Термопомпа вода-вода: конструкция, принципи на работа, правила за отопление вода-вода

Видове колектори за подземни води

Земният колектор за термопомпа може да бъде два вида (фигура 2):

• Вертикално;
• Хоризонтално.

Фиг. 2 Видове термопомпени колектори за подпочвени води: вертикални и хоризонтални

Вертикалният колектор представлява дълга тръба, спусната в сондаж с дължина между 40 и 150 m. Този тип топлообменник е по-добър от хоризонталните колектори, тъй като температурата на тази дълбочина е по-висока. Ако кладенецът е много дълбок, топлообменникът се оборудва със защитна обсадна тръба, а ако дълбочината е сравнително малка, това не е необходимо. Но съществен недостатък на този метод за поставяне на колектор е високата цена на такъв кладенец.

Разбира се, експертите препоръчват кладенецът да се пробие по-дълбоко. Но ако технологията или почвата не го позволяват, е възможно да се направят няколко кладенеца. Възможно е например да се направи един кладенец с дълбочина 80 m или 4 кладенеца с дълбочина 20 m. Основното нещо е да се уверите, че общата сума е достатъчна за отопление на къщата. Почвата може да бъде камениста и трудна за обработка, в която може да се пробие дупка с дълбочина не повече от 15-20 метра.

Хоризонтален колектор (снимка 3) - този тип колектор за подпочвени води прилича на тръба, която е положена хоризонтално на определена дълбочина, под слой почва. Този колектор се монтира лесно.

Фиг. 3 Външен контур на помпата за подпочвени води

Площта, върху която се монтира колекторът на термопомпата със земен източник, е доста голяма, за разлика от вертикалния вариант, който се нуждае от малко парче земя. Обикновено един хоризонтален топлообменник заема между 25 и 50 m2, а може и повече, в зависимост от отопляемата площ. Отрицателният фактор на този вариант е, че площта с този колектор може да се използва само като тревна площ.

В зависимост от различните обстоятелства топлообменникът може да бъде разположен на зигзаги, примки, змии и т.н.

Много е важно каква е топлопроводимостта на почвата, в която е монтиран топлообменникът. Това зависи от качеството на почвата, например ако тя е влажна, топлопроводимостта е по-голяма, а ако е песъчлива, топлопроводимостта е малка.

Ако в топлообменника има много контури, трябва да се включи циркулационна помпа.

Енергоносители за или против?

Това обаче не е всичко. Повишаването на цените на енергоносителите и високите разходи за доставка водят до рязко повишаване на цената на топлинната и електрическата енергия. Това принуждава потребителите да търсят нови начини за пестене на пари. От училищните учебници сме запомнили, че топлината се предава от нагряти тела към по-хладни, но не и обратно. Многовековният ни опит не помни обратната процедура и науката го доказва. Въпреки това хитрите съвременни инженерни техники позволяват да се пренася топлина в обратна посока - от по-слабо нагрятото тяло към най-горещото.

Топлообменни вериги в термопомпа

Няма нищо изненадващо в работата на хладилника, например. Когато топлината от фризера, чиято температура през по-голямата част от времето е отрицателна, се отделя в околната среда. Ако тази топлина се използва за отопление на сгради и се замени хладилната камера с доказания, постоянно действащ естествен източник на топлина, това ще бъде така наречената термопомпа.

Една обикновена термопомпа (въздух-въздух), която може да отоплява жилищни помещения, е познат климатик с функция за отопление. Тя може да се използва успешно и тъй като в днешно време има балсами, които могат да работят при значителни минусови температури до 15 градуса и по-ниски. Въпреки това, ако искаме да получим най-висока ефективност и комфорт при отоплението на цялата къща по такъв икономичен начин (а термопомпата е три или повече пъти по-икономична от конвенционалните отоплителни уреди), трябва да се използват по-съвременни системи.

Впрочем, много хора се чудят - как така, след като съществува закон за запазване на енергията. Защо има такова непропорционално съотношение между производството на топлинна енергия и потреблението на електроенергия? Цялата тайна се състои в това, че термопомпата консумира електроенергия само за електромагнитната намотка на компресора (който, разбира се, се нагрява, но не топлината отива за отопление), а топлинната енергия се произвежда, "засмуква", от външната среда, благодарение на специални процеси в термопомпата (самата дума "помпа" показва това). За да разберете това, трябва да знаете повече от един училищен курс по физика. Но нека се опитаме да разгледаме основните положения по-долу.

