Термопомпата е устройство, предназначено да осигури ниски разходи за отопление. Помпите събират топлина от околната среда - земя, вода или въздух - и ги доставят към инсталацията за централно отопление и битова гореща вода, загряване на водата, вероятно към вентилационната система, загряване на въздуха, издухан в помещенията. За потребителите най-важното предимство на помпите са ниските експлоатационни разходи - ще харчим повече за инвестицията, но ще спестим за разходи за отопление.

Видове термопомпи

Тези, които най-често се използват за отопление на дома, могат да бъдат класифицирани в зависимост от метода за получаване на топлина и пренасянето му в помещения за устройства от типа:

  • солен разтвор / вода - те събират топлина от земята, използвайки наземен топлообменник, в който циркулира трудно замръзващ гликолов разтвор (наречен солен разтвор), медииращ топлообмена между земята и работната среда на помпата. Топлината от кондензатора загрява водата, подаваща централната отоплителна система;
  • директно изпарение / вода - наземният топлообменник е в същото време изпарителят на помпата, така че в тръбите, положени в земята, циркулира работна среда, която се изпарява в тях. Чрез елиминиране на разтвора на гликол и допълнителния посредник на топлообменника в топлообмена се постига по-голяма ефективност на системата. Топлината от кондензатора загрява водата, подаваща централната отоплителна система;
  • директно изпарение / директна кондензация - наземният топлообменник е едновременно изпарителя на помпата, а отоплителната система (водно подово отопление) е кондензатор. Нито наземният топлообменник, нито отоплителната система имат среда, която медиира топлообмена, благодарение на което ефективността на тази помпа е най-висока;
  • вода / вода - изпарителят на помпата се нагрява с вода от кладенец, река или езеро. Топлината от кондензатора загрява водата, подаваща централната отоплителна система;
  • въздух / вода - изпарителят на помпата се нагрява с въздух. Топлината от кондензатора загрява водата, подаваща централната отоплителна система;
  • въздух / въздух - изпарителят на помпата се нагрява с въздух. Топлината от кондензатора загрява въздуха, подаван в помещенията;
  • вода / въздух - изпарителят на помпата се нагрява от вода. Топлината от кондензатора загрява въздуха, подаван в помещенията.

Коефициент на ефективност на отопление (COP)

Ефективността на термопомпата е показана от коефициента на ефективност на отопление (COP). Това е съотношението на количеството топлина, получена в кондензатора на помпата, и мотивната консумирана енергия. Това зависи не само от дизайна на помпата, но преди всичко от температурата, която трябва да се получи в топлоприемника (отоплителната система), и температурата на източника, от който помпата черпи топлина. COP = 4 означава, че ще получаваме 4 kWh топлина за всеки киловатчас електроенергия, използвана за задвижване на помпата. Този фактор, даден от производителите на устройството, информира за ефективността, възникваща в специфични условия - при стойностите на температурата на долния и горния източник на топлина, посочени в стандарта. На практика тези условия се променят, а с тях и ефективността. За да се оцени цената на отоплението с термопомпа, по-полезно е коефициентът на ефективност на сезонната термопомпа SPF, който определя съотношението на количеството енергия, доставено от термопомпата, към общото потребление през целия отоплителен сезон.

С каква инсталация работи термопомпата?

Топлинната помпа може, подобно на бойлер, да захранва обикновените нагреватели. Поради по-ниската температура на потока, тяхната нагревателна повърхност трябва да бъде съответно по-голяма, отколкото при работа с конвенционален източник на топлина. Това понякога може да доведе до проблеми с намирането на място. Цената им също ще бъде съответно по-висока. Вместо подово отопление за сътрудничество с термопомпа е много добър друг тип нискотемпературно отопление - отопление на стените с използване на тръби с вода, вградена в мазилка. Тази инсталация е доста скъпа, но когато сравните цената й с цената на много големи радиатори, съответстващи на температурата на захранване от 35 ° C, изборът може да е благоприятен. За да захранвате нискотемпературно отопление с термопомпа, не е необходима допълнителна система за смесване, тъй като водата веднага се нагрява до подходяща, не много висока температура.

