Výpočet tepelného čerpadla vzduch-voda na vykurovanie a dodávku teplej vody

Príklad výpočtu tepelného čerpadla

Vyberieme tepelné čerpadlo pre vykurovací systém jednopodlažného domu s celkovou plochou 70 štvorcových. m so štandardnou výškou stropu (2,5 m), racionálnou architektúrou a tepelnou izoláciou obvodových konštrukcií, ktorá zodpovedá požiadavkám moderných stavebných predpisov. Na vykurovanie 1. štvrťrok. m takéhoto objektu, podľa všeobecne prijatých noriem je potrebné minúť 100 W tepla. Na vykurovanie celého domu teda budete potrebovať:

Q = 70 x 100 = 7000 W = 7 kW tepelnej energie.

Vyberáme tepelné čerpadlo značky „TeploDarom“ (model L-024-WLC) s tepelným výkonom W = 7,7 kW. Kompresor jednotky spotrebúva N = 2,5 kW elektrickej energie.

Výpočet nádrže

Pôda v mieste vyhradenom na stavbu kolektora je ílovitá, hladina podzemnej vody je vysoká (berieme výhrevnosť p = 35 W / m).

Výkon kolektora je určený vzorcom:

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

Určte dĺžku kolektorovej rúry:

L = 5200/35 = 148,5 m (približne).

Na základe skutočnosti, že je iracionálne položiť okruh s dĺžkou viac ako 100 m z dôvodu nadmerne vysokého hydraulického odporu, prijímame nasledovné: rozdeľovač tepelného čerpadla bude pozostávať z dvoch okruhov - 100 m a 50 m.

Plocha lokality, ktorú bude potrebné prideliť zberateľovi, je určená vzorcom:

S = L x A,

Kde A je krok medzi susednými úsekmi obrysu. Prijímame: A = 0,8 m.

Potom S = 150 x 0,8 = 120 štvorcových. m.

„Tepelné čerpadlo je veľmi drahé!“

Inštalácia geotermálneho vykurovacieho systému na kľúč v rokoch 2000 - 2010 stála asi 30 000 - 40 000 dolárov... Za tak vysokou cenou boli tri hlavné faktory:

• náklady na vŕtanie boli v tom čase 35 - 50 USD. na 1 meter. Výsledkom bolo, že 60 - 70% z celkového rozpočtu išlo na zariadenie externého kolektora. Teraz, vďaka kríze, náklady na vŕtanie klesli na 15-17 dolárov. na 1 meter.
• cena tepelných čerpadiel sa teraz výrazne znížila jednak z dôvodu zvýšenej vnútornej konkurencie na bieloruskom trhu, čo „potlačilo“ chúťky miestnych aktérov na tomto trhu, jednak z dôvodu celosvetového zníženia nákladov na zariadenie tohto typu.
• širšie zavedenie „vodorovných“ zásobníkov, ktorých inštalácia je dvakrát lacnejšia ako „zvislé“ vŕtanie, a zároveň nie je z hľadiska účinnosti horšia ako „zvislé“ zásobníky.

Vo výsledku dnes priemer náklady na systémové zariadenie „na kľúč“ (so všetkým vybavením a prácami) sa znížil až 9000-15000 USD Zároveň nemusíte vypracúvať a schvaľovať projekt na ministerstve pre mimoriadne situácie, výstavba staníc typu „step down“ (pri plynofikácii), inštalácia komína, dodržiavanie požiarnych predpisov atď.

Typy konštrukcií tepelných čerpadiel

Existujú nasledujúce odrody:

• ТН „vzduch - vzduch“;
• ТН „vzduch - voda“;
• TN "pôda - voda";
• TH „voda - voda“.

Úplne prvou možnosťou je konvenčný split systém pracujúci v režime kúrenia. Výparník je namontovaný vonku a vo vnútri domu je jednotka s kondenzátorom. Posledný z nich je fúkaný ventilátorom, vďaka ktorému sa do miestnosti dodáva teplá vzduchová hmota.

Ak je takýto systém vybavený špeciálnym výmenníkom tepla s tryskami, získa sa typ HP „vzduch-voda“. Je pripojený k systému ohrevu vody.

Výparník HP typu „vzduch-vzduch“ alebo „vzduch-voda“ nemôže byť umiestnený vonku, ale vo vzduchotechnickom potrubí (musí byť vynútené). V takom prípade sa účinnosť tepelného čerpadla niekoľkonásobne zvýši.

Tepelné čerpadlá typu „voda-voda“ a „pôda-voda“ využívajú na odvod tepla takzvaný externý výmenník tepla alebo, ako sa tiež nazýva, kolektor.

Schéma tepelného čerpadla

Jedná sa o rúrku s dlhými slučkami, zvyčajne plastovú, cez ktorú cirkuluje kvapalné médium okolo výparníka. Oba typy tepelných čerpadiel predstavujú rovnaké zariadenie: v jednom prípade je kolektor ponorený na dne povrchovej nádrže a v druhom - do zeme. Kondenzátor takéhoto tepelného čerpadla je umiestnený vo výmenníku tepla pripojenom k ​​systému ohrevu teplej vody.

Pripojenie tepelných čerpadiel podľa schémy „voda - voda“ je oveľa menej náročné ako „pôda - voda“, pretože nie je potrebné vykonávať zemné práce. Na dne nádrže je potrubie uložené vo forme špirály. Samozrejme, pre túto schému je vhodný iba zásobník, ktorý v zime nezmrzne na dno.

Prečo tepelné čerpadlo?

Okrem vykurovania v chladnej sezóne vám čerpadlo umožňuje v lete prejsť na proces klimatizácie v obývacej izbe. Za týmto účelom sa čerpadlo prevedie do reverzného režimu prevádzky - funkcie chladenia. Aby sa zabezpečila čistota životného prostredia nielen ich domovov, ale aj atmosféra celej planéty ako celku, je použitie tepelných čerpadiel ako kúrenia veľmi opodstatnené. Výbava sa navyše môže pochváliť dlhodobá práca, úspora nákladov, bezpečnosť a vytvorenie príjemného prostredia v domácnosti.
Všetky typy nosičov energie sú s každým obdobím čoraz drahšie, takže horliví majitelia sú pripravení inštalovať drahé zariadenia, ktoré sa vám oplatia pracovať bez použitia umelého paliva. Pre efektívnu prevádzku tepelného čerpadla nie je potrebný nákup kvapalných, plynných alebo tuhých palív.

V súkromných domoch na veľkej ploche vám použitie tepelného čerpadla v spojení so záložnou metódou vykurovania umožňuje v šiestom roku prevádzky získať späť investičné náklady. Zároveň sa na 1 kW spotrebovanej elektriny uvoľní asi 6 kW tepla. Tepelné čerpadlo umožňuje získať teplotu vody v systéme až do 70 ° C.

