Toplotna črpalka za ogrevanje doma: vrste, učinkovitost, stroški namestitve

Avtonomni ogrevalni sistemi so tisto, zaradi česar je podeželska hiša resnično "trdnjava". Z vgradnjo zanesljive in energijsko učinkovite zasnove se boste znebili diktata monopolistov in lahko uravnavali klimo v svojem domu po lastni presoji. Obstaja veliko modelov avtonomnih ogrevalnih sistemov. Razdeljeni so na vrste glede na vir toplotne energije. To je lahko trdno gorivo, elektrika, plin ali sončna energija. Pred kratkim se je na tem trgu pojavila sveža novost - toplotna črpalka, ki za ogrevanje hiše uporablja stabilno temperaturo zemeljske notranjosti.

Toplotna črpalka zasebne hiše - splošen prerez

Načelo delovanja toplotne črpalke za ogrevanje zasebne hiše: razložimo na prste

Če odmislimo vse tehnične točke, vam lahko podamo primer, ki vam bo enkrat za vselej pomagal razumeti, kako lahko toplotna črpalka ogreva vaš dom, pri tem pa porabi tako zanemarljivo količino električne energije. Predstavljajte si, da se v ogrevalni sistem vaše zasebne hiše: baterijski radiatorji, cevi (notranji krog) - vlije 100 litrov hladne vode s temperaturo 2 stopinji Celzija. Polagate zelo dolgo plastično cev približno 2 metra pod zemljo, z življenjsko dobo do 100 let (zunanja kontura). Približno 1000 litrov delovne tekočine se namesti v podzemno cev. Sonce ogreva naš planet vse leto in segreje njegovo črevesje na temperaturo +7 +8 stopinj Celzija. Skupaj imamo 1000 litrov tekočine s temperaturo +7,5 stopinj. Sedaj pride v poštev sam termični bojler, ki tako kot sokovnik iz vsakega litra delovne tekočine potegne 7,5 stopinje, zapišimo formulo: 1000l. x 7,5 = 7500 stopinj čiste energije. Ta čista energija se prenese v vodo v samem ogrevalnem sistemu, posledično dobimo 100 litrov vode s temperaturo 7500/100 = 75 stopinj, ni slabo, kajne? Vsi glavni stroški energije se porabijo za dve črpalki, ki črpajo delovno tekočino skozi sisteme zunanjega (podzemnega) in notranjega (hišnega) tokokroga ter kompresorja, ki ustvarja tlak. Izkazalo se je, da so glavni delovni konji črpalke, od tod tudi ime samega sistema - "toplotna črpalka".

Toda kako temu »čudežnemu kotlu« uspe vzeti energijo in jo koncentrirati na veliko višjo temperaturo? Zelo preprosto, ste se kdaj vprašali, kako deluje vaš hladilnik ali klimatska naprava? Morda je klimatska naprava za vas uganka, vendar deluje in sistem ogrevanja doma s toplotno črpalko bo deloval enako, kot hladilnik v obratni smeri. Shematično je to mogoče predstaviti na naslednji način:

Uporaba toplotnih črpalk v Rusiji šele pridobiva zagon. Te informacije se šele začenjajo širiti v poklicnem gradbenem okolju. Prav tako so informacije o teh sistemih ruskim potrošnikom še vedno malo znane. Vendar pa je ta inovacija že postala razširjena in že približno trideset let se takšne strukture uporabljajo za ogrevanje zasebnih hiš. Posebna prednost teh objektov je dejstvo, da uporabljajo obnovljive vire energije. Ta pristop vključuje enkratne stroške za nakup in namestitev sistema, nizke stroške za redno vzdrževanje in popolnoma brezplačno energijo. To je pomembno v kontekstu hitro rastočih tarif za katero koli vrsto energije.

Kateri so deli toplotne črpalke?

Glede na oblikovne značilnosti je celotna družina ogrevalnih sistemov s "toplotnimi črpalkami" razdeljena na tri glavne komponente:

• Zunanja kontura. Ta zasnova je nameščena v rezervoarjih ali neposredno v debelini zemlje in služi za zbiranje naravne toplote črevesja zemlje.
• Sama toplotna črpalka. Ta oprema deluje po principu, nasprotnem običajnemu gospodinjskemu hladilniku in prenaša toploto, ki jo je zemlja ali voda akumulirala zaradi prejšnje izpostavljenosti sončni energiji, v prostor.
• Notranja kontura. To je klasičen sistem za distribucijo toplote in tople vode v hiši.

