เครื่องปั๊มความร้อนสำหรับทำความร้อนในบ้าน – หลักการทำงาน ประเภท และการติดตั้ง

เครื่องปั๊มความร้อนเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการถ่ายโอนพลังงานความร้อนจากแหล่งกำเนิดไปยังผู้ใช้งาน

ความร้อนจะถ่ายเทจากวัตถุร้อนไปยังวัตถุเย็นโดยธรรมชาติ แต่ปั๊มจะถ่ายเทความร้อนในทิศทางตรงกันข้าม

ระบบปั๊มความร้อนประกอบด้วยคอมเพรสเซอร์ วาล์วขยายตัวทางความร้อน เครื่องระเหย และเครื่องควบแน่น ตัวอย่างทั่วไปของปั๊มความร้อนคือเครื่องปรับอากาศ

ในการเลือกปั๊มน้ำที่เหมาะสมสำหรับใช้ในบ้าน แนะนำให้ศึกษาคุณสมบัติของแต่ละรุ่นและหลักการทำงานของแต่ละรุ่น นอกจากนี้แต่ละประเภทยังมีข้อจำกัดที่สำคัญที่ควรทราบด้วย

หลักการทำงานของปั๊มความร้อน

เครื่องปั๊มความร้อนเพิ่งเริ่มมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในบ้านเรือนทั่วไป ข้อดีหลักอย่างหนึ่งของวิธีการทำความร้อนนี้คือ ใช้พลังงานต่ำ แต่สร้างความร้อนสูงการจำแนกประเภทขึ้นอยู่กับแหล่งความร้อน

เครื่องทำความร้อนในบ้านทำงานโดยอาศัยหลักการที่ว่า สาร (สารทำความเย็น) สามารถปล่อยหรือดูดซับพลังงานความร้อนได้ในระหว่างการเปลี่ยนแปลงสถานะ หลักการนี้เป็นพื้นฐานการทำงานของตู้เย็น (ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมด้านหลังของเครื่องใช้ไฟฟ้าจึงร้อน)

เครื่องปั๊มความร้อนทำงานดังนี้:

1. สารทำความเย็นที่เข้ามาจะถูกลดอุณหภูมิลง 5 องศาในส่วนการระเหย โดยอาศัยพลังงานจากตัวนำความร้อน
2. สารทำความเย็นจะเข้าสู่คอมเพรสเซอร์ ซึ่งจะอัดและให้ความร้อนแก่สารทำความเย็นนั้นอันเป็นผลจากการทำงาน
3. ก๊าซร้อนจะเข้าสู่ห้องแลกเปลี่ยนความร้อน ซึ่งจะถ่ายเทความร้อนของตัวเองให้กับระบบทำความร้อน
4. สารทำความเย็นที่ควบแน่นจะกลับไปยังจุดเริ่มต้นของวงจร

นอกจากนี้ยังมีบางรุ่นที่สามารถทำงานในโหมดกลับทิศทางได้ ซึ่งหมายความว่าสามารถใช้ทำความเย็นให้กับอาคารได้แม้ในฤดูร้อน ความร้อนจะถูกส่งไปเก็บสำรองไว้ และนำมาใช้ทำความร้อนในฤดูหนาว

อุปกรณ์

เครื่องปั๊มความร้อนสำหรับทำความร้อนในบ้านประกอบด้วยองค์ประกอบวงจรพื้นฐานหลายอย่าง:

• วงจรที่มีสารหล่อเย็นซึ่งถ่ายเทพลังงานจากแหล่งความร้อน
• วงจรที่มีสารทำความเย็นฟรีออน ซึ่งระเหยเป็นระยะๆ โดยดึงพลังงานความร้อนจากวงจรแรก และตกตะกอนเป็นสารควบแน่นอีกครั้ง โดยถ่ายเทความร้อนไปยังวงจรที่สาม
• วงจรที่มีของเหลวไหลเวียน ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวนำความร้อนสำหรับการให้ความร้อน

อุปกรณ์ปั๊มความร้อน

การใช้ปั๊มความร้อนในการทำความร้อนบ้านนั้นคุ้มค่า เพราะอุปกรณ์นี้ใช้พลังงานน้อย (และจึงใช้ไฟฟ้าไม่มากกว่าเครื่องใช้ไฟฟ้าในครัวเรือนทั่วไป) แต่ให้ความร้อนมากกว่าไฟฟ้าที่ใช้ถึงสี่เท่า

นอกจากนี้ ยังไม่จำเป็นต้องสร้างสายไฟแยกต่างหากเพื่อเชื่อมต่อปั๊มอีกด้วย

ข้อดีและข้อเสีย

ก่อนตัดสินใจว่าจะใช้ปั๊มความร้อนหรือไม่ คุณควรศึกษาข้อดีและข้อเสียของการใช้งานปั๊มความร้อนเสียก่อน เรามาดูข้อดีและข้อเสียของการใช้ปั๊มความร้อนกันอย่างละเอียดกันดีกว่า.