V dome s nainštalovaným tepelným čerpadlom nie je potrebné používať klimatizáciu, pretože v letnom období cirkuluje chladiaca kvapalina pozdĺž okruhu, ktorý je ochladený v zemi na teplotu 6 ° C. Je to lacnejšie ako použitie samostatných systémov chladenia vzduchom. Aby bolo čerpadlo ešte efektívnejšie, sú k nemu pripojené ďalšie výhrevné vetvy bazéna a v lete sa využíva energia zo solárnych panelov.

Tepelné čerpadlo v činnosti

Pod tvrdou kôrou a plášťom planéty je rozžeravené jadro. Po mnoho ďalších rokov počas života mnohých generácií pozemšťanov jadro nezmení svoju teplotu a zahreje náš spoločný domov zvnútra. V závislosti na klimatických podmienkach, v hĺbke asi 50-60 m, teplota Zeme je v rozmedzí 10-14 ° C... Aj v permafroste je možné použitie tepelného čerpadla, iba sa bude musieť zvýšiť hĺbka pokládky potrubia.

Ako to funguje

Zariadenie je určené na zhromažďovanie nízkych teplôt okolia do hĺbky, ich premenu na vysokoteplotnú energiu a ich prenos do domáceho vykurovacieho systému. Planéta neustále vydáva teplo, ktoré sa používa na vykurovanie domu. Teplo sa získava z okolitého vzduchu a vody, ktoré akumulujú slnečnú energiu.

Tepelné čerpadlo je v skutočnosti jednotka, ktorá sa podobá na činnosť chladiacich zariadení. Iba v chladničke je výparník umiestnený tak, aby odvádzal zbytočné teplo, a je v tepelnom čerpadle v neustálom kontakte so zdrojom prírodné teplo:

• pomocou zvislých alebo šikmých vrtov interaguje s pevninou nachádzajúcou sa pod bodom mrazu;
• použitie potrubí v hĺbke teplých jazier a riek vám umožňuje zbierať energiu nemrznúcich vodných tokov;
• špeciálne prístroje snímajú teplotu teplého vzduchu mimo obydlia.

Pohyb nosiča paliva cez systém je organizovaný kompresorom. Na zvýšenie teploty zhromaždenej v hĺbke Zeme sa používa systém zúžených lievikov. Prechádzajúc cez ne pod tlakom sa nosič zmršťuje a zvyšuje teplotu. Kondenzátor nainštalovaný v systéme vydáva energiu na ohrev kvapaliny vo vykurovacom systéme, ktorý nakoniec vstupuje do radiátorov vnútorného vykurovacieho okruhu domu.

Pre použitie tepelného čerpadla po celý rok dodávané s dvoma výmenníkmi tepla... Výparník jedného uvoľňuje chladiacu energiu, zatiaľ čo druhý pracuje ako dodávateľ tepla na vykurovanie miestnosti. Zdrojom na zber tepla sú útroby zeme, dno nemrznúcich vodných telies alebo vzduchové hmoty, z ktorých si dlhé rúry požičiavajú nízkoteplotnú energiu.

Štrukturálny diagram čerpadla súkromného domu

• systém potrubí na vonkajší, niekedy vzdialený zber, v ktorom sa neustále pohybuje nosič tepla;
• pracovný systém kolektora, ktorý obsahuje kompresor, potrubia, výmenníky tepla, ventily a lieviky rôznych akcií;
• vnútorný vykurovací systém domu s potrubím a radiátormi alebo vzduchový chladiaci systém.

Prevádzkové obdobie, počas ktorého nedôjde k poruche palivového zariadenia, nazývajú výrobcovia a inštalatéri čerpadiel na 20 rokov. Takéto vyhlásenie je ale nepravdepodobné, pretože nikto nezrušil fyzikálne zákony a neustále trenie a pohyblivé časti skôr zlyhajú. Optimálne obdobie práce bez opravy a výmeny dielov môže byť určiť číslo na 10 rokov.

Výroba generátora tepla vlastnými rukami

Zoznam dielov a príslušenstva na vytvorenie generátora tepla:

• na meranie tlaku na vstupe a výstupe z pracovnej komory sú potrebné dva tlakomery;
• teplomer na meranie teploty vstupnej a výstupnej kvapaliny;
• ventil na odstránenie vzduchových zátok z vykurovacieho systému;
• vstupné a výstupné odbočné potrubia s kohútikmi;
• objímky teplomeru.

Výber obehového čerpadla

Aby ste to dosiahli, musíte sa rozhodnúť o požadovaných parametroch zariadenia. Prvým je schopnosť čerpadla pracovať s vysokoteplotnými kvapalinami. Ak sa tento stav zanedbá, čerpadlo rýchlo zlyhá.

Ďalej musíte zvoliť pracovný tlak, ktorý môže čerpadlo vytvárať.

Pre generátor tepla stačí, že pri vstupe kvapaliny bude hlásený tlak 4 atmosféry, môžete tento indikátor zvýšiť na 12 atmosfér, čo zvýši rýchlosť ohrevu kvapaliny.

Výkon čerpadla nebude mať významný vplyv na rýchlosť ohrevu, pretože počas prevádzky kvapalina prechádza podmienene úzkym priemerom dýzy. Zvyčajne sa za hodinu prepraví až 3 - 5 metrov kubických vody. Koeficient premeny elektrickej energie na tepelnú bude mať oveľa väčší vplyv na činnosť generátora tepla.

Výroba kavitačnej komory

Ale v tomto prípade sa prietok vody zníži, čo povedie k jej zmiešaniu so studenými masami. Malý otvor trysky tiež zvyšuje počet vzduchových bublín, čo zvyšuje zvukový efekt operácie a môže viesť k tomu, že sa bubliny začnú vytvárať už v komore čerpadla. Tým sa skráti jeho životnosť. Ako ukázala prax, najprijateľnejší priemer je 9–16 mm.

Tvarom a profilom sú dýzy valcovité, kužeľovité a zaoblené. Nie je možné jednoznačne povedať, ktorá voľba bude efektívnejšia, všetko závisí od ostatných parametrov inštalácie. Hlavná vec je, že vírivý proces vzniká už vo fáze počiatočného vstupu kvapaliny do dýzy.

Výpočet horizontálneho kolektora tepelného čerpadla

Účinnosť vodorovného kolektora závisí od teploty média, do ktorého je ponorený, od jeho tepelnej vodivosti a od oblasti dotyku s povrchom potrubia. Metóda výpočtu je dosť komplikovaná, preto sa vo väčšine prípadov používajú priemerné údaje.

• 10 W - ak je pochovaný v suchej piesočnatej alebo kamenistej pôde;
• 20 W - v suchej hlinenej pôde;
• 25 W - vo vlhkej ílovitej pôde;
• 35 W - vo veľmi vlhkej hlinitej pôde.

Na výpočet dĺžky kolektora (L) by sa teda požadovaný tepelný výkon (Q) mal vydeliť výhrevnosťou pôdy (p):

L = Q / str.

Uvedené hodnoty možno považovať za platné, iba ak sú splnené nasledujúce podmienky:

• Pozemok nad kolektorom nie je zastavaný, netienený ani vysadený stromami či kríkmi.
• Vzdialenosť medzi susednými závitmi špirály alebo úsekmi „hada“ je najmenej 0,7 m.

