Šilumos siurblys namų šildymui: tipai, efektyvumas, įrengimo kaina

Autonominės šildymo sistemos yra tai, kas paverčia kaimo namą tikrai "tvirtove". Įsirengę patikimą ir energiją taupančią konstrukciją, atsikratysite monopolininkų diktato ir galėsite reguliuoti klimatą savo namuose taip, kaip jums atrodo tinkama. Yra daugybė autonominių šildymo sistemų konstrukcijų. Jie skirstomi į tipus pagal šiluminės energijos šaltinį. Tai gali būti kietasis kuras, elektra, dujų tiekimas arba saulės energija. Neseniai šioje rinkoje pasirodė šviežia naujovė – šilumos siurblys, kuris naudoja stabilią žemės vidaus temperatūrą namui šildyti.

Privataus namo šilumos siurblys - bendroji pjūvių schema

Šilumos siurblio, skirto privačiam namui šildyti, veikimo principas: paaiškiname ant pirštų

Jei atsisakysime visų techninių punktų, galime pateikti pavyzdį, kuris kartą ir visiems laikams padės suprasti, kaip šilumos siurblys gali šildyti jūsų namus, išleisdamas tokį nereikšmingą elektros energijos kiekį. Įsivaizduokite, kad jūsų privataus namo šildymo sistemoje: akumuliatoriniai radiatoriai, vamzdžiai (vidinė grandinė) - pilama 100 litrų šalto vandens, kurio temperatūra 2 laipsnių Celsijaus. Tiesite labai ilgą plastikinį vamzdį apie 2 metrus po žeme, kurio tarnavimo laikas iki 100 metų (išorinis kontūras). Į požeminį vamzdį įpilama apie 1000 litrų darbinio skysčio. Saulė šildo mūsų planetą ištisus metus ir sušildo jos vidurius iki +7 +8 laipsnių Celsijaus. Iš viso turime 1000 litrų skysčio, kurio temperatūra +7,5 laipsnio. Dabar įsijungia pats terminis katilas, kuris kaip sulčiaspaudė iš kiekvieno litro darbinio skysčio ištraukia 7,5 laipsnio, parašykime formulę: 1000l. x 7,5 = 7500 grynos energijos laipsnių. Ši švari energija perduodama vandeniui pačioje šildymo sistemoje, ko pasekoje gauname 100 litrų vandens, kurio temperatūra 7500/100 = 75 laipsniai, neblogai, tiesa? Visos pagrindinės energijos sąnaudos išleidžiamos dviem siurbliams, kurie perpumpuoja darbinį skystį per išorinių (požeminių) ir vidinių (namų) grandinių sistemas bei kompresorių, kuris sukuria slėgį. Pasirodo, pagrindiniai darbiniai arkliukai yra siurbliai, todėl ir pačios sistemos pavadinimas – „Šilumos siurblys“.

Tačiau kaip šis „Stebuklų katilas“ sugeba paimti energiją ir sutelkti ją į daug aukštesnę temperatūrą? Tai labai paprasta, ar kada susimąstėte, kaip veikia jūsų šaldytuvas ar oro kondicionierius? Gal jums oro kondicionierius yra paslaptis, bet jis veikia ir namo šildymo sistema su šilumos siurbliu veiks lygiai taip pat, tai kaip šaldytuvas atvirkščiai. Schematiškai tai gali būti pavaizduota taip:

Šilumos siurblių naudojimas Rusijoje tik įgauna pagreitį. Ši informacija tik pradeda sklisti profesionalioje statybų aplinkoje. Taip pat informacija apie šias sistemas vis dar mažai žinoma Rusijos vartotojams. Tačiau ši naujovė jau plačiai paplitusi ir maždaug trisdešimt metų tokios konstrukcijos naudojamos privatiems namams šildyti. Ypatingas šių struktūrų pranašumas yra tai, kad jose naudojami atsinaujinantys energijos šaltiniai. Šis metodas apima vienkartines sistemos įsigijimo ir įrengimo išlaidas, mažas reguliarios priežiūros išlaidas ir visiškai nemokamą energiją. Tai svarbu atsižvelgiant į sparčiai augančius bet kokios rūšies energijos tarifus.

Kokios yra šilumos siurblio dalys?

Atsižvelgiant į konstrukcijos ypatybes, visa šildymo sistemų su „šilumos siurbliais“ šeima yra padalinta į tris pagrindinius komponentus:

• Išorinis kontūras. Ši konstrukcija dedama į rezervuarus arba tiesiai į žemės storį ir skirta natūraliai žemės šilumai surinkti.
• Pats šilumos siurblys. Ši įranga veikia priešingu įprastinio buitinio šaldytuvo principu ir perduoda į patalpą šilumą, sukauptą žemės ar vandens iš ankstesnio saulės energijos poveikio.
• Vidinis kontūras. Tai klasikinė šilumos ir karšto vandens paskirstymo namuose sistema.

