Menu
За отопление на еднофамилни къщи все по-често се използват термопомпи или котли на пелети. И двата източника работят с енергоносители, причисляващи се към възобновяемите енергийни източници.
Термопомпите постепенно стават популярни в днешно време. Растящата цена на енергията е причина все по-често те да се монтират в жилищни сгради (особено еднофамилни такива).
Най – важните предимства на термопомпата са:
Термопомпеният агрегат (за краткост „термопомпа”) е съоръжение пренасящо топлинна енергия. Основни компоненти на термопомпата са:
Принципът на работа на термопомпата в режим
„отопление”, е основан на термодинамичния цикъл, известен като „обратен цикъл на Карно”.
В процеса на работа в термопомпата постъпва топлинна енергия, посредством изпарението на хладилния агент, който поглъща топлина от енергоизточника (атмосферен въздух, подпочвени води или почвата). Тъй като фреонът е бързо кипяща течност, той поглъща топлината, изпарява се и охлажда енергоизточника. Изпарението на хладилния агент се осъществява в така наречения външен топлообменник – изпарител. Компресорът засмуква и повишава налягането на хладилния агент, в следствие на което се повишава и температурата на фреона.
Горещите пари на хладилния агент се нагнетяват във вътрешния топлообменник, наречен „кондензатор”, който е свързан с отоплителната инсталация на сградата. В кондензаторния топлообменник хладилният агент отдава топлинната си енергия на топлоносителя на отоплителната инсталация.
Отдавайки топлина, горещите пари на хладилния агент кондензират. Кондензата (течният хладилен агент) остава със същото налягане, като на горещите пари. За да се осъществи обратният процес трябва да се намали температурата на течния хладилен агент. За целта фреона преминава през терморегулиращ вентил (ТРВ), който понижава налягането и температурата на хладилния агент до температурата на изпарение. Процесът се повтаря многократно в цикъл на изпарение и последваща кондензация на фреон, което осигурява непръкъснато подаване на топлинна енергия към отоплителната инсталация. При достигане на зададена максимална работна температура на топлоносителя на вътрешната отплителна инсталация, термопомпата преустановява временно процеса на пренос на топлина от енергоизточника към отоплителната инсталация. Когато температурата на инсталацията падне до зададена минимална работна стойност, термопомпеният агрегат подновява своята дейност.
При режим „охлаждане”, термопомпата обръща посоката на движение на хладилния агент, при което функцията на топлообменниците се разменя: топлобменник, който в режим отопление, изпълнява функцията на кондензатор става изпарител, и обратното – топлообменникът – изпарител, става кондензатор. В този режим термопомпата, посредством хладилния агент отнема излишната топлина от сградата и я отдава на околната среда. За да се повиши ефективността на термопомпената инсталация в режим „охлаждане”, отпадната топлина от сградата се използва за затопляне на бойлери за битово гореща вода или басейни.
Термопомпи “вода-вода” (хидротермални)
Хидротермалните термопомпи (“вода-вода”) ползват топлинната енергия на подпочвените води. Водата от източника (сондаж, кладенец дренажни води и др.) се изпомпва до термопомпата, където се охлажда. Отнетата топлина се отдава на топлоносителя на вътрешната отоплителната инсталация, а охладената вода се реинжектира (връща) в попивателен кладенец или сондаж.
Този тип термопомпи имат най-голяма ефективност поради непроменливата температура на подпочвените води, което води до гарантирано постоянен коефициент на трансформация (COP). Коефициентът COP отчита отношението
между консумираната от термопомпата електрическа мощност (kW) и отдадената от агрегата топлинна енергия на вътрешната отоплителна инсталация (kW). В случай, когато температурата на подпочвените води е в интервал от +8 до +13°С и при подаване на топлоносителя към вътрешно отоплителната инсталация с температура +35°С, коефициента на трансформация на термопомпения агрегат е COP = 5 ÷ 7. В тези случаи, при влагането на всеки киловат електроенергия, термопомпата отдава между 5 и 7 киловата топлинна енергия на сградата. Богатата гама от мощности на термопомпите тип “вода-вода”, обуславя широкото им приложение при отоплението и охлаждането както на еднофамилни и многофамилни жилищни сгради, така и на хотели, болнични заведения, училища, детски градини, административни и офис сгради и др.
Термопомпите “земя-вода” биват два вида.
Термопомпи “земя-вода” с хоризонтален топлообменник, които използват геотермална енергия под формата на топлина, получена вследствие на поетата слънчева радиация от плитките почвени слоеве.
Геотермалният топлообменник, посредством който се отнема топлината, представлява хоризонтална тръбна разводка от полиетиленова тръба, положена по подходящ начин в трашейни изкопи на дълбочина 180см под котата на естествения терен в границите на имота. С помощта на хоризонталния топлообменник се извлича поетата слънчева радиация от най-горните земни слоеве и се пренася до термопомпата. Недостатък на този метод е необходимостта от голяма свободна площ на парцела, където да се положи топлообменникът. Това предполага и по-малки мощности до 25kW на термопомпените агрегати, използващи този ти топлообменници.
Термопомпа “земя-вода” с вертикален топлообменник, които използват геотермалната енергия, намираща се в земните недра под формата на топлина, породена от радиоактивните процеси в земното ядро
Геотермалният вертикален топлообменник, посредством който се отнема топлината, представлява специализирана полиетиленова тръба, положена вертикално в сондажен отвор с дълбочина 100м, в която циркулира топлоносител (разтвор на пропиленгликол). Тръбата се уплътнява с материал с висока топлопроводимост, който улеснява предаването на топлинната енергия от земните недра на циркулиращия пропиленгликол. Циркулационна помпа засмуква затопления разтвор от геотермалния топлообменник и го доставя до термопомпения агрегат, който от своя страна отнема топлината на разтвора и я предава на вътрешно отоплителната инсталация. Изходящият, вече охладен разтвор от термопомпата постъпва отново в геотермалния топлообменник за последващо затопляне.
От един вертикален топлообменник се извлича от 7 до 9 kW топлинна енергия на термопомпата. При необходимост от по-голяма мощност се изграждат няколко топлообменника на разстояние най-малко 450см един от друг.
В сравнение с хоризонталният топлообменник, при този метод се постига по- високи коефициенти на трансформация, в следствие на целогодишно високи температури на земните недра.
Термопомпеният агрегат, тип “въздух-вода”, е система от външно и вътрешно тяло, свързани посредством медна тръбна разводка. Външният модул се монтира на фасадата, покрива или друго подходящо място на не повече от 25м от мястото на монтаж на вътрешното тяло.
При режим отопление, външният (компресорен) агрегат използва топлината на атмосферния въздух и я пренася до вътрешния (хидро) модул, който от своя страна предава топлината на вътрешно отоплителната инсталация. Съвременните термопомпи “въздух-вода”, работят ефективно и при много ниски температури (до -20°С) на атмосферния въздух. По този начин се гарантира подаването на топлинна енергия към отоплителната инсталация през целия отоплителен сезон. Този тип термопомпи подават към отоплителната инсталация топлоносител с температура от 30°С до 45°С. Поради тази причина, за този тип термопомпени инсталации, най-подходящите отоплителни тела са водното подово отопление и вентилаторните конвектори.