การใช้โรงไฟฟ้าพลังความร้อนในโลก

การใช้งานเครื่องทำความร้อนประเภทนี้ในโลกมีมาอย่างยาวนาน เป็นเวลากว่า 50 ปีแล้วปัจจัยหลักที่ผลักดันปรากฏการณ์นี้คือ ต้นทุนของแหล่งพลังงานแบบดั้งเดิมที่เพิ่มสูงขึ้น และการสนับสนุนอย่างกว้างขวางจากรัฐบาลในหลายประเทศสำหรับการใช้แหล่งพลังงานทางเลือก

ดังนั้น จำนวนเครื่องปั๊มความร้อนจึงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องในอัตราที่สูง – เพิ่มขึ้นสูงสุด 10–30% ต่อปีถึงแม้ว่าค่าติดตั้งจะสูงก็ตาม ปัจจุบันมีอุปกรณ์ดังกล่าวอยู่กว่า 270 เครื่อง

ระบบทำความร้อนด้วยความร้อนเป็นที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในสหรัฐอเมริกาและแคนาดา โดยคิดเป็นสัดส่วนถึงครึ่งหนึ่งของระบบที่ใช้ทั่วโลก

แม้ว่าสภาพแวดล้อมจะเอื้ออำนวยต่อการใช้ปั๊มความร้อน แต่รัสเซียกลับล้าหลังแนวโน้มการใช้งานทั่วโลก ซึ่งอาจเป็นเพราะความเชื่อที่ว่าเรามีทรัพยากรธรรมชาติอย่างเหลือเฟือ

อย่างไรก็ตาม พื้นที่ที่มีประชากรอาศัยอยู่บางแห่งในประเทศยังไม่มีท่อส่งก๊าซ ประสบการณ์ทั่วโลกเกี่ยวกับปั๊มความร้อนบ่งชี้ถึงแนวโน้มการใช้งานในเชิงบวก

การคำนวณปั๊มความร้อน

ดังที่เราได้กล่าวไว้ข้างต้น แหล่งความร้อนที่มีศักยภาพต่ำสำหรับปั๊มประเภทนี้ส่วนใหญ่มักจะเป็นสารดังต่อไปนี้:

1. อากาศจากภายนอกอาคารมีอุณหภูมิเฉลี่ยระหว่าง -15 ถึง +25 องศาเซลเซียส
2. อากาศมาจากห้องที่มีเครื่องทำความร้อน อุณหภูมิอยู่ที่ +15 ถึง +25 องศาเซลเซียส
3. อากาศจากหัววัดใต้ดินถูกทำให้ร้อนขึ้นถึง +4 - +10 องศาเซลเซียส
4. อากาศจากแหล่งความร้อนใต้พิภพ ซึ่งมีอุณหภูมิสูงถึง 10 องศาเซลเซียสหรือมากกว่านั้น
5. อากาศจากหัววัดที่ก้นแหล่งน้ำที่ไม่แข็งตัวซึ่งมีอุณหภูมิ 0–10 องศาเซลเซียส รวมถึงอากาศที่ได้จากหัววัดที่ติดตั้งในช่องระบายน้ำเสียของโรงงานอุตสาหกรรม

วิธีการคำนวณ

การคำนวณทางความร้อนใดๆ เป็นกระบวนการที่ซับซ้อน ซึ่งต้องอาศัยผู้เชี่ยวชาญที่มีคุณสมบัติเหมาะสมเท่านั้น อย่างไรก็ตาม สามารถนำเสนอวิธีการที่ง่ายขึ้นซึ่งเพียงพอที่จะได้ผลลัพธ์ที่ช่วยในการเลือกแบบจำลองของเครื่องปรับอากาศได้

การคำนวณนั้นประกอบด้วยขั้นตอนต่างๆ ดังนี้:

1. การหาปริมาณความร้อนที่สูญเสียไปผ่านองค์ประกอบต่างๆ ของอาคาร – ผนัง เพดาน ห้องใต้หลังคา หน้าต่าง ประตู ฯลฯ สามารถทำได้โดยใช้ความสัมพันธ์ดังต่อไปนี้:

Qок = S x (tвн – t нар) x (1 + ?b) xn : Rт, ที่ไหน

S – พื้นที่รวมขององค์ประกอบโครงสร้างอาคารทั้งหมด (ตร.ม.)²;

t вн – อุณหภูมิภายนอก หน่วยเป็นองศาเซลเซียส;

t nar – อุณหภูมิอากาศภายนอกอาคาร หน่วยเป็นองศาเซลเซียส;

n คือค่าสัมประสิทธิ์ที่คำนึงถึงโครงสร้างของอาคาร สำหรับอาคารแบบเปิดโล่งจะมีค่าเท่ากับ 1 สำหรับอาคารที่มีพื้นที่ใต้หลังคาจะใช้ค่า 0.9 และสำหรับอาคารที่ตั้งอยู่ในชั้นใต้ดินจะใช้ค่าเท่ากับ 0.75

b – ค่าสัมประสิทธิ์การสูญเสียความร้อนเพิ่มเติม ขึ้นอยู่กับประเภทของอาคารและที่ตั้งในเขตภูมิอากาศของรัสเซีย ค่าของมันอาจผันผวนได้ในช่วง 0.05 – 0.27

Rт คือค่าความต้านทานความร้อน ซึ่งต้องคำนวณเพิ่มเติมโดยใช้สูตร:

Rт = 1( , m²xC/W ซึ่ง

• ค่าการนำความร้อนที่คำนวณได้ของวัสดุโครงสร้างที่ห่อหุ้ม
• สัมประสิทธิ์การกระจายความร้อนจากพื้นผิวภายใน;
• พื้นผิวภายนอกก็เช่นเดียวกัน

หลังจากทำการคำนวณเบื้องต้นแล้ว เราจะหาค่าการสูญเสียความร้อนทั้งหมดจากปัจจัยต่างๆ ได้ดังนี้:

Qт.пот = Qок+Qи-Qбл, ที่ไหน

Qbl – ปริมาณความร้อนทั้งหมดที่ถ่ายเทจากการใช้งานเครื่องใช้ไฟฟ้าในครัวเรือนและกิจกรรมของมนุษย์

Qi – ค่าใช้จ่ายด้านพลังงานสำหรับการชดเชยความร้อนที่สูญเสียไปเนื่องจากรอยรั่วในโครงสร้างที่ล้อมรอบ

2. จากผลลัพธ์ที่ได้ เราสามารถคำนวณความต้องการใช้ไฟฟ้าประจำปีได้ โดยใช้สัดส่วนดังต่อไปนี้:

Qyear = 24x0.63 x Qt.pot x ((dx (tin-toutdoor) : (tin-tout)) (kW/ชั่วโมง) ต่อปี, ที่ไหน:

• tvn - ค่าอุณหภูมิที่ต้องการภายในบ้าน;
• t nar – อุณหภูมิภายนอกจริง;
• tнар.ср – อุณหภูมิเฉลี่ยรายปีในภูมิภาค;
• d – ระยะเวลาในการทำความร้อน (วัน)

3. เพื่อให้เข้าใจการทำงานของปั๊มความร้อนได้อย่างถูกต้องมากขึ้น คุณต้องคำนวณปริมาณความร้อนที่ต้องการเพื่อทำความร้อนให้กับน้ำในระบบทำความร้อนของบ้าน ซึ่งสามารถทำได้โดยใช้สูตรคำนวณต่อไปนี้:

Qhor.v = V x 17 kW/ ต่อปี, ที่ไหน:

V – ปริมาณการใช้น้ำร้อนที่อุณหภูมิ 50 องศาเซลเซียสต่อวัน^โอ กับ.

ดังนั้น ค่าใช้จ่ายด้านพลังงานสำหรับการตอบสนองความต้องการด้านความร้อนและน้ำร้อนจะมีจำนวนดังนี้:

Q = Qyear + Qgv (กิโลวัตต์/ชั่วโมงต่อปี)

ขอแนะนำให้เพิ่มผลลัพธ์ที่ได้อีก 10% โดยคำนึงถึงการทำงานที่หนักขึ้นของระบบในช่วงที่มีภาระสูงสุด การคำนวณเบื้องต้นเกี่ยวกับกำลังการทำงานของปั๊มความร้อนสำหรับการทำความร้อนในบ้านจะช่วยให้สามารถเลือกการติดตั้งได้อย่างแม่นยำ

