Pompa ciepła do ogrzewania domu: rodzaje, wydajność, koszt instalacji

Autonomiczne systemy grzewcze sprawiają, że wiejski dom jest naprawdę „twierdzą”. Instalując niezawodną i energooszczędną konstrukcję, pozbędziesz się nakazów monopolistów i będziesz mógł regulować klimat w swoim domu według własnego uznania. Istnieje wiele projektów autonomicznych systemów grzewczych. Są one podzielone na typy w zależności od źródła energii cieplnej. Może to być paliwo stałe, prąd, gaz lub energia słoneczna. Ostatnio na tym rynku pojawiła się nowa innowacja - pompa ciepła wykorzystująca stabilną temperaturę wnętrza ziemi do ogrzewania domu.

Pompa ciepła prywatnego domu - ogólny schemat przekrojowy

Zasada działania pompy ciepła do ogrzewania prywatnego domu: wyjaśniamy na palcach

Jeśli odrzucimy wszystkie kwestie techniczne, możemy podać przykład, który raz na zawsze pomoże Ci zrozumieć, jak pompa ciepła może ogrzać Twój dom, zużywając tak znikomą ilość energii elektrycznej. Wyobraź sobie, że w systemie grzewczym twojego prywatnego domu: grzejniki akumulatorowe, rury (obwód wewnętrzny) - wlewa się 100 litrów zimnej wody o temperaturze 2 stopni Celsjusza. Układasz bardzo długą plastikową rurę około 2 metrów pod ziemią, o żywotności do 100 lat (obrys zewnętrzny). W podziemnej rurze umieszcza się około 1000 litrów płynu roboczego. Słońce ogrzewa naszą planetę przez cały rok i rozgrzewa jej wnętrzności do temperatury +7 +8 stopni Celsjusza. Łącznie mamy do dyspozycji 1000 litrów płynu o temperaturze +7,5 stopnia. Teraz w grę wchodzi sam bojler termiczny, który niczym sokowirówka pobiera 7,5 stopnia z każdego litra płynu roboczego, napiszmy wzór: 1000l. x 7,5 = 7500 stopni czystej energii. Ta czysta energia jest przekazywana do wody w samym systemie grzewczym, w efekcie otrzymujemy 100 litrów wody o temperaturze 7500/100 = 75 stopni, nieźle, prawda? Wszystkie główne koszty energii są wydawane na dwie pompy, które pompują płyn roboczy przez systemy obwodów zewnętrznych (podziemne) i wewnętrzne (domowe) oraz sprężarkę wytwarzającą ciśnienie. Okazuje się, że głównymi końmi roboczymi są pompy, stąd nazwa samego systemu - „Pompa ciepła”.

Ale w jaki sposób ten „Cudowny Kocioł” potrafi pobierać energię i koncentrować ją do znacznie wyższej temperatury? To bardzo proste, czy zastanawiałeś się kiedyś, jak działa Twoja lodówka lub klimatyzator? Może klimatyzator jest dla Ciebie zagadką, ale działa i system ogrzewania domu z pompą ciepła będzie działał tak samo, to jak lodówka na odwrót. Schematycznie można to przedstawić w następujący sposób:

Stosowanie pomp ciepła w Rosji dopiero nabiera rozpędu. Ta informacja dopiero zaczyna się rozpowszechniać w profesjonalnym środowisku budowlanym. Również informacje o tych systemach są wciąż mało znane rosyjskim konsumentom. Jednak ta innowacja stała się już powszechna i od około trzydziestu lat takie konstrukcje są wykorzystywane do ogrzewania domów prywatnych. Szczególną zaletą tych konstrukcji jest fakt, że wykorzystują one odnawialne źródła energii. Takie podejście wiąże się z jednorazowymi kosztami zakupu i instalacji systemu, niskimi kosztami regularnej rutynowej konserwacji i całkowicie darmową energią. Jest to ważne w kontekście szybko rosnących taryf na każdy rodzaj energii.

Jakie są części pompy ciepła?

W oparciu o cechy konstrukcyjne cała rodzina systemów grzewczych z „pompami ciepła” jest podzielona na trzy główne elementy:

• Kontur zewnętrzny. Ten projekt jest umieszczony albo w zbiornikach, albo bezpośrednio w grubości ziemi i służy do gromadzenia naturalnego ciepła wnętrzności ziemi.
• Sama pompa ciepła. To urządzenie działa na odwrotnej zasadzie niż konwencjonalna lodówka domowa i przenosi do pomieszczenia ciepło nagromadzone przez ziemię lub wodę w wyniku uprzedniego narażenia na energię słoneczną.
• Wewnętrzny kontur. To klasyczny system rozprowadzania ciepła i ciepłej wody w domu.

Zewnętrzny obieg grzewczy pompy ciepła

Głównym elementem obwodu zewnętrznego takich systemów jest wymiennik ciepła. Montowany jest z plastikowych rurek umieszczonych w specjalny sposób w grubości ziemi lub zbiornika. Rury można układać metodą pionową, poziomą lub „wodną”. Wybór metody układania ustalany jest indywidualnie dla każdego systemu, ponieważ istnieją pewne ograniczenia. Wewnątrz rur znajduje się płyn chłodzący - środek przeciw zamarzaniu. Ma niską temperaturę zamarzania. Zazwyczaj do tych celów stosuje się glikol propylenowy lub alkohol etylowy.

• Poziome układanie rur jest zwykle stosowane w przypadku dużej osobistej działki, ponieważ nad rurami nie powinno być żadnych budynków. Rury są umieszczane na indywidualnych głębokościach dla każdego regionu. Tak więc na Syberii ta wartość wynosi 1,8 metra. Rowy rurowe układa się wzdłuż linii uzwojenia.
• Pionowy sposób układania rur wymaga dużych nakładów pracy i nakładów finansowych, ponieważ wiąże się z wierceniem studni głębinowych. Studnie mogą mieć głębokość do 100 metrów. Ale z drugiej strony takie systemy można zainstalować nawet na małej osobistej działce.
• Wodną metodę układania rur należy wybrać, jeśli w pobliżu znajduje się jezioro lub rzeka. Rury umieszcza się w wodzie poniżej poziomu zamarzania zimowego. Jest to najtańsza metoda układania rur, ponieważ znacznie zmniejsza długość konturu zewnętrznego. Głębokość i długość ułożenia rurociągu obliczana jest indywidualnie w zależności od regionu. Zimą woda w zbiornikach zamarza tylko na powierzchni, aw głębi zbiornika jej temperatura pozostaje dodatnia.Jednak to stwierdzenie nie dotyczy wszystkich akwenów – małe jeziorka i strumyki mogą przymarzać do dna podczas ostrej zimy. Ponadto taki rurociąg może ulec uszkodzeniu podczas wiosennego dryfu lodu. Rodzi pytania i stosunek organizacji regulacyjnych do umieszczania rur z płynem niezamarzającym na terenie zbiorników.

Cechy techniczne urządzenia pompy ciepła

Takie konstrukcje są z reguły kupowane jako „montaż” i składają się z następujących elementów:

• bojler,
• Zespół pompujący obieg zewnętrzny,
• Zespół pompowy wewnętrznego obwodu dystrybucji ciepła,
• Automatyczny system sterowania.

Sama pompa ciepła ma wygląd dużego kotła gazowego, podłączonego do czterech rur:

• Wlot i wylot obwodu zewnętrznego
• Do zasilania i powrotu systemu grzewczego.

Taka instalacja, pomimo swojego solidnego przeznaczenia, ma dość kompaktowe rozmiary i przypomina wyglądem i poziomem hałasu zwykłą lodówkę domową. Ten projekt można zainstalować w dowolnym pomieszczeniu gospodarczym Twojego budynku, nie ma dla niego specjalnych wymagań inżynieryjnych.

Pompa ciepła może pracować jako źródło ciepła dla systemu grzewczego lub ciepłej wody lub może wytwarzać zimno do klimatyzacji. Otrzymuje około 80 procent energii potrzebnej do działania z zewnętrznej energii odnawialnej zmagazynowanej w gruncie lub słupie wody.

Jak wygląda obwód wewnętrzny pompy ciepła?

Kontrola wewnętrzna takich systemów jest dość tradycyjna. Ogrzewanie pomieszczeń lub odwrotnie, chłodzenie ich może być ogrzewane podłogi za pomocą chłodziwa wodnego lub specjalnych urządzeń - klimakonwektorów, przypominających ulepszony klimatyzator.

W takich systemach nie stosuje się tradycyjnych grzejników, ponieważ maksymalna temperatura chłodziwa nie przekracza 55 stopni Celsjusza.

Najkorzystniejsza jest instalacja klimakonwektorów, ponieważ mogą one pracować wydajniej zarówno w trybie nagrzewnicy w mroźne zimy, jak iw trybie klimatyzatora chłodzącego w gorące lata. Latem temperatura powietrza wydobywającego się z wentylatora może osiągnąć minimum 7 stopni, co z pewnością wystarczy do skutecznego schłodzenia domu.

Oczywiste zalety instalacji pompy ciepła do ogrzewania prywatnego domu

Rozważ główne zalety takich systemów:

• Przede wszystkim są niezwykle ekonomiczne. Obliczenia pokazują, że koszty ogrzewania przy użyciu takiego systemu są zmniejszone siedmiokrotnie. System wymaga do działania energii elektrycznej, ale tylko 1 kilowat prądu da Ci 4-7 kilowatów energii cieplnej, z czego aż 85 procent otrzymasz zupełnie za darmo. Jednocześnie system może równie skutecznie ogrzewać pomieszczenie i je chłodzić.
• Systemy te mają bardzo niskie koszty eksploatacji. Będziesz musiał zapłacić tylko za niewielką ilość zużytej energii elektrycznej.
• Nie musisz biegać po urzędach, koordynując podłączenie domu do głównych linii ciepłowniczych, do sieci gazowej. Nie musisz się martwić o wypryski i przecieki na tych torach.
• Jedyną wadą takiego systemu jest koszt jego instalacji. Można jednak łatwo oszacować, ile lat zainstalowany system może zapłacić za jego zakup i instalację.

Czy opłaca się zainstalować pompę ciepła w nowoczesnych warunkach (wideo):

Montaż części systemu pompy ciepła

Po przestudiowaniu procedury instalowania systemów ogrzewania i klimatyzacji opartych na pompach ciepła możesz z łatwością samodzielnie przeprowadzić ten proces. W każdym przypadku, posiadając niezbędną wiedzę, będziesz w stanie poprawnie sprawdzić postęp takiej pracy przez osoby trzecie.

Na początkowym etapie obliczana jest wymagana moc systemu. W tym celu ocenia się potencjalną utratę ciepła budynku.

Następnie wybiera się wymaganą konfigurację systemu: oblicza się wymaganą długość i głębokość obwodu zewnętrznego, moc „pompy ciepła” oraz objętość i lokalizację urządzeń grzewczych i chłodzących obwodu wewnętrznego.

W kolejnym etapie wiercone są studnie pod zewnętrznym obrysem instalacji grzewczo-chłodzącej.

wiercenie studni

W odwiertach wierconych instalowane są specjalne, prefabrykowane sondy geotermalne.

czujniki geotermalne (wygląd)

opuszczenie czujnika do studni

Obwód zewnętrzny systemu jest podłączony do kolektora znajdującego się wewnątrz budynku. Równolegle jest produkowany i instalowany kolektor samego obwodu zewnętrznego.

przyłącze rozdzielacza 1

przyłącze rozdzielacza 2

rów pod system ogrzewania

rozdzielacz obwodu zewnętrznego

Obliczono i zaprojektowano system ogrzewania i chłodzenia. Zaraz po obliczeniach jest instalowany: budowany jest system ogrzewania podłogowego lub wentylatory kombinowane. W przypadku korzystania z klimakonwektorów kanały wentylacyjne są instalowane aż do ich lokalizacji.

podłoga fałszywa

wiszący faknoll

kolektor ogrzewania podłogowego

kolektor systemu grzewczego

instalacja kolektora

Cały system jest połączony w jedną całość.Po pobraniu cały układ jest napełniany płynami roboczymi i wykonywane jest połączenie testowe.

kompletny sprzęt grzewczy

Od pewnego czasu zbudowany system działa w różnych trybach pracy. W zależności od osiągniętych wskaźników przeprowadzana jest dokładna regulacja i strojenie.

Ze względu na złożoność technologiczną regulacji, wskaźniki kontrolne pobierane są z systemu co miesiąc przez okres jednego roku. W przyszłości system z reguły zaczyna pracować w cyklu rocznym i nie wymaga tak częstych kontroli.

Wiele organizacji, które instalują systemy ogrzewania i chłodzenia za pomocą „pomp ciepła” oferuje usługi zdalnej regulacji i konfiguracji parametrów systemu. W takim przypadku fizyczna obecność instalatora w Twoim domu nie jest wymagana.

Nadal nie rozumiesz, jak pompa ciepła może ogrzać Twój dom? Obejrzyj film instruktażowy

Rodzaje pomp ciepła w zależności od rodzaju systemu (wideo)

Istnieje kilka rodzajów systemów pomp ciepła, sugerujemy zapoznanie się z funkcjami każdego typu, wszystkie zalety i wady są wyświetlane na filmie. Mamy nadzieję, że po obejrzeniu na pewno sam zdecydujesz, który typ najlepiej sprawdzi się w Twoim przypadku!

woda woda

Powietrze do wody

Powietrze do powietrza

woda gruntowa

Czy można zrobić pompę ciepła własnymi rękami?

Jeśli czujesz się na tyle silny, by stworzyć coś wspaniałego, możesz zacząć od zbudowania niezależnego autonomicznego systemu grzewczego dla swojego domu. Proces tworzenia pompy ciepła ze starego klimatyzatora jest szczegółowo opisany w tym filmie, jeśli zastosujesz się do wszystkich jego rad, na pewno odniesiesz sukces i zaoszczędzisz dużo pieniędzy, powodzenia w budowie!

Po instalacji - napisz do nas o swoim wyniku, z przyjemnością dowiemy się ile zaoszczędziłeś po zainstalowaniu pompy ciepła. Swoją radą pomożesz tym, którzy właśnie mają dołączyć do postępowej części ludzkości!