Pri výpočte kolektora je potrebné mať na pamäti, že teplota pôdy po prvom roku prevádzky klesá o niekoľko stupňov.

Ako fungujú tepelné čerpadlá

Každé tepelné čerpadlo má pracovné médium nazývané chladivo. V tejto funkcii zvyčajne pôsobí freón, menej často amoniak. Samotné zariadenie sa skladá iba z troch komponentov:

• výparník;
• kompresor;
• kondenzátor.

Výparník a kondenzátor sú dve nádrže, ktoré vyzerajú ako dlhé zakrivené rúrky - špirály. Kondenzátor je na jednom konci pripojený k výstupu kompresora a výparník k vstupu. Konce cievok sú spojené a na spoji medzi nimi je nainštalovaný redukčný ventil. Výparník je v kontakte - priamo alebo nepriamo - so zdrojovým médiom a kondenzátor v kontakte so systémom kúrenia alebo TÚV.

Ako funguje tepelné čerpadlo

Prevádzka VT je založená na vzájomnej závislosti objemu, tlaku a teploty plynu. Vo vnútri jednotky sa deje toto:

1. Amoniak, freón alebo iné chladivo, pohybujúce sa pozdĺž výparníka, sa ohrieva napríklad zo zdrojového média na teplotu +5 stupňov.
2. Po prechode výparníkom sa plyn dostane do kompresora, ktorý ho prečerpá do kondenzátora.
3. Chladivo vypúšťané kompresorom je v kondenzátore zadržané redukčným ventilom, takže jeho tlak je tu vyšší ako vo výparníku. Ako viete, so zvyšujúcim sa tlakom sa zvyšuje teplota akýchkoľvek plynov. Presne to sa deje s chladivom - ohrieva sa na 60 - 70 stupňov. Pretože kondenzátor je umývaný chladiacou kvapalinou cirkulujúcou vo vykurovacom systéme, ohrieva sa aj tento.
4. Chladivo sa odvádza v malých častiach cez redukčný ventil do výparníka, kde jeho tlak opäť klesá. Plyn sa rozpína ​​a ochladzuje a keďže ním stratila časť vnútornej energie v dôsledku výmeny tepla v predchádzajúcom stupni, jeho teplota klesla pod počiatočných +5 stupňov. Za výparníkom sa opäť ohrieva, potom je kompresorom prečerpávaný do kondenzátora - a tak ďalej v kruhu. Vedecky sa tento proces nazýva Carnotov cyklus.

Hlavnou vlastnosťou tepelných čerpadiel je, že tepelná energia sa z prostredia odoberá doslova za nič. Je pravda, že na jeho extrakciu je potrebné minúť určité množstvo elektriny (pre kompresor a obehové čerpadlo / ventilátor).

Tepelné čerpadlo však stále zostáva veľmi výnosné: za každý spotrebovaný kW * h elektrickej energie je možné získať od 3 do 5 kW * h tepla.

Zdroje

• https://aquagroup.ru/articles/skvazhiny-dlya-teplovyh-nasosov.html
• 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

Podliehanie prvku vzduchu: tepelné čerpadlá „vzduch-voda“

Fínsko je dlhodobo jednou z vedúcich ekonomík Európskej únie, pokiaľ ide o mieru zavádzania tepelných čerpadiel (HP) na obyvateľa. Fínske združenie tepelných čerpadiel (Suomen Lämpöpumppuyhdistys, SULPU) zverejnilo zaujímavé štatistické údaje o predaji tepelných čerpadiel na rok 2020 (obr. 1) v tejto škandinávskej krajine s drsným podnebím.

Graf ukazuje, že už niekoľko rokov po sebe klesá počet predajov geotermálnych zariadení, zatiaľ čo predaj tepelných čerpadiel vzduch-voda každoročne rastie.Ak tieto údaje preložíme do čísel, dostaneme nasledujúci obrázok: predaj geotermálnych tepelných čerpadiel od roku 2016 klesol z 8491 na 7986 jednotiek, čo predstavovalo -5,9%, a predaj tepelných čerpadiel vzduch-voda od roku 2020 vzrástol z 3709 na 4138 ks., čo predstavovalo + 11,6%.

Táto dynamika je spôsobená zvýšením stability tepelného čerpadla vzduch-voda v dôsledku rozvoja vedy a techniky, ako aj pohodlnejšími investíciami a jednoduchou inštaláciou v porovnaní s geotermálnymi tepelnými čerpadlami.

Popredný výrobca fínskej vykurovacej technológie -) - sa už mnoho rokov zameriava na vývoj efektívnych a udržateľných riešení tepelných čerpadiel vzduch-voda. Nedávno je na trhu úspešné uvedenie spoločnosti Tehowatti Air na trh.

Jedná sa o univerzálne balíkové riešenie vhodné pre mnoho typov nehnuteľností: súkromné, komerčné a verejné. Štartovacie balenie vždy obsahuje vonkajšiu jednotku, to znamená samotné tepelné čerpadlo vzduch-voda, a vnútorný modul, ktorý obsahuje: elektrický kotol a ohrievač vody zo špeciálnej feritickej nehrdzavejúcej ocele odolnej voči kyselinám, všetku potrebnú automatizáciu , spojovací materiál a bezpečnostná skupina pre vnútornú a vonkajšiu jednotku ... Teda každý klient a inštalatér dostane hotového „konštruktéra“ a v čo najkratšom čase vyrieši problém nielen s kúrením a dodávkou teplej vody, ale na žiadosť koncového klienta aj s klimatizáciou na Domov.

Modelová rada obsahuje rôzne kombinácie vonkajších jednotiek HP „vzduch-voda“ - od rozpočtu až po „pokročilé“ riešenia, ktoré poskytujú konečnému užívateľovi maximálnu úsporu.

Túto možnosť si pre seba vybrala aj farnosť Kostola Nanebovzatia Panny Márie (Spasiteľa v Sennay) v roku 2020 pri rekonštrukcii chrámu. Výrobca JÄSPI a distribútor DOMAP spoločne vybrali optimálny balík vybavenia pre riešenie tohto problému. Výhoda používania Tehowatti Air spočíva nielen v tom, že ponúkame dodávku, ktorá je vhodná na inštaláciu, ale aj v tom, že toto zariadenie je možné ľahko integrovať do existujúceho vykurovacieho a teplovodného systému.

Trochu histórie

Kamenný kostol založil arcibiskup Petrohradu a Shlisselburgu Sylvester 20. júla 1753. Chrám bol postavený na náklady bohatého daňového farmára Savvu Jakovleva (Sobakina). Predtým bol Bartolomeo Rastrelli považovaný za architekta budovy, teraz je Andrej Kvasov považovaný za pravdepodobnejšieho autora projektu.