Добър прием

Най-големият проблем при инсталирането на термопомпа с отворен кръг е, когато водата се изхвърля отгоре в кладенеца. Това не е правилният начин. Тръбата трябва да стига почти до дъното на кладенеца и да се издига от него на 0,5-1 м. На дъното трябва да има мехурчета. Ако водата се изпуска отгоре, кладенецът може бързо да се затлачи и да спре да поема вода. Налице е препълване. Ако това се случи, когато навън има добър минус, сте сигурни, че ще имате ледена пързалка. Ето защо, ако наблизо има река или някакъв воден басейн, дъждовна канализация или дренажен окоп, по-добре е приемният кладенец да се свърже с тях чрез преливна тръба в случай на преливане. Ако наблизо няма нищо, ще трябва да пробиете не един, а два или повече кладенеца на прием. Няма отговор на въпроса колко дълго ще издържи приемният кладенец. Тя може да издържи много години или да се запуши след един отоплителен сезон. Следователно най-големият недостатък на отворената схема е непредсказуемостта.

Има и друг важен момент. Приемният кладенец трябва да бъде разположен надолу по течението на реката от дебитния кладенец, на разстояние най-малко 6 метра. Това е още една двусмислица. Как да определите в коя посока тече подземната река. Отговорът на този въпрос може да бъде даден само чрез експеримент. Ако водата в дебитния кладенец не спадне след стартирането на термопомпата, значи всичко е наред, както се досещате. Ако температурата започне да се понижава, кладенците трябва да се сменят и потопяемата помпа да се премести. Тръбопроводите на дебитните и разтоварващите кладенци е по-добре да се направят от HDPE тръби, тъй като са по-евтин материал. Надеждността и дълготрайността на тези тръби също са достатъчни.

Той е идеален, когато кладенците са разположени срещу потока на подземните води. След това е достатъчно да се направи в кладенеца на кладенеца разглобяема връзка на тръбопровода, да се прокара в двата кладенеца захранване с разглобяема водоустойчива тапа и е възможно веднъж годишно да се прави обръщане на кладенците, като се сменят местата за дебит и прием.

Принцип на работа

За тези, които не са напълно запознати с темата, е добре да обясним какво представлява термопомпата въздух-вода. По същество това е "хладилник в обратна посока" - устройство, което охлажда въздуха извън себе си и загрява водата в резервоара. След това тази вода може да се използва за БГВ или за отопление на дома.

Термопомпата използва затворен цикъл и консумира само електроенергия. Ефективността му се измерва като съотношение между изразходваната електрическа енергия и получената топлинна енергия. Ефективността на термопомпите се измерва и с коефициента на полезно действие (COP). COP от 2 съответства на ефективност от 200 % и означава, че за 1 kW електроенергия се произвеждат 2 kW топлина.

Принцип на работа

Термопомпата работи, като извлича топлина от водата. Източникът на вода са езера, езерца, реки, кладенци, сондажи. Дълбочината на водния басейн трябва да е поне 2 метра в средата на Русия, за да не замръзнат долните слоеве. Според метода на разположение на топлообменника топлинните товари се разделят на:

• хоризонтални (тръбите са разположени на пръстени на дъното);
• Вертикална (топлообменникът се поставя вертикално в сондажа).

Тъй като незамръзващите резервоари не се намират в близост до всяка къща, тръбите най-често се полагат в сондажи. Стандартната термопомпа вода-вода се състои от няколко основни части:

• отоплителни тръби;
• водоснабдителни и изпускателни тръби;
• изпарител (серпентина, в която се изпарява фреонът);
• компресор;
• кондензатор (серпентина, в която се втечнява фреонът).

