Uppvärmning av huset med en värmepump. Hur det fungerar och hur mycket kostar det

Är det realistiskt att sänka kostnaderna för uppvärmning av ett hus på landet upp till 70%? Svaret finns i en mycket ovanlig energikälla – jordens tarmar. Vi berättar om konstruktion och princip för drift av värmepumpar, samt hjälper dig att göra rätt val av värmesystem.

Den ständiga stigningen i energipriserna ger en utmärkt anledning att tänka på mer moderna och ekonomiska sätt att generera värme och varmt vatten. Idag finns det redan dussintals innovativa sätt att utrusta effektiva värmeplaner, vilket gör det helt gratis..

Värmepumpar och geotermiska luftkonditioneringsenheter

Nästan en fjärdedel av energin som genereras i världen idag är miljövänlig och en åttondel erhålls utan att bränna biologiska massor. Den mest effektiva och praktiskt taget outtömliga energikällan kan med rätta betraktas som en resurs gömd i djupet på vår planet – geotermisk värme. Det är anmärkningsvärt att riktningen för energiöverföring kan vändas: under den varma säsongen kan jorden effektivt absorbera värme. Denna tvåvägsprocess kallas vanligtvis geotermisk konditionering..

För att samla in och konvertera värmeenergi används specialinstallationer – de så kallade värmepumparna. På grund av deras höga effektivitet och låga energiförbrukning under drift blir de allt populärare..

Själva idén om driften av sådana installationer är långt ifrån ny. På 1850-talet var den första prototypen för massproduktion redan designad och patenterad. Idén om Lord Kelvin vid den tiden fick inte praktisk tillämpning på grund av att begreppet en energikris fortfarande var okänd, men efter nästan ett sekel började Robert C. Webber framgångsrikt tillämpa sådana system i vardagen och inom industrin. Det är slående att redan 1931 användes geotermisk uppvärmningsteknologi baserad på drift av värmepumpar i den berömda skyskrapa Empire State Building. I Ryssland och i det efter-sovjetiska rymden har geotermiska energikällor använts sedan Sovjetunionens tider, och industrikomplex gör det möjligt att producera nödvändig utrustning utan att involvera utländska partners.

Termisk energi med låg potential. Funktionsprincip

Den andra regeln för termodynamik säger att överföring av värmeenergi endast är möjlig från en mer uppvärmd kropp till en mindre uppvärmd. Men om ett ämne med variabla fysiska egenskaper placeras mellan två media med en liten temperaturskillnad, kan det fungera som en mellanhand som kan vända den naturliga processen för värmeöverföring. Kedjan för sådana transformationer utförs under drift av värmepumpen. Vid stark gaskomprimering frigörs en stor mängd värme, och själva gasen kyls och förvandlas till vätskeform. Detta kallas komprimering, och slutresultatet av denna process är värme i hemmet. För att upprepa kompressionscykeln på obestämd tid används ett köldmedium med en mycket låg kokpunkt som gas. Det kan återföras till ett gasformigt tillstånd under indunstning vid temperaturer upp till + 10 ° C. Termisk energi med låg potential extraheras som regel från marken under frysdjupet, men kan erhållas på annat sätt. I allmänhet är principen om drift av en värmepump direkt motsatt till den för en kylenhet, även om den är baserad på identiska processer..

Moderna värmepumpar

Sådana system som används i den moderna världen är mer avancerade än sina föregångare. Komplexa gasföreningar används som kylmedel, alla konstruktionselement och ställdon är tillverkade med en stor marginal av slitstyrka och tillförlitlighet. Utvecklingen av precisionsteknik har gjort det möjligt att återskapa geotermiska installationer i miniatyr. Bärbara värmepumpar kan inte skiljas från sina industriella kusiner, medan låga priser och ökande konkurrens gör enheterna tillgängliga för ett stort antal konsumenter..

En egenskap hos värmepumpar som skiljer dem från traditionella uppvärmningsanordningar är förmågan att arbeta i ett klart definierat område av utomhustemperaturer, vilket bestäms av kylmedlets fysiska egenskaper och systemtyp. Luftvärmepumpar kan utvinna värmeenergi från luften vid positiva temperaturer, men fungerar dåligt vid negativa temperaturer. Jordkällpumpar kan värma ett hus även i svår frost, men deras användning under höst-vinterperioden är inte alltid motiverad. För varje klimatzon utförs valet av utrustning individuellt. I hushållet rekommenderar en kombination av olika typer av enheter sig själv på bästa sätt.