Architektúra chrámu bola navrhnutá v zmiešanom štýle. Vysoký pozlátený ikonostas bol považovaný za jeden z najlepších v Petrohrade. Pozoruhodné boli aj maľby gréckeho písma a strieborný trón s hmotnosťou 6 libier a 38 libier (asi 113,8 kg).

V roku 2011 sa začal aktívny rozvoj projektu obnovy Kostola Nanebovzatia Panny Márie na Sennajskom námestí. V tom istom roku sa začali práce na obnove chrámu. Stavitelia stáli pred úlohou otvoriť asfalt a vypočítať približné umiestnenie katedrály. Ukázalo sa, že starý základ nebol zničený. Architektov potešila najmä svätá svätyňa katedrály - oltárny podstavec. Neďaleko oltárnej platne sa našiel zapečatený vchod do krypty Spasiteľa - zakopaný vchod do pivníc kostola. V krypte boli obyčajne pochovaní kňazi a vznešení farníci. S najväčšou pravdepodobnosťou bude kostol Spasiteľa v Sennayi obnovený na starom základe.

V roku 2014 bol kostol založený zvláštnym nariadením uznaný za miesto kultúrneho dedičstva. Teraz sú na tomto mieste zakázané akékoľvek práce, s výnimkou úpravy územia a obnovy budovy kostola.

Vzduchový systém Tehowatti na mieste

Na mieste bolo nainštalované tepelné čerpadlo vzduch-voda JÄSPI Tehowatti Air s vonkajšou invertorovou jednotkou Nordic 16 - tento systém bol vyvinutý pre efektívne vykurovanie, chladenie a zásobovanie teplou vodou v nových aj renovovaných zariadeniach.Pri jeho navrhovaní sa osobitná pozornosť venovala ľahkej inštalácii a ľahkému použitiu. Tento systém bol uvedený na trh a úspešne funguje na ohrev vody, podlahové kúrenie a dodávku teplej vody vo verejnej budove. Vonkajšia jednotka tepelného čerpadla vzduch-voda Nordic 16 efektívne pracuje pri vonkajších teplotách až do –25 ° C, pričom je schopná dodávať do vykurovacieho systému vykurovacie médium ohriate na 63–65 ° C.

Venujme pozornosť detailom. Ako bolo uvedené vyššie, vnútorná nádrž systému JÄSPI Tehowatti Air je vyrobená z feritickej nehrdzavejúcej ocele odolnej voči kyselinám, ktorá sa v systéme TÚV používa pre obzvlášť ťažké podmienky.

Nabíjacia špirála tepelného čerpadla je tiež vyrobená z hrebeňovej nehrdzavejúcej ocele. Táto cievka poskytuje rýchle, energeticky efektívne a presné nabíjanie. Prostredníctvom vnútornej jednotky je teplo distribuované do miestnosti a na ohrev úžitkovej vody.

Pokiaľ tepelné čerpadlo neprijíma z ulice dostatočné množstvo energie pre potreby zariadenia, potom je pomocou elektrického vykurovacieho telesa vnútorného bloku VT zabezpečené automatické vykurovanie a potrebné dodatočné teplo.

Fínske vysoko kvalitné komponenty a materiály Tehowatti Air poskytujú dlhodobé úspory v podobe nízkej spotreby energie bez častej údržby zariadenia. Vonkajšie aj vnútorné jednotky pracujú s nízkou úrovňou hluku.

Systémy tepelných čerpadiel vzduch-voda JÄSPI Tehowatti Air sú navrhnuté a vyrobené vo Fínsku, majú najlepšiu kvalitu až do najmenších detailov, nevyžadujú prakticky žiadnu údržbu a sú vysoko spoľahlivé (riešia problém zákazníka s priemernou životnosťou 20–25 rokov). Pri vytváraní svojich zariadení využíva spoločnosť JÄSPI („Yaspi“) vysokú úroveň znalostí v oblasti vykurovania a dlhoročné skúsenosti s obsluhou zariadení v drsných severných podmienkach.

Vlastnosti studní pre tepelné čerpadlá

Hlavným prvkom v prevádzke vykurovacieho systému pri použití tejto metódy je studňa. Jeho vŕtanie sa vykonáva s cieľom inštalovať špeciálnu geotermálnu sondu a tepelné čerpadlo priamo do nej.

Organizácia vykurovacieho systému založeného na tepelnom čerpadle je racionálna pre malé súkromné ​​chaty aj pre celú poľnohospodársku pôdu. Bez ohľadu na oblasť, ktorú bude potrebné vykurovať, by sa malo pred vŕtaním studní vykonať posúdenie geologického rezu v lokalite. Presné údaje pomôžu správne vypočítať počet požadovaných jamiek.

Hĺbka studne by mala byť zvolená takým spôsobom, aby mohla nielen poskytnúť dostatočné teplo posudzovanému objektu, ale tiež umožniť výber tepelného čerpadla so štandardnými technickými vlastnosťami. Na zvýšenie prenosu tepla sa do dutiny studní, kde je zabudovaný obvod, naleje špeciálne riešenie (ako alternatívu k roztoku je možné použiť hlinu).

Hlavnou požiadavkou na vŕtanie studní pre tepelné čerpadlá je úplná izolácia všetkých horizontov podzemnej vody bez výnimky. Inak je možné považovať prenikanie vody do základných horizontov za znečistenie. Ak sa chladiaca kvapalina dostane do podzemných vôd, bude to mať negatívne dôsledky na životné prostredie.

Čo je to tepelné čerpadlo?

Tepelné čerpadlo vynašiel pred 150 rokmi lord Kelvin a pomenoval ho ako multiplikátor tepla. Skladá sa z kompresora, ako je bežná chladnička, a dvoch výmenníkov tepla. Princíp činnosti možno porovnať s princípom fungovania chladničky. Tá má zozadu rošt, ktorý sa zahrieva, vo vnútri mrazničky sa ochladzuje. Ak vezmeme tento mrazák, dáme skúmavky, vložíme freónové trubice do vane, potom sa voda vo vani ochladí a rošt sa bude ohrievať zozadu a chladnička bude z vane čerpať teplo a ohrievať vodu. miestnosť cez rošt. Tepelné čerpadlo funguje rovnako.

Tu vedú do zeme dve rúry.Potom sa rozchádzajú a v tomto dome bolo vyvŕtaných asi 350 bežných metrov studní. Do každej jamky je vložená sonda v tvare y. Touto sondou preteká kvapalina, ktorá sa ohrieva teplom Zeme. Z tepelného čerpadla vychádza teplota asi -1 stupeň a zo zeme sa vráti +5 stupňov. Toto je uzavretý systém s týmto obehovým čerpadlom, ktorý sa čerpá a teplo sa odvádza a prenáša do domu. Tieto dve rúry ohrievajú teplú podlahu. Obyčajná chladnička, ale s výkonnejším kompresorom.

Domáca elektronika v čínskom obchode.

Ceny vŕtania studní pre tepelné čerpadlá

Náklady na inštaláciu prvého okruhu geotermálneho vykurovania

Prečo som si pre svoj domáci systém vykurovania a zásobovania vodou vybral tepelné čerpadlo?