В зависимост от годишното време температурата на подпочвените води варира между 4 и 10 °C, като варира в малки граници. Това позволява на термопомпата да работи постоянно и продуктивно. Пробиват се два сондажа на разстояние 8-10 м един от друг. Подземните води се вливат в тръбата от първия кладенец и се издигат до изпарителя, като го нагряват. В същото време в изпарителя се подава втечнен фреон. В резултат на пониженото налягане в изпарителя топлината се предава от стените на хладилния агент. Хладилният агент (фреон) става газообразен.

След това фреонът влиза в компресора и се компресира. След това тя влиза в кондензатора, превръща се в течност и получената топлина се предава на топлоносителя (обикновено вода). Топлоносителят на свой ред нагрява тръбите на радиатора. Така се отоплява къщата. Подземните води се отвеждат във втори кладенец. За пълно разбиране на принципите на работа вижте схемата на термопомпата. Температурата на подпочвените води е много по-стабилна от тази на водата под повърхността, така че използването на кладенци е много по-ефективно. Въпреки това трябва да се вземат предвид и разходите за сондажите. Термопомпата се инсталира с бойлер за вода, който отоплява помещенията и подгрява вода за битови нужди. Електрическата енергия, необходима за работата на помпата, е 4-5 пъти по-малка от енергията, която тя генерира.

Схема за отопление на къща с термопомпа вода-вода

Това е интересно: Слънчев колектор за отопление на дома ви - самоделен радиатор

Полезни съвети

На всички етапи от строителството на една къща, като се започне от етапа на проектиране, трябва да се помни, че TH е инерционна система. Тя може да се сравни с масивна руска печка, която обикновено се е загрявала веднъж на ден по време на готвене. Натрупаната топлина отоплява жилището до следващата сутрин.

Стените от тежки дървени трупи имат доста висока степен на топлинна инерция. Просто казано, те се охлаждат бавно, когато през нощта стане по-студено. Дебелите каменни стени и тежкият бетон или тухли имат добра топлинна инерция.

Стиропорът и пенобетонът имат добри топлоизолационни свойства. Но поради ниското си специфично тегло те имат ниска топлинна инерция. В сграда със стени, изработени от такива материали, ако външната температура спадне внезапно, тя не винаги ще може да "изпомпва" достатъчно топлина отвън към системата за подово отопление.

Трябва да се вземат предвид и други фактори:

1. За да се намалят топлинните загуби или да не замръзнат изобщо тръбите в главната линия между къщата и кладенците или колектора, е необходимо те да се полагат на дълбочина под нивото на замръзване. В Крим са достатъчни 0,75 метра, а на московска географска ширина - поне 1,5 метра.
2. Най-големите топлинни загуби обикновено са през прозорците. Затова тройното остъкляване не е лукс - то е икономически оправдано строително решение. Идеалният вариант е да се използва стъкло, което може да отразява инфрачервените лъчи.
3. При варианта с два кладенеца за вземане и изхвърляне на вода разстоянието между тях трябва да бъде най-малко 20 метра.
4. По-добре е първо да изпробвате домашно приготвения TH в сервизно помещение или гараж. Инсталирането на подово отопление в жилищно помещение е свързано с допълнителни разходи.

Домашен уред от стар хладилник

Трудно е да се сглоби термопомпа въздух-въздух от отделни компресори и кондензатори със собствените си ръце без специализирани инженерни познания. Но за малка стая или оранжерия можете да използвате стар хладилник.

Най-простата термопомпа въздух-въздух може да се направи от хладилник, като се изтегли въздуховод от улицата и се окачи вентилатор на задната решетка на топлообменника.

За тази цел трябва да направите два отвора в предната врата на хладилника. Първият ще вкарва външния въздух във фризера, а вторият ще го връща обратно навън.

По време на преминаването си през вътрешната камера той отдава част от съдържащата се в него топлина на фреона.

Алтернативно, охладителният агрегат може просто да бъде вграден в стената с отворена навън врата и топлообменник в задната част на помещението. Въпреки това трябва да имате предвид, че този нагревател няма да е много мощен и ще консумира много електроенергия.

Въздухът в помещението се загрява от топлообменник в задната част на хладилника. Такава термопомпа обаче може да работи само при външни температури от поне пет градуса по Целзий.

Този домакински уред е предназначен изключително за употреба на закрито.

В голяма еднофамилна къща системата за въздушно отопление трябва да се допълни с въздуховоди, които разпределят топлия въздух равномерно в стаите.

