لتحويل ونقل وتحويل الطاقة الحرارية ، يتم استخدام جهاز خاص يشبه مكيف الهواء أو الثلاجة. لا تستخدم المضخة الحرارية للتدفئة - فهي تنقل حرارة أكثر مما تتلقاه من الشبكة. بمساعدة الجهاز ، يمكنك ضخ طاقة التربة أو الهواء أو الماء في اتصالات التدفئة.
مبدأ العمل والتصميم
تتكون المضخة الحرارية من دائرة فريون مع ضاغط وصمام تمدد ومبادلات حرارية (مكثف ومبخر) وخط أنابيب نحاسي. يتم ربط التجميعات معًا باستخدام التركيبات والأجزاء الأوتوماتيكية.
يعتمد مبدأ تشغيل الوحدة على اختيار حرارة منخفضة الدرجة:
- ماء (من +2 إلى +7 درجة) ؛
- الهواء (من -25 إلى +35 درجة) ؛
- التربة (من -5 إلى +5 درجة).
في عملية أخذ الموارد الحرارية ، يتم تبريد الوسط الأولي ، ويبدأ المبرد في الدائرة الداخلية في الغليان ويتحول إلى بخار. يتم ضغط الغاز بواسطة الضاغط ويفقد الحجم بشكل مفاجئ مع زيادة درجة الحرارة والضغط في نفس الوقت. يتمثل عمل الفريون المسخن في نقل موارد الحرارة إلى مصدر التسخين الرئيسي. تعمل المضخات الحرارية على مبدأ الدائرة المغلقة ، باستخدام الطاقة فقط دون تسخين المبرد مباشرة.
تسمح لك الوحدة بالحصول على 3-5 كيلو واط من الحرارة من 1 كيلو واط من مصادر الطاقة المستخدمة.
أنواع مختلفة من المضخات الحرارية
- الضغط - يتكون من ضاغط ومكثف ومبخر وموسع. تعمل المعدات وفقًا لمبدأ دورة ضغط وتوسيع الناقل الحراري مع مزيد من التسخين.
- الامتصاص - يعمل على أساس مادة ماصة وفريون. جهاز الامتصاص فعال وهو جيل جديد من المضخات.
حسب مصدر الحرارة يمكنك اختيار الجهاز:
- الهواء - يستخرج الموارد الحرارية من الغلاف الجوي ؛
- الطاقة الحرارية الأرضية - تستمد الطاقة من الماء أو التربة ؛
- ثانوي - يعمل بالحرارة الثانوية للماء أو الهواء.
يمكن لأجهزة الحرارة الثانوية أن تأخذ الطاقة من مياه الصرف الصحي.
يختلف جهاز المضخة الحرارية أيضًا من حيث البيئة لاستيعاب الطاقة وتحويلها وميزاتها وطرق التشغيل.
نظام المياه الجوفية
تسمح لك الأجهزة بتلقي الحرارة من أحشاء الأرض على مدار السنة. يمكن تحديد التعديلات التالية وفقًا لنوع الدائرة الحرارية الأرضية:
- أفقي - نظام على شكل أنابيب يقع تحت تجمد التربة ، على عمق 1.5-2 متر.تصل درجة الحرارة على مدار العام إلى + 3 ... + 15 درجة ، لذلك يمكن الحصول على الحرارة في أي وقت .
- عمودي - الخزان يشبه حفرة بعمق 50-200 متر. يوجد في الداخل مجسات خاصة تأخذ الحرارة من تدرج درجة حرارة ثابت.
عند ترتيب كفاف عمودي ، يجب مراعاة التركيب الجيولوجي للتربة. في الموقع الذي يوجد فيه المحيط الأفقي ، لا يمكنك بناء المنازل ووضع البلاط.
نظام الماء إلى الماء
لتسخين غرفة ، ستحتاج إلى استخدام طاقة المياه الجوفية بدرجة حرارة ثابتة تبلغ +7 درجات وما فوق. توفر هذه التقنية لتزويد محطة خاصة بالمياه بواسطة مضخة طرد مركزي. يتم نقل الطاقة الحرارية إلى مانع التجمد بواسطة الدائرة السفلية للجهاز.هذا الخيار مسموح به في المواقع:
- بدون مياه جوفية أو بحد أدنى من حدوثها ؛
- مع الآبار التي لا تنخفض فيها العلامة المائية ؛
- مع الحد الأدنى من تكوين الملح والتلوث ؛
- مزود ببئر تصريف قادر على استقبال 2200 لتر من المياه العادمة في الساعة.
