Pompa ciepła powietrze-woda: cechy zastosowania. Rodzaje i zasada działania pomp ciepła do ogrzewania domu Która pompa ciepła powietrze/woda jest lepsza?

Obecnie alternatywne wersje urządzeń, które mogą zapewnić ogrzewanie prywatnego domu, zaczynają być powszechne.

Możesz samodzielnie zainstalować pompę ciepła powietrze-woda takich producentów jak Mitsubishi, Nibe czy Gree. Pomimo szczerze wysokich kosztów takich jednostek, systemy powietrze-woda marek Mitsubishi, Nibe lub Gree mają w większości pozytywne recenzje.

Wynika to z faktu, że charakterystyka urządzeń takich jak pompa ciepła powietrze-woda takich firm jak Mitsubishi, Nibe czy Gree pozwala znacząco obniżyć koszty ogrzewania.

1 Jaka jest konstrukcja pomp ciepła powietrze-woda?

Należy zaznaczyć, że stopień efektywności samodzielnych systemów powietrze-woda wykorzystujących wodę basenową jest nieco niższy niż urządzeń powietrze-woda marek Mitsubishi, Nibe czy Gree.

Wynika to z faktu, że zasada działania pompy ciepła powietrze-woda, która wykorzystuje wodę z basenu i jest montowana własnymi rękami, zależy od pory roku.

Taka pompa nie działa zbyt wydajnie, gdy jest dostosowana do warunków niskich temperatur w zimnych porach roku. Na tej podstawie znacznie zmniejsza się moc samodzielnie wykonanej pompy ciepła powietrze-woda, która pobiera wodę z basenu zimą w niskich temperaturach.

Aby jednak samodzielnie zamontować pompę ciepła powietrze-woda marek Mitsubishi, Nibe czy Gree, nie trzeba obliczać dokładnej głębokości studni i wykonywać precyzyjnych obliczeń.

Ponadto, instalując pompę Mitsubishi, Nibe i Gree, nie ma potrzeby obliczania ilości robót ziemnych, które można wykonać wokół basenu.

Aby własnoręcznie zamontować pompę powietrzno-wodną Mitsubishi, Nibe lub Gree i obliczyć jej wydajność, wystarczy wybrać niezbędny sprzęt i wybrać odpowiednie miejsce, na przykład na dachu lub w pobliżu basenu.

Zatem całkiem możliwe jest zainstalowanie powietrznej pompy ciepła Mitsubishi, Nibe lub Gree własnymi rękami w pobliżu basenu, bez konieczności wykonywania dużej liczby wszelkiego rodzaju prac przygotowawczych na dużą skalę.

Kolejną istotną zaletą pompy ciepła Mitsubishi, Nibe lub Gree jest zasada działania, zgodnie z którą powstałe ciepło można ponownie wykorzystać do obsługi systemu.

W takim przypadku reżim niskiej temperatury nie będzie znaczącą przeszkodą. Świadczą o tym liczne recenzje użytkowników.

Zasada działania pompy ciepła pozwala na wykorzystanie ciepła opuszczającego pomieszczenie wraz z powietrzem wywiewanym lub wodą z basenu.

Aby jednak w pewnym stopniu zrekompensować brak prądu w tych znajdujących się w pobliżu basenu, konieczne jest zapewnienie różnych opcji wykorzystania alternatywnych systemów grzewczych.

Zasada działania pompy ciepła umieszczonej w pobliżu basenu polega na tym, że prawie każde otoczenie zawiera pewną ilość energii cieplnej, gdy jego temperatura przekracza +1 stopień Celsjusza.

Powietrzna pompa ciepła opiera się na zasadzie przekazywania ciepła ze źródła o niskim potencjale cieplnym do odbiornika ciepła o wyższej temperaturze.

W praktyce powietrzna pompa ciepła działa dzięki temu, że czynnik chłodzący dostaje się do rurociągu zakopanego w ziemi. W rezultacie płyn chłodzący jest podgrzewany.

Powietrzna pompa ciepła została zaprojektowana w taki sposób, że krążący w niej czynnik chłodzący po wejściu do parownika lub wymiennika ciepła oddaje całą zgromadzoną energię cieplną do obiegu wewnętrznego.

Powietrzna pompa ciepła wyposażona jest w czynnik chłodniczy, który krąży w obwodzie zewnętrznym i po podgrzaniu w parowniku przechodzi w stan gazowy lub parowy.

W prezentowanych pompach ciepła gazowy czynnik chłodniczy dostaje się do wnęki sprężarki, gdzie ulega sprężaniu w wyniku intensywnego działania wysokiego ciśnienia.

W rezultacie następuje wzrost temperatury czynnika chłodniczego krążącego wewnątrz. Po zakończeniu cyklu czynnik chłodniczy oddaje ciepło i wraca do układu w stanie pierwotnym.

Zastosowanie wydajnego wentylatora pozwala na pobranie powietrza z otoczenia zewnętrznego, które po kontakcie z parownikiem kontynuuje swoją cyrkulację przez wężownicę.

Następnie cykl zostaje zamknięty, a czynnik chłodniczy po podgrzaniu ponownie dostaje się do sprężarki. Charakterystykę techniczną prezentowanego urządzenia można poznać na przykładzie modelu pompy powietrze-woda Gree GRS-CQ:

Pobór mocy: 200 W;
Maksymalne ciśnienie wody: 3 bary;
Limit zużycia wody: 7,5 l;
Średnica przyłącza (czynnik chłodniczy, woda): 12-17 mm;
Temperatura wody dopływającej: od +7 do +25°C.

Prezentowane jednostki podzielone są na dwa podtypy w oparciu o cechy schematu układu. Prezentowane są w formie systemu dzielonego oraz w formie monobloku.

