يتم استخدام جهاز خاص يشبه مكيف الهواء أو الثلاجة لتحويل الطاقة الحرارية ونقلها وتحويلها. لا يتم استخدام المضخة الحرارية للتدفئة - فهي تنقل فقط حرارة أكثر مما تتلقاها من الشبكة. باستخدام الجهاز ، يمكن ضخ طاقة التربة أو الهواء أو الماء في اتصالات التدفئة.
مبدأ التشغيل والتصميم
تتكون المضخة الحرارية من دائرة غاز الفريون مع ضاغط ، وصمام تمدد ، ومبادلات حرارية (مكثف ، ومبخر) وأنبوب نحاسي. يتم توصيل العقد معًا باستخدام التركيبات والأجزاء الأوتوماتيكية.
يعتمد مبدأ تشغيل الوحدة على اختيار درجة حرارة منخفضة:
- الماء (من +2 إلى +7 درجة) ؛
- الهواء (من -25 إلى +35 درجة) ؛
- التربة (من -5 إلى +5 درجة).
في عملية أخذ عينات من مصادر الحرارة ، يتم تبريد الوسط الأولي ، ويبدأ غاز التبريد في الدائرة الداخلية في الغليان ويتحول إلى بخار. يتم ضغط الغاز بواسطة الضاغط ويفقد الحجم بشكل كبير ، بينما يضخ درجة الحرارة والضغط. عمل الفريون المسخن مسبقًا هو نقل الموارد الحرارية إلى التدفئة الرئيسية. تعمل المضخات الحرارية بطريقة مغلقة باستخدام الطاقة فقط دون التسخين المباشر لسائل التبريد.
تسمح لك الوحدة بالحصول على 3-5 كيلو واط من الحرارة من 1 كيلو واط من الطاقة المستخدمة.
أصناف مضخات الحرارة
يتم تصنيف المضخات الحرارية لتسخين منزل خاص وفقًا لعدة معايير. اعتمادًا على نوع نقل الطاقة:
- الضغط - يتكون من ضاغط ومكثف ومبخر وموسع. تعمل المعدات وفقًا لمبدأ دورة الضغط وتوسيع سائل التبريد مع مزيد من التسخين.
- الامتصاص - يعمل على أساس ماص وفريون. جهاز الامتصاص ذو كفاءة عالية وهو عبارة عن مضخة من الجيل الجديد.
وفقًا لمصدر الحرارة ، يمكنك التقاط الجهاز:
- الهواء - يستخرج الحرارة من الغلاف الجوي ؛
- الطاقة الحرارية الأرضية - تأخذ الطاقة من الماء أو التربة ؛
- ثانوي - يعمل مع الحرارة الثانوية للماء أو الهواء.
يمكن للأجهزة الحرارية الثانوية أن تأخذ الطاقة من مياه الصرف الصحي.
يختلف جهاز المضخة الحرارية أيضًا في بيئة المدخول وتحويل الطاقة والميزات وطرق التشغيل.
نظام المياه الجوفية
تسمح لك الأجهزة بالحرارة من أحشاء الأرض على مدار السنة. وفقًا لنوع كفاف الحرارة الجوفية ، يمكن اختيار التعديلات التالية:
- أفقي - نظام على شكل أنابيب تقع أسفل تجميد التربة ، على عمق 1.5-2 م.يصل نظام درجة الحرارة خلال العام + 3 ... + 15 درجة ، بحيث يمكن الحصول على الحرارة في أي وقت.
- عمودي - يبدو المجمع بعمق 50-200 متر. يوجد في الداخل مجسات خاصة تزيل الحرارة بعيدًا عن درجة حرارة ثابتة.
عند ترتيب الكفاف العمودي ، يجب مراعاة التكوين الجيولوجي للتربة. في الموقع الذي يوجد فيه الكفاف الأفقي ، لا يمكنك بناء المنازل أو وضع البلاط.
نظام الماء إلى الماء
لتسخين الغرفة ، ستحتاج إلى استخدام طاقة المياه الجوفية بدرجة حرارة ثابتة تبلغ +7 وما فوق. توفر التكنولوجيا إمدادات المياه عن طريق مضخة طرد مركزي لمحطة خاصة. يتم نقل الطاقة الحرارية إلى التجمد عن طريق الدائرة السفلية للجهاز. هذا الخيار مسموح به في المناطق:
- بدون مياه جوفية أو بحد أدنى من حدوثها ؛
- مع الآبار التي لا تسقط فيها العلامة المائية ؛
- مع الحد الأدنى من تكوين الملح والتلوث ؛
- مجهزة ببئر تصريف ، قادرة على استقبال 2200 لتر من النفايات السائلة في الساعة.
أفضل خيار لمعدات الماء إلى الماء هو المنطقة القريبة من النهر أو أي مساحة مائية أخرى.
نظام الماء إلى الهواء
لا تقوم المضخات الحرارية بتسخين الهواء داخل الغرف ، ولكن المبرد نفسه. يمكن استخدامه للتدفئة وإعداد الماء الساخن. يحتوي النظام على العديد من المزايا:
- يتم تثبيته دون حفر الدائرة الخارجية ؛
- يختلف في الموثوقية والمتانة ؛
- فعالة في الخريف والربيع.
تشمل عيوب المضخات ما يلي:
- تخفيض COP عندما تصل درجة الحرارة إلى +1.2 درجة ؛
- استخدام العكسي لإذابة الوحدة الخارجية.
المحطات ليست الوسيلة الوحيدة لتوليد الحرارة. وهي تعمل مع غلاية التدفئة.
نظام جو-جو
تتلقى أجهزة الهواء جو طاقة حرارية من كتل هواء الشارع. ظاهريًا ، تشبه مكيفات الهواء ، ولكن يمكنها العمل في درجات حرارة منخفضة. يتم تسخين الهواء البارد في المكثف. تشمل مزايا VT ما يلي:
- سعر مماثل لسعر مكيف الهواء ؛
- تحميل سريع؛
- لا يوجد خطر من تسرب ناقلات الحرارة.
من بين عيوب الأنظمة:
- القدرة على العمل فقط في درجات حرارة تصل إلى -20 درجة ؛
- الحاجة إلى تركيب وحدة خاصة داخل كل غرفة ؛
- عدم وجود ظروف للماء الساخن.
يمكن استخدام المعدات الحرارية "جو-جو" لتسخين منزل ريفي أو منزل ريفي.
معايير اختيار النظام
قبل شراء مضخة حرارية ، عليك مراعاة:
- تكلفة ترتيب النظام. لتوصيل VT في موسكو ، ستحتاج إلى وضع مخطط أفقي. يتم حفر حفرة (10 آلاف روبل / نوبة لاستئجار حفارة) ، ثم يتم التحضير للعمل (5 آلاف روبل). يكلف البئر 1000 روبل / النائب ، مع مراعاة تركيب وربط المسبار. لكي يعمل النظام بشكل صحيح ، تحتاج إلى 350 مترًا من الدائرة أو 350 ألف روبل.
- استهلاك الطاقة. يستهلك 9 كيلووات VT 2.7 كيلو واط في الساعة من الكهرباء ، وهو أرخص من غلاية كهربائية مماثلة.
- تسديد. التدفئة البديلة ، مع مراعاة تكاليف التركيب واستهلاك الكهرباء ، ستؤتي ثمارها بعد 3 سنوات.
- الظروف المناخية لمنطقة الإقامة. VTs غير فعالة في المناطق ذات الشتاء البارد. لن يكونوا قادرين على التقاط الكمية المناسبة من الحرارة من التربة أو الهواء أو الماء.
- طاقة الجهاز. يجب على مالك منزل من طابق واحد يتكون من 10x10 مربعات إجراء حسابات بناءً على: درجة الحرارة السلبية القصوى (-20 درجة) ؛ اختلافات درجة الحرارة في الشارع وفي الغرفة (20 - 20 = 40) ؛ فقدان الحرارة للجدران (الطوب - 13.5 كيلو واط). يجب إضافة حوالي 50٪ إلى آخر مؤشر للطاقة الدنيا.
- سعة خزان التخزين. مع 3 بدايات من المضخة ، هناك حاجة إلى 30 لترًا من الماء ، مع 5 بدايات - 20 لترًا.
عند اختيار المعدات ، يتم مراعاة حالة المنزل وميزات المنطقة التي يقع فيها.
المميزات والعيوب
تتميز اتصالات التدفئة بمضخة حرارية بالعديد من المزايا:
- توفير الطاقة: بمعدل تدفق 1 كيلو واط / ساعة ، يتم الحصول على 4 كيلو واط / ساعة من الحرارة ؛
- تخفيض تكاليف إصلاح النظام ؛
- عالمية - مناسبة للتركيب في المناطق التي لا تحتوي على خطوط أنابيب غازية أو خطوط كهرباء ، مثل ستعمل من الهواء أو التربة أو الماء ؛
- أتمتة كاملة للنظام - في حالة الغياب لفترات طويلة ، يمكن للمالك ضبط نظام درجة حرارة ثابتة +10 درجة ؛
- السلامة البيئية - لا تنتج أكاسيد وأحماض ومركبات بنزوات ؛
- لا توجد حالات طوارئ - لا يسخن سائل التبريد ومكونات النظام إلى درجات الحرارة الحرجة ؛
- القدرة على العمل في درجات حرارة تصل إلى -15 درجة ؛
- الانعكاس - تعمل المنشآت على تبريد المنزل في الصيف ، وإزالة الحرارة من الغرف وتوجيهها إلى بيئة محمية ؛
- الاستخدام طويل المدى: بدون إصلاحات كبيرة ، يتم استخدام المضخة لمدة 25-50 سنة ، يفشل قطع غيار الضاغط مرة واحدة كل 15-20 سنة.
تشمل عيوب استخدام مضخات الحرارة ما يلي:
- التكاليف المالية لتنظيم نظام الطاقة الحرارية الأرضية ؛
- استرداد النظام لمدة طويلة (5-10 سنوات) ؛
- الحاجة إلى تدفئة إضافية في المناطق الباردة.
في أنظمة التدفئة الأرضية ، يُسمح باستخدام وحدات لفائف المروحة التي تنقل الحرارة أو البرودة إلى الهواء من الماء. إذا كان لديك سكن قديم ، فستحتاج إلى إعادة تطوير التدفئة.
مصنعي المضخات الحرارية الشعبية
يتم تصنيع مضخات الحرارة بشكل رئيسي من قبل شركات من آسيا. كانت دايكن وميتسوبيشي اليكتريك وهيتاش أول من أطلق المنتجات الأوروبية. يتم إنتاج المعدات أيضًا من قبل الشركات المصنعة من كوريا الجنوبية (LG و Samsung) والصين (Midea و Gree).
العلامات التجارية الأوروبية Dimplex و Nibe و Alpha-Inno Tec و AJ Tech و CIAT و Technibel و Atlantic و Airwell و Buderus لديها أيضًا تعديلات ATW.
مضخة حرارة DIY
صنع مضخة حرارية بنفسك ممكن فقط لتسخين منزل صغير.
- شراء ثلاجة قديمة وتفكيكها عن طريق إزالة الأتمتة.
- اصنع مكثفًا من خزان فولاذي سعة 100 لتر ، مقطوعًا إلى نصفين. يتم وضع لفائف نحاسية بجدران بسماكة 1 مم في الخزان.
- لعمل ملف بلف أنبوب نحاسي على أسطوانة غاز أو أكسجين بنفس المسافة بين المنعطفات.
- أغلق الملفات بخيوط السلك من خلال الفتحات الموجودة في زوايا الألمنيوم.
- أجزاء خزان اللحام.
- اصنع مبخرًا من وعاء بلاستيكي سعة 60-80 لترًا. يقوم بتثبيت ملف وخيط لأنابيب التصريف والتغذية.
- ركب المعدات في الغرفة واجلب مجاري هواء مقطوعتين إلى الوشاح الأمامي.
- أنابيب نحاسية ملحومة ، مضخة الفريون.
- ابدء وربط الهيكل بالتسخين.
سيتم تزويد الفريزر بالهواء من خلال القناة العلوية ، ويتم تبريده وإدخاله في الغلاف. بعد التسخين بمبادل حراري على الجدار الخلفي ، ستدخل الكتل الهوائية الغرفة.
نتيجة للعمل ، يتم الحصول على نظام بحلقة مغلقة. يدور المبرد فيه ، آخذاً الطاقة وينقلها من المبخر إلى المكثف. الطاقة الحرارية المستقبلة لها قوة صغيرة ، لذلك ، من الضروري توصيل أرضية دافئة أو مشعات ذات قصور ذاتي منخفض.
لن تكون درجة حرارة مخرج الماء أكثر من 50-60 درجة.
مخطط
للتوفير في التصنيع المستقل للجهاز وتثبيته سيساعد المخطط الثنائي لنظام التسخين. يتضمن حساب قوة VT على أساس درجة الحرارة الدنيا. خلال العام ، لن يعمل التثبيت بكامل طاقته.
النانو في هذه الحالة هو وحدة سلبية ، يتم توصيل غلاية الغاز أو الوقود الصلب بها. متصل الالتفافية للأخير.
يعد التعديل الحراري للمضخات معدات فعالة ولكنها مكلفة. مع فترة استرداد طويلة ، سيكونون البديل الوحيد في المناطق التي لا تحتوي على إمدادات الغاز.
