Grijanje kuće klima uređajem: toplinske pumpe

Sadržaj članka

• Prikladna klasa opreme
• Obim primjene
• Problemi s toplinskom pumpom
• Razne konfiguracije: split sustavi, monoblokovi, krovovi
• Tehnička komunikacija
• Klima uređaji
• Sažetak

Ograničenja u izboru energetskih resursa danas nisu rijetkost, posebno u područjima „mladog“ razvoja. Ako u pogonu nema drugih izvora energije osim električne energije, klima uređaji neće samo biti odličan način za hlađenje kućišta ljeti, već će pružiti i visokokvalitetno i ekonomično grijanje u hladnom vremenu..

Prikladna klasa opreme

Nisu svi klima uređaji prikladni za uporabu kao grijaćih uređaja. Postoji zasebna skupina klimatske tehnologije koja se naziva toplinske pumpe. Ukratko, ključna razlika između takve opreme je mogućnost obrnutog smjesa rashladnog sredstva u krugovima isparivača i kompresora. Tako u ljetnom načinu rada instalacija oduzima višak topline iz sobne atmosfere i izbacuje je vani, dok se zimi sve odvija po obrnutoj shemi.

Načelo rada toplinske pumpe zrak-zrak u zimskim i ljetnim modusima

Zrak se zagrijava toplinskom pumpom ne pretvaranjem električne energije u toplinu (kao u najjednostavnijim klima uređajima s funkcijom grijanja), već crpanjem topline iz jednog medija u drugi. Otuda potječe i naziv opreme: čak i po mraznom vremenu, zrak sadrži određenu količinu topline, koju je moguće ukloniti i usmjeriti unutar zgrade radi održavanja ugodne klime. Ali ovo načelo djeluje samo pod određenim uvjetima, glavno ograničenje je temperaturna razlika između ulice i prostorije, kao i temperaturne granice na kojima radna rashladna tekućina, rashladno sredstvo, može isparavati i kondenzirati..

Uređaj za zračnu toplinsku pumpu

Po dizajnu, toplinske su pumpe prilično složeni uređaji. S jedne strane, paket uključuje brojne uređaje koji pružaju povratnu cirkulaciju kruga grijanja pod kontrolom automatizacije. Ovo je četverosmjerni ventil, posebno dizajniran ekspanzijski ventil i složeniji sustav kanala kroz koji cirkulira rashladno sredstvo. S druge strane, prava je toplinska crpka nužno opremljena uređajima koji pomažu glavnim crpnim jedinicama da rade u ekstremnim uvjetima. Sva pomoćna oprema na marketinškom jeziku naziva se “zimski komplet”, a uključuje:

• grijač ulja kompresora;
• radijatori posebnog dizajna, otporni na kondenzaciju i smrzavanje;
• rekuperacijski uređaji koji dovode protok ispušne ventilacije u vanjski izmjenjivač topline;
• grijani sustav ubrizgavanja rashladnog sredstva;
• posebna marka rashladnog sredstva.

Obim primjene

Glavni kriterij ocjene toplinske crpke je koeficijent toplinske učinkovitosti, inače nazvan COP. Ovu je vrijednost zapravo prilično teško odrediti, ona ovisi i o stupnju termodinamičke savršenosti – stvarnoj učinkovitosti stroja, uzimajući u obzir sve transformatorske lance, i o snazi ​​nisko-potencijalnog izvora energije. Ova dva faktora imaju tendenciju da se mijenjaju, uglavnom ovisno o trenutnoj temperaturnoj razlici, odnosno, dinamika promjene COP-a u različitim radnim uvjetima je od stvarnog interesa. Drugim riječima, rad pojedinačnog modela toplinske crpke razmatra se u skladu s dominantnim toplinskim režimom, a ne u skladu s najhladnijim petodnevnim razdobljem. Uštede ostvarene ugradnjom tijekom razdoblja umjerenih temperaturnih razlika trebaju pokriti troškove radne konvekcije i radijacijskih izvora u jakom mrazu, kada toplinska crpka ne može raditi..

Toplinske pumpe nisu dizajnirane samo za kućnu upotrebu. Oni izvrsno rade snažno hlađenje u skučenim prostorima: zamrzivačima ili računalnim odjeljcima. U zapadnim se zemljama aktivno razvija preusmjeravanje zasebne podrumske prostorije u hladnjačnicu s daljnjim prenošenjem topline ljeti prema van ili zimi u struju ventilacije. To su takozvani bivalentni sustavi opskrbe toplinom, drugi poseban slučaj je opskrba zraka vanjskim izmjenjivačem topline, koji prolazi kroz zemaljski izmjenjivač topline ili suhi solarni kolektor..