ในการคำนวณ คุณสามารถใช้เครื่องคิดเลขพิเศษ ซึ่งมีให้เลือกมากมายบนอินเทอร์เน็ต

ประเภทของปั๊มความร้อน

อุปกรณ์ทำความร้อนมีหลายประเภท ขึ้นอยู่กับแหล่งความร้อนที่ใช้ หลักการทำงานของปั๊มทำความร้อนในบ้านนั้นตั้งอยู่บนสมมติฐานว่าความร้อนจะถูกดึงมาจากแหล่งที่สามารถสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ได้ดีที่สุดตลอดฤดูกาล

อุปกรณ์ประเภทต่อไปนี้มีวางจำหน่าย:

• พื้นดิน (ดิน - น้ำ);
• อากาศ (อากาศ - อากาศ);
• อากาศ - น้ำ;
• น้ำ (น้ำ - น้ำ)

เรามาดูรายละเอียดเพิ่มเติมกันด้านล่าง

อากาศ - น้ำ

วิธีการทำงานของปั๊ม อากาศ-น้ำ กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนแก่สารหล่อเย็นในระบบปั๊มความร้อนด้วยอากาศอุ่น โดยพัดลมจะดันอากาศอุ่นจากสภาพแวดล้อมโดยรอบเข้าไปในระบบ

ปั๊มความร้อนแบบอากาศสู่น้ำ

ในบริเวณนั้น น้ำจะทำปฏิกิริยากับสารทำความเย็น ซึ่งจะร้อนขึ้นอันเป็นผลจากปฏิกิริยานี้และเปลี่ยนสถานะเป็นแก๊ส จากนั้นแก๊สจะเข้าสู่คอมเพรสเซอร์ ซึ่งจะถูกอัดด้วยแรงดันเข้าไปในคอนเดนเซอร์ภายใน และถ่ายเทความร้อนไปยังน้ำ

โลก - น้ำ

ดินเป็นแหล่งความร้อนที่เสถียรที่สุดและจึงเป็นที่นิยมใช้กันมากที่สุด ที่ระดับความลึก 4 ถึง 8 เมตร อุณหภูมิจะคงที่อยู่ที่ 5 ถึง 8 องศาเซลเซียส และที่ระดับความลึก 10 เมตร อุณหภูมิจะสูงขึ้นถึง 10 องศาเซลเซียส มีวิธีการหลักสองวิธีในการเก็บเกี่ยวพลังงานความร้อน:

• โดยใช้ตัวเก็บรวบรวมแนวนอน;
• โดยใช้หัววัดอุณหภูมิใต้พื้นดินแบบแนวตั้ง

แบบแรกประกอบด้วยชุดท่อที่วางในแนวนอนเพื่อลำเลียงสารหล่อเย็น ความลึกในการติดตั้งต้องคำนวณเป็นรายกรณี โดยพิจารณาจากสภาพภูมิประเทศ สภาพอากาศ และปัจจัยอื่นๆ

ในบางสถานการณ์ ควรวางท่อส่งที่ระดับความลึกของดินที่เริ่มแข็งตัว (1.4 - 1.8 เมตร) 2.5 - 3.5 เมตร (หากจำเป็นต้องลดความแตกต่างของอุณหภูมิและเพื่อให้ได้ความคงที่มากขึ้น) หรือ 1 - 1.3 เมตร (ที่ระดับความลึกนี้ ดินจะอุ่นขึ้นเร็วกว่าในฤดูใบไม้ผลิ) บางครั้งอาจมีการติดตั้งอุปกรณ์เก็บความร้อนแบบพิเศษที่ประกอบด้วยสองชั้นด้วย

ตัวเก็บรวบรวมพลังงานแสงอาทิตย์ประเภทนี้ใช้ท่อที่มีหน้าตัดขนาด 25, 32 หรือ 40 มม. สามารถวางได้หลายรูปแบบ เช่น แบบเกลียว แบบสายฟ้าแลบ แบบคดเคี้ยว แบบวงกลม เป็นต้น หากใช้รูปแบบคดเคี้ยว ควรเว้นระยะห่างระหว่างท่อ 0.6 ถึง 1 เมตร (โดยทั่วไปคือ 80 เซนติเมตร)

ในการคำนวณอัตราการถ่ายเทความร้อนของท่อส่ง ต้องคำนึงถึงชนิดของดินด้วย สำหรับทรายแห้งหรือดินเหนียว อัตราการถ่ายเทความร้อนอยู่ที่ 10 และ 20 วัตต์ต่อเมตร ตามลำดับ สำหรับดินเหนียวเปียก อัตราการถ่ายเทความร้อนอยู่ที่ 25 วัตต์ และสำหรับดินเหนียวที่มีความชื้นสูง อัตราการถ่ายเทความร้อนอยู่ที่ 35 วัตต์

