Šilumos siurblys yra įdomus dalykas, bet brangus. Apytikslė įrangos ir išorinių grandinių įtaisų kaina yra nuo 300 USD iki 1000 USD už 1 kW galios. Žinant Rusijos žmonių „patogumą“, lengva manyti, kad mūsų didžiulės ir įvairios tėvynės platybėse veikia ne vienas rankų darbo šilumos siurblys. Dažniausiai yra namuose pagaminti prietaisai, kuriuos gamino „šaldytuvai“. Ir tai suprantama, nes šilumos siurblys ir šaldiklis veikia pagal tą patį principą, tiesiog šildymo įrenginių sistema yra orientuota į šilumos surinkimą, o ne jos pašalinimą, o kompresorius naudojamas su didesne galia.
Apie tai, kaip tai veikia, skaitykite čia.
Kas gali būti šilumos siurblio šilumos šaltinis
Šilumą kambario šildymui galima paimti iš lauko oro. Bet čia neišvengiamai kils eksploatacijos sunkumų: temperatūros svyravimai, net ir vidutiniai per parą, yra per dideli, jau nekalbant apie tai, kad šilumos siurblys rodo normalų efektyvumą esant aukštesnei nei 0o C. O kiek regionų turime tokį vaizdą žiemą ? Pavasarį ir net tada ne anksti, ne visoje teritorijoje ir ne visą laiką.
Bet kokia aplinka gali būti jūsų šilumos siurblio šildomo namo šilumos šaltinis
Šilumos šaltinis, esantis vandenyje, atrodo daug priimtinesnis. Jei netoliese yra upė, ežeras ar tinkamo gylio tvenkinys, tai tiesiog puiku: galite tiesiog paskandinti dujotiekį. Svarbu tik, kad žvejai su donkais ten nežvejotų.
Kitas geras variantas yra šulinys, tačiau yra tikimybė, kad vandens lygis nukris ir teks ieškoti kito šaltinio. Bet kol kas viskas gerai, jis veiks gerai: vidutinė vandens temperatūra požeminiame horizonte yra 5–7 oC. Tai yra daugiau nei pakankamai šilumos siurblio veikimui.
Galite nustebti, bet galite naudoti ir kanalizacijos sistemą - ten temperatūra aukštesnė nei šuliniuose. Dujotiekis gali būti dedamas į indą ar šulinį, tačiau su sąlyga, kad jis visą laiką bus padengtas vandeniu. Ir vamzdis turės būti chemiškai atsparus.
Horizontalus požeminis kolektorius yra nepaprastai sunkus darbas: dirvą reikės pašalinti iš kelių šimtų kvadratinių metrų į gylį žemiau užšalimo taško. Tai labai dideli tomai, kurių neįmanoma įvaldyti atskirai ar net su padėjėju. Kaip parodė praktika, mūsų klimato sąlygomis tokios sistemos yra neveiksmingos: žiemos yra per griežtos.
Su vertikaliais kolektoriais viskas nėra geriau - vargu ar bus įmanoma apsieiti be gręžimo įrangos. Šulinių skaičius ir gylis priklauso nuo dirvožemio: galimas šilumos pašalinimo iš šulinio metro diapazonas yra labai didelis. Nuo 25 W / m sausame skaldos ir smėlio dirvožemyje, iki 80–85 W / m drėgname skaldos ir smėlio dirvožemyje arba granite. Atitinkamai, šulinių ilgio skirtumas yra 3 ir daugiau kartų didesnis.
Čia pateikiama namo šildymo šilumos siurbliu schema. Naudojant, kaip aprašytame pavyzdyje, du šulinius ir, jei nėra uždaros kilpos, atstumas tarp dviejų šulinių turi būti bent 20 metrų. Ir jūs turite atsižvelgti į srauto kryptį, kad šaltas siurblio vanduo nemažintų temperatūros „donoro“ šulinyje.
Aprašytame naminio šilumos siurblio pavyzdyje šilumos šaltinis yra šulinys, kurio vandens srautas yra geras. Vanduo atkeliauja taip greitai, kad padengia buitinėms reikmėms sunaudojamą kiekį ir jo pakanka perduoti reikiamą šilumos kiekį (buvo apskaičiuotas reikalingas vandens srautas ir atitinkamai parinktas siurblys).Tačiau šios modifikacijos šilumos šaltinis gali būti bet kuris iš aukščiau aprašytų, išskyrus orą. Nusprendus šilumos šaltinį, bus galima pagaminti šilumos siurblį namui šildyti.
