A szivattyúipar nem áll meg, és új, minden technológia számára ismert műszaki megoldások jelennek meg. A marketingesek, akik a profitszerzésben és az eladások növelésében érdekeltek, gyakran elrejtik egy adott termékre vonatkozó adatokat, és forradalmi, páratlan és egyedülálló termékként reklámozzák azt. A legvilágosabb példa erre a hőszivattyúk. A promóciós anyag nem írja le, hogyan működnek ezek a készülékek, vagy mennyire hatékonyak az otthon fűtésében. Ahhoz azonban, hogy megértsd, hogyan működnek a dolgok, és mennyire hasznos lehet ez vagy az a rendszer, lásd ezt az anyagot.
Mi a hőszivattyú, annak hatóköre
A hőszivattyú műszaki meghatározása: olyan eszköz, amely az energia egyik területről a másikra történő átvitelére szolgál, miközben javítja annak hatékonyságát. Könnyű szemléltetni ezt a mechanikát. Képzeljünk el egy vödör hideg vizet és egy pohár forró vizet… Ugyanannyi energiára van szükség ahhoz, hogy egy bizonyos hőponttól kezdve felmelegedjenek. Használatának hatékonysága azonban változó. Ha egyidejűleg 1 fokkal csökkentjük a vödör víz hőmérsékletét, a keletkező hőenergia a pohárban lévő folyadékot majdnem forráspontig hozhatja.
A végeredmény az, hogy a felhasználó két hőforrást kap, amelyek közül az egyik (a termékekből nyert energia) teljesen ingyenes.
Ez a hőszivattyú elve. A készülék a hűtőhöz képest fordított működési sémával rendelkezik – ebben a készülékben a hőcserélő, a hűtőrács hasznos és felelős egység a végső hatékonyságért. Ez így működik:
- A hőelvonó kör a helyiségen kívül helyezkedik el, stabil hőmérsékletű környezet veszi körül;
- a munkaközeg hőmérsékletét a természetes fizikai folyamatok arra kényszerítik, hogy a hőszivattyú működése közben a környezeti hőmérséklet alá csökkenjen;
- a hő a munkaközeg által kivont hő, amelynek intenzitása a létrehozott hőmérséklet-különbségtől függ;
- A munkaközeg belép az állapotátalakító körbe és a helyiség hőcserélőjébe;
- Az energia a levegőbe vagy más közegbe kerül;
- a kiindulási állapotú munkafolyadékot a ciklus elején adják át (hőelvonó kör).
Ennek a fűtési rendszernek számos előnye és hátránya van. Optimális körülmények között azonban egy hőszivattyú jelentős megtakarítások. 70-80%-kal kevesebb energiát igényel a lakás fűtéséhez a klasszikus gáz- és szilárd tüzelésű kazánrendszerekhez képest.
A hőszivattyú végső hatékonysága több tényezőtől függ. Egyes technológiai megoldások csak korlátozott számú feladatot képesek ellátni. Mások bonyolult hőszivattyú telepítést feltételeznek.
Ma már számos olyan háztartási készülék van, amelynek tulajdonosai nem tudják, hogy innovatív, forradalmi ötleteket használnak a környezetből történő hőelvonásra. Ez még fagypont alatti külső hőmérsékleten is megtörténhet. Ez a Fűtési funkcióval ellátott légkondicionálók, amely valójában a hőszivattyú mechanikáján alapul. Ezeknek a levegő-levegő egységeknek az alapelveit később tárgyaljuk.
Egy családi ház hőszivattyúval történő fűtésének diagramja
A hőszivattyú optimális alkalmazása otthoni fűtésre a következőket foglalja magában tárolótartály. Egyszerűbben fogalmazva, így néz ki:
A hőszivattyúk besorolása a közeg jellemzői szerint
A hőszivattyúk osztályozása meglehetősen széleskörű. Az eszközöket a működő test típusa, a fizikai állapot megváltoztatásának elve, az átalakító eszközök használata, a munkához szükséges energiahordozó jellege szerint osztják fel. Ha figyelembe vesszük, hogy a piacon az osztályozási kritériumok különböző kombinációival rendelkező modellek vannak, világossá válik, hogy elég nehéz felsorolni az összeset. A csoportbontás alapelvei azonban figyelembe vehetők.
A hőszivattyú telepítése, kialakítása és végső teljesítménye a hőforrástól és a hőfelvevőtől függ. Ma már többféle mérnöki megoldás áll rendelkezésre.
Levegő-levegő
Levegő-levegő hőszivattyúk a leggyakoribb egységek. Kompaktak és viszonylag egyszerűek. A fűtési üzemmódú háztartási légkondicionálók ilyen típusú mechanikával működnek. A működési elv egyszerű:
- A kültéri hőcserélő a levegő hőmérséklete alá hűt, és kivonja a hőt;
- Amint a beérkező CFC a radiátorba tömörül, hőmérséklete jelentősen megemelkedik;
- A helyiségben lévő ventilátor a hőcserélőre fúj, és felmelegíti a helyiséget.
A környezeti energia kinyerése nem feltétlenül külső hőcserélővel történik. A levegőt a helyiségben elhelyezett egységbe lehet fújni erre a célra. Ez az, ahogyan néhány csatornarendszerek.
A víz-víz hőszivattyúkra a nagy teljesítmény és a hatékony hőteljesítmény jellemző. Ennek oka a folyadék nagyobb hőkapacitása. A vízréteg, amelyben a szonda vagy a hőcserélő található, gyorsan leadja az energiát, és hatalmas térfogata miatt elhanyagolható energiát ad le, ami hozzájárul a rendszer stabil működéséhez. Víz-víz rendszerrel is felszerelve nagyobb hatékonyság.
