Innehåll

1. Vad är en värmepump?

1.1. Utrustningens egenskaper

1.2. Princip för drift

1.3 Typer av värmepumpar

1.4. Delar av ett värmesystem

2. Fördelar och nackdelar med värmepumpar

2.1. Fördelar med värmepumpar

2.2. Nackdelar med värmepumpsenheter

3. Välja kompressor till en värmepump

3.1. Skruv

3.2. Kolv

3.3. Roterande

3.4. Spiral

3.5. Vad kommer att påverka valet av kompressor för en värmepump?

Alla privata fastighetsägare vill minimera kostnaderna för uppvärmning av huset och varmvattenberedning. Därför är det nu inte ovanligt att välja ett alternativ istället för traditionella bränslen och samma bekanta apparater. Detta är användningen av en värmepump, eller TH – en effektiv installation som gör att du kan få värme för nästan ingenting – från luften, vattnet eller marken, men inte att spendera på sådan “extraktion” en betydande mängd el. Denna metod har en nackdel: det är en stor initialinvestering, vilket avskräcker potentiella köpare. Det finns dock en annan lösning: en värmepump, om så önskas, kan tillverkas oberoende. I det här fallet finns det en chans att sänka kostnaderna nästan hälften. Det första steget och “huvudvärk

Vad är en värmepump?

Innan du studerar ämnet av intresse skadar det inte att bekanta sig med utrustningen, som för många kan vara obekant. Värmepumpen är inte en “enda” och kompakt enhet, utan ett helt system utformat för kylning eller uppvärmning av lokaler, för vattenberedning för varmvattenförsörjningssystem. Det kan kallas ett “kylskåp i omvänd”.

Funktioner i utrustningen

Principen för dess drift är att överföra värme som tas från vatten, luft eller mark till varmvattenberedaren, värmesystemet – till konvektorer, radiatorer eller andra apparater som används.

En värmepump kallas så på grund av dess förmåga att pumpa ut värme ur luft, vatten eller mark. Den kan inte producera energi på egen hand som värmepannor gör. Enheten behöver el för att fungera, och den behöver fläktar, en kompressor, en styrenhet och cirkulationspumpar.

Funktionsprincip

Funktionsprincipen för alla TH är baserad på Carnot-cykeln, som används i luftkonditioneringsapparater, split-system. Varje miljö innehåller värme, och tack vare ny teknik kan den utvinnas ur mycket kall luft (ner till -30°), samt ur relativt varmt vatten och mark (över 2°).

Hur fungerar TH?

Den arbetsvätska som används i Carnot-cykeln är köldmedium – Freon. Denna gas kan koka vid temperaturer under noll grader. Efter förångning i en värmeväxlare kondenserar den, tar värmeenergi från mediet och överför den sedan någon annanstans.

En värmepump fungerar genom att tre kretsar samverkar med varandra samtidigt. Rollen som värmebärare spelas av vätskor som cirkulerar genom rör.

1. Den första kretsen innehåller värmeöverföringsmediet vars uppgift är att utvinna energi från lågtemperaturmiljön (luft, vatten, mark).
2. Den andra innehåller en vätska/gas – ett ämne med låg förångningstemperatur – köldmedium (Freon). Det tar upp värmeenergi och höjer sedan temperaturen genom förångning och kondensering, och överför sedan värmen till den tredje kretsen.
3. Det tredje elementet är värmesystemet. Vanligtvis är värmepumpar mer benägna att arbeta med en viss typ av det – golvvärme. Den tredje kretsen, som tar energi, värmer upp luften i rummen.

Principen för drift av TH är mycket lik arbetet med klimatkontrollutrustning i uppvärmningsläget.

1. Freon-vätska följer utomhusförångaren. Den tar upp värme från den yttre miljön, kokar och förångas sedan.
2. När den är i gasform flyttas den till kompressorn, vars huvuduppgift är att öka trycket. Genom kompressionen stiger freonets temperatur och sedan kondenserar det.
3. I den interna värmeväxlaren avger köldmediet, som förvandlas till en vätska, värme till vatten, som fungerar som kylmedel. Freonet strömmar sedan tillbaka till restriktorn, vilket dramatiskt sänker trycket, och cykeln upprepas.

