Помпената индустрия не стои на едно място и се появяват нови инженерни решения, базирани на познати технологии. Маркетолозите, заинтересовани от печалба и увеличаване на продажбите, често крият данни за даден продукт, рекламирайки го като революционен, несравним. Най-яркият пример са термопомпите. В рекламните материали не се описва принципът на действие на тези устройства или тяхната ефективност за отопление на дома. Въпреки това от този материал може да се придобие представа за начина на работа и полезността на всяка система.
Какво представлява термопомпата и какви са нейните приложения
Техническото определение за термопомпа е устройство за пренос на енергия от една област в друга, като се подобрява ефективността му. Не е трудно да се илюстрира тази механика. Представете си кофа със студена вода и чаша с гореща вода. За загряването им от определена точка е необходимо същото количество енергия. Ефективността на прилагането му обаче е различна. Ако едновременно намалите температурата на кофа с вода с 1 градус, получената топлинна енергия може да доведе течността в чашата почти до точката на кипене.
В крайна сметка потребителят получава два източника на топлина, единият от които (енергията, взета от продуктите) е напълно безплатен.
Ето как работи термопомпата. Устройството има обратна функционална схема в сравнение с хладилника – в това устройство топлообменникът, радиаторната решетка, е полезен и в крайна сметка ефективен компонент. Тя работи по следния начин:
- Веригата за отвеждане на топлината е разположена извън помещението и е заобиколена от среда със стабилна температура;
- По време на работа на термопомпата температурата на работното тяло се понижава принудително под температурата на околната среда чрез естествени физични процеси;
- Топлината се отделя от работното тяло, като интензивността ѝ зависи от създадената температурна разлика;
- работната среда се влива в контура за преобразуване на състоянието и в топлообменника на помещението;
- енергията се освобождава във въздуха или в друга среда;
- работната среда в първоначалното си състояние се подава към началото на цикъла (кръг на топлоотделяне).
Тази схема за отопление има редица предимства и недостатъци. При оптимални условия обаче термопомпата показва значителни икономии. За отоплението на една къща ще са необходими 70-80% по-малко разходи в сравнение с класическите системи с котли на газ и твърдо гориво.
Крайната ефективност на термопомпата зависи от много фактори. Някои технологични решения могат да се справят само с ограничен брой задачи. Други предполагат сложен монтаж на термопомпата.
Днес има редица домакински уреди, чиито собственици не знаят, че те използват иновативни, революционни идеи за извличане на топлина от околната среда. Това може да се случи дори при отрицателни външни температури. Това е климатици с функция за отопление, която всъщност се основава на механиката на термопомпа. Принципите на работа на тези единици „въздух-въздух“ ще бъдат обяснени по-късно.
Схема за отопление на частна къща с помощта на термопомпа
Оптималното приложение на термопомпа за отопление на дома включва резервоар за съхранение. В опростен вид това изглежда така:
Класификация на термопомпите според характеристиките на средата
Класификацията на термопомпите е доста обширна. Устройствата се разделят в зависимост от естеството на работното тяло, принципа на промяна на физическото му състояние, използването на преобразувателни устройства, естеството на необходимия за работата енергиен носител. Ако вземем предвид, че на пазара има модели с различни комбинации от критерии за класификация, става ясно, че е доста трудно да се изброят всички. Въпреки това могат да се разглеждат основните принципи на групирането.
Монтажът, конструкцията и крайната производителност на термопомпата зависят от параметрите на източника на топлина и на средата на реципиента. Днес се предлагат няколко вида.
въздух-въздух
термопомпи въздух-въздух – най-често използваните устройства. Те са достатъчно компактни и прости. Този тип механика работи с битови климатици с режим на отопление. Принципът на работа е прост:
- външният топлообменник се охлажда под температурата на въздуха и извлича топлина;
- Температурата на фреона, постъпващ в радиатора, се повишава значително след компресия;
- Вентилатор в помещението обдухва топлообменника и затопля помещението.
Не е задължително извличането на енергия от околната среда да се извършва чрез външен топлообменник. За тази цел в устройството, разположено в помещението, може да се вкара въздух. Някои от тях работят точно по този начин канални системи.
Термопомпите вода-вода се отличават с по-висока мощност и ефективен добив на топлина. Причината за това е по-високият топлинен капацитет на флуида. Водният слой, в който е разположена сондата или топлообменникът, бързо отделя енергия и поради огромния си обем отделя малко, което допринася за стабилната работа на системата. Системите „вода-вода“ се различават и по повишена ефективност.
Съвет! При определени условия системата „вода-вода“ може да бъде изградена без междинни компоненти под формата на резервоар за съхранение на отоплителния кръг. Чрез правилна оценка на преобладаващите климатични условия и избор на капацитета на системата термопомпеният водонагревател се монтира в къщата и се създава ефективна система за подово отопление.
Вода-въздух, въздух-вода
Комбинираните системи трябва да се избират с особено внимание. Съществуващите климатични условия се оценяват внимателно. Например термопомпеният цикъл „вода-въздух“ има добра ефективност за отопление В региони с висока степен на замръзване. Системата въздух-вода, комбинирана с подово отопление и вторичен резервоар за гореща вода, е в състояние да покаже максимални икономии на територията, където температурата на въздуха рядко пада под -5 °C…-10 градуса.