Монтажът на термопомпа въздух-въздух е много лесен. Външното и вътрешното тяло трябва да бъдат инсталирани и след това свързани помежду си с верига за отоплителна среда.

Първата част на системата се поставя на открито: директно на фасадата, на покрива или в непосредствена близост до сградата. Втората част може да се постави на тавана или на стената в къщата.

Препоръчително е външното тяло да се монтира на няколко метра от входа на вилата и далеч от прозорците, като се има предвид шумът, който издава вентилаторът.

Вътрешното тяло трябва да се монтира така, че топлият въздух от него да се разпределя равномерно в помещението.

Ако се планира отопляване на къща с няколко стаи на различни етажи с термопомпа въздух-въздух, е необходимо да се оборудва системата от вентилационни канали с принудително обдухване.

В този случай е най-добре системата да се проектира от компетентен инженер, тъй като в противен случай капацитетът на термопомпата може да се окаже недостатъчен за всички помещения.

Електромерът и защитното устройство трябва да могат да издържат на пиковите натоварвания, създавани от термопомпата. Ако температурата зад прозореца спадне внезапно, компресорът ще консумира няколко пъти повече електроенергия от обикновено.

Най-добре е за подобен въздушен нагревател да се прокара отделна захранваща линия от разпределителното табло.

Особено внимание трябва да се обърне на монтажа на тръбите за фреон. Дори най-малкият стружкообразуващ елемент вътре може да повреди компресорното оборудване.

Уменията за запояване на мед са задължителни тук. Зареждането с хладилен агент трябва да бъде поверено на професионалист, за да се избегнат проблеми с изтичането на хладилен агент.

Ефективност и принцип на работа на термопомпата

Ефективността на термопомпата за отопление винаги ще бъде по-голяма от 1. При геотермалните системи коефициентът на преобразуване на топлината е по-точен. Ако тя е 4, това означава, че при мощност 1 kW термопомпата произвежда 4 kW, от които 3 kW идват от земята.

Принципът, на който се основава работата на термопомпа за отопление на дома, е разработен в началото на 19-ти век от инженера Сади Карно и е наречен цикъл на Карно. Тя е в основата на работата на обикновен домашен хладилникпри която храната се охлажда, като топлината се разсейва чрез радиатор навън. Но едва отскоро термопомпата се използва за отопление на къщи, където се основава на обратния цикъл на Карно.

Термопомпата за отопление на дома е устройство, в което нискотемпературната топлина се преобразува във високотемпературна топлина, която се използва за отопление. Източниците на топлина са земя, вода и въздух (първият е най-разпространен, тъй като е ефективен (макар че от значение е нивото на топлоизолация на къщата, използваният метод за отопление и т.н.) и има оптимално съотношение цена/качество).

Термопомпа, предназначена за отопление на къща, изисква електричество за работа, но при разход на 1 kW електричество произведената топлинна енергия е 4-6 kW.

Освен за отопление на къщата през лятото термопомпата може да работи и като климатик, за което е достатъчно системата да може да работи в реверсивен режим. Термопомпите се разделят на няколко вида:

• "от земята до водата";
• "земя-въздух;
• "земя към вода; земя към въздух; вода към вода;
• "вода към въздуха; - вода към въздуха; - вода към въздуха.
• "въздух-вода";
• "въздух до въздух.

По-долу е представено подробно описание на работата на различните видове термопомпи за отопление на дома.

Технология на инсталиране

Сглобяването на този тип оборудване се извършва на няколко етапа:

• изготвя се проект;
• са събрани колекторни съобщения;
• в системата е инсталирана термопомпа.
• оборудването е инсталирано вътре в къщата;
• се излива топлоносителят.

По-долу ще разгледаме как да инсталирате термопомпа със собствените си ръце, стъпка по стъпка.

