Pompa panas "air-air": perangkat, prinsip operasi, aturan untuk mengatur pemanasan berdasarkan itu

Jenis kolektor air tanah

Kolektor pompa panas sumber tanah dapat terdiri dari dua jenis (Gbr. 2):

• Vertikal;
• Horisontal.

Beras. 2 Jenis pengumpul untuk pompa tanah: vertikal dan horizontal

Kolektor vertikal adalah pipa panjang yang diturunkan ke dalam sumur, yang panjangnya dari 40 hingga 150 m. Jenis penukar panas ini lebih baik daripada yang horizontal karena suhunya lebih tinggi pada kedalaman seperti itu. Jika sumurnya sangat dalam, maka penukar panas juga dilengkapi dengan selubung pelindung, dan jika kedalamannya relatif kecil, maka ini tidak perlu.Tetapi kerugian yang signifikan dari metode penempatan reservoir ini adalah tingginya biaya sumur semacam itu.

Tentu saja, para ahli merekomendasikan pengeboran sumur yang lebih dalam. Tetapi jika teknik atau tanah tidak memungkinkan, maka beberapa sumur dapat dibuat. Misalnya, Anda dapat membuat satu sumur dengan kedalaman 80 m, atau Anda dapat membuat 4 sumur masing-masing 20 m, yang utama adalah hasil total cukup untuk memanaskan rumah. Mungkin ada tanah berbatu, yang cukup sulit untuk dikerjakan, dimungkinkan untuk mengebor sumur tidak lebih dari 15-20 meter di dalamnya.

Kolektor horizontal (Gbr. 3) - pengumpul tanah jenis ini untuk pompa air tanah terlihat seperti pipa yang diletakkan dalam posisi horizontal hingga kedalaman tertentu, di bawah lapisan tanah. Manifold ini mudah dipasang.

Beras. 3 Sirkuit eksternal pompa air tanah

Area tempat pengumpul pompa panas tanah dipasang cukup besar, berbeda dengan versi vertikal, yang membutuhkan sebidang tanah kecil. Sebagai aturan, penukar panas horizontal menempati 25 hingga 50 m2, dan mungkin lebih, tergantung pada area yang dipanaskan. Faktor negatif dari opsi ini adalah bahwa area dengan kolektor ini hanya dapat digunakan untuk halaman rumput.

Tergantung pada berbagai keadaan, penukar panas dapat diletakkan dalam zigzag, loop, ular, dll.

Sangat penting apa konduktivitas termal tanah tempat penukar panas dipasang. Tergantung pada kualitas tanah, misalnya jika tanah basah, maka konduktivitas termal lebih besar, dan jika tanah berpasir, maka konduktivitas termal kecil.

Jika ada banyak loop di penukar panas, maka pompa sirkulasi harus disertakan dalam konfigurasi.

Pembawa energi mendukung atau menentang?

Namun, itu tidak semua. Kenaikan harga untuk pembawa energi dan tingginya biaya pengiriman mereka menyebabkan peningkatan pesat dalam biaya panas dan listrik. Dan ini memaksa konsumen untuk mencari cara baru untuk menabung. Bahkan dari buku pelajaran sekolah, kita ingat bahwa perpindahan panas mengalir dari benda yang dipanaskan ke benda yang lebih dingin, tetapi tidak sebaliknya. Pengalaman kami yang berusia berabad-abad tidak mengingat prosedur sebaliknya, dan sains membuktikannya. Namun, teknik rekayasa modern yang licik memungkinkan untuk mentransfer panas ke arah yang berlawanan - dari benda yang kurang panas ke benda yang lebih panas.

Skema perpindahan panas dalam pompa panas

Bagi kami, tidak ada yang mengejutkan, misalnya dalam pengoperasian lemari es. Dimana panas dari freezer, yang suhunya sering negatif, dilepaskan ke lingkungan. Jika panas ini digunakan untuk memanaskan bangunan, dan ruang pendingin digantikan oleh sumber panas alami yang terbukti dan berfungsi terus-menerus, maka ini akan disebut pompa panas.

Pompa panas udara-ke-udara sederhana yang dapat digunakan untuk memanaskan ruang tamu adalah AC yang akrab bagi semua orang, dengan fungsi pemanas. Anda dapat berhasil menggunakannya, karena saat ini ada AC yang dapat bekerja bahkan pada suhu di bawah nol yang signifikan - hingga -15 gr. dan di bawah. Namun, jika kita ingin mendapatkan efisiensi dan kenyamanan maksimal saat memanaskan seluruh rumah dengan cara yang ekonomis (dan pompa kalor tiga kali lebih ekonomis daripada pemanas konvensional, atau bahkan lebih), maka sistem yang lebih canggih harus digunakan.

