Kas ir siltumsūknis?

Kāpēc siltumsūkņi ir izdevīgākais un perspektīvākais gāzes un elektriskās apkures aizvietotājs?

Siltumsūkņi ir iekārtas, kas, pateicoties tehnoloģijai, daudzina alternatīvo avotu (augsnes, apkārtējā gaisa, gruntsūdeņu) siltumenerģiju un nodod to apkures sistēmai.

Saule un gaiss ir neizsmeļami zemas temperatūras siltuma avoti. Šī siltumenerģija ir bezmaksas un atjaunojama.

Siltumsūknis pārnes vai pārsūknē siltumenerģiju no vienas vides uz citu. Siltumsūkņa darbības princips ir aprakstīts tālāk rakstā.

Kā darbojas siltumsūknis?

Sūkņu konstrukcijā, tāpat kā dzesēšanas iekārtās, tiek izmantota ķēde, kurā cirkulē aukstuma aģents, kas spēj vārīties pat ar minimālu sildīšanu. Tikai apkurei paredzētais siltumsūknis darbojas kā "reversais ledusskapis".

Kā darbojas siltumsūknis

Siltumsūkņa darbību var iedalīt 5 posmos:

1. freona vārīšanās iztvaicētājā
2. aukstumaģenta saspiešana ar kompresoru
3. siltuma nodošana no kondensatora uz apkures kontūru
4. atdzesētā kondensētā aukstumaģenta caurplūšana caur droseļvārstu
5. atdzesēta un šķidra freona atgriešanās iztvaicētāja siltummainī.

Siltumsūkņi ir paredzēti apkurei un dzesēšanai. Papildu funkcija ir ūdens sildīšana sadzīves vai rūpnieciskai lietošanai. Šī ir visfunkcionālākā iekārta salīdzinājumā ar jebkuru katlu vai gaisa kondicionētāju.

Siltumsūknis darbojas ļoti ekonomiski, jo patērē enerģiju tikai kompresora un cirkulācijas sūkņu darbībai. Siltumsūkņu energoefektivitāte ir ļoti augsta. Enerģijas konversijas koeficients sasniedz 4-6 un pat vairāk. Tas nozīmē, ka katru izmantoto enerģijas kilovatu siltumsūknis pārvērš 3-5 kilovatos siltuma, ko izmanto mājas apsildīšanai vai ūdens uzsildīšanai.

Par mājas apkuri vai ūdens uzsildīšanu būs jāmaksā vairākas reizes mazāk nekā tad, ja tiktu izmantots elektriskais katls vai boilers. Apkures izmaksas var ietaupīt līdz pat 75-80%!

Saskaņā ar pašreizējiem gāzes tarifiem gāzes katla ekspluatācija ir 2-3 reizes dārgāka nekā siltumsūkņa ekspluatācija.

Šeit bija fotoattēls. Lejupielādējiet to

Kā darbojas siltumsūknis mājas apkurei?

Siltumu var iegūt no:

• gruntsūdens gruntsūdens 15 - 20 m dziļumā;
• no tuvumā esošas ūdenstilpes;
• augsnes spilventiņi ar horizontālu kolektora ieklāšanu līdz 1,2-1,5 m dziļumā;
• dziļi urbti urbumi līdz 40-50 m dziļumā.
  .

Siltumsūkņu tehnoloģiju var izmantot vēl daudzos citos veidos, lai samazinātu siltuma zudumus un apkures izmaksas.

Piemēram, izmantojot lieko siltumu no tehnoloģiskajiem procesiem, notekūdeņu siltumu un daudzos citos gadījumos.

Siltumsūkņu veidi

Ir sistēmas, kas izmanto ģeotermālo siltumu, siltumu no gaisa vai iekārtas, kas iegūst hidrotermālo siltumu. Izcelsim vairākus galvenos siltumsūkņu veidus.

Zemes siltumsūknis

Zemes siltumsūknis ir sistēma, kas iegūst lieko siltumu no virszemes augsnes slāņa, dziļiem urbumiem vai tuvumā esoša ūdenstilpnes ūdens.

Zemes temperatūra dziļumā zem slāņa sasalšanas ziemā vienmēr ir pozitīva - līdz 5-10 (° C). Vasarā uzkrātais siltums ir pietiekams, lai zemes siltumsūknis ziemā apsildītu telpu.

Siltuma noņemšanai tiek ielikts cauruļveida plastmasas kolektors vai nolaisti dubulti zondi, kuros cirkulē dzesēšanas šķidrums, kas ziemas apstākļos neaizsalst. Jo lielāka dzīvojamā platība, jo garākas kolektora caurules vai dziļākas zondes. Specifiskā siltuma atdeves jauda dažādās augsnēs var svārstīties no 8 līdz 32 W/m². Tiek ņemtas vērā arī augsnes un tās slāņu īpašības, kam nepieciešami ģeoloģiskie pētījumi.

Ja mājas tuvumā ir dīķis vai ūdenskrātuve ar pietiekamu ūdens tilpumu un dziļumu, tajā līdz dziļumam (līdz dibenam) ievieto plastmasas kolektora spirāles un gredzenus.

Siltumsūknis ūdens-ūdens

Ūdens-ūdens siltumsūknis, kura princips balstās uz siltuma ieguvi no gruntsūdeņiem, ir diezgan sarežģīts uzstādīšanai. Ūdens temperatūra dziļumā ir konstanta visa gada garumā - aptuveni + 10 °C.

