گرمایش از کف پمپ حرارتی. پمپ حرارتی خانه را گرم می کند. تجربه FORUMHOUSE نحوه عملکرد پمپ از داخل

از زمان های قدیم، بشر به استفاده از منابع طبیعی موجود "عادت" کرده است. منابع انرژی کهآنها به سادگی سوزانده می شوند تا گرما تولید کنند یا به اشکال دیگر انرژی تبدیل شوند. مردم همچنین یاد گرفتند که از پتانسیل پنهان جریان آب استفاده کنند - آنها از آسیاب های آبی شروع کردند و به نیروگاه های برق آبی قدرتمند رسیدند. با این حال، آنچه صد سال پیش کاملاً کافی به نظر می رسید، امروز دیگر نمی تواند نیازهای جمعیت رو به رشد زمین را برآورده کند.

اولاً، "انبارهای" طبیعی هنوز بی انتها نیستند و استخراج منابع انرژی هر سال دشوارتر می شود و به مناطق صعب العبور یا حتی قفسه های دریا منتقل می شود. ثانیاً، احتراق مواد خام طبیعی همیشه با انتشار محصولات احتراق به اتمسفر همراه است، که با توجه به حجم عظیم کنونی چنین گازهای گلخانه ای، قبلاً سیاره را به آستانه فاجعه زیست محیطی رسانده است. انرژی نیروگاه های برق آبی کافی نیست و اختلال در تعادل هیدرولوژیکی رودخانه ها نیز پیامدهای منفی زیادی را به دنبال دارد. انرژی هسته ای، که زمانی به عنوان یک "نوش جان" در نظر گرفته می شد، پس از تعدادی از فاجعه های بزرگ ساخته دست بشر، سوالات زیادی را ایجاد می کند، و در بسیاری از مناطق کره زمین ساخت نیروگاه های هسته ای به سادگی توسط قانون ممنوع است.

با این حال، منابع انرژی دیگر، عملاً تمام نشدنی وجود دارد که اخیراً به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته اند. فن آوری های مدرن استفاده بسیار موثر از انرژی باد، نور خورشید، جزر و مد اقیانوس ها و غیره را برای تولید برق یا گرما ممکن ساخته است. یکی از منابع جایگزین انرژی حرارتی داخل زمین، مخازن و جو است. بر اساس استفاده از چنین منابعی است که عملکرد پمپ های حرارتی است. برای ما، چنین تجهیزاتی هنوز در رده "تازه های عجیب و غریب" قرار می گیرد و در عین حال، بسیاری از ساکنان اروپایی خانه های خود را به این روش گرم می کنند - به عنوان مثال، در سوئیس یا کشورهای اسکاندیناوی، تعداد خانه هایی با سیستم های مشابه. از 50 درصد فراتر رفته است. این نوع تولید گرما به تدریج در روسیه شروع به تمرین می کند، اگرچه قیمت های خرید مجموعه ای از تجهیزات پیشرفته هنوز بسیار ترسناک به نظر می رسد. اما، مانند همیشه، صنعتگران و علاقه مندانی هستند که خلاقیت خود را نشان می دهند و پمپ های حرارتی را با دستان خود مونتاژ می کنند.

هدف این نشریه این است که خواننده را قادر سازد تا نگاه دقیق‌تری به اصل عملکرد و طراحی اولیه پمپ‌های حرارتی بیندازد و با مزایا و معایب آنها آشنا شود. علاوه بر این، تجربیات موفق در ایجاد تاسیسات عملیاتی به تنهایی مورد بحث قرار خواهد گرفت.

اصل عملکرد پمپ حرارتی

همه به این فکر نکرده اند، اما در اطراف ما منابع گرمایی زیادی وجود دارد که در تمام طول سال و در تمام ساعات شبانه روز "کار می کنند". برای مثال، حتی در شدیدترین سرما، دمای زیر یخ یک مخزن یخ زده همچنان مثبت است. تصویر هنگام رفتن به عمق خاک یکسان است - در زیر خط انجماد، دما تقریباً همیشه پایدار است و تقریباً برابر با میانگین سالانه مشخصه این منطقه است. هوا همچنین دارای پتانسیل حرارتی قابل توجهی است.

شاید کسی با دمای به ظاهر پایین آب، خاک یا هوا گیج شود. بله، آنها به منابع انرژی کم پتانسیل تعلق دارند، اما "کارت برنده" اصلی آنها ثبات است و فن آوری های مدرن مبتنی بر قوانین ترموفیزیک اجازه می دهد حتی یک تفاوت جزئی را به گرمایش لازم تبدیل کند. و، شما باید موافقت کنید، زمانی که یخبندان در خارج در زمستان 20 درجه است، و زیر سطح انجماد خاک 5 ÷ 7 درجه است، پس چنین اختلاف دامنه در حال حاضر کاملا مناسب است.

این خاصیت تامین مداوم انرژی کم پتانسیل است که در مدار پمپ حرارتی گنجانده شده است. در اصل، این واحد دستگاهی است که گرمای گرفته شده از یک منبع پایان ناپذیر را "پمپ" و "تمرکز" می کند.

می توانید قیاسی با یخچال آشنا ترسیم کنید. محصولاتی که برای خنک سازی و نگهداری در آن قرار می گیرند و هوایی که با باز شدن درب وارد محفظه می شود نیز دمای چندان بالایی ندارند. اما اگر شبکه تبادل حرارت کندانسور را در دیواره پشتی یخچال لمس کنید، یا بسیار گرم است یا حتی داغ.

نمونه اولیه یک پمپ حرارتی یک یخچال آشنا است که کوره کندانسور آن در حین کار گرم می شود.

پس چرا از این اصل برای گرم کردن مایع خنک کننده استفاده نکنیم؟البته، قیاس با یخچال مستقیم نیست - منبع حرارت خارجی پایداری وجود ندارد و بیشتر انرژی هدر می رود. اما در مورد یک پمپ حرارتی، چنین منبعی را می توان یافت (سازماندهی شده) و سپس معلوم می شود که یک "یخچال در معکوس" است - تمرکز اصلی واحد دقیقاً روی به دست آوردن گرما خواهد بود.

بر چه اصولی کار می کند؟

این یک سیستم از سه مدار است که مایع خنک کننده از طریق آنها در گردش است.

خود بدنه پمپ حرارتی (مورد 1) شامل دو مبدل حرارتی (مورد 4 و 8)، یک کمپرسور (مورد 7)، یک مدار مبرد (مورد 5) و دستگاه های تنظیم و کنترل است.
مدار اول (مورد 1) با پمپ گردش خود (مورد 2) در منبع گرمای کم درجه (ساختار آنها در زیر مورد بحث قرار خواهد گرفت) (غوطه ور شده) است. دریافت انرژی حرارتی از یک منبع خارجی بدون وقفه (نشان داده شده با یک فلش صورتی گسترده)، گرم شدن تنها چند درجه (معمولاً هنگام استفاده از پروب ها یا کلکتورها در خاک یا آب - تا 4 ÷ 6 درجه با، مایع خنک کننده در گردش وارد می شود مبدل حرارتی - اواپراتور(موضوع 4). در اینجا انتقال اولیه گرمای دریافتی از خارج اتفاق می افتد.
مبرد مورد استفاده در مدار داخلی پمپ (مورد 5) نقطه جوش بسیار پایینی دارد. به طور معمول، یکی از فریون های مدرن و دوستدار محیط زیست یا دی اکسید کربن (که اساساً دی اکسید کربن مایع شده) در اینجا استفاده می شود. در حالت مایع و با فشار کاهش یافته به ورودی اواپراتور (موقع 6) نزدیک می شود - این توسط یک دریچه گاز قابل تنظیم ارائه می شود (مقام 10). شکل خاص ورودی از نوع مویرگی و شکل اواپراتور به انتقال تقریباً آنی مبرد به حالت گازی کمک می کند. طبق قوانین فیزیک، تبخیر همیشه با سرد شدن ناگهانی و جذب گرمای اطراف همراه است. از آنجایی که این بخش از مدار داخلی در همان مبدل حرارتی با مدار اول قرار دارد، فریون انرژی حرارتی را از مایع خنک کننده می گیرد، در حالی که به طور همزمان آن را خنک می کند (فلش نارنجی گسترده). خنک کننده خنک شده به گردش خود ادامه می دهد و دوباره انرژی حرارتی را از یک منبع خارجی به دست می آورد.
مبرد، در حال حاضر در حالت گازی، با انتقال گرمای منتقل شده به آن، وارد کمپرسور می شود (موقعیت 7)، جایی که تحت تأثیر فشرده سازی دمای آن به شدت افزایش می یابد. سپس وارد مبدل حرارتی بعدی (مورد 8) می شود که کندانسور و لوله های مدار سوم پمپ حرارتی در آن قرار دارد. (موضوع 11).
در اینجا یک فرآیند کاملاً متضاد اتفاق می افتد - مبرد متراکم می شود و به حالت مایع تبدیل می شود و گرمای خود را به خنک کننده مدار سوم منتقل می کند. علاوه بر این، در حالت مایع در فشار بالا، از دریچه گاز عبور می کند، جایی که فشار کاهش می یابد و چرخه دگرگونی های فیزیکی حالت تجمع مبرد بارها و بارها تکرار می شود.
اکنون به مدار سوم (مورد 11) پمپ حرارتی می رویم. انرژی حرارتی را از مبرد گرم شده با فشرده سازی (فلش قرمز پهن) از طریق مبدل حرارتی (مورد 8) دریافت می کند. این مدار دارای پمپ گردش خود است (مورد 12) که حرکت مایع خنک کننده را از طریق لوله های گرمایش تضمین می کند. با این حال، استفاده از یک مخزن بافر انباشته شده و با دقت عایق بندی شده (مورد 13) که گرمای منتقل شده در آن جمع می شود، بسیار منطقی تر است. ذخیره انباشته انرژی حرارتی برای نیازهای گرمایش و تامین آب گرم مصرف می شود و در صورت نیاز به تدریج مصرف می شود. این اقدام به شما امکان می دهد در صورت قطع برق خود را بیمه کنید یا از تعرفه شبانه ارزان تری برای برق مورد نیاز برای کارکرد پمپ حرارتی استفاده کنید.

اگر یک مخزن ذخیره بافر نصب شده باشد، یک مدار گرمایش (مقام 14) با پمپ گردش خود (مقام 15) قبلاً به آن متصل شده است و حرکت مایع خنک کننده را از طریق لوله های سیستم تضمین می کند (مقام 16). همانطور که قبلا ذکر شد، ممکن است مدار دومی وجود داشته باشد که آب گرم را برای نیازهای خانگی فراهم می کند.

پمپ حرارتی بدون منبع تغذیه نمی تواند کار کند - برای عملکرد کمپرسور (فلش سبز گسترده) لازم است و پمپ های گردش در مدارهای خارجی نیز برق مصرف می کنند. با این حال، همانطور که توسعه دهندگان و سازندگان پمپ های حرارتی اطمینان می دهند، مصرف برق با "حجم" انرژی حرارتی حاصله قابل مقایسه نیست. بنابراین، با مونتاژ مناسب و شرایط عملیاتی بهینه، اغلب صحبت از راندمان 300 درصد یا بیشتر وجود دارد، یعنی با صرف یک کیلووات برق، یک پمپ حرارتی می‌تواند 4 کیلووات انرژی حرارتی را در بالا تولید کند.

در واقع چنین اظهارنظری در مورد کارایی تا حدودی نادرست است. قوانین فیزیک لغو نشده اند و کارایی بالای 100٪ همان آرمان شهر است که " همیشگی" - دستگاه حرکت دائمی. در این مورد، ما در مورد استفاده منطقی از الکتریسیته به منظور "پمپ زدن" و تبدیل انرژی حاصل از یک منبع خارجی پایان ناپذیر صحبت می کنیم. در اینجا مناسب تر است که از مفهوم COP (از انگلیسی "ضریب عملکرد") که در روسی بیشتر به آن "ضریب تبدیل گرما" می گویند. در این مورد، در واقع، مقادیر بیش از یک را می توان به دست آورد:

CO آر = سp/a، جایی که:

CO آر - ضریب تبدیل گرما؛

سپ- مقدار انرژی حرارتی دریافتی توسط مصرف کننده؛

آ- کارهای انجام شده توسط واحد کمپرسور.

یک نکته ظریف دیگر وجود دارد که اغلب به سادگی فراموش می شود - نه تنها کمپرسور، بلکه پمپ های گردش خون در مدارهای خارجی نیز برای عملکرد طبیعی پمپ به مصرف انرژی خاصی نیاز دارند. البته مصرف برق آنها بسیار کمتر است، اما، با این وجود، می توان آن را نیز در نظر گرفت، و این اغلب به سادگی برای اهداف بازاریابی انجام نمی شود.

مقدار کل انرژی حرارتی حاصل را می توان مصرف کرد:

1 - راه حل بهینه سیستم کف آب گرم است. به عنوان یک قاعده ، پمپ های حرارتی "افزایش" دما را تا سطح تقریباً 50 ÷ 60 درجه ایجاد می کنند. با- این برای گرم کردن کف کافی است.

