Calcolo di una pompa di calore aria-acqua per riscaldamento e fornitura di acqua calda

Esempio di calcolo della pompa di calore

Selezioneremo una pompa di calore per l'impianto di riscaldamento di una casa a un piano con una superficie totale di 70 mq. m con un'altezza del soffitto standard (2,5 m), architettura razionale e isolamento termico delle strutture di contenimento che soddisfano i requisiti dei moderni codici di costruzione. Per riscaldare il 1 ° trimestre. m di un tale oggetto, secondo gli standard generalmente accettati, è necessario spendere 100 W di calore. Quindi, per riscaldare tutta la casa avrai bisogno di:

Q = 70 x 100 = 7000 W = 7 kW di energia termica.

Scegliamo una pompa di calore del marchio "TeploDarom" (modello L-024-WLC) con una potenza termica di W = 7,7 kW. Il compressore dell'unità consuma N = 2,5 kW di elettricità.

Calcolo del giacimento

Il terreno del sito destinato alla realizzazione del collettore è argilloso, il livello della falda è elevato (si assume il potere calorifico p = 35 W / m).

La potenza del collettore è determinata dalla formula:

Qk = W - N = 7,7 - 2,5 = 5,2 kW.

Determina la lunghezza del tubo del collettore:

L = 5200/35 = 148,5 m (circa).

Sulla base del fatto che è irrazionale posare un circuito con una lunghezza superiore a 100 m a causa di una resistenza idraulica eccessivamente elevata, accettiamo quanto segue: il collettore della pompa di calore sarà costituito da due circuiti - 100 me 50 m di lunghezza.

L'area del sito che dovrà essere assegnata al collettore è determinata dalla formula:

S = L x A,

Dove A è il passaggio tra sezioni adiacenti del contorno. Accettiamo: A = 0,8 m.

Allora S = 150 x 0,8 = 120 sq. m.

"Una pompa di calore è molto costosa!"

Installazione chiavi in ​​mano di un impianto di riscaldamento geotermico nel 2000-2010, costava circa $ 30.000-40.000... C'erano tre fattori principali dietro un prezzo così alto:

• il costo della perforazione in quel momento era di 35-50 dollari. per 1 metro. Di conseguenza, il 60-70% del budget totale è andato al dispositivo del raccoglitore esterno. Ora, grazie alla crisi, il costo della perforazione è sceso a $ 15-17. per 1 metro.
• il prezzo delle pompe di calore è ora notevolmente diminuito sia per la maggiore concorrenza interna nel mercato bielorusso, che ha reso “frenata” l'appetito degli attori locali in questo mercato, sia per la riduzione mondiale del costo di apparecchiature di questo tipo.
• più ampia introduzione di serbatoi "orizzontali", la cui installazione è due volte più economica della perforazione "verticale", e allo stesso tempo non è inferiore in termini di efficienza ai serbatoi "verticali".

Di conseguenza, oggi la media Costo del dispositivo di sistema "chiavi in ​​mano" (con tutte le attrezzature e le opere) è diminuito fino a 9000-15000 USD Allo stesso tempo, non è necessario sviluppare e approvare un progetto nel Ministero delle situazioni di emergenza, la costruzione di stazioni "step-down" (durante la gassificazione), l'installazione di un camino, il rispetto delle norme antincendio, ecc.

Tipi di design della pompa di calore

Esistono le seguenti varietà:

• ТН "aria - aria";
• ТН "aria - acqua";
• TN "suolo - acqua";
• TH "acqua - acqua".

La prima opzione è un sistema split convenzionale che funziona in modalità di riscaldamento. L'evaporatore è montato all'esterno e un'unità con condensatore è installata all'interno dell'abitazione. Quest'ultimo viene soffiato da un ventilatore, grazie al quale viene fornita una massa d'aria calda alla stanza.

Se un tale sistema è dotato di uno speciale scambiatore di calore con ugelli, si otterrà il tipo HP "aria-acqua". È collegato a un sistema di riscaldamento dell'acqua.

L'evaporatore HP del tipo "aria-aria" o "aria-acqua" può essere posizionato non all'esterno, ma nel condotto di ventilazione di scarico (deve essere forzato). In questo caso, l'efficienza della pompa di calore verrà aumentata più volte.

Le pompe di calore del tipo "acqua-acqua" e "suolo-acqua" utilizzano un cosiddetto scambiatore di calore esterno o, come viene anche chiamato, un collettore per estrarre calore.

Diagramma schematico della pompa di calore

Si tratta di un lungo tubo ad anello, solitamente di plastica, attraverso il quale circola un mezzo liquido attorno all'evaporatore. Entrambi i tipi di pompe di calore rappresentano lo stesso dispositivo: in un caso, il collettore è immerso sul fondo di un serbatoio di superficie e nel secondo nel terreno. Il condensatore di una tale pompa di calore si trova in uno scambiatore di calore collegato al sistema di riscaldamento dell'acqua calda.

Il collegamento delle pompe di calore secondo lo schema "acqua - acqua" è molto meno laborioso del "suolo - acqua", poiché non è necessario eseguire lavori di sterro. Nella parte inferiore del serbatoio, il tubo è posato sotto forma di una spirale. Naturalmente, per questo schema, è adatto solo un serbatoio che non si congela sul fondo in inverno.

Perché una pompa di calore?

Oltre al riscaldamento nella stagione fredda, la pompa consente di passare al processo di climatizzazione in soggiorno in estate. Per fare ciò, la pompa viene trasferita alla modalità di funzionamento inversa: la funzione di raffreddamento. Per garantire la pulizia ambientale non solo delle proprie case, ma anche dell'atmosfera dell'intero pianeta nel suo complesso, l'uso delle pompe di calore come riscaldamento è molto giustificato. Inoltre, l'attrezzatura vanta lavoro a lungo termine, risparmio sui costi, sicurezza e creazione di un ambiente confortevole in casa.
Tutti i tipi di vettori energetici stanno diventando più costosi con ogni termine, quindi i proprietari zelanti sono pronti a installare apparecchiature costose che ripagheranno lavorando senza l'uso di carburante artificiale. L'acquisto di combustibili liquidi, gassosi o solidi non è richiesto per il funzionamento efficiente della pompa di calore.

Nelle case private con una vasta area, l'uso di una pompa di calore in combinazione con un metodo di riscaldamento di riserva consente di recuperare i costi di investimento nel sesto anno di funzionamento. Allo stesso tempo, vengono rilasciati circa 6 kW di calore per 1 kW di elettricità consumata. La pompa di calore permette di ottenere una temperatura dell'acqua nell'impianto fino a 70 ° C.