Monoblok wygląda jak pojedyncze urządzenie, którego wszystkie elementy zebrano w jednej obudowie. Można go zainstalować zarówno na środku domu, jak i na zewnątrz.

Wykonując instalację typu wewnętrznego, należy zadbać o instalację kanału przelotowego służącego do wlotu powietrza.

Najbardziej preferowany jest montaż na zewnątrz, dzięki temu sprężarka, jako źródło hałasu, może być zlokalizowana na zewnątrz pomieszczenia.

System podziału powstaje poprzez podzielenie jednostki na dwa różne bloki. Pierwsza obejmuje kondensator i dołączony do niego układ zapewniający automatyczne sterowanie. Druga jednostka zewnętrzna jest wyposażona w sprężarkę.

2 Recenzje urządzeń

Zdecydowana większość istniejących opinii na temat działania bloków i ich efektywności jest pozytywna.

Siergiej, 37 lat, Irkuck:

Mieszkam z rodziną w dużym wiejskim domu. Nie mamy magistrali gazowej, więc postanowiłem zaoszczędzić na kosztach prądu i zainstalowałem system split w postaci pompy ciepła Mitsubishi. Teraz, w zimnych porach roku, wszystkie pokoje są ciepłe. Sprzęt działa prawidłowo. Radzę wszystkim.

Paweł, 45 lat, Woroneż:

Od dłuższego czasu jestem zawiedziony konwencjonalnymi systemami grzewczymi i od jakiegoś czasu poszukuję odpowiedniej alternatywy. Zdecydowałem się na monoblokowy system powietrzno-wodny firmy Nibe. Montaż przeprowadził specjalista. Wraz z pierwszymi jesiennymi chłodami odpaliłem i zdziwiłem się jak szybko nagrzały się wszystkie pomieszczenia w domu. Teraz polecam ją wszystkim, których znam.

Anton, 50 lat, Wołogdy:

Sprzedam systemy grzewcze. Niedawno zacząłem sprzedawać systemy powietrze/woda. Wszyscy klienci są zadowoleni, słyszałem od nich same pozytywne opinie.

2.1 Jak zrobić system własnymi rękami i połączyć go szeregowo?

W razie potrzeby prawie wszystkie elementy składające się na system pompy ciepła można wykonać samodzielnie. Aby to zrobić, będziesz potrzebować:

Zbiornik metalowy wykonany ze stali nierdzewnej o pojemności 100 l;
Beczka plastikowa z szeroką szyjką;
Rury wykonane z miedzi;
Zestaw złączy i adapterów;
Wentylator DU-15;
Zawór bezpieczeństwa;
Ciśnieniomierz;
Urządzenia do realizacji automatycznego sterowania;
Wsporniki zapewniające mocowanie elementów.

Należy pamiętać, że do pełnej pracy sprężarki potrzebny będzie dość duży prąd. Na tej podstawie zalecany poziom obciążenia licznika elektrycznego powinien wynosić około 40 amperów.

Aby wyprodukować jednostkę termiczną o mocy 9 kW, należy nabyć sprężarkę o mocy 7,2 kW. Ponadto konieczne jest wykonanie cewki z rurki miedzianej.

Aby to zrobić, należy ostrożnie owinąć rurę wokół cylindra o wymaganej średnicy. Aby wykonać kondensator, należy przeciąć stalowy zbiornik na dwie równe części, a następnie umieścić w nim miedzianą cewkę.

Następnie należy przeciąć beczkę wykonaną z tworzywa sztucznego na dwie części, z których zostanie wykonany parownik. Następnie wszystkie elementy są łączone w następującej kolejności:

Do parownika włożona jest wężownica wykonana z rurki miedzianej o średnicy ¾ cala.
Za pomocą rurek parownik jest podłączony do instalacji grzewczej w domu.
Sprawdź jakość montażu i dodaj czynnik chłodniczy do układu.
Wykonaj uruchomienie testowe.

Ogólnie rzecz biorąc, wykorzystanie pomp ciepła do ogrzewania domu jest bardzo wygodne i opłacalne. Taka jednostka może ogrzać powierzchnię mieszkalną o powierzchni ponad 400 metrów kwadratowych. metrów.

Montaż urządzenia w większości przypadków zwraca się w ciągu kilku kolejnych lat jego eksploatacji. Jeśli posiadasz dom z małą powierzchnią mieszkalną, instalację konstrukcji można wykonać samodzielnie, a wszystkie jej elementy można również wykonać niezależnie.

Warto pamiętać, że kompresor należy zamontować w pomieszczeniu zamkniętym, a najlepiej na ścianie za pomocą niezawodnych i mocnych metalowych wsporników.

Przy podłączaniu zbiornika ciśnieniowego zaleca się stosowanie połączeń gwintowych ze względu na ich dużą wytrzymałość mechaniczną. Warto zauważyć, że wszelkie manipulacje związane z etapami końcowej instalacji sprzętu (lutowanie, wtrysk freonu do rurociągu systemowego) muszą być wykonywane przy udziale wykwalifikowanego specjalisty.

Niewystarczająco umiejętne działania mogą prowadzić do nieodwracalnych uszkodzeń mechanicznych części i elementów wyposażenia i wiążą się z dużym prawdopodobieństwem obrażeń domowych.

Przed wykonaniem rozruchu próbnego urządzeń pompujących należy przejść szczegółową diagnozę ogólnego stanu całego okablowania domowego i licznika elektrycznego.

Wszystkie przestarzałe i zniszczone elementy należy wymienić na nowe. W niektórych przypadkach zamontowany nie spełnia oczekiwań właścicieli domów.

Większość tego wynika z błędnych obliczeń termodynamicznych. Efektem tego jest system, który nie ma wystarczającej mocy i nieuzasadnione wysokie koszty dla przeciążonego sprzętu.

