Ev ısıtması için ısı pompaları: çalışma prensibi, ısı

Nedir bu - bir ısı pompası? Nasıl çalışır? Bu cihazlar ısıyı nereden çıkarabilir? Son olarak, diğer termal enerji kaynaklarıyla karşılaştırıldığında ne kadar karlı ve pratik? Hadi anlamayalım.

Nedir o

Isı pompasının çalışması prensibi, sıradan bir buzdolabının çalışma şemasına tamamen aynıdır.

• Kompresör, uçucu soğutucu akışkanı sıkıştırır. Bu, ısı değiştiricisine verilen önemli miktarda ısı üretir. Bu ısı, ısı eşanjöründen üflenen havanın fan veya herhangi bir ısı taşıyıcısı tarafından ısıtılması için kullanılabilir.
• Soğutulmuş soğutucu akışkan genleşme vanasından geçer ve hacimsel olarak artar.. Aynı zamanda, fizik kurallarına tam uyumlu olarak, hızla soğutulur ve ikinci ısı eşanjöründen geçerek çevreden gelen ısıyı alır.

Not: Soğutucu akışkanın genişleme derecesi ne kadar büyükse, son sıcaklığı o kadar düşük olur. Buna uygun olarak, belirli koşullar altında, suyun donma noktasının altında bir soğutulmuş ortamdan ısı çekebilme kabiliyeti oldukça yüksektir.

Buzdolabının tek bir şekilde çalışması mümkün ise - iç kısmı soğutmak için, evi ısıtmak için herhangi bir ısı pompası soğutucunun hareket yönünü tersine çevirebilir. Pratik tarafta, bu, böyle bir cihazın sahibinin tam teşekküllü bir klimaya sahip olduğu anlamına gelir: kışın odayı ısıtır, ancak yaz aylarında, evi rahat bir sıcaklığa soğutmak için kullanılır.

Son olarak, ısı pompası ısıtmasının başka bir güzel özelliği vardır. Elektrik gücü sadece kompresörün çalışması için harcandığından ve dış ortam ısı kaynağı olarak kullanıldığından, pompa tüketilen her kilovat elektrik gücü için 3 ila 5 kilovat termal güç verir.

Isı kaynakları

Düşük dereceli ısı kaynağı ne olabilir?

zemin

Bilindiği gibi, kışın soğukta toprak oldukça önemsiz bir derinliğe donuyor. Donma seviyesinin sadece bir metre altında, toprak sıcaklığı stabildir ve yılın herhangi bir zamanında 8-12 derecedir.

Toprak kaynaklı ısı pompaları jeotermal ısı kullanır.

İki tip ısı değiştirici vardır:

1. Dikey, dikey kuyularda 60-100 metrelik bir derinliğe daldırılmış uzun bir esnek borulardır.. Bir kuyuda çalışan bir metre sondaj maliyetinin 2-3 bin ruble olduğu gerçeği göz önüne alındığında, ısı eşanjörlerinin montajı önemli bir maliyete neden olmaktadır; ancak dikey ısı değiştirici sahada gerçekleşmez.

1. Aksine, yatay, sığ derinlikte tutar. Altındaki siperlerde teknolojinin katılımı olmadan kendi elleriyle kazınabilir; buna göre kurulum daha ucuz olacaktır. Ancak, toplayıcının üstündeki toprağın tüm alanı (evin ısıtılan alanının yaklaşık üç katıdır) ekim için uygun değildir: bitkilerin çoğu yaz aylarında köklerin aşırı ısınmasını tolere etmeyecektir.

Jeotermal ısı pompasının 20 KW ısı çıkışı ile tahmini maliyeti yaklaşık yarım milyon ruble. Koşullara (kuyuların sayısı ve derinliği, yeraltı suyunun varlığı veya yokluğu vb.) Bağlı olarak kurulum, alıcıyı bir başka 100 - 400 bin harcamaya zorlayacaktır.

su

Eviniz donma önleyici bir rezervuarın kıyısındaysa - şanslısınız: bu durumda, ısı pompaları ile ısıtma, minimum kurulum maliyetleri ile uygulanabilir. Isı eşanjörü ağırlıklar tarafından ısıtılır ve sudan ısı çıkarır.