In una casa con una pompa di calore installata non è necessario utilizzare i servizi di un condizionatore d'aria, poiché nel periodo estivo circola lungo il circuito un liquido di raffreddamento, che viene raffreddato nel terreno ad una temperatura di 6 ° C. È più economico in termini di costi rispetto all'utilizzo di sistemi di raffreddamento ad aria separati. Per rendere la pompa ancora più efficiente, ad essa sono collegati ulteriori rami di riscaldamento della piscina e in estate viene utilizzata energia dai pannelli solari.

Pompa di calore in azione

Sotto la dura crosta e il mantello del pianeta c'è un nucleo rovente. Per molti anni a venire, durante la vita di molte generazioni di terrestri, il nucleo non cambierà la sua temperatura e riscalderà la nostra casa comune dall'interno. A seconda delle condizioni climatiche, a una profondità di circa 50-60 m, la temperatura della terra è compreso tra 10 e 14 ° C... Anche nel permafrost è possibile l'utilizzo di una pompa di calore, bisognerà aumentare solo la profondità di posa dei tubi.

Come funziona

L'apparecchiatura è progettata per raccogliere basse temperature ambiente in profondità, convertirla in energia ad alta temperatura e trasferirla all'impianto di riscaldamento domestico. Il pianeta emette costantemente calore, che viene utilizzato per riscaldare la casa. Il calore è ottenuto dall'aria e dall'acqua circostanti, che accumulano l'energia solare.

In effetti, una pompa di calore è un'unità che assomiglia al funzionamento di un'apparecchiatura di refrigerazione. Solo nel frigorifero l'evaporatore è posizionato in modo da scaricare calore non necessario, mentre nella pompa di calore lo è in costante contatto con la sorgente calore naturale:

• con l'uso di pozzi verticali o obliqui, interagisce con la massa di terra situata al di sotto del punto di congelamento;
• l'uso di tubi a una profondità di laghi e fiumi caldi consente di raccogliere l'energia dei flussi d'acqua non congelanti;
• speciali dispositivi raccolgono la temperatura dell'aria calda all'esterno dell'abitazione.

Il movimento del vettore del carburante attraverso il sistema è organizzato da un compressore. Per aumentare la temperatura raccolta alla profondità della terra, viene utilizzato un sistema di imbuti ristretti. Passandoli sotto pressione, il trasportatore si contrae e aumenta la temperatura. Il condensatore installato nell'impianto emette energia per riscaldare il liquido dell'impianto di riscaldamento, che alla fine entra nei termosifoni del circuito di riscaldamento interno dell'abitazione.

Per l'utilizzo della pompa di calore tutto l'anno dell'impianto fornito con due scambiatori di calore... L'evaporatore di uno rilascia energia frigorifera, mentre l'altro funge da fornitore di calore per riscaldare l'ambiente. La fonte di raccolta del calore sono le viscere della terra, il fondo di serbatoi antigelo o masse d'aria, da cui lunghi tubi prendono in prestito energia a bassa temperatura.

Schema strutturale di una pompa di casa privata

• un sistema di tubazioni per la raccolta esterna, talvolta remota, in cui un vettore di calore è in continuo movimento;
• sistema di lavoro del collettore, che comprende un compressore, tubi, scambiatori di calore, valvole e imbuti di varie azioni;
• impianto di riscaldamento interno dell'abitazione con tubazioni e termosifoni oppure impianto di raffrescamento ad aria.

Il periodo di funzionamento durante il quale non si verificheranno guasti alle apparecchiature per il carburante viene fissato dai produttori e dagli installatori di pompe a 20 anni. Ma una tale affermazione è improbabile, dal momento che nessuno ha annullato le leggi della fisica e le parti costantemente sfregate e in movimento falliranno prima. Il periodo ottimale di lavoro senza riparazione e sostituzione di parti può essere designare una cifra a 10 anni.

Realizzare un generatore di calore con le tue mani

Elenco delle parti e degli accessori per la creazione di un generatore di calore:

• sono necessari due manometri per misurare la pressione all'ingresso e all'uscita della camera di lavoro;
• termometro per misurare la temperatura del liquido in ingresso e in uscita;
• valvola per la rimozione delle prese d'aria dall'impianto di riscaldamento;
• tubi di derivazione ingresso e uscita con rubinetti;
• manicotti termometrici.

Selezione di una pompa di circolazione

Per fare ciò, è necessario decidere i parametri richiesti del dispositivo. Il primo è la capacità della pompa di gestire fluidi ad alta temperatura. Se questa condizione viene trascurata, la pompa si guasterà rapidamente.

Successivamente, è necessario selezionare la pressione di lavoro che la pompa può creare.

Per un generatore di calore, è sufficiente che venga segnalata una pressione di 4 atmosfere quando il liquido entra, è possibile aumentare questo indicatore a 12 atmosfere, il che aumenterà la velocità di riscaldamento del liquido.

Le prestazioni della pompa non avranno un effetto significativo sulla velocità di riscaldamento, poiché durante il funzionamento il liquido passa attraverso il diametro condizionatamente stretto dell'ugello. Di solito vengono trasportati fino a 3-5 metri cubi di acqua all'ora. Il coefficiente di conversione dell'elettricità in energia termica avrà un'influenza molto maggiore sul funzionamento del generatore di calore.

Realizzazione di una camera di cavitazione

Ma in questo caso, il flusso dell'acqua sarà ridotto, il che porterà alla sua miscelazione con masse fredde. La piccola apertura dell'ugello funziona anche per aumentare il numero di bolle d'aria, il che aumenta l'effetto acustico dell'operazione e può portare al fatto che le bolle iniziano a formarsi già nella camera della pompa. Ciò ridurrà la sua durata. Come ha dimostrato la pratica, il diametro più accettabile è 9–16 mm.

Nella forma e nel profilo, gli ugelli sono cilindrici, conici e arrotondati. È impossibile dire in modo inequivocabile quale scelta sarà più efficace, tutto dipende dal resto dei parametri di installazione. La cosa principale è che il processo di vortice si verifica già nella fase dell'ingresso iniziale del liquido nell'ugello.

Calcolo del collettore della pompa di calore orizzontale

L'efficienza di un collettore orizzontale dipende dalla temperatura del mezzo in cui è immerso, dalla sua conduttività termica e dall'area di contatto con la superficie del tubo. Il metodo di calcolo è piuttosto complicato, pertanto, nella maggior parte dei casi, vengono utilizzati dati medi.

• 10 W - se sepolto in un terreno sabbioso o roccioso asciutto;
• 20 W - in terreno argilloso asciutto;
• 25 W - in terreno argilloso umido;
• 35 W - in terreno argilloso molto umido.

Pertanto, per calcolare la lunghezza del collettore (L), la potenza termica richiesta (Q) dovrebbe essere divisa per il potere calorifico del suolo (p):

L = Q / p.

I valori forniti possono essere considerati validi solo se sono soddisfatte le seguenti condizioni:

• L'appezzamento di terreno sopra il collettore non è edificato, non ombreggiato o piantumato con alberi o arbusti.
• La distanza tra le spire adiacenti della spirale o sezioni del "serpente" è di almeno 0,7 m.