Catatan: banyak yang bertanya-tanya - bagaimana, karena ada hukum kekekalan energi.Mengapa rasio perpindahan panas terhadap konsumsi listrik begitu tidak proporsional? Seluruh rahasianya adalah bahwa dalam pompa panas, listrik hanya dihabiskan untuk belitan elektromagnetik kompresor (yang, tentu saja, memanas, tetapi panas ini tidak digunakan untuk memanaskan ruangan), dan energi panas dihasilkan, "hisap " dari lingkungan eksternal, berkat proses khusus dari pompa panas ( kata pompa itu sendiri menunjukkan ini). Untuk memahami hal ini, Anda perlu mengetahui lebih dari sekadar kursus fisika di sekolah. Tapi mari kita coba berjalan melalui dasar-dasar di bawah ini.

Menerima dengan baik

Masalah terbesar saat memasang pompa panas sirkuit terbuka adalah ketika air dibuang dari atas ke dalam sumur. Jadi salah. Pipa harus hampir mencapai dasar sumur dan naik 0,5-1 meter darinya. Segala sesuatu di bawah harus mendidih. Ketika air dikeluarkan dari atas, sumur dapat dengan cepat menjadi tertimbun dan berhenti menerima air. Terjadi luapan. Jika ini terjadi dengan minus yang baik di jalan, maka arena skating disediakan untuk Anda. Karena itu, jika ada sungai atau semacam reservoir di dekatnya, saluran pembuangan badai atau parit drainase, maka lebih baik untuk menghubungkan sumur penerima ke mereka dengan pipa pelimpah, jika terjadi luapan. Jika tidak ada apa pun di dekatnya, maka Anda harus mengebor bukan hanya satu, tetapi dua atau lebih sumur untuk penerimaan. Tidak ada yang tahu jawaban atas pertanyaan berapa lama sumur penerima akan bertahan. Ini bisa memakan waktu bertahun-tahun, atau bisa tersumbat setelah satu musim pemanasan. Oleh karena itu, kerugian terbesar dari rangkaian terbuka adalah ketidakpastian.

Poin penting lainnya. Sumur penerima harus terletak di hilir dari sumur debet, pada jarak minimal 6 meter. Ini adalah ambiguitas lain. Cara menentukan arah aliran sungai bawah tanah. Jawaban atas pertanyaan ini hanya akan diberikan melalui eksperimen.Jika air tidak tenggelam di sumur debit setelah pompa panas dimulai, semuanya baik-baik saja, Anda dapat menebaknya. Jika suhu mulai turun, maka sumur perlu diganti, dan pompa submersible harus dipindahkan. Pipa sumur debet dan sumur drainase paling baik dibuat dari pipa HDPE, sebagai bahan yang lebih murah. Keandalan dan daya tahan pipa semacam itu juga cukup.

Pilihan yang ideal adalah ketika sumur terletak di seberang aliran bawah tanah. Maka cukup untuk membuat sambungan pipa yang dapat dilepas di sumur sumur, membuang daya ke kedua sumur dengan steker tahan air yang dapat dilepas, dan Anda dapat membalikkan sumur setahun sekali, mengubah tempat debit dan penerima.

Prinsip operasi

Bagi mereka yang tidak cukup berpengalaman dalam topik ini, ada baiknya menjelaskan apa itu pompa panas udara-ke-air. Sebenarnya, ini adalah "kulkas terbalik" - alat yang mendinginkan udara di luarnya dan memanaskan air yang ada di dalam tangki. Air ini kemudian dapat digunakan untuk air panas domestik atau pemanas rumah.

Pompa panas menggunakan siklus tertutup, hanya mengkonsumsi listrik. Efisiensinya diukur sebagai rasio energi listrik yang dikonsumsi dengan panas yang diterima. Efisiensi pompa kalor juga diukur dalam COP (Coefficient of performance). COP 2 sesuai dengan efisiensi 200% dan berarti bahwa untuk 1 kW listrik akan menghasilkan 2 kW panas.

Prinsip operasi

Pengoperasian pompa kalor disebabkan oleh panas yang diekstraksi dari air. Danau, tarif, sungai, sumur, sumur menjadi sumber air. Kedalaman reservoir di Rusia tengah harus setidaknya 2 meter agar lapisan bawah tidak membeku. Menurut lokasi penukar panas, endapan panas dibagi menjadi:

• horizontal (pipa diletakkan dalam cincin di bagian bawah);
• vertikal (penukar panas terletak secara vertikal di dalam sumur).

Karena reservoir bebas es tidak terletak di dekat setiap rumah, paling sering pipa diletakkan di sumur. Pompa panas air-ke-air standar memiliki beberapa bagian utama:

• pipa pemanas;
• pipa pasokan dan pembuangan air;
• evaporator (koil di mana freon menguap);
• kompresor;
• kondensor (kumparan di mana freon dicairkan).

Tergantung pada waktu tahun, suhu air tanah adalah 4-10 °C, bervariasi dalam rentang kecil. Ini memastikan operasi pompa panas yang stabil dan produktif. Dua sumur dibor pada jarak 8-10 m dari satu sama lain. Air tanah memasuki pipa dari sumur pertama dan naik ke evaporator, memanaskannya. Pada saat yang sama, freon cair dimasukkan ke dalam evaporator. Sebagai akibat dari penurunan tekanan di evaporator, panas dari dinding mengalir ke refrigeran. Refrigeran (freon) menjadi gas.