Yeraltı suyunu ısı kaynağı olarak kullanan pompalar biraz daha karmaşıktır. Bu durumda, biri bir su kaynağı haline gelen alanda ikinci kuyu delinir ve ikincisi ısı değiştiriciden geçtikten sonra boşaltmak için kullanılır. Kuyunun yaklaşık akış hızı, 16 kW - 0.8 m3 / saat termal kapasiteye sahip cihazın çalışmasını sağlar.

Hava

Son olarak, ortam havasını ısı kaynağı olarak kullanan en ucuz ısı pompaları. Tasarımın sadeliği, onları nispeten ucuz hale getirir; kurulum da daha basit.

Satışta iki şemada çalışan cihazları bulabilirsiniz.

1. Havadan havaya pompalar sadece iç havayı ısıtmak veya soğutmak için kullanılır.
2. Havadan suya şema, sıcak su ile ev sağlamak için ısıtmaya ek olarak, izin verir.

Örnek olarak, ikinci şemaya göre çalışan çeşitli cihazlar için mevcut perakende fiyatlarını sunuyoruz.

Ya hava-hava pompaları? Oh, işte resim çok daha çekici. Bu tip en basit ısı pompası - sıradan bir pencere kliması - 4-5 bin ruble için satın alınabilir; Daha anlamlı bir satın alma - bir invertör split sistemi - 20-40 bin mal olacak.

Neden bu fiyat oranında sudan ve topraktan gelen ısıyı ayıklayan cihazlar popülerliğini korurlar? Cevap basit: hava pompaları sadece nispeten yüksek dış ortam sıcaklıklarında (-25 C'ye kadar) çalışır durumda kalır; Bu arada, ülkenin kış aylarında kış donlarının zirvesindeki kısımlarında, termometre düşüyor farkedilir derecede düşük.

Dahası, sokak sıcaklığı ne kadar düşük olursa, bu tipteki bir ısı pompası ile evin daha az avantajlı olduğu da ısıtılır. COP (performans katsayısı) diye bir şey vardır, bu da üretilen ısının elektrik maliyetine oranı anlamına gelir. Bu nedenle, çok popüler Mitsubishi Zubadan için ısı pompalarının bu temel özelliği, 4.0 ° C'de + 5 ° C ve 2.0'da -25'dir.

Sonuç açıktır. Havadan hava sistemine göre çalışan bir ısı pompalı bir kır evinin ısıtılması sadece ılık bir iklim bölgesinde haklı gösterilmektedir. Yakutia veya Habarovsk Bölgesinde jeotermal cihazlar tercih edilmelidir.

Maliyet etkinliği

Elektrikli ısıtma konvektörleri, fan ısıtıcıları ve diğer ısıtma cihazları ile özel bir evin ısıtılması mevcut tüm planlar arasında en pahalı olanıdır. Kendiniz için yargıç:

Bununla birlikte, doğrudan ısıtma kullanmıyorsanız, ancak bir ısı pompası kullanıyorsanız, ısıtma belirgin şekilde daha ucuz hale gelecektir. Ne kadar - söz konusu COP'ye bağlıdır. Farklı tipteki cihazların çoğu modelleri için, bu parametre 3-4 aralığındadır; En iyi örneklerin 6 COP değeri vardır.

Birkaç daha nüansları dikkate değer.