Funktionsprincipen för alla typer av värmepumpar är densamma, men olika typer av system använder olika typer av värmeöverföringsmedium. Till exempel, i grundvatten-vatten-enheter innehåller den första och tredje kretsen en flytande kylvätska. I ett luft-till-vatten-system är den första slingan för luft; i luft-till-luft-design är de första och sista kretsarna för luft – utomhus och inomhus.

Olika typer av värmepumpar

Alla typer av värme “transportörer” skiljer sig åt i deras avsedda användning.

Luft till vatten.

Detta är en luft-till-luft- eller aerotermisk värmepump som får sin energi från luften. Fördelar med alternativet – chansen att installera på höjden, inget behov av ledigt utrymme på platsen, enkel installation. Minus – beroende av omgivningstemperatur, låg effektivitet, om vi jämför aerotermisk utrustning med andra typer av TH.

Luftvärmepumpar används oftare som en kompletterande utrustning. Populära kombinationer är värmepump och golvvärme, värmepump och värmepanna. Ibland övervägs detta alternativ om det inte finns någon vattenkälla i närheten, och installationen av en geotermisk pump på grund av kostnaden för borrning är ägarna inte nöjda.

Jord – vatten

Detta kallas markkälla eller geotermisk. Denna värmepump utvinner värmeenergi från marken. Dess fördelar: hög effektivitet, oberoende av säsong, systemets hållbarhet. Nackdelar – högt pris på utrustning, komplexitet i installationen, vilket innebär höga kostnader för professionella tjänster, behovet av att avsätta en stor tomt för TH.

Installation av den huvudsakliga arbetsdelen av markpumpen görs på två sätt – horisontellt och vertikalt.

1. Horisontell metod. I detta fall installeras kretsen parallellt med markytan till ett djup av 1,5 meter. Sådana system kallas marksamlare. Den enda, men betydande nackdelen med denna metod är behovet av att ge ett stort område av tomten under TH.
2. Vertikal metod. Sådana installationer kallas jordsonder. Utrustningen kräver inte ett stort utrymme för installation, men det finns en annan nackdel här: det är behovet av att borra till ett betydande djup. Det är uppenbart att denna operation lovar “obscent bra” kostnader.

Vatten är vatten

Detta är en vatten- eller hydrotermisk pump. Den är konstruerad för att utvinna värmeenergi från vattendrag eller grundvatten. På många sätt liknar den grundvattenutrustning, men i det här fallet krävs ytterligare komponenter för att installera systemet: t.ex. filter, dränkbar pump etc. Dessa komponenter gör systemet mindre tillförlitligt.

För att kunna genomföra en sådan plan måste ett av villkoren vara uppfyllt:

• Bo nära ett naturligt vattendrag (25-50 meter): om avståndet är större krävs en kraftfull cirkulationspump, vilket innebär att utrustningen blir mindre ekonomisk;
• Ha en brunn eller ett borrhål med bra flödeshastighet och samtidigt tillhandahålla en dräneringstank (andra borrhål, grop, etc.).

Det tredje möjliga alternativet är en avloppssamlare, men i det här fallet måste befälhavaren få “högsta tillstånd” för att försiktigt skära in i den.

Beteckning på installationer

Om vi pratar om funktionerna för termisk utrustning är huvuduppgiften för alla värmepumpar uppvärmning. Men inte alla modeller kan ge kvalitet utan ytterligare utrustning. Det finns också några andra funktioner i TH.

1. Kylning. Detta läge finns i de flesta aerotermiska pumpar. För geotermiska installationer är denna extra funktionalitet inte inbyggd “som standard”, men det är möjligt att tillhandahålla läget om du köper ytterligare element. Det bör noteras att vertikala värmepumpar klarar denna uppgift bättre än horisontella.
2. Varmvattenförsörjning. Vissa modeller har inbyggda värmare, medan andra har möjlighet att ansluta systemet till en extern panna. Detta gäller aerotermiska enheter, men sådana pumpar anses vara sällsynta.

