Топлотна пумпа: принцип рада, подручја примене

Покреће ФОРУМХОУСЕ

Топлину добијамо сагоревањем дрвета, угља, нафтних деривата и гаса. Али ове нама познате методе грејања заправо су примитивне и опасне: неповратно расипају земаљске ресурсе и загађују атмосферу. Тако дуго не може даље. Стога се традиционалне методе замењују енергетски ефикасним технологијама које могу генерисати топлоту из земље и ваздуха без штете по природу.

Шта је топлотна пумпа?

Топлине има свуда: у ваздуху, води и земљи. Топлотна пумпа је појачани топлотни трансформатор, уређај који узима топлоту из околине и пребацује је у систем грејања и снабдевања топлом водом. Када ради топлотна пумпа, енергија се не троши на директно загревање расхладне течности, већ на пумпање и претварање топлоте из околине у кућу. Тако се постиже висока енергетска ефикасност уређаја: када се за рад компресора потроши 1 киловат електричне енергије, генерише се 3-5 кВ топлотне енергије (топлотни коефицијент ЦОП је 3-5 јединица).

Какве топлотне пумпе постоје?

Топлотне пумпе су класификоване у три врсте:

• Аеротермални (ваздух), који примају топлотну енергију из атмосфере.
• Геотермално, извлачи топлоту из земље.
• Акуатхермал (водени) - класа опреме која користи топлоту воденог окружења: реке, језера, море, подземни водоносни слој.

Аеротермална пумпа узима топлоту кроз ваздушни измењивач топлоте - спољни радијатор. Земаљске пумпе примају топлотну енергију из земље кроз геотермална поља - она ​​су положена водоравно испод површине земљаних цеви или бушотина (сонди), где су цеви постављене вертикално. Сонде такође могу бити постављене под углом, јер немају сва подручја могућност бушења у дубину. Колектори акватермалне пумпе смештени су у резервоар или бунар.

Топлотне пумпе са земаљским извором раде ефикасније због стабилних температура тла током целе године. Код аеротермалних пумпи, топлотни коефицијент (ЦОП) опада на спољној температури од -15 ° Ц. Водене топлотне пумпе зависе од квалитета воде: алге, каменац, корозија - ови фактори значајно смањују перформансе уређаја.

Како ради топлотна пумпа са извором ваздуха?

Рад било које топлотне пумпе подељен је у три фазе:

• сакупљање топлоте из околине;
• повећање температуре сакупљене топлоте;
• пренос топлоте на систем грејања и снабдевање топлом водом.

Једина разлика је начин добијања топлоте ниског степена из околине. Код топлотне пумпе са извором ваздуха то се ради на следећи начин:

• Расхладно средство циркулише кроз испаривач ваздушне топлотне пумпе - фреон. То је антифриз и врло испарљива течност која кључа на ниским температурама. Температура фреона је увек нижа од температуре ваздуха и, према томе, под њеним утицајем расхладно средство кључа и претвара се у пару. То се назива топлотни диференцијални пренос топлоте.
• Паре фреона улазе у компресор, где се компресују. Под утицајем високог притиска, пара расхладног средства се загрева: температура компримоване паре фреона може достићи 128 ° Ц. Ова топлота улази у кондензатор.
• У кондензатору врућа фреонска пара преноси топлотну енергију у круг грејања и грејања воде. Када се ослободи топлотна енергија, пара се хлади и поново постаје течно стање, али истовремено одржава висок притисак. А такође је температура расхладног средства у овој фази још увек недовољна за нови циклус апсорпције топлоте из околине. Стога, након измењивача топлоте, фреон пролази кроз пригушни вентил, где притисак пада и температура пада. Након тога, расхладно средство иде у спољни круг за поновљени циклус.

Како ради геотермална и акватермална топлотна пумпа?

Принцип рада ових топлотних пумпи разликује се само у издвајању топлоте из околине. Овде круг цеви положених под земљом или уроњених у воду делује као измењивач топлоте. Не расхладно средство циркулише цевима, као у ваздушним пумпама, већ посредник - пропилен гликол, алкохол или смеша вода-гликол. Те течности акумулирају топлоту добијену из воде или тла и преносе је у испаривач постројења.

Расхладно средство улази у испаривач, загрева фреон, претварајући га у пару. Паре фреона пролазе кроз компресор, где се компресују и загревају. После тога, такође улази у кондензатор, где преноси топлоту на грејање и снабдевање топлом водом. Циклус се завршава када расхладно средство пролази кроз пригушни вентил, где се одвија процес депресуризације и хлађења. Охлађени фреон поново улази у испаривач.

Поједностављено речено: топлота ваздуха, воде или земље потребна је само да би фреон прокувао и претворио га у пару. Даље, у компресору се пара загрева под утицајем притиска до високих температура, чија се енергија користи за загревање воде у систему грејања и довод топле воде. На тај начин се топлота спољашњег окружења ниског степена претвара у високе температуре грејног медија круга грејања.