Как се прави проект

Разбира се, преди да се пристъпи към сглобяване на комуникации от този тип, трябва да се направят всички необходими изчисления. Работата на външната част на системата трябва да бъде напълно координирана с тази на вътрешната част. Изчисленията се правят в зависимост от избрания тип оборудване. За хоризонтални колектори изчислението е следното:

• Определя се необходимото количество антифриз. Използва се формулата Vs = Qo-3600 / (1,05-3,7-t), където Qo е топлинната мощност на източника на топлина, t е температурната разлика между потока и връщането. Qo се изчислява като разлика между мощността на помпата и електрическата енергия, използвана за загряване на хладилния агент.
• Определя се необходимата дължина на колектора. Формулата е следната: L = Qo/q, където q е специфичната входяща топлина. Стойността на последната зависи от вида на почвата в района. Например за глина тя е 20 W на квадратен метър, за пясък - 10 W и т.н.
• Определете необходимата площ за полагане на колектора. В този случай изчислението се прави по формулата A = L-da, където da е височината на тръбите.

Капацитетът на термопомпата се определя на базата на приблизително 70 вата топлина на m2 при височина на тавана от 2,7 метра. Обикновено колекторните тръби са разположени на разстояние 0,8 m или малко по-голямо.

Как се сглобява термопомпа

Оборудването от този тип е доста скъпо. Конструкцията на термопомпата е сравнително проста. Затова е възможно да го направите и самостоятелно. Тази процедура се извършва приблизително по следния начин:

• Закупува се компресор (може да се използва оборудване от климатик).
• Корпусът на кондензатора е изработен. За тази цел резервоарът от неръждаема стомана с вместимост 100 л се разрязва наполовина.
• Можете също така да направите намотка. Обвивате газова или кислородна бутилка около медна тръба от хладилник. Това може да се фиксира с помощта на алуминиеви перфорирани ъгли.
• Намотката се поставя в корпуса и последният се запоява.
• Изпарителят е направен от пластмасов резервоар с обем 80 литра. В него е монтирана намотка от ¾" тръба.
• Водопроводните тръби са свързани към изпарителя за подаване и отвеждане на водата.
• Системата се пълни с хладилен агент. Тази операция трябва да бъде поверена на експерт. Ако не го направите правилно, може не само да повредите сглобеното оборудване, но и да се нараните.

Монтиране на връзките на колектора

Процедурата за монтаж на външния отоплителен кръг също зависи от типа на колектора. За вертикален колектор се правят сондажи на дълбочина от 20 до 100 метра. За хоризонтален колектор се изкопава траншея с дълбочина 1,5 m. На следващия етап се полагат тръбите. До хоризонталния колектор не трябва да растат дървета, тъй като корените им могат да повредят тръбите. За сглобяването на последните могат да се използват полиетиленови тръби с ниско налягане.

Инсталиране на оборудването

Тази операция се извършва по обичайния начин. Това означава, че в помещенията се монтират радиатори, които се свързват с котела. На обратната тръба са монтирани разширителен съд, филтър и циркулационна помпа на байпаса. Възможно е също така да се сглоби и свърже система за подово отопление към термопомпата. На последния етап избраният вид топлоносител се излива във външните и вътрешните кръгове.

Както виждате, възможно е сами да монтирате термопомпата и колектора. От технологична гледна точка тази процедура не е особено сложна. Въпреки това, за разлика от други видове подобно оборудване, сглобяването на подобна система, дори и на хоризонталния тип - операцията е физически доста трудоемка. Ами същото за вертикалната да сондират самостоятелно без специално оборудване и е почти нереалистично. Ето защо може да се окаже целесъобразно да се наемат специалисти, които да извършат изчисленията и да работят по сглобяването на системата. Днес на пазара има фирми, които монтират оборудване като термопомпа "до ключ".

Какво представлява термопомпата за отопление на частен дом? Как работи?

Специалното устройство, което може да извлича топлина от околната среда, се нарича термопомпа.

Тези устройства се използват като основен или допълнителен метод за отопление на помещения. Някои устройства работят и за пасивно охлаждане на сградата - в този случай помпата се използва както за лятно охлаждане, така и за зимно отопление.

Енергията на околната среда се използва като гориво. Този нагревател извлича топлина от въздуха, водата, подпочвените води и т.н. и затова се класифицира като възобновяем източник на енергия.

Важно: Тези термопомпи изискват електрическа връзка. Всички нагреватели включват изпарител, компресор, кондензатор и разширителен клапан. В зависимост от източника на топлина се различават водни, въздушни и други единици.