Freon kemudian masuk ke kompresor dan dikompresi. Kemudian memasuki kondensor, berubah menjadi cairan, dan panas yang dilepaskan sebagai hasil dari proses ini diteruskan ke pendingin (paling sering adalah air). Pendingin, pada gilirannya, memanaskan pipa radiator. Beginilah cara rumah dipanaskan. Air tanah dialirkan ke sumur kedua. Gambaran lengkap dari prinsip-prinsip operasi diberikan oleh diagram pompa panas. Karena suhu air tanah lebih stabil daripada suhu lapisan bawah reservoir, jauh lebih efisien untuk menggunakan sumur. Namun disini kita juga harus memperhitungkan biaya pengeboran sumur.Pompa panas dengan boiler air-ke-air dipasang, memanaskan ruangan dan memanaskan air untuk kebutuhan rumah tangga. Energi listrik yang dihabiskan untuk pengoperasian pompa adalah 4-5 kali lebih kecil dari energi yang dihasilkannya.

Skema pemanasan rumah menggunakan pompa panas Air-Air

Ini menarik: Kolektor surya untuk memanaskan rumah pribadi - baterai buatan sendiri

Kiat Bermanfaat

Pada semua tahap membangun rumah, mulai dari tahap desain, harus diingat bahwa HP adalah sistem inersia. Ini dapat dibandingkan dengan oven Rusia yang besar, yang biasanya dipanaskan sekali sehari selama memasak. Kemudian akumulasi panas memanaskan tempat tinggal sampai keesokan paginya.

Dinding yang terbuat dari kayu berat memiliki tingkat inersia termal yang cukup tinggi. Sederhananya, mereka perlahan mendingin saat malam semakin dingin. Inersia termal yang baik untuk dinding batu tebal, serta untuk beton berat atau batu bata.

Polyfoam dan beton busa memiliki sifat insulasi termal yang baik. Tetapi karena gravitasi spesifik yang rendah, mereka memiliki inersia termal yang rendah. Pompa panas di gedung dengan dinding yang terbuat dari bahan seperti itu, dengan penurunan tajam suhu luar ruangan, tidak akan selalu dapat "memompa" cukup panas dari luar ke sistem pemanas "lantai hangat".

Anda juga perlu mempertimbangkan faktor-faktor lain:

1. Untuk mengurangi kehilangan panas atau tidak membekukan pipa sama sekali di saluran antara rumah dan sumur atau kolektor, perlu untuk meletakkannya hingga kedalaman di bawah titik beku. Di Krimea, 0,75 meter sudah cukup, dan di garis lintang Moskow, setidaknya 1,5.
2. Kehilangan panas terbesar biasanya melalui jendela. Oleh karena itu, kaca rangkap tiga bukanlah kemewahan sama sekali, tetapi solusi bangunan yang ekonomis.Pilihan yang ideal adalah menggunakan kaca yang dapat memantulkan sinar infra merah.
3. Dalam hal menggunakan opsi 2 sumur untuk pemasukan dan pengeluaran air, jarak antara keduanya harus minimal 20 meter.
4. Lebih baik mencoba TN buatan sendiri terlebih dahulu di ruang utilitas atau garasi. Pemasangan pemanas di bawah lantai di area perumahan akan membutuhkan biaya tambahan.

Buatan sendiri dari kulkas bekas

Cukup sulit untuk merakit pompa panas udara-ke-udara dari masing-masing kompresor dan kondensor dengan tangan Anda sendiri tanpa pengetahuan teknik khusus. Namun untuk ruangan kecil atau rumah kaca, Anda bisa menggunakan kulkas bekas.

Pompa panas udara paling sederhana dapat dibuat dari lemari es dengan memperluas saluran udara ke dalamnya dari jalan dan menggantung kipas di kisi-kisi belakang penukar panas

Untuk melakukan ini, Anda perlu membuat dua lubang di pintu depan kulkas. Melalui yang pertama, udara jalanan akan masuk ke freezer, dan melalui yang kedua lebih rendah, itu akan dibawa kembali ke jalan.

Pada saat yang sama, selama perjalanan melalui ruang dalam, ia akan mengeluarkan sebagian panas yang dikandungnya ke freon.

Dimungkinkan juga untuk memasang mesin pendingin di dinding dengan pintu terbuka ke luar, dan penukar panas di belakang masuk ke dalam ruangan. Tetapi harus diingat bahwa kekuatan pemanas seperti itu akan kecil, dan menghabiskan banyak listrik.

Udara di dalam ruangan dipanaskan oleh penukar panas di bagian belakang lemari es. Namun, pompa panas seperti itu hanya mampu beroperasi pada suhu di luar ruangan tidak lebih rendah dari plus lima Celcius.

Alat ini dirancang hanya untuk penggunaan di dalam ruangan.

Di sebuah pondok besar, sistem pemanas udara harus dilengkapi dengan saluran udara yang mendistribusikan udara hangat secara merata ke seluruh kamar.

