Hogyan működnek a hőszivattyúk

Az emberiség legjobb elméje új technológiákat fejleszt az energiatermelés érdekében a természeti erőforrások fogyasztásának csökkentése érdekében. Jó megoldás a hőszivattyú. A berendezéstől függően a munka talajt, vizet vagy levegőt igényelhet. A cikk leírja a hőszivattyúk működési elvét..

Tartalom:

Az alábbiakban a következő kérdéseket vesszük figyelembe:

az aggregátumok típusa, előnyei és hátrányai;
a berendezés működésének elve;
fűtési rendszer eszköze.

Mi az a hőszivattyú

A hőszivattyút a ház teljes körű fűtésére és a padlófűtés elrendezésére egyaránt használják. A működési elv a következő: a hűtőfolyadék belép a hőcserélőbe. A hűtőközeg a keletkező hő hatására maximális hőmérsékletre felmelegített gázzá alakul. A második hőcserélőben átadja a hőt a folyadékhordozónak, az utóbbi már átmegy a fűtési rendszer csövein.
A gyártók többféle hőszivattyút mutatnak be a piacon, amelyek különböző típusú “üzemanyagot” használhatnak: talajt, levegőt és vizet..

A geotermikus kazánokat hazánkban még mindig kevéssé használják magas költségeik miatt. De a hőszivattyú működési elve egyre több ventilátort szerez, és pozitív visszajelzéseket kap..

A talajvíz és a talajlevegő hőszivattyús rendszer működésének elve

A geotermikus berendezések, amelyek talajt használnak fel tüzelőanyagként, vízvezetékeken vagy légcsatornákon keresztül fűtött levegőt juttatnak a helyiségekbe, ami e rendszerek nevét adja..
A talaj fizikai tulajdonságai lehetővé teszik, hogy tárolja a nap folyamán a naptól kapott hőt. A kollektor a talaj mélyén, a fagyás mélysége alatt van felszerelve. A kollektor csatornáin folyamatosan keringő hűtőfolyadék magába veszi ezt az elvezetett hőt.
A legalacsonyabb potenciális energia sem elegendő a kutyaóla felmelegítéséhez. Ez azonban elegendő ahhoz, hogy a hűtőközeg felforrjon, ami a fűtési rendszer következő szakasza. Hőmérséklet hatására a hűtőközeg gáz halmazállapotúvá válik, és belép a kompresszorba, ahol a gáz összenyomódik.
Növekvő nyomás alatt a gáz hőmérséklete emelkedik, és már a kompresszor kilépésekor 70-120 fok, néha még magasabb is. A kondenzátorban lévő hűtőközeg átviszi a felhalmozott hőmérsékletet a fűtőközegbe.

A redukáló berendezés felé vezető úton a gáz folyadékká változik, amely áthalad a fojtószelepen, ahol a nyomás élesen visszaesik a párologtatóba. A hőszivattyú ilyen működési rendszere, ha nem megy a legapróbb részletekbe, biztosítja a helyiségek fűtését..
A hűtőközeget szivattyúzó kompresszorhoz áramellátásra van szükség. A kimeneten 1 kW költséggel 4 kW hőenergiát kapunk, ahol a 3 kW különbséget a talajból kapjuk.

A hőszivattyú működési sémájának előnyei és hátrányai

A pozitív tulajdonságok közül a hőforrás állandósága figyelhető meg. Vagyis bizonyos mélységben, még a legsúlyosabb fagyok esetén sem változik a talaj hőmérséklete..

A rendszer hátránya:

a berendezések magas árában és a drága szerelési munkákban – berendezések bérbeadása lyuk ásásához és szakemberek vonzása a csatlakozáshoz. Bár itt használhat vízszintes kollektorot, és önállóan áshat egy árkot;
a kollektor telepítésére szánt nagy terület “foglalkozásában”. Ez a telek általában sokkal nagyobb, mint a fűtött ház területe;

a terület zöldfelületekre történő felhasználásának lehetősége hiányában, mert a negatív hőmérséklet folyamatosan befolyásolja gyökereiket. Emellett vészhelyzet esetén szükség lehet a helyszín egy részének feltárására a berendezés meghibásodásának ellenőrzéséhez..