Принципът на действие е много подобен на този на хладилника (само че хладилникът изхвърля горещ въздух, а помпата извлича топлина).

В зависимост от източника на топлина се прави разграничение между водонагреватели, въздухонагреватели и други устройства. Принципът на действие е много подобен на този на хладилника (само че хладилникът излъчва горещ въздух, а помпата абсорбира топлината).

Всички термопомпи се състоят от изпарител, компресор, кондензатор и разширителен клапан. В зависимост от източника на топлина се различават водни, въздушни и други отоплителни уреди. Принципът на работа е много подобен на този на хладилника (само че хладилникът излъчва горещ въздух, а помпата абсорбира топлината).

Повечето агрегати работят както при положителни, така и при отрицателни температури, но ефективността на агрегата е в пряка зависимост от външните условия (т.е. колкото по-висока е температурата на околната среда, толкова по-мощно ще бъде устройството). Като цяло устройството работи по следния начин:

1. Термопомпата влиза в контакт с околната среда. Обикновено устройството извлича топлина от земята, въздуха или водата (в зависимост от вида на устройството).
2. Вътре в устройството е монтиран специален изпарител, който е пълен с хладилен агент.
3. При контакт с външната среда хладилният агент кипи и се изпарява.
4. След това хладилният агент постъпва в компресора под формата на пара.
5. Хладилният агент се компресира там - температурата на хладилния агент се повишава значително.
6. След това нагретият газ постъпва в отоплителната система, която загрява първичния топлоносител, използван за отопление на помещенията.
7. Хладилният агент се охлажда малко по малко. Накрая се превръща отново в течност.
8. След това течният хладилен агент влиза в специален вентил, който сериозно понижава температурата му.
9. Накрая хладилният агент отново влиза в изпарителя, след което цикълът на нагряване се повтаря.

Снимка 1. Принцип на работа на термопомпата земя-вода. Синият цвят показва студения топлоносител, а червеният - горещия топлоносител.

Предимства:

• Щадящ околната среда. Те са възобновяем източник на енергия, който не замърсява атмосферата със своите емисии (докато природният газ отделя вредни парникови газове, а електроенергията често се произвежда чрез изгаряне на въглища, които също замърсяват въздуха).
• Добра алтернатива на газта. Термопомпата е идеална за отопление на помещения в случаите, когато използването на газ е трудно по някаква причина (напр. когато къщата се намира далеч от всички основни комунални услуги). Предимството на помпата пред отоплението с газ е и в това, че за инсталирането на такова устройство не се изисква разрешение от правителството (но все пак ще трябва да го получите, ако пробиете дълбок кладенец).
• Нескъп допълнителен източник на топлина. Помпата е идеална като евтин допълнителен източник на топлина (оптимално е да се използва газ през зимата и помпа през пролетта и есента).

Недостатъци:

1. Топлинни ограничения, ако се използват водни помпи. Всички термопомпи функционират добре при положителни температури, докато при отрицателни температури много помпи спират да работят. Това се дължи главно на факта, че водата замръзва и не може да се използва като източник на топлина.
2. Проблеми могат да възникнат при устройства, които използват вода като източник на топлина. Ако за отопление се използва вода, трябва да се намери стабилен източник на вода. Обикновено за тази цел трябва да се направи сондаж, което може да увеличи разходите за инсталиране на устройството.

Предупреждение! Термопомпите обикновено са 5-10 пъти по-скъпи от газовите котли и затова използването на такива устройства може да не е оправдано в някои случаи (може да отнеме няколко години, докато помпата се изплати).

Принцип на действие на термопомпите

Струва си да се отбележи, че почти всяка среда притежава топлинна енергия. Защо да не използвате възможната топлина за отопление на къщата си? Термопомпата ще ви помогне да го направите.

Принципът на работа на термопомпата е следният: топлината се предава на топлоносителя от източника на енергия с нисък потенциал. На практика тя работи по следния начин.

