Цеплавыя помпы для ацяплення дома: прынцып дзеяння, крыніцы

Што гэта такое - цеплавой помпа? Як ён працуе? Адкуль гэтыя прылады могуць здабываць цяпло? Нарэшце, наколькі яны выгадныя і практычныя на фоне іншых крыніц цеплавой энергіі? Давайце разбірацца.

Што гэта такое

Прынцып дзеяння цеплавога помпы цалкам ідэнтычны схеме працы звычайнага халадзільніка.

• Кампрэсар сціскае лятучы хладагент. Пры гэтым вылучаецца значная колькасці цяпла, якое аддаецца цеплаабменніку. Гэта цяпло можа быць выкарыстана для нагрэву паветра, прадзьмухваецца праз цеплаабменнік вентылятарам, або любога цепланосбіта.
• Астылы хладагент праходзіць пашыральны клапан і рэзка павялічваецца ў аб'ёме. Пры гэтым у поўнай адпаведнасці з законамі фізікі ён рэзка астуджаецца і, як праходзіў праз другі цеплаабменнік, адбірае цяпло ў навакольнай яго асяроддзя.

Заўважце: чым больш ступень пашырэння холадагенту, тым ніжэй яго выніковая тэмпература. Адпаведна, пры пэўных умовах ён цалкам здольны адбіраць цяпло ў асяроддзя, астуджанай істотна ніжэй кропкі замярзання вады.

Калі халадзільнік здольны працаваць толькі адным спосабам - на астуджэнне ўнутранага прасторы, то любы цеплавой помпа для ацяплення дома здольны інвертаваць кірунак руху холадагенту. З практычнага боку гэта азначае, што ўладальнік такой прылады атрымлівае ў сваё распараджэнне паўнавартасны кліматызатараў: узімку ён абагравае памяшканне, улетку ж выкарыстоўваецца для астуджэння катэджа да камфортнай тэмпературы.

Нарэшце, ацяпленне цеплавымі помпамі мае яшчэ адну вельмі прыемную асаблівасць. Паколькі электраэнергія траціцца толькі на працу кампрэсара, а ў якасці крыніцы цяпла выкарыстоўваецца знешняе асяроддзе, на кожны кілават спажыванай электрычнай магутнасці насос аддае ад 3 да 5 кілават магутнасці цеплавой.

Крыніцы цеплавой энергіі

Што можа служыць крыніцай нізкапатэнцыяльных цяпла?

грунт

Як вядома, у зімовыя халады глеба прамярзае на даволі-такі нязначную глыбіню. Усяго на метр ніжэй узроўня прамярзання тэмпература грунту стабільная і складае 8-12 градусаў у любую пару года.

Грунтавыя цеплавыя помпы выкарыстоўваюць геатэрмальнае цёпла.

Існуе дзве разнавіднасці цеплаабменнікаў:

1. Вертыкальны ўяўляе сабой доўгія гнуткія трубы, пагружаныя ў вертыкальныя свідравіны на глыбіню 60-100 метраў. З улікам таго, што кошт свідравання пагоннага метра свідравіны складае 2-3 тысячы рублёў, мантаж цеплаабменнікаў абыходзіцца ў вельмі значную суму; затое вертыкальны цеплаабменнік не займае месца на ўчастку.

1. Гарызантальны, насупраць, укладваецца на нязначную глыбіню. Траншэі пад яго могуць быць выкапаны сваімі рукамі, без прыцягнення тэхнікі; адпаведна, мантаж будзе прыкметна танней. Аднак уся плошча грунту над калектарам (яна прыкладна ўтрая больш ацяплянай плошчы дома) будзе непрыдатнай для пасадак: вялікая частка раслін не перанясе перагрэву каранёў летам.

Арыенціровачны кошт геатэрмальнага цеплавога помпы з цеплавой магутнасцю 20 кВт - каля паўмільёна рублёў. Мантаж у залежнасці ад умоў (колькасць і глыбіня свідравін, наяўнасць або адсутнасць грунтавых вод і г.д.) прымусіць пакупніка выдаткаваць яшчэ 100 - 400 тысяч.

