Θέρμανση του σπιτιού με αντλία θερμότητας. Πώς λειτουργεί και πόσο κοστίζει

Το περιεχόμενο του άρθρου



Είναι ρεαλιστικό να μειωθεί το κόστος θέρμανσης μιας εξοχικής κατοικίας έως και 70%; Η απάντηση μπορεί να βρεθεί σε μια πολύ ασυνήθιστη πηγή ενέργειας – τα έντερα της γης. Θα σας πούμε για τη συσκευή και την αρχή λειτουργίας των αντλιών θερμότητας, καθώς και για να σας βοηθήσουμε να κάνετε τη σωστή επιλογή συστήματος θέρμανσης.

Θέρμανση σπιτιού με αντλία θερμότητας

Η συνεχής αύξηση των τιμών της ενέργειας δίνει έναν εξαιρετικό λόγο να σκεφτούμε πιο σύγχρονα και οικονομικά μέσα παραγωγής θερμότητας και ζεστού νερού. Σήμερα, υπάρχουν ήδη δεκάδες καινοτόμοι τρόποι για τον εξοπλισμό αποδοτικών συστημάτων θέρμανσης, καθιστώντας το εντελώς δωρεάν..

Αντλίες θερμότητας και μονάδες γεωθερμικού κλιματισμού

Σχεδόν το ένα τέταρτο της ενέργειας που παράγεται στον κόσμο σήμερα είναι φιλική προς το περιβάλλον και το ένα όγδοο λαμβάνεται χωρίς καύση βιολογικών μαζών. Η πιο αποτελεσματική και σχεδόν ανεξάντλητη πηγή ενέργειας μπορεί δικαίως να θεωρηθεί πόρος κρυμμένος στα βάθη του πλανήτη μας – γεωθερμική θερμότητα. Αξίζει να σημειωθεί ότι η κατεύθυνση της μεταφοράς ενέργειας μπορεί να αντιστραφεί: στην καυτή περίοδο, το έδαφος μπορεί να απορροφήσει αποτελεσματικά τη θερμότητα. Αυτή η αμφίδρομη διαδικασία αναφέρεται συνήθως ως γεωθερμική ρύθμιση..

Για τη συλλογή και μετατροπή θερμικής ενέργειας, χρησιμοποιούνται ειδικές εγκαταστάσεις – οι λεγόμενες αντλίες θερμότητας. Λόγω της υψηλής απόδοσης και της χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας κατά τη λειτουργία, γίνονται όλο και πιο δημοφιλείς..

Θέρμανση σπιτιού με αντλία θερμότητας

Η ίδια η ιδέα της λειτουργίας τέτοιων εγκαταστάσεων δεν είναι καθόλου νέα. Στη δεκαετία του 50 του XIX αιώνα, το πρώτο πρωτότυπο, προσανατολισμένο στη μαζική παραγωγή, είχε ήδη σχεδιαστεί και κατοχυρωθεί με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας. Η ιδέα του Λόρδου Kelvin εκείνη την εποχή δεν έλαβε πρακτική εφαρμογή λόγω του γεγονότος ότι η έννοια της ενεργειακής κρίσης ήταν ακόμα άγνωστη, αλλά μετά από σχεδόν έναν αιώνα, ο Robert C. Webber άρχισε να εφαρμόζει με επιτυχία τέτοια συστήματα στην καθημερινή ζωή και τη βιομηχανία. Είναι εκπληκτικό το ότι το 1931, η τεχνολογία γεωθερμικής θέρμανσης που βασίστηκε στη λειτουργία αντλιών θερμότητας χρησιμοποιήθηκε στο διάσημο Empire State Building. Στη Ρωσία και στο μετα-σοβιετικό διάστημα, οι γεωθερμικές πηγές ενέργειας έχουν χρησιμοποιηθεί από την εποχή της ΕΣΣΔ και τα βιομηχανικά συγκροτήματα επιτρέπουν την παραγωγή του απαραίτητου εξοπλισμού χωρίς τη συμμετοχή ξένων εταίρων.