2 - تامین آب گرم در منزل معمولاً در سیستم های DHW دما در این سطح - حدود 45 ÷ 55 درجه سانتیگراد - حفظ می شود.

3 - اما برای رادیاتورهای معمولی چنین گرمایشی به وضوح کافی نخواهد بود. راه حل افزایش تعداد مقاطع یا استفاده از رادیاتورهای مخصوص با دمای پایین است. دستگاه های گرمایشی نوع همرفت نیز به حل مشکل کمک می کنند.

4 - یکی از مهمترین مزایای پمپ های حرارتی، قابلیت تغییر آنها به حالت عملکرد "برعکس" است. در تابستان، چنین واحدی می تواند عملکرد تهویه مطبوع را انجام دهد - گرما را از محل گرفته و آن را به زمین یا مخزن منتقل کند.

منابع انرژی کم پتانسیل

پمپ های حرارتی از چه منابع انرژی کم پتانسیل می توانند استفاده کنند؟ این نقش را می توان توسط سنگ ها، خاک در اعماق مختلف، آب از مخازن طبیعی یا سفره های زیرزمینی، جوی ایفا کرد. هوایا جریان هوای گرم از ساختمان ها یا مجتمع های صنعتی صنعتی حذف می شود.

الف- استفاده از انرژی حرارتی خاک ها

همانطور که قبلا ذکر شد، در زیر سطح مشخصه یخ زدگی خاک در یک منطقه معین، دمای خاک در طول سال پایدار است. این همان چیزی است که برای عملکرد پمپ های حرارتی طبق طرح "خاک-آب" استفاده می شود.

نمودار شماتیک استخراج انرژی "خاک - آب"

برای ایجاد چنین سیستمی، میدان های حرارتی سطحی خاصی تهیه می شود که در آن لایه های بالایی خاک تا عمق حدود 1.2 ÷ 1 برداشته می شود. 5 متر خطوط ساخته شده از لوله های پلاستیکی یا فلزی پلاستیکی با قطر، به طور معمول، 40 میلی متر در آنها گذاشته می شود. راندمان حذف انرژی حرارتی به شرایط آب و هوایی محلی و طول کل مدار ایجاد شده بستگی دارد.

تقریباً برای روسیه مرکزی می توان با روابط زیر عمل کرد:

خاک های شنی خشک - 10 وات انرژی در هر متر خطی لوله.
خاک های رسی خشک - 20 وات بر متر.
خاک رسی مرطوب - 25 وات بر متر.
سنگ رسی با آب زیرزمینی بالا - 35 وات بر متر.

با وجود سادگی ظاهری چنین انتقال حرارتی، این روش به هیچ وجه همیشه راه حل بهینه نیست. واقعیت این است که شامل حجم بسیار قابل توجهی از کار حفاری است. آنچه در نمودار ساده به نظر می رسد در عمل بسیار پیچیده تر است. خودتان قضاوت کنید - برای "حذف" حتی فقط 10 کیلووات انرژی حرارتی از مدار زیرزمینی در خاک رسی، حدود 400 متر لوله مورد نیاز است. اگر قاعده اجباری را نیز در نظر بگیریم که باید فاصله ای کمتر از 1 بین پیچ های مدار وجود داشته باشد، 2 متر، سپس برای نصب به یک قطعه 4 هکتاری (20 × 20 متر) نیاز دارید.

ساختن یک میدان برای استخراج گرما از زمین یک کار بسیار بزرگ و پر زحمت است

اولاً ، همه این فرصت را ندارند که چنین سرزمینی را اختصاص دهند. ثانیاً ، هر ساختمانی در این منطقه کاملاً مستثنی است ، زیرا احتمال آسیب به کانتور زیاد است. و ثالثاً، استخراج گرما از زمین، به خصوص اگر محاسبات ضعیف انجام شود، ممکن است بدون ردیابی انجام نگیرد. وقتی گرمای تابستان نمی تواند تعادل دما را در عمق مدار به طور کامل بازگرداند، نمی توان اثر ابرسرد شدن منطقه را رد کرد. این می تواند بر تعادل بیولوژیکی در لایه های سطحی خاک تأثیر منفی بگذارد و در نتیجه برخی از گیاهان به سادگی در یک منطقه فوق خنک رشد نخواهند کرد - نوعی اثر محلی "عصر یخبندان".

ب- انرژی حرارتی چاه

حتی اندازه کوچک سایت مانعی برای سازماندهی تامین انرژی حرارتی از چاه حفر شده نخواهد بود.

به عنوان منبع گرمای کم درجه - یک چاه عمیق

دمای خاک تنها با افزایش عمق و در اعماق بیش از 15 درجه پایدارتر می شود — 20 متر کاملاً در علامت 10 درجه قرار دارد و به ازای هر 100 متر غواصی دو تا سه درجه افزایش می یابد. علاوه بر این، این مقدار کاملاً مستقل از زمان سال یا تغییرات آب و هوایی است که چاه را به پایدارترین و قابل پیش بینی ترین منبع گرما تبدیل می کند.

یک کاوشگر به داخل چاه ها پایین می آید که یک حلقه U شکل از لوله های پلاستیکی (فلزی پلاستیکی) است که مایع خنک کننده از طریق آنها در گردش است. اغلب، چندین چاه با عمق 40 ÷ 50 و تا 150 متر، در فاصله کمتر از 6 متر از یکدیگر ساخته می شود که به صورت سری یا با اتصال به یک کلکتور مشترک متصل می شوند. انتقال حرارت خاک با این ترتیب لوله ها به طور قابل توجهی بالاتر است:

برای سنگهای رسوبی خشک - 20 وات بر متر.
لایه های خاک صخره ای یا سنگ های رسوبی اشباع از آب - 50 وات بر متر.
سنگ های جامد با رسانایی حرارتی بالا - 70 وات بر متر.
اگر خوش شانس باشید و به یک سفره زیرزمینی برخورد کنید - حدود 80 وات بر متر.

اگر فضای کافی وجود نداشته باشد یا حفاری عمیق به دلیل ویژگی های خاک دشوار باشد، می توان از یک نقطه چندین سوراخ شیبدار با تیرها حفر کرد.

به هر حال، اگر چاه در یک آبخوان با سرعت جریان پایدار قرار داشته باشد، گاهی اوقات از یک مدار تبادل حرارت اولیه باز استفاده می شود. در این حالت، آب توسط پمپ از عمق پمپ می شود، در تبادل حرارت شرکت می کند و سپس سرد شده، به چاه دوم در همان افق تخلیه می شود. به واقع درمسلم - قطعیفاصله از اول (این در هنگام طراحی سیستم محاسبه می شود). در عین حال می توان آبگیری برای نیازهای خانگی را سازماندهی کرد.

عیب اصلی روش استخراج حرارت از چاه هزینه بالای کار حفاری است که انجام آن به تنهایی بدون تجهیزات مناسب بسیار دشوار یا به سادگی غیرممکن است. علاوه بر این، حفاری چاه اغلب به مجوز از مقامات محیط زیست نیاز دارد. به هر حال، استفاده از تبادل حرارت مستقیم با تخلیه معکوس آب به چاه نیز ممکن است ممنوع باشد.

آیا امکان حفر چاه وجود دارد؟

البته، این یک کار بسیار دشوار است، اما فن آوری هایی وجود دارد که به شما این امکان را می دهد که خودتان تحت شرایط خاصی این کار را انجام دهید.

در یک نشریه ویژه در پورتال ما بدانید که چگونه می توانید.

ب- استفاده از مخازن به عنوان منابع حرارتی

حوضچه ای با عمق کافی در نزدیکی خانه ممکن است به منبع خوبی برای انرژی حرارتی تبدیل شود. حتی در زمستان، آب زیر پوسته بالایی یخ در حالت مایع باقی می ماند و دمای آن بالای صفر است - این همان چیزی است که پمپ حرارتی به آن نیاز دارد.

انتقال حرارت تقریبی از مدار غوطه ور در آب 30 کیلووات بر متر است. این بدان معنی است که برای دریافت خروجی 10 کیلو وات، به مداری در حدود 350 متر نیاز دارید.

چنین مدارهای جمع کننده بر روی زمین از لوله های پلاستیکی نصب می شوند. سپس به داخل حوض می روند و شیرجه می زنند به پایین، به اعماقحداقل 2 متر، که برای آن بارها به میزان 5 کیلوگرم در هر 1 متر خطی لوله بسته می شود.

سپس اجرا می کند عایق حرارتیلوله گذاری به خانه و اتصال آنها به مبدل حرارتیپمپ

با این حال، نباید فکر کرد که هر مخزن برای چنین اهدافی کاملاً مناسب است - دوباره، محاسبات مهندسی حرارتی بسیار پیچیده مورد نیاز است. به عنوان مثال، یک حوضچه کوچک و به اندازه کافی عمیق یا یک رودخانه کم عمق و آرام ممکن است نه تنها با وظیفه تامین بی وقفه انرژی کم پتانسیل مقابله نکند - آنها می توانند به سادگی تا ته منجمد شوند و در نتیجه همه ساکنان مخزن را بکشند.

مزایای منابع گرمای آب این است که نیازی به عملیات حفاری نیست و موارد خاکی به حداقل می رسد - فقط حفر سنگرها به خانه برای لوله گذاری. و به عنوان یک نقطه ضعف، می توان به دسترسی کم برای اکثر صاحبان خانه اشاره کرد که صرفاً به دلیل کمبود آب در نزدیکی معقول به مسکن است.

به هر حال، زهکشی ها اغلب برای اهداف تبادل گرما استفاده می شوند - حتی در هوای سرد دمای مثبت نسبتاً ثابتی دارند.

د- استخراج گرما از هوا

گرما برای گرم کردن خانه یا تامین آب گرم را می توان به معنای واقعی کلمه از هوای رقیق دریافت کرد. پمپ های حرارتی آب و هوا بر اساس این اصل کار می کنند. هوا – هوا».

به طور کلی، این همان تهویه مطبوع است که فقط به حالت "زمستان" تغییر می کند. اثربخشی چنین سیستم گرمایشی بسیار به شرایط آب و هوایی منطقه و تغییرات آب و هوایی بستگی دارد. تاسیسات مدرن، اگرچه برای کارکرد حتی در دماهای بسیار پایین (تا 25- و برخی حتی تا -40 درجه) طراحی شده اند. با، اما ضریب تبدیل انرژی به شدت کاهش می یابد، سودآوری و امکان سنجی چنین رویکردی بلافاصله شروع به ایجاد یک سری سوالات می کند.

اما چنین پمپ حرارتی به هیچ وجه نیازی به عملیات فشرده ندارد - اغلب واحد تبادل حرارت اولیه آن یا بر روی دیوار (سقف) ساختمان یا در مجاورت آن نصب می شود. به هر حال، به سختی می توان آن را از واحد خارجی یک سیستم تهویه مطبوع تقسیم کرد.

چنین پمپ های حرارتی اغلب به عنوان منابع اضافی انرژی حرارتی برای گرمایش و در تابستان - به عنوان یک تولید کننده گرما برای تامین آب گرم استفاده می شود.

استفاده از چنین پمپ های حرارتی به طور کامل برای بازیابی قابل توجیه است - استفاده از گرمای ثانویه، به عنوان مثال، در خروجی شفت های تهویه (کانال). به این ترتیب نصب یک منبع انرژی نسبتاً پایدار و با دمای بالا دریافت می کند - این به طور گسترده در شرکت های صنعتی استفاده می شود که به طور مداوم منابع گرمای ثانویه برای استفاده از آن وجود دارد.

در سیستم های هوا به هوا و هوا به آب، مدار تبادل حرارت اولیه اصلا وجود ندارد. فن ها جریان هوا را ایجاد می کنند که مستقیماً روی لوله های اواپراتور می دمد و مبرد در آنها گردش می کند.

به هر حال، یک خط کامل از پمپ های حرارتی از نوع DX (از انگلیسی "مستقیم تبادل"، به معنای "تبادل مستقیم") وجود دارد. آنها نیز اساسا فاقد مدار اولیه هستند. تبادل حرارت با منبع حرارت کم درجه (در چاه یا Vلایه خاک) مستقیماً به لوله های مسی پر از مبرد می رود. این از یک طرف گرانتر و اجرای آن دشوارتر است، اما به شما امکان می دهد عمق چاه ها را به میزان قابل توجهی کاهش دهید (یک 30 متر عمودی یا چندین شیب دار تا 15 متر کافی است) و مساحت کل میدان افقی تبادل حرارت، اگر در زیر لایه بالایی خاک قرار داشته باشد. بر این اساس می توان از ضریب تبدیل بالاتر و به طور کلی راندمان پمپ حرارتی صحبت کرد. اما تنها مشکل این است که لوله‌های مبادله حرارتی مسی بسیار گران‌تر از لوله‌های پلاستیکی هستند و نصب آن دشوارتر است و هزینه مبرد بسیار بالاتر از یک خنک‌کننده ضدیخ معمولی است.

کولر گازی چگونه کار می کند و آیا می توان آن را خودتان نصب کرد؟

قبلاً گفته شده است اصل اساسیاقدامات یک تهویه مطبوع و یک پمپ حرارتی عملا "دوقلو" هستند، اما در یک "تصویر آینه ای".