Kúpil som teda pozemok na stavbu domu bez plynu. Vyhliadka na dodávku plynu je o 4 roky. Bolo treba sa rozhodnúť, ako sa dožijeme tejto doby.

Zvažovali sa tieto možnosti:

1. 1) palivová nádrž 2) nafta 3) pelety

Náklady na všetky tieto typy vykurovania sú primerané, preto som sa rozhodol vykonať podrobnú kalkuláciu na príklade palivovej nádrže. Úvahy boli nasledujúce: 4 roky na dovážaný skvapalnený plyn, potom výmena trysky v kotli, dodávka hlavného plynu a minimálne náklady na prepracovanie. Výsledkom je:

• pre dom s rozlohou 250 m2 sú náklady na kotol, plynovú nádrž asi 500 000 rubľov
• treba vykopať celú stránku
• dostupnosť pohodlného prístupu pre tankerov do budúcnosti
• údržba asi 100 000 rubľov ročne:
• v dome bude kúrenie + teplá voda
• pri teplote -150 ° C a nižšej sú náklady 15-20 000 rubľov mesačne).

Celkom:

• plynová nádrž + kotol - 500 000 rubľov
• prevádzka po dobu 4 rokov - 400 000 rubľov
• dodávka hlavného plynového potrubia na miesto - 350 000 rubľov
• výmena trysky, údržba kotla - 40 000 rubľov

Celkovo - 1 250 000 rubľov a veľa problémov okolo vykurovania v nasledujúcich 4 rokoch! Osobný čas, čo sa týka peňazí, je tiež slušná suma.

Preto moja voľba padla na tepelné čerpadlo so zodpovedajúcimi nákladmi na vŕtanie 3 studní po 85 metroch a ich zakúpenie s inštaláciou. Tepelné čerpadlo Buderus s výkonom 14 kW je v prevádzke 2 roky. Pred rokom som k tomu nainštaloval samostatný merač: 12 000 kWh ročne !!! Pokiaľ ide o peniaze: 2400 rubľov za mesiac! (Mesačná platba za plyn by bola vyššia) Kúrenie, teplá voda a v lete bezplatná klimatizácia!

Klimatizácia funguje tak, že sa z studní zdvihne chladiaca kvapalina pri teplote + 6 - 8 ° C, ktorá sa používa na chladenie priestorov pomocou bežných fan-coilových jednotiek (radiátor s ventilátorom a snímačom teploty).

Bežné klimatizácie sú tiež veľmi energeticky náročné - minimálne 3 kW na izbu. To znamená 9-12 kW pre celý dom! Tento rozdiel je potrebné zohľadniť aj pri návratnosti tepelného čerpadla.

Takže návratnosť za 5 - 10 rokov je mýtom pre tých, ktorí sedia na plynovom potrubí, zvyšok je vítaný v klube „zelených“ spotrebiteľov energie.

Majitelia vzduchových tepelných čerpadiel z SNŠ

Alina Shuvalova, Dnipro (Dnipropetrovsk), Ukrajina

Upustili od centralizovaného vykurovania a do bytu nainštalovali tepelné čerpadlo vzduch-vzduch (iniciatíva môjho manžela). Úspora je značná, pretože všade sú plastové okná, dom je zateplený a byty sú vykurované zo všetkých strán.

Stalo sa, že byt iba trochu vykurujeme a sami môžeme regulovať teplotu. Keď sme v práci a dieťa je v škole, čerpadlo je vypnuté, stojí na časovači a zapína sa, keď syn príde domov (počas tejto doby byt nemá čas vychladnúť).

Kashevich Alexey, Bielorusko

Kúpil som si do domu tepelné čerpadlo vzduch-vzduch (predtým sa kúrilo pieckou). Spočiatku išlo všetko ako po masle a keď prišla zima, začali neustále vylietavať zápchy.Nepripisoval som tomu nijaký význam, a keď som začal neustále vyrážať, zavolal som elektrikára.

Ako sa ukázalo, v chlade spotrebováva príliš veľa elektriny a naša sieť na to nie je navrhnutá. Bolo na výber - buď sa vrátiť k kúreniu kachľami, alebo sedieť v chlade. Všeobecne sa ukázalo, že sezóna nie je nijako zvlášť pohodlná, nerozhodol som sa, čo ďalej. Položiť a pripojiť výkonnejší kábel je príliš drahé.

Inštalačné nuansy

Pri výbere tepelného čerpadla voda-voda je dôležité vypočítať prevádzkové podmienky. Ak je vedenie ponorené vo vodnej ploche, musíte brať do úvahy jeho objem (pre uzavreté jazero, rybník atď.) A pri inštalácii v rieke rýchlosť prúdu.

Ak sa to nesprávne počíta, potrubie zamrzne ľadom a účinnosť tepelného čerpadla bude nulová.

Čo je to chladič a ako to funguje

Pri odbere vzoriek podzemnej vody sa musia brať do úvahy sezónne výkyvy. Ako viete, na jar a na jeseň je množstvo podzemnej vody vyššie ako v zime a v lete. Konkrétne, hlavná prevádzková doba tepelného čerpadla bude v zime. Na odčerpanie a odčerpanie vody je potrebné použiť klasické čerpadlo, ktoré tiež spotrebúva elektrickú energiu. Jeho náklady by mali byť zahrnuté do celkovej sumy a až potom by sa mala zohľadniť účinnosť a doba návratnosti tepelného čerpadla.

skvelou možnosťou je použiť artézsku vodu. Vychádza z hlbokých vrstiev gravitáciou, pod tlakom. Budete však musieť nainštalovať ďalšie vybavenie, aby ste to vyrovnali. V opačnom prípade by sa mohli poškodiť komponenty tepelného čerpadla.

Jedinou nevýhodou použitia artézskej studne sú náklady na vŕtanie. Náklady sa čoskoro nevyplatia kvôli chýbajúcemu čerpadlu na zdvíhanie vody z konvenčnej studne a jej čerpanie do zeme.

Technológia prevádzky vykurovacieho generátora tepla

V pracovnom telese musí voda dostávať zvýšenú rýchlosť a tlak, ktorý sa vykonáva pomocou rúrok rôznych priemerov, zužujúcich sa pozdĺž prietoku. V strede pracovnej komory je zmiešaných niekoľko prietokov tlaku, čo vedie k fenoménu kavitácie.

Na riadenie rýchlostných charakteristík prietoku vody sú na výstupe a v priebehu pracovnej dutiny namontované brzdové zariadenia.

Voda sa pohybuje do trysky na opačnom konci komory, odkiaľ prúdi v spätnom smere na opätovné použitie pomocou obehového čerpadla. K ohrevu a generovaniu tepla dochádza v dôsledku pohybu a prudkej expanzie kvapaliny na výstupe z úzkeho otvoru dýzy.