Šilumos siurblių tipai
Norint aiškiai suprasti, kas yra šilumos siurblys, turite žinoti, koks yra jo šilumos nešiklis ant jo konstrukcijos kontūrų namo išorėje ir viduje. Šie aušinimo skysčiai klasifikuoja šį įrenginį.
Šilumos siurblių tipai
Įrenginys gauna energiją iš šių šaltinių:
- vandens. Šaltinis gali būti vandens telkinys, centralizuotas vandens tiekimas ar šulinys ir kt.
- gruntavimas;
- oro.
Viduje tokiu prietaisu gaunama energija naudojama ne tik šildymui, bet ir oro kondicionavimui, taip pat vandens šildymui. Įvairių naudojamų funkcijų ir elementų derinys suteikia galimybę šilumos siurblius suskirstyti į keletą tipų:
- vanduo-vanduo;
- oras-vanduo;
- dirvožemis-vanduo.
Vanduo-oras
Efektyviausios šildymo sistemos yra vandens ir vandens sistemos. Šis efektyvumas yra dėl to, kad naudojamo vandens, esančio dideliame gylyje, temperatūra yra pastovi ir turi gana aukštus rodiklius. Norėdami gauti energijos iš tokio tipo šaltinių, jie gali naudoti:
- šuliniai ir šuliniai, kurių pagalba pumpuojamas požeminis vanduo;
- atviri vandens telkiniai, apimantys upes ir ežerus;
- nuotekos, kurios buvo naudojamos pramonėje technologijoms.
Šilumos siurblys, kuris naudoja energiją, išgaunamą iš atviro tipo rezervuaro, pareikalaus mažiausių išlaidų. Tokiu atveju turėsite įkelti vamzdžius aušinimo skysčiu ir nuleisti juos į vandenį. Požeminio vandens atveju naudojama brangesnė struktūra, nes ją įgyvendinti jau yra sunkiau. Norėdami išpilti vandenį, turite pastatyti šulinį. Šis vanduo praeis per šilumokaitį.
Oras-vanduo arba oro grandinė
Šilumos siurblys oras-vanduo sujungia pliusus ir minusus. Privalumai apima nenaudingumą kuriant didelio gylio šulinius ir darbus, susijusius su dirvožemio valymu. Šių prietaisų trūkumas yra jo maža galia šaltuoju metų laiku, o tai turi įtakos mažiausiam efektyvumui tarp kitų modelių. Norint naudoti šį prietaisą, ant namo stogo reikia sumontuoti atitinkamą įrangą.
Oro šilumos siurblys
Šio dizaino pranašumą galima paaiškinti jo galimybe pakartotinai panaudoti iš patalpų išeinančią šilumą, kuri šildo šilumos siurblį dūmų, vandens ar oro pavidalu. Žiemą šilumos trūkumui pašalinti reikės alternatyvaus šildymo.
Požeminis vanduo
Šio tipo šilumos siurblys taip pat yra labai efektyvus energijos šaltinis šildymui. Taip yra dėl to, kad šiluma, gaunama iš 5 metrų gylio žemės, turi pastovias temperatūros vertes ir jai neturi įtakos oro sąlygų pokyčiai žemės paviršiuje. Išorinėje grandinėje aušinimo skystis yra speciali saugi kompozicija, vadinama sūrymu, kuri yra saugi aplinkos požiūriu.
Šio tipo šilumos siurbliams naudojama išorinė grandinė gali būti horizontali arba vertikali.
Šiai sistemai naudojami vamzdžiai turi būti plastikiniai. Horizontaliam vykdymui reikalingas didelis žemės plotas. Paklojus vamzdžius po žeme, šio žemės sklypo negalima naudoti žemės ūkio reikmėms.
Leidžiama auginti veją ar to paties amžiaus augalus. Vertikaliam vykdymui reikės sukurti keletą šulinių, kurių gylis svyruoja nuo 50 iki 150 metrų, nes tokiame gylyje dirvožemio temperatūra yra stabili ir aukšta. Toks prietaisas vadinamas geoterminiu siurbliu.Norėdami perduoti energiją iš tokio gylio, naudojami specialūs zondai.
Kaip veikia šilumos siurblys
Mus supanti aplinka, esant aukštesnei nei vieno laipsnio temperatūrai, turi tam tikrą energijos kiekį. Šilumos siurblio pagalba ši energija gali būti panaudota. Jo veikimo principas yra pagrįstas šilumos perdavimu iš mažo potencialo šaltinio su šilumine energija į šilumos nešiklį, kurio temperatūra yra daug aukštesnė.