ข้อเสียของระบบเก็บความร้อนประเภทนี้คือต้องใช้พื้นที่ขนาดใหญ่ หากพื้นที่ของบ้านที่ต้องการทำความร้อนมีขนาด 100 ตารางเมตร และดินเป็นดินเหนียวชื้น ระบบเก็บความร้อนจะต้องใช้พื้นที่ 400 ตารางเมตร หรือประมาณ 500 ตารางเมตร

เนื่องจากอาคารและสิ่งของอื่นๆ ไม่สามารถตั้งอยู่บนพื้นผิวได้ (สามารถวางได้เพียงสนามหญ้าที่มีต้นไม้อายุ 1 ปีเท่านั้น) เจ้าของบ้านจึงอาจไม่สามารถจัดสรรพื้นที่ว่างให้เพียงพอได้

ในกรณีนี้ หัววัดแนวตั้งเป็นวิธีแก้ปัญหาที่เหมาะสมกว่า ประกอบด้วยเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่มีท่อฝังอยู่ในดินลึกถึง 200 เมตร จำนวนหัววัดที่ติดตั้งขึ้นอยู่กับกำลังความร้อนที่ต้องการ

ควรเว้นระยะห่างระหว่างหลุมเจาะตื้นประมาณ 5-8 เมตร การเจาะท่อเดียวลึก 100-200 เมตรนั้นไม่คุ้มค่า และยังต้องขออนุญาตจากหน่วยงานที่เกี่ยวข้องด้วย เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ จึงควรติดตั้งท่อหลายท่อ

ดังนั้น ข้อเสียเพียงอย่างเดียวของโครงสร้างแนวตั้งคือต้นทุนที่สูงในการขุดเจาะบ่อลึก

อย่างไรก็ตาม แม้จะมีข้อจำกัดดังกล่าว หัววัดแบบโพรบก็ยังเป็นที่นิยมมากกว่า เนื่องจากให้ประสิทธิภาพที่เพียงพอโดยไม่มีข้อจำกัดเรื่องพื้นที่หรือปัจจัยอื่นๆ

น้ำก็คือน้ำ

แหล่งความร้อนยอดนิยมอีกอย่างหนึ่งสำหรับการทำความร้อนในบ้านคือน้ำ โดยมีระบบดังกล่าวอยู่ 3 ประเภท ขึ้นอยู่กับแหล่งที่มาของน้ำ:

• อุปกรณ์เก็บความร้อนที่วางไว้ก้นแหล่งน้ำเปิด (ต้องไม่แข็งตัว) เช่น ทะเล แม่น้ำ ทะเลสาบ;
• อุปกรณ์เก็บรวบรวมที่ติดตั้งอยู่ในท่อระบายน้ำ;
• โดยใช้น้ำจากบ่อหรือน้ำบาดาล

วิธีแรกคือการวางท่อสารหล่อเย็นไว้ใต้น้ำ เพื่อป้องกันไม่ให้ท่อลอยขึ้นสู่ผิวน้ำ จึงใช้ตุ้มน้ำหนักถ่วงเพื่อยึดไว้ เนื่องจากอุณหภูมิของสารหล่อเย็นสูงขึ้น วิธีนี้จึงถือว่ามีประสิทธิภาพและประหยัดค่าใช้จ่าย

ข้อเสียคือโครงสร้างดังกล่าวสามารถสร้างได้ก็ต่อเมื่อบ่อเก็บน้ำอยู่ห่างจากตัวบ้านไม่เกิน 50 เมตรเท่านั้น มิฉะนั้น การติดตั้งและการใช้งานจะไม่คุ้มค่า อย่างไรก็ตาม สำหรับผู้อยู่อาศัยในพื้นที่ชายฝั่งทะเล เครื่องปั๊มความร้อนจากแหล่งน้ำถือเป็นทางเลือกที่ดีที่สุดสำหรับการทำความร้อนในบ้าน

ระบบรวมความร้อนสามารถใช้ความร้อนจากน้ำเสียที่ผ่านการบำบัดแล้วและน้ำเสียที่ปล่อยออกมาจากโรงงานอุตสาหกรรม เพื่อให้ความร้อนแก่ตัวอาคารหลายชั้นและโรงงานอุตสาหกรรม รวมถึงให้ความร้อนแก่น้ำใช้ได้ด้วย อย่างไรก็ตาม ระบบนี้ไม่ค่อยได้ใช้สำหรับให้ความร้อนแก่บ้านเรือนส่วนตัว เนื่องจากมักตั้งอยู่ห่างไกลจากระบบท่อระบายน้ำส่วนกลาง