Quando si calcola il collettore, è necessario tenere presente che la temperatura del suolo dopo il primo anno di funzionamento diminuisce di diversi gradi.

Come funzionano le pompe di calore

Ogni pompa di calore ha un mezzo di lavoro chiamato refrigerante. Di solito il freon agisce in questa capacità, meno spesso l'ammoniaca. Il dispositivo stesso è costituito da solo tre componenti:

• evaporatore;
• compressore;
• condensatore.

L'evaporatore e il condensatore sono due serbatoi, che sembrano lunghi tubi curvi - serpentine. Il condensatore è collegato a un'estremità all'uscita del compressore e l'evaporatore all'ingresso. Le estremità delle bobine sono unite e una valvola di riduzione della pressione è installata alla giunzione tra di loro. L'evaporatore è a contatto - direttamente o indirettamente - con il fluido sorgente e il condensatore è a contatto con l'impianto di riscaldamento o ACS.

Come funziona la pompa di calore

Il funzionamento HP si basa sull'interdipendenza tra volume, pressione e temperatura del gas. Ecco cosa succede all'interno dell'unità:

1. L'ammoniaca, il freon o un altro refrigerante, spostandosi lungo l'evaporatore, si riscalda dal mezzo sorgente, ad esempio, a una temperatura di +5 gradi.
2. Dopo aver attraversato l'evaporatore, il gas raggiunge il compressore, che lo pompa al condensatore.
3. Il refrigerante scaricato dal compressore è trattenuto nel condensatore dalla valvola di riduzione della pressione, quindi la sua pressione è più alta qui che nell'evaporatore. Come sapete, con l'aumentare della pressione, la temperatura di qualsiasi gas aumenta. Questo è esattamente ciò che accade con il refrigerante: si riscalda fino a 60-70 gradi. Poiché il condensatore viene lavato dal liquido di raffreddamento circolante nell'impianto di riscaldamento, anche quest'ultimo si riscalda.
4. Il refrigerante viene scaricato in piccole porzioni attraverso la valvola di riduzione della pressione all'evaporatore, dove la sua pressione scende nuovamente. Il gas si espande e si raffredda e poiché parte della sua energia interna è stata persa a causa dello scambio di calore nella fase precedente, la sua temperatura scende al di sotto dei +5 gradi iniziali. Dopo l'evaporatore, si riscalda di nuovo, quindi viene pompato nel condensatore dal compressore e così via in un cerchio. Scientificamente, questo processo è chiamato ciclo di Carnot.

La caratteristica principale delle pompe di calore è che l'energia termica viene prelevata dall'ambiente letteralmente per niente. È vero, per la sua estrazione, è necessario spendere una certa quantità di elettricità (per un compressore e una pompa di circolazione / ventilatore).

Ma la pompa di calore resta comunque molto redditizia: per ogni kW * h di elettricità spesi si possono ottenere da 3 a 5 kW * h di calore.

Fonti di

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• https://VTeple.xyz/teplovoy-nasos-voda-voda-printsip-rabotyi/
• https://6sotok-dom.com/dom/otoplenie/raschet-moshhnosti-teplovogo-nasosa.html
• https://microklimat.pro/otopitelnoe-oborudovanie/otopitelnye-pribory/teplovoj-nasos-dlya-otopleniya-doma.html
• https://avtonomnoeteplo.ru/altenergiya/148-teplovye-nasosy-voda-voda.html
• https://avtonomnoeteplo.ru/altenergiya/290-burenie-skvazhin-dlya-teplovyh-nasosov.html
• https://kotel.guru/alternativnoe-otoplenie/teplogenerator-kavitacionnyy-dlya-otopleniya-pomescheniya.html
• https://skvajina.com/teplovoy-nasos/
• https://www.burovik.ru/burenie-skvazhin-teplovye-nasosy.html

Sottomissione all'elemento aria: pompe di calore "aria-acqua"

La Finlandia è stata a lungo una delle principali economie dell'Unione europea in termini di tasso di introduzione delle pompe di calore (HP) pro capite. La Finnish Heat Pump Association (Suomen Lämpöpumppuyhdistys, SULPU) ha pubblicato interessanti statistiche sulle vendite di pompe di calore per il 2020 (Fig.1) in questo paese scandinavo dal clima rigido.

Il grafico mostra che per diversi anni consecutivi il numero di vendite di apparecchiature geotermiche è in diminuzione, mentre le vendite di pompe di calore aria-acqua sono in aumento ogni anno.Se traduciamo questi dati in cifre, otteniamo il seguente quadro: le vendite di pompe di calore geotermiche dal 2016 sono diminuite da 8491 a 7986 unità, pari a -5,9%, e le vendite di pompe di calore aria-acqua dal 2020 sono aumentate da 3709 a 4138 pz., che si è attestata al + 11,6%.

Questa dinamica è dovuta alla maggiore stabilità della pompa di calore aria-acqua dovuta allo sviluppo della scienza e della tecnologia, nonché a investimenti più confortevoli e semplicità di installazione rispetto alle pompe di calore geotermiche.

Il principale produttore di tecnologia di riscaldamento in Finlandia -) - si è anche concentrato sullo sviluppo di soluzioni di pompe di calore aria-acqua efficienti e sostenibili per molti anni e recentemente è stato lanciato sul mercato il successo di Tehowatti Air.

È una soluzione a pacchetto versatile adatta a molti tipi di proprietà: private, commerciali e pubbliche. Il pacchetto di avviamento include sempre un'unità esterna, ovvero la stessa pompa di calore aria-acqua e un modulo interno, che include: un boiler elettrico e uno scaldabagno in acciaio inossidabile ferritico resistente agli acidi, tutta l'automazione necessaria , elementi di fissaggio e un gruppo di sicurezza per le unità interne ed esterne ... Ogni cliente e installatore riceve così un "costruttore" pronto da montare e nel più breve tempo possibile risolve il problema non solo con riscaldamento e fornitura di acqua calda, ma anche, su richiesta del cliente finale, anche con aria condizionata a casa.

La gamma di modelli comprende varie combinazioni di unità esterne di HP "aria-acqua" - da soluzioni economiche a soluzioni "avanzate" che danno all'utente finale il massimo risparmio.

Questa opzione è stata scelta per sé anche dalla parrocchia della Chiesa dell'Assunzione della Beata Vergine Maria (Salvatore su Sennaya) nel 2020 durante la ricostruzione del tempio. Il produttore JÄSPI e il distributore DOMAP hanno selezionato congiuntamente il pacchetto di apparecchiature ottimale per risolvere questo problema. Il vantaggio di utilizzare Tehowatti Air risiede non solo nel fatto che offriamo un set di erogazione conveniente per l'installazione, ma anche nel fatto che questa apparecchiatura può essere facilmente integrata nel sistema di riscaldamento e acqua calda esistente.

