Hőszivattyú: működési elv, alkalmazási területek

Forrás: FORUMHOUSE

Hőt kapunk fa, szén, olajtermékek és gáz elégetésével. De ezek a számunkra ismert fűtési módszerek valójában primitívek és veszélyesek: visszavonhatatlanul pazarolják a föld erőforrásait és szennyezik a légkört. Sokáig nem mehet így tovább. Ezért a hagyományos módszereket olyan energiatakarékos technológiák váltják fel, amelyek a föld és a levegő hőjét képesek előállítani a természet károsítása nélkül.

Mi az a hőszivattyú?

A hő mindenütt megtalálható: a levegőben, a vízben és a földben. A hőszivattyú egy fokozatos hőtranszformátor, olyan eszköz, amely a környezetből származó hőt veszi át és továbbítja a fűtési és melegvízellátó rendszerbe. Amikor hőszivattyú működik, az energiát nem a hűtőfolyadék közvetlen fűtésére fordítják, hanem a környezetből származó hő házba történő szivattyúzására és átalakítására. Így érhető el a készülék magas energiahatékonysága: ha a kompresszor működéséhez 1 kilowatt villamos energia kerül felhasználásra, 3-5 kW hőenergia keletkezik (a COP hőegyütthatója 3-5 egység).

Milyen hőszivattyúk vannak?

A hőszivattyúkat három típusba sorolják:

• Aerotermikus (levegő), amelyek hőenergiát kapnak a légkörből.
• Geotermikus, hő kinyerése a földről.
• Aquathermal (vízi) - olyan berendezésosztály, amely a vízi környezet hőjét használja fel: folyók, tavak, tenger, földalatti víztartó réteg.

Az aerotermikus szivattyú a hőt egy léghőcserélőn keresztül veszi át - egy kültéri radiátor. A földi szivattyúk a földből hőenergiát kapnak a geotermikus mezőkön keresztül - ezeket lefektetik vízszintesen a földelőcsövek vagy fúrólyukak (szondák) alatt, ahol a csövek vannak felszerelve függőlegesen. A szondák szögben is elhelyezhetők, mivel nem minden terület képes mélységig fúrni. Az akvatermikus szivattyú kollektorait egy víztározóba vagy kútba helyezik.

A földi hőszivattyúk az egész éven át tartó stabil talajhőmérséklet miatt hatékonyabban működnek. Aeroterm szivattyúknál a termikus együttható (COP) -15 ° C-os kültéri hőmérsékleten csökken. A vízhőszivattyúk a víz minőségétől függenek: algák, vízkő, korrózió - ezek a tényezők jelentősen csökkentik a készülék teljesítményét.

Hogyan működik a levegő hőszivattyú?

Bármely hőszivattyú működése három szakaszra oszlik:

• hő gyűjtése a környezetből;
• az összegyűjtött hő hőmérsékletének növekedése;
• hőátadás a fűtési rendszerbe és a meleg vízellátásba.

Az egyetlen különbség az a módszer, amellyel alacsony minőségű hő nyerhető a környezetből. Levegős hőszivattyúval ez a következőképpen történik:

• A hűtőközeg a levegő hőszivattyú - freon - párologtatóján kering. Fagyálló és nagyon illékony folyadék, amely alacsony hőmérsékleten forr. A freon hőmérséklete mindig alacsonyabb, mint a levegő hőmérséklete, ezért hatása alatt a hűtőközeg forr és gőzzé alakul. Ezt nevezzük termikus differenciális hőátadásnak.
• A freongőz bejut a kompresszorba, ahol összenyomódik. Nagy nyomás hatására a hűtőközeg gőz felmelegszik: a sűrített freongőz hőmérséklete elérheti a 128 ° C-ot. Ez a hő bejut a kondenzátorba.
• A kondenzátorban a forró freongőz hőenergiát juttat a fűtési és a vízmelegítő körbe. A hőenergia felszabadulásakor a gőz lehűl, és ismét folyékony állapotba kerül, ugyanakkor magas nyomást tart fenn. És a hűtőközeg hőmérséklete ebben a szakaszban még mindig nem elegendő a környezeti hőelnyelés új ciklusához. Ezért a hőcserélő után a freon áthalad a fojtószelepen, ahol a nyomás és a hőmérséklet csökken. Ezt követően a hűtőközeg a külső körhöz kerül ismételt ciklusra.