เครื่องเก็บน้ำที่รวบรวมน้ำจากบ่อหรือน้ำบาดาลนั้นถูกใช้งานน้อยกว่าเครื่องเก็บน้ำประเภทอื่น ๆ ส่วนใหญ่เป็นเพราะต้องสร้างบ่อสองบ่อ บ่อแรกเก็บน้ำซึ่งจะถ่ายเทพลังงานความร้อนไปยังสารทำความเย็น ในขณะที่บ่อที่สองรับน้ำที่เย็นลงแล้ว

ในบางกรณี อาจมีการสร้างบ่อซึมแทนการขุดบ่อบาดาล บ่อระบายน้ำควรตั้งอยู่ทางด้านล่างของระดับน้ำใต้ดิน และห่างจากบ่อเดิม 20 เมตร

ระบบนี้ค่อนข้างดี ติดตั้งและบำรุงรักษายากการตรวจสอบส่วนประกอบของปั๊มอย่างสม่ำเสมอเพื่อตรวจหาการกัดกร่อนและการปนเปื้อนเป็นสิ่งสำคัญ นอกจากนี้ การตรวจสอบคุณภาพของน้ำที่ไหลเข้ามาและกรองน้ำทันทีก็มีความสำคัญเช่นกัน

อากาศ - อากาศ

เครื่องปั๊มความร้อนแบบใช้แหล่งความร้อนจากอากาศมีข้อได้เปรียบที่แตกต่างจากเครื่องปั๊มความร้อนประเภทอื่น ๆ เนื่องจากเครื่องปั๊มความร้อนใช้เพียงอากาศเป็นแหล่งความร้อน จึงไม่จำเป็นต้องเจาะบ่อบาดาลหรือติดตั้งระบบเก็บน้ำ ดังนั้น เครื่องปั๊มความร้อนแบบใช้แหล่งความร้อนจากอากาศจึงมีราคาถูกกว่าอย่างมาก

ระบบทำความร้อนประเภทนี้มีโครงสร้างและหลักการทำงานที่ง่ายที่สุด อากาศจะเข้าสู่คอยล์เย็น ซึ่งจะถ่ายเทความร้อนให้กับสารทำความเย็น จากนั้นความร้อนนี้จะถูกถ่ายเทจากคอยล์เย็นไปยังตัวนำความร้อนโดยตรงภายในบ้าน ระบบทำความร้อนประเภทนี้สามารถพบเห็นได้ เช่น พัดลมระบายความร้อน (คอยล์พัดลม) หรือระบบทำความร้อนใต้พื้น

ค่าใช้จ่ายในการติดตั้งอุปกรณ์นี้ค่อนข้างต่ำเมื่อเทียบกับระบบที่ใช้น้ำหรือพื้นดิน และประสิทธิภาพของมันขึ้นอยู่กับอุณหภูมิอากาศเป็นหลัก หากคุณอาศัยอยู่ในพื้นที่ที่มีฤดูหนาวอบอุ่น (อย่างน้อย 0°C) วิธีนี้ถือว่าคุ้มค่าที่สุด

หากอุณหภูมิลดลงต่ำกว่า -15 องศาเซลเซียส ปั๊มน้ำจะไม่สามารถให้ความร้อนแก่ห้องได้อย่างเพียงพอ ดังนั้น การใช้ไฟฟ้าหรือหม้อต้มน้ำเพื่อทำความร้อนในห้องจึงเหมาะสมกว่า

หากการใช้งานปั๊มลมมีความสำคัญในภูมิภาคที่มีฤดูหนาวหนาวจัด จะมีการติดตั้งแหล่งความร้อนสำรองเพิ่มเติม ซึ่งจะเชื่อมต่อในช่วงที่มีน้ำค้างแข็งรุนแรง

ในบางกรณีก็สามารถติดตั้งระบบปรับอากาศได้เช่นกัน หากสภาพอากาศแห้งและอุณหภูมิไม่ลดลงต่ำกว่า -15 องศา.