Un po 'di storia

La chiesa in pietra fu fondata dall'arcivescovo di San Pietroburgo e Shlisselburg Sylvester il 20 luglio 1753. Il tempio è stato costruito a spese di un ricco agricoltore fiscale Savva Yakovlev (Sobakin). In precedenza, Bartolomeo Rastrelli era considerato l'architetto dell'edificio, ora Andrei Kvasov è riconosciuto come l'autore più probabile del progetto.

L'architettura del tempio è stata progettata in uno stile misto. L'alta iconostasi dorata era considerata una delle migliori di San Pietroburgo. Notevoli anche la pittura di scrittura greca e il trono d'argento del peso di 6 libbre 38 libbre (circa 113,8 kg).

Nel 2011 è iniziato lo sviluppo attivo del progetto per restaurare la Chiesa dell'Assunzione della Beata Vergine Maria in Piazza Sennaya. Nello stesso anno sono iniziati i lavori per il restauro del tempio. I costruttori si sono trovati di fronte al compito di aprire l'asfalto e calcolare l'ubicazione approssimativa della cattedrale. Si è scoperto che la vecchia fondazione non è stata distrutta. Gli architetti erano particolarmente entusiasti del Sancta Sanctorum della cattedrale: la base dell'altare. Non lontano dalla lastra dell'altare, è stato trovato un ingresso sigillato alla cripta del Salvatore, un ingresso sepolto alle cantine della chiesa. Di solito nella cripta venivano sepolti sacerdoti e nobili parrocchiani. Molto probabilmente, la Chiesa del Salvatore su Sennaya sarà restaurata sulle vecchie fondamenta.

Nel 2014, la fondazione della chiesa è stata riconosciuta come sito del patrimonio culturale da un ordine speciale. Ora, in questo luogo è vietato qualsiasi tipo di lavoro, tranne il miglioramento del territorio e il restauro dell'edificio della chiesa.

Tehowatti Air System in loco

Nel sito è stata installata una pompa di calore aria-acqua JÄSPI Tehowatti Air con un'unità inverter esterna Nordic 16: questo sistema è stato sviluppato per il riscaldamento, il raffreddamento e la fornitura di acqua calda efficienti sia in strutture nuove che ristrutturate.Durante la progettazione, è stata prestata particolare attenzione alla facilità di installazione e alla facilità d'uso. Questo sistema è stato lanciato e funziona con successo per il riscaldamento dell'acqua a pavimento e la fornitura di acqua calda in un edificio pubblico. L'unità esterna della pompa di calore aria-acqua Nordic 16 funziona efficacemente a temperature esterne fino a –25 ° C, pur essendo in grado di fornire un mezzo di riscaldamento riscaldato a 63–65 ° C nel sistema di riscaldamento.

Prestiamo attenzione ai dettagli. Come notato sopra, il serbatoio interno del sistema JÄSPI Tehowatti Air è realizzato in acciaio inossidabile ferritico resistente agli acidi, che viene utilizzato per condizioni particolarmente difficili nel sistema ACS.

Inoltre, la batteria di carica della pompa di calore è realizzata in acciaio inossidabile a pettine. Questa bobina fornisce una ricarica rapida, efficiente dal punto di vista energetico e accurata. Attraverso l'unità interna il calore viene distribuito all'interno dell'ambiente e per il riscaldamento dell'acqua sanitaria.

Se la pompa di calore non riceve dalla strada una quantità di energia sufficiente per le esigenze della struttura, il riscaldamento automatico e il calore aggiuntivo necessario vengono forniti con l'aiuto dell'elemento riscaldante elettrico del blocco interno dell'HP.

I componenti ei materiali finlandesi di alta qualità Tehowatti Air offrono risparmi a lungo termine sotto forma di un basso consumo energetico senza frequenti manutenzioni delle apparecchiature. Sia le unità esterne che quelle interne funzionano a bassi livelli di rumorosità.

I sistemi a pompa di calore aria-acqua JÄSPI Tehowatti sono progettati e prodotti in Finlandia, hanno la migliore qualità fin nei minimi dettagli, non richiedono praticamente alcuna manutenzione e sono altamente affidabili (risolvendo il problema di un cliente con una vita media di 20-25 anni). Durante la creazione delle sue apparecchiature, JÄSPI ("Yaspi") utilizza un alto livello di conoscenza nel campo del riscaldamento e molti anni di esperienza nel funzionamento delle apparecchiature nelle dure condizioni settentrionali.

Caratteristiche dei pozzi per pompe di calore

L'elemento principale nel funzionamento dell'impianto di riscaldamento quando si utilizza questo metodo è il pozzo. La sua perforazione viene eseguita al fine di installare direttamente in essa un'apposita sonda geotermica e una pompa di calore.

L'organizzazione di un impianto di riscaldamento basato su una pompa di calore è razionale sia per piccoli rustici privati ​​che per interi terreni agricoli. Indipendentemente dall'area che dovrà essere riscaldata, è necessario effettuare una valutazione della sezione geologica del sito prima di perforare i pozzi. Dati accurati aiuteranno a calcolare correttamente il numero di pozzi richiesti.

La profondità del pozzo dovrebbe essere selezionata in modo tale da non solo fornire calore sufficiente all'oggetto in esame, ma consentire anche la selezione di una pompa di calore con caratteristiche tecniche standard. Per aumentare il trasferimento di calore, una soluzione speciale viene versata nella cavità dei pozzi in cui si trova il circuito integrato (in alternativa alla soluzione, è possibile utilizzare l'argilla).

Il requisito principale per la perforazione di pozzi per pompe di calore è il completo isolamento di tutti gli orizzonti delle acque sotterranee, nessuno escluso. Altrimenti, l'ingresso di acqua negli orizzonti sottostanti può essere considerato inquinamento. Se il refrigerante entra nelle acque sotterranee, avrà conseguenze ambientali negative.

Cos'è una pompa di calore?

La pompa di calore è stata inventata 150 anni fa da Lord Kelvin e denominata moltiplicatore di calore. È costituito da un compressore, come un frigorifero convenzionale, e da due scambiatori di calore. Il principio di funzionamento può essere paragonato a quello di un frigorifero. Quest'ultimo ha una griglia nella parte posteriore che si riscalda, all'interno del congelatore, si raffredda. Se prendiamo questo congelatore, diamo i tubi, mettiamo i tubi di freon nella vasca da bagno, quindi l'acqua nel bagno verrà raffreddata e la griglia si riscalderà da dietro e il frigorifero pomperà calore dal bagno e riscalderà il stanza attraverso la griglia. La pompa di calore funziona allo stesso modo.