Pemasangan pompa panas udara-ke-udara sangat sederhana. Penting untuk memasang unit eksternal dan internal, dan kemudian menghubungkannya satu sama lain dengan sirkuit dengan pendingin.

Bagian pertama dari sistem dipasang di luar ruangan: langsung di fasad, atap atau di sebelah gedung. Yang kedua di rumah bisa diletakkan di langit-langit atau dinding.

Disarankan untuk memasang unit outdoor beberapa meter dari pintu masuk pondok dan jauh dari jendela, jangan lupakan kebisingan yang dihasilkan oleh kipas angin.

Dan yang internal dipasang sehingga aliran udara hangat darinya didistribusikan secara merata ke seluruh ruangan.

Jika direncanakan untuk memanaskan rumah dengan beberapa kamar di lantai yang berbeda dengan pompa panas udara-ke-udara, maka Anda harus melengkapi sistem saluran ventilasi dengan injeksi paksa.

Dalam hal ini, lebih baik memesan proyek dari insinyur yang kompeten, jika tidak, kekuatan pompa panas mungkin tidak cukup untuk semua tempat.

Meteran listrik dan alat pelindung harus mampu menahan beban puncak yang ditimbulkan oleh pompa kalor. Dengan hawa dingin yang tajam di luar jendela, kompresor mulai mengkonsumsi listrik berkali-kali lipat dari biasanya.

Yang terbaik adalah meletakkan jalur suplai terpisah dari switchboard untuk pemanas udara semacam itu.

Perhatian khusus harus diberikan pada pemasangan pipa untuk freon. Bahkan chip terkecil di dalamnya dapat merusak peralatan kompresor

Di sini Anda tidak dapat melakukannya tanpa keterampilan menyolder tembaga. Pengisian ulang refrigeran umumnya harus dipercayakan kepada seorang profesional untuk menghindari masalah kebocoran di kemudian hari.

Efisiensi dan prinsip pengoperasian pompa panas

Efisiensi pompa kalor untuk pemanasan akan selalu lebih besar dari 1. Untuk sistem panas bumi, faktor konversi panas lebih tepat. Jika sama dengan 4, maka ini berarti bahwa pada daya 1 kW, pompa panas pada output menyediakan energi 4 kW, di mana 3 kW disediakan oleh bumi.

Prinsip yang mendasari pengoperasian pompa panas untuk memanaskan rumah dikembangkan pada awal abad ke-19. insinyur Sadi Carnot dan disebut siklus Carnot. Berdasarkan ini pengoperasian kulkas rumah tangga konvensional, di mana produk didinginkan karena fakta bahwa panas yang hilang dihilangkan melalui radiator ke luar. Tetapi untuk menerapkan pemanas rumah, ketika semuanya terjadi sebaliknya, yaitu pengoperasian pompa panas didasarkan pada prinsip siklus Carnot terbalik, baru-baru ini menjadi.

Pompa panas untuk pemanas rumah adalah perangkat di mana panas suhu rendah diubah menjadi panas suhu tinggi, yang digunakan untuk pemanasan. Sumber panas adalah tanah, air dan udara (yang pertama adalah yang paling luas, karena efektif (meskipun tingkat isolasi termal rumah penting, metode yang digunakan untuk memanaskan rumah, dll.) dan memiliki rasio optimal harga dan kualitas konsumen).

Pengoperasian pompa panas yang dirancang untuk memanaskan rumah membutuhkan listrik, tetapi dengan biaya 1 kW listrik, pengembaliannya adalah 4–6 kW energi panas.

Selain memanaskan rumah di musim panas, pompa panas dapat berfungsi sebagai AC, yang cukup untuk memungkinkan sistem beroperasi secara terbalik. Pompa kalor diklasifikasikan menjadi beberapa jenis:

• "bumi - air";
• "bumi - udara";
• "air - air";
• "air - udara"
• "udara - air";
• "udara-udara".

Berikut ini adalah penjelasan rinci tentang bagaimana berbagai jenis pompa panas bekerja untuk memanaskan rumah.

Teknologi pemasangan

Perakitan peralatan jenis ini dilakukan dalam beberapa tahap:

• sebuah proyek sedang disusun;
• komunikasi kolektor dirakit;
• pompa panas dipasang di sistem;
• peralatan dipasang di dalam rumah;
• pendingin sedang diisi.

Selanjutnya, kami akan mempertimbangkan cara memasang pompa panas turnkey dengan tangan Anda sendiri langkah demi langkah.