2.2 Jak działa pompa ciepła powietrze-woda? (wideo)

Pompy ciepła działają w oparciu o bezpłatne i odnawialne źródła energii. Know-how wydobywa utajone ciepło z wody, gleby, a nawet powietrza. Ten rodzaj zaopatrzenia w ciepłą wodę i ogrzewania pomieszczeń jest stosunkowo nowy. Dlatego system inżynieryjny wymaga starannego wyboru i świadomych decyzji.

Budowa i zasada działania pompy ciepła

Naukowcy poszukują alternatywnych źródeł energii. Jest tego kilka powodów. Do najważniejszych z nich należą: ograniczone zasoby ziemi, oszczędność kosztów i przyjazność systemów dla środowiska.

Pompa ciepła jest jednym z przykładów wykorzystania energii ze środowiska. Pochodzi z gleby, powietrza lub wody. Dlatego urządzenia dzielą się na następujące typy: „solanka - woda”, „powietrze - woda” i „woda - woda”. Ciepło może być również uwalniane bezpośrednio do powietrza poprzez wentylację.

Pomysł pomp ciepła narodził się w 1982 roku w Wielkiej Brytanii. Trzy lata później Peter Ritter von Rittinger udoskonalił go i wdrożył pierwszy na świecie taki system. Jest oficjalnym wynalazcą pompy ciepła.

Następny był Robert Weber, który zaczął wydobywać energię z gleby. I to przypadek skłonił go do tego. Dotykając gorącej rury, zdał sobie sprawę, że ciepło ucieka w sposób przypadkowy. I można go ponownie wykorzystać.

Poprzez eksperymenty zaczął przepuszczać wodę przez spiralną rurę, jednocześnie podgrzewając powietrze i wodę. W ten sposób opracowano zasadę działania pompy ciepła.

Dziś służy do ogrzewania następujących obiektów:

domy prywatne,
parki wodne dla dzieci,
placówki oświatowe,
centra biurowe,
baseny,
kompleksy handlowe.

W przypadku pompy ciepła rurociąg układany jest pod powierzchnią gleby. Płyn termiczny przechodzi przez jego strukturę i nagrzewa się o kilka stopni. W parowniku zebrane ciepło przekazywane jest do pompy. W tym przypadku czynnik chłodniczy wrze pod wysokim ciśnieniem i w temperaturze -50 ° C. W sprężarce powstają opary. Energia o niskim potencjale pod ciśnieniem zamienia się w energię o wysokim potencjale. Następnie w skraplaczu następuje wymiana ciepła pomiędzy gorącym gazem a chłodziwem. Podgrzana woda dostaje się do systemu zaopatrzenia w wodę, a schłodzony czynnik chłodniczy nadal krąży w konstrukcji.

Pompy ciepła charakteryzują się następującymi cechami:

cena,
ogrzewana część pomieszczenia,
moc,
wymiary zajmowane przez sprzęt,
źródło energii,
pobór prądu,
dożywotni.

System instaluje się zarówno podczas budowy nowego domu, jak i podczas ocieplania starego.

Zalety i wady systemu

Pompa ciepła do ogrzewania ma szereg zalet w porównaniu do kotłów gazowych i na paliwo stałe:

Bezpieczeństwo przeciwpożarowe,
darmowa ukryta energia z otoczenia,
uproszczone wymagania dotyczące wentylacji pomieszczeń,
możliwość klimatyzacji w czasie upałów,
autonomia,
Łatwość obsługi,
bez komina,
względna zwartość sprzętu,
ciche funkcjonowanie,
nie wybuchowy
brak zapachu paliwa,
eksploatacja 16 - 20 lat przed remontem generalnym.

Z drugiej strony system ma swoje wady:

podgrzewanie wody do maksymalnej wartości 50 - 60°C,
duże cło państwowe na import sprzętu,
długoterminowy zwrot kosztów systemu w ciągu 5 - 10 lat,
konieczność jednorazowego zdeponowania dużej kwoty środków,
trudności w instalowaniu lokalizacji podziemnych,
mało praktyczne zastosowanie w kraju,
spadek wydajności pompy przy większym podgrzewaniu wody.

Typy urządzeń

Pompy sprężające działają z sieci elektrycznej, natomiast pompy absorpcyjne działają z paliwa.

W zależności od rodzaju źródła energii urządzenia grzewcze dzielą się na geotermalne pompy ciepła, powietrzne pompy ciepła oraz systemy wykorzystujące materiały pochodzące z recyklingu.

Systemy geotermalne wykorzystują ciepło z wód podziemnych/powierzchniowych lub gleby. Występują w typach zamkniętych lub otwartych.

Systemy zamknięte dzielą się na:

pompy poziome z urządzeniem zbierającym umieszczonym poniżej stopnia zamarzania gruntu,
pionowe z zanurzeniem kolektora w studniach na głębokość 100 - 200 m,
pompy wodne z pierścieniami chłonnymi w zbiornikach.

Otwarte pompy zwracają wodę po przejściu przez rurociąg. W praktyce jest to możliwe przy dużym zapasie i po uzyskaniu zgody organu odpowiedzialnego za ochronę środowiska.

Powietrzne pompy ciepła pobierają ciepło utajone z mas powietrza w temperaturach do -20°C.

W dużych przedsiębiorstwach przemysłowych zaleca się wykorzystywanie ciepła z rurociągów, czyli ciepła wtórnego.

Pompy mogą generować 100% ciepła w pomieszczeniu lub służyć jako dodatkowe źródło ogrzewania. Taka eksploatacja nazywana jest odpowiednio monowalentną i biwalentną.

Wiele nowoczesnych klimatyzatorów pełni funkcję ogrzewania powietrze-powietrze. Ale ich zakres temperatur jest ograniczony. Jeśli pompa ciepła zapewnia ciepło przez cały rok, wówczas autonomiczny analog nie działa w temperaturach ujemnych.