جزئیات بیشتر در مورد دستگاه و قوانین اساسی را می توان در یک نشریه ویژه در پورتال یافت.

ویدئو: اطلاعات مفید در مورد تئوری و عمل استفاده از پمپ های حرارتی

مزایا و معایب کلی پمپ های حرارتی

بنابراین، می‌توان با تمرکز بر مزایا و معایب اصلی، خیالی و واقعی آن‌ها، خط خاصی را در بررسی پمپ‌های حرارتی ترسیم کرد.

آ.راندمان بالا و سود کلی این نوع گرمایش.

این قبلاً در بالا ذکر شد - در یک سیستم فکر شده و به درستی نصب شده، در شرایط عملیاتی بهینه، می توانید برای جایگزینی 1 کیلو وات انرژی الکتریکی مصرف شده روی دریافت 4 کیلو وات انرژی حرارتی حساب کنید.

همه اینها فقط در صورتی منصفانه خواهد بود که مسکن بالاترین کیفیت عایق را دریافت کرده باشد. این البته برای هر سیستم گرمایشی صدق می کند، فقط این "اعداد جادویی" 300٪ اهمیت عایق حرارتی قابل اعتماد را بیشتر نشان می دهد.

از نظر هزینه های منظم برای منابع انرژی مصرفی، پمپ های حرارتی از نظر کارایی در رتبه اول قرار دارند و تا حدودی از گاز شبکه ارزان قیمت نیز جلوتر هستند. همچنین باید در نظر گرفت که نیازی به حمل و نقل و ذخیره ذخایر سوخت نیست - اگر در مورد سهامی که با سوخت جامد یا مایع کار می کند صحبت می کنیم.

ب.یک پمپ حرارتی می تواند تبدیل شود بسیار مقرون به صرفهمنبع اصلی گرمایش و تامین آب گرم

این موضوع نیز قبلاً مورد توجه قرار گرفته است. اگر خانه از پمپ های حرارتی به عنوان منبع اصلی گرمایش داخلی استفاده می کند، یک پمپ حرارتی با قدرت مناسب باید چنین باری را "کشش" کند. برای اکثر رادیاتورهای معمولی، دمای 50 ÷ 55 درجه به وضوح کافی نیست.

به ویژه پمپ هایی که گرما را از هوا استخراج می کنند قابل ذکر است. آنها به شرایط آب و هوایی فعلی بسیار حساس هستند. اگرچه سازندگان ادعا می کنند که توانایی کار در -25 و حتی -40 درجه را دارند با، راندمان به شدت کاهش می یابد و نمی توان از 300٪ صحبت کرد.

یک راه حل معقول ایجاد یک سیستم گرمایش ترکیبی (دو ظرفیتی) است. تا زمانی که قدرت HP کافی باشد، به عنوان منبع اصلی گرما عمل می کند. در صورت ناکافی بودن قدرتتوهین آمیز واقعیهوای سرد - گرمایش الکتریکی، دیگ بخار سوخت مایع یا جامد، کلکتور خورشیدی و غیره به کمک می آیند. تجهیزات گاز در این مورد در نظر گرفته نمی شود - اگر امکان استفاده از گاز شبکه برای گرمایش وجود داشته باشد، نیاز به پمپ حرارتی حداقل در سطح فعلی قیمت انرژی بسیار مشکوک به نظر می رسد.

که در.سیستم گرمایش پمپ حرارتی نیازی به دودکش ندارد. تقریبا بی صدا کار می کند.

در واقع، صاحبان هیچ مشکلی در تنظیم دودکش نخواهند داشت. در مورد بی صدا بودن عملکرد، مانند هر وسیله خانگی دیگری با درایوهای خاص، صدای پس زمینه همچنان وجود دارد - از عملکرد کمپرسور و پمپ های گردش خون. سوال دیگر این است که در مدل های مدرن این میزان صدا وقتی دستگاه به درستی تنظیم می شود بسیار کم است و مزاحمتی برای ساکنین ایجاد نمی کند. علاوه بر این، احتمالاً افراد کمی به فکر نصب چنین تجهیزاتی در اتاق نشیمن خواهند بود.

جی.این سیستم کاملاً سازگار با محیط زیست است - مطلقاً هیچ انتشاری در جو وجود ندارد ، هیچ تهدیدی برای ساکنان خانه وجود ندارد.

همه چیز درست است، به خصوص برای مدل هایی که از فریون مدرن و دوستدار ازن (مثلا R-410A) به عنوان مبرد استفاده می کنند.

همچنین می توانید بلافاصله آتش را یادداشت کنید - و ضد انفجارچنین سیستمی - هیچ ماده قابل اشتعال یا احتراق وجود ندارد، تجمع غلظت مواد منفجره آنها منتفی است.

D.پمپ های حرارتی مدرن واحدهای کنترل آب و هوای جهانی هستند که می توانند هم برای گرمایش و هم برای تهویه مطبوع در تابستان کار کنند.

این یک مزیت بسیار مهم است که واقعاً به صاحبان راحتی بیشتری می دهد.

E.عملکرد پمپ حرارتی به طور کامل به صورت خودکار کنترل می شود و نیازی به دخالت کاربر ندارد. چنین سیستمی بر خلاف سایرین نیازی به نگهداری و پیشگیری منظم ندارد.

ما می‌توانیم با جمله اول کاملاً موافق باشیم، اما بدون این که ذکر کنیم که اکثر سیستم‌های گرمایش گاز یا برق مدرن نیز کاملاً خودکار هستند، یعنی نه تنها پمپ‌های حرارتی این مزیت را دارند.

اما در مورد سوال دوم می توانید وارد بحث شوید. احتمالاً هیچ یک از واحدهای گرمایش صنعتی یا خانگی نمی توانند بدون بررسی منظم و نگهداری پیشگیرانه انجام دهند. حتی اگر منصفانه فرض کنیم که نباید خودتان با مبرد و اتوماسیون وارد مدار داخلی شوید، مدارهای خارجی با ضد یخ یا خنک کننده دیگر همچنان نیاز به مشارکت دارند. این شامل تمیز کردن منظم (به ویژه در سیستم های هوا) و نظارت بر ترکیب و سطح مایع خنک کننده و بازرسی عملکرد پمپ های گردش خون و بررسی وضعیت لوله ها از نظر یکپارچگی و وجود نشتی در اتصالات و موارد دیگر است - در یک کلمه، چیزی که هیچ کس نمی تواند بدون آن انجام دهد. یک سیستم گرمایشی. در یک کلام، اظهارات در مورد بی فایده بودن کامل تعمیر و نگهداری، حداقل، بی اساس به نظر می رسد.

و.بازپرداخت سریع سیستم گرمایش با پمپ حرارتی.

این موضوع به قدری بحث برانگیز است که شایسته توجه ویژه است.

برخی از شرکت های درگیر در فروش چنین تجهیزاتی به مشتریان بالقوه خود قول بازگشت سریع سرمایه گذاری در پروژه را می دهند. آنها محاسباتی را در جداول ارائه می دهند که بر اساس آن، در واقع، می توان این نظر را ایجاد کرد که اگر امکان گسترش خط گاز به خانه وجود نداشته باشد، پمپ حرارتی تنها راه حل قابل قبول است.

در اینجا یکی از این نمونه ها وجود دارد:

انواع سوخت	گاز طبیعی (متان)	هیزم توس خرد شده	پست الکترونیک انرژی با یک تعرفه	سوخت دیزلی	پمپ حرارتی (تعرفه شبانه)
واحد تامین سوخت	m³	3 متر مکعب	کیلووات × ساعت	لیتر	کیلووات × ساعت
هزینه سوخت با تحویل، مالش	5.95	6000	3.61	36.75	0.98
محتوای کالری سوخت	38.2	4050	1	36	1
واحد اندازه گیری کالری	MJ/m³	کیلووات × ساعت	کیلووات × ساعت	MJ / لیتر	کیلووات × ساعت
راندمان بویلر، درصد یا COP	92	65	99	85	450
هزینه سوخت، rub/MJ	0.17	0.41	1.01	1.19	0,06
هزینه سوخت، روبل / کیلووات ساعت	0.61	1.48	3.65	4.29	0.22
هزینه سوخت، rub/GCal	708	1722	4238	4989	253
هزینه سوخت در سال، مالش	24350	59257	145859	171721	8711
عمر مفید تجهیزات، سال	10	10	10	10	15
هزینه تقریبی تجهیزات، مالش	50000	70000	40000	100000	320000
هزینه نصب، مالش	70000	30000	30000	30000	80000
هزینه اتصال شبکه ها (شرایط فنی، تجهیزات و نصب)، مالش.	120000	0	650	0	0
سرمایه گذاری اولیه، روبل (تقریبا)	240000	100000	70650	130000	400000
هزینه های عملیاتی، روبل / سال	1000	1000	0	5000	0
انواع کار عملیاتی	تعمیر و نگهداری، تمیز کردن دوربین	تمیز کردن اتاق ها، دودکش ها	تعویض عناصر گرمایشی	تمیز کردن محفظه، نازل ها، تعویض فیلترها	خیر
کل هزینه ها برای کل دوره بهره برداری (از جمله هزینه های سوخت)، مالش.	493502	702572	1529236	1897201	530667
کل هزینه نسبی 1 سال بهره برداری (سوخت، استهلاک، نگهداری و غیره)	49350	70257	152924	189720	35378

بله، نتیجه واقعاً چشمگیر است، اما آیا همه چیز در اینجا "هموار" پیش می رود؟

اولین چیزی که نظر یک خواننده توجه را جلب می کند این است که تعرفه برق گرمایش برق یک تعرفه عمومی است و به دلایلی پمپ حرارتی تعرفه شبانه ترجیحی دارد. ظاهراً برای اینکه تفاوت نهایی بیشتر مشخص شود.

به علاوه. هزینه تجهیزات پمپ حرارتی به طور کامل نشان داده نشده است. اگر به پیشنهادات موجود در اینترنت نگاهی دقیق بیندازید، قیمت تاسیسات با ظرفیت حدود 7 ÷ 10 کیلو وات، که می تواند برای اهداف گرمایش استفاده شود، از 300 - 350 هزار روبل شروع می شود (پمپ های حرارتی هوا و تاسیسات کم مصرف فقط برای هزینه تامین آب گرم استفاده می شود تا حدودی کوچکتر).

به نظر می رسد همه چیز درست است، اما "شیطان در جزئیات است." این فقط هزینه خود واحد سخت افزار است که شامل دستگاه های جانبی، مدارها، پروب ها و غیره نمی شود. - بلا استفاده. قیمت فقط یک کلکتور (بدون لوله) حداقل 12 ÷ 15 هزار به دست می دهد، یک کاوشگر گمانه هزینه کمتری ندارد. و اگر هزینه لوله ها، اتصالات، شیرهای خاموش و مقدار کافی مایع خنک کننده را اضافه کنید، مقدار کل به سرعت افزایش می یابد.

لوله ها، منیفولدها، شیرهای قطع کننده نیز یک آیتم "وزن" از هزینه های عمومی هستند.

اما این همه اش نیست. قبلاً ذکر شد که سیستم گرمایش مبتنی بر پمپ حرارتی، احتمالاً مانند هیچ سیستم دیگری، به محاسبات تخصصی پیچیده نیاز دارد. هنگام طراحی، عوامل زیادی در نظر گرفته می شود: مساحت کل و حجم خود ساختمان، میزان عایق بودن آن و محاسبه تلفات حرارتی، تامین منبع تغذیه کافی، وجود مساحت لازم قلمرو (یک بدنه آبی نزدیک) برای قرار دادن مدارهای افقی تبادل حرارت یا حفاری چاه، نوع و وضعیت خاک، محل سفره‌های زیرزمینی و موارد دیگر. البته هم کار نقشه برداری و هم کار طراحی نیز مستلزم زمان و پرداخت مناسب به متخصصان خواهد بود.

نصب تجهیزات "به صورت تصادفی"، بدون طراحی مناسب، مملو از کاهش شدید راندمان سیستم و گاهی اوقات حتی با "فاجعه های زیست محیطی" محلی در قالب هیپوترمی غیرقابل قبول خاک، چاه ها یا گمانه ها و مخازن است.

مرحله بعدی نصب تجهیزات و ایجاد میدان ها یا چاه های تبادل حرارتی است. مقیاس کار حفاری و عمق حفاری قبلا ذکر شده است. برای پرکردن چاه ها پس از نصب پروب ها، محلول بتنی مخصوص با درجه هدایت حرارتی بالا مورد نیاز است. علاوه بر این - سوئیچ کردن مدارها، قرار دادن بزرگراه ها به خانه و غیره. - همه اینها "لایه" قابل توجه دیگری از هزینه های مواد است. این نیز شامل خرید و نصب مخزن ذخیره سازی با کنترل خودکار لازم، اصلاح سیستم گرمایش برای کف گرم یا نصب دستگاه های مخصوص تبادل حرارت می باشد.

در یک کلام، هزینه ها بسیار چشمگیر است، و این احتمالاً همان چیزی است که سیستم های گرمایشی را از پمپ های حرارتی در رده "عجیب" نگه می دارد، که برای اکثریت قریب به اتفاق صاحبان خانه های خصوصی غیرقابل دسترس است.