ในสภาพอากาศชื้นและหนาวจัด ชั้นน้ำแข็งจะก่อตัวขึ้นบนตัวเครื่อง ซึ่งจะรบกวนการทำงานของอุปกรณ์และอาจทำให้อุปกรณ์เสียหายได้เร็วขึ้น

ราคาและผู้ผลิต

มูลค่าตลาดโดยเฉลี่ยโดยประมาณของอุปกรณ์และการติดตั้งมีดังนี้:

ตัวเก็บรวบรวมแนวนอน:

• ปั๊มน้ำ – ราคา 4500 ดอลลาร์สหรัฐฯ
• ค่าติดตั้ง — 2,500 ดอลลาร์;
• ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน - 350 ดอลลาร์สหรัฐต่อปี

หัววัดความร้อนใต้พิภพ:

• ปั๊มน้ำ – ราคา 4500 ดอลลาร์สหรัฐฯ
• ค่าติดตั้ง — 4,500 ดอลลาร์สหรัฐ
• ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน - 320 ดอลลาร์สหรัฐต่อปี

เครื่องปรับอากาศ - สำหรับใช้ในบ้าน:

• ปั๊มน้ำ – ราคา 6,500 ดอลลาร์สหรัฐฯ
• ค่าติดตั้ง — 400 ดอลลาร์;
• ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน - 480 ดอลลาร์สหรัฐต่อปี

ปั๊มน้ำบาดาลสำหรับใช้ในบ้าน:

• เครื่องทำความร้อนแบบปั๊มความร้อน – 4500 ดอลลาร์สหรัฐ
• ค่าติดตั้ง — 3,500 ดอลลาร์สหรัฐ
• ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน - 280 ดอลลาร์สหรัฐต่อปี

ราคาที่ระบุไว้ยังไม่ใช่ราคาสุดท้าย ราคาจริงจะขึ้นอยู่กับประเทศและผู้ผลิตอุปกรณ์ ประเภทของภูมิประเทศ สภาพอากาศ ค่าใช้จ่ายในการขุดเจาะ สภาพการก่อสร้าง ฯลฯ

ตัวอย่างเช่น ราคาของปั๊มลมจากผู้ผลิตชาวรัสเซียจะอยู่ที่ประมาณ 7,000 ดอลลาร์ ในขณะที่จากผู้ผลิตต่างประเทศจะมีราคา 13,000 ดอลลาร์

อย่าลืมเรื่องค่าไฟฟ้าด้วย แม้ว่าอุปกรณ์จะไม่ใช้พลังงานมากนัก แต่ค่าใช้จ่ายเหล่านี้ควรนำมาพิจารณาในการประเมินและงบประมาณโดยรวมของคุณด้วย

ควรเลือกปั๊มแบบไหนดี?

ในการตัดสินใจเลือกอุปกรณ์ คุณควรพิจารณาปัจจัยต่อไปนี้:

• งบประมาณโดยประมาณ – จำนวนเงินที่เจ้าของยินดีใช้ในการติดตั้งและเชื่อมต่อระบบทั้งหมด
• ระบบทำความร้อนที่มีอยู่หรือที่วางแผนไว้ภายในบ้านคืออะไร เช่น ระบบทำความร้อนใต้พื้น ระบบหม้อน้ำ เป็นต้น
• เจ้าของที่ดินยินดีจัดสรรพื้นที่กี่ตารางเมตรสำหรับการสร้างหอดูดาว?
• สามารถเจาะลึกได้หรือไม่?
• จำเป็นต้องมีการสำรวจทางธรณีวิทยา (หากวางแผนจะติดตั้งหัววัดความร้อนใต้พิภพ) เพื่อกำหนดความลึกที่ควรติดตั้งตัวเก็บรวบรวมพลังงาน
• จำเป็นต้องปรับสภาพอากาศในฤดูร้อนหรือไม่?
• จะมีการติดตั้งอุปกรณ์ทำความร้อนด้วยอากาศหรือไม่?

ในการเลือกซื้อปั๊มความร้อน แนะนำให้พิจารณา "ค่าสัมประสิทธิ์การแปลงความร้อน" (ใช้สัญลักษณ์ ϕ) ซึ่งเป็นตัวกำหนดประสิทธิภาพของอุปกรณ์ หากระบุค่า ϕ=4 ในระหว่างการซื้อ นั่นหมายความว่าเมื่อใช้ไฟฟ้า 1 กิโลวัตต์ ปั๊มความร้อนจะผลิตพลังงานความร้อนได้ 4 กิโลวัตต์

ในการวางแผนงบประมาณ สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาไม่เพียงแค่ต้นทุนการซื้อปั๊มเท่านั้น แต่ยังรวมถึงต้นทุนการดำเนินงานในอนาคตด้วย ซึ่งปัจจัยเหล่านี้มักแตกต่างกัน

ตัวอย่างเช่น การติดตั้งระบบสูบน้ำแบบอากาศสู่น้ำจะมีต้นทุนการติดตั้งต่ำ แต่จะมีค่าใช้จ่ายในการใช้งานสูงเนื่องจากประสิทธิภาพต่ำ หากคุณต้องการลดค่าใช้จ่ายในการใช้งานให้เหลือน้อยที่สุด ปั๊มความร้อนใต้ดินแบบแนวตั้งจึงเป็นทางเลือกที่ดีกว่า