Obliczanie i dobór pomp ciepła dla domu

Instalując system ogrzewania pompowego, lepiej jest preferować podgrzewane podłogi niż grzejniki. Ponieważ im mniejsza różnica temperatur pomiędzy źródłem ciepła a jego wymaganym poziomem, tym efektywniejsze ogrzewanie.

Ważne jest, aby zrozumieć, czy miejsce pozwala na prace przy układaniu kolektora. Sieć pozioma wymaga dużej powierzchni. Jednocześnie nie można na nim wznosić konstrukcji, ponieważ gleba nie otrzyma niezbędnej energii słonecznej.

Jeśli dom ma dobry system wentylacji, można w nim zintegrować system ogrzewania powietrznego.

Moc pompy ciepła dobierana jest w zależności od trybu jej użytkowania. Pamiętajmy, że istnieje monowalentne i biwalentne wykorzystanie sprzętu. W naszym kraju pora zimna zajmuje niewielką część czasu, a mianowicie 35 - 40 dni z temperaturami poniżej -10°C. Dlatego bardziej wskazane jest podłączenie w tym okresie tradycyjnego ogrzewania. A dla reszty - dwustopniowe pompy ciepła dla domu, aby obniżyć cenę systemu. Pozwoli to zaoszczędzić pieniądze na robotach ziemnych związanych z instalacją złożonej sieci grzewczej. W tym przypadku optymalny rozkład mocy będzie wynosił 60:40. Tam, gdzie duże obciążenie wiąże się z know-how w zakresie technologii.

Podczas okresowych przerw w dostawie prądu warto zwiększyć moc pompy o współczynnik korygujący. Co równa się 0,3 na każdą godzinę bez prądu dziennie.

Oczywiste jest, że im wyższa temperatura źródła energii, tym efektywniej będzie działał alternatywny system ogrzewania. Istnieje kilka opcji źródła zasilania.

W ciepłych regionach wydajne będą pompy ciepła powietrze-powietrze i powietrze-woda. W regionach średnich szerokości geograficznych zaleca się stosowanie sprzętu biwalentnego wraz z konwencjonalnym źródłem ogrzewania i podgrzewania wody.

Pompę ciepła typu woda-woda lepiej zaprojektować z poborem wody ze studni niż ze zbiorników otwartych. Ponieważ te ostatnie w zimie zamarzają na dnie.

Ale nie zawsze w pobliżu domu znajduje się woda gruntowa lub zbiornik. Uniwersalną opcją jest system pobierający ciepło z gruntu. Ponieważ on jest wszędzie. Jednocześnie na głębokości 2,5 – 3 m panuje tam średnia temperatura +10°C rocznie. Co nie zmienia się znacząco w zimnych porach roku.

Kolektory poziome są tańsze. Mają jednak wiele wad w porównaniu do swoich pionowych odpowiedników:

temperatura na głębokości jest większa niż pod wierzchnią warstwą gleby,
Na powierzchni mogą rosnąć tylko małe przestrzenie zielone.

Na terenie z pionowymi wymiennikami ciepła można sadzić drzewa i wznosić konstrukcje.

Możesz samodzielnie zmontować jednostkę pompującą, ale lepiej skontaktować się ze specjalistami. Ponieważ jego projekt jest skomplikowany i kosztowny. I nie ma wysokiej jakości instrukcji dotyczących gromadzenia sekwencyjnego.

Dzięki przemyślanemu systemowi sterowania możliwe jest utrzymanie różnych temperatur w różnych pomieszczeniach domu.

Pompy ciepła mają pozytywne opinie za granicą. Niestety w naszym kraju alternatywne źródło zasilania pozostaje kosztowną przyjemnością bez szerokiego zastosowania praktycznego. Dlatego bardziej wskazane jest preferowanie międzynarodowych producentów pomp. Ich technologie sprawdzają się w praktyce.

Instalując pompy ciepła należy zadbać o dodatkową izolację pomieszczenia. Zakres prac obejmuje wymianę okien z podwójnymi szybami i pokrycie ścian materiałem termoizolacyjnym.

Koszt pomp ciepła

Inwestycja w system grzewczy zależy od jego rodzaju, producenta sprzętu, wielkości wierceń i stawek za energię elektryczną.

Cena za geotermalne pompy ciepła przy montażu sondy wyniesie:

urządzenie - 7500 USD,
instalacja systemu - 7500 USD,
koszty operacyjne - 500 USD W roku.

Systemy z kolektorem poziomym:

pompa - 7500 USD,
montaż - 3700 USD,
miesięczne wydatki - 560 USD

Pompa ciepła woda-woda:

sprzęt – 7500 USD,
prace instalacyjne - 5000 USD,
koszt energii elektrycznej - 450 USD

System ogrzewania powietrznego jest najtańszym analogiem. Ponieważ nie są wymagane żadne prace ziemne. Jednak koszty operacyjne są wyższe:

pompa - 10 000 USD,
montaż - 620 USD,
utrzymanie - 750 USD

Zakup pompy ciepła oznacza zakup:

sam sprzęt,
pojemność bufora,
kocioł do podgrzewania wody.
system komunikacji pomiędzy wszystkimi elementami,
panel sterowania i monitorowania.

Prace ziemne obejmują następujące etapy:

oczyszczenie terenu z roślinności i elementów stałych typu kamienie,
wykonanie wymaganej liczby studni lub rowów,
układanie i rozmieszczanie kolektorów,
budowa studni badawczych,
podłączenie rurociągu do instalacji grzewczej, wodociągowej lub wentylacyjnej,
rekultywacja terytorium,
nalewka systemowa.

Producenci pomp ciepła

Domowa pompa ciepła jest świetna, ale nie niezawodna. Dlatego lepiej zwrócić uwagę na znanych producentów. Które testują swoje technologie, a ich specjaliści przyjdą na ratunek na czas podczas instalacji, naprawy i konserwacji sprzętu.

NIBE Industrier to znana międzynarodowa firma zajmująca się produkcją systemów grzewczych. W swoich rozwiązaniach wykorzystuje alternatywne i przyjazne dla środowiska źródła energii. Produkty NIBE posiadają certyfikaty w Europie i Ameryce. Oznacza to, że spełnia parametry niezawodności i wydajności.

Firma Viessmann może poszczycić się 100-letnią historią rozwoju systemów chłodniczych, grzewczych i klimatyzacyjnych. Urządzenia do wymiany ciepła są produkowane i unowocześniane od 30 lat. Od tego momentu narodziła się zasada wykorzystania ekologicznego ciepła. Pompy sprzedawane są w 70 krajach na całym świecie, a produkcja odbywa się w 10 z nich.

Sprzedawcą sprzętu grzewczego jest międzynarodowa niemiecka firma Vaillant. Ale urządzenia wykorzystujące energię odnawialną to tylko jedna z jej działalności. Eksport producenta obejmuje 60 krajów.

Ukraińska firma FLY-TEK LLC oferuje systemy montowane z komponentów zagranicznych. Koszt pomp ciepła jest o 30% niższy niż w przypadku międzynarodowych odpowiedników.

Firma Sintek działa na rynku ukraińskim od 10 lat. Produkuje urządzenia grzewcze pod marką SintSolar. W 2000 roku została nagrodzona za rozwój efektywnych technologii.

Krasnodarska firma Atmosystems rozpoczęła produkcję pomp ciepła w 2005 roku. Następnie została dystrybutorem międzynarodowego producenta Heliotherm. Ten ostatni jest jedynym producentem pomp ciepła nominowanym do nagrody stanowej w Australii za technologię oszczędzania środowiska i energii.

Pielęgnacja pompy ciepła

Konserwacja polega na corocznym profesjonalnym przeglądzie wszystkich elementów systemu.

Pompę należy włączyć kilka godzin po instalacji, aby umożliwić wstępne nagrzanie systemu.

Płukanie instalacji grzewczej, naprawy awaryjne i konserwacja są zwykle gwarantowane przez producenta. Dlatego należy zachować dokumenty potwierdzające zakup i instalację sprzętu.

Czasami wskazane jest skorzystanie z usługi zdalnego monitorowania jakości pomp ciepła. Umożliwi to szybką reakcję na odchylenia w systemie. Jest dostarczany przez dostawcę systemu.

Teoretycznie powietrze może być wykorzystane jako źródło niskotemperaturowej energii cieplnej, niezależnie od jego temperatury. Na praktyce pompy ciepła powietrze-woda skuteczne przy temperaturach powietrza nie niższych niż -15 C. Obecnie w sprzedaży są już pompy pracujące w temperaturach -25 C, ale ich koszt jest nadal zbyt wysoki, co sprawia, że tego typu urządzenia grzewcze są niedostępne dla przeciętnego konsumenta.

W najbardziej prymitywnej formie pompę ciepła powietrze-woda można traktować jako klimatyzator służący do chłodzenia otoczenia i odprowadzania „nadmiaru” ciepła do ogrzewanego pomieszczenia.

W tym przypadku pompa ciepła powietrze-woda nie wymaga kopania dołów lub wiercenie studni, układanie rurociągów wzdłuż dna zbiorników lub instalowanie kolektorów pionowych niezbędnych do uruchomienia pomp ciepła typu woda-woda lub ziemia-woda. Jest łatwy w obsłudze, a jednocześnie pozwala uzyskać niedrogie ciepło do ogrzewania domu.

System monoblokowy lub dzielony

Podobnie jak systemy klimatyzacji, pompy ciepła tego typu można wykonać według 2 schematów rozmieszczenia:

W formie rozdzielonego systemu składającego się z 2 bloków połączonych komunikacją
W formie monobloku

Z reguły monoblok to pojedyncze urządzenie zmontowane w jednej obudowie i instalowane wewnątrz lub na zewnątrz domu. W przypadku montażu wewnątrz pomieszczeń należy zapewnić wolny kanał do wlotu powietrza. W tym przypadku preferowana jest instalacja na zewnątrz: pozwala ona przenieść sprężarkę jako źródło hałasu poza pomieszczenie.

Obecnie wielu producentów produkuje pompy ciepła powietrze-woda w postaci monobloków. Jest to wygodne i praktyczne, pozwala Poruszać swobodnie pompę i zainstaluj ją bez skomplikowanej instalacji i podłączenia. Jedyną wadą jest mała moc pomp tego typu: od 3 do 16 kW.

Układ podzielony jest podzielony na dwa bloki, z których jeden zawiera skraplacz i układ automatycznego sterowania. Jest instalowany w pomieszczeniu. Druga jednostka (zewnętrzna) zawiera sprężarkę. Ekonomiczna wykonalność instalacji pomp ciepła powietrze-woda

Pompy ciepła powietrze/woda są wydajne przy dodatnich temperaturach zewnętrznych. Są szeroko stosowane w południowych regionach naszego kraju: na Kubaniu, na terytorium Stawropola itp. gdzie silne mrozy zdarzają się rzadko, a zimą temperatura rzadko spada poniżej zera.

Nie oznacza to wcale, że w innych rejonach naszego kraju, gdzie panują trudniejsze warunki klimatyczne, nie można zastosować tego typu pomp ciepła. Zupełnie nie. Tyle, że wydajność pompy powietrze-woda maleje wraz ze spadkiem temperatury powietrza i wzrostem kosztów energii elektrycznej niezbędnej do zapewnienia pracy pompy.

