Miután megtanulta a föld belsejéből gázt pumpálni és elégetni, az emberiségnek két komoly problémája támadt. A globális felmelegedés és az élőhely-mérgezés túl magas ára a kényelemnek. Ezenkívül a nyers üzemanyag korlátozott erőforrás, amelynek készletei gyorsan kimerülnek. Ezek a tényezők aktív érdeklődést váltottak ki a hőszivattyúk iránt – olyan berendezések, amelyek tiszta energiát nyernek a földből, a vízből és a levegőből. Torkos kazánházak és káros kibocsátások nélkül hővel és meleg vízzel látják el az otthonokat.

Nyugaton a lakás fűtésére szolgáló hőszivattyú olyan elterjedtté vált, mint a légkondicionáló vagy a mosógép. Hazánkban ez az egység még nem ismert a legtöbb magánbirtok és nyaraló tulajdonos számára. Ez a cikk segít megismerkedni működésének elvével, a meglévő fajtákkal, előnyökkel és hátrányokkal.

Hogyan működik a hőszivattyú?

A hőszivattyúk működési elvének magyarázatára rendelkezésre álló legegyszerűbb példa egy háztartási hűtőszekrény. Mindannyian tudjuk, hogy az ételt hűtőközeg keringtetésével hűtik a fagyasztójában. A belső hőt elvéve a hűtőszekrény kidobja. Ezért a fagyasztórekeszben hideg van, és a készülék hátsó grillje mindig forró.

A hőszivattyú működési elve éppen az ellenkezője. A környezetből származó hőt átviszi a házba. Képletesen szólva ennek a készüléknek a "fagyasztója" az utcán van, a meleg grill pedig a házban van.

A külső hőforrás típusától és az energiát gyűjtő környezettől függően a hőszivattyúk négy típusra oszthatók:

1. Talajvíz.
2. Víz-víz.
3. Levegő-víz.
4. Levegő-levegő.

Az első típusú létesítmények csőszerű kollektorok vagy szondák segítségével nyerik ki a hőt a földből. Fagyálló folyadék kering egy ilyen szivattyú külső áramkörében, amely átadja a hőt a párologtató tartályának. Itt a hőenergia átkerül a freonhoz, amely zárt hurokban mozog a kompresszor és a fojtószelep között. A fűtött hűtőközeg bejut a kondenzátor tartályába, ahol a kapott hőt leadja a fűtési rendszerbe juttatott víz számára. A hőcserélő ciklust addig ismételjük, amíg az egység csatlakozik a hálózatra.

Hőszivattyú működési diagramja

A vízhőszivattyú működési elve nem különbözik a földi szivattyútól. Az egyetlen különbség az, hogy az energiát nem a talaj, hanem a víz biztosítja.

A hőszivattyúhoz nincs szükség nagy külső kollektorra a hő összegyűjtéséhez. Egyszerűen magába szivattyúzza az utcai levegőt, és értékes kalóriákat von le belőle. A másodlagos hőcsere ebben az esetben vízzel (meleg padló) vagy levegőn (légfűtő rendszer) keresztül történik.

A kérdés gazdasági oldalát értékelve meg kell jegyezni, hogy a legnagyobb pénzügyi beruházást a "talajvíz" létesítmény igényli. Hőfogadó szondáinak felszereléséhez mély kutakat kell fúrni, vagy nagy területen el kell távolítani a talajt a kollektor lefektetése érdekében.

A földi hőszivattyú nem működhet külső csőrendszer vagy hőfelvevő szondákkal ellátott mély kutak nélkül

A második helyet egy vízhőszivattyú foglalja el, amelyet kulcsrakészen szállítanak az ügyfélhez. Munkájához nem szükséges a föld ásása és a kutak fúrása. Elég elegendő számú rugalmas csövet meríteni a tartályba, amelyen keresztül a hűtőfolyadék keringeni fog.

