Gaiss-gaiss siltumsūknis: darbības princips, ierīce, izvēle un aprēķini

Siltumsūkņa ierīce

Darbības princips ir zināms jau sen. Ir trīs slēgtas hermētiskas ķēdes - iekšējā, kompresora, ārējā.

Galvenās sastāvdaļas:

1. Apsildes sistēma. Vislabāk ir izmantot grīdas apsildi. Papildu iespēja ir karstā ūdens apgāde.
2. Kondensators. Nodod ārpusē savākto enerģiju no aukstumaģenta (parasti freona) uz siltumnesēju (ūdeni) apkurei.
3. Iztvaicētājs. Atlasa siltumenerģiju no dzesēšanas šķidruma (piemēram, etilēnglikola), kas cirkulē ārējā kontūrā.
4. Kompresors. Tas sūknē aukstumnesēju no iztvaicētāja, pārvēršot to no gāzveida stāvokļa šķidrā stāvoklī, palielinot spiedienu un atdzesējot to kondensatorā.
5. Izplešanās vārsts. Uzstādīts ar iztvaicētāju. Regulē aukstumaģenta plūsmu.
6. Ārējā kontūra. To novieto uz rezervuāra dibena vai nolaiž akās.
7. Iekšējās un ārējās kontūras sūkņi.
8. Automatizācija.Vada sistēmu atbilstoši iepriekš noteiktam telpas apsildes apjomam un āra temperatūras izmaiņām.

Ārējā kontūra dīķī pie ēkas izskatās šādi.

Kolektors ir efektīvs visu gadu. Ziemā vairāk nekā 3 metru dziļumā ūdens temperatūra ir pietiekama apkurei.

Pēc iztvaicētāja aukstumaģents iet cauri kompresoram, kur palielinās tā spiediens un temperatūra. Tad kondensatorā tas atdod siltumu apkures sistēmai.

Pēc tam aukstumaģents iziet cauri atverei, kur spiediens strauji pazeminās izplešanās dēļ. Pārejot uz gāzveida stāvokli, aukstumaģenta temperatūra pazeminās gandrīz uzreiz. Šo procesu var izjust praksē, uzpildot gāzes šķiltavu no sašķidrinātās gāzes kannas. Ievērojama temperatūras atšķirība veicina aukstumaģenta efektīvu siltuma absorbciju no ārējās ķēdes.

Ir arī atvērta savācēja iespēja. Iespējams, ja ūdens ir labas kvalitātes. Tad sistēmu un sūkni neapdraud nosēdumi, cietības sāļu nogulsnēšanās, paātrināta korozija.

Šādi siltuma ģeneratori saņēma praktisku pielietojumu tikai pēc pagājušā gadsimta 70. gadu enerģētikas krīzēm.

Līdz tam to attīstību apgrūtināja enerģijas avotu relatīvais lētums – nafta, gāze u.c.. Turklāt tehnoloģiju nepilnīgums kavēja masveida inovāciju ieviešanu.

Vai ir iespējama DIY uzstādīšana?

Neskatoties uz siltumsūkņu tehnisko sarežģītību, tos var uzstādīt neatkarīgi. Precīzāk sakot, jūs varat brīvi veikt visus “netīros darbus” ar savām rokām: ierīkot tehniskos cauruļvadus un elektrotīklus, piekārt iekštelpu un āra blokus.Katra konkrētā siltumsūkņa tipa pases dokumentācijā ir izsmeļoša informācija par bloku uzstādīšanas nosacījumiem, tehnisko trašu slīpumu, garumu un pieļaujamajiem līkumiem.

Vēlāk atliek tikai pieaicināt speciālistu, kurš pārbaudīs pareizu sistēmas uzstādīšanu un nodrošinās tā pareiza nodošana ekspluatācijā. Jūs pats nevarat veikt šo darbu: jums ir nepieciešams aprīkojums sistēmas tīrīšanai un atgaisošanai, aukstumaģenta uzpildei - kopumā šis process ir diezgan tehnoloģisks un sarežģīts.