Dlatego celowość eksploatację pompy ciepła przy ujemnych temperaturach powietrza, a także dobór sprzętu zgodnie z wymaganą mocą, muszą być wykonane przez wykwalifikowanych ciepłowników.

Obecnie najlepszą opcją jest zastosowanie pompy ciepła typu powietrze-woda do ogrzewania i zaopatrzenia w ciepłą wodę przy dodatnich temperaturach otoczenia oraz włączenie kotła lub innego źródła energii cieplnej, gdy nadejdzie mróz.

Wideorecenzja pomp ciepła

Kolejnym warunkiem zastosowania pompy ciepła do ogrzewania domu jest wysoka sprawność cieplna budynku oraz brak strat ciepła związanych ze złą izolacją termiczną i przeciągami.

Głównymi elementami geotermalnych systemów grzewczych są pompy ciepła, których głównymi elementami są parownik, skraplacz, sprężarka, termostat i czynnik chłodniczy krążący w układzie zamkniętym.

Prawidłowe połączenie przedstawionych elementów w jeden system pozwala na uwolnienie z otoczenia (gruntu, powietrza czy wody) ciepła o niskim potencjale, a następnie jego przemianę w ciepło o wysokim potencjale, niezbędne do pracy systemów ciepłowniczych i zapewnienie ciepłej wody.

Zasada działania każdej pompy ciepła jest bardzo podobna do działającej lodówki, z tą tylko różnicą, że w lodówce ciepło jest usuwane i następnie przekazywane na grzejnik, natomiast pompa ciepła pobiera ciepło z otoczenia i przekazuje je do systemu grzewczego .

Dzieje się to w następujący sposób:

Czynnik chłodniczy jest dostarczany do parownika, tutaj odparowanie osiąga się poprzez gwałtowne zmniejszenie ciśnienia
Podczas parowania ciepło ścian parownika pochodzące z otoczenia przechodzi do czynnika chłodniczego, następnie czynnik chłodniczy zamieniając się w gaz przedostaje się do sprężarki
Czynnik chłodniczy w stanie gazowym po wejściu do sprężarki poddawany jest wysokiemu ciśnieniu. W efekcie czynnik chłodniczy nagrzewa się do temperatury 120-125°C i dalej kierowany jest do skraplacza, gdzie ciepło przekazywane jest do czynnika chłodniczego. Po „uwolnieniu” ciepła czynnik chłodniczy powraca do stanu ciekłego i cykl się powtarza aż do osiągnięcia zadanej temperatury
Pracą pompy ciepła steruje termostat, który otwiera i zamyka obwód odpowiedzialny za uruchomienie lub zatrzymanie sprężarki

Jak działa ogrzewanie geotermalne

Istotą ogrzewania geotermalnego jest to, że ciepło niskiej jakości jest pobierane z otoczenia, przekształcane w ciepło wysokiej jakości, a następnie dostarczane do domu.

Aby zapewnić działanie pompy ciepła, potrzebna jest energia elektryczna, chociaż jej koszty są 3-4 razy niższe niż otrzymana energia cieplna. Wydajność pompy ciepła jest maksymalna i przewyższa wszelkie kotły grzewcze. Oczywistą jest także skuteczność jego stosowania, objawiająca się znacznymi oszczędnościami finansowymi.

Należy jednak wziąć pod uwagę, że koszt instalacji ogrzewania geotermalnego jest bardzo wysoki, a zwrot kosztów następuje dopiero po 15-20 latach eksploatacji.

Pompy ciepła można podzielić na kilka typów, z których głównym jest rodzaj źródła, które „oddaje” ciepło niskiej jakości. Według tego kryterium pompy ciepła można podzielić na:

Grunt;
Powietrze;
Woda;
Łączny.

Najbardziej wydajne i stabilne są pompy ciepła, których obieg znajduje się w ziemi. Jednak znacznie zwiększa to koszt wykonania prac, których realizacja jest niemożliwa bez użycia specjalnego sprzętu.

Powietrze-powietrze

Istota działania pomp ciepła zasilanych powietrzem jest podobna do działania pomp geotermalnych. Jedyną różnicą jest to, że źródłem ciepła nie jest gleba, ale powietrze. Takie pompy można podzielić na dwa typy układów - powietrze-woda i powietrze-powietrze.

O rodzaju systemu decyduje czynnik, którym rozprowadzane jest ciepło w budynku – woda lub powietrze. Główną zaletą „powietrznych” pomp ciepła w porównaniu z geotermalnymi jest ich znacznie niższy koszt.

Wynika to z braku konieczności wykonywania skomplikowanych prac instalacyjnych w celu zainstalowania obwodu podziemnego.
Pompa ciepła działająca w systemie powietrze-powietrze jest przeznaczona wyłącznie do podgrzewania powietrza w pomieszczeniu. Ciepło odbierane jest z powietrza zewnętrznego za pomocą parownika zamontowanego na ścianie budynku.

Następnie ciepło przekazywane jest do skraplacza umieszczonego w pomieszczeniu. Tutaj ciepło przekazywane jest do powietrza wewnętrznego, które po ogrzaniu wraca z powrotem do pomieszczenia. W przypadku konieczności ogrzania dużych powierzchni stosuje się różne systemy dystrybucji powietrza.

Pompy ciepła powietrze-powietrze służą wyłącznie do celów grzewczych. Zaletami są wysoka wydajność i wysoki poziom przenikania ciepła.

Główną wadą są znaczne wahania wydajności w zależności od temperatury zewnętrznych mas powietrza. Pod tym względem geotermalne pompy ciepła są znacznie bardziej stabilne, ponieważ temperatura gruntu w miejscu zainstalowania obwodu jest praktycznie stała.

Pomimo zmiennej wydajności, pompy ciepła powietrze-powietrze cieszą się dużą popularnością ze względu na swoje właściwości środowiskowe i wydajnościowe.