Zunanji ogrevalni krog toplotne črpalke

Glavni element zunanjega tokokroga takih sistemov je toplotni izmenjevalnik. Montiran je iz plastičnih cevi, ki se na poseben način nahajajo v debelini zemlje ali rezervoarja. Cevi se lahko polagajo na navpični, vodoravni ali "vodni" način. Izbira načina polaganja se določi za vsak sistem posebej, saj obstajajo določene omejitve. Znotraj cevi je hladilno sredstvo - antifriz. Ima nizko zmrzišče. Običajno se za te namene uporablja propilenglikol ali etilni alkohol.

• Horizontalno polaganje cevi se običajno uporablja v prisotnosti velike osebne parcele, saj nad cevmi ne sme biti nobenih zgradb. Cevi so nameščene na posameznih globinah za vsako regijo. Torej, za Sibirijo je ta vrednost 1,8 metra. Cevni jarki so položeni vzdolž vijugaste črte.
• Navpična metoda polaganja cevi zahteva velike delovne in finančne stroške, saj vključuje vrtanje globokih vrtin. Vodnjaki so lahko globoki do 100 metrov. Po drugi strani pa je takšne sisteme mogoče namestiti tudi na majhni osebni parceli.
• Vodno metodo polaganja cevi je treba izbrati, če je v bližini jezero ali reka. Cevi so nameščene v vodi pod nivojem zimskega zmrzovanja. To je najcenejši način polaganja cevi, saj bistveno zmanjša dolžino zunanje konture. Globina in dolžina postavitve cevovoda se izračunata posamično glede na regijo. Pozimi voda v rezervoarjih zamrzne le na površini, v globinah rezervoarja pa ostane njena temperatura pozitivna.Vendar ta izjava ne velja za vse rezervoarje - majhna jezera in potoki lahko med ostro zimo zamrznejo do dna. Poleg tega se lahko tak cevovod poškoduje med spomladanskim ledom. Postavlja vprašanja in odnos regulativnih organizacij do namestitve cevi z antifrizom na ozemlju rezervoarjev.

Tehnične značilnosti naprave toplotne črpalke

Takšne strukture so praviloma kupljene v "montaži" in so sestavljene iz naslednjih komponent:

• kotel,
• Črpalna enota zunanjega kroga,
• Črpalna enota za notranji distribucijski krog toplote,
• Avtomatski nadzorni sistem.

Sama toplotna črpalka ima videz velikega plinskega kotla, ki je povezan na štiri cevi:

• Vhod in izhod zunanjega tokokroga
• Na dovod in povratek ogrevalnega sistema.

Takšna namestitev ima kljub trdnemu namenu dokaj kompaktno velikost in po videzu in ravni hrupa spominja na navaden gospodinjski hladilnik. To zasnovo je mogoče namestiti v kateri koli pomožni prostor vaše stavbe, za to ni posebnih inženirskih zahtev.

Toplotna črpalka lahko deluje kot vir toplote za sistem ogrevanja ali sanitarne vode ali pa proizvaja hlad za klimatsko napravo. Približno 80 odstotkov energije, ki jo potrebuje za delovanje, prejme iz zunanje obnovljive energije, shranjene v tleh ali vodnem stolpcu.

Kako je notranji tokokrog toplotne črpalke

Notranji nadzor takih sistemov je precej tradicionalen. Ogrevanje prostorov ali, nasprotno, njihovo hlajenje je lahko ogrevana tla z vodnim hladilnim sredstvom ali posebnimi napravami - ventilatorskimi konvektorji, ki spominjajo na izboljšano klimatsko napravo.

V takšnih sistemih se tradicionalni grelni radiatorji ne uporabljajo, saj najvišja temperatura hladilne tekočine ne presega 55 stopinj Celzija.

Namestitev ventilatorskih konvektorjev je najbolj zaželena, saj lahko učinkoviteje delujejo tako v načinu ventilatorskega grelnika v mrzlih zimah kot v načinu hlajenja klimatske naprave v vročih poletjih. Poleti lahko temperatura zraka, ki prihaja iz ventilatorja, doseže minimalno vrednost 7 stopinj, kar bo zagotovo dovolj za učinkovito hlajenje hiše.