Problemi s toplinskom pumpom

Sustavi grijanja temeljeni na zračnim toplinskim crpkama karakteriziraju velika složenost dizajna: potrebno je odrediti ne samo dovoljan volumen priliva energije za nadoknadu toplinskih gubitaka, već i učinkovit način rada, broj i mjesto čvorova sustava grijanja. Istodobno, broj jedinica i troškovi uključene opreme trebaju, naravno, biti minimalni..

Obično je rezultat pogrešaka u proračunu i ugradnji sustava grijanja zraka je pojava hladnih zona u sobi, kao i kondenzacija vlage na zastakljenju koje nema toplinsku zavjesu. Lokacije unutarnjih jedinica moraju se odrediti prema dijagramima temperature i protoka protoka koje je dao proizvođač za standardne načine grijanja. Ovaj je zadatak posebno teško obaviti s obzirom na to da je za uvođenje svakog novog izvora grijanja potrebno u različitim varijacijama:

• ugradnja dodatne vanjske jedinice;
• polaganje freonske linije na vanjski blok;
• brtve zračnog kanala.

Zbog toga se konačna konfiguracija sustava grijanja mora odabrati jednom, često mnogo prije početka uređenja kuće. To je zbog izuzetno male prikladnosti toplinskih crpki za modernizaciju i nedostatka značajne rezerve snage. Izuzetno je važno odrediti u kojim je slučajevima prikladnije i isplativije koristiti tradicionalne grijaće uređaje od inverterskih klima uređaja. Posljednje, ali ne najmanje bitno, trebali biste razmisliti o radnom resursu toplinske crpke: njegov najučinkovitiji rad bit će na COP vrijednostima iznad 2–2,3.

Razne konfiguracije: split sustavi, monoblokovi, krovovi

Uza svu nespretnost, toplinske pumpe imaju dovoljno konfiguracija da odaberu najpovoljniji položaj opreme. Multisplit sustavi svoj izgled duguju želji da se očuva izgled zgrada, kao i omoguće viši stupanj tehnološke organizacije. Temeljna razlika između takvih sustava je prisutnost razdjelnika i automatskog uređaja za kontrolu snage u dovoljno visokom rasponu.

Sljedeći korak u tom smjeru napravljen je kada su na tržište ušli višezonski VRF sustavi i, kao poseban slučaj, VRV sustavi. U civilnoj uporabi takvi su sustavi usmjereni na zajedničku uporabu, omogućuju istodobnu povezanost nekoliko desetaka unutarnjih jedinica na uličnu instalaciju, dok duljina freonske linije može doseći stotine metara, a visinska razlika između elemenata sustava može biti i do 12 katova.

Toplinska pumpa VRV

Jedino strogo ograničenje za toplinske crpke je potreba da se nađe vanjski isparivač na otvorenom, a sve ostale promjene konfiguracije preispituju tehnolog. To je omogućilo da djeluju u suprotnom smjeru, izbjegavajući upotrebu freonskih linija ili minimizirajući njihovu duljinu. Kompaktne toplinske crpke za lokalno grijanje prilično su jeftine i ne zahtijevaju povezivanje cijevi ili zračnih kanala. Monoblokcijski pretvarači ugrađeni u zid ili prozor, kao i krovove, čiji se blokovi nalaze na suprotnim stranama krovnog pokrivača na minimalnoj udaljenosti, omogućuju vam ravnomjerno raspodjelu topline po cijelom korisnom području..

Tehnička komunikacija

Očito su najprikladnija mjesta za ugradnju izvora topline u slučaju toplinskih pumpi vanjski zidovi i gornji katovi pod ravnim krovom ili hladnim potkrovljem. Međutim, uz značajnu veličinu zgrade, središnji prostori ostaju bez aktivnog grijanja, što nije uvijek prikladno. Taj se problem može riješiti pravilnim usmjeravanjem freonskih vodova ili organizacijom grijanja zraka, izvora topline u kojem je atmosferska toplinska pumpa..

U potonjem slučaju, bolje je smjestiti vanjsku jedinicu u mali tehnički dodatak, obično smješten u razini tla, što olakšava povezivanje s prizemnim izmjenjivačem topline ili na krov za spajanje na polje Sunčevog sustava. Unutarnja jedinica je smještena unutar zgrade, spojena s vanjskim prolazom u zidu koji je ograđuje. Ugrijani zrak transportira se do potrošača kroz zatvoreni sustav zračnih kanala:

• u krugu opskrbe održava se konstantni tlak zraka, čiji volumen protoka za svaku granu regulira se kanalnim prigušivačima;
• otvori ispušnih kanala nalaze se na mjestima koja su dijametralno suprotna mjestima gdje je instaliran topli dovod, kroz koji se djelomično hlađeni sobni zrak skuplja i dovodi u vanjsku jedinicu, osiguravajući tako ciklus oporavka.