Šilumos siurblio išorinis šildymo kontūras

Pagrindinis tokių sistemų išorinės grandinės elementas yra šilumokaitis. Jis montuojamas iš plastikinių vamzdžių, specialiu būdu išdėstytų žemės ar rezervuaro storyje. Vamzdžiai gali būti klojami vertikaliu, horizontaliu arba „vandens“ būdu. Klojimo būdas pasirenkamas atskirai kiekvienai sistemai, nes yra tam tikrų apribojimų. Vamzdžių viduje yra aušinimo skystis - antifrizas. Jis turi žemą užšalimo tašką. Paprastai šiems tikslams naudojamas propilenglikolis arba etilo alkoholis.

• Horizontalus vamzdžių klojimas dažniausiai naudojamas esant dideliam asmeniniam sklypui, nes virš vamzdžių neturėtų būti pastatų. Kiekvienam regionui vamzdžiai dedami į atskirą gylį. Taigi Sibirui ši vertė yra 1,8 metro. Vamzdžių tranšėjos klojamos išilgai vyniojimo linijos.
• Vertikalus vamzdžių išdėstymo būdas reikalauja didelių darbo ir finansinių išlaidų, nes tai susiję su gilių gręžinių gręžimu. Šuliniai gali būti iki 100 metrų gylio. Bet iš kitos pusės tokias sistemas galima įrengti net ir nedideliame asmeniniame sklype.
• Vandens vamzdžių klojimo būdą reikėtų rinktis, jei šalia yra ežeras ar upė. Vamzdžiai dedami į vandenį žemiau žiemos užšalimo lygio. Tai pigiausias vamzdžių išdėstymo būdas, nes jis žymiai sumažina išorinio kontūro ilgį. Dujotiekio išdėstymo gylis ir ilgis apskaičiuojamas individualiai, priklausomai nuo regiono. Žiemą vanduo rezervuaruose užšąla tik paviršiuje, o rezervuaro gilumoje jo temperatūra išlieka teigiama.Tačiau šis teiginys galioja ne visiems rezervuarams – atšiaurią žiemą nedideli ežerėliai ir upeliai gali užšalti iki dugno. Be to, toks vamzdynas gali būti pažeistas pavasarinio ledo dreifo metu. Kelia klausimus ir reguliavimo organizacijų požiūrį į vamzdžių su antifrizu išdėstymą rezervuarų teritorijoje.

Šilumos siurblio įrenginio techninės savybės

Tokios konstrukcijos, kaip taisyklė, perkamos „surinkimu“ ir susideda iš šių komponentų:

• katilas,
• Išorinio kontūro siurbimo įrenginys,
• Vidinio šilumos paskirstymo kontūro siurbimo įrenginys,
• Automatinė valdymo sistema.

Pats šilumos siurblys atrodo kaip didelis dujinis katilas, prijungtas prie keturių vamzdžių:

• Išorinės grandinės įėjimas ir išėjimas
• Į šildymo sistemos tiekimą ir grąžinimą.

Toks įrenginys, nepaisant tvirtos paskirties, yra gana kompaktiško dydžio ir savo išvaizda bei triukšmo lygiu primena įprastą buitinį šaldytuvą. Šis dizainas gali būti montuojamas bet kurioje jūsų pastato ūkinėje patalpoje, jam nėra keliami specialūs inžineriniai reikalavimai.

Šilumos siurblys gali veikti kaip šilumos šaltinis šildymo ar karšto vandens sistemoms, arba jis gali gaminti šaltį oro kondicionavimui. Apie 80 procentų darbui reikalingos energijos jis gauna iš išorinės atsinaujinančios energijos, sukauptos grunte arba vandens storymėje.

Kaip veikia šilumos siurblio vidinė grandinė

Vidinė tokių sistemų kontrolė yra gana tradicinė. Patalpų šildymas arba, priešingai, vėsinimas gali būti šildomos grindys vandens aušinimo skysčiu arba specialiais įrenginiais – fan coil įrenginiais, primenančiais patobulintą kondicionierių.

Tokiose sistemose tradiciniai šildymo radiatoriai nenaudojami, nes maksimali aušinimo skysčio temperatūra neviršija 55 laipsnių Celsijaus.

Labiausiai pageidautina montuoti ventiliatoriaus kolektorius, nes jie gali efektyviau veikti tiek ventiliatoriaus šildytuvo režimu šaltomis žiemomis, tiek vėsinančio oro kondicionieriaus režimu karštą vasarą. Vasarą iš ventiliatoriaus sklindančio oro temperatūra gali siekti minimalią 7 laipsnių vertę, ko tikrai pakaks efektyviai vėsinti namus.

