Installasjon av en varmepumpe for oppvarming av et privat hus: regler for installasjon av vann-vann, luft-vann og grunnvannsystemer. Varmepumper: alt du trenger å vite om dette utstyret

Bruk: i installasjoner for oppvarming og kjøling av rom med konstant ventilasjon. Essensen av oppfinnelsen: en varmepumpeinstallasjon inneholder en varmeveksler 1, en fordamper 4, en injektor-absorber 6, en trykkseparasjonstank 9 og væskepumpe 7. Fordamperen 4 og injektor-absorberen 6 er forbundet med minst en kapillar 5. Fordamperen 4 er laget av tre hulrom og fylt med et porøst legeme 16. 5 sp. fly, 2 ill.

Oppfinnelsen vedrører varmepumpeinstallasjoner basert på absorpsjonsenheter, spesielt installasjoner for oppvarming og kjøling av rom med konstant ventilasjon. Driften av alle varmepumper er basert på en termodynamisk tilstand og parametrene som bestemmer denne tilstanden: temperatur, trykk, spesifikt volum, entalpi og entropi. Alle varmepumper fungerer ved å tilføre varme isotermisk ved lave temperaturer og fjerne isometrisk ved høye temperaturer. Komprimering og ekspansjon utføres ved konstant entropi, og arbeidet utføres av en ekstern motor. En varmepumpe kan karakteriseres som en varmemultiplikator som bruker lavgradig varme fra ulike varmegenererende medier, som luft, jord, jord og avløpsvann osv. For tiden er det kjent mange forskjellige varmepumper med forskjellige arbeidsvæsker. Dette mangfoldet er forårsaket av eksisterende restriksjoner på bruken av en eller annen type varmepumpe, som ikke bare er pålagt av tekniske problemer, men også av naturlovene. De vanligste er mekaniske dampkompresjonspumper, etterfulgt av absorpsjonssyklus og doble Rankine sykluspumper. Pumper med mekanisk kompresjon er ikke mye brukt på grunn av behovet for tørr damp, som er forårsaket av de mekaniske egenskapene til de fleste kompressorer. Hvis væske sammen med damp kommer inn i kompressorinnløpet, kan det skade ventilene, og stor mengde væske inn i kompressoren kan skade den fullstendig. De mest brukte pumpene er absorpsjonstypen. Prosessen med drift av absorpsjonsanlegg er basert på sekvensiell implementering av termokjemiske reaksjoner for absorpsjon av arbeidsmidlet av absorbenten, og deretter frigjøring (desorpsjon) av absorbenten fra arbeidsmidlet. Som regel er arbeidsmidlet i absorpsjonsanlegg vann eller andre løsninger som kan absorberes av absorbenten, og løsninger som lett absorberer arbeidsvæsken kan brukes som absorbenter: ammoniakk (NH 3), svovelsyreanhydritt (SO 2) , karbondioksid (CO 2), natriumhydroksid (NaOH), kaliumhydroksid (KOH), kalsiumklorid (CACl 2), etc. For eksempel er en varmepumpeinstallasjon kjent (forfatter av St. USSR N 1270499, klasse F 25 B 15/02, 29/00, 1986), som inneholder en absorpsjon kjøleenhet med kjølemiddelkrets, kondensator, underkjøler, fordamper, tilbakeløpskondensator og regenerativ varmeveksler, samt en varmevannskrets som går gjennom kondensatoren, en ventilasjonsluftledning som går i serie gjennom absorber og underkjøler, er varmevannskretsen lukket og en tilbakeløpskondensator er i tillegg inkludert i den. Installasjonen inneholder i tillegg en to-hulroms varmeveksler - underkjøler, hvorav ett hulrom er inkludert i kjølemiddelkretsen mellom underkjøler og fordamper, og det andre i ventilasjonsluftledningen foran absorberen. Den beskrevne installasjonen er tungvint og metallkrevende, siden den har komponenter og systemer som opererer ved forhøyet trykk. I tillegg oppnå høy energiindikatorer I en kjent installasjon brukes ammoniakk og dens vandige løsninger, som er giftige og etsende, som kjølevæske. De mest effektive varmepumpeinstallasjonene er av typen absorpsjon-injeksjon. Kjent termisk installasjon(forfatter av St. USSR N 87623, klasse F 25 B 15/04, 1949), inkludert en ammoniakkdampgenerator (fordamper), fylt med en høykonsentrert ammoniakk-vannløsning, med en spiral av stålrør, hvor damp tilføres lavt trykk, brukes til å fordampe ammoniakk, absorbere høyt trykk(injektorer), pumper, rørformet varmesystem, høydampgenerator, lavtrykksdampkondensatvarmer, kjøler, som også fungerer som varmeapparat. Den beskrevne installasjonen gjør det mulig å øke damptrykket ved høy verdi termisk effektivitet på grunn av det faktum at absorbatoren til installasjonen har injektorer som tjener til å øke trykket oppnådd i ammoniakkdampgeneratoren ved å bruke en mager løsning levert av en pumpe fra generatoren. I den beskrevne installasjonen brukes imidlertid aggressive miljøer, som krever bruk av spesielle materialer med høy korrosjonsbestandighet. Dette øker kostnadene ved installasjon betydelig. Hensikten med oppfinnelsen er å skape en forenklet, miljøvennlig, økonomisk installasjon med høye energiegenskaper. Dette problemet løses ved at en varmepumpeinstallasjon som inneholder en varmeveksler, en fordamper, en injektorabsorber, en væskepumpe, en trykkseparasjonstank, en fordamper og en injektorabsorber, som ifølge oppfinnelsen, er sammenkoblet med minst en kapillær, og fordamperen er laget med tre hulrom, hvorav ett hulrom er koblet til varmeveksleren med en ventilasjonsluftledning, det andre er fylt med kjølevæske, atskilt av et vakuumhulrom koblet til injektoren- absorber, og fordamperen inneholder et porøst legeme som befinner seg samtidig i alle disse hulrommene. Utformingen av forbindelsen mellom fordamperen og injektor-absorberen i form av et termodynamisk diskontinuerlig system forbundet med minst en kapillær gjør at varmegenereringsprosessen kan utføres i et område langt fra termodynamisk likevekt, noe som forsterker varme og masse betydelig. overføring i det aktuelle systemet. Du kan koble fordamperen og injektor-absorberen med flere kapillærer. Dette vil forsterke effekten av varme- og masseoverføring i det aktuelle systemet. Utformingen av fordamperen med tre uavhengige, atskilte hulrom og med et porøst legeme plassert samtidig i alle tre hulrom tillater dannelse av en utviklet masseutvekslingsoverflate mellom kjølevæsken og luft (ca. 100-10000 cm 2 på 1 cm 3), pga. til hvilken intensiv fordampning av kjølevæsken og metning av luften med den, ledsaget av en stor absorpsjon av varme som kommer fra det drivstoffgenererende mediet. Det er tilrådelig at kapillæren har en diameter lik den frie banen til kjølevæskemolekyler i dampfasen ved resttrykket skapt av injektor-absorberen og en temperatur lik temperaturen til det flytende kjølevæsken, og en lengde lik 10- 10 5 kapillærdiametre. Dette sikrer intensiv masseoverføring av kjølevæsken kun i retning fra fordamperen til injektor-absorberen. Det er tilrådelig å lage en porøs kropp av to typer porer, hvorav overflaten av noen er fuktet, mens andre ikke blir fuktet av kjølevæsken. I dette tilfellet er det porøse legemet permeabelt for både væske og luft og vil tillate dannelsen av en mer utviklet masseoverføringsoverflate mellom kjølevæsken og luft inne i det porøse legemet. Dette forsterker fordampningsprosessen betydelig. Fordampningshastigheten i fordamperen til strukturen beskrevet ovenfor med et porøst legeme når en verdi nær fordampningshastigheten i absolutt vakuum. Det er tilrådelig å koble minst ett varmerør til fordamperen, hvor den ene enden er plassert i et porøst legeme, og den andre i et varmegenererende medium, for eksempel i bakken. Dette vil intensivere varmevekslingen mellom fordamperen og det varmegenererende mediet. Utløpsrøret for gass-dampblandingen til trykkseparasjonstanken kan kobles til en varmeveksler, som også er en kondensator i den beskrevne installasjonen. Dette vil gi oppvarming og følgelig en reduksjon i fuktigheten til ventilasjonsluften som suges inn i fordamperen fra miljø , og derved intensivere prosessen med fordampning av kjølevæsken i fordamperen. Det anbefales å koble trykkseparasjonstanken til en varmeveksler, som i den beskrevne installasjonen også er en kondensator. Dette vil gi oppvarming og følgelig en reduksjon i fuktigheten til ventilasjonsluften som trekkes inn i fordamperen fra omgivelsene, og derved intensivere prosessen med fordampning av kjølevæsken i fordamperen. Fordamperhulrommet fylt med kjølevæske kan kobles til varmeveksleren med en kjølevæskekondensatledning. Dette vil unngå tap av kjølevæske med damp-gassblandingen separert i trykkseparasjonstanken, og vil sikre konstant etterfylling av kjølevæsken i fordamperen. Figur 1 viser et diagram over den foreslåtte varmepumpeinstallasjonen; Fig. 2 viser en fordamper med et porøst legeme og et varmerør plassert i den. Varmepumpeinstallasjonen ifølge oppfinnelsen inneholder en varmeveksler 1 (fig. 1) med rør 2, 3, henholdsvis for tilførsel av ventilasjonsluft og en luft-dampblanding, en fordamper 4 forbundet med varmeveksleren 1 via en gass-væskeledning 5 , som er to separate rør, og til en injektor-absorber med en kapillar 7 koblet til sugeledningen til injektor-absorberen. Kapillæren må ha en diameter lik den frie banen til kjølevæskemolekyler i dampfasen ved resttrykket som skapes i injektor-absorberen 6 og en temperatur lik temperaturen til det flytende kjølevæsken. Lengden på kapillærlinjen skal være 10-10 5 av kapillærdiameteren. Injektor-absorberen 6 er installert på trykkledningen til væskepumpen 8 og er koblet til trykkseparasjonstanken 9, fylt til 2/3 av volumet med flytende kjølemiddel. Trykkseparasjonstanken er forbundet med ledning 10 til varmeveksler 1 gjennom rør 3 og ved ledning 2, designet for å fjerne kjølevæske, til varmeinnretninger 12, som er koblet til sugeledningen til væskepumpe 7. Fordamper 4 er laget av tre uavhengige hulrom 13, 14 og 15 (fig. 2). Hulrommet 13 er koblet til et lufttilførselsrør fra varmeveksleren. Hulrommet 15 er fylt med flytende kjølevæske og koblet til et rør for tilførsel av kjølevæskekondensat fra varmeveksler 1, som også er en kjølevæskedampkondensator. Dette lar deg unngå tap av kjølevæske med gass-dampblandingen, som separeres fra den flytende kjølevæsken i trykkseparasjonstanken 9. Hulrommet 14 er forbundet gjennom en kapillærledning 7 med sugeledningen til injektor-absorberen 6, inne i fordamperen 4 er det et porøst legeme 16, laget i form av en tykkvegget sylinder som inneholder to typer porer - overflaten av en type pore er godt fuktet av kjølevæsken, overflaten til den andre typen porer fuktes ikke av kjølevæsken, men er gjennomtrengelig for luft. Materialet for den porøse kroppen velges avhengig av kjølevæsken, som kan være enhver ikke-aggressiv væske med et kokepunkt ved et trykk på 1 atm ikke høyere enn 150 o C, for eksempel vann, alkoholer, etere, hydrokarboner og deres blandinger , bestående av to, tre eller flere komponenter, gjensidig oppløselige. Kjølevæsken velges avhengig av hvilket rom som skal varmes opp av installasjonen, klimatiske forhold og andre faktorer. Det porøse legemet 16 er plassert inne i fordamperen på en slik måte at dets overflater er i kontakt med alle disse tre hulrommene. Et varmerør 17 er koblet til fordamperen 4, hvis ene ende er plassert i et porøst legeme 16, og den andre i et varmegenererende medium, for eksempel jord. Det kan være flere varmerør, som vil øke tilførselen av varme fra det varmeholdige mediet til fordamperen og derved forbedre prosessen med fordampning av kjølevæsken. Varmepumpeenheten fungerer som følger. Luft fra atmosfæren gjennom lufttilførselsrøret 3 på grunn av vakuumet som skapes av injektor-absorberen i fordamperen 4, suges inn i varmeveksleren 1 og går gjennom gass-væskeledningen 5 gjennom luftrøret inn i kammeret 13 i fordamperen. 4. Inne i det porøse legeme 16 skjer en intensiv fordampning av kjølevæsken og dets metningsluftdamp. I dette tilfellet absorberes varmen fra det varmegenererende mediet, for eksempel jord, som tilføres fordamperen gjennom varmerør 17. Fordampningshastigheten til kjølevæsken inne i det porøse legemet når en verdi som kan sammenlignes med hastigheten på fordampning i et absolutt vakuum på 0,3 g/cm 3 s, som tilsvarer varmestrøm 0,75 W/cm 2 porøs kropp. Luft, mettet med kjølevæskedamp, suges gjennom kapillaren 7 inn i injektor-absorberen 6, hvor kjølevæsken tilføres under trykk av en væskepumpe 8 fra varmeinnretninger 12 og blandes med damp-luftblandingen, og danner en emulsjon bestående av bobler av luft og kjølevæske. I dette tilfellet absorberes dampaktig fuktighet av væsken med frigjøring av varme tilsvarende varmen absorbert i fordamperen. Den frigjorte varmen brukes på oppvarming av kjølevæsken. Emulsjonen dannet i injektor-absorberen 6 går inn i trykkseparasjonstanken 9, hvor den deles i en luft-dampblanding og et flytende kjølemiddel. Fra trykkseparasjonstanken 9 strømmer den oppvarmede kjølevæsken ved hjelp av tyngdekraften inn i varmeanordningene 12 og igjen til sugeledningen til væskepumpen 8, og fullfører dermed kjølevæskesyklusen. Luft-dampblandingen fra trykkseparasjonstanken 9 langs ledning 10 på grunn av en liten overtrykk dannet i trykkseparasjonstanken 9, kommer inn i varmeveksleren 1 gjennom røret 3. I varmeveksleren 1 suges det inn atmosfærisk luft og kondensering av kjølevæskedamper, som separat kommer inn i fordamperen 4. Dermed utmerker varmepumpeinstallasjonen seg ved høye energiegenskaper, uten bruk av aggressive, miljøskadelige kjølevæsker, noe som gjør den sikker i drift. Vann kan brukes som kjølevæske. For å varme opp rom og bygninger under tøffe klimatiske forhold, kan fordamperen fylles med lavtkokende kjølevæske for mer intens fordamping, og vann kan føres gjennom varmesystemet. For oppvarming av for eksempel garasjer, når det ikke er nødvendig selv i vintertid for konstant oppvarming, anbefales det å bruke alkoholer eller løsninger som har et lavt frysepunkt som kjølevæske, noe som vil forhindre at systemet fryser under avstengning av installasjonen. Bruken av ikke-aggressive varmevæsker eliminerer behovet for å bruke spesielle materialer og legeringer i produksjonen av installasjonen. Noen installasjonskomponenter, for eksempel en trykkseparasjonstank og tilkoblingsrørledninger, kan være laget av plast, gummi og andre ikke-metalliske materialer, noe som vil redusere metallforbruket betydelig. Installasjonen er teknisk enkel å implementere og betjene, og krever ikke stort energiforbruk. Drivstoffgeneratoren er kompakt og kan plasseres på stort område og kan brukes til oppvarming store lokaler, bygninger og små bygninger, samt garasjer, og når du arbeider i en kjølesyklus for å avkjøle kjellere om sommeren. Muligheten for et bredt utvalg av kjølevæsketyper gjør at installasjonen kan brukes under alle klimatiske forhold. Alt dette bestemmer den lave kostnaden for installasjonen, sikkerheten til driften og tilgjengeligheten for stort antall forbrukere.

Oppfinnelsens formel

1. En varmepumpeinstallasjon som inneholder en varmeveksler, en fordamper, en injektor-absorber, en væskepumpe, en trykkseparasjonstank, karakterisert ved at installasjonen er utstyrt med en ventilasjonsluftledning, minst en kapillær og et porøst legeme, og fordamperen er tre-hulrom, hvorav ett hulrom er forbundet med en varmeveksler via en ventilasjonsluftledning, det andre er fylt med kjølevæske og det tredje evakuerte hulrommet er koblet til injektor-absorberen, mens det porøse legemet er plassert i alle tre hulrommene, og fordamperen og injektor-absorberen er forbundet med hverandre med minst en kapillær. 2. Installasjon ifølge krav 1, karakterisert ved at kapillæren har en diameter lik den frie banen til kjølemiddelmolekyler i dampfasen ved et resttrykk skapt i injektor-absorberen og en temperatur lik omgivelsestemperaturen, og lengden av kapillæren er 10 10 5 dens diameter. 3. Installasjon ifølge krav 1, karakterisert ved at det porøse legeme er dannet av to typer porer, hvorav overflaten av noen er fuktet, mens andre ikke blir fuktet av kjølevæsken. 4. Installasjon ifølge krav 1, karakterisert ved at minst ett varmerør er forbundet med fordamperen, hvis ene ende er plassert i et porøst legeme, og den andre i et varmegenererende medium. 5. Installasjon ifølge krav 1, karakterisert ved at trykkseparasjonstanken er forbundet med en varmeveksler. 6. Installasjonen ifølge krav 1, karakterisert ved at den er utstyrt med en kjølemiddelkondensatledning, gjennom hvilken fordamperhulrommet fylt med kjølemiddel er forbundet med varmeveksleren.

Oppvarming av boligen med varmepumpe vil spare deg for energislaveri. Ved å velge dette varmesystemet vil du si farvel for alltid til både uforutsigbare verktøyarbeidere og glupske gassarbeidere. Det vil si temperaturregime Det er du som skal bestemme boligen. Og ingen andre.

Enig: dette faktum alene gjør en varmepumpe for oppvarming av et hus til et svært lønnsomt kjøp. Ja, det er ikke billig. Men over tid vil alle kostnader lønne seg, og betalingen for verktøy eller gass for en autonom kjele vil bare øke. Men du kan lage en varmepumpe selv!

Og i denne artikkelen vil vi introdusere deg til hovedtypene varmepumper. Vi håper denne informasjonen vil hjelpe deg å velge (eller bygge) det optimale energisystemet for oppvarming av hjemmet ditt.

For det første er slike pumper svært økonomiske og effektive. Du "investerer" 0,2-0,3 kW elektrisitet som forbrukes for å drive kompressoren og motta 1 kW termisk energi. Det vil si at uten å ta hensyn til energien til luft, vann eller jord, er effektiviteten til varmepumpen fantastiske 300-500 prosent.

For det andre driver slike pumper faktisk en fri og evig energikilde - selve luften, vann eller jord. Dessuten er denne "kilden" distribuert overalt. Det vil si oppvarming landsted En varmepumpe kan implementeres hvor som helst – selv på ekvator, også utenfor polarsirkelen. Riktignok må du bruke en energikrevende kompressor for å komme nær en slik "kilde". Men på grunn av det er det urealistisk høy effektivitet alle energikostnader er femdoblet tilbake!

For det tredje er varmepumpen alltid individuell. Det vil si at du ikke betaler for overflødig energi. Ditt utstyr vil bli tilpasset dine spesifikke ønsker og driftsforhold.

Derfor er anmeldelser av varmepumper for oppvarming av et hjem enten gunstige eller veldig entusiastiske.

I tillegg varmer ikke pumpen bare. I den varme årstiden kan den også fungere som klimaanlegg og kjøle ned hjemmet med samme effektivitet.

Enig: alle de ovennevnte fordelene med en varmepumpe ser litt fantastiske ut. Spesielt effektiviteten er på nivået 300-500 prosent. Alle fordelene med termiske enheter er imidlertid ikke fiksjon, men en realitet som truer energiselskapene.

Hemmeligheten bak slik effektivitet ligger i det opprinnelige driftsprinsippet til pumpen, som i sammendrag, er som følger: mediet som sirkulerer gjennom rørene tar varme fra en kilde med lavt potensial (luft, jord, stein, vann) og slipper den ut på et punkt valgt av forbrukeren.

Det vil si at vi har et "omvendt" kjøleskap foran oss: det tar varme fra potensielle kilder ved hjelp av en fordamper og overfører energi til forbrukeren gjennom en kondensator.

Dessuten opererer både varmepumpen og kjøleskapet på et kjølemiddel - et stoff med svært lavt kokepunkt, som pumpes gjennom rør ved hjelp av en spesiell kompressor.

Detaljert arbeidsplan

Som et resultat, ved nærmere undersøkelse, ser driftsdiagrammet for termiske enheter slik ut:

• På en dybde på 5-6 meter i bakken er det installert en syklisk rørledning med kjølevæske, der en spesiell radiator er bygget inn - en fordamper. Dessuten ble denne dybden ikke valgt ved en tilfeldighet - på dette nivået forblir temperaturen over null når som helst på året.
• En andre rørledning fylt med kjølemiddel er koblet til fordamperen. Under høyt trykk koker kjølemediet selv ved én grad celsius. Dessuten er fordampningsprosessen, som kjent fra et skolefysikkkurs, ledsaget av absorpsjon av energi hentet fra kjølevæsken som sirkulerer i jorda.
• Kjølemiddeldamp pumpes ut av rørledningen av en kompressor, som ikke bare transporterer dette mediet gjennom armaturene, men også genererer enda større trykk, noe som forårsaker ytterligere oppvarming av kjølemediet.
• Deretter pumpes den overopphetede kjølemiddeldampen (av samme kompressor) inn i kondensatoren, hvor aggregeringstilstanden til stoffet omdannes (dampen blir til væske). Og de samme grunnleggende for termodynamikk hevder at når et gassformig medium kondenserer, frigjøres energi.
• Den frigjorte varmen som genereres i kondensatoren absorberes av den tredje rørledningen - hjemmets varmesystem. Det vil si at kondensatoren fungerer som en gass- eller elektrisk kjele. Vel, tilbake til flytende tilstand Kjølemediet går tilbake til fordamperen og passerer gjennom kontrollgasspaken.

Varmepumper for oppvarming av hjemmet: typiske varianter

Den mest praktiske måten å klassifisere varmepumper på innebærer å dele slike enheter i henhold til typen miljø som primærkretsen er installert i, som leverer varme til fordamperen.

Og i henhold til denne klassifiseringsmetoden er varmepumper delt inn i følgende typer:

• Geotermiske enheter (jord-vann).
• Hydrotermiske pumper (vann-til-vann).
• Aerotermiske installasjoner (luft-vann).

Dessuten brukes alle typer varmepumper generelt prinsipp fungerer, men "habitat"-miljøet til primærkretsen setter sitt preg på både funksjonen og arrangementet til enheten. Derfor vil vi lenger i teksten vurdere nyansene i arrangementet til hver type varmepumpe.

Grunn-til-vann installasjon

Jord-til-vann varmepumpe

Den primære kretsen til den geotermiske pumpen er nedgravd i bakken til et nivå på 5-6 meter. Dessuten praktiseres slik installasjon når du installerer systemer med en horisontal varmeveksler. Og når det gjelder installasjon av en vertikal primærkrets, praktiseres 150 meters dyp i en spesiell brønn.

I dette tilfellet er minimumsmengden av arbeid typisk for den vertikale plasseringen av primærkretsen. Siden med horisontal plassering er det nødvendig å fordele varmevekslerrørene over et for stort område (50 kvadratmeter for hver 1000 watt varmepumpeeffekt).

Vel, som kjølevæske bruker en geotermisk varmepumpe en helt ufarlig saltløsning som ikke fryser selv ved minusgrader.

Vann-til-vann pumpe

Den primære kretsen til en hydrotermisk pumpe kan installeres i et naturlig eller kunstig reservoar, en vanlig eller avfallsbrønn, en elv eller en menneskeskapt kanal.

Vann-til-vann varmepumpe

Dessuten er fordamperen og kjølevæskerøret nedsenket i vann med minst 1,5-2 meter. Tross alt kan overflatelagene fryse, og skade både funksjonaliteten og integriteten til varmepumpeelementene.

Kort sagt, du må velge "riktig" reservoar for en geotermisk pumpe. Men installasjonen av selve primærkretsen er ganske enkel - et polymerrør med samme saltvannsløsning "senkes" i ønsket dybde ved hjelp av spesielle søkke.

Og denne metoden for å plassere primærkretsen snur arrangementet pumpestasjon"vann-til-vann" til en ekstremt enkel og arbeidskrevende operasjon. Derfor, hvis det er en passende vannmasse i nærheten, da det beste alternativet Varmepumpen vil være en hydrotermisk enhet.

Luft-vann enhet

I hovedsak er dette det samme klimaanlegget, selv om det er mye store størrelser. Den primære kretsen med fordamperen er plassert "i luften", utenfor hjemmet, i et spesielt hus.

Dessuten, for å sikre driften av pumpen om vinteren, kombineres dette huset veldig ofte med en eksoskanal ventilasjonsanlegg boliger.

Kort sagt, hovedfordelen med dette systemet er dets enkle installasjon, men effektiviteten til luft-vannpumper er svært tvilsom. Vel, på våre breddegrader kan de rett og slett ikke konkurrere med geotermiske eller hydrotermiske installasjoner.

DIY varmepumpe: er det mulig?

Selvfølgelig ja! Men effektiviteten til et slikt system vil være praktisk talt uforutsigbar. Tross alt er "fabrikk" enheter ikke bare tre kompressorer og samme antall rørledninger som kjølevæske og kjølemiddel sirkulerer gjennom. Hjertet til en slik varmepumpe er kontrollenheten, som koordinerer driften av den første, andre og tredje kretsen i hele systemet. Og å lage en slik kontrollenhet "på egen hånd" er nesten umulig.

Vel, den tekniske delen av pumpen implementeres veldig enkelt:

• I stedet for en kompressor kan du bruke en klimaanlegg.
• Primærkretsen er satt sammen av polyetylenrør og fyll med en konsentrert løsning av bordsalt.
• Fordamperen er en metalltank laget av rustfritt stål (den kan fjernes fra en gammel vaskemaskin), hvor en saltoppløsning senkes ned, som overfører varme til kobberspiralen til sekundærkretsen, montert i indre del denne tanken.
• Kondensatoren er nøyaktig den samme tanken, kun laget av plast, hvor den nøyaktig samme kobberspiralen er montert. Dessuten pumper kompressoren kjølemiddel mellom den nedre og øvre spolen.
• Vel, den tredje kretsen - varmesystemet - er koblet til en polymerkondensator.

Som du kan se: alt er veldig enkelt. Men effektiviteten til et slikt system kan være både overdreven og klart utilstrekkelig.

En varmepumpe er et helt varmesystem som kan varmes opp privat hus ikke verre enn den tradisjonelle oppvarmingen vi er vant til. Det er klart at for å sette pumpen i drift, må du først installere den riktig.

Alle varmepumper, avhengig av hvilken naturlig kilde de tar varme fra, er delt inn i tre hovedtyper: grunnvann, vann-vann, luft-vann.

Installasjonen av hver av disse typene har sine egne nyanser og funksjoner. - nok kompleks design og installasjonen er en arbeidskrevende prosess som må tilnærmes med stort ansvar. I denne artikkelen skal vi se på hva du må være oppmerksom på når du installerer ulike typer varmepumper.

Regler for installasjon av en grunnvannsvarmepumpe

Driftsskjema for grunnvannssystempumpen (klikk for å forstørre)

Jorda er en varmekilde. Etter å ha gått 5 meter ned i bakken, kan du se at temperaturen der forblir nesten den samme hele året (i de fleste regioner i Russland - 8-10 °C).

Takket være dette vil oppvarmingen være svært effektiv. Systemet fungerer som følger: en jordvarmeveksler plassert i bakken samler energi, som samler seg i kjølevæsken, hvoretter den beveger seg til varmepumpen og går tilbake.

Diagram over driften av vann-vannsystempumpen (klikk for å forstørre)

Noe av energien som sendes ut av solen forblir under vann, spesielt i vannsøylen. Plasser på bunnen av reservoaret eller i bunnjorda spesielle rør, tynget med en last.

Høy kjølevæsketemperatur i vinterperiode gir større effektivitet og varmeoverføring. Men dessverre er den ikke egnet for installasjon i private hjem.

Mer eller mindre for små hus Alternativet med en brønn er passende. En spesiell pumpe pumper vann fra brønnen inn i fordamperen, hvoretter vannet dreneres inn i en annen brønn, plassert nedstrøms og utdypes i det underjordiske laget med 15 meter.

Ekspertråd: Før du bruker vann-vann-systemet, er det nødvendig å forhindre at rusk kommer inn i fordamperen og beskytte den mot rust, og også installere et filter. Hvis vannet er rikt på salter, er det nødvendig å installere en mellomvarmeveksler med sirkulasjon i den rent vann eller frostvæske.