Ci sono due tubi che corrono nel terreno qui.Quindi divergono e in questa casa sono stati perforati circa 350 metri lineari di pozzi. Una sonda a forma di y viene inserita in ogni pozzetto. Il liquido scorre attraverso questa sonda e viene riscaldato dal calore della terra. Una temperatura di circa -1 gradi fuoriesce dalla pompa di calore e +5 gradi ritorna dal suolo. Questo è un sistema chiuso con questa pompa di circolazione, viene pompato e il calore viene rimosso e trasferito alla casa. Questi due tubi riscaldano il pavimento caldo. Un normale frigorifero, ma con un compressore più potente.

Elettronica fatta in casa in un negozio cinese.

Prezzi per la perforazione di pozzi per pompe di calore

Il costo di installazione del primo circuito di riscaldamento geotermico

Perché ho scelto una pompa di calore per il mio impianto di riscaldamento e di approvvigionamento idrico domestico?

Quindi, ho comprato un terreno per costruire una casa senza gas. La prospettiva dell'approvvigionamento di gas è tra 4 anni. Era necessario decidere come vivere fino a quel momento.

Sono state prese in considerazione le seguenti opzioni:

1. 1) serbatoio del gas 2) gasolio 3) pellet

I costi per tutti questi tipi di riscaldamento sono commisurati, quindi ho deciso di fare un calcolo dettagliato usando l'esempio di un serbatoio di gas. Le considerazioni erano le seguenti: 4 anni sul gas liquefatto importato, quindi sostituzione dell'ugello in caldaia, fornitura del gas principale e un minimo di costi per la rilavorazione. Il risultato è:

• per una casa di 250 m2, il costo di una caldaia, un serbatoio del gas è di circa 500.000 rubli
• l'intero sito deve essere scavato
• disponibilità di un comodo accesso per un rifornitore per il futuro
• manutenzione di circa 100.000 rubli all'anno:
• la casa avrà riscaldamento + acqua calda
• a una temperatura di -150 ° C e inferiore, i costi sono di 15-20.000 rubli al mese).

Totale:

• serbatoio del gas + caldaia - 500.000 rubli
• operazione per 4 anni - 400.000 rubli
• fornitura del tubo principale del gas al sito - 350.000 rubli
• sostituzione dell'ugello, manutenzione della caldaia - 40.000 rubli

In totale - 1.250.000 rubli e tanto clamore sulla questione del riscaldamento nei prossimi 4 anni! Anche il tempo personale in termini di denaro è una quantità decente.

La mia scelta è ricaduta quindi su una pompa di calore con costi commisurati per la perforazione di 3 pozzi da 85 metri ciascuno e l'acquisto con installazione. La pompa di calore Buderus da 14 kW è in funzione da 2 anni. Un anno fa ho installato un contatore separato per questo: 12.000 kWh all'anno !!! In termini di denaro: 2400 rubli al mese! (La rata mensile per il gas sarebbe di più) Riscaldamento, acqua calda e aria condizionata gratuita in estate!

L'aria condizionata funziona alzando il liquido di raffreddamento a una temperatura di + 6-8 ° C dai pozzetti, che viene utilizzato per raffreddare i locali attraverso i tradizionali ventilconvettori (un radiatore con un ventilatore e un sensore di temperatura).

I condizionatori d'aria convenzionali sono anche molto ad alta intensità energetica - almeno 3 kW per stanza. Cioè 9-12 kW per tutta la casa! Questa differenza deve essere presa in considerazione anche nel recupero dell'investimento della pompa di calore.

Quindi il rimborso in 5-10 anni è un mito per chi si siede sul tubo del gas, il resto è ben accetto nel club dei consumatori di energia “Green”.

Proprietari di pompe di calore ad aria della CSI

Alina Shuvalova, Dnipro (Dnipropetrovsk), Ucraina

Hanno abbandonato il riscaldamento centralizzato e installato una pompa di calore aria-aria nell'appartamento (iniziativa di mio marito). I risparmi sono significativi, perché ci sono finestre di plastica ovunque, la casa è isolata e da tutti i lati gli appartamenti sono riscaldati.

È successo così che riscaldiamo solo un po 'l'appartamento e noi stessi possiamo regolare la temperatura. Quando siamo al lavoro e il bambino è a scuola, la pompa è spenta, è acceso il timer e si accende quando il figlio torna a casa (durante questo periodo l'appartamento non ha il tempo di rinfrescarsi).

Kashevich Alexey, Bielorussia

Ho comprato una pompa di calore aria-aria per la mia casa (prima era riscaldata con una stufa). All'inizio, tutto è andato come un orologio e quando è arrivato il freddo, gli ingorghi hanno iniziato a volare costantemente.Non ho attribuito alcuna importanza a questo e quando ho iniziato a buttare giù costantemente, ho chiamato un elettricista.

Come si è scoperto, quando fa freddo consuma troppa elettricità e la nostra rete non è progettata per questo. C'era una scelta: tornare al riscaldamento della stufa o sedersi al freddo. In generale la stagione si è rivelata non particolarmente confortevole, non ho deciso cosa fare dopo. È troppo costoso posare e collegare un cavo più potente.

Sfumature di installazione

Quando si sceglie una pompa di calore acqua / acqua, è importante calcolare le condizioni operative. Se la linea è immersa in uno specchio d'acqua, è necessario tener conto del suo volume (per un lago chiuso, uno stagno, ecc.) E, se installato in un fiume, la velocità della corrente

Se vengono effettuati calcoli errati, i tubi si congelano con il ghiaccio e l'efficienza della pompa di calore sarà zero.

Cos'è un refrigeratore e come funziona

Durante il campionamento delle acque sotterranee, è necessario tenere conto delle fluttuazioni stagionali. Come sapete, in primavera e in autunno, la quantità di acque sotterranee è maggiore che in inverno e in estate. Vale a dire, il periodo di funzionamento principale della pompa di calore sarà in inverno. Per pompare e pompare acqua, è necessario utilizzare una pompa convenzionale, che consuma anche elettricità. I suoi costi dovrebbero essere inclusi nel totale e solo dopo di che dovrebbero essere considerati l'efficienza e il periodo di recupero della pompa di calore.

un'ottima opzione è usare l'acqua artesiana. Esce da strati profondi per gravità, sotto pressione. Ma dovrai installare apparecchiature aggiuntive per compensarlo. In caso contrario, i componenti della pompa di calore potrebbero subire danni.

L'unico svantaggio dell'utilizzo di un pozzo artesiano è il costo della perforazione. I costi non si ripagheranno presto a causa della mancanza di una pompa per sollevare l'acqua da un pozzo convenzionale e pomparla nel terreno.

Tecnologia di funzionamento del generatore di calore per riscaldamento

Nel corpo di lavoro, l'acqua deve ricevere una maggiore velocità e pressione, che viene eseguita utilizzando tubi di vari diametri, rastremati lungo il flusso. Al centro della camera di lavoro si miscelano più flussi di pressione che portano al fenomeno della cavitazione.

