Θέρμανση του σπιτιού με κλιματισμό: αντλίες θερμότητας

Το περιεχόμενο του άρθρου



Οι περιορισμοί στην επιλογή των ενεργειακών πόρων δεν είναι ασυνήθιστοι σήμερα, ειδικά σε τομείς «νέας» ανάπτυξης. Εάν δεν υπάρχουν άλλες πηγές ενέργειας εκτός από την ηλεκτρική ενέργεια στην εγκατάσταση, τα κλιματιστικά όχι μόνο θα είναι ένας εξαιρετικός τρόπος για να κρυώσουν το περίβλημα το καλοκαίρι, αλλά και να παρέχουν υψηλής ποιότητας και οικονομική θέρμανση σε κρύο καιρό.

Θέρμανση του σπιτιού με κλιματισμό: αντλίες θερμότητας

Κατάλληλη κατηγορία εξοπλισμού

Δεν είναι όλα τα κλιματιστικά κατάλληλα για χρήση ως συσκευές θέρμανσης. Υπάρχει μια ξεχωριστή ομάδα τεχνολογίας κλίματος που ονομάζεται αντλίες θερμότητας. Εν συντομία, η βασική διαφορά μεταξύ αυτού του εξοπλισμού είναι η ικανότητα αναστροφής της κατεύθυνσης του ψυκτικού στα κυκλώματα εξατμιστή και συμπιεστή. Έτσι, στη λειτουργία του καλοκαιριού, η εγκατάσταση αφαιρεί την υπερβολική θερμότητα από την ατμόσφαιρα του δωματίου και την απορρίπτει έξω, ενώ το χειμώνα όλα συμβαίνουν σύμφωνα με το αντίστροφο σχήμα.

Η αρχή της λειτουργίας της αντλίας θερμότητας αέρα-αέρα Η αρχή της λειτουργίας της αντλίας θερμότητας αέρα-αέρα στον χειμώνα και το καλοκαίρι

Ο αέρας θερμαίνεται με αντλία θερμότητας όχι με μετατροπή ηλεκτρικής ενέργειας σε θερμότητα (όπως στα απλούστερα κλιματιστικά με λειτουργία θέρμανσης), αλλά με άντληση θερμότητας από το ένα μέσο στο άλλο. Από εδώ προέρχεται το όνομα του εξοπλισμού: ακόμη και σε παγωμένο καιρό, ο αέρας περιέχει μια ορισμένη ποσότητα θερμότητας, η οποία μπορεί να αφαιρεθεί και να κατευθυνθεί μέσα στο κτίριο για να διατηρήσει ένα άνετο κλίμα. Αλλά αυτή η αρχή λειτουργεί μόνο υπό ορισμένες συνθήκες, ο κύριος περιορισμός είναι η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του δρόμου και του δωματίου, καθώς και τα όρια θερμοκρασίας στα οποία το ψυκτικό, το ψυκτικό, μπορεί να εξατμιστεί και να συμπυκνωθεί..

Συσκευή αντλίας θερμότητας αέρα Συσκευή αντλίας θερμότητας αέρα

Σχετικά με το σχεδιασμό, οι αντλίες θερμότητας είναι αρκετά περίπλοκες συσκευές. Από τη μία πλευρά, το πακέτο περιλαμβάνει μια σειρά συσκευών που παρέχουν αντίστροφη κυκλοφορία του κυκλώματος θέρμανσης υπό τον έλεγχο του αυτοματισμού. Πρόκειται για μια βαλβίδα τεσσάρων κατευθύνσεων, μια ειδικά σχεδιασμένη βαλβίδα διαστολής και ένα πιο περίπλοκο σύστημα καναλιών μέσω των οποίων κυκλοφορεί το ψυκτικό. Από την άλλη πλευρά, μια πραγματική αντλία θερμότητας είναι απαραίτητα εξοπλισμένη με συσκευές που βοηθούν τις κύριες μονάδες αντλίας να λειτουργούν σε ακραίες συνθήκες. Όλος ο βοηθητικός εξοπλισμός στη γλώσσα μάρκετινγκ ονομάζεται “χειμερινό κιτ”, περιλαμβάνει:

  • θερμαντήρας λαδιού συμπιεστή.
  • καλοριφέρ ειδικού σχεδιασμού, ανθεκτικά στη συμπύκνωση και το πάγωμα ·
  • συσκευές ανάκτησης που παρέχουν ροή εξαερισμού καυσαερίων στον εξωτερικό εναλλάκτη θερμότητας ·
  • σύστημα ψεκασμού θερμαινόμενου ψυκτικού.
  • ειδική μάρκα ψυκτικού.

Πεδίο εφαρμογής

Το κύριο κριτήριο αξιολόγησης για τις αντλίες θερμότητας είναι ο συντελεστής θερμικής απόδοσης, αλλιώς ονομάζεται COP. Αυτή η τιμή είναι στην πραγματικότητα αρκετά δύσκολο να προσδιοριστεί, εξαρτάται τόσο από τον βαθμό θερμοδυναμικής τελειότητας – την πραγματική απόδοση του μηχανήματος, λαμβάνοντας υπόψη όλες τις αλυσίδες μετασχηματισμού, και από την ισχύ της πηγής ενέργειας χαμηλού δυναμικού. Αυτοί οι δύο παράγοντες τείνουν να αλλάζουν, κυρίως ανάλογα με την τρέχουσα διαφορά θερμοκρασίας, δηλαδή, η δυναμική της αλλαγής COP υπό διάφορες συνθήκες λειτουργίας έχει πραγματικό ενδιαφέρον. Με άλλα λόγια, η απόδοση ενός μεμονωμένου μοντέλου αντλίας θερμότητας θεωρείται σύμφωνα με το κυρίαρχο θερμικό καθεστώς και όχι σύμφωνα με την πιο κρύα περίοδο πέντε ημερών. Οι εξοικονομήσεις που αποκομίστηκαν από την εγκατάσταση κατά τη διάρκεια της μέτριας διαφοράς θερμοκρασίας θα πρέπει να καλύπτουν το κόστος λειτουργίας των πηγών μεταφοράς και ακτινοβολίας σε σοβαρό παγετό όταν η αντλία θερμότητας δεν μπορεί να λειτουργήσει..

Εξωτερική μονάδα αντλίας θερμότητας

Οι αντλίες θερμότητας δεν είναι σχεδιασμένες μόνο για οικιακή χρήση. Κάνουν εξαιρετική δουλειά ισχυρής ψύξης σε περιορισμένους χώρους: καταψύκτες ή διαμερίσματα υπολογιστών. Στις δυτικές χώρες, η πρακτική της εκτροπής ενός ξεχωριστού υπόγειου δωματίου κάτω από ένα ψυγείο με την επακόλουθη μεταφορά θερμότητας στο εξωτερικό το καλοκαίρι ή στη ροή αερισμού το χειμώνα αναπτύσσεται ενεργά. Αυτά είναι τα λεγόμενα δισθενή συστήματα παροχής θερμότητας, μια άλλη συγκεκριμένη περίπτωση είναι η παροχή αέρα σε έναν εξωτερικό εναλλάκτη θερμότητας, που διέρχεται από έναν εναλλάκτη θερμότητας εδάφους ή έναν ξηρό ηλιακό συλλέκτη..

Προβλήματα αντλίας θερμότητας

Τα συστήματα θέρμανσης που βασίζονται σε αντλίες θερμότητας αέρα χαρακτηρίζονται από υψηλή πολυπλοκότητα σχεδιασμού: είναι απαραίτητο να προσδιοριστεί όχι μόνο ο επαρκής όγκος εισροής ενέργειας για την κάλυψη των απωλειών θερμότητας, αλλά και ο αποτελεσματικός τρόπος λειτουργίας, ο αριθμός και η θέση των κόμβων του συστήματος θέρμανσης. Ταυτόχρονα, ο αριθμός των μονάδων και το κόστος του σχετικού εξοπλισμού θα πρέπει, φυσικά, να είναι ελάχιστα..

Αντλία θερμότητας πηγής αέρα

Συνήθως, το αποτέλεσμα σφαλμάτων στον υπολογισμό και την εγκατάσταση συστημάτων θέρμανσης αέρα είναι η εμφάνιση ψυχρών ζωνών στο δωμάτιο, καθώς και η συμπύκνωση υγρασίας στα τζάμια που δεν έχουν θερμική κουρτίνα. Οι θέσεις των εσωτερικών μονάδων πρέπει να προσδιορίζονται σύμφωνα με τα διαγράμματα κατανομής θερμοκρασίας και ρυθμού ροής που παρέχονται από τον κατασκευαστή για τυπικούς τρόπους θέρμανσης. Αυτό το έργο είναι ιδιαίτερα δύσκολο να επιτευχθεί, δεδομένου ότι η εισαγωγή κάθε νέας πηγής θέρμανσης απαιτεί σε διαφορετικές παραλλαγές:

  • εγκατάσταση μιας επιπλέον εξωτερικής μονάδας ·
  • τοποθέτηση της γραμμής freon στο εξωτερικό μπλοκ ·
  • φλάντζες καναλιού αέρα.

Αεραγωγός

Εξαιτίας αυτού, η τελική διαμόρφωση του συστήματος θέρμανσης πρέπει να επιλέγεται μία φορά, συχνά πολύ πριν από την έναρξη της επίπλωσης σπιτιού. Όλα οφείλονται στην εξαιρετικά χαμηλή καταλληλότητα των αντλιών θερμότητας για εκσυγχρονισμό και την έλλειψη σημαντικού αποθέματος ισχύος. Είναι εξαιρετικά σημαντικό να μπορείτε να προσδιορίσετε σε ποιες περιπτώσεις είναι πιο βολικό και πιο κερδοφόρο να χρησιμοποιείτε παραδοσιακές συσκευές θέρμανσης από ένα κλιματιστικό μετατροπέα. Τελευταίο αλλά όχι λιγότερο σημαντικό, θα πρέπει να σκεφτείτε τον πόρο λειτουργίας της αντλίας θερμότητας: η πιο αποτελεσματική λειτουργία του θα είναι σε τιμές COP πάνω από 2–2,3.

Ποικιλία διαμορφώσεων: διαχωρισμένα συστήματα, μονομπλόκ, στέγες

Για όλη την αμηχανία του, οι αντλίες θερμότητας έχουν αρκετές διαμορφώσεις για να επιλέξουν την πιο βολική τοποθέτηση εξοπλισμού. Τα συστήματα πολλαπλών σχισμών οφείλουν την εμφάνισή τους στην επιθυμία να διατηρηθεί η εμφάνιση των κτιρίων, καθώς και να παρέχουν υψηλότερο επίπεδο τεχνολογικής οργάνωσης. Η θεμελιώδης διαφορά μεταξύ αυτών των συστημάτων είναι η παρουσία ενός διαχωριστή και μιας αυτόματης συσκευής ελέγχου ισχύος σε αρκετά υψηλό εύρος.

Εσωτερική μονάδα αντλίας θερμότητας αέρα

Το επόμενο βήμα προς αυτήν την κατεύθυνση έγινε με την είσοδο στην αγορά συστημάτων VRF πολλαπλών ζωνών και, συγκεκριμένα, συστημάτων VRV. Σε μη στρατιωτική χρήση, τέτοια συστήματα στοχεύουν σε συλλογική χρήση, επιτρέπουν την ταυτόχρονη σύνδεση αρκετών δεκάδων εσωτερικών μονάδων σε μία εγκατάσταση δρόμου, ενώ το μήκος της γραμμής freon μπορεί να φτάσει εκατοντάδες μέτρα και η διαφορά ύψους μεταξύ των στοιχείων συστήματος μπορεί να είναι έως και 12 ορόφους.

Αντλία θερμότητας VRV Αντλία θερμότητας VRV

Ο μόνος αυστηρός περιορισμός για τις αντλίες θερμότητας είναι η ανάγκη εξεύρεσης εξωτερικού εξατμιστή σε εξωτερικούς χώρους, όλες οι άλλες αλλαγές στη διαμόρφωση είναι κατά την κρίση του τεχνολόγου. Αυτό κατέστησε δυνατή τη δράση προς την αντίθετη κατεύθυνση, αποφεύγοντας τη χρήση γραμμών freon ή ελαχιστοποιώντας το μήκος τους. Οι συμπαγείς αντλίες θερμότητας για τοπική θέρμανση είναι αρκετά φθηνές και δεν απαιτούν σωλήνες σύνδεσης ή αγωγούς αέρα. Οι μετατροπείς Monoblock ενσωματωμένοι στον τοίχο ή το παράθυρο, καθώς και στις στέγες, των οποίων τα μπλοκ βρίσκονται σε αντίθετες πλευρές της οροφής επικαλύπτονται σε ελάχιστη απόσταση, σας επιτρέπουν να κατανέμετε αποτελεσματικά θερμότητα σε ολόκληρη την αξιοποιήσιμη περιοχή όσο το δυνατόν πιο ομοιόμορφα.

Μηχανική Επικοινωνία

Προφανώς, τα πιο κατάλληλα μέρη για την εγκατάσταση πηγών θερμότητας στην περίπτωση αντλιών θερμότητας είναι εξωτερικοί τοίχοι και ανώτερα δάπεδα κάτω από μια επίπεδη οροφή ή κρύα σοφίτα. Ωστόσο, με σημαντικό μέγεθος του κτηρίου, οι κεντρικές εγκαταστάσεις του παραμένουν χωρίς ενεργή θέρμανση, κάτι που δεν είναι πάντα βολικό. Αυτό το πρόβλημα μπορεί να λυθεί με τη σωστή δρομολόγηση των γραμμών freon ή την οργάνωση της θέρμανσης αέρα, η πηγή θερμότητας στην οποία είναι μια ατμοσφαιρική αντλία θερμότητας.

Αντλία θερμότητας αέρα-αέρα

Στην τελευταία περίπτωση, είναι καλύτερα να τοποθετήσετε την εξωτερική μονάδα σε ένα μικρό τεχνικό παράρτημα, συνήθως τοποθετημένο στο επίπεδο του εδάφους, γεγονός που καθιστά ευκολότερη τη σύνδεση με έναν εναλλάκτη θερμότητας εδάφους ή στην οροφή για σύνδεση στο πεδίο του ηλιακού συστήματος. Η εσωτερική μονάδα βρίσκεται μέσα στο κτίριο, συνδέεται με το εξωτερικό μέσω ενός περάσματος στον περιφραγμένο τοίχο. Ο θερμαινόμενος αέρας μεταφέρεται στους καταναλωτές μέσω κλειστού συστήματος καναλιών αέρα:

  • Η σταθερή πίεση αέρα διατηρείται στο κύκλωμα τροφοδοσίας, ο όγκος της ροής του οποίου για κάθε κλάδο ρυθμίζεται από αποσβεστήρες καναλιών.
  • οι είσοδοι των αγωγών εξάτμισης βρίσκονται σε σημεία διαμετρικά απέναντι από τα μέρη όπου είναι εγκατεστημένη η θερμή παροχή, μέσω των οποίων συλλέγεται και τροφοδοτείται μερικώς αέρας δωματίου στην εξωτερική μονάδα, παρέχοντας έτσι έναν κύκλο ανάκτησης.

Η ίδια η δυνατότητα πλήρους ελέγχου του εξαερισμού συνεπάγεται σημαντική εξοικονόμηση. Ταυτόχρονα, η υψηλή πολυπλοκότητα και το κόστος των αγωγών αέρα αντισταθμίζονται από το σχετικά χαμηλό κόστος της εγκατάστασης: μια μονάδα είναι πάντα φθηνότερη από πολλές μικρότερες με ίση συνολική ισχύ.

Εσωτερική μονάδα αντλίας θερμότητας στο πάτωμα

Όταν ένα σύστημα αντλίας θερμότητας περιλαμβάνει επίσης εσωτερικές μονάδες με σύστημα σωληνώσεων χαλκού, αυξάνεται το κόστος των επικοινωνιών, αλλά αυξάνεται επίσης η άνεση της χρήσης του συστήματος. Από τη μία πλευρά, είναι δυνατή η τοποθέτηση σύνθετων καλωδίων γραμμών freon ακόμη και με μικρό πάχος διαμερισμάτων και δαπέδων. Από την άλλη πλευρά, μερικές φορές μια πιο αποτελεσματική λύση είναι η οργάνωση κλειστών κυκλωμάτων στα οποία κυκλοφορεί το ψυκτικό, για περαιτέρω παράλληλη σύνδεση εσωτερικών μονάδων με αυτά – για αυτό είναι σχεδιασμένα τα συστήματα πολλαπλών ζωνών..

Κλιματιστικά αγωγού

Μια χωριστή κατηγορία αντλιών θερμότητας, η οποία περιλαμβάνει τα πλεονεκτήματα της ανακτητικής θέρμανσης αέρα και την απόδοση του κυκλώματος μετατροπέα, είναι αγωγά κλιματιστικά. Η έννοια της κρυφής τοποθέτησης εσωτερικών μονάδων δεν είναι καινούργια από μόνη της, αλλά αντλίες θερμότητας αυτού του τύπου έχουν γίνει διαθέσιμες σε ένα ευρύ φάσμα αγοραστών σχετικά πρόσφατα..

Κρυφή αντλία θερμότητας

Η κύρια διαφορά μεταξύ αυτής της διαμόρφωσης είναι η σχεδόν πλήρης αθόρυβη παρουσία εσωτερικών μονάδων που σας επιτρέπουν να προσαρμόσετε τη λειτουργία θέρμανσης με υψηλή ευελιξία και ακρίβεια. Ο μόνος περιορισμός για την εγκατάσταση αντλιών θερμότητας καναλιού αντιπροσωπεύεται από δομές κτιρίων, οι οποίες πρέπει να περιέχουν τόσο αρκετά μεγάλες κοιλότητες για την τοποθέτηση καναλιών, όσο και μια εντυπωσιακή θέση για την εγκατάσταση του σώματος της κύριας μονάδας. Ταυτόχρονα όμως, οι γραμμές freon μπορούν να τοποθετηθούν παράλληλα με τους αεραγωγούς.

Κλιματιστικό αγωγού

Το εσωτερικό μπλοκ μιας αντλίας θερμότητας αγωγού εκτελεί τη λειτουργία όχι μόνο της θέρμανσης της ροής του αέρα, αλλά και της διανομής της σε μεμονωμένους καταναλωτές, της διήθησης και της προετοιμασίας. Ένα κύκλωμα ανάρρωσης μπορεί επίσης να υπάρχει, αλλά συνήθως αυτή η συσκευή κατασκευάζεται με τη μορφή προσαρτήματος. Εκτός από τις άφθονες δυνατότητες ελέγχου και διαμόρφωσης, η κρυφή τοποθεσία της εσωτερικής μονάδας μπορεί απλά να είναι βολική και δεν θα επηρεάσει με κανέναν τρόπο το εσωτερικό του δωματίου..

Περίληψη

Οι αντλίες θερμότητας αέρα δεν πρέπει ακόμη να θεωρηθούν ως η κύρια και μοναδική πηγή θέρμανσης, ειδικά εάν παρατεταμένη θερμοκρασία πέσει κάτω από -5 …- 10 ° C είναι δυνατή κατά τη διάρκεια της περιόδου θέρμανσης. Υπάρχουν εγκαταστάσεις με δυνατότητα λειτουργίας σε πιο ακραίες συνθήκες θερμοκρασίας, αλλά εμπίπτουν σε πολύ υψηλότερη κατηγορία τιμών με μεγαλύτερη περίοδο απόδοσης.

Ωστόσο, στο εύρος της μέσης θερμοκρασίας, τέτοιες συσκευές παρουσιάζουν πολύ υψηλή απόδοση: για να αναπληρώσουν τις απώλειες θερμότητας, χρειάζονται μόνο το ένα τέταρτο του ισοδύναμου ενέργειας. Με τη διάρκεια ζωής αυτού του εξοπλισμού πάνω από 20-30 χρόνια, καταφέρνει να πληρώσει για αρκετές φορές, έτσι ώστε η έγκαιρη μετάβαση σε σύγχρονα ενεργειακά αποδοτικά συστήματα θέρμανσης να βοηθήσει στην εξοικονόμηση στο μέλλον, όταν η τιμή της ενέργειας θα είναι πολύ υψηλότερη από σήμερα.

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