A levegő-levegő és levegő-víz hőszivattyú működési elve

A technológia magában foglalja olyan berendezések működését, amelyek levegőt vesznek a légkörből a további felmelegedéshez. Modern “intelligens” légkondicionálók és hőszivattyúk lehetnek ipari használatra..
A rendszer alapkonfigurációja ventilátorokat tartalmaz, amelyek kényszerlevegő -beszívásra szolgálnak. A kompresszor nyomás alatt van, hogy zárt körben keringtesse a hűtőközeget.

A kondenzátorban a freon gáz halmazállapotúvá válik, és körülbelül 60 fokig melegszik. A párologtatón áthaladva a gáz visszatér az előző folyékony állapotába. A felhalmozódott pozitív hőmérséklet a szellőzőcsatornákon keresztül terjed.
A szabályozó szelep lehetővé teszi a komfort mód beállítását a szobában. Az automatizálási egységet folyamatosan használják a megadott paraméterek végrehajtásának nyomon követésére. Vészhelyzetekben jelzést kapnak a meglévő hibákról.

Az innovatív modellek lehetővé teszik a beállítások távoli (interneten keresztüli) kezelését. Itt a berendezést a napszak, a külső hőmérséklet és a fűtött helyiség látogatásának intenzitásának figyelembevételével programozzák..

Előnyök. Mínuszok

Azonnal meg kell jegyezni, hogy ezt a rendszert nem használják független fűtési forrásként. Gyakrabban asszisztensként működik a fő fűtőelem terhelésének csökkentésében. A hőtényező körülbelül 2,5 kW, ami azt jelenti, hogy 1 kW elektromos áramért 3,5 kW hőenergiát kapunk. A mutatók a külső hőmérséklettől függően változhatnak.
Hasonló eszközöket használnak az uszodák vizének melegítésére.

Az ilyen berendezések előnyei a következők:

a levegő áramlása a helyiségekben történik, ami csökkenti a hőtermelés költségeit;
a fűtés időszakos használatának lehetősége, például egy vidéki ház, amelyet csak hétvégén látogatnak. A távirányító segítségével néhány órával az érkezés előtt szó szerint bekapcsolhatja a fűtési rendszert.

Ennek a rendszernek a működése korlátozott lesz, és az ország legtöbb régiójának éghajlati viszonyaihoz kapcsolódik. Hatékony fűtés csak -15 és + 20 fok közötti hőmérsékleten és az épület további hőszigetelése esetén lehetséges. Egyes modelleknél az alsó határ -30 fok.

A kültéri hőcserélő falra van szerelve; az erősebb berendezések alapozást igényelhetnek. Az alagsorba szerelt egységek nagy teljesítményüknek köszönhetően zajt és rezgéseket közvetítenek a belső térbe.

A rendszer “víz-levegő” és “víz-víz” hőszivattyú működési elve

Ha egy fagymentes, folyóvízzel ellátott tározó található a lakás közelében, vagy a talajvíz sekély mélységben folyik, akkor célszerűbb a “víz-levegő” és “víz-víz” elvén működő hőszivattyút felszerelni..

A tartály alján hőcserélő csőrendszer van elhelyezve. A hüvely minden méterére 5 kg terhelés biztosítja a stabilitását – nem teszi lehetővé, hogy az áram hatására mozogjon. Elektromos szivattyú segítségével a hűtőfolyadékot a csatornán keresztül az elpárologtatóba táplálják.
A felhalmozódott hő egy alacsony körű párologtató hűtőközeggel töltött belső körbe kerül. Magas hőmérséklet hatására a freon gáz halmazállapotúvá válik, majd belép a kondenzátorba. A szekunder kör felmelegíti a hűtőfolyadékot, amely a ház levegő- vagy vízmelegítő rendszerébe kerül.
A zárt szivattyú működését fent leírtuk. Itt a keringés zárt körben történik – a forgalom végén a vízhűtőfolyadék visszafolyik a tartályba.
A nyitott körű rendszer lehetővé teszi két kút fúrását a talajvíz szintjéig. Az egyikbe elektromos szivattyút szerelnek, amely vizet pumpál a hőcserélőbe, és tovább az előző séma szerint. A második kút, amely az előzőtől legalább 5 méterre található, a már lehűlt hűtőfolyadék leeresztését szolgálja.

