Термопомпа за методи за отопление на дома за изчисляване на хоризонтални и вертикални колектори

Отдавна и много успешно термопомпите се използват в битови и промишлени хладилници и климатици.

Днес тези устройства започнаха да се използват за изпълнение на функция от противоположния характер - отопление на дома по време на студеното време.

Нека да видим как термопомпите се използват за отопление на частни къщи и какво трябва да знаете, за да изчислите правилно всички негови компоненти.

Топлинна помпа. Дизайн на отоплението на къщата

Единствената разлика е, че котелът изгаря гориво, а HP „изпомпва“ топлинна енергия от източници, които на пръв поглед изобщо не са богати на него.

Почва и речна вода с температура 5-7 градуса или дори мразовит зимен въздух, чиято температура обикновено беше под нулата.

Такива източници се наричат нископотенциални и въпреки че по никакъв начин не са свързани с понятието топлина, TH успява да „изцеди“ от тях впечатляващо количество животворна енергия. Към това трябва да се добави топлината, генерирана от електродвигателя на компресора на HP: тук, за разлика от хладилника и климатика, той не отива на вятъра.

Останалата част от отоплителната система, базирана на HP, не се различава от обичайната: използва се топлоносител - вода или въздух, който се загрява, преминавайки през топлообменник и след това пренася топлина през къщата. Циркулацията се осигурява от помпа (за нагряване на вода) или вентилатор (за въздух). Подобно на традиционния топлинен генератор, HP може едновременно да бъде свързан към веригата за подаване на топла вода (БГВ) със или без резервоар (бойлер).

В Русия парното отопление се появи по-рано от отоплението на водата, но сега такава система се използва рядко. Тук https://microklimat.pro/sistemy-otopleniya/montazh-sistem-otopleniya/parovoe-otoplenie-v-chastnom-dome-sxema.html ще намерите общ преглед на основните видове котли и методи за парно отопление.

Как работят термопомпите

Всяка термопомпа има работна среда, наречена хладилен агент. Обикновено фреонът действа в това си качество, по-рядко амоняк. Самото устройство се състои само от три компонента:

Изпарителят и кондензаторът са два резервоара, които приличат на дълги извити тръби - намотки. Кондензаторът е свързан в единия край към изхода на компресора, а изпарителят към входа. Краищата на намотките са съединени и на кръстовището между тях е монтиран клапан за намаляване на налягането. Изпарителят е в контакт - директно или индиректно - с източника, а кондензаторът с отоплителната система или БГВ.

Как работи термопомпата

Работата на HP се основава на взаимозависимостта на обема на газа, налягането и температурата. Ето какво се случва вътре в устройството:

Амонякът, фреонът или друг хладилен агент, движейки се по изпарителя, се нагрява от източника, например, до температура от +5 градуса.
След като е преминал през изпарителя, газът достига компресора, който го изпомпва до кондензатора.
Изпусканият от компресора хладилен агент се задържа в кондензатора чрез редуциращ клапан, така че налягането му е по-високо, отколкото в изпарителя. Както знаете, с увеличаване на налягането температурата на всеки газ се увеличава. Точно това се случва с хладилния агент - той загрява до 60 - 70 градуса. Тъй като кондензаторът се измива от охлаждащата течност, циркулираща в отоплителната система, последният също се загрява.
Хладилният агент се изхвърля на малки порции в изпарителя през редукционния клапан, където налягането му отново спада. Газът се разширява и охлажда и тъй като част от вътрешната енергия е загубена от него в резултат на топлообмен на предишния етап, температурата му пада под първоначалните +5 градуса. След изпарителя той отново се загрява, след това се изпомпва в кондензатора от компресора - и така на кръг. Научно този процес се нарича цикъл на Карно.

Но термопомпата все още остава много печеливша: за всеки изразходван kW * h електроенергия е възможно да се получат от 3 до 5 kW * h топлина.

Видове конструкции на термопомпи

Типът термопомпа обикновено се обозначава с фраза, обозначаваща източника на среда и топлоносителя на отоплителната система.

Има следните разновидности:

ТН "въздух - въздух";
ТН "въздух - вода";
TH "почва - вода";
TH "вода - вода".

Първата опция е конвенционална сплит система, работеща в режим на отопление. Изпарителят е монтиран на открито, а вътре в къщата е монтиран блок с кондензатор. Последният се продухва от вентилатор, поради което в помещението се подава топла въздушна маса.

Ако такава система е оборудвана със специален топлообменник с дюзи, ще се получи HP тип "въздух-вода". Той се свързва към системата за отопление на водата.

Изпарителят HP от типа „въздух-въздух“ или „въздух-вода“ може да бъде поставен не на открито, а в изпускателната вентилационна тръба (трябва да бъде принудително). В този случай ефективността на термопомпата ще се увеличи няколко пъти.

Термопомпите от типа „вода - вода“ и „почва - вода“ използват т. Нар. Външен топлообменник или, както го наричат още, колектор за извличане на топлина.