Očitne prednosti vgradnje toplotne črpalke za ogrevanje zasebne hiše

Razmislite o glavnih prednostih takšnih sistemov:

• Najprej so izjemno varčni. Izračuni kažejo, da se stroški ogrevanja pri uporabi takšnega sistema zmanjšajo za sedemkrat. Sistem za svoje delovanje potrebuje elektriko, a le 1 kilovat električne energije vam bo dal 4-7 kilovatov toplotne energije, od tega boste do 85 odstotkov prejeli popolnoma brezplačno. Hkrati lahko sistem enako učinkovito ogreva prostor in ga hladi.
• Ti sistemi imajo zelo nizke obratovalne stroške. Plačati boste morali le majhno količino porabljene električne energije.
• Ni vam treba teči okoli organov, usklajevati povezavo hiše z glavnimi vodi za oskrbo s toploto, s plinovodom. Ne bo vam treba skrbeti za zlome in puščanje na teh stezah.
• Edina pomanjkljivost takšnega sistema je strošek njegove namestitve. Vendar pa lahko enostavno ocenite, koliko let lahko nameščeni sistem plača svoj nakup in namestitev.

Ali je v sodobnih razmerah donosno namestiti toplotno črpalko (video):

Montaža delov sistema toplotne črpalke

Ko ste preučili postopek vgradnje ogrevalnih in klimatskih sistemov na osnovi toplotnih črpalk, lahko ta postopek enostavno izvedete sami. V vsakem primeru boste s potrebnim znanjem lahko pravilno preverili napredek takšnega dela tretjih oseb.

Na začetni stopnji se izračuna zahtevana moč sistema. V ta namen se oceni potencialna toplotna izguba stavbe.

Nato se izbere zahtevana konfiguracija sistema: izračuna se zahtevana dolžina in globina zunanjega tokokroga, moč »toplotne črpalke« ter prostornina in lokacija ogrevalnih in hladilnih naprav notranjega tokokroga.

Na naslednji stopnji se izvrtajo vrtine pod zunanjim obrisom ogrevalnega in hladilnega sistema.

vrtanje vodnjakov

V izvrtane vrtine so nameščene posebne, montažne geotermalne sonde.

geotermalni senzorji (izgled)

spuščanje senzorja v vodnjak

Zunanje vezje sistema je povezano s kolektorjem, ki se nahaja znotraj stavbe. Vzporedno je izdelan in nameščen kolektor zunanjega tokokroga.

povezava razdelilnika 1

priključek razdelilnika 2

jarek za ogrevalni sistem

zunanji razdelilnik vezja

Sistem ogrevanja in hlajenja je izračunan in projektiran. Takoj po izračunu se vgradi: zgradi se sistem talnega ogrevanja ali kombiniranih ventilatorjev. Pri uporabi ventilatorskih konvektorjev so prezračevalni kanali nameščeni do njihove lokacije.

tla fakenol

viseči faknoll

kolektor za talno ogrevanje

razdelilnik ogrevalnega sistema

namestitev kolektorja

Celoten sistem je povezan v eno celoto.Po zbiranju se celoten sistem napolni z delovnimi tekočinami in izvede testna povezava.

kompletna ogrevalna oprema

Zgrajeni sistem nekaj časa teče v različnih načinih delovanja. Glede na dosežene kazalnike se izvede fina nastavitev in nastavitev.

Zaradi tehnološke zahtevnosti prilagoditve se kontrolni kazalci črpajo iz sistema mesečno eno leto. V prihodnosti sistem praviloma začne delovati v letnem ciklu in ne zahteva tako pogostih pregledov.

Številne organizacije, ki vgrajujejo ogrevalne in hladilne sisteme s "toplotnimi črpalkami", ponujajo storitve daljinskega prilagajanja in konfiguracije sistemskih parametrov. V tem primeru fizična prisotnost monterja v vašem domu ni potrebna.

Še vedno ne razumete, kako lahko toplotna črpalka ogreje vaš dom? Oglejte si video vadnice

Vrste toplotnih črpalk glede na vrsto sistema (video)

Obstaja več vrst sistemov toplotnih črpalk, predlagamo, da se seznanite z značilnostmi vsakega posameznega tipa, vse prednosti in slabosti so prikazane na videu. Upamo, da se boste po ogledu zagotovo sami odločili, katera vrsta je najboljša za vaš primer!

voda-voda

Zrak v vodo

Zrak v zrak

podtalnica

Ali je mogoče narediti toplotno črpalko z lastnimi rokami?

Če se počutite dovolj močni v sebi, da ustvarite nekaj veličastnega, lahko začnete z izgradnjo neodvisnega avtonomnega ogrevalnega sistema za vaš dom. Postopek ustvarjanja toplotne črpalke iz stare klimatske naprave je podrobno opisan v tem videu, če boste upoštevali vse njegove nasvete, vam bo zagotovo uspelo in prihranili boste veliko denarja, vso srečo pri gradnji!

Po vgradnji - pišite nam o svojem rezultatu, veseli nas bo, koliko ste prihranili po vgradnji toplotne črpalke. S svojimi nasveti boste pomagali tistim, ki se bodo šele pridružili naprednemu delu človeštva!