Pozitívne a negatívne vlastnosti generátorov tepla

Kavitačné pumpy sú klasifikované ako jednoduché zariadenia. Premieňajú mechanickú motorickú energiu vody na tepelnú energiu, ktorá sa spotrebuje na vykurovanie miestnosti. Pred vybudovaním kavitačnej jednotky vlastnými rukami by ste si mali uvedomiť výhody a nevýhody takejto inštalácie. Pozitívne vlastnosti zahŕňajú:

• efektívna výroba tepelnej energie;
• ekonomická prevádzka z dôvodu nedostatku paliva ako takého;
• cenovo dostupná možnosť nákupu a vlastnej výroby.

Generátory tepla majú nevýhody:

• hlučná prevádzka čerpadla a kavitačné javy;
• materiály na výrobu nie je vždy ľahké zohnať;
• využíva slušnú kapacitu pre miestnosť 60–80 m2;
• zaberá veľa využiteľného priestoru v miestnosti.

Vŕtanie studne pre systém tepelného čerpadla

Je lepšie zveriť zariadenie studne profesionálnej inštalačnej organizácii. Optimálne pre zástupcov spoločnosti predávajúcej tepelné čerpadlo je. Môžete teda vziať do úvahy všetky nuansy vŕtania a umiestnenie sond z konštrukcie a splniť ďalšie požiadavky.

Špecializovaná organizácia bude pomáhať pri získavaní povolení na vŕtanie studne pre sondy pre tepelné čerpadlo zem. Podľa právnych predpisov je použitie podzemných vôd na hospodárske účely zakázané. Hovoríme o akomkoľvek použití vôd nachádzajúcich sa pod prvou zvodnenou vrstvou.

Postup pri vŕtaní vertikálnych systémov by mal byť spravidla koordinovaný s orgánmi štátnej správy. Nedostatok povolení vedie k pokutám.

Po obdržaní všetkých potrebných dokumentov začnú inštalačné práce v tomto poradí:

• Body vŕtania a umiestnenie sond na mieste sa určujú s prihliadnutím na vzdialenosť od budovy, krajinné prvky, prítomnosť podzemnej vody atď. Medzi studňami a domom udržiavajte minimálnu medzeru najmenej 3 m.
• Prinášajú sa vrtné zariadenia a tiež zariadenia potrebné na práce v krajine. Pre vertikálnu a horizontálnu inštaláciu je potrebný vrták a zbíjačka. Na šikmé vŕtanie pôdy sa používajú vrtné súpravy s obrysom ventilátora. Najpoužívanejší je pásový model. Do výsledných jamiek sa umiestnia sondy a medzery sa vyplnia špeciálnymi roztokmi.

Vŕtanie studní pre tepelné čerpadlá (s výnimkou združeného vedenia) je povolené vo vzdialenosti najmenej 3 m od budovy. Maximálna vzdialenosť od domu by nemala presiahnuť 100 m. Projekt sa realizuje na základe týchto noriem .

Aká hĺbka studne by mala byť

Hĺbka sa počíta na základe niekoľkých faktorov:

• Závislosť účinnosti od hĺbky studne - existuje niečo ako každoročný pokles prestupu tepla. Ak má studňa veľkú hĺbku a v niektorých prípadoch je potrebné vytvoriť kanál až do 150 m, každý rok dôjde k poklesu ukazovateľov prijatého tepla, v priebehu času sa proces stabilizuje. maximálna hĺbka nie je najlepším riešením. Spravidla sa vyrába niekoľko vertikálnych kanálov, ktoré sú umiestnené vo vzájomnej vzdialenosti. Vzdialenosť medzi jamkami je 1-1,5 m.
• Výpočet hĺbky vŕtania studne pre sondy sa vykonáva s prihliadnutím na nasledujúce skutočnosti: celková plocha priľahlého územia, prítomnosť podzemných a artézskych vrtov, celková vyhrievaná plocha. Napríklad napríklad hĺbka vŕtania studní s vysokou podzemnou vodou je výrazne znížená v porovnaní s výrobou studní v piesočnatej pôde.

Vytváranie geotermálnych vrtov je zložitý technický proces. Všetky práce od projektovej dokumentácie až po uvedenie tepelného čerpadla do prevádzky musia byť vykonané výhradne odborníkmi.

Na výpočet približnej ceny práce použite online kalkulačky. Programy pomáhajú vypočítať objem vody v studni (ovplyvňuje množstvo požadovaného propylénglykolu), jej hĺbku a vykonať zvyšok výpočtov.

Ako naplniť studňu

Výber materiálov často záleží na samotných majiteľoch.

Dodávateľ vám môže odporučiť, aby ste venovali pozornosť typu potrubia a odporučili zloženie na vyplnenie studne, konečné rozhodnutie však bude musieť byť vykonané nezávisle. Aké sú možnosti?

• Rúry používané pre studne - použite plastové a kovové kontúry. Prax ukázala, že druhá možnosť je prijateľnejšia. Životnosť kovového potrubia je najmenej 50-70 rokov, steny z kovu majú dobrú tepelnú vodivosť, čo zvyšuje účinnosť kolektora. Plast sa inštaluje ľahšie, preto ho stavebné organizácie často ponúkajú.
• Materiál na vyplnenie medzier medzi potrubím a zemou. Zapojenie studne je povinné pravidlo, ktoré sa má vykonať. Ak nie je vyplnený priestor medzi potrubím a zemou, dôjde časom k zmenšeniu, ktoré môže poškodiť integritu obvodu. Medzery sú vyplnené akýmkoľvek stavebným materiálom s dobrou tepelnou vodivosťou a elasticitou, napríklad Betonit. Naplnenie šachty pre tepelné čerpadlo by nemalo brániť normálnej cirkulácii tepla zo zeme do kolektora. Práca sa robí pomaly, aby nezanechávala prázdne miesta.

Aj keď je vŕtanie a umiestnenie sond z konštrukcie a od seba navzájom správne vykonané, po roku budú potrebné ďalšie práce z dôvodu zmršťovania kolektora.