Топлоносителят преминава през тръби, които са заровени например в земята. След това топлоносителят постъпва в топлообменника, където събраната топлинна енергия се предава на втория кръг. Хладилният агент, който се намира във външния кръг, се нагрява и се превръща в газ. След това газообразният хладилен агент преминава в компресора, където се компресира. Това води до още по-голямо загряване на хладилния агент. Горещият газ отива в кондензатора и там топлината се предава на отоплителния агент, който вече отоплява самата къща.

Геотермално отопление за вашия дом: принцип на действие

Хладилните системи се основават на подобен принцип. Това означава, че хладилните системи могат да се използват и за охлаждане на въздуха в помещенията.

Видове термопомпи

Съществуват няколко вида термопомпи. Но най-често устройствата се класифицират според естеството на топлоносителя във външната верига.

Устройствата могат да черпят енергия от

• вода,
• земята,
• въздух.

Получената в резултат на това енергия в къщата може да се използва за отопление на помещенията, за подгряване на вода. Ето защо съществуват няколко вида термопомпи.

Термопомпи: земя-вода

Най-добрата алтернатива за алтернативно отопление е получаването на топлинна енергия от земята. Още на дълбочина шест метра земята има постоянна и непроменлива температура. Като нагревателна среда в тръбите се използва специална течност. Външният кръг на системата е изработен от пластмасови тръби. Тръбите в земята могат да се поставят вертикално или хоризонтално. Ако тръбите са разположени хоризонтално, трябва да се осигури по-голяма повърхност. Когато тръбите са разположени хоризонтално, не е възможно земята да се използва за земеделски цели. Могат да се засаждат само тревни площи или едногодишни растения.

За да се положат тръбите вертикално в земята, трябва да се направят няколко сондажа на дълбочина 150 метра. Това би било ефективна геотермална помпа, тъй като температурата на голяма дълбочина в близост до земята е висока. За предаване на топлината се използват дълбоки сонди.

Тип помпа вода-вода

Топлина може да се получи и от вода, която се намира дълбоко под земята. Могат да се използват езера, подпочвени води или отпадъчни води.

Струва си да се отбележи, че между двете системи няма съществени разлики. Най-малките разходи са необходими, когато се създава система за получаване на топлина от воден басейн. Тръбите се пълнят с топлоносител и се потапят във вода. За термопомпена система за подпочвени води е необходим по-сложен дизайн.

Помпи въздух-вода

Възможно е също така да се събира топлина от въздуха, но в региони с много студени зими тази система не е ефективна. Инсталацията обаче е много проста. Необходимо е само да изберете и инсталирате правилното устройство.

Малко повече за принципа на действие на геотермалните помпи

Използването на термопомпи за отопление е много изгодно. Къщите с повече от 400 квадратни метра жилищна площ бързо ще си възвърнат разходите за системата. Но ако къщата ви не е много голяма, можете да си направите отоплителна система със собствените си ръце.

Първо трябва да си купите компресор. Достатъчно е устройство, оборудвано с нормален климатик. Монтира се на стената. Кондензаторът може да бъде изработен самостоятелно. Трябва да направите намотка от медни тръби. Той е поставен в пластмасов корпус. Изпарителят също е монтиран на стената. Запояването, пълненето с фреон и други подобни дейности трябва да се извършват само от професионалист. Неправилното боравене няма да доведе до добър резултат. Не само това, но може и да се нараните.

Преди да пуснете термопомпата в експлоатация, трябва да проверите състоянието на електрическата система на къщата. Мощността на измервателния уред трябва да е 40 ампера.

Домашна геотермална термопомпа

Трябва да се отбележи, че самостоятелно направената термопомпа не винаги оправдава очакванията. Причината за това е липсата на правилни топлинни изчисления. Системата е с малък капацитет и разходите за поддръжка се увеличават

Затова е важно всички изчисления да се извършват точно.

Характеристики на термопомпена система въздух-вода

Термопомпата, която се разглежда в тази статия, за разлика от други модификации на подобно устройство (по-специално вода-вода и земя-вода), има редица предимства

• спестява електроенергия;
• инсталацията не изисква мащабни земни работи, сондиране на кладенци, получаване на специални разрешителни;
• Ако системата е свързана със слънчеви панели, тя може да бъде напълно автономна.

Термичната система, която събира енергията на вятъра и я прехвърля във вода, има явното предимство, че е 100% екологична.