вада

Калі ваш дом стаіць на беразе незамярзальнага вадаёма - вам пашанцавала: у гэтым выпадку апал з дапамогай цеплавых помпаў можна рэалізаваць з мінімальнымі выдаткамі на мантаж. Цеплаабменнік притапливается грузамі і адбірае цяпло ля вады.

Некалькі складаней ўладкованыя помпы, якія выкарыстоўваюць у якасці крыніц цяпла грунтавыя вады. У гэтым выпадку на ўчастку бурятся дзве свідравіны, адна з якіх становіцца крыніцай вады, а другая выкарыстоўваецца для яе скіду пасля праходжання цеплаабменніка. Арыентыровачны дэбіт свідравіны, якая забяспечвае працу прылады з цеплавой магутнасцю 16 кВт - 0,8 м3 / гадзіну.

паветра

Нарэшце, найбольш танныя цеплавыя помпы, якія выкарыстоўваюць у якасці крыніцы цяпла навакольны паветра. Прастата канструктыўнага выканання робіць іх параўнальна недарагімі; мантаж таксама больш чым нескладаны.

У продажы можна сустрэць прылады, якія працуюць па двух схемам.

1. Помпы паветра-паветра выкарыстоўваюцца толькі для нагрэву або ахладжэння паветра ў памяшканні.
2. Схема паветра-вада дазваляе, акрамя ацяплення, забяспечыць дом гарачай вадой.

У якасці прыкладу прывядзем бягучыя рознічныя цэны на некалькі прылад, якія працуюць па другой схеме.

А што з помпамі паветра-паветра? О, тут карціна куды больш прывабная. Найпросты цеплавой помпа гэтага тыпу - звычайны аконны кандыцыянер - можна купіць за 4-5 тысяч рублёў; больш асэнсаваная купля - інвертарнага спліт-сістэма - абыдзецца ў 20-40 тысяч.

Чаму пры такіх суадносінах цэн захоўваюць сваю папулярнасць прылады, здабываюць цяпло з вады і грунту? Адказ просты: паветраныя помпы захоўваюць працаздольнасць толькі пры параўнальна высокіх тэмпературах вонкавага паветра (да -25 С); між тым на большай частцы тэрыторыі краіны ў пік зімовых маразоў слупок тэрмометра апускаецца прыкметна ніжэй.

Мала таго: чым ніжэй вулічная тэмпература, тым менш выгадным робіцца ацяпленне дома цеплавым помпай гэтага тыпу. Ёсць такое паняцце, як COP (coefficient of performance), якое азначае стаўленне выпрацоўваемага цяпла да выдаткаў электрычнасці. Дык вось, гэтая асноўная характарыстыка цеплавых помпаў для вельмі папулярнага Mitsubishi Zubadan роўная 4,0 пры 5 С і 2,0 пры -25.

Выснову відавочны. Ацяпленне загараднага дома цеплавым помпай, якiя працуюць па схеме паветра-паветра, апраўдана толькі ў цёплай кліматычнай зоне. У Якуціі або Хабараўскам краі варта аддаць перавагу геатэрмальныя прылады.

эканамічная эфектыўнасць

Ацяпленне прыватнага дома электрычнымі ацяпляльнымі канвектарамі, цеплавентылятар і іншымі награвальнымі прыладамі з'яўляецца самым дарагім сярод усіх існуючых схем. Мяркуйце самі:

Аднак калі выкарыстоўваць не прамы нагрэў, а цеплавой помпа - ацяпленне стане прыкметна больш танным. Наколькі - залежыць ад ужо згаданага намі COP. Для большасці мадэляў прылад розных тыпаў гэты параметр ўкладваецца ў дыяпазон 3-4; лепшыя ўзоры маюць COP, роўны 6.

Варта ўлічваць яшчэ некалькі нюансаў.