Jāuzsver, ka šādu gaisa kondicionēšanas sistēmu uzstādīšana netiek veikta "uz lidojuma". Nepieciešams detalizēts sākotnējais aprēķins, jo īpaši ir jānosaka konkrētiem klimatiskajiem apstākļiem piemērota aprīkojuma klase un jāaprēķina tā pietiekamā jauda. Protams, uz siltumsūkņiem balstīta centralizētā siltumapgāde rada vēl lielākas grūtības projektēšanā un darbu saskaņošanā ar būvuzņēmējiem.

Uzstādīšanas pamatnoteikumi

Lai kvalitatīvi uzstādītu dabiskās cirkulācijas sildītāju, jāveic šādas svarīgas darbības:

1. Radiatoru sildītājus vēlams novietot zem logiem vienādā augstumā.
2. Uzstādiet katlu.
3. Uzstādiet izplešanās tvertni.
4. Savienojiet uzstādītos elementus ar caurulēm.
5. Ievietojiet dzesēšanas šķidrumu apkures sistēmā un pārbaudiet, vai visām sastāvdaļām nav noplūdes.
6. Iedarbiniet apkures katlu un izbaudiet savas mājas siltumu.

Svarīga informācija no uzstādītājiem:

1. Katls jāuzstāda pēc iespējas zemāk.
2. Caurules jāliek ar slīpumu atpakaļ.
3. Ieteicams izvairīties no liela skaita tinumu sistēmā.
4. Izmantojiet liela diametra caurules.

Mēs ceram, ka esam atklājuši visas nianses apkures sistēmai bez sūkņa, kas palīdzēs apsildīt jūsu māju.

Lai iegūtu informāciju par apkures sistēmas uzstādīšanu bez sūkņa, skatiet gravitācijas ķēdes skaidrojumu šajā videoklipā:

3. lapa

Cirkulācijas sūkņi pašlaik ir pieejami kā opcija šķidruma apkures sistēmās. Tos izmanto visu veidu kurināmā sildīšanai.

Vairumā gadījumu papildu sūkņa uzstādīšana dabiskās cirkulācijas sistēmā ievērojami palielina telpas kustības un apsildīšanas ātrumu. Pati ierīce nav īpaši sarežģīta konstrukcija un ir maza izmēra.

Īpaša uzmanība jāpievērš papildu sūkņa un sistēmas parametriem

Sistēmas izturība un apkope

Daudzus var atbaidīt ražotāja deklarētais sistēmas kalpošanas laiks 7-10 gadi. Praksē šis rādītājs ir ievērojami lielāks, tikai siltumsūknis laika gaitā var zaudēt veiktspēju.

Tas galvenokārt ir saistīts ar pakāpenisku aukstumaģenta noplūdi ārējā vidē un tā piesārņojumu ar mitrumu un citiem piemaisījumiem. Šajā gadījumā tiek nodrošināta diezgan vienkārša apkopes procedūra, kas sastāv no dzesēšanas šķidruma tīrīšanas un tā koncentrācijas papildināšanas.

Mehānisko komponentu, piemēram, kompresora vai ventilatora, nodilums ir neizbēgams. Tomēr labs siltumsūknis nodrošina iespēju modulāri nomainīt tā sastāvdaļas. Iekārtas izturību pilnībā nosaka tās darbības apstākļi un sistēmas tehniskā pilnība.Darbs pie limita, periodisks āra bloka apledojums un citi parastā darbības režīma pārkāpumi - tas ir jāizslēdz jau pašā sākumā, lai iekārtai būtu laiks pilnībā atmaksāt un tajā pašā laikā atnest vēlamo siltums un komforts no lietošanas līdz mājai.

rmnt.ru

Plusi un mīnusi

Siltumsūkņa izmantošanas priekšrocības ietver:

1. Iespēja pielietot attālos ciematos, kur nav gāzes vada.
2. Ekonomisks elektroenerģijas patēriņš tikai paša sūkņa darbībai. Izmaksas ir daudz zemākas nekā tad, ja telpu apkurei izmanto elektroierīces. Siltumsūknis patērē ne vairāk enerģijas kā sadzīves ledusskapis.
3. Iespēja izmantot dīzeļģeneratoru un saules paneļus kā enerģijas avotu. Tas ir, avārijas strāvas padeves pārtraukuma gadījumā mājas apkure neapstāsies.
4. Sistēmas autonomija, kurā nav nepieciešams pievienot ūdeni un kontrolēt darbu.
5. Instalācijas videi draudzīgums. Sūkņa darbības laikā neveidojas gāzes, un atmosfērā netiek izmesti.
6. Darba drošība. Sistēma nepārkarst.
7. Daudzpusība. Apkurei un dzesēšanai varat uzstādīt siltumsūkni.
8. Darbības izturība. Kompresors ir jāmaina reizi 15–20 gados.
9. Telpu atbrīvošana, kas bija paredzēta katlu telpai. Turklāt nav nepieciešams iegādāties un uzglabāt cieto kurināmo.

Siltumsūkņu trūkumi:

1. Uzstādīšana ir dārga, lai gan tā atmaksājas piecu gadu laikā;
2. Ziemeļu reģionos būs jāizmanto papildu sildīšanas ierīces;
3. Augsnes ierīkošana, lai arī nedaudz, pārkāpj vietas ekosistēmu: teritoriju nedarbosies izmantot dārzam vai sakņu dārzam, tā būs tukša.

Apkures sistēmas darbība no šāda sūkņa

Pašas instalācijas darbības princips ir aprakstīts iepriekš. Rezultātā siltumnesējs tiek uzkarsēts siltummaiņa otrajā kontūrā, kas vēlāk kalpos kā siltuma avots ēkas vai atsevišķu telpu apkurei.

Klasiskā iespēja apsildāmā dzesēšanas šķidruma sadalei ir savienot siltummaini ar divām atsevišķām līnijām ar sadales kolektoru un ūdens sildītāju. Savukārt ķemmei pieslēgti sildītāji, grīdas apsilde un citas iekārtas. Šāda sadale ir nepieciešama dažādu karstā ūdens un apkures sistēmu darbības režīmu dēļ.

Gaiss-ūdens siltumsūkņu līnija nosaka instalāciju jaudu no 2 līdz 120 kW, kas ļauj izvēlēties iekārtas jebkura izmēra dzīvojamās ēkas apkurei un karstā ūdens apgādei.

Aukstā gaisa režīms

Siltumsūkņu konstrukcija ļauj ne tikai sildīt māju ziemā, bet arī nodrošināt atdzesētu gaisu karstās dienās vasarā. Lai to izdarītu, aukstumaģenta cirkulācija tiek uzsākta apgrieztā ciklā. Tomēr sildīšanas ierīču dzesēšana nesniegs vēlamo efektu, jo aukstais gaiss, kas nolaižas lejup, nespēs radīt komfortablus apstākļus visā telpas tilpumā. Tāpēc, lai gaisa kondicionēšanai izmantotu agregātu gaiss-ūdens, ir nepieciešams ventilatora pārpūsts konvektors.

Turklāt cirkulācijas ķēdē papildus ir uzstādīts 4-ceļu vārsts, otrs droseļvārsts un 2 cauruļu līnijas.Pārslēdzot vārstu, līnija aizveras "ziemas" droseļvārsta virzienā un atveras "vasaras" virzienā, un atdzesētais dzesēšanas šķidrums tiek piegādāts konvektoram. Tiks atslēgta arī karstā ūdens sildīšana.

Šāda uzlabojuma izmaksas, ņemot vērā papildu aprīkojumu, materiālus un darbu, var būt diezgan salīdzināmas ar gaisa kondicionētāja izmaksām. Tāpēc vairumā gadījumu būs diezgan saprātīgi atteikties darboties sadalītajā režīmā, bet vienkārši iegādāties gaisa kondicionēšanas iekārtu.

Kāpēc ne koka?

