Värmepumpar för hemuppvärmning: driftsprincip, värmekällor,

Vad är det - en värmepump? Hur fungerar det? Var kan dessa enheter extrahera värme? Slutligen, hur lönsamma och praktiska är de jämförda med andra källor till värmeenergi? Låt oss räkna ut det.

Vad är det

Funktionsprincipen för värmepumpen är helt identisk med operationsschemat för ett vanligt kylskåp.

• Kompressorn komprimerar flyktigt kylmedel. Detta ger en betydande mängd värme, som ges till värmeväxlaren. Denna värme kan användas för att värma den luft som blåses genom värmeväxlaren av fläkten eller någon värmebärare.
• Det kylda kylmediet passerar genom expansionsventilen och ökar dramatiskt i volym.. Samtidigt, i full överensstämmelse med fysikens lagar, kyls det snabbt och passerar genom den andra värmeväxlaren värme från sin miljö.

Obs: ju högre grad av expansion av kylmediet är, desto lägre är den slutliga temperaturen. Följaktligen är det under vissa förhållanden ganska förmånligt att ta värme från en mediumkyld brunn under fryspunkten för vatten.

Om kylskåpet kan fungera på ett och samma sätt - för att kyla det inre utrymmet kan någon värmepump för uppvärmning av huset invertera kylriktningsriktningen för kylmediet. På den praktiska sidan betyder det att ägaren till en sådan apparat har en fullfjädrad luftkonditionering: på vintern värms det på rummet, men på sommaren används det för att kyla stugan till en bekväm temperatur.

Slutligen har värmepumpuppvärmning en annan mycket fin funktion. Eftersom elektrisk kraft endast används på kompressorns funktion och den externa miljön används som värmekälla, ger pumpen mellan 3 och 5 kilowatt termisk effekt för varje kilowatt elförbrukning.

Värmekällor

Vad kan vara en källa till lågkvalitativ värme?

marken

Som du vet, fryser jorden i vinterkylan till ett ganska obetydligt djup. Bara en meter under frysningsnivån är marktemperaturen stabil och uppgår till 8-12 grader när som helst på året.

Jordkälla värmepumpar använder geotermisk värme.

Det finns två typer av värmeväxlare:

1. Vertikal är en lång flexibel rör, nedsänkt i vertikala brunnar till ett djup av 60-100 meter. Med hänsyn till det faktum att kostnaden för att borra en löpande mätare av en brunn är 2-3 tusen rubel, kostar installationen av värmeväxlare en avsevärd mängd; men den vertikala värmeväxlaren äger inte rum på platsen.

1. Horisontell, tvärtom, håller sig inom grunt djup. Trenches under den kan grävas egna händer utan att tekniken involveras. Följaktligen kommer installationen att bli mycket billigare. Men hela jordens yta ovanför kollektorn (det är cirka tre gånger det uppvärmda området av huset) kommer att vara olämpligt för plantering: de flesta plantorna tolererar inte överhettning av rötterna på sommaren.

Den uppskattade kostnaden för en värmepump med en värmeeffekt på 20 kW är cirka en halv miljon rubel. Installation beroende på förhållandena (antal och djup av brunnar, närvaro eller frånvaro av grundvatten etc.) kommer att tvinga köparen att spendera ytterligare 100-400 tusen.

vatten

Om ditt hus ligger på banken av en icke-frysbehållare - du har tur: i detta fall kan uppvärmning med värmepumpar genomföras med minimal installationskostnad. Värmeväxlaren värms upp av vikter och tar bort värme från vattnet.

Pumpar som använder grundvatten som värmekällor är något mer komplicerade. I detta fall borras två brunnar i området, varav en blir en vattenkälla och den andra används för att tömma den efter att ha passerat genom värmeväxlaren. Ungefärlig flödeshastighet för brunnen, vilket säkerställer driften av enheten med en värmekapacitet på 16 KW - 0,8 m3 / timme.

Luften

Slutligen är de billigaste värmepumparna som använder omgivande luft som värmekälla. Enkelheten i designen gör dem relativt billiga; installationen är också mer än enkel.

Till salu hittar du enheter som fungerar i två system.

1. Luftpumpar används endast för att värma eller kyla inomhusluften.
2. Luft-till-vatten-systemet tillåter, förutom uppvärmning, att ge huset varmt vatten.

Som exempel presenterar vi nuvarande detaljhandelspriser för flera enheter som fungerar enligt det andra systemet.

Och vad sägs om luft-till-luft-pumpar? Åh, här är bilden mycket attraktivare. Den enklaste värmepumpen av denna typ - ett vanligt fönster luftkonditionering - kan köpas för 4-5 tusen rubel; Ett mer meningsfullt köp - ett inverterat split-system - kostar 20-40 tusen.