Θερμική ενέργεια χαμηλού δυναμικού. Λειτουργική αρχή

Ο δεύτερος κανόνας της θερμοδυναμικής αναφέρει ότι η μεταφορά θερμικής ενέργειας είναι δυνατή μόνο από ένα θερμαινόμενο σώμα σε λιγότερο θερμαινόμενο. Αλλά εάν μια ουσία με μεταβλητές φυσικές ιδιότητες τοποθετηθεί μεταξύ δύο μέσων με μικρή διαφορά θερμοκρασίας, μπορεί να χρησιμεύσει ως ενδιάμεσος που μπορεί να αντιστρέψει τη φυσική διαδικασία μεταφοράς θερμότητας. Η αλυσίδα τέτοιων μετασχηματισμών πραγματοποιείται κατά τη λειτουργία της αντλίας θερμότητας. Όταν τα αέρια συμπιέζονται έντονα, απελευθερώνεται μεγάλη ποσότητα θερμότητας και το ίδιο το αέριο ψύχεται και μετατρέπεται σε υγρή κατάσταση. Αυτό ονομάζεται συμπίεση και το τελικό αποτέλεσμα αυτής της διαδικασίας είναι η ζεστασιά στο σπίτι. Για να επαναληφθεί ο κύκλος συμπίεσης επ ‘αόριστον, χρησιμοποιείται ως αέριο ψυκτικό μέσο με πολύ χαμηλό σημείο βρασμού. Μπορεί να επιστραφεί σε αέρια κατάσταση κατά την εξάτμιση σε θερμοκρασίες έως + 10 ° C. Η θερμική ενέργεια με χαμηλό δυναμικό, κατά κανόνα, εξάγεται από το έδαφος κάτω από το βάθος κατάψυξης, αλλά μπορεί να ληφθεί με οποιονδήποτε άλλο τρόπο. Γενικά, η αρχή της λειτουργίας μιας αντλίας θερμότητας είναι ακριβώς αντίθετη από αυτήν μιας ψυκτικής μονάδας, αν και βασίζεται σε πανομοιότυπες διαδικασίες..

Θέρμανση σπιτιού με αντλία θερμότητας

Σύγχρονες αντλίες θερμότητας

Τέτοια συστήματα που χρησιμοποιούνται στον σύγχρονο κόσμο είναι πιο προηγμένα σε σύγκριση με τους προκατόχους τους. Οι σύνθετες ενώσεις αερίων χρησιμοποιούνται ως ψυκτικό, όλα τα δομικά στοιχεία και οι ενεργοποιητές κατασκευάζονται με μεγάλο περιθώριο αντοχής στη φθορά και αξιοπιστία. Η ανάπτυξη της μηχανικής ακριβείας κατέστησε δυνατή την αναδημιουργία γεωθερμικών εγκαταστάσεων σε μικρογραφία. Οι φορητές αντλίες θερμότητας διακρίνονται από τα βιομηχανικά τους ξαδέλφια, και οι χαμηλές τιμές και ο αυξανόμενος ανταγωνισμός καθιστούν τις μονάδες διαθέσιμες σε ένα ευρύ φάσμα καταναλωτών.

Ένα χαρακτηριστικό των αντλιών θερμότητας που τις διακρίνει από τις παραδοσιακές συσκευές θέρμανσης είναι η ικανότητα λειτουργίας σε ένα σαφώς καθορισμένο εύρος θερμοκρασιών εξωτερικού χώρου, το οποίο καθορίζεται από τις φυσικές ιδιότητες της ψυκτικής ουσίας και τον τύπο του συστήματος. Οι αντλίες θερμότητας αέρα μπορούν να εξαγάγουν θερμική ενέργεια από τον αέρα σε θετικές θερμοκρασίες, αλλά δεν λειτουργούν καλά σε αρνητικές θερμοκρασίες. Οι αντλίες εδάφους μπορούν να θερμάνουν ένα σπίτι ακόμη και σε σοβαρό παγετό, αλλά η χρήση τους κατά την περίοδο φθινοπώρου-χειμώνα δεν είναι πάντα δικαιολογημένη. Για κάθε κλιματική ζώνη, η επιλογή εξοπλισμού πραγματοποιείται ξεχωριστά. Στο νοικοκυριό, συνιστάται ένας συνδυασμός διαφορετικών τύπων συσκευών.