Kaimiņi pārsvarā izmanto malkas krāsnis, taču šāds variants viņiem sākotnēji nebija pa prātam. Katru gadu ir jāveic degvielas padeves, jātīra katls, jāuzrauga tā degšana. Ar elektrību viss ir daudz vienkāršāk - nospiedāt pārslēgšanas slēdzi, palika silti. Vienīgais šīs metodes trūkums ir augstās elektroenerģijas izmaksas. Apkures sistēmas palaišanas brīdī Maskavas reģionā kilovatstunda maksāja 5,29 rubļus.

Likumsakarīgi, ka tik vērtīgu resursu gribējām izmantot maksimāli ekonomiski, tāpēc arī izvēlējāmies gaiss-gaiss siltumsūkni. Šī ir lētākā versija, tā darbojas gandrīz kā gaisa kondicionieris.

Apkures sistēma uz siltumsūkņa bāzes

Siltumsūkņa saražoto siltumenerģiju var izmantot jebkādā veidā. Parasti šādas iekārtas izmanto ūdens sildīšanai, ko pēc tam izmanto karstā ūdens apgādei (virtuve, vannas istaba, vanna) un apkurei.

Prakse rāda, ka labāk ir izmantot apsildāmo grīdu, nevis apkuri ar radiatoriem. Papildus tam, ka tas ir mīksts siltums un nav nepieciešams uzsildīt ūdeni līdz augstai temperatūrai, ir vēl trešais, kas ir svarīgs ekonomijas ziņā.

Jo zemāka ir uzsildāmā ūdens temperatūra, jo augstāka ir jebkura siltumsūkņa efektivitāte.Ja radiatoriem ūdens jāsasilda līdz 50-55 grādiem, tad siltajām grīdām - 30-35 grādiem. Pat ja ieplūdes ūdens temperatūra ir 1-2 grādi, efektivitātes atšķirība būs aptuveni 30%.

Telpu apkurei bieži izmanto gaisu. Tas ir īpaši efektīvi reģionos, kur temperatūra nenoslīd zem 0, kā arī tad, ja siltumsūknis tiek izmantots kā papildu siltumenerģijas avots.

Šim nolūkam visērtāk ir izmantot ventilatora spoles, taču to uzstādīšanai būs vai nu jābūvē piekaramie griesti, vai jāupurē estētika. Ja ir piespiedu ventilācija, varat to izmantot siltā gaisa padevei.

Tagad siltumsūkņi NVS nav tik plaši izplatīti kā citās valstīs. Mums joprojām ir lēti tradicionālie siltuma avoti, piemēram, ogles, gāze un koksne. Taču situācija nepārtraukti mainās, un siltumsūkņus arvien vairāk izmanto māju un nedzīvojamo ēku apkurei.

Šajā rakstā mēs centāmies detalizēti aprakstīt dažādu siltumsūkņu veidu priekšrocības un trūkumus. Mēs ceram, ka tas jums noderēja. Neaizmirsti padalīties ar ierakstu ar draugiem!

Priekšrocības vai trūkumi?

Tā kā šīs ierīces pie mums parādījās salīdzinoši nesen, daudzi krievi joprojām pret tām izturas ar lielu neuzticību. ASV, Eiropā un Japānā tos izmanto jau ilgu laiku un veiksmīgi. Taču nevar teikt, ka šāds aprīkojums mūsu valstij ir absolūts noslēpums, “terra incognita”.

PSRS tika veikti arī eksperimenti attiecībā uz šādiem alternatīviem enerģijas avotiem. Tomēr šī tehnoloģija nav plaši izplatīta.

Tāpēc ir svarīgi saprast, kāpēc, un vai ir liela jēga aizstāt pazīstamās sistēmas ar ekonovitāti? Prefikss "eko" šajā gadījumā var nozīmēt gan ekoloģiju, gan ekonomiju.

Priekšrocības

Pirmā un neapšaubāmā siltumsūkņu priekšrocība ir ievērojams enerģijas ietaupījums. Jā, viņiem atšķirībā no saules kolektoriem tas ir vajadzīgs, bet daudz mazākos daudzumos. Piemēram, elektriskais apkures katls (vai sildītājs) uzņem tik daudz enerģijas, cik saražo siltumu. Gluži pretēji, siltumsūknis patērē minimāli elektrību un saražo trīs līdz septiņas reizes vairāk siltuma. Iekārta var patērēt 5 kWh, bet ģenerē vismaz 17 kWh siltuma. Augsta efektivitāte ir vispievilcīgākā siltuma katlu kvalitāte.