اما بیشترین محبوبیت و کاربرد گسترده آنها در کشورهای دیگر چگونه است؟ واقعیت این است که برنامه‌های دولتی در آنجا کار می‌کنند تا مردم را به استفاده از منابع جایگزین تامین انرژی تشویق کنند. مصرف کنندگانی که تمایل خود را برای تغییر به این نوع گرمایش ابراز کرده اند، حق دریافت یارانه دولتی را دارند که تا حد زیادی هزینه های اولیه طراحی و نصب تجهیزات را پوشش می دهد. و سطح درآمد شهروندان شاغل، صادقانه بگویم، وجود دارد کمی بالاترنسبت به منطقه ما

برای شهرها و شهرهای اروپایی، این یک تصویر نسبتا آشنا است - مبدل حرارتی یک پمپ حرارتی در نزدیکی خانه

خلاصه - اظهارات مربوط به بازپرداخت سریع چنین پروژه ای باید با درجه خاصی از احتیاط رفتار شود. قبل از انجام چنین مجموعه ای از فعالیت های در مقیاس بزرگ و مسئولانه، باید تمام "حسابداری" را تا کوچکترین جزئیات محاسبه و وزن کنید، میزان ریسک، توانایی های مالی خود، سودآوری برنامه ریزی شده و غیره را ارزیابی کنید. شاید گزینه های منطقی تر و قابل قبول تری وجود داشته باشد - تخمگذار گاز، نصب سیستم های گرمایش مدرن، استفاده از پیشرفت های جدید در زمینه گرمایش الکتریکی و غیره.

آنچه نوشته شده است نباید نسبت به پمپ های حرارتی "منفی" تلقی شود. البته این یک جهت فوق العاده مترقی است و چشم انداز بسیار خوبی دارد. نکته فقط این است که در چنین موضوعاتی نباید اراده گرایی عجولانه نشان داد - تصمیمات باید بر اساس محاسبات دقیق و جامع انجام شده باشد.

قیمت برای طیف وسیعی از پمپ های حرارتی

پمپ های حرارتی

آیا می توان پمپ حرارتی را با دستان خود مونتاژ کرد؟

چشم انداز کلی استفاده از منابع "رایگان" انرژی حرارتی، همراه با ادامه قیمت بالای تجهیزات، خواه ناخواه بسیاری از صنعتگران خانگی را به این سوال سوق می دهد که چنین تاسیسات گرمایشی به تنهایی ایجاد کنند. آیا می توان به تنهایی یک پمپ حرارتی ساخت؟

البته مونتاژ چنین موتور حرارتی با استفاده از برخی واحدهای آماده و مواد لازم کاملاً امکان پذیر است. در اینترنت می توانید ویدیوها و مقالاتی با نمونه های موفق پیدا کنید. درست است، بعید است که بتوان نقشه های دقیق را پیدا کرد؛ همه چیز معمولاً به توصیه هایی در مورد امکان ساخت قطعات و مجموعه های خاص محدود می شود. با این حال، یک "دانه" منطقی در این مورد وجود دارد: همانطور که قبلا ذکر شد، یک پمپ حرارتی چنین سیستم فردی است که نیاز به محاسبات در رابطه با شرایط خاص دارد که بعید است کپی کورکورانه از کار دیگران توصیه شود.

با این وجود، هر کسی که تصمیم می گیرد خودش آن را بسازد باید به برخی توصیه های تکنولوژیکی گوش دهد.

بنابراین، بیایید ایجاد مدارهای خارجی - گرمایش و تبادل حرارت اولیه را "از معادله خارج کنیم". وظیفه اصلی در این مورد ساخت دو مبدل حرارتی، یک اواپراتور و یک کندانسور است که توسط مداری از لوله مسی با مبرد در حال گردش از طریق آن متصل می شود. این مدار همانطور که از نمودار مدار مشخص است به کمپرسور متصل است.

پیدا کردن کمپرسور - جدید یا از تجهیزات جدا شده برای قطعات یدکی دشوار نیست

به دست آوردن خود کمپرسور چندان دشوار نیست - می توانید یک کمپرسور جدید را در یک فروشگاه تخصصی خریداری کنید. می توانید در بازار سخت افزار جستجو کنید - آنها اغلب واحدهایی را از یخچال های قدیمی یا تهویه مطبوع جدا شده برای قطعات یدکی می فروشند. کاملاً ممکن است که کمپرسور در لوازم خود شما پیدا شود - بسیاری از صاحبان صرفه جو، حتی هنگام خرید لوازم خانگی جدید، چنین چیزهایی را دور نریزند.

اکنون - سوال مبدل های حرارتی. چندین گزینه مختلف در اینجا وجود دارد:

آ.در صورت امکان خرید کنید مبدل های حرارتی صفحه ای آماده ، در یک جعبه مهر و موم شده است، این بلافاصله بسیاری از مشکلات را حل می کند. چنین دستگاه هایی دارای راندمان عالی در انتقال حرارت از یک مدار به مدار دیگر هستند - بیهوده نیست که در سیستم های گرمایش هنگام اتصال سیم کشی مستقل داخل آپارتمان به لوله های شبکه مرکزی استفاده می شود.

راحتی دیگر این است که چنین مبدل های حرارتی فشرده هستند و دارای لوله ها، اتصالات یا اتصالات رزوه ای آماده برای اتصال به هر دو مدار هستند.

ویدئو: ساخت پمپ حرارتی با استفاده از آماده مبدل های حرارتی

ب. گزینه پمپ حرارتی با مبدل های حرارتی ساخته شده از لوله های مسی و ظروف بسته.

هر دو مبدل حرارتی در اصل طراحی مشابهی دارند، اما می توان از ظروف مختلفی برای آنها استفاده کرد.

مخزن استوانه ای استیل ضد زنگ با ظرفیت حدود 100 لیتر برای کندانسور مناسب است. لازم است یک کلاف مسی در آن قرار داده شود و انتهای آن از بالا و پایین بیرون بیاید و پس از اتمام مونتاژ، نقاط عبور را به طور هرمتیکی ببندید. ورودی باید در پایین، خروجی، به ترتیب، در بالای مبدل حرارتی قرار گیرد.

خود سیم پیچ از یک لوله مسی پیچیده شده است که می توان آن را با متر (ضخامت دیوار - حداقل 1 میلی متر) در فروشگاه خریداری کرد. می توانید از یک لوله با قطر بزرگ به عنوان الگو استفاده کنید. پیچ های سیم پیچ باید تا حدودی از هم فاصله داشته باشند، به عنوان مثال، به یک پروفیل آلومینیومی سوراخ شده متصل شوند.

مدار آب گرمایش را می توان با استفاده از لوله های آب معمولی که در لبه های مخالف مخزن تبادل حرارتی (جوش داده شده، لحیم کاری یا بر روی یک اتصال رزوه ای با مهر و موم) نصب شده اند، متصل کرد. فضای داخلی خود مبدل حرارتی برای گردش آب استفاده می شود. نتیجه نهایی باید چیزی شبیه به این باشد:

برای یک اواپراتور، چنین عوارضی لازم نیست - دمای بالا یا فشار اضافی وجود ندارد، بنابراین یک ظرف پلاستیکی بزرگ کافی خواهد بود. سیم پیچ تقریباً به همین ترتیب پیچیده می شود ، انتهای آن بیرون می آید. اتصالات لوله کشی منظم نیز برای گردش آب از مدار اولیه کافی است.

اواپراتور نیز روی براکت های کنار کندانسور نصب می شود و در نزدیکی آنها سایتی برای نصب کمپرسور و سپس اتصال آن به مدار آماده می شود.

توصیه هایی برای لوله کشی کمپرسور، نصب شیر کنترل دریچه گاز، قطر و طول لوله مویین، نیاز به مبدل حرارتی بازسازی و و غیره..، داده نخواهد شد - این فقط باید توسط متخصص تبرید محاسبه و نصب شود.

لازم به یادآوری است که این امر به مهارت بالایی در لحیم کاری هرمتیک خطوط لوله مسی ، توانایی پمپاژ صحیح مبرد - فریون ، انجام بررسی ها و اجرای آزمایشی نیاز دارد. علاوه بر این، این کار بسیار خطرناک است و نیاز به رعایت قوانین ایمنی بسیار خاص دارد.

که در. پمپ حرارتی با مبدل های حرارتی لوله

گزینه دیگری برای ساخت مبدل های حرارتی. برای این کار به لوله های فلزی پلاستیکی و مسی نیاز دارید.

لوله های مسی در دو قطر انتخاب می شوند - حدود 8 میلی متر برای کندانسور و حدود 5 ÷ 6 برای اواپراتور. طول آنها به ترتیب 12 و 10 متر است.

لوله های فلزی پلاستیکی برای گردش آب از طریق مدارهای مبادله حرارتی اولیه و گرمایش طراحی شده اند و لوله های مسی مدار داخلی پمپ حرارتی در حفره آنها قرار خواهد گرفت. بر این اساس قطر لوله ها می تواند 20 و 16 میلی متر باشد.

لوله های فلزی پلاستیکی به طول کشیده می شوند تا لوله های مسی بدون زحمت زیاد در آنها وارد شوند که باید از هر طرف حدود 200 میلی متر بیرون بزنند.

یک سه راهی در هر انتهای لوله قرار می گیرد و مهر و موم می شود تا لوله مسی مستقیماً از آن عبور کند. فضای بین آن و بدنه سه راهی به طور قابل اعتماد با درزگیر مقاوم در برابر حرارت مهر و موم شده است. پایانه عمودی باقی مانده از سه راهی برای اتصال مبدل حرارتی به مدار آب است.

لوله های مونتاژ شده به صورت مارپیچی پیچیده می شوند. مطمئن شوید که فوراً عایق حرارتی آنها را با پوشاندن آنها در "پیراهن"های عایق لاستیکی فوم تهیه کنید. نتیجه دو مبدل حرارتی تمام شده است.

آنها را می توان یکی بالای دیگری در یک محفظه از نوع قاب بداهه قرار داد. همین قاب بستری برای نصب کمپرسور نیز فراهم می کند. و به منظور کاهش انتقال ارتعاش از آن به ساختار کلی، کمپرسور را می توان به عنوان مثال از طریق بلوک های بی صدا خودرو سوار کرد.

برای لوله کشی کمپرسور و پر کردن مدار حاصل با فریون، دوباره باید از یک متخصص تبرید دعوت کنید.

می توانید چنین پمپ حرارتی را در محل مورد نظر خود نصب کنید و اتصالات سه راهی را روی مبدل های حرارتی، هر کدام به مدار خود وصل کنید. تنها چیزی که باقی می ماند تامین برق و راه اندازی واحد است.

تمام پمپ های حرارتی خانگی در نظر گرفته شده طرح های کاملا کاربردی هستند. با این حال، نباید تصور کنید که می توانید مشکل گرمایش خانه ارزان را به طور کامل حل کنید. در اینجا ما بیشتر در مورد ایجاد مدل های موجود صحبت می کنیم که نیاز به اصلاح و نوسازی بیشتر دارند. حتی صنعتگران باتجربه در این زمینه که قبلاً بیش از یک دستگاه مشابه ساخته اند ، دائماً به دنبال راه هایی برای بهبود هستند و "نسخه های جدید" ایجاد می کنند.

ویدئو: چگونه یک استاد پمپ حرارتی را که با دستان خود ساخته است بهبود می بخشد

علاوه بر این، فقط خود پمپ حرارتی در نظر گرفته شد و برای عملکرد عادی به تجهیزات کنترل، نظارت و تنظیم مرتبط با سیستم گرمایش خانه نیاز دارد. در اینجا دیگر نمی توان بدون دانش خاصی در زمینه مهندسی برق و الکترونیک انجام داد.

باز هم می توانیم به مشکلات محاسبات برگردیم - آیا یک پمپ حرارتی خانگی سیستم گرمایش را "کشش" می کند تا جایگزین واقعی برای سایر منابع گرما شود؟ اغلب، در این موارد، صنعتگران خانگی باید "با احساس پیش بروند". با این حال، اگر اصل اساسی یاد گرفته شود و اولین مدل با موفقیت کار کند، این یک پیروزی بزرگ است. می توانید به طور موقت نمونه آزمایشی خود را برای تامین آب گرم خانه خود برای مصارف خانگی تطبیق دهید و سپس با در نظر گرفتن تجربیاتی که قبلاً به دست آورده اید و اصلاح اشتباهات، طراحی واحد پیشرفته تری را آغاز کنید.

تامین آب گرم - از انرژی خورشیدی!

یک راه حل بسیار کاربردی استفاده از انرژی خورشیدی برای تامین آب گرم خانه شما خواهد بود. اجرای این منبع انرژی جایگزین بسیار ساده تر و ارزان تر از پمپ حرارتی است. نحوه انجام آن - در یک نشریه ویژه در پورتال ما.

پمپ های حرارتی به طور فزاینده ای محبوب می شوند. با کمک این دستگاه ها می توانید خانه ها را گرم کنید (خنک کنید) و تامین آب گرم را سازماندهی کنید و در هزینه های قابل توجهی صرفه جویی کنید.