أفضل خيار لمعدات المياه هو منطقة قريبة من نهر أو أي جسم مائي آخر.
نظام "الماء والهواء"
لا تقوم المضخات الحرارية بتسخين الهواء داخل الغرف ، ولكن المبرد نفسه. يمكن استخدامه للتدفئة ، وإعداد DHW. يتمتع النظام بعدد من المزايا:
- مثبتة دون حفر كفاف خارجي ؛
- أنها موثوقة ودائمة.
- فعال في الخريف والربيع.
تشمل عيوب المضخات ما يلي:
- انخفاض في COP عندما تصل درجة الحرارة إلى +1.2 درجة ؛
- باستخدام الوضع العكسي لإزالة الجليد عن الوحدة الخارجية.
المحطات ليست هي الوسيلة الوحيدة لتوليد الحرارة. تعمل جنبًا إلى جنب مع غلاية التدفئة.
نظام جو-جو
- تكلفة مقارنة بسعر مكيف الهواء ؛
- تحميل سريع؛
- لا يوجد خطر تسرب ناقلات الحرارة.
من بين عيوب الأنظمة:
- القدرة على العمل فقط في درجات حرارة تصل إلى -20 درجة ؛
- الحاجة إلى تركيب كتلة خاصة داخل كل غرفة ؛
- قلة شروط الحصول على الماء الساخن.
يمكن استخدام معدات التدفئة من الهواء إلى الهواء لتدفئة منزل ريفي صيفي أو منزل ريفي بشكل إضافي.
معايير اختيار النظام
قبل شراء المضخة الحرارية ، عليك التفكير في:
- تكاليف إعداد النظام. لتوصيل VT في موسكو ، ستحتاج إلى وضع محيط أفقي. تم حفر حفرة (10 آلاف روبل / نوبة لاستئجار حفارة) ، ثم يتم التحضير للعمل (5 آلاف روبل). تبلغ تكلفة البئر 1000 روبل / م ، مع مراعاة تركيب المجس وأنابيبه. لكي يعمل النظام بشكل طبيعي ، ستكون هناك حاجة إلى 350 مترًا من الدائرة أو 350 ألف روبل.
- استهلاك الطاقة. تستهلك المضخة الحرارية 9 كيلو واط 2.7 كيلو واط / ساعة من الكهرباء ، وهو أرخص من غلاية كهربائية مماثلة.
- تسديد. التدفئة البديلة ، مع مراعاة تكاليف التركيب واستهلاك الكهرباء ، ستؤتي ثمارها بعد 3 سنوات.
- الظروف المناخية في منطقة الإقامة. THs غير فعالة في المناطق ذات الشتاء البارد. لن يكونوا قادرين على أخذ الكمية المطلوبة من الحرارة من التربة أو الهواء أو الماء.
- قوة الجهاز. يجب على مالك منزل من طابق واحد مساحته 10x10 مربعات إجراء حسابات على أساس: درجة الحرارة القصوى السلبية (-20 درجة) ؛ الاختلافات في درجات الحرارة خارج الغرفة وداخلها (20 - -20 = 40) ؛ فقدان حرارة الجدران (الطوب - 13.5 كيلو واط). إلى آخر مؤشر للحد الأدنى من الطاقة ، تحتاج إلى إضافة حوالي 50٪.
- سعة خزان التخزين. مع 3 بدايات للمضخة ، هناك حاجة إلى 30 لترًا من الماء ، 5 بدايات - 20 لترًا.
عند اختيار المعدات ، تؤخذ في الاعتبار حالة المنزل وخصائص المنطقة التي يقع فيها.