A legolcsóbb egységek a levegő-levegő és a levegő-víz egységek, mivel nem kell külső hővevőket telepíteniük.

A legtöbb hőszivattyús rendszer telepítésének egyik jellemzője, hogy nem fűtőtestekhez, hanem meleg padlóhoz kapcsolódnak. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy vízük maximális felmelegedését + 45C hőmérsékletre hajtják végre, ami meleg padló számára optimális, de a radiátor normál működéséhez nem elegendő.

Az egység működésének előnyös tulajdonsága a tulajdonos számára a fordított üzemmód lehetősége – a helyiség hűtésére való áttérés a meleg évszakban. Ebben az esetben a felesleges hőt a padlófűtés csővezetéke elnyeli, és a szivattyú eltávolítja a talajba, a vízbe vagy a levegőbe.

A földi hőszivattyú telepítésének egyszerűsített blokkdiagramja így néz ki:

A hőszivattyú, a földi hurok és a padlófűtés mellett itt két cirkulációs szivattyút, a meleg víz és a fűtés elzáró szelepeit, valamint a háztartási meleg vizet felhalmozó tartályt látjuk.

Hőszivattyú jellemzői

A fő mutató, amellyel a hőszivattyú hatékonyságát felmérik, a hőátalakítási együttható, rövidítve KPT (az angol rövidítésben COP). Semmi köze a számunkra szokásos hatékonysághoz – a hatékonysági együtthatóhoz. A KPT (COP) megmutatja, hogy a szivattyú hány kilowatt energiát pumpál egy kilowatt villamos energiára. Az üzemi körülményektől függően a hőszivattyú CHP értéke 3 és 5 között lehet, ami felesleges vita nélkül megerősíti használatának gazdasági előnyeit.

A legstabilabb teljesítménymutatókat a talaj- és vízberendezések mutatják be, mivel a víz és a talaj hőmérséklete nem esik nulla fok alá. A levegőből hőt gyűjtő egységek annak hőmérsékletétől függenek. A hőmérő mínuszjelénél a teljesítményük átlagosan 40-50% -kal csökken.

A második működési paraméter a teljesítmény kilowattban kifejezve. Kiválasztása az épület hőveszteségének mértéke alapján történik.

A ház hőszivattyúval történő fűtésének kiszámítása

A hőszivattyús egység normál működéséhez az épület jó minőségű hőszigetelésére van szükség. Ezért a hőszivattyú megvásárlása előtt meg kell szigetelni a falakat, a padlót és a mennyezetet, majd ki kell számítani a hőveszteségeket (Q).

A házból a burkoló szerkezeteken (falak, ablakok, padló, mennyezet) keresztül távozó hőmennyiség (W) kiszámításának egyszerűsített képlete a következőképpen néz ki:

Q = S х (beltéri és kültéri hőmérséklet közötti különbség) / RT.

S a körülzáró szerkezet területe m2-ben;

Rt a burkoló szerkezeti anyag hőellenállása (az épülethőtechnika SNiP táblázataiból vett).

A falak, ablakok, padló és mennyezet hőveszteségének váltakozó kiszámításával összegzik azokat, és megkapják a ház által az év leghidegebb időszakában 1 óra alatt elvesztett kilowattok számát. A hőszivattyú teljesítménye nem lehet kisebb, mint a hőveszteség teljes értéke. Ha a létesítmény a fűtés mellett vizet melegít a háztartási szükségletekhez, akkor annak kapacitása 20% -kal nő.

A "levegő-levegő" vagy "levegő-víz" hőszivattyú kiválasztásakor azt a hőteljesítményt kell vezérelni, amelyet az alacsony hőmérsékleti tartományban fejleszt, mivel jelentősen alacsonyabb, mint a teljesítmény, ha a meleg évszak.

Példaként megadjuk a NIBE FIGHER F2300-14 levegő-víz telepítés paramétereit. A +7 és + 45 ° C közötti hőmérséklet-tartományban működve körülbelül 18 kW-ot, -15C-os léghőmérsékleten pedig csak 10,7 kW-ot termel.

Híres márkák és becsült árak

Megalakult az orosz hőszivattyús berendezések piaca. A vezető pozíciókat itt olyan külföldi vállalatok foglalják el, mint: Nibe (Svédország), Mitsubishi Electric (Japán), Danfoss (Dánia), Vaillant (Németország), Viessmann (Németország), Mammoth (USA) és mások. Az orosz gyártmányú termékek (a Henk és a SunDue védjegyek) az ár-minőség arányban nem alacsonyabbak a kiváló márkáknál.

A 100 m2 alapterületű ház fűtésére (beépítés nélkül) tervezett 10 kW teljesítményű importált talajvíz-hőszivattyú hozzávetőleges ára (2016-ra) 500 000 rubel. A kutak fúrásával, a csövek telepítésével és az üzembe helyezéssel kapcsolatos munkákért átlagosan 80 000 rubelt kell fizetni, a további anyagok nélkül.

A háztartási felszerelések olcsóbbak. Egy hasonló paraméterű orosz hőszivattyú ára körülbelül 360 000 rubel. Kulcsrakész telepítéssel történő megvásárlása körülbelül 430 000 rubelbe kerül. A 10 kilowattos levegő-víz hőszivattyú hozzávetőleges ára 270 000 rubel. A kulcsrakész telepítéssel rendelkező egység átlagos költsége 320 000 rubel.

Az ilyen típusú berendezések valódi tulajdonosainak véleménye elsöprően pozitív. Jellemzőjük a geotermikus hőszivattyúk megbízható működése és alacsony üzemeltetési költségek (karbantartás, áram).

Nem indokolt azok félelme, akik még mindig a levegő-víz hőszivattyú vásárlásán gondolkodnak e technika alkalmazásának gyakorlata alapján. Ezek az egységek stabilan termelnek hőt a külső -25 ° C hőmérsékletig.

Saját gyártású hőszivattyú

Figyelembe véve a berendezés meglehetősen magas költségeit, sok házépítő kísértést érez arra, hogy saját kezűleg, improvizált egységek és alkatrészek felhasználásával szerelje össze. Mit kell erről mondani?

Ez a munka két fő szakaszból áll: a külső áramkör előkészítéséből és maga a hőszivattyú egység összeszereléséből. A csövek lefektetéséhez önállóan lehet árkokat ásni. Nem reális 50 méteres kút készítése a szonda felszereléséhez speciális felszerelés nélkül. A kollektor felületének fektetése szakértők szerint veszteséges, mivel nem biztosít elegendő hőt a berendezés stabil működéséhez.

Most nézzük meg, lehetséges-e hőszivattyút saját kezűleg összeszerelni. Ehhez egy hűtőmester gyakorlati tapasztalata szükséges, mivel a kezdő nem tudja freonnal feltölteni és nyomás alá helyezni a rendszert.

Régi hűtőszekrényből vagy klímaberendezésből származó egységekre épülő berendezés gyártása csak olyan demonstrációs lehetőségnek tekinthető, amelynek alacsony hatékonysága miatt nincs gyakorlati értéke.

A klímaberendezésből, egy rozsdamentes acélból készült tartályból (kondenzátor) és egy műanyag hordóból (párologtató) származó kompresszoron alapuló hőszivattyú összeszerelésének kézikönyve az interneten ismétlődik. Miután elmondta, hogyan kell feltekerni a rézcsöveket a hengerre és rögzíteni a kompresszort a falon, a szerző tanácsot fejez be történetével, miután befejezte az összeszerelést, a mesterhez fordul, aki vállalja, hogy üzembe helyezi és rögzíti a a házépítő. Nem nevezheti ezt az utasítást az önálló munka komoly segítségének.