Etter å ha lært å pumpe gass fra jordens tarm og brenne den, fikk menneskeheten to alvorlige problemer. Global oppvarming og habitatforgiftning er for høy pris for komfort. I tillegg er rå drivstoff en begrenset ressurs, hvis reserver tømmes raskt. Disse faktorene har utløst en aktiv interesse for varmepumper – installasjoner som trekker ut ren energi fra jord, vann og luft. Uten gluttonøse fyrrom og skadelige utslipp gir de hjemmene varme og varmt vann.
I Vesten har en varmepumpe for oppvarming av et hjem blitt like vanlig som et klimaanlegg eller en vaskemaskin. I vårt land er denne enheten ennå ikke kjent for de fleste eiere av private eiendommer og sommerhytter. Denne artikkelen vil hjelpe deg med å bli kjent med prinsippet om drift, eksisterende varianter, fordeler og ulemper.
Hvordan fungerer en varmepumpe?
Det enkleste eksemplet, som er tilgjengelig for å forklare prinsippet om drift av varmepumper, er et kjøleskap for husholdninger. Vi vet alle at maten blir avkjølt i fryseren ved å sirkulere kjølemediet. Hvis du tar bort intern varme, kaster kjøleskapet den ut. Derfor er det kaldt i frysedelen, og apparatets bakre grill er alltid varm.
Prinsippet for drift av en varmepumpe er nøyaktig det motsatte. Tar varme fra omgivelsene, overfører den den til huset. Figurativt sett er "fryseren" til denne enheten på gaten, og den varme grillen er i huset.
Avhengig av typen ekstern varmekilde og miljøet som samler energi, er varmepumper delt inn i fire typer:
- Grunnvann.
- Vann-vann.
- Luft til vann.
- Luft til luft.
Installasjoner av den første typen ekstraherer varme fra bakken ved hjelp av rørformede samlere eller sonder. En frostvæske sirkulerer i den eksterne kretsen til en slik pumpe, som overfører varme til fordampertanken. Her overføres termisk energi til freon, som beveger seg i en lukket sløyfe mellom kompressoren og gassventilen. Det oppvarmede kjølemediet kommer inn i kondensortanken, hvor det avgir den oppnådde varmen til vannet som sendes til varmesystemet. Varmevekslingssyklusen gjentas så lenge enheten er koblet til strømnettet.
Driftsdiagram for varmepumpe
Prinsippet for drift av en vannvarmepumpe er ikke forskjellig fra en bakken. Den eneste forskjellen er at energien tilføres fra vann, ikke jord.
Luftkildevarmepumpen trenger ikke en stor ekstern kollektor for å samle opp varmen. Han pumper ganske enkelt gateluften gjennom seg selv og henter dyrebare kalorier fra den. Sekundær varmeutveksling skjer i dette tilfellet gjennom vann (varme gulv) eller gjennom luft (luftvarmesystem).
Evaluere den økonomiske siden av saken, bør det bemerkes at den største økonomiske investeringen kreves av "grunnvannsinstallasjonen". For å installere sine varmemottakende sonder må du bore dype brønner eller fjerne jord over et stort område for å legge oppsamleren.
En grunnvarmepumpe kan ikke fungere uten et eksternt rørsystem eller dype brønner med varmeopptakssonder
Andreplassen er tatt av en vannvarmepumpe, levert til kunden på nøkkelferdig basis. Det krever ikke å grave jorden og bore brønner for sitt arbeid. Det er nok å senke et tilstrekkelig antall fleksible rør i reservoaret som kjølevæsken vil sirkulere gjennom.
Luft-til-luft- og luft-til-vann-enhetene er de billigste, siden de ikke trenger å installere eksterne varmemottakere.
En funksjon ved installasjonen av de fleste varmepumpesystemer er deres tilkobling ikke til radiatorer, men til et varmt gulv. Dette skyldes det faktum at den maksimale oppvarmingen av vannet deres utføres til en temperatur på + 45 ° C, som er optimal for et varmt gulv, men ikke tilstrekkelig for normal drift av radiatoren.
Et fordelaktig trekk ved driften av denne enheten for eieren er muligheten for omvendt modus – overføring til kjøling av lokalene i den varme sesongen. I dette tilfellet absorberes overflødig varme av rørledningen til gulv og fjernes av pumpen til bakken, vannet eller luften.
Et forenklet blokkdiagram over en grunnvarmepumpeinstallasjon ser slik ut:
I tillegg til varmepumpe, bakkesløyfe og gulvvarme, ser vi her to sirkulasjonspumper, stengeventiler for varmt vann og oppvarming, samt en tank som akkumulerer varmt vann til husholdningsbruk.
Varmepumpeegenskaper
Hovedindikatoren som effektiviteten til en varmepumpe vurderes med er varmeomdannelseskoeffisienten, forkortet KPT (i den engelske forkortelsen COP). Det har ingenting å gjøre med effektiviteten som er vanlig for oss – effektivitetskoeffisienten. KPT (COP) viser hvor mange kilowatt energi pumpen pumper per kilowatt strøm den mottar. Avhengig av driftsforholdene kan varmepumpens kraftvarme være fra 3 til 5, noe som uten unødvendig diskusjon bekrefter de økonomiske fordelene ved bruken.