De sex bästa frågorna om värmepumpar

Även om värmepumpar har blivit allmänt kända, tenderar många att ifrågasätta deras ekonomiska fördelar. Det finns emellertid bara sex frågor, där svaren ger en fullständig bild av fördelarna med värmepumpar..

Vad är ett geotermiskt system i ett privat hus

I ett hus på landet tar systemet lika mycket utrymme som ett vanligt gaspannrum skulle ta. Installationen kan delas upp i två delar: synlig och dold. Ägaren kommer att ha funktionella element i sikte: värme- och cirkulationspumpar, rörledningar, kranar, filter, mätinstrument och automatisering. Den primära värmeväxlaren dold djup under jord kommer att förbli dold för mänskliga ögon. Systemet är helt tyst och kan installeras även utomhus. Montering och idrifttagning kan göras självständigt, men om du vill kan du kontakta ett specialiserat installationsföretag, ett komplett utbud av tjänster kostar från $ 1000.

Hur effektiv är pumpen

För att säkerställa ett bekvämt klimat i bostadsområden är en vattentemperatur i värmekretsen 40–45 ° C tillräcklig. Om gaspannor värmer övervatten och deras automatisering är utformad för ett mycket större temperaturintervall när det startas, upprätthåller värmepumparna en konstant temperatur och arbetar kontinuerligt. Om lokalerna är stängda och endast periodiskt ventilerade kan du vara säker på att temperaturen inuti dem når 30 grader. Med användning av kraftfullare installationer blir det möjligt både att ha rinnande varmt vatten för hushållens behov och att värma pooler..

Alternativ för värmeväxlare

Många som står inför TRP-system är intresserade av att placera den primära värmeväxlaren. Den kan placeras upp till tre meter under jord och har en horisontell orientering. Samtidigt, i området intill huset, grävs en djup grop i vilken värmeväxlarens ringformiga spole är belägen.

Moderna system kan också arbeta med ett vertikalt arrangemang av primärkretsen. Detta alternativ är mer föredraget med tanke på att bevara landskapet på den personliga tomten, även om det kräver ytterligare utrustning – högtryckscirkulationspumpar. Med den vertikala anordningen av primärkretsen borras tre brunnar i området, vars djup i vissa fall kan uppgå till 100 m. En rörledningsslinga (sond) placeras i brunnen, som är ansluten till en gemensam behållare. Brunnsborrning kan inte utföras utan specialutrustning, och därför bör man ta till hjälp av proffs. Kostnaden för en sådan tjänst beror på arbetsförhållandena och djupet för borrning, men du bör inte räkna med mindre än $ 450 per enhet för en brunn..

Utrustningstjänst

Principen för drift och design av automatiseringssystem i värmepumpar skiljer sig mycket från deras motsvarigheter som används i tandem med gasutrustning. Det kännetecknas också av hög teknisk komplexitet och ett antal funktionella enheter: förångare, kompressorer och mellanvärmeväxlingssystem. Trots den uppenbara komplexiteten kräver inte värmepumpar underhåll under drift. Det enda elementet som utsätts för starkt slitage är kompressorn, som har en livslängd på över 30 år och är lätt att byta ut. Själva den fabriksmonterade pumpen kan fungera upp till hundra år utan schemalagda reparationer. Automationssystemet kräver inte heller speciellt underhåll och styrs enkelt genom en enda digital styrenhet.

Hur mycket kostar det att producera energi med den här metoden?

Värmesystem baserade på värmepumpar kännetecknas av extremt låg energiförbrukning. Med den största temperaturskillnaden i de primära och sekundära värmeväxlarna producerar systemet en termisk effekt som är tre gånger större än den förbrukade elektriska kraften. Med en minsta temperaturskillnad mellan luften och värmekällan (upp till 12-14 grader) kommer energiförbrukningen att vara sju gånger mindre än mängden värme som produceras. Om konsumenten vill gå längre, säkerställa full autonomi för systemet och undvika materialkostnader för el, kan du använda solenergi: en 3 kW installation kommer att vara kompakt och kräver inte stora monetära investeringar.