Tepelné čerpadlá: princíp činnosti a použitia

Druhý zákon termodynamiky hovorí: Teplo sa môže spontánne pohybovať iba jedným smerom, od viac rozpáleného telesa k menej rozpálenému, a tento proces je nezvratný. Preto sú všetky tradičné vykurovacie systémy založené na ohriatí určitého tepelného nosiča (najčastejšie vody) na teplotu vyššiu, ako je požadovaná pre pohodlie, a potom uvedením tohto tepelného nosiča do kontaktu s chladnejším vzduchom v miestnosti a samotným teplom podľa na 2. začiatok termodynamiky, pôjde na tento vzduch a ohreje ho. A toto je paradigma moderného vykurovania: ak chcete človeka zahriať - zohrejte vzduch, v ktorom je! A na ohriatie chladiacej kvapaliny musíte spaľovať palivo, preto pri všetkých týchto formách vykurovania súvisí proces spaľovania so všetkými následnými dôsledkami (nebezpečenstvo požiaru, emisie oxidu uhličitého, palivová nádrž alebo nepríliš estetické potrubie v blízkosti). stena domu). Ale zásoby paliva, aj keď sú veľké, nie sú neobmedzené. A ak ide o neobnoviteľný spotrebný materiál, ktorý by mal niekedy skončiť, potom by nemalo byť prekvapením, že cena zaň neustále rastie a bude rásť aj v budúcnosti. Teraz, ak je možné použiť na vykurovací proces nejaký doplnený zdroj tepla, mohol by sa proces rastu hodnoty zastaviť (alebo spomaliť) a možno sa tak zbaviť negatívnych dôsledkov spaľovacieho procesu. Jedným z prvých, kto o tom uvažoval v roku 1849, bol William Thompson, anglický fyzik, ktorý sa neskôr stal známym ako Lord Kelvin. Je možné potrebné teplo získať nie kúrením, ale prenosom, odvodom niekam von a prenosom do miestnosti. Rovnaký druhý zákon termodynamiky hovorí, že teplo môžete naštartovať opačným smerom a preniesť ho z chladnejšieho (napríklad z vonkajšieho vzduchu) na teplejšie (vnútorný vzduch), ale na to musíte míňať energiu (alebo ako fyzici) povedz, pracuj). Aký teplý môže byť studený vzduch? - povieš. Potom odpovedzte na jednu otázku: je teplota -15 ° C teplejšia ako -25 ° C? Správne teplejšie! Ak vezmeme energiu zo vzduchu pri -15 ° C, potom sa ochladí povedzme na -25 ° C. Ako však túto energiu vziať a je možné ju použiť? V roku 1852 Lord Kelvin formuloval princípy tepelného motora, ktorý prenáša teplo zo zdroja s nízkou teplotou na spotrebiteľa s vyššou teplotou, pričom toto zariadenie nazval „multiplikátor tepla“, ktorý je dnes známy ako „tepelné čerpadlo“. Takýmito zdrojmi môžu byť pôda, voda v nádržiach a studniach, ako aj okolie vzduch. Všetky obsahujú nízkopotenciálnu energiu akumulovanú zo slnka. Musíte sa len naučiť, ako ho vziať a transformovať do formy s vyššou teplotou, ktorá je vhodná na použitie. Všetky tieto zdroje sú obnoviteľné a úplne ekologické. Do systému „Zem“ nezavádzame žiadne ďalšie teplo, ale jednoducho ho redistribuujeme, vezmeme ho na jedno miesto (zvonka) a prenesieme ho na iné (interný spotrebiteľ). Jedná sa o úplne nový prístup k vytváraniu príjemnej vnútornej klímy. Vonku sa teplota veľmi líši: od „veľmi studenej“ po „veľmi horúcu“ a človek sa cíti príjemne v pomerne úzkom teplotnom rozmedzí +20 .. + 25⁰С, a práve túto teplotu vytvára vo svojom dome. Ak je potrebné zvýšiť teplotu v dome (v zime kúrenie), môžete z ulice odobrať chýbajúce teplo a preniesť ho do domu, a nie vytvárať vo vnútri zdroj zvýšenej teploty spaľovaním paliva (tradičné kotly)! A ak je potrebné znížiť teplotu v dome (v lete ochladenie), prebytočné teplo je možné odstrániť jeho prenosom z miestnosti na ulicu. Posledné z nich sa realizuje prostredníctvom nás všetkých známych klimatizačných zariadení. Čo teda máme? Pre kúrenie v priestoroch používame rovnaké zariadenia: kotly, kachle a pod., ktoré pracujú so spaľovaním paliva vo vnútri, a na chladenie - ostatné: klimatizačné zariadenia, ktoré prenášajú prebytočné teplo z domu na ulicu. A aké lákavé by bolo mať vždy jedno zariadenie: univerzálna klimatická jednotkaktorý udržuje príjemnú teplotu v domácnosti po celý rok, jednoducho prenosom tepla zvonka dovnútra alebo dozadu! Teraz vám ukážeme, že zázraky sú možné.

Vráťme sa k tepelnému čerpadlu. Ako to funguje? Je založený na takzvanom reverznom Carnotovom cykle, ktorý je nám známy zo školského kurzu fyziky, a tiež vlastnosť látky počas odparovania absorbovať teplo a počas kondenzácie (premeny na kvapalinu) - ju rozdávať... Pre lepšie pochopenie sa obráťme na analógiu. Všetci máme chladničku.