Како побољшати ефикасност топлотне пумпе?

Систем грејања игра важну улогу у перформансама топлотне пумпе. Опрема најефикасније ради са нискотемпературним системима грејања: подно грејање; вентилоконвектори (вентилаторски измењивачи топлоте). Чињеница је да топлотна пумпа ради што ефикасније на температури од 35-40 ° Ц на излазу, и то одговара оптималној температури грејног медија у воденом систему подног грејања или ваздушном грејању.

Може ли се топлотна пумпа хладити?

Топлотне пумпе могу не само да греју већ и да се хладе - користе се за климатизацију. То јест, уређај може узимати топлоту из собе и уклањати га напољу по истом принципу, али само обрнутим редоследом. Фрижидер је такође топлотна пумпа. Овај апарат за домаћинство не производи хладноћу, он једноставно уклања сву топлоту из затворене коморе за топлотну изолацију.

У којим областима се користе топлотне пумпе?

Топлотне пумпе се користе за грејање и климатизацију индустријских објеката, општинских зграда, вишеспратних и приватних стамбених зграда. Ова технологија је у стању да замени све традиционалне методе грејања. Пример за то је Шведска, где се више од 90% зграда различитих намена загрева помоћу топлотних пумпи. Геотермалне и аеротермалне пумпе су широко распрострањене у Европи, САД-у, Јапану.

Коме је погодна ова врста грејања?

За функционисање топлотне пумпе потребна је само електрична енергија. Ова врста грејања погодна је за приватне куће смештене далеко од гасовода или где је прикључак за гас неразумно скуп. Топлотна пумпа је савршена за не-гасификована насеља у којима нема довољно снаге за уградњу електричног котла. Ова врста грејања је популарна код оних који не желе да живе на „бурету са барутом“, односно погодан је за људе који се плаше гушења или експлозије ако цури гас. Топлотна пумпа се може користити у комерцијалним зградама као енергетски ефикасно грејање.

Које су опасности топлотне пумпе?

Топлотна пумпа не сагорева гориво; не производи штетне емисије у атмосферу и отпад у животну средину. То је уређај заштићен од пожара / експлозије и еколошки прихватљив. Расхладно средство кружи у затвореном кругу и не представља опасност за природу и људе.

На шта треба обратити пажњу приликом избора топлотне пумпе?

Као што смо напоменули, топлотне пумпе су подељене у три врсте: аеротермалне, акватралне и геотермалне. Први раде од атмосферске топлоте и имају два значајна недостатка: пад температуре и редовно загађење радијатора. У јаким мразима, топлотни коефицијент (ЦОП) пада на 1, уместо декларисаних 3-5. А такође константно загађење спољних радијатора смањује ефикасност аеротермалних пумпи. Ова постројења су погоднија за умерену климу са благим зимама.

Акватермалне пумпе захтевају квалитет воде и њихова ефикасност опада када се круг расхладне течности запрља или покрије наслагама.

За наше услове најбољи избор је геотермалне топлотне пумпе. Систем „земља-вода“ је најприкладнији, поуздан и ефикасан за грејање и снабдевање топлом водом код куће. То је због готово константне температуре тла током целе године. Геотермално поље је постављено испод тачке смрзавања тла, што омогућава инсталацији да стабилно функционише и производи висок топлотни коефицијент. На пример, ЦОП геотермалних топлотних пумпи серије ФХ (ФХ-401, ФХ-405, ФХ-415) до 5 јединица!

При избору опреме важно је да она не само да банално загрева воду, већ има и напредне карактеристике које испуњавају захтеве савремене топлотне пумпе. Узмимо за пример геотермална топлотна пумпа ИК (инвертер) ФХ-415. Инсталација је опремљена: уређајем за даљински приступ; аутоматско поновно покретање у случају нестанка струје; заштита циркулационих пумпи; заштита од фазне неравнотеже; режим контроле климе за температуру ваздуха; недељни распоред рада; режим зависан од временских услова; контрола грејног елемента резервоара за топлу воду; трајна меморија; звучно изоловано кућиште. Ово гарантује поузданост, трајност и високу енергетску ефикасност опреме.

Како се осећате према таквим системима грејања? Напишите у коментарима.

Пријатељи, има нас већ више од 85 хиљада! Лајкујте, претплатите се на канал, поделите публикацију - радимотако да добијате корисне и релевантне информације!

Прочитајте такође:

• Нема прашине и буке: како ноктом исећи таласасти шкриљевац.
• Које дрвеће су дехидратори тла и шта је боље садити у близини септичке јаме.

Погледајте видео - Мат или сјајни? Како одабрати боју за свој дом.