Woda woda

Konstrukcja pomp ciepła typu woda-woda jest bardzo podobna do pomp geotermalnych. Jedyną różnicą jest to, że źródłem nie jest gleba, ale woda (zbiorniki naturalne i sztuczne, wody gruntowe i ścieki).

Wysoką średnioroczną wydajność tłumaczy się wysoką temperaturą płynu chłodzącego w zimie. Układając wymiennik ciepła w formie spirali, można znacznie zmniejszyć powierzchnię montażową. Jak każdy sprzęt grzewczy, pompy ciepła typu woda-woda mają swoje zalety i wady.

Negatywne strony:

Wysoki koszt pompy ciepła;
Niemożność efektywnego użytkowania w znacznej odległości od źródła ciepła;
Szczegółowe wymagania dotyczące możliwości źródła zaopatrzenia.

Wymienione wady są całkowicie pokryte następującymi zaletami:

Minimalna powierzchnia do montażu obwodu;
Nie ma potrzeby używania specjalnego sprzętu;
Wysoki poziom wydajności;
Możliwość zorganizowania nie tylko ogrzewania, ale także zaopatrzenia w ciepłą wodę i pasywnego chłodzenia;
Nieprzerwana praca;
Długa żywotność;
Łatwa konserwacja;
Minimalne zużycie energii elektrycznej pod względem wydajności.

Powietrze woda

Zasada działania pompy ciepła powietrze-woda przypomina działanie domowego klimatyzatora, z tą różnicą, że w wyniku ich działania to nie powietrze jest schładzane, lecz płyn chłodzący (najczęściej jest to woda).

Pompy ciepła powietrze-woda, w przeciwieństwie do pomp typu powietrze-powietrze, są w stanie zorganizować nie tylko ogrzewanie, ale także zaopatrzenie w ciepłą wodę.

Ich jedyną wadą jest to, że wysoką wydajność można uzyskać tylko wtedy, gdy temperatura nie spadnie poniżej -15°C. Dlatego stabilna praca pomp ciepła powietrze-powietrze, powietrze-woda i ich wysoka wydajność są możliwe do osiągnięcia tylko w odpowiednich warunkach klimatycznych.

Nauczywszy się pompować gaz z wnętrzności ziemi i spalać go, ludzkość stanęła przed dwoma poważnymi problemami. Globalne ocieplenie i zatrucie środowiska to zbyt wysoka cena za komfort. Ponadto surowe paliwo jest zasobem ograniczonym, którego zapasy szybko się wyczerpują. Czynniki te spowodowały aktywne zainteresowanie pompami ciepła – instalacjami pozyskującymi czystą energię z gruntu, wody i powietrza. Bez żarłocznych kotłów i szkodliwych emisji, zapewniają dodomom ciepło i ciepłą wodę.

Na Zachodzie pompa ciepła do ogrzewania domu stała się tak samo powszechna jak klimatyzator czy pralka. W naszym kraju ta jednostka nie jest jeszcze znana większości właścicieli prywatnych posiadłości i daczy. Ten artykuł pomoże Ci zapoznać się z zasadą jego działania, istniejącymi odmianami, zaletami i wadami.

Jak działa pompa ciepła?

Najprostszym przykładem, który jasno wyjaśnia zasadę działania pomp ciepła, jest lodówka domowa. Wszyscy wiemy, że żywność jest schładzana w zamrażarce dzięki cyrkulacji czynnika chłodniczego. Pobierając ciepło wewnętrzne, lodówka je wyrzuca. Dlatego komora zamrażarki jest zimna, a tylny grill urządzenia jest zawsze gorący.

Zasada działania pompy ciepła jest odwrotna. Pobierając ciepło z otoczenia, przekazuje je do domu. Mówiąc obrazowo, „komora zamrażarki” tego urządzenia znajduje się na zewnątrz, a gorący ruszt znajduje się w domu.

W zależności od rodzaju zewnętrznego źródła ciepła oraz środowiska gromadzącego energię, pompy ciepła dzielą się na cztery typy:

Wody gruntowe.
Woda woda.
Powietrze woda.
Powietrze-powietrze.

Instalacje pierwszego typu pobierają ciepło z gruntu za pomocą kolektorów rurowych lub sond. W zewnętrznym obwodzie takiej pompy krąży niezamarzająca ciecz, przekazując ciepło do zbiornika wyparnego. Tutaj energia cieplna przekazywana jest do freonu, który porusza się w zamkniętej pętli pomiędzy sprężarką a przepustnicą. Ogrzany czynnik chłodniczy trafia do zbiornika skraplacza, gdzie oddaje powstałe ciepło wodzie przesyłanej do systemu grzewczego. Cykl wymiany ciepła powtarza się tak długo, jak instalacja jest podłączona do sieci.

Schemat działania pompy ciepła

Zasada działania wodnej pompy ciepła nie różni się od gruntowej pompy ciepła. Jedyną różnicą jest to, że zasilany jest wodą, a nie glebą.

Powietrzna pompa ciepła nie wymaga dużego zewnętrznego kolektora do gromadzenia ciepła. Po prostu pompuje przez siebie uliczne powietrze, pozyskując z niego cenne kalorie. Wtórna wymiana ciepła odbywa się w tym przypadku poprzez wodę (ciepłe podłogi) lub powietrze (system ogrzewania powietrznego).

Oceniając ekonomiczną stronę zagadnienia należy zauważyć, że największego nakładu finansowego wymaga instalacja „woda gruntowo-wodna”. Aby zainstalować sondy odbierające ciepło, konieczne jest wywiercenie głębokich studni lub usunięcie gleby z dużej powierzchni w celu ułożenia kolektora.

