Šilumos siurblys: veikimo principas, taikymo sritys

Parengė FORUMHOUSE

Šilumos gauname degindami medieną, anglį, naftos produktus ir dujas. Tačiau šie mums žinomi šildymo metodai iš tikrųjų yra primityvūs ir pavojingi: jie negrįžtamai iššvaisto žemės išteklius ir teršia atmosferą. Tai negali tęstis taip ilgai. Todėl tradicinius metodus keičia energiją taupančios technologijos, kurios gali gaminti šilumą iš žemės ir oro, nepakenkdamos gamtai.

Kas yra šilumos siurblys?

Šiluma yra visur: ore, vandenyje ir žemėje. Šilumos siurblys yra pakopinis šilumos transformatorius, prietaisas, kuris ima šilumą iš aplinkos ir perduoda ją į šildymo ir karšto vandens tiekimo sistemą. Kai veikia šilumos siurblys, energija išleidžiama ne tiesioginiam aušinimo skysčio šildymui, bet siurbiant ir paverčiant šilumą iš aplinkos į namus. Taigi pasiekiamas didelis prietaiso energijos vartojimo efektyvumas: kai kompresoriaus darbui sunaudojama 1 kilovata elektros energijos, susidaro 3-5 kW šiluminės energijos (COP šilumos koeficientas yra 3-5 vienetai).

Kokie yra šilumos siurbliai?

Šilumos siurbliai skirstomi į tris tipus:

• Aeroterminis (oras), gaunantis šiluminę energiją iš atmosferos.
• Geoterminis, išgaunantis šilumą iš žemės.
• „Aquathermal“ (vanduo) - įrangos klasė, naudojanti vandens aplinkos šilumą: upes, ežerus, jūrą, požeminį vandeningąjį sluoksnį.

Aeroterminis siurblys šilumą semiasi per oro šilumokaitį - lauko radiatorių. Žemės siurbliai šilumos energiją iš žemės gauna per geoterminius laukus - jie yra klojami horizontaliai žemiau įžeminimo vamzdžių arba gręžinių (zondų) paviršiaus, kur yra sumontuoti vamzdžiai vertikaliai. Zondai taip pat gali būti išdėstyti kampu, nes ne visos sritys gali išgręžti į gylį. Akvaterminio siurblio kolektoriai dedami į rezervuarą ar vandens gręžinį.

Žemės šilumos siurbliai efektyviau veikia dėl stabilios žemės temperatūros ištisus metus. Naudojant aeroterminius siurblius, šilumos koeficientas (COP) sumažėja, kai lauko temperatūra yra –15 ° C. Vandens šilumos siurbliai priklauso nuo vandens kokybės: dumbliai, kalkės, korozija - šie veiksniai žymiai sumažina prietaiso veikimą.

Kaip veikia oro šilumos siurblys?

Bet kurio šilumos siurblio veikimas yra padalintas į tris etapus:

• šilumos surinkimas iš aplinkos;
• surinktos šilumos temperatūros padidėjimas;
• šilumos perdavimas į šildymo sistemą ir karšto vandens tiekimas.

Vienintelis skirtumas yra žemos kokybės šilumos gavimo iš aplinkos būdas. Naudojant oro šilumos siurblį, tai daroma taip:

• Šaltnešis cirkuliuoja per oro šilumos siurblio garintuvą - freoną. Tai antifrizas ir labai lakus skystis, verdantis žemoje temperatūroje. Freono temperatūra visada yra žemesnė nei oro temperatūra, todėl, veikiant šaltnešiui, jis užverda ir virsta garais. Tai vadinama šiluminiu diferenciniu šilumos perdavimu.
• Freono garai patenka į kompresorių, kur jie yra suspausti. Veikiami aukšto slėgio, šaltnešio garai įkaista: suspaustų freono garų temperatūra gali siekti 128 ° C. Ši šiluma patenka į kondensatorių.
• Kondensatoriuje karšti freono garai perduoda šilumos energiją į šildymo ir vandens šildymo kontūrą. Išleidus šilumos energiją, garai atvėsinami ir vėl tampa skysta būsena, tačiau tuo pat metu palaiko aukštą slėgį. Taip pat aušalo temperatūra šiame etape vis dar yra nepakankama naujam šilumos absorbcijos iš aplinkos ciklui. Todėl po šilumokaičio freonas praeina per droselio vožtuvą, kur sumažėja slėgis ir temperatūra. Po to šaltnešis eina į išorinę grandinę pakartotiniam ciklui.