1. Nopietns enerģijas ietaupījums. Cenas visiem degvielas veidiem nepielūdzami aug, un siltumsūknis ļaus iegūt vairāk siltuma ar samazinātām enerģijas izmaksām.
2. Iespēja uzstādīt jebkurā vietā, jo gaiss, ūdens vai augsne var kļūt par siltuma avotu. Īpaši atbilstošs aprīkojums objektiem, kas atrodas tālu no gāzes vada.
3. Instalācijas atgriezeniskā iespēja. Siltumsūkņi ir universāli. Ziemā tie nodrošina siltumu, karstā vasarā sniedz iespēju nodrošināt telpai vēsumu. Tomēr ne visiem modeļiem ir šī funkcija.
4. Izturība. Pareizi kopts aprīkojums var darboties nevainojami 25-50 gadus. Kompresors var būt jāmaina ik pēc 10-15 (maksimums 20) gadiem.
5. Iespēja izmantot jebkuros apstākļos: kur nav elektrības, tiek uzstādīts benzīna vai dīzeļa dzinējs.
6. Ietaupījumi uz apkopi. Iekārta neprasa lielus izdevumus par to.
7. Nepārtraukta darbība pie -15°.
8. Pilna siltumsūkņa automatizācija.
9. Drošība videi.
10. Bezmaksas siltuma avots.

Papildus priekšrocībām sistēmām ir arī trūkumi.

Trūkumi

Tie ietver:

1. Siltumsūkņu cena un ģeotermālās sistēmas sakārtošanas izmaksas. Turklāt aprīkojums neatmaksāsies uzreiz. Īpašniekiem būs jāgaida vismaz 5 gadi. Izņēmums ir gaisa ierīces, kurām nav nepieciešami papildu ieguldījumi.
2. Nepieciešamība pievienot papildu siltuma avotu tajos reģionos, kur temperatūra bieži ir zemāka par -20 °. Šādu sistēmu sauc par bivalentu. Ja siltumsūknis sabojājas, tiek pievienots siltuma ģenerators (gāzes katls, elektriskais sildītājs).
3. Videi draudzīgums joprojām tiek apšaubīts. Cilvēkiem tas nedraud, bet ekosistēmai tas pastāv. Piemēram, augsnē dzīvo mikroorganismi – anaerobi. Spēcīgi atdziestot telpu pie caurulēm, viņi saskaras ar nenovēršamu nāvi.
4. Gandrīz nepieciešamība mājā nodrošināt trīsfāzu elektrotīklu. Lai siltumsūknis darbotos pareizi, ir jāsamazina sprieguma kritumi, kas var izraisīt iekārtas bojājumus.

Šāda aprīkojuma izmantošana ir optimāla sistēmās, kurās tiek izmantots zemas temperatūras dzesēšanas šķidrums, piemēram, "siltā grīda".

Lai saprastu, vai siltumsūkņa iegāde un uzstādīšana ir tā vērta, īpašniekiem būs jāizvērtē visi plusi un mīnusi. Galvenie "pretinieki" ir enerģijas (degvielas) ietaupījums un nopietnas iegādes un uzstādīšanas izmaksas. ZS būtiskie trūkumi ietver zemo efektivitāti aukstajā sezonā, tomēr ir modeļi, kas spēj radīt siltumu pat pie -35 °. Bet par tiem būs jāmaksā vēl vairāk.

Vai ir vērts tērēt naudu siltumsūkņa iegādei un uzstādīšanai? Katrs izlemj pats. Vienreizējs ieguldījums dos iespēju uz visiem laikiem aizmirst par lielajiem apkures rēķiniem. Turklāt par labu iekārtai liecina tā pilnīga drošība iedzīvotājiem un gandrīz pilnīga drošība videi.