De mest stabile ytelsesindikatorene vises av jord- og vanninstallasjoner, siden temperaturen på vann og jord ikke faller under null grader. Enheter som samler varme fra luften, avhenger av temperaturen. Ved minusmerker på termometeret reduseres ytelsen med et gjennomsnitt på 40-50%.
Den andre driftsparameteren er effekt i kilowatt. Det velges ut fra mengden varmetap i bygningen.
Beregning av oppvarming av hus med varmepumpe
For normal drift av varmepumpeenheten kreves det høy varmeisolasjon av bygningen. Derfor, før du kjøper en varmepumpe, er det nødvendig å isolere vegger, gulv og tak, og deretter beregne varmetap (Q).
En forenklet formel for beregning av varmen (W) som forlater huset gjennom de omsluttende konstruksjonene (vegger, vinduer, gulv, tak) ser slik ut:
Q = S х (forskjell mellom innendørs og utendørs temperaturer) / RT.
S er arealet til den omsluttende strukturen i m2;
Rt er den termiske motstanden til det omsluttende strukturmaterialet (hentet fra SNiP-tabellene for bygningsteknikk).
Ved vekselvis å beregne varmetapet på vegger, vinduer, gulv og tak, blir de oppsummert, og antall kilowatt som går tapt av huset på 1 time i den kaldeste perioden av året, oppnås. Kraften til varmepumpen må ikke være mindre enn den totale verdien av varmetapet. Hvis installasjonen i tillegg til oppvarming vil varme opp vann til husholdningsbehov, vil kapasiteten øke med 20%.
Når du velger en "luft-til-luft" eller "luft-til-vann" varmepumpe, bør man lede av varmeeffekten som den utvikler seg i lavt temperaturområde, siden den er betydelig lavere enn effekten når du opererer i varm sesong.
Som et eksempel vil vi gi parametrene til luft-vann-installasjonen NIBE FIGHER F2300-14. Arbeider i temperaturområdet fra +7 til + 45C, produserer den ca 18 kW, og ved en lufttemperatur på -15C, bare 10,7 kW.
Kjente merker og estimerte priser
Markedet for varmepumpeutstyr i Russland er dannet. Ledende posisjoner her er okkupert av utenlandske selskaper som: Nibe (Sverige), Mitsubishi Electric (Japan), Danfoss (Danmark), Vaillant (Tyskland), Viessmann (Tyskland), Mammoth (USA) og andre. Russiskproduserte produkter (varemerker Henk og SunDue) er ikke dårligere når det gjelder forholdet mellom pris og kvalitet til fremtredende merker.
Den omtrentlige prisen (for 2016) på en importert grunnvannsvarmepumpe med en kapasitet på 10 kW, designet for å varme opp et hus med et areal på 100 m2 (uten installasjon) er 500.000 rubler. For arbeid med boring av brønner, installasjon av rør og igangkjøring, må et gjennomsnitt på 80000 rubler betales, eksklusive ekstra materialer.
Innenriksutstyr er billigere. Prisen på en russisk varmepumpe som er lik i parametere, er omtrent 360 000 rubler. Dens kjøp med totalinstallasjon vil koste ca 430 000 rubler. Den omtrentlige prisen på en luft-til-vann-varmepumpe på 10 kilowatt er fra 270 000 rubler. Den gjennomsnittlige kostnaden for denne enheten med totalinstallasjon er 320.000 rubler.
Anmeldelser av de virkelige eierne av denne typen utstyr er overveldende positive. De har pålitelig drift av geotermiske varmepumper og lave driftskostnader (vedlikehold, strøm).
Frykten for de som fremdeles tenker på å kjøpe en luft-til-vann-varmepumpe basert på praksis med å bruke denne teknikken, er ikke berettiget. Disse enhetene produserer varme stabilt ned til utetemperaturen på -25 ° C.
Selvlaget varmepumpe
Med tanke på de ganske høye kostnadene ved dette utstyret, er mange hjemmebygere fristet til å montere det med egne hender ved hjelp av improviserte enheter og komponenter. Hva skal sies om dette?
Dette arbeidet inkluderer to hovedfaser: klargjøring av den eksterne kretsen og montering av selve varmepumpeenheten. Du kan grave grøfter på egen hånd for å legge rør. Det er urealistisk å lage en 50 meter brønn for montering av sonden uten spesialutstyr. Ifølge eksperter er overflateleggingen av samleren ulønnsom, siden den ikke gir nok varme for stabil drift av installasjonen.
La oss nå se om det er mulig å montere en varmepumpe med egne hender. Dette krever praktisk erfaring fra en kjølemester, siden nybegynneren ikke kan fylle systemet med freon og sette det under trykk.
Produksjon av en installasjon basert på enheter fra et gammelt kjøleskap eller klimaanlegg kan bare betraktes som et demonstrasjonsalternativ som ikke har noen praktisk verdi på grunn av dets lave effektivitet.
En håndbok for montering av en varmepumpe basert på en kompressor fra et klimaanlegg, en beholder i rustfritt stål (kondensator) og en plastløp (fordamper) blir replikert på Internett. Etter å ha fortalt hvordan man vikler kobberrørene på sylinderen og fester kompressoren på veggen, avslutter forfatteren sin historie med råd etter å ha fullført monteringen, henvend seg til mesteren, som vil godta å sette i gang og fikse alle "jambs" tillatt av hjemmebyggeren. Du kan ikke kalle denne instruksjonen som en seriøs hjelp for uavhengig arbeid.