• Як ужо згадвалася, у паветраных помпаў энергаэфектыўнасць памяншаецца па меры пахаладання на вуліцы, таму для ацэнкі карэктным будзе ўзяць сярэдняе значэнне за сезон (COP для сярэдняй тэмпературы зімы).
• COP залежыць не толькі ад тэмпературы нізкапатэнцыяльных крыніцы цяпла, але і ад тэмпературы аб'екта, якому гэта цяпло перадаецца. Цеплавога помпы важная менавіта дэльта тэмператур. Скажам, геатэрмальны насос, які грэе цёплы падлогу да + 30С, будзе куды больш эканамічным, чым які аддае гэта ж цяпло радыятарам з тэмпературай +60.

Практычнае следства: калі вы збіраецеся падключаць да ацяпляльнага контуры з радыятарамі цеплавыя помпы для ацяплення сваімі рукамі, улічыце, што колькасць секцый лепш павялічыць, а тэмпературу цепланосбіта знізіць да +40 - +45 С.

З улікам усіх шматлікіх агаворак сярэдняе значэнне COP можна смела прыняць роўным 3,0. У гэтым выпадку, як нескладана падлічыць, кошт кілават-гадзіны цяпла складзе 1,2 рубля, што толькі крыху даражэй магістральнага газу, дроў і танней ўсіх іншых крыніц цяпла.

Пры выбары ацяплення варта ўлічваць не толькі бягучае становішча спраў, але і перспектывы. А яны такія: дзякуючы азначыўся развіццю зялёнай энергетыкі (выкарыстанню аднаўляльных крыніц) кошт электрычнасці будзе расці куды больш павольна, чым кошт газу, вугалю і прадуктаў перапрацоўкі нафты.

У прыватнасці, зроблены ў 2010 годзе прагноз росту коштаў прадвесціць да 2032 годзе павелічэнне кошту кубаметра газу на 1000%, а электраэнергіі - усяго на 130.

ад аўтара

Магчыма, чытачу будзе цікава уласны досвед аўтара. Ён выкарыстоўвае для ацяплення дома пару помпаў, якія працуюць па схеме паветра - паветра.

Такім чынам, дадзена:

• Месца дзеяння - Севастопаль, Крым. Сярэдняя тэмпература студзеня - +3. Цяперашняя зіма была незвычайна халоднай: на працягу пары дзён трымаўся мароз у -20 градусаў.
• Плошчу ацяплянага мансарды - 60 квадратных метраў. Франтоны ўяўляюць сабой суцэльнае шкленне з энергазберагальнымі аднакамернымі шклопакетамі. Цеплаізаляцыя сцен і даху - па 5 сантыметраў мінеральнай ваты і пенапласту.
• У ролі крыніцы цяпла выступае Cooper&Hunter CH-S12 FTXN. Цеплавая магутнасць пры працы на абаграванне - 4,12 кВт, COP роўны 4,2, заяўленая ніжняя мяжа працоўнай тэмпературы - -25С; кошт на момант пакупкі - 24000 рублёў.

вынікі:

• На працягу ўсёй зімы ў мансардзе падтрымліваліся цалкам камфортныя +20 градусаў.
• Прыкладны расход электраэнергіі на ацяпленне мансарды склаў 400 КВт-гадзін. Выдатак нескладана пералічыць у грашовы эквівалент з улікам мясцовых тарыфаў.

Адзіная праблема, якую выявіла ацяпленне цеплавым помпай пры нізкіх тэмпературах - намярзанне лёду ў дрэнажнай трубцы. Для яе ліквідацыі плануецца проста-проста пакласці ў дрэнаж секцыю самарэгулявальную грэе кабеля.

заключэнне

Ці варта ўкладаць грошы ў пакуль яшчэ нязвыклую сістэму ацяплення цеплавымі помпамі? З пункту гледжання аўтара - так. Яна выглядае вельмі прывабна нават на фоне магістральнага газу - ужо таму, што абсалютна бяспечная і не патрабуе адводу прадуктаў згарання.

Зрэшты, дамо чытачу зрабіць выбар самастойна. Як заўсёды, у прымацаваным відэа можна знайсці дадатковую тэматычную інфармацыю. Поспехаў!