Сътрудничество на термопомпата със съществуваща инсталация за централно отопление

В старите къщи обикновено се занимаваме с инсталиране на централно отопление на радиатора, адаптирано към отоплителните параметри на котелното помещение с въглища. Радиаторите имат огромни нагревателни повърхности, а тръбите имат големи диаметри. Тази ситуация е благоприятна за използване на съществуващата отоплителна система за отопление с термопомпа. Ако стените са били изолирани в такава отопляема сграда и прозорците са подменени, необходимостта от топлина за покриване на загуби чрез прегради и вентилация на помещенията намалява с приблизително 50%. Следователно отоплителната повърхност на радиаторите обикновено е достатъчна, за да осигури необходимата температура в помещението при параметрите на отоплителната вода, постигнати от термопомпата. Техническото състояние на радиаторите и варовикът, причинено от честото сезонно оттичане и доливане на вода поради течове на системата (което беше норма при старите инсталации), може да бъде проблем. Различно е в повечето сгради, построени след 1990 г. Те имат достатъчна топлоизолация и техните радиаторни инсталации са адаптирани към работните параметри на котлите с масло или газ, имат малък воден капацитет, тръби с малък диаметър и термостатични клапани. Те не са готови да бъдат захранвани от термопомпи.

Термопомпи за земя, вода и въздух

Принцип на работа на термопомпата

Как е възможно помпата да доставя гореща вода към отоплителната система или да издухва топъл въздух в помещението, ако нейният източник на топлина е вода, почва или въздух с температура малко над 0 ° C?

За да разберем това, нека проследим какво точно се случва по време на термопомпи солен разтвор / вода или вода / вода. Солев разтвор от наземния топлообменник или вода от входящия кладенец (във водни / водни помпи) се влива в изпарителя на помпата. Температурата му е 5-10 ° C, тъй като това е максималното, когато земята е под 1, 5 m или подземните води през зимата.

За работата на помпата е необходимо да се изпари работната среда, циркулираща във вътрешната циркулация на помпата. Следователно трябва да е течност, която се изпарява (кипи) при температура по-ниска от 5 ° C. В резултат на топлообмена с работната среда температурата на солевия разтвор от земята топлообменник или вода от кладенеца намалява с 2-3 ° C. Охладеният саламура се връща обратно към земния топлообменник, водата се източва към изпускателния кладенец. Работната среда, която се е изпарила благодарение на топлината, получена от саламура или вода, отива в компресора. Там в резултат на компресия (т.е. повишаване на налягането) температурата му се повишава до няколко десетки ° C. Това е мястото, където захранването се доставя към системата (електричество за задвижване на компресора). Температурата на работната среда също се повишава поради факта, че част от тази енергия се преобразува в топлина в резултат на триене между компонентите на компресора. Вече под формата на пара работната среда преминава към втория обменник - кондензатора. Там той загрява водата от отоплителната система (до максимум 60 ° C) и се кондензира при отделяне на топлина. Температурата му намалява с няколко ° C. Вече като течност отива към разширителния клапан, в който се разширява, в резултат на което температурата му намалява значително. От клапана хладилният агент се връща обратно към изпарителя и цикълът се повтаря.

Разходи за отопление

Таблицата по-долу представя разходите за отопление с различни източници на топлина. Те трябва да се третират като приблизителни, тъй като са засегнати от колебанията в цените на горивата, разликите в таксите за електричество и газ в зависимост от мястото на пребиваване и ефективността на отоплителната инсталация. Особено последната сума може да окаже значително влияние върху разходите.

Обикновено максималната ефективност, постигната от устройствата, се използва за всички сравнения. Междувременно на практика се случва дори да е с няколко десетки процента по-ниска и това, разбира се, прави производството на топлина с няколко десетки процента по-скъпо! Ефективността на котлите се влияе от качеството на горивото. В случая на газ и нефт той се контролира, така че може да се счита, че отклоненията в ефективността от стойността, осигурена от производителите, са малки. Предположихме, че ефективността на моделната котелна е 90% за газови и маслени котли и 105% за газови кондензационни котли. Качеството на въглищата или пелетите варира, много зависи и от умението на пушача, така че трябва да бъдете малко по-предпазливи по отношение на ефективността, постигната от котлите за тези горива. Предположихме, че е съответно 70 и 80% (това изисква голяма грижа за чистотата на котела). Ефективността на електрическите устройства обаче беше 100%, което - както виждате - не помогна много, защото отоплението с тях е най-скъпо.

Коефициентът на ефективност на термопомпите COP (еквивалентен на ефективността на котлите) зависи от температурата на средата, от която се отделя топлината - земята или въздуха. Стойностите му са трудни за предвиждане (нестабилна е особено в случаите на въздух). В зависимост от времето, COP е малко по-различен във всеки отоплителен сезон. Решихме да не предпочитаме много термопомпите и за изчисленията приехме COP 3.7 - когато източникът на топлина е почва и 2 - когато е въздух (някои приемат, че е дори 5 и 3, съответно, което на практика е много рядко). Такива коефициенти за целия отоплителен сезон все още е трудно да се постигнат при използване на устройства, предлагани на умерена цена. За подземните помпи те изискват перфектно изпълнение на инсталацията, а за въздушните помпи - също не много сурова зима.

Категория:

Отопление