Οι έξι πρώτες ερωτήσεις σχετικά με τις αντλίες θερμότητας

Αν και οι αντλίες θερμότητας είναι ευρέως γνωστές, είναι σύνηθες για πολλούς να αμφισβητούν τα οικονομικά τους οφέλη. Ωστόσο, υπάρχουν μόνο έξι ερωτήσεις, οι απαντήσεις στις οποίες θα δώσουν μια πλήρη εικόνα των πλεονεκτημάτων των αντλιών θερμότητας..

Τι είναι ένα γεωθερμικό σύστημα σε μια ιδιωτική κατοικία

Σε ένα εξοχικό σπίτι, το σύστημα καταλαμβάνει όσο περισσότερο χώρο θα χρειαζόταν ένας συνηθισμένος λέβητας φυσικού αερίου. Η εγκατάσταση μπορεί να χωριστεί σε δύο μέρη: ορατό και κρυφό. Ο ιδιοκτήτης θα έχει λειτουργικά στοιχεία στην όραση: αντλίες θερμότητας και κυκλοφορίας, σωληνώσεις, βρύσες, φίλτρα, όργανα μέτρησης και αυτοματοποίηση. Ο πρωταρχικός εναλλάκτης θερμότητας που κρύβεται βαθιά υπόγεια θα παραμείνει κρυμμένος από τα ανθρώπινα μάτια. Το σύστημα είναι εντελώς αθόρυβο και μπορεί να τοποθετηθεί ακόμη και σε εξωτερικούς χώρους. Η συναρμολόγηση και η θέση σε λειτουργία μπορούν να γίνουν ανεξάρτητα, αλλά αν το επιθυμείτε, μπορείτε να επικοινωνήσετε με μια εξειδικευμένη εταιρεία εγκατάστασης, ένα πλήρες φάσμα υπηρεσιών θα κοστίσει από $ 1000.

Θέρμανση σπιτιού με αντλία θερμότητας

Πόσο αποτελεσματική είναι η αντλία

Για να εξασφαλιστεί ένα άνετο κλίμα στους χώρους διαβίωσης, αρκεί μια θερμοκρασία νερού στο κύκλωμα θέρμανσης 40-45 ° C. Εάν οι λέβητες αερίου θερμαίνουν υπερβολικά νερό και ο αυτοματισμός τους έχει σχεδιαστεί για πολύ ευρύτερο εύρος θερμοκρασίας όταν ενεργοποιείται, τότε οι αντλίες θερμότητας διατηρούν μια σταθερή θερμοκρασία λειτουργώντας συνεχώς. Εάν οι χώροι είναι κλειστοί και αερίζονται μόνο περιοδικά, μπορείτε να είστε σίγουροι ότι η θερμοκρασία στο εσωτερικό τους θα φτάσει τους 30 βαθμούς. Με τη χρήση ισχυρότερων μονάδων, καθίσταται δυνατή τόσο η παροχή ζεστού νερού για οικιακές ανάγκες όσο και η θέρμανση πισινών..

Επιλογές τοποθέτησης εναλλάκτη θερμότητας

Πολλοί άνθρωποι που αντιμετωπίζουν συστήματα TRP ενδιαφέρονται για την τοποθέτηση του κύριου εναλλάκτη θερμότητας. Μπορεί να βρίσκεται έως και τρία μέτρα υπόγεια και έχει οριζόντιο προσανατολισμό. Ταυτόχρονα, στην περιοχή δίπλα στο σπίτι, σκάβεται ένα βαθύ λάκκο, στο οποίο βρίσκεται το δακτυλιοειδές πηνίο του εναλλάκτη θερμότητας.

Θέρμανση σπιτιού με αντλία θερμότητας

Τα σύγχρονα συστήματα είναι επίσης ικανά να λειτουργούν με κάθετη διάταξη του πρωτεύοντος κυκλώματος. Αυτή η επιλογή είναι προτιμότερη από την άποψη της διατήρησης του τοπίου του προσωπικού οικοπέδου, αν και απαιτεί πρόσθετο εξοπλισμό – αντλίες κυκλοφορίας υψηλής πίεσης. Με την κατακόρυφη διάταξη του πρωτεύοντος κυκλώματος, τρυπάνια τρυπιούνται στην περιοχή, το βάθος του οποίου μπορεί σε ορισμένες περιπτώσεις να φτάσει τα 100 μ. Στο πηγάδι τοποθετείται βρόχος αγωγού (ανιχνευτής), ο οποίος συνδέεται με μια κοινή δεξαμενή. Η γεώτρηση δεν μπορεί να γίνει χωρίς ειδικό εξοπλισμό, και ως εκ τούτου θα πρέπει να καταφύγετε στη βοήθεια επαγγελματιών. Το κόστος μιας τέτοιας υπηρεσίας εξαρτάται από τις συνθήκες εργασίας και το βάθος της γεώτρησης, αλλά δεν πρέπει να βασίζεστε σε λιγότερα από 450 $ ανά συσκευή για ένα πηγάδι..

Θέρμανση σπιτιού με αντλία θερμότητας

Υπηρεσία εξοπλισμού

Η αρχή λειτουργίας και σχεδιασμού συστημάτων αυτοματισμού σε αντλίες θερμότητας είναι πολύ διαφορετική από τις αντίστοιχες συσκευές που χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό με εξοπλισμό αερίου. Χαρακτηρίζεται επίσης από υψηλή τεχνική πολυπλοκότητα και μια σειρά λειτουργικών μονάδων: εξατμιστές, συμπιεστές και ενδιάμεσα συστήματα ανταλλαγής θερμότητας. Παρά την προφανή πολυπλοκότητα, οι αντλίες θερμότητας δεν απαιτούν συντήρηση κατά τη λειτουργία. Το μόνο στοιχείο που υπόκειται σε βαριά φθορά είναι ο συμπιεστής, ο οποίος έχει διάρκεια ζωής άνω των 30 ετών και αντικαθίσταται εύκολα. Η ίδια η εργοστασιακά συναρμολογημένη αντλία μπορεί να εξυπηρετήσει έως και εκατό χρόνια χωρίς προγραμματισμένες επισκευές. Το σύστημα αυτοματισμού επίσης δεν απαιτεί ειδική συντήρηση και ελέγχεται εύκολα μέσω ενός μόνο ψηφιακού ελεγκτή..

Πόσο κοστίζει η παραγωγή ενέργειας με αυτή τη μέθοδο;

Τα συστήματα θέρμανσης που βασίζονται σε αντλίες θερμότητας χαρακτηρίζονται από εξαιρετικά χαμηλή κατανάλωση ενέργειας. Με τη μεγαλύτερη διαφορά θερμοκρασίας στους πρωτογενείς και δευτερεύοντες εναλλάκτες θερμότητας, το σύστημα παράγει θερμική ισχύ τρεις φορές μεγαλύτερη από την κατανάλωση ηλεκτρικής ισχύος. Με ελάχιστη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ αέρα και πηγής θερμότητας (έως 12-14 μοίρες), η κατανάλωση ενέργειας θα είναι επτά φορές μικρότερη από την ποσότητα θερμότητας που παράγεται. Εάν ο καταναλωτής θέλει να προχωρήσει περισσότερο, διασφαλίζοντας την πλήρη αυτονομία του συστήματος και αποφεύγοντας το κόστος υλικού για την ηλεκτρική ενέργεια, μπορείτε να καταφύγετε στη χρήση ηλιακής ενέργειας: μια εγκατάσταση 3 kW θα είναι συμπαγής και δεν θα απαιτήσει μεγάλες οικονομικές επενδύσεις.

