Ce este o pompă de căldură?

De ce sunt pompele de căldură cel mai profitabil și promițător înlocuitor pentru încălzirea cu gaz și electricitate?

Pompele de căldură sunt echipamente care, datorită tehnologiei, multiplică energia termică a surselor alternative (sol, aer ambiant, ape subterane) și o transferă sistemului de încălzire.

Soarele și aerul sunt surse inepuizabile de căldură la temperaturi scăzute. Această energie termică este gratuită și regenerabilă.

O pompă de căldură transferă sau pompează energia termică de la un mediu la altul. Principiul de funcționare al unei pompe de căldură este descris mai departe în articol.

Cum funcționează o pompă de căldură?

În proiectarea pompelor, precum și în unitățile frigorifice, se utilizează un circuit în care circulă un agent frigorific, capabil să fiarbă chiar și cu o încălzire minimă. Numai pompa de căldură pentru încălzire funcționează ca un "frigider invers".

Cum funcționează pompa de căldură

Activitatea unei pompe de căldură poate fi împărțită în 5 etape:

fierberea freonului în evaporator
comprimarea agentului frigorific de către compresor
transferul de căldură de la condensator la circuitul de încălzire
trecerea agentului frigorific condensat răcit prin supapa de strangulare
întoarcerea freonului răcit și lichid la schimbătorul de căldură al evaporatorului

Pompele de căldură sunt destinate încălzirii și răcirii. O funcție suplimentară este încălzirea apei pentru uz casnic sau industrial. Acesta este cel mai funcțional echipament în comparație cu orice cazan sau aparat de aer condiționat.

Pompa de căldură funcționează foarte economic, deoarece consumă energie doar pentru funcționarea compresorului și a pompelor de circulație. Eficiența energetică a pompelor de căldură este foarte ridicată. Factorul de conversie a energiei ajunge la 4-6 și chiar mai mult. Aceasta înseamnă că fiecare kilowatt de energie utilizat este transformat de o pompă de căldură în 3-5 kilowați de căldură, care este utilizată pentru încălzirea unei case sau pentru încălzirea apei.

Va trebui să plătiți de câteva ori mai puțin pentru încălzirea unei case sau pentru încălzirea apei decât dacă s-ar folosi un cazan electric sau un boiler. Costurile de încălzire pot fi reduse cu până la 75-80%!

Conform tarifelor actuale la gaz, un cazan pe gaz este de 2-3 ori mai scump de utilizat decât o pompă de căldură.

A existat o fotografie aici. Descărcați-o

Cum funcționează o pompă de căldură pentru încălzirea locuinței?

Căldura poate fi extrasă din:

pânza freatică la o adâncime de 15-20 m;
un corp de apă din apropiere;
plăcuțe de sol cu un colector orizontal așezat la o adâncime de până la 1,2-1,5 m;
puțuri forate la adâncimi de până la 40-50 m.

Există multe alte modalități de a utiliza tehnologia pompelor de căldură pentru a reduce pierderile de căldură și costurile de încălzire.

De exemplu, atunci când se utilizează căldura în exces din procesele tehnologice, căldura din apele reziduale și în multe alte cazuri.

Tipuri de pompe de căldură

Există sisteme care utilizează căldura geotermală, căldura din aer sau instalații care extrag căldura hidrotermală. Să evidențiem câteva tipuri principale de pompe de căldură.

Pompa de căldură cu sursă subterană

O pompă de căldură subterană este un sistem care extrage căldura în exces dintr-un strat de sol de suprafață, din foraje adânci sau dintr-un corp de apă din apropiere.

Temperatura solului la o adâncime sub stratul care îngheață în timpul iernii este întotdeauna pozitivă - până la 5-10 (° C). Căldura acumulată în timpul verii este suficientă pentru ca pompa de căldură cu sursă subterană să încălzească încăperea în timpul iernii.

Pentru îndepărtarea căldurii, se pune un colector tubular din plastic sau se coboară sonde duble, în care circulă un agent de răcire, care nu îngheață în condiții de iarnă. Cu cât spațiul de locuit este mai mare, cu atât mai lungi sunt țevile colectorului sau adâncimea sondelor. Puterea specifică de eliminare a căldurii pentru diferite soluri poate varia de la 8 la 32 W / m². Caracteristicile solului și ale straturilor sale sunt, de asemenea, luate în considerare, ceea ce necesită studii geologice.

Dacă există un iaz sau un rezervor în apropierea casei cu un volum suficient de apă și adâncime, spiralele și inelele unui colector din plastic sunt plasate în acesta până la adâncime (până la fund).

Pompa de căldură apă-apă

Pompa de căldură apă-apă, al cărei principiu se bazează pe extragerea căldurii din apele subterane, este destul de complicată de instalat. Temperatura apei la adâncime este constantă pe tot parcursul anului - aproximativ + 10 ° С.