درک اصل عملکرد پمپ های حرارتی برای افراد دور از فیزیک بسیار دشوار است و بنابراین تصورات غلط زیادی در اینترنت منتشر می شود که توسط تولید کنندگان و فروشندگان بی پروا استفاده می شود. در این مقاله سعی خواهیم کرد اصل عملکرد را به شکلی در دسترس توضیح دهیم و برخی از افسانه هایی که این واحد شگفت انگیز به دست آورده است را از بین ببریم.

طرفداران

ما از مدرسه می دانیم که در شرایط عادی یک ماده سردتر نمی تواند گرمای خود را به ماده گرمتر بدهد، بلکه برعکس، تا زمانی که دمای آنها برابر شود، توسط آن گرم می شود. این حقیقت مقدس است. اما پمپ حرارتی شرایطی را ایجاد می کند که محیط سردتر شروع به تسلیم گرمای خود به محیط گرمتر می کند و در نتیجه حتی بیشتر خنک می شود.

ساده ترین و خسته ترین نمونه پمپ حرارتی یخچال است. در آن، گرما از یک اتاق سردتر به یک منطقه آشپزخانه گرمتر پمپ می شود. در همان زمان، فریزر حتی بیشتر خنک می شود و آشپزخانه از رادیاتور واقع در پانل پشتی یخچال حتی بیشتر گرم می شود.

اصل کار اکثر پمپ های حرارتی بر اساس خواص خنک کننده های میانی (گازها، اغلب فریون ها) است که در این ماشین ها استفاده می شود. این فرون ها واسطه ای هستند که به شما امکان می دهند گرما را از بدن سردتر بگیرید و آن را به بدن گرمتر بدهید.

احتمالاً متوجه شده اید که اگر به سرعت گاز فشرده را از یک قوطی فندکی آزاد کنید، تبخیر می شود و قوطی را خنک می کند، که حتی در هوای گرم می تواند با یخ پوشانده شود. برعکس آن نیز صادق است: هنگامی که فشرده می شود، گاز گرم می شود. با در نظر گرفتن این موضوع، درک اصل عملکرد یک پمپ حرارتی که ساده ترین نمودار آن در شکل نشان داده شده است، برای شما دشوار نخواهد بود.

اجزای پمپ حرارتی

ساده ترین پمپ حرارتی از چهار جزء مهم تشکیل شده است:

اواپراتور;
خازن؛
کمپرسور؛
مویرگی

کمپرسور فریون را به حالت مایع در کندانسور فشرده می کند که گرم می شود. این گرما است که می تواند با سازماندهی ساده ترین تبادل حرارتی بین یک کندانسور گرم و یک اتاق یا دیگ سردتر در گرمایش یا تامین آب گرم استفاده شود.

فریون مایع شده با عبور از کندانسور خنک می شود و در حین تبادل حرارت به رادیاتورهای گرمایش یا لوله های کف گرم می دهد و شروع به متراکم شدن می کند. با عبور از مویرگ به اواپراتور، فریون دوباره گازی می شود، در حالی که اواپراتور را خنک می کند (یخ زدگی قوطی را به خاطر دارید؟).

برای اطمینان از اینکه فرآیند متوقف نمی شود، باید به طور مداوم گرما را به اواپراتور بدهید، در غیر این صورت فریون در آنجا به سادگی تبخیر متوقف می شود، زیرا دمای اواپراتور می تواند با کار مداوم کمپرسور به میزان قابل توجهی کاهش یابد. حتی دمای منفی سی که به اواپراتور ارائه می شود، ممکن است برای حفظ تبخیر کافی باشد، زیرا دمای تبخیر گازهای مورد استفاده در پمپ های حرارتی بسیار کمتر از این مقدار است.

فرض کنید دمای تبخیر فریون منهای شصت درجه سانتیگراد است و هوای یخ زده خیابان را به اواپراتور می دمیم، با دمای منفی سی - فریون، به طور طبیعی، تبخیر می شود و گرما را حتی از چنین هوای سردی می گیرد. بنابراین، معلوم می شود که پمپ حرارتی، همانطور که بود، دما را از یک محیط سردتر به یک محیط گرمتر پمپ می کند.

هنگام خرید به چه چیزی توجه کنیم؟

این تأثیر افسانه‌های بسیاری را به وجود می‌آورد که «فروشندگان» بی‌وجدان از آنها برای فروش بهتر محصولات خود استفاده می‌کنند.

رایج ترین افسانه این است که راندمان پمپ های حرارتی بیش از یک است. واضح است که این گفته مزخرف محض است. در واقع، راندمان موتورهای حرارتی نمی تواند بیش از یک باشد و حتی با پمپ های حرارتی مدرن بسیار کوچک است - کمتر از ارزان ترین بخاری نفتی. مردم اغلب کارایی و به اصطلاح COP را با هم اشتباه می گیرند.

COP بیشتر یک ضریب اقتصادی است تا فیزیکی. این نسبت برق پرداخت شده برای پمپاژ گرمای رایگان از خیابان به مقدار گرمای ورودی به اتاق را نشان می دهد. آن ها KOP 5 - این به سادگی به این معنی است که برای پمپاژ 5 کیلو وات گرمای رایگان از خیابان به خانه، 1 کیلو وات برق پرداخت شده را صرف کردیم. فقط این است که COP انرژی حرارتی رایگان از خیابان را در نظر نمی گیرد، بلکه فقط آنچه را که در نتیجه دریافت شده و برای آن هزینه شده است، محاسبه می کند.

افسانه دیگری نیز به COP مربوط می شود: در گذرنامه پمپ های حرارتی و برچسب قیمت فروشندگان، یک مقدار COP واحد با افتخار نشان داده شده است که به سادگی خریداران را گمراه می کند. واقعیت این است که COP پمپ های حرارتی یک مقدار متغیر است، نه یک مقدار ثابت. و بسیاری از تجار بی وجدان در مورد این سکوت می کنند، زیرا آنها COP را برای مطلوب ترین شرایط، زمانی که تقریبا حداکثر است، نشان می دهند. و این بسیار خطرناکتر از تصورات غلط در مورد کارایی بیش از حد وحدت است، زیرا مملو از عواقب واقعی است.

تصور کنید که فکر می کنید برای تولید 5 کیلووات گرما برای همان گرمایش در زمستان، 1 کیلو وات برق مصرف می کنید، زیرا برگه اطلاعات پمپ حرارتی نشان می دهد که COP = 5. ما یک پمپ حرارتی با توان مورد نیاز خریدیم، یک سیستم گرمایشی مونتاژ کردیم... و در نامناسب ترین لحظه که یخبندان شدیدترین است، بخاری شما نه 1 در 5 بلکه در بهترین حالت 1 در 2 مصرف می کند یا به هیچ وجه قادر به تولید گرمای لازم برای گرمایش نیست. و سپس درک می شود که گرم کردن با این سیستم خاص فقط در خارج از فصل امکان پذیر است ... یک وضعیت بسیار ناخوشایند - پول زیادی دادن و همچنان گرما با رادیاتورهای نفتی ارزان در هوای سرد و فقط به این دلیل که شما متکی به COP و تولید گرمای پایدار و غیر قابل کاهش است.

و تولید گرما و COP پمپ های حرارتی ثابت نیست. و این دقیقاً به دلیل مقدار ناهماهنگ گرمای ارائه شده به اواپراتور است. به عنوان مثال، اگر گرمای اواپراتور را از هوا بگیرید، با کاهش دمای بیرون، COP نیز کاهش می یابد. در دمای 30- درجه سانتیگراد، COP پمپ های حرارتی هوا تقریباً برابر با یک است، یعنی. حتی یک المنت گرمایشی ساده به عنوان بخاری مقرون به صرفه تر می شود، بدون اینکه به استهلاک و افزایش سایش تجهیزات گران قیمت در چنین شرایطی اشاره کنیم. و سقوط COP چندان بد نیست. اغلب، برخی از مدل‌های پمپ‌های حرارتی منبع هوا به سادگی قادر به تولید توان لازم برای گرمایش نیستند، زمانی که دمای بیرون به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد.

پمپ های حرارتی که از گرمای زمین یا آب برای گرم کردن اواپراتور استفاده می کنند نیز در معرض کاهش بهره وری و COP هستند، زیرا در طول فصل گرما، آنها می توانند محیطی را که از آن گرما را پمپاژ می کنند، منجمد کنند، اما چنین ماشین هایی پایدارتر هستند.

پمپ حرارتی دستگاهی است که امکان انتقال انرژی حرارتی از جسمی با حرارت کمتر به جسمی با گرمای بیشتر را فراهم می کند و دمای آن را افزایش می دهد. در سال‌های اخیر، پمپ‌های حرارتی به‌عنوان منبع انرژی گرمایی جایگزین، تقاضای فزاینده‌ای داشته‌اند و به فرد اجازه می‌دهند تا گرمای واقعاً ارزان را بدون آلودگی محیط‌زیست به دست آورند.

امروزه آنها توسط بسیاری از تولید کنندگان تجهیزات گرمایشی تولید می شوند و روند کلی این است که در سال های آینده پمپ های حرارتی موقعیت های پیشرو در طیف تجهیزات گرمایشی را به خود اختصاص خواهند داد.

معمولاً از پمپ های حرارتی استفاده می شود گرمای آب های زیرزمینیکه دمای آن در تمام طول سال تقریباً یکسان بوده و 10+ درجه سانتیگراد گرمای محیط یا آب است.

اصل عملکرد آنها بر این واقعیت استوار است که هر جسمی با دمای بالاتر از صفر مطلق دارای ذخیره انرژی گرمایی است که به طور مستقیم با جرم و ظرفیت گرمایی ویژه آن متناسب است. واضح است که دریاها، اقیانوس‌ها و همچنین آب‌های زیرزمینی که جرم آن‌ها زیاد است، دارای ذخیره عظیمی از انرژی حرارتی هستند که استفاده جزئی از آن برای گرم کردن خانه به هیچ وجه بر دمای آنها و محیط زیست تأثیر نمی‌گذارد. وضعیت روی کره زمین

شما می توانید انرژی حرارتی بدن را فقط با خنک کردن آن از بدن خارج کنید. مقدار گرمای آزاد شده در این حالت (به شکل اولیه) با استفاده از فرمول قابل محاسبه است

Q=CM(T2-T1)، جایی که

س- گرمای دریافتی

سی-ظرفیت گرمایی

م- وزن

T1 T2- اختلاف دمایی که بدن توسط آن خنک شده است

این فرمول نشان می دهد که هنگام خنک کردن یک کیلوگرم مایع خنک کننده از 1000 درجه به 0 درجه، همان مقدار گرما را می توان به دست آورد که هنگام خنک کردن 1000 کیلوگرم خنک کننده از دمای 1 درجه سانتیگراد به 0 درجه سانتیگراد.

نکته اصلی این است که بتوان از انرژی حرارتی استفاده کرد و آن را به گرمایش ساختمان های مسکونی و اماکن صنعتی هدایت کرد.

ایده استفاده از انرژی حرارتی اجسام کمتر گرم شده در اواسط قرن نوزدهم مطرح شد و نویسنده آن متعلق به دانشمند مشهور آن زمان، لرد کلوین است. با این حال، او فراتر از ایده کلی پیشرفت نکرد. اولین طرح پمپ حرارتی در سال 1855 ارائه شد و متعلق به پیتر ریتر فون ریتنگر بود. اما پشتیبانی دریافت نکرد و کاربرد عملی پیدا نکرد.

"تولد مجدد" پمپ حرارتی به اواسط دهه چهل قرن گذشته باز می گردد، زمانی که یخچال های معمولی خانگی رواج یافتند. آنها بودند که به رابرت وبر سوئیسی این ایده را دادند که از گرمای تولید شده توسط فریزر برای گرم کردن آب برای نیازهای خانگی استفاده کند.

اثر حاصل خیره کننده بود: مقدار گرما آنقدر زیاد بود که نه تنها برای تامین آب گرم، بلکه برای گرم کردن آب برای گرم کردن نیز کافی بود. درست است، در این مورد باید سخت کار می‌کردیم و سیستمی از مبدل‌های حرارتی ارائه می‌کردیم که به ما امکان می‌داد از انرژی حرارتی ساطع شده از یخچال استفاده کنیم.

با این حال، در ابتدا، اختراع رابرت وبر به عنوان یک ایده خنده دار تلقی شد و شبیه به ایده های ستون معروف مدرن "دست های دیوانه" تلقی شد. علاقه واقعی به آن خیلی دیرتر به وجود آمد، زمانی که مسئله یافتن منابع انرژی جایگزین واقعاً حاد شد. پس از آن بود که ایده پمپ حرارتی شکل مدرن و کاربرد عملی خود را دریافت کرد.

پمپ های حرارتی مدرن را می توان بسته به منبع گرمای کم دمای طبقه بندی کرد که می تواند خاک، آب (در یک مخزن باز یا زیرزمینی) و همچنین هوای بیرون باشد.

انرژی حرارتی حاصل را می توان به آب منتقل کرد و برای گرم کردن آب و تامین آب گرم و همچنین برای هوا استفاده کرد و برای گرمایش و تهویه مطبوع استفاده کرد. با توجه به این موضوع، پمپ های حرارتی به 6 نوع تقسیم می شوند:

از خاک به آب (زمین به آب)
از خاک به هوا (زمین به هوا)
از آب به آب (آب به آب)
از آب به هوا (آب-هوا)
از هوا به آب (هوا به آب)
هوا به هوا (هوا به هوا)

هر نوع پمپ حرارتی ویژگی های نصب و راه اندازی خاص خود را دارد.