Előnyök. Mínuszok

Az alacsony nyomás és az elégtelen magas hőmérséklet miatt a rendszer hővédővel és padlófűtéssel is használható.

Az előnyök közé tartozik:

jövedelmezőség. A kiváló minőségű berendezés 7-8 kW hőt ad 1 kW villamos energiára;
minimális használt terület, az egység kompakt mérete és a kezelőeszköz távolsága miatt.

Nos a terhelés jelentős hátrány. A talajvíz szintje a tározó mozgásával változhat. Ezért a rendszer egyszer haszontalanná válik, ha élesen csökken a víz..

A nyitott tározók távolsága miatt a hőszivattyúk beszerelése veszteségesnek és nem hatékonynak tekinthető. Ezenkívül a fektetési terv, valamint a fúrási és földmunkák összeállításához szakembereket kell vonzani és berendezéseket bérelni..

Top gyártók

A piacon bemutatják a vezető és kevéssé ismert vállalatok berendezéseit.

Az első sorokat a gyártó NIBE AB (Svédország) veszi át. Berendezése egyedülálló tulajdonságairól és műszaki jellemzőiről híres. Az ilyen működési elvű hőszivattyú ára 500 000 rubeltől kezdődik.
A HELIOTHERM (Ausztria) közvetlenül alatta található. A következő pozíciót a legrégebbi Viessman (Németország) védjegy termékei kapják, amely közel egy évszázada fejleszt és gyárt fűtőberendezéseket..

A vezető gyártók felelősek a minőségért, szivattyúgaranciát biztosítva akár 25 év problémamentes kiszolgáláshoz. Saját meggyőződésük szerint egyes alkatrészek legalább 100 évig tartanak..

A rendszer összeszerelése önállóan

Sajnos az otthoni kézművesek számára nem lesz képes megbirkózni az összetett eszközök fektetésével és telepítésével. Ez a munka a tervezéstől az automatikus blokk összeszereléséig számos szakaszból áll. Finomságok és árnyalatok kísérik a telepítés minden lépését, amelyet egy felkészületlen személy nem tudhat.
A vezeték hosszának helytelen kiszámítása, a tartály mélysége, a beállítás és a kiegyensúlyozás az egész rendszert károsíthatja. Ezért a megtakarítás nem praktikus, helyezze a nehéz feladat megoldását a szakosodott vállalatok vállára.

Eredmény

Összefoglalva, szeretnék pártatlanul mérlegelni a gyártók által oly széles körben hirdetett hőszivattyúk előnyeit..

A hatékonyság ellentmondásos kérdés. A berendezések, a telepítés és az azt követő karbantartás magas költségei egy fillérbe kerülnek. A takarékosság akár -5 fokos kültéri hőmérsékleten is érvényesíthető. Kemény télünket ismerve az egységek energiafogyasztása automatikusan jelentősen megnő.
Sokoldalúság. A rendszerek nyáron légkondicionálóként is használhatók. Tekintettel azonban az előző pontra, felmerül a kérdés: nem drága a ház hűtése??
Környezetbarát – feltétel nélkül megerősítve a természeti erőforrások kihasználatlansága és az égéstermékek légkörbe jutásának hiánya miatt.

Fűtés hatékonysága. Ezt a tényezőt csak az egész épület kiváló minőségű szigetelése és szigetelése igazolja. Más körülmények között a hőszivattyú beszerelése nem praktikus..
Az automatikus vezérlés kétségkívül többször is növeli a kényelmet. A funkció lehetővé teszi, hogy számítógépről vagy telefonról távolról vezérelje a helyiség hőmérsékletét. Azonban nem minden modell rendelkezik ezzel az előnnyel..

A biztonságos működés csak a fűtési rendszer összes alkatrészének magas színvonalú kiválasztásával és természetesen hozzáértő telepítésével lehetséges.