ระบบทำความร้อนแบบใช้ความร้อนจากพื้นดินหรือจากน้ำมีค่าใช้จ่ายและการติดตั้งค่อนข้างสูง ต้องใช้เงินลงทุนเริ่มต้นจำนวนมาก อย่างไรก็ตาม ปั๊มความร้อนที่ใช้ในการทำความร้อนจะคืนทุนได้ภายใน 5-10 ปี ดังนั้น การตัดสินใจซื้ออุปกรณ์นี้ควรพิจารณาจากความสามารถทางการเงินและสภาพการก่อสร้างของอาคาร (ที่ตั้ง สภาพอากาศ ฯลฯ)

ตัวอย่างเช่น หากไม่สามารถเจาะบ่อลึกได้ในพื้นที่นั้น พื้นที่ไม่เอื้ออำนวยต่อการติดตั้งแผงรับแสงอาทิตย์แนวนอน และไม่มีแหล่งน้ำอยู่ใกล้เคียง ทางออกเดียวคือการติดตั้งปั๊มความร้อนจากอากาศเพื่อทำความร้อนให้บ้าน

ติดตั้งเองได้

หากเจ้าของบ้านมีความรู้ความเข้าใจในหลักการทำงานและการออกแบบวงจรของอุปกรณ์เป็นอย่างดี พวกเขาสามารถประกอบปั๊มได้ด้วยตนเอง อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องมีการคำนวณเบื้องต้น ซึ่งสามารถใช้ซอฟต์แวร์สำเร็จรูปสำหรับเพิ่มประสิทธิภาพระบบทำความเย็นได้

ระบบทำความร้อนแบบใช้อากาศและน้ำที่ติดตั้งง่ายที่สุดคือระบบ DIY ซึ่งประกอบด้วยท่อสองท่อ (ท่อหนึ่งสำหรับส่งอากาศเข้าและอีกท่อหนึ่งสำหรับระบายอากาศ) พัดลม และคอมเพรสเซอร์

คุณไม่จำเป็นต้องซื้อคอมเพรสเซอร์ใหม่ คุณสามารถใช้คอมเพรสเซอร์ที่ใช้งานได้จากตู้เย็นหรืออุปกรณ์อื่นๆ แนะนำให้ใช้คอมเพรสเซอร์แบบสกรอลล์

ขั้นตอนการทำงาน:

1. ทำขดลวดจากท่อทองแดง วางท่อที่บรรจุสารทำความเย็นไว้ด้านบน
2. ติดตั้งคอยล์ลงในภาชนะพลาสติกที่แบ่งครึ่ง ส่วนนี้จะทำหน้าที่เป็นตัวระเหย
3. เชื่อมต่อวาล์วควบคุมอุณหภูมิและหุ้มฉนวนให้เรียบร้อย
4. ประกอบชิ้นส่วนทั้งหมดเข้าด้วยกันเป็นบล็อก แล้วตรวจสอบการทำงานของมัน

สิ่งสำคัญที่ควรทราบคือ ขั้นตอนนี้ค่อนข้างซับซ้อนสำหรับคนทั่วไป ผู้ที่ไม่ใช่ผู้เชี่ยวชาญจะไม่สามารถประกอบชิ้นส่วนทั้งหมดและเชื่อมต่อวาล์วควบคุมอุณหภูมิได้อย่างถูกต้อง

ควรให้ผู้เชี่ยวชาญเป็นผู้ดำเนินการจะดีที่สุด เพราะหากทำผิดพลาดในขั้นตอนการทำงาน อาจทำให้เครื่องมือทำงานผิดปกติหรือสิ้นเปลืองพลังงาน

ดังนั้น เครื่องปั๊มความร้อนจึงเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการให้ความร้อนแก่บ้านพักอาศัยส่วนตัว แม้ว่าอุปกรณ์ประเภทนี้จะไม่เป็นที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในรัสเซียและกลุ่มประเทศเครือรัฐเอกราช แต่ก็มีการใช้งานอย่างกว้างขวางสำหรับการให้ความร้อนในยุโรปและสหรัฐอเมริกา

ขอแนะนำให้เลือกปั๊มความร้อนที่เหมาะสมโดยพิจารณาจากหลายปัจจัย ไม่ใช่แค่ต้นทุนการติดตั้งและการใช้งานเท่านั้น แต่ยังรวมถึงภูมิภาคที่ใช้งาน สภาพการก่อสร้าง พื้นที่ และปัจจัยอื่นๆ ด้วย