Det finns värmepumpar som kombinerar två lägen: de kan arbeta för uppvärmning och varmvattenförsörjning. I detta fall tillhör utrustningen den universella typen.

Element i värmesystemet

Många olika komponenter behövs för att få systemet att fungera, men de mest grundläggande elementen i värmepumpar inkluderar några viktiga enheter.

1. Förångare. Denna enhet värmer och förångar köldmediet, som påverkas av värmen som cirkulerar i den första slingan.
2. Kompressor, vars uppgift är att komprimera freonet, som är i ångform, till den punkt där det blir en vätska. Under denna process frigörs värmeenergi.
3. Kondensor. Detta är en enhet där den komprimerade varma freonen, tack vare en värmeväxlare, snabbt ger energi till värmeöverföringsmediet i den tredje kretsen och sedan kondenserar och förvandlas från vätska till ånga igen.
4. Termostatisk expansionsventil, eller TRV. Denna enhet har flera funktioner: TRV upprätthåller maximal förångarkapacitet samtidigt som den förhindrar att flytande köldmedium kommer in i kompressorn.

Dessa element är anslutna till systemet via andra kretsens rörledningar. Kondensorn måste kunna anslutas till värmesystemet, förångaren måste kunna anslutas till den första kretsen.

Fördelar och nackdelar med TH

Är det vettigt att överväga detta alternativ? Först måste vi bekanta oss med fördelarna och nackdelarna med sådana installationer.

Fördelar med värmepumpar

Bland dem:

• Besparingar, eftersom kostnaderna för uppvärmning och varmvatten kommer att minska avsevärt;
• Nästan fullständigt oberoende av huset från kommunikation (värme, gas);
• Möjlighet att organisera ett värmesystem och varmvatten;
• Lång livslängd: den är 20 år;
• Miljövänlighet hos ett sådant termiskt system;
• Utrustningens säkerhet;
• Kompakt installation.

En annan fördel är möjligheten att tillföra värme till olika uppvärmningsanordningar. Ingen kommer att hävda att listan över fördelar är ganska stor. Du måste dock känna till nackdelarna med värmepumpar.

Nackdelar med värmepumpar

Svagheterna i sådana system är få, men de blir ofta orsaken till att avvisa ett “gratis” alternativ. Husägare lockas inte till:

• Det höga priset på utrustningen;
• Installationens komplexitet, som kräver deltagande av yrkesverksamma, kostnaden för deras tjänster;
• Återbetalning, som är i fråga: det kommer att ta lång tid, men denna period beror bara på intensiteten i användningen av värmepumpen;
• Behovet av kvalitetsisolering av lokaler, eftersom den maximala temperaturen för värmebäraren i sådana system “bara” är 70°.

Av denna anledning används TH oftare i “anslutning” till varma golv eller varma väggar, där gränsen är 35°. Med radiatorer är det mycket svårare att organisera mer eller mindre effektivt (45/35°) arbete, eftersom deras dimensioner i detta fall måste vara ganska stora.

Kontraindikationer för TH är frekventa spänningsfluktuationer, strömavbrott. Om byggnaden har en liten yta (upp till 120 m2) är installationen helt enkelt inte tillrådlig av ekonomiska skäl.

Välja en kompressor för en värmepump

Denna enhet är huvudelementet i alla värmesystem: den ansvarar för cirkulationen av kylvätskan, för överföring av värmeenergi från den yttre miljön till rummet. Av denna anledning är det korrekta valet av kompressor för en värmepump extremt viktigt.

Det finns flera klassificeringar av kompressorer, men endast ett fåtal typer av enheter används för termiska installationer. Dessa är skruv-, fram- och återgående, roterande (roterande) och scrollmodeller.