روش نصب و ویژگی های عملکرد پمپ حرارتی آب های زیرزمینی

Grund یک تامین کننده جهانی انرژی حرارتی با دمای پایین است

خاک دارای ذخیره عظیمی از انرژی حرارتی با دمای پایین است. این پوسته زمین است که دائماً گرمای خورشیدی را جمع می کند و در عین حال از درون، از هسته سیاره گرم می شود. در نتیجه، در عمق چند متری خاک همیشه دمایی مثبت دارد. به عنوان یک قاعده، در بخش مرکزی روسیه ما در مورد 150-170 سانتی متر صحبت می کنیم، در این عمق است که دمای خاک دارای ارزش مثبت است و کمتر از 7-8 درجه سانتیگراد نمی افتد.

یکی دیگر از ویژگی های خاک این است که حتی در یخبندان های شدید به تدریج یخ می زند. در نتیجه حداقل دمای زمین در عمق 150 سانتی‌متری زمانی مشاهده می‌شود که بهار تقویم از قبل روی سطح آمده باشد و نیاز به گرما برای گرمایش کاهش یابد.

این بدان معنی است که برای "گرفتن" گرما از زمین در منطقه مرکزی روسیه، مبدل های حرارتی برای انباشت انرژی حرارتی باید در عمق کمتر از 150 سانتی متر قرار گیرند.

در این حالت، مایع خنک‌کننده در گردش در سیستم پمپ حرارتی که از مبدل‌های حرارتی عبور می‌کند، با گرمای خاک گرم می‌شود، سپس با ورود به اواپراتور، گرما را به آب در گردش در سیستم گرمایش منتقل می‌کند و به حالت جدید برمی‌گردد. بخشی از انرژی حرارتی

چه چیزی می تواند به عنوان خنک کننده استفاده شود

به اصطلاح "آب نمک" اغلب به عنوان خنک کننده در پمپ های حرارتی آب زیرزمینی استفاده می شود. از آب و اتیلن گلیکول یا پروپیلن گلیکول تهیه می شود. برخی از سیستم ها از فریون استفاده می کنند که طراحی پمپ حرارتی را بسیار پیچیده می کند و هزینه آن را افزایش می دهد. واقعیت این است که مبدل حرارتی یک پمپ از این نوع باید دارای یک منطقه تبادل حرارتی بزرگ و در نتیجه حجم داخلی باشد که به مقدار مناسب مایع خنک کننده نیاز دارد.

استفاده از فریوناگرچه کارایی پمپ حرارتی را افزایش می دهد، اما مستلزم سفتی مطلق سیستم و مقاومت آن در برابر فشار بالا نیز می باشد.

برای سیستم های دارای "آب نمک"، مبدل های حرارتی معمولا از لوله های پلیمری، اغلب پلی اتیلن، با قطر 40-60 میلی متر ساخته می شوند. مبدل های حرارتی به شکل کلکتورهای افقی یا عمودی هستند.

این لوله ای است که در عمق زیر 170 سانتی متر در زمین گذاشته شده است. برای این کار می توانید از هر قطعه زمین توسعه نیافته استفاده کنید. برای راحتی و افزایش منطقه تبادل حرارت، لوله به صورت زیگزاگ، حلقه، مارپیچ و غیره گذاشته می شود. در آینده، این قطعه زمین را می توان برای چمن، تخت گل یا باغ سبزی استفاده کرد. لازم به ذکر است که تبادل حرارت بین خاک و کلکتور در محیط مرطوب بهتر است. بنابراین می توان سطح خاک را با خیال راحت آبیاری و کود داد.

اعتقاد بر این است که به طور متوسط 1 متر مربع خاک از 10 تا 40 وات انرژی حرارتی تولید می کند. بسته به نیاز به انرژی حرارتی، هر تعداد حلقه جمع کننده می تواند وجود داشته باشد.

کلکتور عمودی سیستمی از لوله هایی است که به صورت عمودی در زمین نصب می شوند. برای انجام این کار، چاه ها تا اعماق چند متر تا ده ها یا حتی صدها متر حفر می شوند. اغلب، یک کلکتور عمودی در تماس نزدیک با آب های زیرزمینی است، اما این شرط لازم برای عملکرد آن نیست. یعنی یک کلکتور زیرزمینی نصب شده به صورت عمودی می تواند "خشک" شود.

یک کلکتور عمودی، درست مانند یک کلکتور افقی، می تواند تقریباً هر طرحی داشته باشد. پرمصرف‌ترین سیستم‌ها، انواع «لوپ در لوله» و «حلقه» هستند که از طریق آنها آب نمک به سمت پایین پمپ می‌شود و سپس به اواپراتور برمی‌گردد.

لازم به ذکر است که کلکتورهای عمودی بیشترین بازدهی را دارند. این با قرار گرفتن آنها در اعماق زیاد توضیح داده می شود، جایی که دما تقریباً همیشه در همان سطح است و 1-12 درجه سانتیگراد است. هنگام استفاده از آنها با 1 متر مربع، می توانید از 30 تا 100 وات قدرت دریافت کنید. در صورت لزوم می توان تعداد چاه ها را افزایش داد.

برای بهبود فرآیند تبادل حرارت بین لوله و خاک، فضای بین آنها را با بتن پر می کنند.

مزایا و معایب پمپ های حرارتی آب زیرزمینی

نصب پمپ حرارتی زمین به آب نیاز به سرمایه گذاری مالی قابل توجهی دارد، اما عملکرد آن به شما امکان می دهد انرژی حرارتی تقریباً رایگان را بدست آورید. این هیچ آسیبی به محیط زیست وارد نمی کند.

از جمله مزایای این نوع پمپ حرارتی می توان به موارد زیر اشاره کرد:

دوام: می تواند برای چندین دهه بدون تعمیر یا نگهداری کار کند
سهولت عملیات
امکان استفاده از زمین برای کشاورزی
بازپرداخت سریع: هنگام گرم کردن مکان های بزرگ، به عنوان مثال از 300 متر مربع و بالاتر، پمپ هزینه خود را در 3-5 سال پرداخت می کند.

با توجه به اینکه نصب مبدل حرارتی در زمین یک کار پیچیده کشاورزی است، باید با توسعه اولیه پروژه انجام شود.

پمپ حرارتی چگونه کار می کند؟

پمپ حرارتی از عناصر زیر تشکیل شده است:

کمپرسور که از یک شبکه برق معمولی کار می کند
اواپراتور
خازن
مویرگی
ترموستات
مایع کار یا مبرد، که فریون برای آن مناسب تر است

اصل عملکرد یک پمپ حرارتی را می توان با استفاده از چرخه کارنو، که در یک دوره فیزیک مدرسه شناخته شده است، توصیف کرد.

گاز (فریون) که از طریق مویرگ وارد اواپراتور می شود، منبسط می شود، فشار آن کاهش می یابد، که منجر به تبخیر بعدی آن می شود، که در طی آن، در تماس با دیواره های اواپراتور، به طور فعال گرما را از آنها می گیرد. دمای دیوارها کاهش می یابد که باعث ایجاد اختلاف دما بین آنها و جرمی که پمپ حرارتی در آن قرار دارد، می شود. به طور معمول، این آب زیرزمینی، آب دریا، یک دریاچه یا یک بدنه زمین است. حدس زدن این امر دشوار نیست که فرآیند انتقال انرژی حرارتی از یک جسم گرمتر به جسمی با حرارت کمتر، که در این مورد دیواره های اواپراتور است، آغاز می شود. در این مرحله از کار، پمپ حرارتی گرما را از محیط خنک کننده پمپ می کند.

در مرحله بعد، مبرد توسط کمپرسور مکیده شده، سپس فشرده شده و تحت فشار به کندانسور می رسد. در طی فرآیند فشرده سازی، دمای آن افزایش می یابد و می تواند از 80 تا 120 درجه سانتیگراد متغیر باشد که برای گرمایش و تامین آب گرم یک ساختمان مسکونی بیش از اندازه کافی است. در کندانسور، مبرد ذخیره انرژی حرارتی خود را رها می کند، خنک می شود، به حالت مایع تبدیل می شود و سپس وارد مویرگ می شود. سپس این روند تکرار می شود.

برای کنترل عملکرد پمپ حرارتی، از یک ترموستات استفاده می شود که به کمک آن با رسیدن دمای تنظیم شده در اتاق، برق رسانی به سیستم متوقف می شود و هنگامی که دما به زیر مقدار از پیش تعیین شده کاهش می یابد، پمپ کار را از سر می گیرد. .

پمپ حرارتی می تواند به عنوان منبع انرژی حرارتی استفاده شود و می توان از آن برای ایجاد سیستم های گرمایشی مشابه سیستم های گرمایشی بر اساس دیگ یا کوره استفاده کرد. نمونه ای از چنین سیستمی در نمودار بالا نشان داده شده است.

لازم به ذکر است که پمپ حرارتی تنها زمانی می تواند کار کند که به منبع انرژی الکتریکی متصل باشد. در این مورد، ممکن است این نظر اشتباه وجود داشته باشد که کل سیستم گرمایش مبتنی بر استفاده از انرژی الکتریکی است. در واقع برای انتقال 1 کیلو وات انرژی حرارتی به سیستم گرمایشی، باید تقریباً 0.2-0.3 کیلو وات انرژی الکتریکی صرف شود.

مزایای پمپ حرارتی

از جمله مزایای پمپ حرارتی می توان به موارد زیر اشاره کرد:

بازدهی بالا
امکان تغییر حالت گرمایش به حالت تهویه مطبوع و استفاده بعدی از آن در تابستان به اتاق های خنک
امکان استفاده از سیستم کنترل خودکار موثر
ایمنی محیط زیست
فشرده (بزرگتر از یک یخچال خانگی نیست)
عملکرد بی صدا
ایمنی در برابر آتش، که به ویژه برای گرم کردن خانه های روستایی مهم است

از جمله معایب پمپ حرارتی باید به آن اشاره کرد هزینه بالا و پیچیدگی نصب.

پرداخت هزینه برق و گرمایش هر سال دشوارتر می شود. هنگام ساخت یا خرید یک خانه جدید، مشکل تامین انرژی اقتصادی به ویژه حاد می شود. با توجه به بحران‌های انرژی که به طور دوره‌ای تکرار می‌شوند، افزایش هزینه‌های اولیه تجهیزات پیشرفته به منظور دریافت گرما با حداقل هزینه برای چندین دهه سودآورتر است.

مقرون به صرفه ترین گزینه در برخی موارد پمپ حرارتی برای گرم کردن خانه است؛ اصل کار این دستگاه بسیار ساده است. پمپاژ حرارت به معنای واقعی کلمه غیرممکن است. اما قانون بقای انرژی به دستگاه های فنی اجازه می دهد تا دمای یک ماده را در یک حجم پایین بیاورند، در حالی که به طور همزمان چیزی دیگر را گرم کنند.

پمپ حرارتی (HP) چیست؟

بیایید یک یخچال معمولی خانگی را به عنوان مثال در نظر بگیریم. داخل فریزر آب به سرعت تبدیل به یخ می شود. در قسمت بیرونی یک توری رادیاتور وجود دارد که در لمس داغ است. از آن گرمای جمع شده در داخل فریزر به هوای اتاق منتقل می شود.

TN همان کار را انجام می دهد، اما به ترتیب معکوس. مشبک رادیاتور که در قسمت بیرونی ساختمان قرار دارد، بسیار بزرگتر است تا گرمای کافی از محیط را برای گرم کردن خانه جمع کند. مایع خنک کننده داخل رادیاتور یا لوله های منیفولد انرژی را به سیستم گرمایش داخل خانه منتقل می کند و سپس دوباره در خارج از خانه گرم می شود.

دستگاه

تامین گرما برای خانه یک کار فنی پیچیده‌تر از خنک کردن حجم کمی از یخچال است که در آن یک کمپرسور با مدارهای انجماد و رادیاتور نصب شده است. طراحی پمپ حرارتی هوا تقریباً به همین سادگی است، گرما را از جو دریافت می کند و هوای داخلی را گرم می کند. فقط فن هایی برای دمیدن مدارها اضافه می شوند.

به دلیل وزن مخصوص پایین گازهای اتمسفر، بدست آوردن یک اثر اقتصادی بزرگ از نصب سیستم هوا به هوا دشوار است. یک متر مکعب هوا تنها 1.2 کیلوگرم وزن دارد. آب حدود 800 برابر سنگین تر است، بنابراین ارزش حرارتی نیز دارای تفاوت چندگانه است. از 1 کیلو وات انرژی الکتریکی صرف شده توسط دستگاه هوا به هوا، تنها 2 کیلو وات گرما می توان به دست آورد و یک پمپ حرارتی آب به آب 5 تا 6 کیلو وات تولید می کند. TN می تواند چنین ضریب کارایی (بازده) بالایی را تضمین کند.