Ale zamysleli ste sa niekedy nad tým, ako to funguje? Zdá sa, že jeho úlohou je „vytvárať chlad“: je to však tak? V skutočnosti sú potraviny vo vnútri chladničky chladené odoberaním tepla z nich. Povedzme, že ste priniesli chladené mäso z obchodu pri teplote + 1⁰C a hodili ste ho do mrazničky. Po chvíli mäso zamrzlo a jeho teplota sa stala -18⁰С. Vzali sme mu až 19 ° C tepla a kam sa toto teplo stratilo? Ak by ste sa dotkli zadnej steny chladničky (zvyčajne vyrobenej vo forme špirálovitej špirálovej trubice), zistili by ste, že je teplá a občas horúca. Jedná sa o teplo odoberané z mäsa (rovnakých 19 ° C) a prenášané do zadnej steny. Ale v procese chladenia malo mäso stredné teploty -5⁰С a ​​-10⁰С, ale chladnička z neho stále dokázala brať teplo, čím ho ochladzovala čoraz viac. To znamená, že aj z mrazeného mäsa s teplotou -10 ° C môžete vziať teplo jeho premenou na mäso s teplotou -18 ° C: znamená to, že toto teplo tam bolo, ale v nízkoteplotnej forme. A chladnička dokázala toto nízkoteplotné teplo nielen prijať, ale aj premeniť na vysokoteplotnú formu. Teplo zo zadnej strany chladničky vám môže pomôcť zahriať opretím o ňu. V istom zmysle nás studený kus mäsa zahrial teplom, ktorý obsahoval, aj keď je ťažké tomu hneď uveriť. Zistili sme, čo chladnička urobila s kúskom mäsa: odoberala teplo (zvnútra) a prenášala ho na zadnú stenu (zvonka). Teraz je čas zistiť, ako to urobil? Vo vnútri chladničky prechádza ďalšia špirála, podobne ako prvá, a spolu tvoria uzavretú slučku, v ktorej pomocou kompresora cirkuluje ľahko odparený plyn - freón. Len necirkuluje voľne. Pred vstupom do chladničky sa priemer trubice špirály prudko zúži a potom sa po nej prudko rozšíri. Freon, ktorý sa pohybuje cez trubicu v dôsledku činnosti kompresora, „stláča“ sa cez úzke hrdlo, vstupuje do vákuovej zóny (nižší tlak), pretože „Neočakávane“ spadá do výrazne zvýšeného objemu (tlaková strata). Akonáhle sa freón dostane do nízkotlakovej zóny, začne sa intenzívne odparovať (premieňať na plynný stav) a okolo vnútornej špirály absorbuje teplo z jej stien, ktoré naopak odoberajú teplo okolitému vzduchu vo vnútri chladničky . Výsledok: vzduch vo vnútri sa ochladzuje a potraviny sa ochladzujú pri jeho styku. Takže rovnako ako v štafete, pozdĺž reťaze, odparujúci sa freón spôsobuje odtok tepla z produktov do samotného freónu: teplota freónu na konci „cesty“ pozdĺž vnútornej cievky stúpa o niekoľko stupňov. Ďalšia časť freónu odoberá ďalšiu časť tepla dovnútra. Nastavením stupňa vákua môžete upraviť teplotu odparovania freónu a podľa toho aj teplotu chladenia chladničky. Ďalej je „vyhriaty“ freón nasávaný kompresorom z vnútornej cievky a vstupuje do vonkajšej cievky, kde je stlačený na určitý tlak, pretože na druhom konci vonkajšej cievky jej „bráni“ úzky otvor tzv Škrtiaca klapka alebo termostatický (expanzný) ventil. V dôsledku stlačenia freónového plynu jeho teplota stúpa povedzme až na +40 .. + 60⁰С a pri prechode cez vonkajšiu špirálu vydáva teplo vonkajšiemu vzduchu, ochladzuje sa a prechádza do kvapalného stavu (kondenzuje). . Ďalej sa freón opäť ocitá pred úzkym hrdlom (tlmivkou), odparuje sa, odoberá teplo a proces sa znova opakuje. Preto sa nazýva vnútorná cievka, kde sa freón odparuje, odoberá teplo Výparník, a je volaná vonkajšia cievka, kde freón kondenzuje a vydáva odobraté teplo Kondenzátor... Tu opísané zariadenie odoberá teplo na jednom mieste (zvnútra) a prenáša ho na iné miesto (zvonka). Charakteristickým rysom zariadenia je, že uzavretý okruh, ktorým cirkuluje freón, je rozdelený do 2 zón: nízkotlaková (vákuová) zóna, kde je freón schopný intenzívne sa odparovať, a vysokotlaková zóna, kde kondenzuje. Oddeľovačom týchto dvoch zón je škrtiaci otvor a udržiavanie tak rozdielnych tlakov v jednej uzavretej slučke je možné vďaka činnosti kompresora, ktorá si vyžaduje energiu. (Ak by sa kompresor zastavil, po chvíli by sa tlak vo výparníku a kondenzátore vyrovnal a proces prenosu by sa zastavil). Tých. zariadenie je schopné prenášať teplo z chladnejšieho na teplejšie, ale iba za použitia určitého množstva energie. Tých. zjednodušené, vezmeme chladničku a otvoríme jej dvere na ulicu a otočením zadnej steny vo vnútri miestnosti ju môžete zohriať. Je len potrebné, aby sa do chladničky neustále dostával čerstvý vzduch z vonkajšej teploty a ochladil sa pri kontakte s vnútorným výmenníkom tepla. To sa dá ľahko realizovať nainštalovaním ventilátora na vstupe, ktorý by poháňal nové časti vzduchu na cievku. Potom sa teplo odvedené z vonkajšieho vzduchu prenesie do vnútra miestnosti a ohreje ju. Tých. chladnička, otvorené dvere von a k dispozícii je jednoduché tepelné čerpadlo. Prvé sériovo vyrábané tepelné zdroje so vzduchom vyzerali takto. Vyzerali ako okenné klimatizácie. To znamená, že išlo o kovovú skrinku vloženú do otvoru okna, smerujúcu k výparníku smerom von a kondenzátor dovnútra. Pred výparníkom bol ventilátor, ktorý poháňal prúdy čerstvého vzduchu cez výmenníky tepla špirála a z druhej strany skrinky vyšiel ochladený vzduch. Odparovač bol oddelený od kondenzátora izolačnou vrstvou. Na vnútornej špirále sa nachádzal aj ventilátor, ktorý cez výmenník tepla hnal vzduch z miestnosti a vyfúkol už ohriaty vzduch. S ďalším vylepšením zariadenia sa vonkajšia časť oddelila od vnútornej a začala vyzerať ako rozdelený systém klimatizácie. Dve časti celku sú vzájomne prepojené tepelne izolovanými medenými rúrkami, v ktorých cirkuluje freón, a elektrickými káblami na dodávanie energie a riadiacich signálov. Moderné vzduchové tepelné čerpadlá sú komplexné zariadenie s inteligentným elektronickým riadením, schopné samostatnej činnosti, plynulého nastavovania ich výkonu v závislosti od vonkajšej teploty, nastavenej vnútornej teploty a množstva režimov. Takto môžete získať ďalšie úspory za spotrebovanú elektrinu.

Hlavná klasifikácia tepelných čerpadiel (HP) sa vyrába podľa nízkopotenciálneho zdroja, z ktorého sa odoberá energia (vzduch, pôda, voda), a podľa spotrebiteľa - tepelného nosiča, ktorý vymieňa teplo kondenzátorom a následne sa používa v vykurovací systém (vzduch, voda; namiesto vody sa niekedy používa nemrznúca zmes). Uveďme zoznam najbežnejších:

1. Vzduchové tepelné čerpadlá (VTN). Najlacnejšia kategória, najmä vzduch-vzduch.

-TH vzduch-vzduch

-TH vzduch-voda

2. Tepelné čerpadlá zem (GTN). Najdrahšia kategória, pretože vyžaduje nákladný výkop alebo vŕtanie, stovky metrov potrubia a veľký objem nemrznúcej zmesi.

-TH pôda-voda

3. Tepelné čerpadlá na vodu. Potrubia s nemrznúcou zmesou sa kladú na dno nádrže (jazero, rybník, more ...) alebo dvoch artézskych studní (z jednej studne sa odoberá čerstvá voda a do druhej sa odvádza ochladená voda). Nákladovosť závisí od toho, aký spôsob prístupu k vode - zdroj tepla - sa používa. Ale aj tak nie lacno!

-TH voda-voda

Teraz - najdôležitejšia vec: O výhre... Ktorékoľvek z uvedených tepelných čerpadiel vám umožní získať viac energie, ako bolo potrebné na jej prenos (prevádzka kompresora, ventilátorov, elektroniky ...). Účinnosť tepelného čerpadla sa odhaduje pomocou koeficientu výkonu COP (Coefficient Of Performance), ktorý sa rovná pomeru prijatej tepelnej energie (v kW * h) k spotrebovanej elektrickej energii. Táto bezrozmerná hodnota ukazuje, koľkokrát viac tepelnej energie vyprodukuje tepelné čerpadlo v porovnaní so spotrebovaným. COP závisí od teplotného rozdielu medzi zdrojom (vonkajšie nízkoteplotné teplo) a spotrebiteľom (teplota v dome +20 .. + 25⁰С) a zvyčajne sa pohybuje v rozmedzí od 2 do 5.

To je náš zisk pri používaní tepelných čerpadiel: za 1 kW spotrebovanej elektriny môžete zadarmo získať od 1 kW do 4 kW tepla z prostredia, ktoré na výstupe dáva domu od 2 do 5 kW tepla.