Lai uzstādītu šādu siltumsūkni, ir jāveic ūdens horizonta dziļuma, ūdens daudzuma, kvalitātes un tīrības analīze. Tā darbība siltuma vai aukstuma ziņā nav atkarīga no atmosfēras apstākļiem vai sezonas maiņas. Ūdens siltumsūkņa enerģijas konversijas koeficients ir augsts - COP līdz 5 un vairāk, taču uzstādīšana un apkope ir problemātiska.

Ūdens-ūdens siltumsūknis apkurei ir izdevīgs risinājums tikai ar nosacījumu, ka ir kompetenti izvēlēta un aprēķināta iekārta, kā arī veikta augsti kvalificēta uzstādīšana un nodošana ekspluatācijā.

Ģeotermālo siltumsūkņu un siltumsūkņu ūdens-ūdens cena ir augsta, jo nepieciešama iepriekšēja izpēte un dārgi uzstādīšanas darbi.

Siltumsūknis gaiss-ūdens

Šāds siltumsūknis ir pieejamāks cenas un uzstādīšanas ziņā. Tas ir vispiemērotākais integrēšanai modernizētā apkures sistēmā, turklāt ir viegli uzstādāms un ātri atmaksājas, ieviešot to jaunā mājoklī. Tā kā tā siltumtehniskā efektivitāte ir atkarīga no āra gaisa temperatūras, gaisa siltumsūkni ir izdevīgi izmantot bivalentos kontūros ar rezerves otru siltuma avotu.

Siltumsūkņa kopējā jauda ar rezerves avotu kļūst gandrīz uz pusi mazāka par tā izmaksām, bet kopējās siltumapgādes sistēmas energoefektivitāte un ekonomija saglabājas optimāla.

Izšķiriet monobloka izkārtojumu vai komplektu, kas ietver āra un iekštelpu iekārtas. Invertora gaisa siltumsūknis precīzi un ekonomiski reaģē uz prioritārajām slodzēm siltuma, karstā ūdens vai aukstuma nodrošināšanai. Šādu sistēmu energoefektivitātes koeficients ir līdz 5 vai vairāk, tās spēj darboties pat pie āra temperatūras līdz -25 °C. Tie ir vispopulārākie siltumsūkņi izmantošanai mērenā klimatā lielākajā daļā Ukrainas teritorijas.

Šādi modeļi ir klimatisko apstākļu ziņā pieejama iespēja ātri atmaksājamam apkures modernizācijas projektam vai uzstādīšanai jaunā mājā gan miljonu pilsētās, gan reģionos.

Lielisks siltumsūkņa gaiss-ūdens piemērs ir Arctic Home Basic un Arctic Home Smart sērijas, augstas veiktspējas iekārtas no britu zīmola Mycond.

Siltumsūknis gaiss-gaiss

Izmantojot siltumu no ventilācijas vai āra gaisa, gaiss-gaiss siltumsūknis darbības ziņā ir līdzīgs dzesēšanas/apkures gaisa kondicionētājam, taču prioritāte ir apkures darbam. Šo siltumsūkni izmanto kā sistēmu, kas ļauj ietaupīt naudu par mājokļa apkuri ne tikai Eiropā, bet arī Ukrainā.

Turklāt šādus siltumsūkņus var aprīkot ar karstā ūdens sagatavošanas komplektu, un tie izceļas ar augstiem sezonālās energoefektivitātes rādītājiem.

Pastāv arī citas siltumsūkņu sistēmu shēmas:

• zemes-gaisa siltumsūknis;
• sālsūdens siltumsūknis;
• citi.
  

Siltumsūkņus izmanto ūdens sildīšanai peldbaseinos vai tehnoloģiskajos procesos, dažās rūpniecības zonās vai būvniecībā, lai apsildītu jebkuru komerciālu objektu.

Siltumsūkņu priekšrocības

• Inovatīvas tehnoloģijas siltumapgādei, gaisa kondicionēšanai un karstā ūdens apgādei, kas apvienotas vienā ierīcē - siltumsūknī.
• Ekonomiskas un vairākas reizes zemākas izmaksas par apkuri un karstā ūdens piegādi.
• Videi draudzīgs siltumsūknis, bez CO2 emisijām un vides piesārņojuma.
• Ugunsdrošība, nav nepieciešama uzraudzība, apstiprinājums, pastāvīga iekārtu drošības kontrole.
• Inteliģenta vadība un ekonomiski darbības režīmi, mikroklimata kontrole ar temperatūras un mitruma sensoru palīdzību.
• Dažādu temperatūru apkures ķēžu vadība: radiatori un apsildāmās grīdas.
• Gaisa kondicionēšana un apkure ar siltumsūkņiem un ventilatora spirālēm.
• Zemes siltumsūknis, kura cena ir augsta, ir ekonomiski izdevīgs risinājums, lai apsildītu jaunu māju bez gāzes, jo īpaši ierobežotas enerģijas padeves apstākļos mājai.

Secinājumi

Tikai augsti kvalificēti speciālisti var izvēlēties pareizo siltumsūkņa iekārtu komplektu, kas darbojas pēc vienas vai otras shēmas, ņemot vērā konkrēto privātmājas sekciju, ņemot vērā inženiersistēmas un ēkas plānojumu.

Pareizi aprēķini nosaka: sistēmas izmaksas, tās efektivitāti un uzticamību. Siltumsūkņi ir inovatīvas sistēmas ar sarežģītu uzstādīšanu un inteliģentu vadību. Lai īstenotu šādus projektus, ir jāvēršas pie profesionāļiem, lai izvēlētos jaudas un cenas ziņā vispiemērotāko iekārtu komplektu un aprēķinātu ekonomisko ieguvumu no tā īstenošanas.