• Daha önce de belirttiğimiz gibi, hava pompaları ile, sıcaklık dışarıda sıcaklık düştükçe enerji verimliliği azalmaktadır, bu nedenle bir tahmin için, mevsim başına ortalama değeri almak doğru olacaktır (ortalama kış sıcaklığı için COP).
• COP sadece düşük dereceli bir ısı kaynağının sıcaklığına değil, aynı zamanda bu sıcaklığın aktarıldığı nesnenin sıcaklığına da bağlıdır. Isı pompası tam olarak sıcaklık deltasıdır. Örneğin, + 30 ° C'ye kadar ılık bir zemini ısıtan bir jeotermal pompa, aynı sıcaklığı +60 ° C'lik bir sıcaklıkta radyatörlere vermekten çok daha ekonomik olacaktır.

Pratik sonuç: Isı pompalarını ellerinizi radyatörlü ısıtma devresine bağlamayı düşünüyorsanız, bölümlerin sayısının artırılması gerektiğini ve ısı taşıyıcısının sıcaklığının +40 - +45 C'ye düşürülmesi gerektiğini unutmayın.

Tüm sayısız rezervasyonları dikkate alarak, ortalama COP değeri 3.0'a eşit bir şekilde alınabilir. Bu durumda, hesaplanması kolay olduğu için, bir kilovat saat sıcaklığının maliyeti 1.2 ruble olacaktır, bu da ana gazdan, oduntan biraz daha pahalı ve diğer tüm ısı kaynaklarından daha ucuzdur.

Isıtma seçerken, sadece mevcut durumun değil, aynı zamanda beklentilerin de dikkate alınması gerekir. Ve bunlar: yeşil enerjinin gelişmekte olan gelişmesi (yenilenebilir kaynaklar kullanarak) sayesinde, elektrik maliyeti, gaz, kömür ve petrol ürünlerinin maliyetinden çok daha yavaş büyüyecek.

Özellikle, 2010 yılında yapılan fiyat artış beklentisi, bir metreküp gaz maliyetinin 2032 yılına kadar yüzde 1000 oranında ve elektrik tüketiminin sadece yüzde 130'unu artırdığını öngörmektedir.

Yazardan

Belki de okuyucu, yazarın kendi deneyimini ilginç bulacaktır. Ev ısıtması için bir çift hava-hava pompası kullanıyor.

Yani, verilen:

• Yer eylemleri - Sivastopol, Kırım. Ortalama Ocak sıcaklığı +3'dır. Mevcut kış olağandışı soğuktu: bir kaç gün boyunca don -20 dereceye kadar tutuldu.
• Isıtmalı tavan alanı 60 metrekaredir. Devreler, enerji tasarrufu sağlayan tek odalı çift camlı pencerelere sahip tam bir camdır. Duvarların ve çatının ısı yalıtımı 5 santimetre mineral yün ve köpük plastiktir.
• Cooper bir ısı kaynağı görevi görür.&Avcı CH-S12 FTXN. Isıtmada çalışırken termal güç - 4.12 kW, COP 4.2, çalışma sıcaklığının beyan edilen alt sınırı -25 ° C'dir; satın alma sırasında maliyet 24.000 ruble.

sonuçlar:

• Kış boyunca, tavan arasında oldukça rahat +20 derece muhafaza edilmiştir.
• Tavan arası ısıtma için yaklaşık elektrik tüketimi 400 KW-saat idi. Tüketim, yerel tarifelere göre nakit eşdeğerine dönüştürmek kolaydır.

Düşük sıcaklıklarda ısı pompasının ısınmasıyla ortaya çıkan tek sorun, drenaj borusundaki buzun donmasıdır. Bunu ortadan kaldırmak için, drenaja kendi kendini düzenleyen ısıtma kablosunun bir bölümünü koymak yeterlidir.

Sonuç

Isı pompaları ile henüz alışılmadık bir ısıtma sistemine yatırım yapmaya değer mi? Yazarın bakış açısından, evet. Ana gazın arka planına karşı bile çok çekici görünüyor - sadece kesinlikle güvenli ve yanma ürünlerinin çıkarılmasını gerektirmediği için.

Ancak, okuyucunun bağımsız olarak seçim yapmasına izin verin. Her zaman olduğu gibi ekli videoda ek tematik bilgiler bulunabilir. İyi şanslar!