Hogyan működik a geotermikus és az akvatermikus hőszivattyú?

Ezeknek a hőszivattyúknak a működési elve csak abban különbözik a hő kivonásától a környezetből. Itt a föld alatt lefektetett vagy vízbe merített csövek áramköre hőcserélőként működik. Nem egy hűtőközeg kering a csöveken, mint a légszivattyúkban, hanem egy köztes anyag - propilén-glikol, alkohol vagy víz-glikol keverék. Ezek a folyadékok felhalmozzák a vízből vagy a talajból nyert hőt, és továbbítják azt a berendezés párologtatójába.

A hűtőfolyadék belép a párologtatóba, felmelegíti a freont, gőzzé alakítva. A freongőz áthalad a kompresszoron, ahol összenyomódik és felmelegszik. Ezt követően a kondenzátorba is bejut, ahol a hőt átadja a fűtésnek és a meleg vízellátásnak. A ciklus akkor ér véget, amikor a hűtőközeg áthalad a fojtószelepen, ahol a nyomásmentesítés és a hűtés folyamata zajlik. A lehűlt freon ismét bejut a párologtatóba.

Leegyszerűsítve: a levegő, a víz vagy a föld hőjére csak azért van szükség, hogy freont forraljon fel és gőzzé alakítsa. Ezenkívül a kompresszorban a gőzt magas hőmérsékletre melegítik nyomás hatására, amelynek energiáját a fűtési rendszer vízmelegítésére és a melegvíz-ellátásra használják. Ily módon a külső környezet alacsony minőségű hője a fűtőkör fűtőközegének magas hőmérsékletévé alakul.

Hogyan lehetne javítani a hőszivattyú hatékonyságát?

A fűtési rendszer fontos szerepet játszik a hőszivattyú teljesítményében. A berendezés a leghatékonyabban alacsony hőmérsékletű fűtési rendszerekkel működik: padlófűtés; ventilátor tekercs egységek (ventilátor hőcserélők). Az a tény, hogy a hőszivattyú a lehető leghatékonyabban működik, 35-40 ° C hőmérsékleten a kimenetnél, és ez megfelel a fűtőközeg optimális hőmérsékletének a víz alatti padlófűtési rendszerben vagy a légfűtésben.

Hűlni tud a hőszivattyú?

A hőszivattyúk nem csak melegedni, de hűlni is képesek - légkondicionáláshoz használják. Vagyis a készülék ugyanannak az elvnek megfelelően képes hőt venni a helyiségből, és kint eltávolítani, de csak fordított sorrendben. A hűtőszekrény egyben hőszivattyú is. Ez a háztartási készülék nem termel hideget, egyszerűen eltávolítja az összes hőt a lezárt hőszigetelő kamrából.

Milyen területeken használják a hőszivattyúkat?

A hőszivattyúkat ipari létesítmények, önkormányzati épületek, többszintes és magánlakások fűtésére és légkondicionálására használják. Ez a technológia képes az összes hagyományos fűtési módszer helyettesítésére. Példa erre Svédország, ahol a különféle célú épületek több mint 90% -át hőszivattyúk segítségével fűtik. A geotermikus és aerotermikus szivattyúk széles körben elterjedtek Európában, az USA-ban, Japánban.

Kinek alkalmas ez a fűtéstípus?