Преди проектирането на помпата е важно да се установи кога системата е най-ефективна и кога не.

Термопомпена система, която извлича енергия от въздушната маса, може да се използва за отопление на всички видове топлоносители, използвани в CIS: вода, въздух, пара.

Специфики на приложение и работа

Термопомпата работи продуктивно само в температурния диапазон от -5 до +7 градуса. При температури на въздуха между +7 градуса системата ще произвежда повече топлина, отколкото е необходимо, а при температури под -5 градуса няма да произвежда достатъчно топлина за отопление. Това е така, защото концентрираният фреон в структурата кипи при -55 градуса.

Теоретично системата може да произвежда топлина дори при 30-градусов студ, но тя няма да е достатъчна за отопление, тъй като топлинната мощност зависи пряко от разликата между температурата на кипене на хладилния агент и температурата на въздуха.

Поради това тази система не е подходяща за хора, живеещи в северните райони, където студеното време настъпва по-рано, но в южните райони тя може да работи ефективно в продължение на няколко студени месеца.

Ако помещението е със стандартни радиатори, термопомпата ще бъде по-малко ефективна. Устройството "въздух-вода" работи най-добре с конвектори и други радиатори с голяма площ, както и с подово отопление и водни стенни отоплителни системи.

Самото помещение също трябва да бъде добре изолирано отвън, с вградени многокамерни прозорци, които осигуряват по-добра изолация от обикновените дървени или пластмасови прозорци.

Термопомпата работи най-добре със система за подово отопление, която не изисква температурата на отоплителната среда да надвишава 40-45ºC.

Собственоръчно изработената термопомпа може ефективно да отоплява къщи с площ до 100 кв. м и има гарантирана мощност от 5 kW. Трябва да се разбере, че фреонът не може да се налее достатъчно добре в домашна конструкция, така че трябва да очаквате температура на кипене до -22 градуса по Целзий.

Домашният агрегат е идеален за отопление на гараж, оранжерия, стопански постройки, малък частен басейн и др. Системата обикновено се използва за допълнително отопление.

При всички случаи е необходим електрически котел или друго конвенционално оборудване за отоплителния сезон. Препоръчва се термопомпата да се изключва по време на силни студове (-15-30 градуса), за да се избегне загуба на енергия, тъй като през този период ефективността е не повече от 10%.

Термопомпите осигуряват достатъчно енергия за затопляне на вода в закрити частни плувни басейни (+)

Как работи системата

Работната среда в конструкцията е въздухът. Кислородът влиза в изпарителя през външното тяло, където взаимодейства с хладилния агент.

Поради температурата фреонът се превръща в газ (тъй като кипи при -55 градуса) и навлиза в компресора в загрята форма под налягане. Устройството компресира газа, като по този начин повишава температурата му.

Горещият фреон влиза в кръга на резервоара за съхранение (кондензатор), където отдава топлина на водата, която след това може да се използва за организиране на отопление и БГВ. В кондензатора фреонът е лишен само от част от топлината си и все още е в газообразно състояние.

Преминавайки през дросела, хладилният агент се разпръсква, което води до понижаване на температурата му. Фреонът се превръща в течност и като такава преминава в изпарителя. Цикълът се повтаря.

Илюстрацията показва схематично представяне на принципа на елементарна термопомпа, разделена от компресор и разширител на два кръга - кръг с високо налягане и кръг с ниско налягане.

Ако искате сами да изградите термопомпа от изхвърлени материали и стари уреди, например стар хладилник, информацията в препоръчаната от нас статия ще ви бъде полезна.

Заключение и полезно видео по темата

Видеоклипът представя принципа на работа и характеристиките на устройството:

В резултат на това можем да заключим, че термопомпата вода-вода се счита за ефективно екологично оборудване, създадено за отопление на къщи с площ до 150 квадратни метра. При подреждането на помещенията на по-голяма площ вече може да се наложи доста сложно инженерно проучване.

Ако имате някакви въпроси, докато четете предоставената информация, моля, не се колебайте да ги зададете в полето по-долу. Очакваме вашите коментари, въпроси по темата, разкази и снимки за изграждането на мини водноелектрическа централа. Интересуваме се от вашето мнение.