Cara membuat proyek

Sebelum melanjutkan dengan perakitan komunikasi jenis ini, tentu saja, semua perhitungan yang diperlukan harus dilakukan. Pekerjaan bagian eksternal dari sistem harus sepenuhnya dikoordinasikan dengan pekerjaan internal. Perhitungan dibuat tergantung pada jenis peralatan yang dipilih. Untuk kolektor horizontal, mereka dilakukan sebagai berikut:

• Jumlah antibeku yang dibutuhkan ditentukan. Dalam hal ini, rumus Vs = Qo 3600 / (1,05 3,7 t) digunakan, di mana Qo adalah daya termal sumber, t adalah perbedaan suhu antara jalur suplai dan jalur balik. Parameter Qo dihitung sebagai selisih antara daya pompa dan daya listrik yang digunakan untuk memanaskan refrigeran.
• Panjang kolektor yang dibutuhkan ditentukan. Rumus perhitungan dalam hal ini terlihat seperti ini: L = Qo / q, di mana q adalah perpindahan panas spesifik. Nilai indikator terakhir tergantung pada jenis tanah di lokasi. Untuk tanah liat, misalnya, 20 W per rm, untuk pasir - 10 W, dll.
• Area yang dibutuhkan untuk meletakkan kolektor ditentukan. Dalam hal ini, perhitungan dilakukan sesuai dengan rumus A = L da, dimana da adalah langkah peletakan pipa.

Kekuatan pompa kalor ditentukan kira-kira pada laju panas 70 W per 1 m2 dengan ketinggian langit-langit 2,7 m.Pipa pengumpul biasanya diletakkan pada jarak 0,8 m dari satu sama lain atau sedikit lebih.

Cara merakit pompa panas

Jenis peralatan ini cukup mahal. Desain pompa kalor relatif sederhana. Oleh karena itu, Anda bisa mencoba membuatnya sendiri. Prosedur ini dilakukan seperti ini:

• Kompresor dibeli (peralatan dari AC cocok).
• Perumahan kapasitor dibuat. Untuk melakukan ini, tangki baja tahan karat 100 liter dipotong menjadi dua.
• Sebuah kumparan sedang dibuat. Tabung gas atau oksigen dibungkus dengan tabung tembaga dari lemari es. Yang terakhir dapat diperbaiki dengan sudut berlubang aluminium.
• Kumparan dipasang di tubuh, setelah itu yang terakhir disegel.
• Evaporator terbuat dari wadah plastik 80 liter. Sebuah kumparan dari pipa inci dipasang di dalamnya.
• Pipa air terhubung ke evaporator untuk mengalirkan dan mengalirkan air.
• Sistem diisi dengan refrigeran. Operasi ini harus dipercayakan kepada spesialis. Dengan tindakan yang tidak tepat, Anda tidak hanya dapat merusak peralatan yang dirakit, tetapi juga terluka.

Pemasangan komunikasi kolektor

Teknologi untuk memasang sirkuit eksternal sistem pemanas juga tergantung pada jenisnya. Untuk kolektor vertikal, sumur dibor dengan kedalaman 20-100 m. Di bawah horizontal, parit ditembus dengan kedalaman 1,5 m. Pada tahap selanjutnya, pipa diletakkan. Pohon tidak boleh tumbuh di dekat pengumpul horizontal, karena akarnya dapat merusak listrik. Untuk perakitan yang terakhir, pipa polietilen bertekanan rendah dapat digunakan.

Instalasi peralatan

Operasi ini dilakukan dengan cara biasa. Artinya, radiator pemanas dipasang di tempat, garis diletakkan dan terhubung ke boiler. Tangki ekspansi, filter, dan pompa sirkulasi pada bypass dipasang pada pipa balik. Anda juga dapat merakit dan menghubungkan sistem "lantai hangat" ke pompa panas. Pada tahap akhir, jenis pendingin yang dipilih dituangkan ke sirkuit eksternal dan internal.

Seperti yang Anda lihat, Anda dapat memasang pompa panas dan kolektor sendiri. Secara teknologi, prosedurnya tidak terlalu rumit. Namun, tidak seperti jenis peralatan serupa lainnya, perakitan sistem semacam itu, bahkan dari jenis horizontal, adalah operasi yang agak melelahkan secara fisik. Mengebor sumur untuk pengeboran vertikal sendiri tanpa peralatan khusus praktis tidak mungkin. Oleh karena itu, mungkin ada baiknya mempekerjakan spesialis untuk melakukan perhitungan dan mengerjakan perakitan sistem. Saat ini, ada perusahaan di pasar yang memasang peralatan seperti pompa panas secara turnkey.

Apa itu pompa panas untuk memanaskan rumah pribadi? Bagaimana cara kerjanya?

Perangkat khusus yang mampu mengekstrak panas dari lingkungan disebut pompa panas.

Perangkat semacam itu digunakan sebagai metode pemanasan ruang utama atau tambahan. Beberapa perangkat juga berfungsi untuk pendinginan pasif bangunan - sementara pompa digunakan untuk pendinginan musim panas dan pemanasan musim dingin.

Energi lingkungan digunakan sebagai bahan bakar. Pemanas semacam itu mengekstrak panas dari udara, air, air tanah, dan sebagainya, sehingga perangkat ini diklasifikasikan sebagai sumber energi terbarukan.

Penting! Pompa ini memerlukan sambungan listrik untuk beroperasi. Komposisi semua perangkat termal termasuk evaporator, kompresor, kondensor, dan katup ekspansi. Tergantung pada sumber panasnya, air, udara, dan perangkat lain dibedakan.

Prinsip operasinya sangat mirip dengan prinsip lemari es (hanya lemari es yang mengeluarkan udara panas, dan pompa menyerap panas)

Tergantung pada sumber panasnya, air, udara, dan perangkat lain dibedakan. Prinsip operasinya sangat mirip dengan prinsip lemari es (hanya lemari es yang mengeluarkan udara panas, dan pompa menyerap panas)

Komposisi semua perangkat termal termasuk evaporator, kompresor, kondensor, dan katup ekspansi. Tergantung pada sumber panasnya, air, udara, dan perangkat lain dibedakan. Prinsip operasinya sangat mirip dengan lemari es (hanya lemari es yang mengeluarkan udara panas, dan pompa menyerap panas).

Sebagian besar perangkat beroperasi baik pada suhu positif maupun negatif, namun, efisiensi perangkat secara langsung tergantung pada kondisi eksternal (yaitu, semakin tinggi suhu sekitar, semakin kuat perangkat tersebut). Secara umum, perangkat berfungsi sebagai berikut:

1. Pompa panas bersentuhan dengan kondisi sekitarnya. Biasanya, peralatan mengekstrak panas dari bumi, udara atau air (tergantung pada jenis perangkat).
2. Evaporator khusus dipasang di dalam perangkat, yang diisi dengan zat pendingin.
3. Setelah kontak dengan lingkungan, refrigeran mendidih dan menguap.
4. Setelah itu, refrigeran yang berupa uap masuk ke kompresor.
5. Di sana menyusut - karena ini, suhunya naik dengan serius.
6. Setelah itu, gas yang dipanaskan memasuki sistem pemanas, yang mengarah ke pemanasan pendingin utama, yang digunakan untuk pemanasan ruang.
7. Refrigerant mendingin sedikit demi sedikit. Pada akhirnya, itu berubah kembali menjadi cairan.
8. Kemudian refrigeran cair memasuki katup khusus, yang secara serius menurunkan suhunya.
9. Pada akhirnya, refrigeran memasuki evaporator lagi, setelah itu siklus pemanasan diulang.

Foto 1. Prinsip pengoperasian pompa panas tanah-ke-air. Biru menunjukkan dingin, merah menunjukkan panas.

Keuntungan:

• Keramahan lingkungan. Perangkat semacam itu adalah sumber energi terbarukan yang tidak mencemari atmosfer dengan emisinya (sedangkan gas alam menghasilkan gas rumah kaca yang berbahaya, dan listrik sering digunakan untuk membakar batu bara, yang juga mencemari udara).
• Alternatif yang baik untuk gas. Pompa panas sangat ideal untuk pemanasan ruangan dalam kasus di mana penggunaan gas sulit karena satu dan lain alasan (misalnya, ketika rumah jauh dari semua utilitas utama). Pompa juga lebih baik dibandingkan dengan pemanas gas karena pemasangan perangkat semacam itu tidak memerlukan izin negara (tetapi saat mengebor sumur yang dalam, Anda masih harus mendapatkannya).
• Sumber panas tambahan yang murah. Pompa ini ideal sebagai sumber daya tambahan yang murah (pilihan terbaik adalah menggunakan gas di musim dingin dan pompa di musim semi dan musim gugur).

Kekurangan:

1. Pembatasan termal jika menggunakan pompa air.Semua perangkat termal berfungsi dengan baik pada suhu positif, sedangkan dalam kasus operasi pada suhu negatif, banyak pompa berhenti bekerja. Ini terutama disebabkan oleh fakta bahwa air membeku, yang membuatnya tidak mungkin untuk digunakan sebagai sumber panas.
2. Mungkin ada masalah dengan perangkat yang menggunakan air sebagai panas. Jika air digunakan untuk pemanasan, maka sumber yang stabil perlu ditemukan. Paling sering, sumur harus dibor untuk ini, karena itu biaya pemasangan perangkat dapat meningkat.

Perhatian! Pompa biasanya berharga 5-10 kali lebih mahal daripada boiler gas, oleh karena itu, penggunaan perangkat tersebut untuk menghemat uang dalam beberapa kasus mungkin tidak praktis (agar pompa dapat melunasi, Anda harus menunggu beberapa tahun)

Prinsip pengoperasian pompa panas

Perlu dicatat bahwa hampir semua media memiliki energi panas. Mengapa tidak menggunakan panas yang tersedia untuk memanaskan rumah Anda? Pompa panas akan membantu dalam hal ini.

Prinsip operasi pompa kalor adalah sebagai berikut: panas dipindahkan ke pendingin dari sumber energi dengan potensial rendah. Dalam praktiknya, semuanya terjadi sebagai berikut.

Pendingin melewati pipa yang terkubur, misalnya, di tanah. Kemudian pendingin memasuki penukar panas, di mana energi panas yang terkumpul ditransfer ke sirkuit kedua. Refrigeran, yang terletak di sirkuit eksternal, memanas dan berubah menjadi gas. Setelah itu, refrigeran gas masuk ke kompresor, di mana ia dikompresi. Hal ini menyebabkan refrigeran menjadi lebih panas. Gas panas masuk ke kondensor, dan di sana panas mengalir ke pendingin, yang sudah memanaskan rumah itu sendiri.

Pemanasan panas bumi di rumah: cara kerjanya

Sistem refrigerasi diatur menurut prinsip yang sama. Ini berarti bahwa unit pendingin dapat digunakan untuk mendinginkan udara dalam ruangan.

Jenis pompa panas

Ada beberapa jenis pompa panas. Tetapi paling sering, perangkat diklasifikasikan berdasarkan sifat pendingin di sirkuit eksternal.

Perangkat dapat menarik energi dari

• air,
• tanah,
• udara.

Energi yang dihasilkan di rumah dapat digunakan untuk pemanas ruangan, untuk memanaskan air. Oleh karena itu, ada beberapa jenis pompa kalor.

Pompa panas: tanah - air

Pilihan terbaik untuk pemanasan alternatif adalah untuk mendapatkan energi panas dari tanah. Jadi, sudah pada kedalaman enam meter, bumi memiliki suhu yang konstan dan tidak berubah. Cairan khusus digunakan sebagai pembawa panas di dalam pipa. Kontur luar sistem terbuat dari pipa plastik. Pipa di tanah dapat ditempatkan secara vertikal atau horizontal. Jika pipa ditempatkan secara horizontal, maka area yang luas harus dialokasikan. Di mana pipa dipasang secara horizontal, tidak mungkin menggunakan tanah untuk tujuan pertanian. Anda hanya dapat mengatur rumput atau tanaman semusim.

Untuk menyusun pipa secara vertikal di dalam tanah, perlu dibuat beberapa sumur sedalam 150 meter. Ini akan menjadi pompa panas bumi yang efisien, karena suhunya tinggi pada kedalaman yang sangat dekat dengan bumi. Probe dalam digunakan untuk perpindahan panas.

Jenis pompa air-ke-air

Selain itu, panas dapat diperoleh dari air, yang terletak jauh di bawah tanah. Kolam, air tanah atau air limbah dapat digunakan.

Perlu dicatat bahwa tidak ada perbedaan mendasar antara kedua sistem. Biaya terkecil diperlukan ketika sistem untuk memperoleh panas dari reservoir dibuat. Pipa harus diisi dengan cairan pendingin dan direndam dalam air. Diperlukan desain yang lebih kompleks untuk membuat sistem pembangkit panas dari air tanah.

Pompa udara-ke-air

Dimungkinkan untuk mengumpulkan panas dari udara, tetapi di daerah dengan musim dingin yang sangat dingin, sistem seperti itu tidak efektif. Pada saat yang sama, instalasi sistem sangat sederhana. Anda hanya perlu memilih dan menginstal perangkat yang diinginkan.

Sedikit lebih banyak tentang prinsip pengoperasian pompa panas bumi

Untuk pemanasan sangat menguntungkan menggunakan pompa panas. Rumah dengan luas lebih dari 400 meter persegi melunasi biaya sistem dengan sangat cepat. Tetapi jika rumah Anda tidak terlalu besar, maka Anda dapat membuat sistem pemanas dengan tangan Anda sendiri.

Pertama, Anda perlu membeli kompresor. Perangkat yang dilengkapi dengan AC konvensional cocok. Kami memasangnya di dinding. Anda dapat membuat kapasitor sendiri. Hal ini diperlukan untuk membuat koil dari pipa tembaga. Itu ditempatkan dalam wadah plastik. Evaporator juga dipasang di dinding. Menyolder, mengisi ulang dengan freon, dan pekerjaan serupa harus dilakukan hanya oleh seorang profesional. Tindakan yang tidak tepat tidak akan menghasilkan hasil yang baik. Selain itu, Anda bisa terluka.

Sebelum mengoperasikan pompa panas, perlu untuk memeriksa kondisi elektrifikasi rumah. Kekuatan meteran harus dinilai pada 40 ampere.

Pompa panas panas bumi buatan sendiri

Perhatikan bahwa pompa panas yang dibuat sendiri tidak selalu memenuhi harapan. Alasan untuk ini adalah kurangnya perhitungan termal yang benar. Sistem kurang bertenaga dan biaya pemeliharaan meningkat

Karena itu, penting untuk melakukan semua perhitungan secara akurat.

Fitur sistem udara-air termal

Pompa panas yang dikhususkan untuk artikel ini, tidak seperti modifikasi lain dari perangkat semacam itu (khususnya, air-ke-air dan tanah-ke-air), memiliki sejumlah keunggulan:

• menghemat listrik;
• instalasi tidak memerlukan pekerjaan tanah skala besar, pengeboran sumur, memperoleh izin khusus;
• Jika Anda menghubungkan sistem ke panel surya, Anda dapat memastikan otonomi penuhnya.

Keuntungan signifikan dari sistem termal yang mengekstrak energi angin dan mentransfernya ke air adalah seratus persen keamanan lingkungan.

Sebelum melanjutkan dengan desain pompa, perlu untuk mengetahui dalam kasus mana sistem memanifestasikan dirinya seefisien mungkin, dan kapan penggunaannya tidak praktis.