Kaip veikia geoterminis ir akvaterminis šilumos siurblys?

Šių šilumos siurblių veikimo principas skiriasi tik išgaunant šilumą iš aplinkos. Čia vamzdžių, paklotų po žeme arba panardintų į vandenį, grandinė veikia kaip šilumokaitis. Vamzdžiais cirkuliuoja ne šaltnešis, kaip oro siurbliuose, bet tarpininkas - propilenglikolis, alkoholis ar vandens-glikolio mišinys. Būtent šie skysčiai kaupia iš vandens ar dirvožemio gautą šilumą ir perduoda ją į įrenginio garintuvą.

Aušinimo skystis patenka į garintuvą, šildo freoną, paversdamas jį garu. Freono garai praeina per kompresorių, kur jie suspaudžiami ir pašildomi. Po to jis patenka į kondensatorių, kur šilumą perduoda šildymui ir karšto vandens tiekimui. Ciklas baigiasi, kai šaltnešis praeina pro droselio vožtuvą, kur vyksta slėgio mažinimo ir aušinimo procesas. Atvėsęs freonas vėl patenka į garintuvą.

Paprasčiau tariant: oro, vandens ar žemės šilumos reikia tik norint išvirti freoną ir paversti jį garais. Be to, kompresoriuje garai kaitinami veikiami slėgio iki aukštų temperatūrų, kurių energija naudojama šildyti šildymo sistemoje esantį vandenį ir tiekti karštą vandenį. Tokiu būdu žemos kokybės išorinės aplinkos šiluma paverčiama aukšta šildymo kontūro šildymo terpės temperatūra.

Kaip pagerinti šilumos siurblio efektyvumą?

Šildymo sistema atlieka svarbų vaidmenį veikiant šilumos siurbliui. Įranga efektyviausiai veikia naudojant žemos temperatūros šildymo sistemas: grindinis šildymas; ventiliatoriaus ritės elementai (ventiliatoriniai šilumokaičiai). Faktas yra tas, kad šilumos siurblys veikia kuo efektyviau, kai išleidimo angos temperatūra yra 35-40 ° C, ir tai atitinka optimalią šildymo terpės temperatūrą vandens grindų šildymo sistemoje arba oro šildymą.

Ar šilumos siurblys gali atvėsti?

Šilumos siurbliai gali ne tik šildyti, bet ir vėsinti - naudojami oro kondicionavimui. Tai yra, prietaisas gali paimti šilumą iš patalpos ir pašalinti ją lauke pagal tą patį principą, bet tik atvirkštine tvarka. Šaldytuvas taip pat yra šilumos siurblys. Šis buitinis prietaisas nesukelia šalčio, jis tiesiog pašalina visą šilumą iš sandarios šilumos izoliacijos kameros.

Kokiose vietose naudojami šilumos siurbliai?

Šilumos siurbliai naudojami pramoninių patalpų šildymui ir oro kondicionavimui, savivaldybės pastatams, daugiaaukščiams ir privatiems gyvenamiesiems pastatams. Ši technologija gali pakeisti visus tradicinius šildymo būdus. To pavyzdys yra Švedija, kur daugiau nei 90% įvairios paskirties pastatų yra šildomi šilumos siurblių pagalba. Geoterminiai ir aeroterminiai siurbliai yra plačiai paplitę Europoje, JAV, Japonijoje.

Kam tinka tokio tipo šildymas?