Akivaizdūs šilumos siurblio įrengimo privalumai privačiam namui šildyti

Apsvarstykite pagrindinius tokių sistemų pranašumus:

• Visų pirma, jie yra itin ekonomiški. Skaičiavimai rodo, kad šildymo išlaidos naudojant tokią sistemą sumažėja septynis kartus. Sistemos veikimui reikalinga elektros energija, tačiau tik 1 kilovatas elektros jums suteiks 4-7 kilovatus šiluminės energijos, iš kurios iki 85 procentų jums bus suteikta visiškai nemokamai. Tuo pačiu metu sistema gali vienodai efektyviai šildyti kambarį ir jį vėsinti.
• Šios sistemos turi labai mažas eksploatacines išlaidas. Mokėti teks tik už nedidelį sunaudotą elektros energijos kiekį.
• Nereikia lakstyti po valdžios institucijas, derinant namo prijungimą prie pagrindinių šilumos tiekimo linijų, prie dujotiekio. Jums nereikės jaudintis dėl lūžių ir nuotėkių šiose trasose.
• Vienintelis tokios sistemos trūkumas yra jos įrengimo kaina. Tačiau nesunkiai įvertinsite, kiek metų įdiegta sistema gali mokėti už jos įsigijimą ir įrengimą.

Ar apsimoka įrengti šilumos siurblį šiuolaikinėmis sąlygomis (vaizdo įrašas):

Šilumos siurblio sistemos dalių montavimas

Išstudijavę šildymo ir oro kondicionavimo sistemų, pagrįstų šilumos siurbliais, įrengimo tvarką, šį procesą galite lengvai atlikti patys. Bet kokiu atveju, turėdami reikiamų žinių, galėsite teisingai patikrinti trečiųjų šalių tokio darbo eigą.

Pradiniame etape apskaičiuojama reikiama sistemos galia. Tam įvertinami galimi pastato šilumos nuostoliai.

Toliau parenkama reikiama sistemos konfigūracija: apskaičiuojamas reikalingas išorinės grandinės ilgis ir gylis, „šilumos siurblio“ galia bei vidinės grandinės šildymo ir vėsinimo įrenginių tūris ir vieta.

Kitame etape šuliniai gręžiami po išoriniu šildymo ir vėsinimo sistemos kontūru.

šulinio gręžimas

Išgręžtuose gręžiniuose įrengiami specialūs, surenkami geoterminiai zondai.

geoterminiai jutikliai (išvaizda)

nuleidžiant jutiklį į šulinį

Išorinė sistemos grandinė yra prijungta prie kolektoriaus, esančio pastato viduje. Lygiagrečiai gaminamas ir montuojamas pats išorinės grandinės kolektorius.

kolektoriaus jungtis 1

kolektoriaus jungtis 2

griovys šildymo sistemai

išorinės grandinės kolektorius

Suskaičiuota ir suprojektuota šildymo ir vėsinimo sistema. Iš karto po skaičiavimo įrengiamas: statoma grindinio šildymo arba kombinuotų ventiliatorių sistema. Naudojant fan coil įrenginius, ventiliacijos kanalai įrengiami iki jų vietos.

grindų fakenolis

kabantis faknoll

grindų šildymo kolektorius

šildymo sistemos kolektorius

kolektoriaus montavimas

Visa sistema yra sujungta į vieną visumą.Po surinkimo visa sistema užpildoma darbiniais skysčiais ir atliekama bandomoji jungtis.

pilna šildymo įranga

Kurį laiką pastatyta sistema veikia įvairiais darbo režimais. Atsižvelgiant į pasiektus rodiklius, atliekamas tikslus reguliavimas ir derinimas.

Dėl technologinio reguliavimo sudėtingumo kontroliniai rodikliai iš sistemos paimami kas mėnesį vienerius metus. Ateityje sistema, kaip taisyklė, pradeda veikti metiniu ciklu ir nereikalauja tokių dažnų patikrinimų.

Nemažai organizacijų, kurios diegia šildymo ir vėsinimo sistemas naudojant „šilumos siurblius“, siūlo nuotolinio sistemos parametrų reguliavimo ir konfigūravimo paslaugas. Tokiu atveju montuotojo fizinis buvimas jūsų namuose nėra būtinas.

Vis dar nesuprantate, kaip šilumos siurblys gali šildyti jūsų namus? Žiūrėkite mokomąjį vaizdo įrašą

Šilumos siurblių tipai priklausomai nuo sistemos tipo (vaizdo įrašas)

Yra keletas šilumos siurblių sistemų tipų, siūlome susipažinti su kiekvieno tipo ypatybėmis, visi privalumai ir trūkumai pateikiami vaizdo įraše. Tikimės, kad peržiūrėję tikrai nuspręsite, kuris tipas geriausiai tinka jūsų atveju!

vanduo-vanduo

Oras į vandenį

Oras į orą

gruntinis vanduo

Ar galima šilumos siurblį pasigaminti savo rankomis?

Jei jaučiatės pakankamai stiprūs, kad sukurtumėte kažką grandiozinio, galite pradėti nuo nepriklausomos autonominės savo namų šildymo sistemos. Šilumos siurblio kūrimo iš seno oro kondicionieriaus procesas yra išsamiai aprašytas šiame vaizdo įraše, jei laikysitės visų jo patarimų, jums tikrai pasiseks ir sutaupysite daug pinigų, sėkmės kuriant!

Sumontavę – parašykite mums apie savo rezultatą, mums bus malonu sužinoti, kiek sutaupėte sumontavę šilumos siurblį. Savo patarimais padėsite tiems, kurie tik ruošiasi prisijungti prie progresyvios žmonijos dalies!