Varför vid denna prisförhållande behåller enheter som extraherar värme från vatten och jord deras popularitet? Svaret är enkelt: Luftpumparna kan fortfarande användas endast vid relativt höga utomhus temperaturer (upp till -25 C); Under tiden, i de flesta delar av landet vid toppen av vinterfrost, sjunker termometern märkbart lägre.

Ju lägre gattemperaturen är, desto mindre fördelaktig är uppvärmning av huset med en värmepump av denna typ. Det finns en sådan sak som COP (prestandakoefficient), vilket betyder att värmeförhållandet genereras till kostnaden för el. Så är denna grundläggande egenskap hos värmepumpar för den mycket populära Mitsubishi Zubadan 4,0 vid + 5 ° C och 2,0 vid-25.

Slutsatsen är uppenbar. Uppvärmning av ett lanthus med en värmepump som arbetar enligt luft-till-luft-systemet är motiverat endast i en varm klimatzon. I Yakutia eller Khabarovsk territorium bör geotermiska anordningar föredras.

Kostnadseffektivitet

Uppvärmning av ett privat hus med elektriska värmekonvektorer, fläktvärmare och andra värmeanordningar är den dyraste bland alla befintliga system. Domare själv:

Men om du inte använder direkt värme, men en värmepump kommer värmen att bli märkbart billigare. Hur mycket - beror på den redan nämnda COP. För de flesta modeller av enheter av olika typer faller denna parameter inom intervallet 3-4; De bästa proven har en COP på 6.

Det är värt att överväga några nyanser.

• Som tidigare nämnts, med luftpumpar, minskar energieffektiviteten när temperaturen sjunker utanför, så för en uppskattning skulle det vara korrekt att ta medeltalet per säsong (COP för genomsnittlig vintertemperatur).
• COP beror inte bara på temperaturen hos en lågkvalitativ värmekälla, men också på temperaturen på det föremål till vilket denna värme överförs. Värmepumpen är just temperaturen delta. Till exempel kommer en geotermisk pump, som värmer upp ett varmt golv upp till + 30C, att vara mycket mer ekonomiskt än att ge samma värme till radiatorer med en temperatur på +60.

Praktisk konsekvens: Om du tänker ansluta värmepumpar för att värma dina händer till värmekretsen med radiatorer, notera att antalet sektioner ska ökas och värmebärarens temperatur ska minskas till +40 - +45 C.

Med hänsyn till alla de många reservationerna kan det genomsnittliga COP-värdet säkert tas i takt med 3,0. I det här fallet, som det är lätt att beräkna, kommer kostnaden för en kilowatt-timme att vara 1,2 rubel, vilket bara är något dyrare än huvudgas, ved och billigare än alla andra värmekällor.

När man väljer uppvärmning är det nödvändigt att ta hänsyn till inte bara nuvarande tillstånd, men också utsikter. Och de är: Tack vare den växande utvecklingen av grön energi (med förnybara källor) kommer elkostnaden att växa mycket långsammare än kostnaden för gas, kol och petroleumprodukter.

Framför allt förutspår prisprognosen som gjordes under 2010 en ökning av kostnaden för en kubikmeter gas med 1000 procent före 2032 och endast 130 procent av elet.

Från författaren

Läsaren kan hitta författarens egen erfarenhet intressant. Han använder ett par luft-till-luft-pumpar för hemuppvärmning.

Så givet:

• Placera åtgärder - Sevastopol, Krim. Den genomsnittliga januari temperaturen är +3. Den nuvarande vintern var ovanligt kall: under ett par dagar behöll frosten vid -20 grader.
• Området på den uppvärmda vinden är 60 kvadratmeter. Gables är solida glasrutor med energibesparande dubbelkammare med dubbla kammare. Värmeisolering av väggar och tak är 5 centimeter mineralull och skumplast.
• Cooper fungerar som värmekälla.&Hunter CH-S12 FTXN. Värmekraft när man arbetar med värme - 4,12 kW, COP är 4,2, den angivna nedre gränsen för arbetstemperaturen är -25 ° C; Kostnaden vid inköpstillfället är 24 000 rubel.

resultat:

• Under vintern var det ganska bekvämt +20 grader kvar på vinden.
• Ungefärlig elförbrukning för uppvärmning var 400 KW-timmar. Förbrukningen är lätt att konvertera till en kontanterkvivalent baserat på lokala avgifter.

Det enda problemet som uppenbaras av värmepumpens uppvärmning vid låga temperaturer är frysning av is i dräneringsröret. För att eliminera det är det planerat att helt enkelt sätta en sektion av självreglerande värmekabel i dräneringen.

slutsats

Är det värt att investera i ett ännu ej vanligt värmesystem med värmepumpar? Ur författarens synvinkel, ja. Det ser väldigt attraktivt ut även mot bakgrunden av huvudgasen - bara för att den är helt säker och inte kräver avlägsnande av förbränningsprodukter.

Låt läsaren själv välja ett val. Som alltid kan ytterligare tematisk information hittas i bifogad video. Lycka till!