Šilumos siurbliui veikti reikia tik elektros energijos. Ši šildymo rūšis tinka privatiems namams, esantiems toli nuo dujotiekių arba kur nepagrįstai brangu prijungti dujas. Šilumos siurblys puikiai tinka ne gazifikuotoms gyvenvietėms, kur nėra pakankamai energijos įrengti elektrinį katilą. Tokį šildymą mėgsta tie, kurie nenori gyventi ant „miltelių statinės“, tai yra tinka žmonėms, bijantiems uždusimo ar sprogimo, jei nutekėtų dujos. Šilumos siurblys gali būti naudojamas komerciniuose pastatuose kaip energiją taupantis šildymas.

Kokie yra šilumos siurblio pavojai?

Šilumos siurblys nedegina kuro; jis nesukelia kenksmingų teršalų į atmosferą ir atliekų į aplinką. Tai yra ugniai / sprogimui atsparus ir aplinkai nekenksmingas prietaisas. Šaltnešis cirkuliuoja uždaroje grandinėje ir nekelia pavojaus gamtai ir žmonėms.

Į ką atkreipti dėmesį renkantis šilumos siurblį?

Kaip jau minėjome, šilumos siurbliai skirstomi į tris tipus: aeroterminius, akvaterminius ir geoterminius. Pirmieji veikia nuo atmosferos šilumos ir turi du reikšmingus trūkumus: temperatūros kritimus ir reguliarų radiatoriaus užterštumą. Esant stiprioms šalnoms, šilumos koeficientas (COP) nukrenta iki 1, o ne deklaruojamų 3-5. Be to, nuolatinė lauko radiatorių tarša sumažina aeroterminių siurblių efektyvumą. Šios instaliacijos labiau tinka vidutinio klimato ir švelniomis žiemomis.

„Aquathermal“ siurbliai reikalauja vandens kokybės ir jų efektyvumas sumažėja, kai aušinimo skysčio kontūras tampa nešvarus arba padengtas nuosėdomis.

Mūsų sąlygoms geriausias pasirinkimas yra geoterminiai šilumos siurbliai. „Dirvožemio-vandens“ sistema yra patogiausia, patikimiausia ir efektyviausia šildymui ir karšto vandens tiekimui namuose. Taip yra dėl beveik pastovios dirvos temperatūros ištisus metus. Geoterminis laukas klojamas žemiau dirvožemio užšalimo lygio, o tai leidžia įrenginiui veikti stabiliai ir užtikrinti aukštą šilumos koeficientą. Pavyzdžiui, FH serijos geoterminių šilumos siurblių COP (ФХ-401, FH-405, FH-415) iki 5 vienetų!

Renkantis įrangą svarbu, kad ji ne tik banaliai šildytų vandenį, bet ir pasižymėtų pažangiomis savybėmis, kurios atitiktų šiuolaikinio šilumos siurblio reikalavimus. Paimkime, pavyzdžiui geoterminio šilumos siurblio IQ (keitiklis) ФХ-415. Įrenginyje yra: nuotolinės prieigos įrenginys; automatinis pakartotinis paleidimas nutrūkus elektros srovei; cirkuliacinių siurblių apsauga; fazių disbalanso apsauga; oro temperatūros klimato valdymo režimas; savaitės darbo grafikas; nuo oro sąlygų režimas; karšto vandens rezervuaro kaitinimo elemento valdymas; nepastovi atmintis; garso nepraleidžiantis korpusas. Tai garantuoja įrangos patikimumą, ilgaamžiškumą ir aukštą energijos vartojimo efektyvumą.

Kaip jaučiatės tokiose šildymo sistemose? Parašykite komentaruose.

Draugai, mūsų jau yra daugiau nei 85 tūkstančiai! Patinka, užsiprenumeruokite kanalą, dalinkitės leidiniu - mes dirbamekad gautumėte naudingos ir aktualios informacijos!

Taip pat skaitykite:

• Nėra dulkių ir triukšmo: kaip nupjauti bangos skalūną vinimi.
• Kokie medžiai yra dirvožemio dehidratoriai ir ką geriau sodinti šalia indo.

Žiūrėti video įrašą - Matinis ar blizgus? Kaip pasirinkti dažus savo namams.