Med vilka myndigheter behöver du koordinera installationen av sådana enheter

Installation av värmepumpen kräver inga speciella tillstånd eller konstruktionsdokumentation. Det enda undantaget kan vara kommersiella anläggningar och kommunala institutioner, vars utrustning med sådan uppvärmning måste åtföljas av miljöåtgärder och certifikat för den använda utrustningen. Lyckligtvis är värmepumpar av alla slag miljövänliga och uppfyller alla industriella och hushålls sanitetsstandarder..

Värmepumpstillverkare

De globala och inhemska marknaderna för värmepumpar utvecklas aktivt, vilket skapar hög konkurrens och konkret prissättning. Detta betyder inte att vissa tillverkare har absolut överlägsenhet över andra: var och en har sina egna fördelar och nackdelar. Det är dock möjligt att dela hårdvarumarknaden i tre segment..

Värmepumpar tillverkade i Europa

En av de viktigaste leverantörerna av geotermisk utrustning är Europa där sådana installationer har använts under mycket lång tid och tekniken för deras tillverkning har utvecklats noggrant. Det finns inga särskilda skillnader mellan europeiska varumärken, förutom att vissa företag strävar efter att göra installationer mer kompakta och tyst. De tekniska egenskaperna hos värmepumpar från det schweiziska företaget NIBE är perfekt kombinerade.

Fördelarna med denna tillverkare inkluderar stor erfarenhet av massproduktion av värmeutrustning. Företaget är specialiserat på att skapa och förbättra installationer som arbetar med miljövänliga energikällor. Sedan 1949 har NIBE förvärvat mer än tjugo av de största tillverkarna av precisionsutrustning i Europa, Asien och Nordamerika. Detta gjorde det möjligt för företaget att förse sina enheter med den längsta livslängden genom användning av komponenter från världens mest kända tillverkare. Men priset för ett sådant förvärv kommer att vara lämpligt: ​​från 7 tusen euro för en pump med en termisk effekt på 5 kW.

Ryska tillverkare av värmepumpar

Den ryska marknaden går också framåt. På bara några decennier dök upp och utvecklades flera stora företag som specialiserat sig på produktion av värmepumpar i Ryssland..

De största och mest aktiva förbättringarna av deras produkter är PEA, ALTAL och Henk. Huvudfunktionen hos den inhemska tillverkaren är det bästa pris-kvalitetskvoten. Förutsatt att utrustningen har en livslängd på 50 år och med garanti och serviceunderhåll kommer pumpar med låg effekt att ha ett pris i intervallet 2,6-3,7 tusen dollar.

De flesta ryska företag tillverkar utrustning under utländska patent och franchisetagare, och detta ger en garanti för att utrustningen är av hög kvalitet och lämpar sig för användning i inhemska förhållanden.

Värmepumpar tillverkade i Kina

Värmepumpar tillverkade i Kina har de lägsta kostnaderna. Det finns inga tillverkningsföretag som sådana i Kina: varje pump har ett smalt modellområde, som kallas en kort förkortning.

Ett särdrag hos kinesiska tillverkare är ett mycket lågt pris och tvivelaktig kvalitet. Således kommer en värmepump med en användbar effekt på 12 kW att kosta $ 1100-1300 exklusive tullar och transportkostnader. När det gäller kvaliteten på produkterna är det omöjligt att ge en entydig slutsats: Vissa enheter arbetar under ett år och misslyckas, men det finns sådana som regelbundet genererar värme i 5 eller 7 år. Lyckligtvis har kinesiska pumpar en blockdesign och alla komponenter kan enkelt bytas ut..

Under det kommande decenniet säger många energiföretag att 95% av hushållens värmeutrustning kommer att vara värmepumpar. Detta underlättas av deras säkerhet och opretentiöshet, liksom den växande önskan från mänskligheten att bevara naturresurser. Ändå är huvudargumentet det ständigt växande priset på gas och el, vilket tvingar konsumenterna att leta efter alternativa, billigare värmealternativ..