Skruv

Principen för drift av dessa enheter är baserad på rotation av två skruvrotorer. Elementens rörelse är i motsatta riktningar, tack vare denna rotation komprimeras mediet.

Sådana enheter kännetecknas av hög effektivitet, maximal tillförlitlighet, men har sina nackdelar. De viktigaste är hög energiförbrukning och högt buller. Skruvanordningar är vanligtvis utrustade med de mest kraftfulla modellerna av värmeenheter, så för värmepumpar avsedda för privata hem är det inte det bästa alternativet.

Kolv

I dessa kompressorer sker komprimering av arbetsmediet i en cylinder, där progressiva returrörelser görs av en kolv. Sådana anordningar kännetecknas av hög effektivitet, lång livslängd. Minus av fram- och återgående kompressorer – starkt brus under drift, högt pris på enheterna.

Denna typ av kompressor används vanligtvis i värmepumpar och kylsystem med stor eller medelstor kapacitet. Om vi talar om typen av TH, används de både i geotermisk utrustning och i luft-till-vatten-system.

Roterande.

I sådana kompressorer sker gaskompressionen med hjälp av roterande rotorer. De vanligaste enheterna är roterande excentriska kompressorer, som har en roterande kolv. I mer avancerade modeller sitter två sådana element på en rotor. Fördelarna med dessa konstruktioner är högre verkningsgrad och minimala vibrationer i enheten.

De flesta luft/vatten-värmepumpar är utrustade med roterande kompressorer. Som regel har de en kapacitet på upp till 15 kW. Fördelar med roterande modeller – lätthet, kompakthet, låg ljudnivå, rimligt pris. Minus – låg effektivitet, opålitlighet hos enheterna.

Spiral

Komprimering av arbetsmediet i kompressorer av scrolltyp sker på grund av interaktion mellan två scrolls. En av dem är stationär, den andra gör orbitala rörelser i förhållande till den första. Dessa excentriska rörelser gör att mediet kan överföras från ett hålrum till ett annat.

Dessa enheter kännetecknas av lång livslängd och låg ljudnivå. Deras nackdel är dock det höga priset. Scrollkompressorer ingår i bergvärmepumpar, de används också i luft/vatten-modeller. Som regel har de senare enheterna medelhög kapacitet.

Vad kommer att påverka valet av kompressor för en värmepump?

Vilken enhet är att föredra? Detta beror på den specifika värmepumpenheten, typen av enhet. Andra faktorer kan också påverka valet av kompressor för en värmepump. Eftersom skruvkonstruktionen som utmanare inte kan komma ifråga finns det bara tre alternativ kvar. Och i det här fallet kommer det logiska valet för ägare som själva ska skapa installationen att vara en enhet – en roterande kompressor.

Skäl för preferens – dess låga pris. Om konstruktionen misslyckas tidigt kommer förlusterna att vara små. När det gäller livslängden förlorar enheten allvarligt mot sina rivaler: 8-10 år mot 15-20 år för kolv- och scrollanordningar. Men alla måste alltid hitta en kompromiss.

När det viktigaste inte är priset, utan värmepumpens kvalitet och effektiva drift, är den bästa av enheterna en scrollkompressor, som kan arbeta i minusgrader, har en enklare konstruktion och därför är så tillförlitlig som möjligt. De bästa enheterna med lång livslängd är erkända som “hjärnbarn” från flera tillverkare:

• Copeland, Emerson Climate Technologies (USA): dessa är uppfinnarna av denna typ av kompressorer;
• Danfoss (Danmark);
• Mitsubishi.

Om installationen, som bär värme, kommer att monteras oberoende “från vad som är”, kan det bästa alternativet vara en kompressor från ett delat system, som har tjänat sin tid. Sådana noder, även i gammal utrustning, kännetecknas av tillförlitlighet och tillräckligt hög effekt.

Det viktigaste för framtida ägare av TH är inte ens valet av kompressor för en värmepump, utan lämpligheten för dess köp eller skapande. Därför, för att avsluta ämnet – en översyn av ägaren till installationen: