas. Prietaisas turi atvirkštinę funkcinę schemą, palyginti su šaldytuvu - jame šilumokaitis ir radiatoriaus grotelės yra naudingos ir atsako už galutinį įrenginio efektyvumą. Viskas veikia taip:

• šilumos ištraukimo grandinė yra už kambario, apsupta stabilios temperatūros aplinkos;
• eksploatuojant šilumos siurblį, darbinio skysčio temperatūra priverstinai sumažinama natūraliais fiziniais procesais, mažesniais nei aplinkosauginis veiksmingumas;
• šilumą atima darbinis skystis, kurio intensyvumas priklauso nuo susidariusio temperatūros skirtumo;
• darbinis skystis patenka į valstybės konversijos grandinę ir kambario šilumokaitį;
• energija išleidžiama į orą ar kitą terpę;
• darbinis skystis pradinėje būsenoje tiekiamas į ciklo pradžią (šilumos ištraukimo grandinė).

Ši šildymo schema turi keletą privalumų ir trūkumų. Tačiau optimaliomis sąlygomis parodomas šilumos siurblys sutaupyti. Namo šildymui reikės 70–80% mažesnės kainos, palyginti su klasikiniais dujų ir kietojo krosnies katilais.

Galutinis šilumos siurblio efektyvumas priklauso nuo daugelio veiksnių. Kai kurie technologiniai sprendimai gali išspręsti tik ribotą užduočių skaičių. Kiti siūlo kompleksinį šilumos siurblio įrengimą.

Šiandien yra daug buitinių prietaisų, kurių savininkai net nejaučia, kad naudojasi naujoviškomis, revoliucinėmis aplinkos šilumos pasirinkimo idėjomis. Be to, tai gali įvykti net ir esant neigiamai oro temperatūrai už lango ribų. Tai yra oro kondicionierius su šildymo funkcija, kuris iš tikrųjų yra pastatytas ant šilumos siurblio mechanikos. Vėliau bus aptariami tokių oro ir oro įrenginių veikimo principai.

Privačiojo namo šildymo schema naudojant šilumos siurblį

Optimali šilumos siurblio naudojimo namų šildymui sistema talpykla. Supaprastinta atrodo taip:

Čia 1 ir 2 blokai yra vožtuvai, kurie sprendžia gaunamų šilumos srautų reguliavimo problemą. Jie gali būti rankiniu būdu sutapti srautu arba sudaryti automatines šilumines galvutes. 3 langelis yra bendra termostatas arba jutiklių sistema.

Šildymas veikia pagal šį principą:

• šilumos siurblys perima šilumą iš aplinkos ir šildo vandenį;
• skystis patenka į šilumokaitį, kuriame yra antrinis šildymo rezervuaro šildymas, arba cirkuliuoja vienoje grandinėje;
• šildymo sistema yra pastatyta pagal klasikinį principą, vandens srautą joje teikia apvalus siurblys.

Schemoje parodyta schema - minimali namų įranga. Jis gali būti lengvai pridėtas. Visų pirma, niekas nekliudo įdiegti du rezervuarus ir naudoti antrinio šildymo skysčio principą. Vienas iš jų - šilumos siurblio katilas (sumontuotas tiesiai prie pastarojo) - naudojamas karšto vandens tiekimui. Didesnė talpykla išsprendžia aušinimo skysčio tiekimo į šildymo sistemą problemą.

Puikus variantas veikia namų šildymas šilumos siurbliu, kaupiamosios galios ir sistemos šilumos izoliacija. Šiuo atveju nebūtina šildyti skysčio iki aukštos temperatūros. Optimalus grindų šildymo greitis - nuo 30 iki 40 laipsnių. Šildymo schema yra panaši į jau minėtą, tačiau vietoj radiatorių vanduo teka į kolektorių su savo srauto reguliavimu.

Šilumos siurblių klasifikavimas pagal laikmenų charakteristikas

Šilumos siurblių klasifikacija yra gana didelė. Prietaisai skirstomi pagal darbo skysčio tipą, jo fizinės būsenos keitimo principą, konversijos įtaisų naudojimą, veikimui reikalingo energijos nešiklio pobūdį. Jei manome, kad rinkoje pateikiami modeliai su įvairiais klasifikavimo kriterijų deriniais, tampa aišku, kad viską sunku išvardyti. Tačiau galite apsvarstyti pagrindinius grupės padalijimo principus.

Šilumos siurblio montavimas, konstrukcija ir galutinės charakteristikos priklauso nuo šilumos šaltinio ir gavėjo aplinkos parametrų. Šiandien yra keli inžineriniai sprendimai.