A hőszivattyú működéséhez csak áramra van szükség. Ez a fajta fűtés olyan magánházak számára alkalmas, amelyek messze vannak a gázvezetékektől, vagy ahol a gázcsatlakozás indokolatlanul drága. A hőszivattyú tökéletes a nem gázosított településeken, ahol nincs elegendő energia egy elektromos kazán felszereléséhez. Ez a fajta fűtés népszerű azok körében, akik nem akarnak „porhordón” élni, vagyis olyan emberek számára alkalmas, akik attól tartanak, hogy fulladás vagy robbanás van, ha gáz szivárog. A hőszivattyú kereskedelmi épületekben energiahatékony fűtésként használható.

Milyen veszélyeket rejt magában a hőszivattyú?

A hőszivattyú nem égeti az üzemanyagot; nem okoz káros kibocsátást a légkörbe és hulladékot a környezetbe. Tűz- és robbanásbiztos és környezetbarát eszköz. A hűtőközeg zárt körben kering, és nem jelent veszélyt a természetre és az emberekre.

Mire kell figyelni a hőszivattyú kiválasztásakor?

Mint említettük, a hőszivattyúk három típusra oszthatók: aerotermikus, akvatermikus és geotermikus. Az elsők légköri hő hatására dolgoznak, és két jelentős hátrányuk van: a hőmérséklet csökkenése és a radiátor rendszeres szennyezése. Súlyos fagyok esetén a termikus együttható (COP) 1-re csökken a deklarált 3-5 helyett. És a kültéri radiátorok állandó szennyezése is csökkenti az aeroterm szivattyúk hatékonyságát. Ezek a létesítmények inkább mérsékelt éghajlatra és enyhe télre alkalmasak.

Az Aquathermal szivattyúk megkövetelik a víz minőségét, és hatékonyságuk csökken, ha a hűtőfolyadék szennyeződik vagy lerakódások borítják.

A körülményeink szempontjából a legjobb választás geotermikus hőszivattyúk. A "talaj-víz" rendszer a legkényelmesebb, legmegbízhatóbb és leghatékonyabb otthoni fűtéshez és meleg vízellátáshoz. Ennek oka az egész évben szinte állandó talajhőmérséklet. A geotermikus mező a talaj fagyáspontja alá helyezkedik el, ami lehetővé teszi a berendezés stabil működését és magas hőegyütthatót eredményez. Például az FH sorozatú geotermikus hőszivattyúk COP-ja (FH-401, FH-405, FH-415) legfeljebb 5 egység!

A berendezés kiválasztásakor fontos, hogy ne csak banálisan melegítse a vizet, hanem fejlett tulajdonságokkal is rendelkezzen, amelyek megfelelnek a modern hőszivattyú követelményeinek. Vegyük például geotermikus hőszivattyú IQ (inverter) ФХ-415. A telepítés fel van szerelve: távoli hozzáférést biztosító eszközzel; automatikus újraindítás áramkimaradás esetén; cirkulációs szivattyúk védelme; fázis egyensúlyhiány elleni védelem; klímavezérlés a levegő hőmérsékletére; heti munkarend; időjárástól függő mód; a melegvíz-tartály fűtőelemének vezérlése; nem felejtő memória; hangszigetelt ház. Ez garantálja a berendezések megbízhatóságát, tartósságát és magas energiahatékonyságát.

Hogyan érzi magát az ilyen fűtési rendszerekkel kapcsolatban? Írj a megjegyzésekbe.

Barátok, már több mint 85 ezren vagyunk! Tetszik, iratkozzon fel a csatornára, ossza meg a kiadványt - dolgozunkhogy hasznos és releváns információkat kapjon!

Olvassa el még:

• Nincs por és zaj: hogyan lehet levágni a hullám pala körmével.
• Milyen fák a talajszárítók, és mi a jobb, ha a cesspool közelében ültetünk.

Nézd meg a videót - Matt vagy fényes? Hogyan válasszuk ki a festéket otthonában.