Pentru a instala o astfel de pompă de căldură, este necesară o analiză a adâncimii orizontului de apă, a cantității, calității și purității apei. Performanțele sale în termeni de căldură sau frig nu depind de condițiile atmosferice sau de schimbarea sezonului. Rata de conversie energetică a pompei de căldură cu apă este ridicată - COP de până la 5 și mai mare, dar instalarea și întreținerea sunt problematice.

O pompă de căldură apă-apă pentru încălzire este o opțiune profitabilă numai în condițiile selecției și calculării competente a echipamentelor, precum și a instalării și punerii în funcțiune de înaltă calificare.

Prețul pompelor de căldură geotermale și cu apă este ridicat din cauza necesității studiilor preliminare și a lucrărilor de instalare costisitoare.

Pompa de căldură aer-apă

O astfel de pompă de căldură este mai accesibilă în ceea ce privește prețul și instalarea. Este cea mai potrivită pentru integrarea într-un sistem de încălzire modernizat și, de asemenea, este ușor de instalat și se amortizează rapid atunci când este introdusă într-o casă nouă. Deoarece performanțele sale termice depind de temperatura aerului exterior, este avantajos să se utilizeze o pompă de căldură cu aer în circuite bivalente, cu o a doua sursă de căldură de rezervă.

Capacitatea totală a unei pompe de căldură cu o sursă de rezervă devine aproape la jumătate față de costul său, dar eficiența energetică și economia sistemului global de alimentare cu căldură rămân optime.

Distingeți între o configurație monobloc sau un kit care include unități exterioare și interioare. Pompa de căldură cu sursă de aer cu invertor răspunde precis și economic la sarcinile prioritare pentru căldură, apă caldă sau rece. Coeficientul de eficiență energetică al acestor sisteme este de până la 5 sau mai mult, ele sunt capabile să funcționeze chiar și la temperaturi exterioare de până la -25 ° C. Acestea sunt cele mai populare pompe de căldură pentru utilizare în climatele temperate în cea mai mare parte a teritoriului Ucrainei.

Astfel de modele sunt o opțiune disponibilă din punct de vedere al condițiilor climatice pentru un proiect cu amortizare rapidă pentru modernizarea încălzirii sau instalarea într-o casă nouă atât în orașele cu milionari, cât și în regiuni.

Un exemplu excelent de pompă de căldură aer-apă este seria Arctic Home Basic și Arctic Home Smart, echipamente de înaltă performanță de la marca britanică Mycond.

Pompa de căldură aer-aer

Folosind căldura din ventilație sau din aerul exterior, o pompă de căldură aer-aer este similară din punct de vedere al funcționării pentru un aparat de aer condiționat de răcire / încălzire, dar cu o prioritate de lucru pe încălzire. Această pompă de căldură este utilizată ca un sistem care vă permite să economisiți bani pentru încălzirea locuinței dumneavoastră nu numai în Europa, ci și în Ucraina.

În plus, astfel de pompe de căldură pot fi echipate cu un set pentru prepararea apei calde și se disting prin rate ridicate de eficiență energetică sezonieră.

Există și alte scheme de sisteme de pompe de căldură:

pompa de căldură sol-aer;
pompa de căldură cu apă sărată;
altele.

Pompele de căldură sunt utilizate pentru încălzirea apei din piscine sau procese tehnologice, în unele zone industriale sau în construcții pentru încălzirea oricărei instalații comerciale.

Avantajele pompelor de căldură

Tehnologii inovatoare pentru furnizarea de căldură, aer condiționat și apă caldă, prezentate într-un singur dispozitiv - o pompă de căldură.
Costuri economice și de câteva ori mai mici pentru încălzire și alimentare cu apă caldă.
Pompă de căldură ecologică, fără emisii de CO2 și fără poluarea mediului.
Siguranță la foc, nu este nevoie de supraveghere, aprobare, monitorizare constantă a siguranței echipamentului.
Control inteligent și moduri de funcționare economice, controlul microclimatului prin senzori de temperatură și umiditate.
Controlul circuitelor de încălzire cu temperaturi diferite: radiatoare și încălzire prin pardoseală.
Aer condiționat și încălzire cu pompe de căldură și ventiloconvectoare.
O pompă de căldură geotermală, al cărei preț este ridicat, este o opțiune viabilă din punct de vedere economic pentru încălzirea unei case noi fără gaz, în special în condiții de alimentare limitată a casei.

Concluzii

Numai specialiștii cu înaltă calificare pot alege setul potrivit de echipamente pentru pompe de căldură care funcționează conform uneia sau alteia dintre scheme, cu referire la o anumită secțiune a unei case particulare, ținând cont de sistemele inginerești și de planificarea clădirii.

Calculele corecte determină: costul sistemului, eficiența și fiabilitatea acestuia. Pompele de căldură sunt sisteme inovatoare cu instalare complexă și control inteligent. Pentru a pune în aplicare astfel de proiecte, este necesar să se apeleze la profesioniști pentru a alege cel mai potrivit set de echipamente în ceea ce privește puterea și prețul și pentru a calcula beneficiul economic al punerii sale în aplicare.