المميزات والعيوب
- توفير الطاقة: عند استهلاك 1 كيلو واط / ساعة ، يتم الحصول على 4 كيلو واط / ساعة من الحرارة ؛
- تقليل تكلفة إصلاح النظام ؛
- تعدد الاستخدامات - مناسب للتركيب في المناطق التي لا تحتوي على أنابيب غاز وخطوط كهرباء ، لأن ستعمل على الهواء أو التربة أو الماء ؛
- أتمتة كاملة للنظام - في حالة الغياب الطويل ، يمكن للمالك ضبط درجة حرارة ثابتة تبلغ +10 درجات ؛
- السلامة البيئية - لا تنتج الأكاسيد والأحماض ومركبات البنزويك ؛
- لا توجد حالات طوارئ - لا تسخن مكونات المبرد والنظام إلى درجات حرارة حرجة ؛
- القدرة على العمل في درجات حرارة تصل إلى -15 درجة ؛
- الانعكاس - تقوم الوحدات بتبريد المنزل في الصيف ، وإزالة الحرارة من الغرف وتوجيهها إلى البيئة الاحتياطية ؛
- الاستخدام طويل المدى: بدون إجراء إصلاح شامل ، يتم استخدام المضخة لمدة 25-50 عامًا ، ويفشل قطع غيار الضاغط كل 15-20 عامًا.
تشمل عيوب استخدام المضخات الحرارية ما يلي:
- التكاليف المالية لتنظيم نظام الطاقة الحرارية الأرضية ؛
- استرداد النظام على المدى الطويل (5-10 سنوات) ؛
- الحاجة إلى استخدام تدفئة إضافية في المناطق الباردة.
في أنظمة التدفئة الأرضية ، يُسمح باستخدام ملفات المروحة التي تنقل الحرارة أو البرودة إلى الهواء من الماء. إذا كان لديك منزل قديم ، فستحتاج إلى إعادة تطوير التدفئة.
أشهر الشركات المصنعة لمضخات الحرارة
يتم إنتاج المضخات الحرارية بشكل رئيسي من قبل شركات من آسيا. كانت Daikin و Mitsubishi Electric و Hitach أول من قام بتزويد السوق 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 الحرارة DIY
- شراء ثلاجة قديمة وتفكيكها عن طريق إزالة الأتمتة.
- اصنع مكثفًا من خزان فولاذي سعة 100 لتر مقطوعًا إلى النصف. يتم وضع ملف نحاسي بجدران بسمك 1 مم في الخزان.
- اصنع ملفًا عن طريق لف أنبوب نحاسي حول أسطوانة غاز أو أكسجين ، مع ملاحظة نفس المسافة بين المنعطفات.
- قم بإصلاح المنعطفات عن طريق تمرير السلك عبر الفتحات الموجودة في زوايا الألومنيوم.
- لحام أجزاء الخزان.
- اصنع مبخرًا من حاوية بلاستيكية سعة 60-80 لترًا. وهي مجهزة بملف وخيط لأنابيب التصريف والإمداد.
- قم بتثبيت الجهاز في الغرفة وإحضار مجري هواء إليه ، مقطوعين في الوشاح الأمامي.
- لحام أنابيب النحاس ، مضخة في الفريون.
- ابدأ بداية وقم بتوصيل الهيكل بالتدفئة.
سيتم تزويد الهواء من خلال القناة العلوية إلى المجمد ، وتبريده وتزويده بالبيت. بعد التسخين بواسطة مبادل حراري على الجدار الخلفي ، ستدخل الكتل الهوائية إلى الغرفة.
نتيجة للعمل ، يتم الحصول على نظام مع حلقة مغلقة. يدور المبرد فيه ، يأخذ وينقل الطاقة من المبخر إلى المكثف. الطاقة الحرارية المستلمة لها طاقة صغيرة ، لذلك ، من الضروري توصيل أرضية دافئة أو مشعات منخفضة القصور الذاتي بشكل إضافي.
لن تزيد درجة حرارة الماء الخارج عن 50-60 درجة.
مخطط
سيساعد مخطط نظام التسخين الثنائي التكافؤ على التوفير في التصنيع المستقل للجهاز وتثبيته. يتضمن حساب قوة المضخة الحرارية بناءً على درجة الحرارة الدنيا. لن تعمل الوحدة بكامل طاقتها طوال العام.
النانو في هذه الحالة هي وحدة سلبية يتصل بها غلاية تعمل بالغاز أو الوقود الصلب. الالتفافية متصلة بالأخير.
تعد تعديلات المضخات الحرارية معدات فعالة ولكنها باهظة الثمن. مع فترة سداد طويلة ، سيكونون البديل الوحيد في المناطق التي لا تحتوي على إمدادات الغاز.