Sistem pompa panas yang mengekstrak energi dari massa udara dapat digunakan untuk memanaskan semua jenis pembawa panas yang digunakan dalam CIS: air, udara, uap

Spesifik aplikasi dan pekerjaan

Pompa panas bekerja secara produktif secara eksklusif dalam kisaran suhu dari -5 hingga +7 derajat. Pada suhu udara +7, sistem akan menghasilkan lebih banyak panas dari yang diperlukan, dan pada indikator di bawah -5, itu tidak akan cukup untuk pemanasan. Ini disebabkan oleh fakta bahwa freon terkonsentrasi dalam struktur mendidih pada suhu -55 derajat.

Secara teoritis, sistem dapat menghasilkan panas bahkan dalam suhu beku 30 derajat, tetapi itu tidak akan cukup untuk pemanasan, karena keluaran panas secara langsung tergantung pada perbedaan antara titik didih zat pendingin dan suhu udara.

Oleh karena itu, penduduk wilayah Utara, di mana pilek datang lebih awal, sistem ini tidak akan berfungsi, dan di rumah-rumah di wilayah Selatan, sistem ini dapat berfungsi secara efektif selama beberapa bulan yang dingin.

Jika baterai standar dipasang di dalam ruangan, pompa panas akan bekerja kurang efisien. Yang terbaik dari semuanya, perangkat udara-ke-air dikombinasikan dengan konvektor dan radiator lain dengan area yang luas, serta dengan sistem tipe air "lantai hangat", "dinding hangat".

Juga, ruangan itu sendiri harus diisolasi dengan baik dari luar, memiliki jendela multi-ruang built-in yang memberikan insulasi termal yang lebih baik daripada kayu atau plastik biasa.

Pompa panas berinteraksi paling baik dengan sistem air "lantai hangat", yang tidak memerlukan pemanasan cairan pendingin di atas 40 - 45º C

Pompa panas buatan sendiri dapat secara efektif memanaskan rumah hingga 100 meter persegi. m dan dijamin menghasilkan daya 5 kW. Harus dipahami bahwa freon tidak dapat dituangkan dengan kualitas yang cukup ke dalam struktur yang dibuat di rumah, jadi Anda harus mengandalkan titik didihnya hingga -22 derajat.

Perangkat perakitan rumah sangat ideal untuk memasok panas ke garasi, rumah kaca, ruang utilitas, kolam renang pribadi kecil, dll. Sistem ini biasanya digunakan sebagai pemanas tambahan.

Ketel listrik atau peralatan tradisional lainnya untuk musim pemanasan akan diperlukan dalam hal apa pun. Selama musim salju yang parah (-15-30 derajat), disarankan untuk mematikan pompa panas untuk menghindari pemborosan listrik, karena selama periode ini efisiensinya tidak lebih dari 10%.

Pompa panas memasok energi yang cukup untuk memanaskan air di kolam renang pribadi dalam ruangan (+)

Bagaimana sistem bekerja?

Substansi yang bekerja dalam struktur adalah udara. Melalui unit luar, yang dipasang di jalan, oksigen memasuki evaporator melalui pipa, di mana ia berinteraksi dengan zat pendingin.

Freon di bawah pengaruh suhu menjadi gas (karena mendidih pada -55 derajat) dan dalam bentuk panas di bawah tekanan memasuki kompresor. Perangkat memampatkan gas, sehingga meningkatkan suhunya.

Freon panas memasuki sirkuit tangki penyimpanan (kondensor), di mana panas ditransfer ke air, yang nantinya dapat digunakan untuk mengatur pemanasan dan DHW. Di dalam kondensor, freon hanya kehilangan sebagian panasnya, dan masih dalam keadaan gas.

Melewati throttle, refrigeran disemprotkan, akibatnya suhunya menurun. Freon menjadi cair dan dalam bentuk ini masuk ke evaporator. Siklus ini berulang.

Gambar secara skematis menunjukkan penerapan prinsip pompa panas dasar, dibagi oleh kompresor dan ekspander menjadi dua sirkuit - tekanan tinggi dan rendah

Mereka yang ingin membangun pompa panas secara mandiri dari bahan limbah dan peralatan usang, misalnya, dari lemari es tua, akan terbantu oleh informasi yang disajikan dalam artikel yang kami rekomendasikan.

Kesimpulan dan video bermanfaat tentang topik ini

Video akan memperkenalkan prinsip operasi dan fitur perangkat:

Akibatnya, kita dapat menyimpulkan bahwa pompa panas air-ke-air dianggap sebagai peralatan ramah lingkungan yang efektif yang dirancang untuk memanaskan rumah hingga 150 meter persegi. Penataan area yang lebih besar mungkin sudah memerlukan survei teknik yang cukup rumit.

Jika Anda memiliki pertanyaan saat membaca informasi yang diberikan, silakan tanyakan di blok di bawah ini. Kami menunggu komentar, pertanyaan tentang topik, cerita, dan foto Anda tentang pembangunan pembangkit listrik tenaga air mini dengan tangan Anda sendiri. Kami tertarik dengan pendapat Anda.