Θέρμανση σπιτιού με αντλία θερμότητας

Με ποιες αρχές χρειάζεστε να συντονίσετε την εγκατάσταση τέτοιων συσκευών

Η εγκατάσταση της αντλίας θερμότητας δεν απαιτεί ειδικές άδειες ή έγγραφα σχεδιασμού. Η μόνη εξαίρεση μπορεί να είναι εμπορικές εγκαταστάσεις και δημοτικά ιδρύματα, ο εξοπλισμός των οποίων με τέτοια θέρμανση πρέπει να συνοδεύεται από πράξεις περιβαλλοντικής συμμόρφωσης και πιστοποιητικά για τον εξοπλισμό που χρησιμοποιείται. Ευτυχώς, οι αντλίες θερμότητας οποιουδήποτε τύπου είναι φιλικές προς το περιβάλλον και συμμορφώνονται με όλα τα βιομηχανικά και οικιακά πρότυπα υγιεινής..

Κατασκευαστές αντλιών θερμότητας

Οι παγκόσμιες και εγχώριες αγορές αντλιών θερμότητας αναπτύσσονται ενεργά, γεγονός που δημιουργεί υψηλό ανταγωνισμό και σημαντικό ντάμπινγκ τιμών. Αυτό δεν σημαίνει ότι ορισμένοι κατασκευαστές έχουν απόλυτη υπεροχή έναντι άλλων: ο καθένας έχει τα δικά του πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Ωστόσο, είναι δυνατόν να χωριστεί η αγορά υλικού σε τρία τμήματα..

Αντλίες θερμότητας κατασκευασμένες στην Ευρώπη

Ένας από τους κύριους προμηθευτές γεωθερμικού εξοπλισμού είναι η Ευρώπη, όπου τέτοιες εγκαταστάσεις έχουν χρησιμοποιηθεί για πολύ καιρό και η τεχνολογία κατασκευής τους έχει αναπτυχθεί προσεκτικά. Δεν υπάρχουν ειδικές διαφορές μεταξύ των ευρωπαϊκών εμπορικών σημάτων, εκτός από το ότι ορισμένες εταιρείες προσπαθούν να κάνουν τις εγκαταστάσεις πιο συμπαγείς και αθόρυβες. Τα τεχνικά χαρακτηριστικά των αντλιών θερμότητας από την Ελβετία αφορούν NIBE συνδυάζονται τέλεια.

Θέρμανση σπιτιού με αντλία θερμότητας

Τα πλεονεκτήματα αυτού του κατασκευαστή περιλαμβάνουν τεράστια εμπειρία στη μαζική παραγωγή εξοπλισμού θέρμανσης. Η εταιρεία ειδικεύεται ειδικά στη δημιουργία και βελτίωση εγκαταστάσεων που λειτουργούν σε φιλικές προς το περιβάλλον πηγές ενέργειας. Από το 1949, η NIBE έχει αποκτήσει πάνω από είκοσι από τους μεγαλύτερους κατασκευαστές εξοπλισμού ακριβείας στην Ευρώπη, την Ασία και τη Βόρεια Αμερική. Αυτό επέτρεψε στην εταιρεία να παράσχει στις μονάδες της τη μεγαλύτερη διάρκεια ζωής μέσω της χρήσης εξαρτημάτων από τους πιο διάσημους κατασκευαστές στον κόσμο. Αλλά η τιμή για μια τέτοια εξαγορά θα είναι κατάλληλη: από 7 χιλιάδες ευρώ για μια αντλία με θερμική ισχύ 5 kW.