Men hvis vannet fra brønnen er dårlig drenert, er en liten flom og oversvømmelse av pumpen mulig.

Regler for installasjon av luft-vann varmepumpe

Diagram over driften av luft-vannsystempumpen (klikk for å forstørre)

Mindre populær enn grunnvann på grunn av det faktum at om vinteren er det umulig å trekke ut nok varme fra luften. -20°C er driftsgrensen for varmepumpen, hvoretter tilleggsvarmegeneratoren kommer i drift.

Grunnleggende installasjonsdiagrammer:

1. Monoblokkkonstruksjoner er installert innendørs, alt utstyr er samlet i ett bygg. En fleksibel luftkanal kobler mekanismen til gaten. Eksterne monoblokker produseres også.
2. Split-teknologi inkluderer to blokker koblet til hverandre.

Den ene ligger på gaten, den andre er i en bygning. Den første har vifte med fordamper, og den andre har automatisering og kondensator. Kompressoren kan installeres både innendørs og utendørs.

Legg merke til: Når du velger luftvarmepumper, husk at når det blir kaldt, tapes strømmen nesten to ganger.

Nye varmepumper av denne typen har introdusert en funksjon som lar dem hente varme fra rommet, ventilasjonsutslipp og røykgasser. Takket være dette er det mulig å varme opp rommet og varme rennende vann.

Når du kjøper en varmepumpe, må du fokusere på de spesifikke behovene til hjemmet ditt.

Ideelt sett må du kjenne til varmetapet til huset og klimaet der boligen ligger. Disse dataene er viktige for å kunne velge riktig effekt til varmepumpen og dens modell.

Men du må også huske at når du velger en varmepumpe, må du også velge riktig alle komponentene i varmesystemet der varmepumpen skal fungere.

Det er umulig å finne en universell varmepumpe, siden hvert varmesystem er unikt.
Og likevel, alt varmesystemer med denne enheten har de vanlige kriterier som påvirker varmepumpens koblingsskjema:

• tilstedeværelsen av en ekstra varmekilde (varmekjele, solcellebatteri, bake);
• tilstedeværelse av vannkretser (varme gulv, viftekonvektorer, radiatorer);
• behovet for varmtvannsforsyning;
• tilgjengelighet av klimaanlegg;
• tilstedeværelse av et ventilasjonssystem;
• type varmepumpe.

Hvis du tar hensyn til disse nyansene og dine individuelle behov, kan du gjøre det riktig valg og bli eier av et pålitelig, holdbart og økonomisk varmesystem.

Se videoen som viser hele installasjonsprosessen for varmepumpen:

Når de har kjøleskap og klimaanlegg i hjemmet, er det få som vet at prinsippet om drift av en varmepumpe er implementert i dem.

Omtrent 80 % av kraften en varmepumpe produserer kommer fra omgivelsesvarme i form av diffus solstråling. Det er denne pumpen som ganske enkelt "pumper" den fra gaten inn i huset. Driften av en varmepumpe ligner prinsippet for drift av et kjøleskap, bare retningen for varmeoverføring er forskjellig.

Enkelt sagt...

For å avkjøle flasken mineralvann, Du legger den i kjøleskapet. Kjøleskapet må "ta" en del av den termiske energien fra flasken og, i henhold til loven om energibevaring, flytte den et sted og gi den bort. Kjøleskapet overfører varme til en radiator, vanligvis plassert på bakveggen. Samtidig varmes radiatoren opp og slipper varmen ut i rommet. Faktisk varmer det opp rommet. Dette er spesielt merkbart i små minimarkeder om sommeren, når flere kjøleskap er slått på i rommet.

Vi inviterer deg til å drømme opp fantasien din. La oss anta at vi hele tiden vil legge varme gjenstander i kjøleskapet, og ved å avkjøle dem vil det varme opp luften i rommet. La oss gå til "ekstreme"... La oss sette inn kjøleskapet vindusåpning med frysedøren åpen til utsiden. Kjøleskapsradiatoren vil bli plassert innendørs. Under drift vil kjøleskapet avkjøle luften utenfor, og overføre den "tatte" varmen inn i rommet. Slik fungerer en varmepumpe som tar spredt varme fra omgivelsene og overfører den til rommet.

Hvor henter pumpen varmen?

Driftsprinsippet til en varmepumpe er basert på "utnyttelse" av naturlige lavpotensiale varmekilder fra miljøet.

De kan være:

• like utenfor luften;
• varme fra vannforekomster (innsjøer, hav, elver);
• jordvarme, grunnvann(termisk og artesisk).

Hvordan fungerer en varmepumpe og varmesystemet med den?

Varmepumpen er integrert i varmesystemet, som består av 2 kretser + en tredje krets - systemet til selve pumpen. En ikke-frysende kjølevæske sirkulerer langs den eksterne kretsen, som absorberer varme fra det omkringliggende rommet.

Når den kommer inn i varmepumpen, eller mer presist dens fordamper, overfører kjølevæsken i gjennomsnitt 4 til 7 °C til varmepumpens kjølemiddel. Og kokepunktet er -10 °C. Som et resultat koker kjølemediet og forvandles deretter til en gassform. Kjølevæsken til den eksterne kretsen, allerede avkjølt, går til neste "sving" i systemet for å stille inn temperaturen.

Den funksjonelle kretsen til varmepumpen inkluderer:

• fordamper;
• kompressor (elektrisk);
• kapillær;
• kondensator;
• kjølemiddel;
• termostatisk kontrollenhet.

Prosessen ser omtrent slik ut!

Kjølemediet som har «kokt» i fordamperen tilføres gjennom en rørledning til en kompressor drevet av elektrisitet. Denne "harde arbeideren" komprimerer det gassformige kjølemediet til høyt trykk, noe som følgelig fører til en økning i temperaturen.

Den nå varme gassen går så inn i en annen varmeveksler, som kalles en kondensator. Her overføres varmen fra kjølemediet til romluften eller kjølevæsken, som sirkulerer gjennom den interne kretsen til varmesystemet.

Kjølemediet avkjøles samtidig som det blir til en væske. Den passerer deretter gjennom den kapillære trykkreduksjonsventilen, hvor den "mister" trykket og går tilbake til fordamperen.

Syklusen er lukket og klar til å gjentas!

Omtrentlig beregning av installasjonens varmekapasitet

I løpet av en time strømmer opptil 2,5-3 m 3 kjølevæske gjennom den eksterne kollektoren gjennom pumpen, som jorden kan varme opp med ∆t = 5-7 °C.

For å beregne den termiske effekten til en slik krets, bruk formelen:

Q = (T_1 - T_2)*V_heat

V_heat - volumetrisk strømningshastighet av kjølevæske per time (m^3/time);

T_1 - T_2 - temperaturforskjell mellom innløp og innløp (°C).

Typer varmepumper

Varmepumper er klassifisert i henhold til typen avledet varme som brukes:

• grunnvann (bruk lukkede bakkekonturer eller dype geotermiske sonder og vannsystem romoppvarming);
• vann-vann (de bruker åpne brønner for inntak og utslipp av grunnvann - den ytre konturen er ikke sluppet, internt system oppvarming - vann);
• vann-luft (bruk av eksterne vannkretser og et luftvarmesystem);
• (bruk av avledet varme fra eksterne luftmasser komplett med luftvarmeanlegg til huset).

Fordeler og fordeler med varmepumper

Kostnadseffektiv. Driftsprinsippet til en varmepumpe er ikke basert på produksjon, men på overføring (transport) av termisk energi, så det kan hevdes at effektiviteten er større enn én. Hvilket tull? - du sier Temaet varmepumper inkluderer en verdi - varmekonverteringskoeffisienten (HCT). Det er med denne parameteren at enheter av lignende typer sammenlignes med hverandre. Hans fysisk mening– vis forholdet mellom mengden varme som mottas og mengden energi som brukes til dette. For eksempel, med KPT = 4,8, vil 1 kW elektrisitet som brukes av pumpen tillate oss å få 4,8 kW varme gratis, det vil si gratis fra naturen.

Universell allestedsnærværende anvendelse. Selv i fravær tilgjengelige linjer kraftoverføring, driften av varmepumpekompressoren kan leveres av en dieseldrift. Og "naturlig" varme er tilgjengelig i hvert hjørne av planeten - varmepumpen vil ikke forbli "sulten".

Miljøvennlig bruk. Det er ingen forbrenningsprodukter i varmepumpen, og dens lave energiforbruk «driver» kraftverk mindre, og indirekte reduserer skadelige utslipp fra dem. Kuldemediet som brukes i varmepumper er ozonvennlig og inneholder ikke klorkarboner.

Toveis driftsmodus. En varmepumpe kan varme opp et rom om vinteren og avkjøle det om sommeren. "Varmen" som tas fra rommet kan brukes effektivt, for eksempel til å varme opp vann i et svømmebasseng eller i et varmtvannssystem.

Driftssikkerhet. I prinsippet om drift av en varmepumpe vil du ikke vurdere farlige prosesser. Fraværet av åpen ild og skadelige utslipp som er farlige for mennesker, og den lave temperaturen på kjølevæsken gjør varmepumpen til et "ufarlig" men nyttig husholdningsapparat.

Full automatisering av romoppvarmingsprosessen.

Noen nyanser av operasjonen

Effektiv bruk av varmepumpens driftsprinsipp krever overholdelse av flere betingelser:

• rommet som er oppvarmet må være godt isolert (varmetap opptil 100 W/m2) - ellers, ved å ta varme fra gaten, vil du varme opp gaten for egen regning;
• varmepumper er gunstig for lavtemperatursystemer oppvarming. Gulvvarmesystemer (35-40 °C) passer perfekt til disse kriteriene. Varmekonverteringskoeffisienten avhenger betydelig av temperaturforholdet mellom inngangs- og utgangskretsene.

La oss oppsummere det som er sagt!

Essensen av prinsippet om drift av en varmepumpe er ikke i produksjonen, men i overføringen av varme. Dette lar deg oppnå en høy koeffisient (fra 3 til 5) for termisk energikonvertering. Enkelt sagt, hver 1 kW elektrisitet som brukes vil "overføre" 3-5 kW varme inn i huset. Noe annet som må sies?

Hovedforskjellen mellom en varmepumpe og alle andre varmekilder er dens eksepsjonelle evne til å bruke fornybar lavtemperatur miljøenergi til oppvarming og vannoppvarming. Omtrent 80 % av utgangseffekten blir faktisk "pumpet ut" av varmepumpen fra miljøet, ved å bruke den forsvunne energien fra solen.

Hvordan fungerer en varmepumpe?

Kjøleskapet overfører som alle vet varme fra det indre kammeret til radiatoren og vi utnytter kulden inne i kjøleskapet. En varmepumpe er et kjøleskap i revers. Den overfører avledet varme fra miljøet til hjemmet vårt.

Kjølevæsken (som er vann eller saltvann), som tar noen grader fra miljøet, passerer gjennom varmepumpens varmeveksler, kalt fordamperen, og overfører varmen som samles opp fra miljøet til varmepumpens indre krets. Den interne kretsen til varmepumpen er fylt med kjølemiddel, som, med et svært lavt kokepunkt, passerer gjennom fordamperen og går fra flytende til gassformig. Dette skjer ved lavt trykk og en temperatur på 5°C. Fra fordamperen kommer kuldemediegassen inn i kompressoren, hvor den komprimeres til høyt trykk og høy temperatur. Deretter kommer den varme gassen inn i den andre varmeveksleren - kondensatoren, der varmevekslingen skjer mellom den varme gassen og kjølevæsken fra returrørledningen til hjemmevarmesystemet. Kjølemediet avgir varmen til varmesystemet, kjøles ned og blir igjen til flytende tilstand, og den oppvarmede kjølevæsken til varmesystemet strømmer til varmeenhetene.

Fordeler med en varmepumpe

• - Kostnadseffektivt. Lavt energiforbruk oppnås på grunn av høy effektivitet (fra 300 % til 800 %) og lar deg få 3-8 kW termisk energi per 1 kW faktisk forbrukt energi, eller opptil 2,5 kW kjøleeffekt ved utgangen.
• – Miljøvennlig. En miljøvennlig oppvarmings- og luftkondisjoneringsmetode for både miljøet og menneskene i rommet. Bruk av varmepumper betyr å spare ikke-fornybare energiressurser og å beskytte miljøet, blant annet ved å redusere CO2-utslipp til atmosfæren. Varmepumper installasjoner, som utfører en omvendt termodynamisk syklus på et lavtkokende arbeidsstoff, trekker fornybart lavt potensial termisk energi fra miljøet, øke potensialet til det nivået som kreves for varmeforsyning, og bruker 1,2-2,3 ganger mindre primærenergi enn ved direkte forbrenning av drivstoff.
• - Sikkerhet. Det er ingen åpen flamme, ingen sot, ingen eksos, ingen diesellukt, ingen gasslekkasje, ingen fyringsoljeutslipp. Det er ingen lagringsanlegg for brannfarlig drivstoff.
• - Pålitelighet. Minimum bevegelige deler. Høy arbeidsressurs. Uavhengighet fra tilførsel av drivstoffmateriale og dets kvalitet. Beskyttelse mot strømbrudd. Praktisk talt ingen vedlikehold nødvendig. Levetiden til en varmepumpe er 15-25 år.
• - Komfort. Varmepumpen går lydløst (ikke høyere enn et kjøleskap), og værkompenserende automatikk og flersone klimakontroll skaper komfort og hygge i lokalene.
• - Fleksibilitet. Varmepumpen er kompatibel med evt sirkulasjonssystem oppvarming, og moderne design lar deg installere den i alle rom.
• - Allsidighet i forhold til type energi som brukes (elektrisk eller termisk).
• - Bredt effektområde (fra brøkdeler til titusenvis av kW).

Anvendelser av varmepumper

Anvendelsesområdet for varmepumper er virkelig ubegrenset. Alle de ovennevnte fordelene med dette utstyret gjør det mulig å enkelt løse problemene med varmeforsyning til et urbant kompleks og fasiliteter som ligger langt fra kommunikasjon - det være seg en gård, et hyttesamfunn eller en bensinstasjon på motorveien. Generelt er varmepumpen universell og anvendelig i både sivil og industriell samt privat konstruksjon.

I dag er varmepumper mye brukt over hele verden. Antall varmepumper som opererer i USA, Japan og Europa utgjør titalls millioner enheter.

Produksjonen av varmepumper i hvert land er primært fokusert på å møte behovene til hjemmemarkedet. I USA og Japan er varmepumpeenheter (HPU) i luft-til-luft-klassen mest brukt til oppvarming og sommerklimaanlegg. I Europa - vann-til-vann og vann-til-luft HPUer. I USA er mer enn seksti selskaper engasjert i forskning og produksjon av varmepumper. I Japan overstiger den årlige produksjonen av HPI 500 tusen enheter. I Tyskland tas mer enn 5 tusen installasjoner i drift årlig. I skandinaviske land brukes hovedsakelig store HPP-er. I Sverige var i 2000 mer enn 110 tusen varmepumpestasjoner (HPS) i drift, hvorav 100 hadde en kapasitet på rundt 100 MW eller mer. Den kraftigste TPS (320 MW) opererer i Stockholm.

Populariteten til varmepumper i Vest-Europa, USA og land Sørøst-Asia hovedsakelig på grunn av milde klimatiske forhold i disse regionene (med gjennomsnittstemperaturer over null om vinteren), høye priser for drivstoff og tilstedeværelse av mål statlige programmer støtte for denne retningen av klimamarkedet.

Situasjonen med varmepumper i vårt land er fundamentalt annerledes, og det er grunner til dette. Først funksjonene russisk klima Med lave temperaturer om vinteren stiller de spesielle krav til parametrene til varmepumper og betingelsene for installasjon. Spesielt når kraften til varmepumpen øker, oppstår problemet med varmefjerning, siden varmeoverføringen av media (reservoar, jord, luft) er begrenset og ganske liten.

I tillegg er gassprisene kunstig lave i Russland, så det er ikke snakk om konkrete økonomiske fordeler ved å bruke denne typen utstyr, spesielt i fravær av en kultur for forbruk og energisparing. Vi har ikke statlig støtte til energisubstitusjonsprogrammet, har aldri gjort og har ikke innenlandske produsenter varmepumper.

Samtidig er Russlands behov for slikt utstyr enorme, og hele "linjen" av varmepumper med en kapasitet på 5, 10, 25, 100 og 1000 kW ser ut til å være etterspurt. Så inn midtbane I Russland, for å varme opp et hus med et areal på 100 m2, må du ha termisk kraft 5-10 kW, og en pumpe med en termisk effekt på 100 kW er tilstrekkelig for oppvarming av typiske skoler, sykehus og administrative bygninger. Varmepumper med en kapasitet på 1000 kW er praktiske for oppgavene med å returnere termisk avfall og bruke varme kilder. Ifølge eksperter er kostnaden for å installere en varmepumpe i Russiske forhold er estimert til omtrent $300 per 1 kW termisk kraft med en tilbakebetalingstid for utstyr fra to til fire år, som først og fremst avhenger av drivstoffpriser og klimatiske forhold i en bestemt region.

Idriftsettelse av ca. 100 tusen varmepumper med en total termisk kapasitet på 2 GW vil gi varme til 10 millioner mennesker med en gjennomsnittlig levetid for varmepumper på 15 år. Salget av slikt utstyr kan komme opp i mer enn en halv milliard dollar i året.