Kaip veikia šilumos siurblys
Tai įgyvendinama taip:
- Aušinimo skystis patenka į dujotiekį, esantį žemėje. Jis įkaista kelis laipsnius.
- Po to į garintuvą patekęs aušinimo skystis perduoda į vidinę grandinę energiją, kuri buvo surinkta garintuve.
- Šaltnešis yra išorinėje grandinėje, kuri po kaitinimo šilumokaityje virsta dujomis.
- Norint padidinti šio šaltnešio temperatūrą, jis patenka į kompresorių suspaudimui esant aukštam slėgiui.
- Jau pašildytos šaltnešio dujos patenka į kondensatorių, o tai savo ruožtu atiduoda šilumą kambario šildymo sistemoje esančiam aušinimo skysčiui.
- Pasibaigus ciklui šilumą praradęs šaltnešis virsta skysta ir grįžta į pradinę padėtį.
Šaldymo įrenginiai veikia panašiu principu. Todėl šilumos siurbliai gali būti naudojamas orui kondensuoti karštu oru metų (split sistemos), kaip ir nuo šaldytuvo.
Iš „pasidaryk pats“ šilumos siurblio naudojimo patirties
Kaip parodė praktika, pateikto varianto našumas yra žemas: 2,6-2,8 kW. Apie aukštą šio šilumos siurblio efektyvumą kalbėti nereikia: 60 m2 plote, esant -5 oC temperatūrai lauke, jis pats palaiko + 17oC. Bet sistema buvo apgalvota ir sumontuota po katilu - radiatoriai, kurių įėjimo temperatūra yra + 45oC, tiesiog negali daugiau duoti. Namo sistema veikė sena ir radiatorių skaičius nebuvo padidintas, tačiau kol kas šaltyje juos šildė viryklė.
Jei prie konstrukcijos bus pridėtas regeneracinis šilumokaitis, tai padidins efektyvumą 10-15%. Atsižvelgdami į tai, kad išlaidos yra mažos, galite tai padaryti. Jums reikės dviejų varinių vamzdžių po 1,5 metro. Vienas, kurio skersmuo 22 mm, antrasis - 10 mm. Ant plonesnio, norint padidinti šilumos mainų plotą, suvyniojamas 4 gyslų laidininkas (ilgis 3-4 metrai, skersmuo 4 mm), jo galai prilituojami prie vamzdžio taip, kad jie neišsisuks. Viela suvyniotas vamzdelis švelniai įkišamas į didesnio skersmens vamzdelį. Jis turi būti sumontuotas tarp kompresoriaus ir garintuvo. Peržiūra yra nereikšminga, tačiau tai žymiai padidina efektyvumą. Tiesa, esant tam tikroms sąlygoms tai yra nesaugu: šiltas freonas gali patekti į kompresorių, o tai sukels jo gedimą.
Kontūro patobulinimas: galite pridėti regeneracinį šilumokaitį, kuris padidins produktyvumą maždaug 15-20%
Antrasis efektyvumo didinimo variantas, saugesnis ir ne mažiau efektyvus, yra pastatyti papildomą šilumokaitį vandeniui ar glikoliui šildyti.
Į ką atkreipti dėmesį, jei nusprendėte pats pasigaminti šilumos siurblį. Yra keletas dalykų, kuriuos galima išmokti tik iš patirties:
- Šio konkretaus įrenginio pradinės srovės buvo labai tinkamos. Ne visada buvo pakankamai tinklo išteklių, kad būtų galima paleisti diegimą. Todėl, jei atliksite rimtą montavimą, geriau paimti trifazį kompresorių ir tiekti atitinkamai trifazį įėjimą. Taip, nepigu, tačiau norint stabiliai paleisti vienfazį kompresorių, reikalingas tinkamos galios elektroninis stabilizatorius, kurio taip pat negalima pavadinti pigiu.
- Pabaigtos radiatorių sistemos šilumos siurblys neduos normalios kambario temperatūros. Jie skirti skirtingai aušinimo skysčio temperatūrai, kurios šios instaliacijos, ypač naminės, nepaprastai sugeba duoti.Todėl arba atnaujinkite sistemą (pridėdami bent tiek pat radiatorių sekcijų), arba sumontuokite vandens grindis.