Gruntowa pompa ciepła nie może działać bez zewnętrznego systemu rur lub studni głębinowych z sondami odbierającymi ciepło

Na drugim miejscu znajduje się wodna pompa ciepła, dostarczana do klienta „pod klucz”. Do działania nie wymaga kopania ani wiercenia studni. Wystarczy zanurzyć odpowiednią liczbę elastycznych rurek w zbiorniku, przez który będzie przepływał płyn chłodzący.

Najtańsze są jednostki powietrze-powietrze i powietrze-woda, gdyż nie wymagają one montażu zewnętrznych odbiorników energii cieplnej.

Cechą instalacji większości systemów pomp ciepła jest to, że są one podłączone nie do grzejników, ale do podgrzewanej podłogi. Wyjaśnia to fakt, że maksymalne podgrzewanie wody osiąga temperaturę +45 ° C, która jest optymalna dla podgrzewanych podłóg, ale niewystarczająca do normalnej pracy grzejnika.

Cechą korzystną dla właściciela tej instalacji jest możliwość pracy w trybie rewersyjnym – przełączenia na chłodzenie lokalu w upalny okres roku. W takim przypadku nadmiar ciepła jest pochłaniany przez rurociąg ogrzewania podłogowego i usuwany za pomocą pompy do gruntu, wody lub powietrza.

Uproszczony schemat blokowy instalacji gruntowej pompy ciepła wygląda następująco:

Oprócz pompy ciepła, obiegu gruntowego i podgrzewanej podłogi, widzimy tu dwie pompy obiegowe, zawory odcinające ciepłą wodę i ogrzewanie oraz zbiornik gromadzący ciepłą wodę do użytku domowego.

Charakterystyka pomp ciepła

Głównym wskaźnikiem, za pomocą którego ocenia się efektywność pompy ciepła, jest współczynnik konwersji ciepła, w skrócie CPT (w angielskim skrócie COP). Nie ma to nic wspólnego ze znaną nam wydajnością - współczynnikiem efektywności. KPT (COP) pokazuje, ile kilowatów energii pompuje pompa na kilowat energii elektrycznej, którą otrzymuje. W zależności od warunków pracy CFC pompy ciepła może wynosić od 3 do 5, co bez dalszego omawiania potwierdza korzyści ekonomiczne jej stosowania.

Najbardziej stabilne wskaźniki wydajności wykazują instalacje gruntowo-wodne, ponieważ temperatura wody i gleby nie spada poniżej zera stopni. Jednostki pobierające ciepło z powietrza zależą od jego temperatury. Gdy termometr osiągnie poziom poniżej zera, ich wydajność spada średnio o 40-50%.

Drugim parametrem operacyjnym jest moc w kilowatach. Dobiera się go na podstawie ilości strat ciepła w budynku.

Obliczanie ogrzewania domu pompą ciepła

Do normalnej pracy instalacji wymiany ciepła niezbędna jest wysokiej jakości izolacja termiczna budynku. Dlatego przed zakupem pompy ciepła należy zaizolować ściany, podłogi i sufity, a następnie wykonać obliczenia strat ciepła (Q).

Uproszczony wzór na obliczenie ilości ciepła (W) opuszczającego dom przez przegrodę budynku (ściany, okna, podłogę, sufit) wygląda następująco:

Q = S x (różnica między temperaturą powietrza wewnątrz i na zewnątrz)/Rt.

S – powierzchnia zabudowy w m2;

Rt – opór cieplny materiału obudowy (zaczerpnięty z tabel SNiP dotyczących ciepłownictwa budynków).

Obliczając naprzemiennie straty ciepła ścian, okien, podłóg i sufitów, sumuje się je i uzyskuje się liczbę kilowatów utraconych przez dom w ciągu 1 godziny w najzimniejszym okresie w roku. Moc pompy ciepła nie może być mniejsza niż całkowita strata ciepła. Jeśli oprócz ogrzewania instalacja będzie podgrzewać wodę na potrzeby domowe, wówczas jej moc zostanie zwiększona o 20%.

Wybierając pompę ciepła powietrze-powietrze lub powietrze-woda, należy skupić się na mocy cieplnej, jaką wytwarza ona w obszarze niskich temperatur, ponieważ jest ona znacznie niższa niż moc podczas pracy w ciepłym sezonie.

Jako przykład podajemy parametry instalacji powietrzno-wodnej NIBE FIGHER F2300-14. Pracując w zakresie temperatur od +7 do +45C wytwarza około 18 kW, a przy temperaturze powietrza -15C tylko 10,7 kW.

Znane marki i przybliżone ceny

Powstał rynek urządzeń pomp ciepła w Rosji. Wiodące pozycje zajmują tu firmy zagraniczne, takie jak: Nibe (Szwecja), Mitsubishi Electric (Japonia), Danfoss (Dania), Vaillant (Niemcy), Viessmann (Niemcy), Mammoth (USA) i inne. Pod względem stosunku ceny do jakości produkty rosyjskie (znaki towarowe Henk i SunDue) nie ustępują znanym markom.

Szacunkowa cena (na 2016 rok) importowanej pompy ciepła na wodę gruntową o mocy 10 kW, przeznaczonej do ogrzewania domu o powierzchni 100 m2 (bez instalacji) wynosi 500 000 rubli. Za prace przy wierceniu studni, instalowaniu rur i uruchomieniu trzeba będzie zapłacić średnio 80 000 rubli, nie licząc dodatkowych materiałów.

Sprzęt domowy jest tańszy. Cena rosyjskiej pompy ciepła o podobnych parametrach wynosi około 360 000 rubli. Jego zakup z instalacją pod klucz będzie kosztować około 430 000 rubli. Szacunkowa cena 10-kilowatowej pompy ciepła powietrze-woda wynosi od 270 000 RUB. Średni koszt tego urządzenia z instalacją pod klucz wynosi 320 000 rubli.