Al fine di controllare le caratteristiche di velocità del flusso d'acqua, sono installati dispositivi di frenatura in uscita e nel corso della cavità di lavoro.

L'acqua si sposta verso l'ugello all'estremità opposta della camera, da dove scorre nella direzione di ritorno per il riutilizzo mediante una pompa di circolazione. Il riscaldamento e la generazione di calore si verificano a causa del movimento e della forte espansione del liquido all'uscita dallo stretto orifizio dell'ugello.

Proprietà positive e negative dei generatori di calore

Le pompe di cavitazione sono classificate come dispositivi semplici. Trasformano l'energia del motore meccanico dell'acqua in energia termica, che viene spesa per il riscaldamento della stanza. Prima di costruire un'unità di cavitazione con le proprie mani, è necessario notare i pro ei contro di tale installazione. Le caratteristiche positive includono:

• generazione efficiente di energia termica;
• funzionamento economico a causa della mancanza di carburante in quanto tale;
• un'opzione conveniente per l'acquisto e la realizzazione da soli.

I generatori di calore hanno degli svantaggi:

• funzionamento rumoroso della pompa e fenomeni di cavitazione;
• i materiali per la produzione non sono sempre facili da ottenere;
• utilizza una discreta capacità per una stanza di 60-80 m2;
• occupa molto spazio utilizzabile nella stanza.

Perforazione di pozzi per impianto a pompa di calore

È meglio affidare il dispositivo del pozzo a un'organizzazione di installazione professionale. È ottimale per i rappresentanti dell'azienda che vende la pompa di calore farlo. Quindi, puoi prendere in considerazione tutte le sfumature della perforazione e la posizione delle sonde dalla struttura e soddisfare altri requisiti.

Un'organizzazione specializzata aiuterà a ottenere un permesso per la perforazione di un pozzo per sonde per una pompa di calore geotermica. Secondo la normativa, l'uso delle acque sotterranee per scopi economici è vietato. Si tratta dell'utilizzo a qualsiasi scopo di acque poste al di sotto della prima falda acquifera.

Di norma, la procedura per la perforazione di sistemi verticali dovrebbe essere coordinata con le autorità dell'amministrazione statale. La mancanza di permessi porta a sanzioni.

Dopo aver ricevuto tutti i documenti necessari, iniziano i lavori di installazione, secondo il seguente ordine:

• Vengono determinati i punti di perforazione e l'ubicazione delle sonde sul sito, tenendo conto della distanza dalla struttura, delle caratteristiche del paesaggio, della presenza di acque sotterranee, ecc. Mantenere uno spazio minimo tra i pozzi e il capannone di almeno 3 m.
• Vengono importate attrezzature di perforazione e attrezzature necessarie per il lavoro paesaggistico. Per l'installazione verticale e orizzontale, sono necessari un trapano e un martello pneumatico. Per la perforazione del terreno ad angolo, vengono utilizzate piattaforme di perforazione con un contorno a ventaglio. Il modello più utilizzato è un modello tracciato. Le sonde vengono posizionate nei pozzetti risultanti e gli spazi vuoti vengono riempiti con soluzioni speciali.

La perforazione di pozzi per pompe di calore (ad eccezione del cablaggio di gruppo) è consentita ad una distanza di almeno 3 m dall'edificio. La distanza massima dall'abitazione non deve superare i 100 m. Il progetto viene eseguito sulla base di queste norme .

Quale dovrebbe essere la profondità del pozzo

La profondità viene calcolata in base a diversi fattori:

• La dipendenza dell'efficienza dalla profondità del pozzo: esiste una diminuzione annuale del trasferimento di calore. Se il pozzo ha una grande profondità, e in alcuni casi è necessario realizzare un canale fino a 150 m, ogni anno ci sarà una diminuzione degli indicatori del calore ricevuto, nel tempo il processo si stabilizzerà. la profondità massima non è la soluzione migliore. Di solito vengono realizzati diversi canali verticali, distanti l'uno dall'altro. La distanza tra i pozzi è di 1-1,5 m.
• Il calcolo della profondità di perforazione di un pozzo per sonde viene effettuato tenendo conto di quanto segue: l'area totale del territorio adiacente, la presenza di falde acquifere e pozzi artesiani, l'area riscaldata totale. Quindi, ad esempio, la profondità di perforazione di pozzi con acque sotterranee elevate è drasticamente ridotta rispetto alla produzione di pozzi in terreno sabbioso.

La creazione di pozzi geotermici è un processo tecnico complesso. Tutti i lavori, dalla documentazione di progetto alla messa in servizio della pompa di calore, devono essere eseguiti esclusivamente da specialisti.

Per calcolare il costo approssimativo del lavoro, utilizzare calcolatrici online. I programmi aiutano a calcolare il volume dell'acqua nel pozzo (influisce sulla quantità di glicole propilenico richiesto), la sua profondità ed eseguire altri calcoli.

Come riempire il pozzo

La scelta dei materiali spesso spetta interamente ai proprietari stessi.

L'appaltatore può consigliarti di prestare attenzione al tipo di tubo e consigliare la composizione per il riempimento del pozzo, ma la decisione finale dovrà essere presa in modo indipendente. Quali sono le opzioni?

• Tubi utilizzati per i pozzi: utilizzare contorni in plastica e metallo. La pratica ha dimostrato che la seconda opzione è più accettabile. La durata di un tubo metallico è di almeno 50-70 anni, le pareti del metallo hanno una buona conduttività termica, che aumenta l'efficienza del collettore. La plastica è più facile da installare, quindi le organizzazioni di costruzione spesso offrono proprio questo.
• Materiale per riempire gli spazi tra tubo e terra. Il buon collegamento è una regola obbligatoria da eseguire. Se lo spazio tra il tubo e il terreno non viene riempito, nel tempo si verificano restringimenti che possono danneggiare l'integrità del circuito. Le intercapedini sono riempite con qualsiasi materiale da costruzione dotato di buona conducibilità termica ed elasticità, tipo Betonit, il riempimento del pozzo per la pompa di calore non deve ostacolare la normale circolazione del calore dal suolo al collettore. Il lavoro viene svolto lentamente per non lasciare vuoti.

Anche se la foratura e il posizionamento delle sonde dall'edificio e tra loro viene eseguito correttamente, dopo un anno saranno necessari lavori aggiuntivi a causa del ritiro del collettore.