Ρώσοι κατασκευαστές αντλιών θερμότητας

Η ρωσική αγορά κινείται επίσης προς τα εμπρός. Σε λίγες μόνο δεκαετίες, αρκετές μεγάλες εταιρείες που ειδικεύονται στην παραγωγή αντλιών θερμότητας εμφανίστηκαν και αναπτύχθηκαν στη Ρωσία..

Η μεγαλύτερη και πιο ενεργά βελτίωση των προϊόντων τους είναι η PEA, η ALTAL και η Henk. Το κύριο χαρακτηριστικό του εγχώριου κατασκευαστή είναι η καλύτερη αναλογία τιμής-ποιότητας. Εάν ο εξοπλισμός έχει διάρκεια ζωής 50 ετών και παρέχει εγγύηση και συντήρηση σέρβις, οι αντλίες χαμηλής ισχύος θα έχουν τιμή που κυμαίνεται από 2,6-3,7 χιλιάδες δολάρια.

Θέρμανση σπιτιού με αντλία θερμότητας

Οι περισσότερες ρωσικές εταιρείες παράγουν εξοπλισμό με ξένα διπλώματα ευρεσιτεχνίας και franchise, και αυτό εγγυάται ότι ο εξοπλισμός είναι υψηλής ποιότητας και κατάλληλος για χρήση σε εγχώριες συνθήκες.

Αντλίες θερμότητας κατασκευασμένες στην Κίνα

Οι αντλίες θερμότητας που κατασκευάζονται στην Κίνα έχουν το χαμηλότερο κόστος. Στην Κίνα δεν υπάρχουν κατασκευαστικές εταιρείες: κάθε αντλία έχει μια στενή γκάμα μοντέλων, η οποία ονομάζεται σύντομη συντομογραφία.

Ένα ιδιαίτερο χαρακτηριστικό των κινεζικών κατασκευαστών είναι μια πολύ χαμηλή τιμή και αμφίβολη ποιότητα. Έτσι, μια αντλία θερμότητας με ωφέλιμη ισχύ 12 kW θα κοστίσει 1100-1300 $, εξαιρουμένων των δασμών και των εξόδων μεταφοράς. Όσον αφορά την ποιότητα των προϊόντων, είναι αδύνατο να γίνει ένα σαφές συμπέρασμα: ορισμένες μονάδες λειτουργούν για ένα χρόνο και αποτυγχάνουν, αλλά υπάρχουν εκείνες που παράγουν τακτικά θερμότητα για 5 ή 7 χρόνια. Ευτυχώς, οι κινεζικές αντλίες έχουν σχεδιασμό μπλοκ και όλα τα εξαρτήματα μπορούν εύκολα να αντικατασταθούν..

Κατά την επόμενη δεκαετία, πολλές εταιρείες ενέργειας λένε ότι το 95% του οικιακού εξοπλισμού θέρμανσης θα είναι αντλίες θερμότητας. Αυτό διευκολύνεται από την ασφάλεια και την ανεπιτήδευσή τους, καθώς και από την αυξανόμενη επιθυμία της ανθρωπότητας να διατηρήσει τους φυσικούς πόρους. Ωστόσο, το κύριο επιχείρημα είναι η συνεχώς αυξανόμενη τιμή του φυσικού αερίου και της ηλεκτρικής ενέργειας, η οποία αναγκάζει τους καταναλωτές να αναζητήσουν εναλλακτικές, λιγότερο ακριβές επιλογές θέρμανσης..

Βαθμολογήστε το άρθρο
( No ratings yet )
Κοινοποίηση σε φίλους
Συμβουλές για οποιοδήποτε θέμα από ειδικούς
Πρόσθεσε ένα σχόλιο

Κάνοντας κλικ στο κουμπί "Υποβολή σχολίου", αποδέχομαι την επεξεργασία προσωπικών δεδομένων και αποδέχομαι την πολιτική απορρήτου