Sama mogućnost potpune kontrole ventilacije podrazumijeva značajne uštede. U isto vrijeme, velika složenost i trošak zračnih kanala nadoknađuje se relativno niskim troškovima instalacije: jedna jedinica uvijek je jeftinija od nekoliko manjih, s jednakom ukupnom snagom.

Kada sustav toplinske crpke uključuje i unutarnje jedinice sa sustavom bakrenih cjevovoda, povećava se cijena komunikacije, ali povećava se i udobnost korištenja sustava. S jedne strane, moguće je položiti složene vodove freonskih vodova čak i s malom debljinom pregrada i podova. S druge strane, ponekad je učinkovitije rješenje organizacija zatvorenih krugova u kojima cirkulira rashladno sredstvo, za daljnje paralelno povezivanje unutarnjih jedinica na njih – za to su dizajnirani više zonski sustavi..

Klima uređaji

Posebna kategorija toplinskih pumpi, koja uključuje prednosti zračnog rekuperativnog grijanja i učinkovitost kruga pretvarača, je klimatizirana. Koncept skrivenog postavljanja unutarnjih jedinica sam po sebi nije nov, ali toplotne pumpe ovog tipa postale su dostupne širokom krugu kupaca relativno nedavno..

Glavna razlika između ove konfiguracije je gotovo potpuna buka u prisutnosti unutarnjih jedinica koje omogućuju podešavanje načina rada grijanja s velikom fleksibilnošću i preciznošću. Jedino ograničenje za ugradnju kanalnih toplinskih crpki predstavljeno je građevinskim konstrukcijama koje moraju sadržavati i dovoljno široke šupljine za polaganje kanala, kao i impresivnu nišu za postavljanje tijela glavne jedinice. Ali istodobno se freonske linije mogu postaviti paralelno s zračnim kanalima.

Unutarnji blok toplinske pumpe za kanal obavlja funkciju ne samo zagrijavanja protoka zraka, već i njegove distribucije prema pojedinim potrošačima, filtracije i pripreme. Može postojati i rekuperacijski krug, ali obično je ovaj uređaj napravljen u obliku prednjeg dijela. Osim obilnih mogućnosti upravljanja i konfiguracije, skriveno mjesto unutarnje jedinice može biti jednostavno prikladno i na bilo koji način neće utjecati na unutrašnjost prostorije..

Sažetak

Zračne crpke za zrak još se ne moraju smatrati glavnim i jedinim izvorom grijanja, pogotovo ako su tijekom razdoblja grijanja mogući produženi padi temperature ispod -5 … – 10 ° C. Instalacije koje mogu raditi u ekstremnijim temperaturnim uvjetima postoje, ali spadaju u mnogo veću cjenovnu kategoriju s dužim rokom povrata.

Pa ipak, u srednjem temperaturnom rasponu, takvi uređaji pokazuju zaista visoku učinkovitost: za nadoknadu gubitaka topline, treba im samo četvrtina energetskog protuvrijednosti. Uz vijek trajanja takve opreme preko 20-30 godina, ona uspijeva platiti za sebe nekoliko puta, tako da će pravovremeni prijelaz na moderne energetski učinkovite sustave grijanja pomoći uštedama u budućnosti, kada će cijena energije biti znatno veća nego danas..

Povezani unosi:

1. Pristupačno električno grijanje pomoću Electrolux Viking toplinske pumpe Stanovnici zemalja s vrućom klimom ne mogu razmišljati o tome kako grijati kuću ili stan. Ne možete to reći za Rusiju! Mnogi vlasnici su zabrinuti zbog odabira ekonomične i najprofitabilnije mogućnosti...
2. Toplinske pumpe Ispada da postoje takve moderne tehnologije za uštedu energije koje se mogu uspješno koristiti za grijanje pojedinačne kuće ili vikendice, i za grijanje vode, pa čak i za ugradnju toplog poda....
3. Kružne pumpe za grijanje Sadržaj članka Crpke za grijanje – povijest Uređaj i princip rada Vrste cirkulacijskih pumpi Crpke za grijanje – kako ih odabrati Izbor mjesta i ugradnja cirkulacijske crpke U ovom članku: Povijest...
4. Pregled i pregled kuće s toplinskim uređajem za kupnju ili kontrolu građevine Sadržaj članka Ispitivanje pomoću termičkog slika: kako to radi i čemu služi Kada je potrebno termičko snimanje Pravila vanjskog ispitivanja Snimanje iz unutrašnjosti prostorija Značajke i zamke Stupanj toplinske zaštite kod...

Čitaj više  Odabir najekonomičnijeg načina grijanja kuće električnom energijom