Oro-oro

Oro ir oro šilumos siurbliai - dažniausiai naudojami įrenginiai. Jie yra kompaktiški ir gana paprasti. Šio tipo mechanikoje buitiniai oro kondicionieriai veikia su šildymo režimu. Veikimo principas yra paprastas:

• gatvės šilumokaičio aušinimas žemiau oro temperatūros ir šiluma;
• paspaudus įeinantį freoną į radiatorių, jo temperatūra labai padidėja;
• ventiliatorius patalpoje, šildydamas šilumokaitį, šildo kambarį.

Aplinkos energijos pasirinkimas nebūtinai atliekamas išoriniu šilumokaičiu. Šiuo tikslu oras gali būti priverstas į kambarį esančią bloką. Štai kaip kai kurie darbai kanalų sistemas.

Jei freonas yra suspaustas ir išplėstas oro kondicionieriumi, tada sūkuriniuose siurbliuose naudojamas paprastas oras. Darbo mechanika yra panaši: prieš patekdamas į vidinį šilumokaitį, dujos yra suspaustos, o po to, kai bus atsisakyta energijos, jis išpurškiamas intensyviu srautu į šilumos ištraukimo kamerą.

Sūkurinis sūkurinis siurblys yra didelis, masinis įrenginys, kuris veikia efektyviai tik esant aukštai aplinkos temperatūrai. Todėl tokios sistemos yra įrengtos pramoninėse dirbtuvėse, jos naudoja krosnių išmetamąsias dujas arba karšto oro pagrindinio oro kondicionavimo sistemą kaip šilumos šaltinį.

Vanduo - vanduo

Vandens ir vandens šilumos siurblys veikia taip pat, kaip ir kiti įrenginiai. Skirtingos yra tik energijos perdavimo priemonės. Įranga įrengta panardinimo zondainorint patekti į požeminio vandens horizontą, esant teigiamai temperatūrai, net ir esant sunkioms žiemos sąlygoms.

Priklausomai nuo šildymo poreikių, vandens ir vandens šilumos siurblių sistemos gali būti visiškai skirtingos. Pavyzdžiui, pradedant nuo kelių šulinių, gręžtų aplink privatų namą, baigiant dideliais ploto šilumokaičiais, esančiais tiesiai į vandens sluoksnį, kurie yra pastatyti pastato statybos etape.

Vandens ir vandens šilumos siurbliai pasižymi didesniu našumu ir efektyvia išėjimo galia.. Priežastis yra padidėjęs skysčio šiluminis pajėgumas. Vandens sluoksnis, kuriame yra zondas arba šilumokaitis, greitai išskiria energiją, ir dėl didelio tūrio jis šiek tiek sumažina jo savybes, prisidedant prie stabilaus sistemos veikimo. Taip pat skiriasi vandens ir vandens įranga. didesnis efektyvumas.

Vanduo-oras, oras-vanduo

Kombinuotos sistemos turi būti parinktos atsargiai. Tuo pat metu esamos klimato sąlygos yra atidžiai įvertintos. Pavyzdžiui, vandens ir oro šilumos siurblio ciklas turi gerą šildymo efektyvumą. regionuose, kuriuose yra sunkių šalnų. Oro ir vandens sistema kartu su šiltomis grindimis ir kaupiamuoju antrinio šildymo katilu gali parodyti didžiausią santaupą teritorijose, kai oro temperatūra retai nukrenta žemiau -5 ... -10 laipsnių.

Lydalo (sūrymo) vanduo

Šios klasės šilumos siurblys yra savaiminis vagonas. Jis gali pažodžiui taikomas visur. Jo grynosios šiluminės galios rodikliai yra pastovūs ir stabilūs. Sūrymo-vandens įrenginio veikimo principas yra grindžiamas šilumos gavyba, visų pirma iš dirvožemio, kuriame yra normalūs drėgmės ar pelkės rodikliai.

Sistemą lengva sumontuoti: išoriniams šilumokaičiams įrengti pakanka juos palaidoti iki tam tikro gylio. Taip pat galite pasirinkti vieną iš įrenginio parinkčių su dujiniu arba skystu darbo skysčiu.

Atliekamas šilumos siurblio klasės sūrymo vandens skaičiavimas atsižvelgiant į energijos poreikį šildymui. Jo kiekybinio nustatymo metodai gausūs. Jūs galite atlikti tikslesnį skaičiavimą, atsižvelgiant į namų sienų medžiagą, langų dizainą, dirvožemio pobūdį, svertinę vidutinę oro temperatūrą ir daug daugiau.

Sūrymo-vandens sistemų gamintojai siūlo įvairius modelių variantus, kurie skiriasi nuo konversijos bloko energijos suvartojimo, išorinių šilumokaičių konstrukcijos ir matmenų, išėjimo grandinės parametrų. Pasirinkti optimalų šilumos siurblį, kuris yra lengvai parengtas reikalavimų sąrašas.

Padalijimas pagal kūno tipą

Šiuolaikiniai šilumos siurbliai gali naudoti dujinį kūną arba cheminį skystą amoniako tirpalą kaip šilumos vežėją. Konkrečios schemos tinkamumą vertina keli veiksniai, sistemų ypatumai.

1. Įrenginiai, naudojantys freoną, turi šilumos siurblio ciklą, pagrįstą dujų suspaudimo ir išplėtimo procesais. Jie kažkaip statomi kompresoriaus grandinėje. Įranga pasižymi patraukliais veiklos rodikliais, tačiau taip pat turi trūkumų. Nors svertinis vidutinis sistemos suvartojimas darbo ciklo metu yra stabilus, laidai yra labai pakrauti. Be to, šilumos siurbliai su dujiniu šiluminiu konvejeriu nebus naudingi regionuose, kuriuose nėra centralizuotų elektros tinklų ar maitinimo šaltinio, turinčio pakankamą apkrovą.
   
2. Išgarinimo tipo įrenginiai, naudojant amoniako tirpalą, turi darbo ciklą, pagrįstą medžiagos garinimo procesu žemomis virimo temperatūromis. Skystis po išorinio šilumokaičio praėjimo vyksta esant energijos šaltiniui. Tai šilumos degiklis. Gali būti naudojamas beveik bet koks kuras: kietas, benzinas, dyzelinas, dujos, žibalas, kai kuriais atvejais - metilo alkoholis. Todėl garavimo šilumos siurbliai yra patrauklūs vietose, kur nėra elektros energijos. Be to, tokios įrangos pasirinkimas gali paskatinti tam tikro tipo pigų kurą regione.
   

Sistemoje naudojamos darbo terpės pobūdis gali daug sužinoti apie gamyklos veikimą ir galios našumą. Taigi, freono kompresorių šilumos siurbliai gali staigiai trūkti, greitai įšilti kambarį. Amoniako garavimo modeliai tokiems sužadėtiniams yra neįmanomi. Jų pageidaujamas naudojimo būdas yra stabilus, nuolatinis veikimas su nominalia šilumos emisija.

Šilumos siurblių privalumai ir jų įrengimo galimybės

Kaip nurodyta skelbime, pagrindinis šilumos siurblių privalumas yra šildymo efektyvumas. Tam tikru mastu tai veikia. Jei šilumos siurblys turi energijos pakilimo aplinką, užtikrinančią optimalius temperatūros rodmenis, montavimas veikia efektyviai, šildymo sąnaudos sumažinamos apie 70-80%. Tačiau visada yra atvejų, kai šilumos siurblys gali būti neracionalus investavimas.

Šilumos siurblio efektyvumą lemia šios technologinės charakteristikos:

• temperatūros sumažėjimo ribos darbo terpėje parametras
• mažiausias išorinio šilumokaičio ir aplinkos temperatūros skirtumas, kai šilumos gavyba yra labai maža;
• energijos suvartojimo ir naudingos šiluminės galios grįžimo lygis.

Šilumos siurblio naudojimo galimybės priklauso nuo kelių veiksnių.

1. Teritorijos, kuriose tokia įranga nerodo gerų rezultatų - regionuose, kuriuose yra šalčio žiemos ir žemos dienos vidutinės temperatūros. Tokiu atveju šilumos siurblys tiesiog negali išgauti pakankamai šilumos iš aplinkos, artimai artėdamas prie nulio efektyvumo zonos. Pirmiausia tai susiję su oro ir oro sistemomis.
2. Padidėjus šildomos erdvės tūriui, šilumos siurblio technologiniai parametrai didėja beveik eksponentiškai.Šilumokaičiai tampa didesni, didėja vandens ir žemės paviršiaus panardinimo zondų dydis ir skaičius. Tam tikru momentu šilumos siurblio, kurį reikia šildyti, kaina jo įrengimo ir priežiūros išlaidos, taip pat energijos suvartojimas yra tiesiog neracionalios investicijos. Daug pigiau yra sukurti klasikinį dujų šildymo sistemą su katilu.
3. Kuo sudėtingesnė sistema, tuo brangesnė ir problemiškesnis remontas sugedimo atveju. Tai neigiamas papildymas šildomo ploto dydžiui ir klimato zonos savybėms.

Klasikinis yra šilumos siurblys ir dujų / kietojo kuro katilasdirbti pakete. Idėja yra paprasta: kuro degimo produktai rodomi ant plataus vamzdžio. Jame yra šilumokaičio šilumokaitis. Šildymo ir karšto vandens tiekimo sistemoje yra įrengti rezervuarai ir netiesioginis šildymo katilas. Įrenginys (katilas ir siurblys) įjungiamas tuo pačiu metu, kai skysčio temperatūra paskirstymo tinkle sumažėja. Dirbdami poromis, jie beveik visiškai naudoja degalų deginimo energiją, rodydami beveik maksimalius efektyvumo rodiklius.

Sukurta sistema, pritaikyta prie aplinkos charakteristikų šilumos siurblys, ventiliatoriaus blokas, bet kurios klasės šilumos siurblys. Esant pakankamai aukštai lauko oro temperatūrai (iki -5 ... -10 laipsnių Celsijaus), šilumos siurblys veikia normaliai, užtikrindamas pakankamą šilumos tiekimą šildymui. Sistemos bruožas yra išorinio šilumokaičio vieta atskirame ventiliacijos kanale. Kai temperatūra gatvėje žemiau optimalaus ženklo, tiekiamas oras šildomas šilumos pistoletu (dyzelinu, elektros arba dujų).

Verta paminėti: daugelis schemų, susijusių su prisitaikymu prie oro temperatūros ar šilumos siurblio veikimo stabilizavimo parametrų, yra taikomos oro ir oro bei oro – vandens įrenginiams. Kitos sistemos, dėl išorinių šilumokaičių, izoliuotų žemėje ar vandenyje, neleidžia sukurti tokių „šiltnamio“ darbo sąlygų.

Pagrindinės šilumos siurblio galios charakteristikos ir skaičiavimas

Apskaičiuotas bendras šilumos siurblio įrengimo namų šildymui racionalumas apie finansines išlaidas. Tai apima:

• įrangos pirkimo kaina;
• įrengimo išlaidos, įskaitant žemės darbus;
• periodinės priežiūros išlaidos;
• apytikslės dažnių problemų šalinimo išlaidos.

Galios modelio pasirinkimas, kaip minėta, grindžiamas bendru šilumos tiekimo poreikiu. Apytikslis 10x10 metrų (300 kubinių metrų tūrio) vieno aukšto namo skaičiavimas atrodo taip:

• atsižvelgia į didžiausią neigiamą žiemos temperatūrą (-20);
• nustatomas skirtumas tarp kambario ir aplinkos (20 - -20 = 40);
• apskaičiuojami sienų šilumos nuostoliai pagal jų medžiagos atskaitos duomenis (už plytų lentelės vertė yra 1, šilumos nuostoliai yra 1x300x40 - 12000 kilokalorijų per valandą arba 13,5 kW).

Gautas skaičius yra minimalios šilumos siurblio galios rodiklis, kuris yra pakankamas namo šildymui. Norėdami pasirinkti optimalų modelį, charakteristika turi būti padidinta bent 50%. Tai daroma dėl to, kad žiemos šilumos siurblys turės dirbti neoptimaliomis sąlygomis, artimiausioje žemiausioje aplinkos temperatūros nulinio efektyvumo vietoje. Gautas pavyzdys yra apie 20 kW.

Antroji skaičiavimo dalis yra talpyklos talpyklos pasirinkimas. Rekomenduojama įdiegti šią sistemos dalį taip, kad šilumos siurblys galėtų dirbti ribotą skaičių ciklų per dieną.Įrenginio dokumentacijoje pateikiamos rekomendacijos dėl tam tikro ciklo indekso šilumos saugojimo pajėgumo. Vidutiniškai šis skaičius yra 30 litrų vienam kilovatui su 3 paleidimais, 20 litrų su 5 paleidimais. Taigi šiame pavyzdyje esančiam namui reikės mažiausiai 400 litrų talpos talpyklos penkiems šilumos siurblio veikimo ciklams per dieną.

Išvada

Jei dėl klimato, turimų energijos šaltinių, dirvožemio pobūdžio nuspręsta pirkti šilumos siurblį šildymui, rekomenduojama patikėti sistemos projektavimą specialistams. Optimalus modelio pasirinkimas grindžiamas ne tik įrangos ypatybėmis ir jos darbo mechanika. Ekspertai atsižvelgs į dirvožemio šilumos perdavimą, parinks deramą schemą su geru efektyvumu, apskaičiuoja geriausią variantą žemės darbams atlikti. Todėl šildymo sistema su šilumos siurbliu, sukurta specialistų, neduos jums netikėtumų ir apgailestauja dėl jūsų pasirinkimo.