ترکیب اجزای پمپ:

سیستم گرمایش خانه که برای آن بهتر است از کف گرم استفاده شود.
دیگ برای تامین آب گرم.
کندانسوری که انرژی جمع آوری شده از خارج را به سیال گرمایش داخلی منتقل می کند.
اواپراتوری که از مایع خنک کننده ای که در مدار خارجی در گردش است انرژی می گیرد.
کمپرسوری که مبرد را از اواپراتور پمپ می کند، آن را از حالت گازی به مایع تبدیل می کند، فشار را افزایش می دهد و آن را در کندانسور خنک می کند.
یک شیر انبساط در جلوی اواپراتور برای تنظیم جریان مبرد نصب شده است.
کانتور بیرونی در کف مخزن گذاشته می شود، در سنگرها دفن می شود یا در چاه ها فرو می رود. برای پمپ های حرارتی هوا به هوا، مدار یک توری رادیاتور خارجی است که توسط یک فن دمیده می شود.
پمپ ها مایع خنک کننده را از طریق لوله های بیرون و داخل خانه پمپ می کنند.
اتوماسیون برای کنترل با توجه به برنامه گرمایش اتاق داده شده، که به تغییرات دمای هوای بیرون بستگی دارد.

در داخل اواپراتور، خنک کننده رجیستر لوله خارجی خنک می شود و گرما را به مبرد مدار کمپرسور می دهد و سپس از طریق لوله های پایین مخزن پمپ می شود. در آنجا گرم می شود و چرخه دوباره تکرار می شود. کندانسور گرما را به سیستم گرمایش کلبه منتقل می کند.

قیمت انواع پمپ حرارتی

پمپ حرارتی

اصل عملیات

اصل ترمودینامیکی انتقال حرارت، که در آغاز قرن نوزدهم توسط دانشمند فرانسوی کارنو کشف شد، بعداً توسط لرد کلوین شرح داده شد. اما مزایای عملی کارهای آنها که به حل مشکل گرمایش مسکن از منابع جایگزین اختصاص یافته است فقط در پنجاه سال گذشته ظاهر شده است.

در اوایل دهه هفتاد قرن گذشته، اولین بحران جهانی انرژی رخ داد. جست‌وجوی روش‌های گرمایش اقتصادی منجر به ایجاد دستگاه‌هایی با قابلیت جمع‌آوری انرژی از محیط، تمرکز آن و هدایت آن به سمت گرمایش خانه شده است.

در نتیجه، یک طراحی HP با چندین فرآیند ترمودینامیکی که با یکدیگر تعامل دارند توسعه یافت:

هنگامی که مبرد از مدار کمپرسور وارد اواپراتور می شود، فشار و دمای فریون تقریباً بلافاصله کاهش می یابد. اختلاف دمای حاصل به استخراج انرژی حرارتی از خنک کننده کلکتور خارجی کمک می کند. به این مرحله انبساط همدما می گویند.
سپس فشرده سازی آدیاباتیک رخ می دهد - کمپرسور فشار مبرد را افزایش می دهد. در همان زمان، دمای آن به +70 درجه سانتیگراد افزایش می یابد.
با عبور کندانسور، فریون به مایع تبدیل می شود، زیرا با افزایش فشار، گرما را به مدار گرمایش داخلی می دهد. این فاز فشرده سازی همدما نامیده می شود.
وقتی فریون از چوک عبور می کند، فشار و دما به شدت کاهش می یابد. انبساط آدیاباتیک رخ می دهد.

گرم کردن حجم داخلی یک اتاق طبق اصل HP تنها با استفاده از تجهیزات پیشرفته مجهز به اتوماسیون برای کنترل کلیه فرآیندهای فوق امکان پذیر است. علاوه بر این، کنترل کننده های قابل برنامه ریزی، شدت تولید گرما را با توجه به نوسانات دمای هوای بیرون تنظیم می کنند.

سوخت جایگزین برای پمپ ها

برای کار با HP نیازی به استفاده از سوخت کربن به شکل هیزم، زغال سنگ یا گاز نیست. منبع انرژی گرمای سیاره پراکنده در فضای اطراف است که در داخل آن یک راکتور هسته ای دائما در حال کار است.

پوسته جامد صفحات قاره ای روی سطح ماگمای داغ مایع شناور است. گاهی اوقات در هنگام فوران های آتشفشانی رخ می دهد. در نزدیکی آتشفشان ها چشمه های زمین گرمایی وجود دارد که حتی در زمستان می توانید در آنها شنا کنید و آفتاب بگیرید. یک پمپ حرارتی تقریباً در هر مکانی می تواند انرژی را جمع آوری کند.

برای کار با منابع مختلف گرمای پراکنده، انواع مختلفی از پمپ های حرارتی وجود دارد:

"هوا به هوا."انرژی را از جو استخراج می کند و توده های هوای داخل خانه را گرم می کند.
"آب-هوا".گرما توسط یک مدار خارجی از پایین مخزن برای استفاده بعدی در سیستم های تهویه جمع آوری می شود.
"آب های زیرزمینی".لوله های جمع آوری گرما به صورت افقی زیر زمین زیر سطح انجماد قرار دارند، به طوری که حتی در شدیدترین یخبندان می توانند انرژی برای گرم کردن مایع خنک کننده در سیستم گرمایش ساختمان دریافت کنند.
"آب-آب."کلکتور در امتداد کف مخزن در عمق سه متری قرار گرفته است، گرمای جمع آوری شده آب در حال گردش در طبقات گرم داخل خانه را گرم می کند.

گزینه ای با یک کلکتور خارجی باز وجود دارد، زمانی که می توانید با دو چاه عبور کنید: یکی برای جمع آوری آب های زیرزمینی و دیگری برای تخلیه مجدد به سفره. این گزینه تنها در صورتی امکان پذیر است که کیفیت مایع خوب باشد، زیرا اگر مایع خنک کننده حاوی نمک های سختی بیش از حد یا ریزذرات معلق باشد، فیلترها به سرعت مسدود می شوند. قبل از نصب، لازم است آنالیز آب انجام شود.

اگر چاه حفر شده به سرعت گل و لای شود یا آب حاوی نمک های سختی زیادی باشد، عملکرد پایدار HP با حفر سوراخ های بیشتر در زمین تضمین می شود. حلقه های کانتور بیرونی مهر و موم شده در آنها پایین می آیند. سپس چاه ها با استفاده از پلاگین ساخته شده از مخلوطی از خاک رس و ماسه مسدود می شوند.

استفاده از پمپ های لایروبی

می‌توانید از مناطقی که توسط چمن‌ها یا تخت‌های گل اشغال شده است، با استفاده از اچ‌پی‌تر از زمین به آب، مزایای بیشتری کسب کنید. برای انجام این کار، باید لوله‌ها را در ترانشه‌ها تا عمق زیر سطح انجماد قرار دهید تا گرمای زیرزمینی جمع‌آوری شود. فاصله بین ترانشه های موازی حداقل 1.5 متر است.

در جنوب روسیه، حتی در زمستان های بسیار سرد، زمین حداکثر تا 0.5 متر یخ می زند، بنابراین راحت تر است که لایه زمین را در محل نصب با گریدر کاملاً جدا کنید، کلکتور را بگذارید و سپس گودال را پر کنید. با بیل مکانیکی درختچه ها و درختانی که ریشه آنها می تواند به کانتور خارجی آسیب برساند، نباید در این مکان کاشته شود.

مقدار گرمای دریافتی از هر متر لوله به نوع خاک بستگی دارد:

شن و ماسه خشک، خاک رس - 10-20 وات در متر؛
خاک رس مرطوب - 25 وات بر متر؛
شن و ماسه مرطوب شده - 35 وات بر متر.

مساحت زمین مجاور خانه ممکن است برای گنجاندن یک ثبت لوله خارجی کافی نباشد. خاک های شنی خشک جریان گرمای کافی را فراهم نمی کنند. سپس از چاه های حفاری تا عمق 50 متری برای رسیدن به آبخوان استفاده می کنند. حلقه های جمع کننده U شکل به داخل چاه ها پایین می آیند.

هر چه عمق بیشتر باشد، بازده حرارتی پروب های داخل چاه ها بیشتر می شود. دمای داخل زمین در هر 100 متر 3 درجه افزایش می یابد. راندمان حذف انرژی از یک مخزن چاه می تواند به 50 وات بر متر برسد.

نصب و راه اندازی سیستم های HP مجموعه ای از کارهای پیچیده از نظر فنی است که فقط توسط متخصصان مجرب قابل انجام است. هزینه کل تجهیزات و مواد جزء در مقایسه با تجهیزات گرمایش گاز معمولی به طور قابل توجهی بالاتر است. بنابراین، دوره بازپرداخت هزینه های اولیه در طول سالها ادامه می یابد. اما یک خانه ساخته می شود تا برای چندین دهه دوام بیاورد و پمپ های حرارتی زمین گرمایی سودآورترین روش گرمایش برای کلبه های روستایی است.

پس انداز سالانه نسبت به:

دیگ بخار گاز - 70٪؛
گرمایش الکتریکی - 350٪؛
دیگ بخار سوخت جامد - 50٪.

هنگام محاسبه دوره بازپرداخت HP، ارزش آن را دارد که هزینه های عملیاتی برای کل عمر تجهیزات - حداقل 30 سال در نظر گرفته شود، سپس پس انداز چندین برابر هزینه های اولیه خواهد بود.

پمپ های آب به آب

تقریباً هر کسی می تواند لوله های جمع کننده پلی اتیلن را در پایین یک مخزن مجاور قرار دهد. این کار به دانش، مهارت یا ابزار حرفه ای زیادی نیاز ندارد. کافی است کویل های کویل به طور مساوی روی سطح آب پخش شوند. باید حداقل 30 سانتی متر فاصله بین پیچ ها و حداقل 3 متر عمق سیل وجود داشته باشد سپس وزنه ها را به لوله ها ببندید تا به پایین بروند. آجر یا سنگ طبیعی نامرغوب در اینجا کاملاً مناسب هستند.

نصب کلکتور آب به آب HP به زمان و هزینه بسیار کمتری نسبت به حفر ترانشه یا حفر چاه نیاز دارد. هزینه خرید لوله ها نیز حداقل خواهد بود، زیرا حذف گرما در طول تبادل حرارتی همرفتی در یک محیط آبی به 80 وات بر متر می رسد. مزیت آشکار استفاده از HP این است که برای تولید گرما نیازی به سوزاندن سوخت کربن نیست.

یک روش جایگزین برای گرم کردن خانه به طور فزاینده ای محبوب می شود، زیرا چندین مزیت دیگر دارد:

سازگار با محیط زیست.
از منبع انرژی تجدید پذیر استفاده می کند.
پس از اتمام راه اندازی، هیچ هزینه منظمی برای مواد مصرفی وجود ندارد.
به طور خودکار گرمایش داخل خانه را بر اساس دمای بیرون تنظیم می کند.
دوره بازپرداخت هزینه های اولیه 5 تا 10 سال است.
می توانید یک دیگ برای تامین آب گرم به کلبه وصل کنید.
در تابستان مانند یک تهویه مطبوع عمل می کند و هوای عرضه شده را خنک می کند.
عمر مفید تجهیزات بیش از 30 سال است.
حداقل مصرف انرژی - با استفاده از 1 کیلو وات برق تا 6 کیلو وات گرما تولید می کند.
استقلال کامل گرمایش و تهویه مطبوع کلبه در حضور ژنراتور برق از هر نوع.
سازگاری با سیستم "خانه هوشمند" برای کنترل از راه دور و صرفه جویی بیشتر در انرژی امکان پذیر است.

برای راه اندازی یک HP آب به آب، سه سیستم مستقل مورد نیاز است: مدارهای خارجی، داخلی و کمپرسور. آنها توسط مبدل های حرارتی در یک مدار ترکیب می شوند که در آن خنک کننده های مختلف در گردش هستند.

هنگام طراحی یک سیستم منبع تغذیه، باید در نظر داشت که پمپاژ خنک کننده از طریق مدار خارجی، برق مصرف می کند. هرچه طول لوله ها، خم ها و چرخش ها بیشتر باشد، VT سود کمتری دارد. فاصله بهینه از خانه تا ساحل 100 متر است که با افزایش قطر لوله های کلکتور از 32 به 40 میلی متر تا 25 درصد قابل افزایش است.

هوا - اسپلیت و تک

استفاده از HP هوا در مناطق جنوبی سودآورتر است، جایی که دما به ندرت به زیر 0 درجه سانتیگراد می رسد، اما تجهیزات مدرن می توانند در -25 درجه سانتیگراد کار کنند. اغلب، سیستم های اسپلیت، متشکل از واحدهای داخلی و خارجی نصب می شوند. مجموعه خارجی شامل یک فن است که از طریق مشبک رادیاتور می دمد، مجموعه داخلی شامل یک مبدل حرارتی کندانسور و یک کمپرسور است.

طراحی سیستم های اسپلیت سوئیچینگ برگشت پذیر حالت های عملیاتی را با استفاده از یک شیر فراهم می کند. در زمستان، واحد خارجی یک مولد گرما است و در تابستان، برعکس، آن را به هوای بیرون رها می کند و مانند یک تهویه مطبوع کار می کند. پمپ های حرارتی هوا با نصب بسیار ساده واحد خارجی مشخص می شوند.