Система, която се адаптира към условията на околната среда, се основава на термопомпа, вентилаторен конвектор или топлинен пистолет от всеки клас. При достатъчно високи външни температури (до -5°C) термопомпата може да се използва за отопление на къща…-10 градуса по Целзий) термопомпата работи в нормален режим, като осигурява достатъчна мощност за отопление. Особеност на конструкцията на системата е разположението на външния топлообменник в отделен вентилационен канал. Когато външната температура падне под оптималната, подаваният въздух се загрява с топлинна пушка (дизелова, електрическа или газова).
Особено забележително: повечето от схемите, предвиждащи адаптиране към температурата на въздуха или стабилизиране на работните параметри на термопомпата, се прилагат за устройства от клас „въздух-въздух“ и „въздух-вода“. Други системи, поради външните топлообменници, изолирани в земята или водата, не позволяват такива „парникови“ условия на работа.
Основни характеристики и изчисляване на капацитета на термопомпата
Цялостната рационалност на инсталирането на термопомпа за отопление на дома се оценява главно чрез, по отношение на финансовите разходи. Това включва:
- покупната цена на оборудването;
- разходите за инсталиране, които могат да включват земни работи;
- разходи за периодична поддръжка
- Приблизителни разходи за елиминиране на чести повреди.
избор на модел според капацитета му, както е посочено по-горе, се основава на общото търсене на топлинна енергия. Глевсото изчисление за едноетажна къща с размери 10×10 метра (300 кубични метра обем) изглежда по следния начин
- Тя отчита максималната минусова температура през зимата (-20);
- определя се разликата между стаята и околната среда (20 -20 = 40);
- Топлинните загуби на стените се изчисляват въз основа на референтните данни за материала, от който са направени (за тухли табличната стойност е 1, топлинните загуби са 1х300х40 – 12 000 килокалории на час или 13,5 kW).
Получената стойност е показател за минималната мощност на термопомпата, която е достатъчна за отопление на къщата. За да се избере най-подходящият модел, спецификацията трябва да се увеличи с поне 50 %. Това се дължи на факта, че термопомпата ще трябва да работи през зимата в неоптимални условия, близо до долната точка на нулевата температурна ефективност на околната среда. Получената стойност за разглеждания пример е приблизително 20 kW.
Втората част на изчислението е Избор на капацитета на резервоара за съхранение. Тази част от системата се препоръчва, за да може термопомпата да работи за ограничен брой цикли на ден. Препоръките за капацитета на резервоара на термопомпата за даден цикъл се съдържат в документацията на продукта. средната стойност е 30 литра на киловат при 3 старта, 20 литра при 5 старта. Така за къщата в разглеждания пример е необходим резервоар за съхранение с вместимост най-малко 400 литра за пет цикъла на термопомпата на ден.
Заключение
Ако решението за закупуване на термопомпа за отопление е взето след анализ на климата, наличните енергийни източници и вида на почвата, се препоръчва Поверете планирането на вашата система на професионалисти. Оптималният избор на модел се основава не само на характеристиките на оборудването и механиката на неговата работа. Специалистите ще вземат под внимание топлоотдаването на почвата, ще изберат комбинирана схема с добра ефективност, ще изчислят най-добрия вариант за земните работи. Ето защо отоплителната система с термопомпа, проектирана от професионалисти, няма да ви накара да се сблъскате с изненади и да съжалявате за избора си.
Възможно ли е да получим сравнителна информация за предимствата и разходите при използването на термопомпа за отопление в сравнение с други методи? Има ли специални условия или предпоставки, които трябва да бъдат изпълнени за да бъде ефективно използване на термопомпа?
Да, възможно е да получим сравнителна информация за предимствата и разходите при използването на термопомпа за отопление спрямо други методи. За да направим такава оценка, трябва да сравним ефективността на термопомпата с различни алтернативи, като например използването на електрически отоплителни системи или газови пещи.
Някои от предимствата на термопомпата включват по-ниски разходи за електричество, възможност за отопление и охлаждане на помещенията, по-малко експлоатационни разходи и по-малко въздействие върху околната среда. Разходите за инсталация и поддръжка могат да бъдат високи, но дългосрочно термопомпата може да осигури значителни икономии.
За да бъде ефективно използване на термопомпа, са необходими някои специални условия. Термопомпите обикновено работят по-ефективно при умерена климатична обстановка със сравнително постоянни температури през годината. Още едно изискване е наличието на подходящо място за подложка и външна единица.
Необходимо е и съобразяване с размерите на обекта, който ще се отоплява, както и индивидуалните изисквания на потребителя. Така може да се гарантира оптимална ефективност при използването на термопомпата за отопление.
Струва ли си да използвате термопомпа за отопление на дома си? Зависи от много фактори. Чувал съм, че термопомпите са ефективни и енергоспестяващи, но не съм сигурен дали са икономични на практика. Има ли някой от вас опит с тази система? Моля, споделете вашите впечатления и преимущества/недостатъци, които сте забелязали! Благодаря предварително!
Използването на термопомпа за отопление на дома може да бъде изгодно, но зависи от различни фактори като големината на дома, климатичните условия и енергийната ефективност на самата термопомпа. Тези системи са известни с енергийна ефективност и спестяване на разходи за отопление, но трябва да се обмисли добре инвестицията преди да се вземе решение. Би било полезно да се консултирате с професионалисти и да се информирате за опита на други хора, които вече използват термопомпа.