Pompe di calore: principio di funzionamento e applicazione

La seconda legge della termodinamica dice: il calore può muoversi spontaneamente in una sola direzione, da un corpo più riscaldato a uno meno riscaldato, e questo processo è irreversibile. Pertanto, tutti i sistemi di riscaldamento tradizionali si basano sul riscaldamento di un certo portatore di calore (il più delle volte acqua) ad una temperatura superiore a quella richiesta per il comfort, per poi portare questo portatore di calore a contatto con l'aria più fredda della stanza, e il calore stesso, secondo al 2 ° l'inizio della termodinamica, si sposterà a quest'aria, riscaldandola. E questo è il paradigma del riscaldamento moderno: se vuoi riscaldare una persona, riscalda l'aria in cui si trova! E per riscaldare il liquido di raffreddamento, è necessario bruciare carburante, quindi, in tutte queste forme di riscaldamento, il processo di combustione è coinvolto con tutte le conseguenze che ne derivano (pericolo di incendio, emissioni di anidride carbonica, un serbatoio di stoccaggio del carburante o un tubo poco estetico vicino il muro di casa). Ma le riserve di carburante, sebbene grandi, non sono illimitate. E se questo è un materiale di consumo non rinnovabile che dovrebbe finire prima o poi, non dovrebbe sorprendere che il prezzo sia in costante crescita e continuerà a crescere in futuro. Ora, se fosse possibile utilizzare per il processo di riscaldamento una fonte di calore reintegrata, il processo di crescita del valore potrebbe essere fermato (o rallentato) e, forse, eliminato le conseguenze negative del processo di combustione. Uno dei primi a pensarci nel 1849 fu William Thompson, il fisico inglese che in seguito divenne noto come Lord Kelvin. È possibile ottenere il calore necessario non riscaldando, ma trasferendolo, portandolo da qualche parte all'esterno e trasferendolo all'interno della stanza. La stessa 2a legge della termodinamica dice che puoi avviare il calore nella direzione opposta, trasferendolo da più freddo (ad esempio, dall'aria esterna) a più caldo (aria interna), ma per questo devi spendere energia (o, come fisici dì, lavora). Quanto può essere calda l'aria fredda? - tu dirai. Quindi rispondi a una domanda: -15 ° C è più caldo di -25 ° C? Correttamente più caldo! Se prendi energia dall'aria a -15 ° C, si raffredderà, diciamo, a -25 ° C. Ma come prendere questa energia e può essere utilizzata? Nel 1852, Lord Kelvin formulò i principi di funzionamento di un motore termico che trasferisce il calore da una sorgente a bassa temperatura a un consumatore con una temperatura più alta, definendo questo dispositivo un "moltiplicatore di calore", che ora è noto come "pompa di calore". ". Tali fonti possono essere il suolo, l'acqua nei bacini idrici e nei pozzi, nonché l'ambiente circostante aria. Contengono tutti energia a basso potenziale accumulata dal sole. Hai solo bisogno di imparare a prenderlo e trasformarlo in una forma a temperatura più alta adatta all'uso. Tutte queste fonti sono rinnovabili e completamente rispettose dell'ambiente. Non introduciamo calore aggiuntivo nel sistema "Terra", ma semplicemente lo ridistribuiamo, portandolo in un luogo (esterno) e trasferendolo in un altro (consumatore interno). Questo è un approccio completamente nuovo per creare un clima interno confortevole. All'esterno, la temperatura varia molto: da "molto fredda" a "molto calda", e una persona si sente a suo agio in un intervallo di temperatura piuttosto ristretto di +20 .. + 25 ° C, ed è questa temperatura che crea nella sua casa. Se la temperatura in casa deve essere aumentata (riscaldamento in inverno), puoi prendere il calore mancante dalla strada e trasferirlo in casa, e non creare una fonte di aumento della temperatura all'interno bruciando carburante (caldaie tradizionali)! E se è necessario abbassare la temperatura in casa (raffrescamento estivo), il calore in eccesso può essere rimosso trasferendolo dalla stanza alla strada. Quest'ultimo è realizzato attraverso tutti noi condizionatori d'aria familiari. Allora, cosa abbiamo? Per riscaldamento locali utilizziamo gli stessi dispositivi: caldaie, stufe, ecc., funzionanti bruciando combustibile all'interno, e per raffreddamento - altri: condizionatori d'aria che trasferiscono il calore in eccesso dalla casa alla strada. E quanto sarebbe allettante avere un dispositivo per tutte le occasioni: unità climatica universaleche mantiene una temperatura confortevole in casa tutto l'anno, semplicemente trasferendo il calore dall'esterno all'interno o indietro! Ora vi mostreremo che i miracoli sono possibili.

Torniamo alla pompa di calore. Come funziona? Si basa sul cosiddetto ciclo di Carnot inverso, a noi noto dal corso di fisica della scuola, nonché la proprietà di una sostanza durante l'evaporazione di assorbire calore e durante la condensazione (trasformazione in un liquido) - di darlo via... Per una migliore comprensione, passiamo a un'analogia. Abbiamo tutti un frigorifero.