- Jei šulinyje yra trys vandens žiedai, tai nereiškia, kad jo debetas yra didelis. Turite žinoti, kiek vandens jis sugeba duoti nuolat pasirinkdamas.
Šilumos siurblio veikimo principas
Šilumos siurblių ypatumas yra tas, kad jie veikia iš natūralių energijos šaltinių. Norint išleisti šilumos energiją, siurbliui nereikia dyzelino, elektros energijos ar kietojo kuro.
Energijos šaltinis yra vanduo, atmosfera ir dirvožemis. Siurbliai negamina šilumos, jie tiesiog perduoda ją į pastatą. Tam naudojamas nedidelis elektros energijos kiekis.
Norint aprūpinti namą šiluma, jums reikia tik šilumos siurblio ir šilumos šaltinio. Sistemos veikimo principas primena įprastą šaldytuvą, tik atvirkščiai. Tokiu atveju šiluma imama iš lauko ir perduodama namui.
Svarbus dalykas: Pagrindinis alternatyvios šildymo sistemos elementas yra būtent šilumos siurblys, todėl jo konstrukciją reikia vertinti labai atsargiai.
Siurblys susideda iš šių elementų:
Šilumos siurblio oras-oras ypatybės:
- kompresorius, kuris yra tarpinis sistemos elementas;
- garintuvas. Jame vyksta mažai potencialios energijos perdavimas;
- droselio vožtuvas, per kurį šaltnešis (freonas) grįžta į garintuvą;
- kondensatorius, kuriame atvėsinamas freonas ir išsiskiria šilumos energija.
Siurblys veikia pagal tam tikrą principą. Tai atrodo maždaug taip:
Šilumos siurblio veikimo principas. (Spustelėkite norėdami padidinti)
- Žemos kokybės šiluma, išsiskirianti iš išorinių energijos šaltinių, vamzdžiais perduodama į garintuvą - į pirmąjį siurblio konstrukcijos elementą. Šilumą perduoda šilumnešiai, kurie sugeba atlaikyti žemą temperatūrą ir tuo pačiu metu neužšalti.
- Čia šiluma perduodama į šaltnešį, kuris cirkuliuoja uždaroje sistemos grandinėje. Freonas dažnai naudojamas kaip šaltnešis.
- Kompresoriuje aukštas slėgis veikia freoną, kuris žymiai padidina jo temperatūrą.
- Kitame etape šaltnešis patenka į kondensatorių, kur šiluma perduodama į šildymo sistemos kontūrą. Dėl to šiluma patenka į kambarį, o freonas, atvėsęs, grįžta į skystą būseną.
- Per slėgio mažinimo vožtuvą freonas grįžta į garintuvą, kur procesas kartojamas.
Remiantis siurblio veikimo principu, elektra išleidžiama tik kompresoriaus veikimui. Dėl to šilumos siurblys yra ekonomiškiausias šilumos perdavimo būdas.
Galbūt jus domins straipsnis apie namų šildymo šilumos siurblių ypatybes. Šiame straipsnyje galite ištirti išsamią šilumos siurblių klasifikaciją.
Rezultatai
Neabejotinai šilumos siurblio kaina iš oro kondicionieriaus yra kelis kartus mažesnė nei paruoštų gamyklos variantų, net ir pagamintų Kinijoje. Tačiau čia yra daugybė niuansų: reikia pasirūpinti tiekiamos šilumos šaltiniu ir kiekiu, teisingai apskaičiuoti šilumokaičių (ritinių) ilgį, įdiegti automatiką, užtikrinti garantuotą maitinimą ir kt. Bet jei sugebate išspręsti šias problemas, tai neabejotinai naudinga. Leiskite man patarti: pirmaisiais metais labai pageidautina turėti atsarginį šildymą, o bandymus ir bandomuosius darbus geriau atlikti vasarą, kad būtų laiko peržiūrėti įrenginį prieš pradedant eksploatuoti. šildymo sezonas.
Šilumos siurblių pliusai ir minusai
Prie pliusų šildymo sistemų, pagrįstų šilumos siurblių naudojimu, naudojimas galima priskirti Sekantis:
- Pelningumas eksploatacijos metu;
- Įrenginių aplinkos sauga;
- Įrenginių priešgaisrinė sauga;
- Veiklos patikimumas;
- Darbo autonomija.
Trūkumai apima:
- Auksta kaina;
- Viso kūrinių komplekso sudėtingumas;
- Kapitalinio remonto poreikis pasibaigus tarnavimo laikui, susijęs su didelėmis materialinėmis investicijomis.