مزایای دیگر:

راندمان بالای یونیت خارجی توسط منطقه بزرگ تبادل حرارتی مشبک رادیاتور تبخیر کننده تضمین می شود.
عملکرد بدون وقفه در دمای خارج از منزل تا -25 درجه سانتیگراد امکان پذیر است.
فن در خارج از اتاق قرار دارد، بنابراین سطح سر و صدا در محدوده قابل قبول است.
در تابستان سیستم اسپلیت مانند کولر عمل می کند.
دمای تنظیم شده در داخل اتاق به طور خودکار حفظ می شود.

هنگام طراحی گرمایش ساختمان های واقع در مناطقی با زمستان های طولانی و یخبندان، لازم است راندمان پایین بخاری های هوا در دماهای زیر صفر را در نظر گرفت. برای 1 کیلو وات برق مصرفی 1.5 تا 2 کیلو وات گرما وجود دارد. بنابراین، لازم است منابع اضافی تامین گرما فراهم شود.

ساده ترین نصب VT هنگام استفاده از سیستم های مونوبلاک امکان پذیر است. فقط لوله های خنک کننده به داخل اتاق می روند و سایر مکانیسم ها در بیرون در یک محفظه قرار دارند. این طراحی به طور قابل توجهی قابلیت اطمینان تجهیزات را افزایش می دهد و همچنین نویز را به کمتر از 35 دسی بل کاهش می دهد - این در سطح یک مکالمه عادی بین دو نفر است.

زمانی که نصب پمپ مقرون به صرفه نیست

تقریباً غیرممکن است که زمین های رایگان را در شهر برای مکان کانتور خارجی یک HP زمین به آب پیدا کنید. نصب پمپ حرارتی منبع هوا بر روی دیوار خارجی ساختمان آسانتر است که به ویژه در مناطق جنوبی مفید است. برای مناطق سردتر با یخبندان های طولانی مدت، امکان یخ زدن مشبک رادیاتور خارجی سیستم اسپلیت وجود دارد.

کارایی بالای HP در صورت رعایت شرایط زیر تضمین می شود:

اتاق گرم شده باید دارای ساختارهای محصور خارجی عایق باشد. حداکثر مقدار تلفات حرارتی نمی تواند از 100 وات بر متر مربع تجاوز کند.
TN فقط با سیستم "کف گرم" با دمای پایین اینرسی می تواند به طور موثر کار کند.
در مناطق شمالی، HP باید همراه با منابع گرمای اضافی استفاده شود.

هنگامی که دمای هوای بیرون به شدت کاهش می یابد، مدار اینرسی "کف گرم" به سادگی زمان لازم برای گرم کردن اتاق را ندارد. این اغلب در زمستان اتفاق می افتد. در طول روز خورشید گرم بود، دماسنج -5 درجه سانتیگراد را نشان داد. در شب، دما می تواند به سرعت به -15 درجه سانتیگراد کاهش یابد و اگر باد شدیدی بوزد، یخبندان حتی شدیدتر می شود.

سپس باید باتری های معمولی را زیر پنجره ها و در امتداد دیوارهای بیرونی نصب کنید. اما دمای مایع خنک کننده در آنها باید دو برابر بیشتر از مدار "کف گرم" باشد. یک شومینه با مدار آب می تواند انرژی اضافی را در یک کلبه روستایی فراهم کند و یک دیگ بخار برقی می تواند انرژی اضافی را در یک آپارتمان شهری فراهم کند.

تنها تعیین اینکه HP منبع گرمای اصلی یا مکمل خواهد بود، باقی می ماند. در مورد اول، باید 70٪ از کل اتلاف حرارت اتاق را جبران کند، و در مورد دوم - 30٪.

ویدیو

در این ویدئو مقایسه ای بصری از مزایا و معایب انواع پمپ های حرارتی ارائه می شود و ساختار سیستم هوا-آب را به تفصیل توضیح می دهد.

اوگنی آفاناسیفسردبیر

نویسنده نشریه 05.02.2019

به عبارت ساده، اصل عملکرد یک پمپ حرارتی نزدیک به یک یخچال خانگی است - انرژی حرارتی را از منبع گرما می گیرد و آن را به سیستم گرمایش منتقل می کند. منبع گرما برای پمپ می تواند خاک، سنگ، هوای جو، آب از منابع مختلف (رودخانه ها، نهرها، آغازگرها، دریاچه ها) باشد.

انواع پمپ های حرارتی بر اساس منبع حرارتی طبقه بندی می شوند:

هوا به هوا؛
آب-هوا;
آب-آب;
خاک-آب (زمین-آب);
آب یخ (به ندرت).

گرمایش، تهویه مطبوع و آب گرم خانگی - همه اینها را می توان با یک پمپ حرارتی فراهم کرد. برای تهیه همه اینها نیازی به سوخت ندارد. برق مصرفی برای روشن نگه داشتن پمپ تقریباً 1/4 مصرف سایر انواع گرمایش است.

اجزای سیستم گرمایش پمپ حرارتی

کمپرسور- قلب سیستم گرمایش با استفاده از پمپ حرارتی. گرمای با درجه پایین دفع شده را متمرکز می کند و دمای آن را در اثر فشرده شدن افزایش می دهد و آن را به خنک کننده به داخل سیستم منتقل می کند. در این حالت ، برق منحصراً برای فشرده سازی و انتقال انرژی حرارتی صرف می شود و نه برای گرم کردن مایع خنک کننده - آب یا هوا. بر اساس برآوردهای متوسط، 10 کیلو وات گرما تا 2.5 کیلو وات برق مصرف می کند.

مخزن ذخیره آب گرم(برای سیستم های اینورتر). مخزن ذخیره آب را جمع می کند که بارهای حرارتی سیستم گرمایش و تامین آب گرم را برابر می کند.

مبرد. به اصطلاح سیال کاری که تحت فشار کم قرار دارد و در دماهای پایین می جوشد، جاذب انرژی کم پتانسیل از یک منبع حرارتی است. این گاز در حال گردش در سیستم (فریون، آمونیاک) است.

اواپراتوراطمینان از انتخاب و انتقال انرژی حرارتی به پمپ از منبع دمای پایین.

خازن، انتقال گرما از مبرد به آب یا هوای سیستم.
ترموستات.

کانتور زمین اولیه و ثانویه. یک سیستم گردشی که گرما را از منبع به پمپ و از پمپ به سیستم گرمایش خانه منتقل می کند. مدار اولیه شامل: اواپراتور، پمپ، لوله ها است. مدار ثانویه شامل: کندانسور، پمپ، خط لوله است.

پمپ حرارتی هوا به آب 5-28 کیلو وات

پمپ حرارتی هوا به آب برای گرمایش و تامین آب گرم 12-20 کیلو وات

اصل کار پمپ حرارتی جذب و انتشار متعاقب آن انرژی حرارتی در طی فرآیند تبخیر و متراکم شدن مایع و همچنین تغییر فشار و تغییر متعاقب آن در دمای تراکم و تبخیر است.

یک پمپ حرارتی حرکت گرما را معکوس می کند - آن را مجبور می کند در جهت مخالف حرکت کند. یعنی HP همان پمپ هیدرولیک است که برخلاف حرکت طبیعی از بالا به پایین، مایعات را از پایین به بالا پمپاژ می کند.

مبرد در کمپرسور فشرده شده و به کندانسور منتقل می شود. فشار و دمای بالا گاز را متراکم می کند (اغلب فریون) و گرما به مایع خنک کننده به داخل سیستم منتقل می شود. هنگامی که مبرد دوباره از اواپراتور عبور می کند این فرآیند تکرار می شود - فشار کاهش می یابد و فرآیند جوش در دمای پایین شروع می شود.

بسته به منبع گرمای کم درجه، هر نوع پمپ تفاوت های ظریف خاص خود را دارد.

ویژگی های پمپ های حرارتی بسته به منبع گرما

یک پمپ حرارتی هوا به آب به دمای هوا بستگی دارد که نباید از 5+ درجه سانتیگراد خارج شود و ضریب تبدیل حرارت اعلام شده COP 3.5-6 فقط در دمای 10 درجه سانتیگراد و بالاتر قابل دستیابی است. پمپ هایی از این نوع در محل و در تهویه ترین مکان نصب می شوند و روی پشت بام ها نیز نصب می شوند. در مورد پمپ های هوا به هوا نیز می توان همین را گفت.

نوع پمپ آب زیرزمینی

پمپ آب زیرزمینییا یک پمپ حرارتی زمین گرمایی انرژی حرارتی را از زمین استخراج می کند. دمای زمین بین 4 تا 12 درجه سانتیگراد است که همیشه در عمق 1.2 -1.5 متر پایدار است.

کلکتور افقی باید در محل قرار گیرد، منطقه به دمای خاک و اندازه منطقه گرم شده بستگی دارد؛ چیزی جز چمن نمی تواند در بالای سیستم کاشته یا قرار گیرد. یک نوع جمع کننده عمودی با چاهی تا 150 متر وجود دارد. خنک کننده میانی از طریق لوله های گذاشته شده در زمین به گردش در می آید و تا 4 درجه سانتیگراد گرم می شود و خاک را خنک می کند. به نوبه خود، خاک باید تلفات حرارتی را جبران کند، به این معنی که برای عملکرد موثر HP، صدها متر لوله در سراسر سایت مورد نیاز است.

پمپ حرارتی"آب-آب"

پمپ حرارتی آب به آببر روی گرمای کم درجه رودخانه ها، نهرها، فاضلاب ها و آغازگرها کار می کند. آب ظرفیت گرمایی بالاتری نسبت به هوا دارد، اما خنک کردن آب های زیرزمینی تفاوت های ظریف خاص خود را دارد - نمی توان آن را تا حد انجماد خنک کرد، آب باید آزادانه به داخل زمین تخلیه شود.

باید صد در صد اطمینان داشته باشید که می توانید به راحتی ده ها تن آب را در روز از خود عبور دهید. این مشکل اغلب با ریختن آب خنک شده به نزدیکترین بدنه آب حل می شود، تنها با این شرط که بدنه آب پشت حصار شما باشد، در غیر این صورت چنین گرمایشی میلیون ها هزینه دارد. اگر ده متر تا یک مخزن جریان وجود داشته باشد، گرمایش با پمپ حرارتی آب به آب موثرترین خواهد بود.

پمپ حرارتی آب یخ

پمپ حرارتی آب یخیک نوع پمپ نسبتا عجیب و غریب که نیاز به تغییر مبدل حرارتی دارد - پمپ هوا به آب برای خنک کردن آب تبدیل می شود و یخ را حذف می کند.

در طول فصل گرما، حدود 250 تن یخ جمع می شود که می توان آن را ذخیره کرد (این حجم یخ می تواند یک استخر متوسط را پر کند). این نوع پمپ حرارتی برای زمستان های ما خوب است. 330 کیلوژول بر کیلوگرم - این مقدار آب گرمایی است که در طول فرآیند انجماد آزاد می شود. به نوبه خود، خنک کردن آب با دمای 1 درجه سانتیگراد 80 برابر گرمای کمتری تولید می کند. سرعت گرمایش 36000 KJ/h از انجماد 120 لیتر آب به دست می آید. با استفاده از این گرما می توانید یک سیستم گرمایشی با پمپ حرارتی آب یخ بسازید. در حالی که اطلاعات بسیار کمی در مورد این نوع پمپ وجود دارد، من به دنبال آن خواهم بود.

مزایا و معایب پمپ های حرارتی

من نمی‌خواهم در اینجا درباره انرژی «سبز» و دوستی محیط‌زیست سخن بگویم، زیرا قیمت کل سیستم بسیار بالاست و آخرین چیزی که به آن فکر می‌کنید لایه اوزون است. اگر هزینه سیستم گرمایش با استفاده از پمپ حرارتی را حذف کنیم، مزایای آن عبارتند از:

گرمایش ایمن. اگر خودم قضاوت کنم، وقتی دیگ گاز من مشعل را با یک انفجار روشن می کند، هر 15 دقیقه یک موی خاکستری روی سرم ظاهر می شود. پمپ حرارتی از شعله باز یا سوخت قابل احتراق استفاده نمی کند. ذخیره هیزم یا زغال سنگ وجود ندارد.
راندمان پمپ حرارتی حدود 400-500٪ است (1 کیلو وات برق مصرف می کند، 5 مصرف می کند).
گرمایش "تمیز".بدون زباله های احتراق، اگزوز، بو.
عملکرد بی صدابا کمپرسور "صحیح".

چرب منهای پمپ های حرارتی- قیمت کل سیستم به طور کلی و شرایط ایده آلی که به ندرت برای عملکرد کارآمد پمپ با آن مواجه می شود.

بازپرداخت سیستم گرمایش مبتنی بر پمپ حرارتی می تواند 5 سال یا شاید 35 سال باشد و رقم دوم متأسفانه واقعی تر است. این یک سیستم بسیار گران قیمت در مرحله اجرا و بسیار کار بر است.

مهم نیست که کسی به شما چه می گوید، امروزه کولیبین ها از هم جدا شده اند؛ محاسبات پمپ حرارتی فقط باید توسط یک متخصص مهندسی گرمایش و با بازدید از سایت انجام شود.