Ma ti sei mai chiesto come funziona? Il suo compito, a quanto pare, è "creare freddo": ma è così? Il cibo all'interno del frigorifero, infatti, viene raffreddato sottraendolo al calore. Supponiamo che tu abbia portato della carne refrigerata dal negozio a una temperatura di + 1 ° C e l'hai gettata nel congelatore. Dopo un po ', la carne si è congelata e la sua temperatura è diventata di -18 ° C. Gli abbiamo portato fino a 19 ° C di calore, e dove è andato a finire questo caldo? Se tocchi la parete posteriore del frigorifero (di solito è fatto sotto forma di un tubo a spirale), scoprirai che è caldo, ea volte caldo. Questo è il calore prelevato dalla carne (quegli stessi 19 ° C), e trasferito alla parete di fondo. Ma nel processo di raffreddamento, la carne aveva temperature intermedie di -5 ° C e -10 ° C, ma il frigorifero riusciva comunque a prenderne calore, raffreddandolo sempre di più. Ciò significa che anche da carne congelata con una temperatura di -10⁰C, si può prendere calore trasformandola in carne con una temperatura di -18⁰C: significa che questo calore era presente lì, ma in forma a bassa temperatura. E il frigorifero è riuscito non solo a sopportare questo calore a bassa temperatura, ma anche a trasformarlo in una forma ad alta temperatura. Il calore dal retro del frigorifero può aiutarti a mantenerti caldo appoggiandoti ad esso. In un certo senso, un pezzo di carne fredda ci ha riscaldato con il calore che conteneva, anche se è difficile crederlo subito. Abbiamo imparato cosa faceva il frigorifero con un pezzo di carne: gli tolse il calore (interno) e lo trasferì sul muro di fondo (esterno). Ora è il momento di scoprire come ha fatto? All'interno del frigorifero passa un'altra bobina, simile alla prima, e insieme formano un circuito chiuso in cui, con l'aiuto di un compressore, circola gas facilmente evaporato: il freon. Solo che non circola liberamente. Prima di entrare nel frigorifero, il diametro del tubo della bobina si restringe bruscamente, quindi si espande bruscamente dopo di esso. Il freon, muovendosi attraverso il tubo a causa del funzionamento del compressore, "spremendo" attraverso la gola stretta, entra nella zona del vuoto (pressione inferiore), perché "Inaspettatamente" cade in un volume notevolmente aumentato (caduta di pressione). Una volta nella zona di bassa pressione, il freon inizia ad evaporare intensamente (trasformarsi in uno stato gassoso) e, passando lungo la bobina interna, assorbe calore dalle sue pareti e, a loro volta, prendono calore dall'aria circostante all'interno del frigorifero . Risultato: l'aria all'interno viene raffreddata e il cibo viene raffreddato dal contatto con essa. Quindi, come nella staffetta, lungo la catena, il freon che evapora provoca il deflusso di calore dai prodotti al freon stesso: alla fine del "viaggio" lungo la bobina interna, la temperatura del freon aumenta di parecchi gradi. La porzione successiva di freon prende la porzione successiva di calore all'interno. Regolando il grado di vuoto, è possibile regolare la temperatura di evaporazione del freon e, di conseguenza, la temperatura di raffreddamento del frigorifero. Inoltre, il freon "riscaldato" viene aspirato dal compressore dalla bobina interna ed entra nella bobina esterna, dove viene compresso ad una certa pressione, perché all'altra estremità della bobina esterna è "impedito" da uno stretto foro denominato Acceleratore o valvola termostatica (espansione). Come risultato della compressione del gas freon, la sua temperatura aumenta, diciamo, fino a +40 .. + 60⁰С, e passando attraverso la bobina esterna cede calore all'aria esterna, si raffredda e si trasforma in uno stato liquido (condensa ). Inoltre, il freon si trova di nuovo di fronte a una gola stretta (soffocamento), evapora, portando via il calore e il processo viene ripetuto di nuovo. Pertanto, viene chiamata la bobina interna, dove il freon evapora, porta via il calore Evaporatoree viene chiamata la bobina esterna, dove il freon, condensandosi, emette il calore prelevato Condensatore... Il dispositivo qui descritto prende il calore in un luogo (interno) e lo trasferisce in un altro luogo (esterno). Una caratteristica del dispositivo è che il circuito chiuso attraverso il quale circola il freon è diviso in 2 zone: una zona di bassa pressione (vuoto), dove il freon è in grado di evaporare intensamente, e una zona di alta pressione, dove si condensa. Il separatore di queste due zone è il foro di strozzamento e il mantenimento di pressioni così diverse in un circuito chiuso diventa possibile grazie al funzionamento del compressore, che richiede energia. (Se il compressore si fermasse, dopo un po 'la pressione nell'evaporatore e nel condensatore si stabilizzerebbe e il processo di trasferimento si fermerebbe). Quelli. il dispositivo è in grado di trasferire il calore da più freddo a più caldo, ma solo spendendo una certa quantità di energia. Quelli. semplificato, prendendo il frigorifero e aprendo la sua porta sulla strada, e girando la parete di fondo all'interno della stanza, puoi riscaldarlo. È solo necessario che l'aria fresca della temperatura esterna entri sempre nel frigorifero e che venga rimossa quella raffreddata dal contatto con lo scambiatore di calore interno. Ciò può essere facilmente realizzato installando una ventola all'ingresso, che convogliare nuove porzioni di aria sulla batteria. Quindi, il calore sottratto all'aria esterna verrà trasferito all'interno della stanza, riscaldandola. Quelli. frigorifero, porta aperta verso l'esterno, e presente una semplice pompa di calore. Le prime pompe di calore ad aria prodotte in serie avevano questo aspetto. Sembravano condizionatori d'aria da finestra. Cioè, era una scatola di metallo inserita nell'apertura della finestra, rivolta verso l'esterno dell'evaporatore e verso l'interno il condensatore. C'era un ventilatore davanti all'evaporatore, che spingeva flussi di aria fresca attraverso gli scambiatori di calore a serpentina e l'aria raffreddata usciva dall'altra parte della scatola. L'evaporatore è stato separato dal condensatore da uno strato isolante. C'era anche un ventilatore sulla serpentina interna, che spingeva l'aria della stanza attraverso il suo scambiatore di calore e soffiava fuori l'aria già riscaldata. Con un ulteriore miglioramento del dispositivo, la parte esterna è stata separata dalla parte interna e ha iniziato ad assomigliare a un sistema di condizionamento d'aria diviso. Le due parti del tutto sono interconnesse da tubi di rame isolati termicamente in cui circola il freon e cavi elettrici per l'alimentazione e segnali di controllo. Le moderne pompe di calore ad aria sono un dispositivo complesso con controllo elettronico intelligente, in grado di funzionare in modo autonomo, regolando dolcemente le proprie prestazioni in base alla temperatura esterna, alla temperatura interna impostata e a una serie di modalità. Ciò consente di ottenere ulteriori risparmi sull'elettricità consumata.

La classificazione principale delle pompe di calore (HP) è fatta in base a una fonte a basso potenziale da cui viene prelevata energia (aria, suolo, acqua) e ad un consumatore - un vettore di calore, che scambia calore con un condensatore e viene successivamente utilizzato in l'impianto di riscaldamento (aria, acqua; al posto dell'acqua talvolta viene utilizzato l'antigelo). Elenchiamo i più comuni:

1. Pompe di calore ad aria (VTN). Categoria più conveniente, soprattutto aria-aria.

-TH aria-aria

-TH aria-acqua

2. Pompe di calore geotermiche (GTN). La categoria più costosa, perché richiede costosi scavi o perforazioni, centinaia di metri di tubi e un grande volume di antigelo.

-TH suolo-acqua

3. Pompe di calore ad acqua. I tubi con antigelo vengono posati sul fondo di un serbatoio (lago, stagno, mare ...) o due pozzi artesiani (l'acqua dolce viene prelevata da un pozzo e l'acqua raffreddata viene scaricata nell'altro). L'elevato costo dipende da quale via di accesso con l'acqua - una fonte di calore - viene utilizzata. Ma comunque non economico!

-TH acqua-acqua

Ora - la cosa più importante: A proposito di vincere... Una qualsiasi delle pompe di calore elencate consente di ottenere più energia di quella spesa per il suo trasferimento (funzionamento del compressore, ventilatori, elettronica ...). L'efficienza della pompa di calore è stimata utilizzando il coefficiente di prestazione COP (Coefficient Of Performance), che è uguale al rapporto tra l'energia termica ricevuta (in kW * h) e l'energia elettrica consumata. Questo valore adimensionale mostra quante volte più energia termica è prodotta dalla pompa di calore rispetto a quella consumata. Il COP dipende dalla differenza di temperatura tra la Sorgente (calore esterno a bassa temperatura) e il Consumatore (temperatura in casa +20 .. + 25 )С) e di solito è compreso tra 2 e 5.

Questo è il nostro guadagno nell'utilizzo delle pompe di calore: per 1 kW di elettricità consumata, si può ottenere da 1 kW a 4 kW di calore gratuitamente dall'ambiente, che in uscita dà da 2 a 5 kW di calore alla casa.