Tipp ! Bizonyos körülmények között a víz-víz körfolyamatok nélkülözhetik a fűtési hálózat tárolótartályai formájában lévő közbenső elemeket. A meglévő éghajlati viszonyok helyes felmérésével és a berendezés kapacitásának kiválasztásával hőszivattyús vízmelegítő kerül beépítésre a házba, és hatékony padlófűtési rendszer kerül kialakításra.
Víz-levegő, levegő-víz
A kombinált rendszereket különösen körültekintően kell kiválasztani. A meglévő éghajlati viszonyokat gondosan értékelik. A víz-levegő hőszivattyú ciklus például jó hatásfokkal képes fűteni súlyos fagyokkal sújtott régiókban. A levegő-víz rendszer padlófűtéssel és másodlagos melegvíz-tárolóval együtt maximális megtakarítást eredményez a talajon, ahol a levegő hőmérséklete ritkán csökken -5 alá…-10 fok.
A környezeti feltételekhez alkalmazkodó rendszer a következőkön alapul hőszivattyú, fan coil egység, bármilyen osztályú hőlégfúvóka. Megfelelően magas külső léghőmérséklet (-5 °C-ig) esetén a hőszivattyú ideális megoldás…-10 Celsius-fok) a hőszivattyú normálisan működik, és elegendő teljesítményt biztosít a fűtéshez. A rendszer kialakításának különlegessége, hogy a külső hőcserélő egy külön szellőzőcsatornában van elhelyezve. Ha a külső hőmérséklet az optimális hőmérséklet alá csökken, a szállított levegő melegíthető hőlégfúvóval (dízel, elektromos vagy gázüzemű).
Külön megjegyzés: a legtöbb olyan áramkör, amely lehetővé teszi a hőszivattyú működésének hőmérséklet-kiigazítását vagy stabilizálását, levegő-levegő és levegő-víz egységekre vonatkozik. Más rendszerek a talajban vagy vízben elhelyezett külső hőcserélők miatt nem teszik lehetővé az ilyen „üvegházi” működési feltételeket.
Alapvető jellemzők és a hőszivattyú teljesítményének kiszámítása
Elsősorban a hőszivattyú-berendezés általános ésszerűségét kell értékelni a lakásfűtés szempontjából, A pénzügyi kiadások. Ezek közé tartoznak:
- a készülék vételára;
- A telepítés költsége, amely magában foglalhatja a földmunkákat is;
- Pénzt költeni az időszakos karbantartásra;
- a gyakori hibák javításának hozzávetőleges költségei.
Válassza ki a modellt a kapacitás szerint, a fent említettek szerint, a hőellátás általános követelménye alapján. Egy durva számítás egy 10×10 méteres egyszintes házra (300 köbméter térfogat) körülbelül így néz ki:
- figyelembe véve a maximális negatív téli hőmérsékletet (-20);
- a helyiség és a környezet közötti különbség meghatározása (20 -20 = 40);
- a falak hőveszteségét az anyaguk referenciaadatai alapján számítják ki (tégla esetében – 1. táblázat értéke, hőveszteség – 1x300x40 – 12000 Kilokalória óránként vagy 13,5 kW).
A kapott érték a hőszivattyú minimális teljesítménye, amely elegendő a ház fűtéséhez. Az optimális modell kiválasztásához a specifikációt legalább 50%-kal kell növelni. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a hőszivattyúnak télen nem optimális körülmények között kell működnie, a környezeti hőmérséklet tekintetében a nulla hatásfok alsó határához közel. A szóban forgó példa esetében a kapott érték körülbelül 20 kW.
A számítás második része a gyűjtőtartály kapacitásának megválasztása. A rendszer ezen részét ajánlott úgy telepíteni, hogy a hőszivattyú naponta korlátozott számú ciklusban működhessen. A készülék dokumentációja ajánlásokat tartalmaz a tartály kapacitására vonatkozóan egy adott ciklusszámhoz. Az átlagos érték 30 liter kilowattonként 3 indításnál, 20 liter 5 indításnál. Így a példaház esetében legalább 400 literes tárolótartályra lenne szükség a hőszivattyú napi öt ciklusához.
Következtetés
Ha az éghajlat, a rendelkezésre álló energiaforrások, a talaj típusa, a talaj típusának elemzése után döntenek a fűtési hőszivattyú megvásárlása mellett, akkor ajánlatos bízza a rendszer tervezését szakemberekre. A modell optimális kiválasztása nem csak a berendezés jellegén és működésének mechanikáján alapul. A szakemberek figyelembe veszik a talajok hőteljesítményét, kiválasztják a jó hatásfokú kombinációs rendszert, kiszámítják a legjobb lehetőséget a földterület számára. Ezért a szakemberek által tervezett hőszivattyús fűtési rendszer nem okozhat meglepetéseket, és nem bánhatja meg a választását.
Szeretném megkérdezni, hogy szerinted érdemes-e hőszivattyút használni otthonunk fűtésére? Milyen előnyei és hátrányai vannak ennek a fűtési módszernek? Mennyivel olcsóbb vagy hatékonyabb lehet egy hőszivattyú használata a hagyományos fűtési rendszerekhez képest? Milyen tapasztalatokat tettél eddig a hőszivattyúkat használóknál? Köszönöm a segítségedet és a véleményedet!