مضخات الحرارة مع بأيديهم

البشرية منذ العصور القديمة «اعتاد» لاستخدام الطاقة الطبيعية المتاحة التي حرق ببساطة للحرارة أو لتحويلها إلى أشكال أخرى من الطاقة.تعلموا كيفية استخدام الناس والطاقات الكامنة لتدفقات المياه - التي من طواحين ووصل قوية محطات الطاقة الكهرومائية.ومع ذلك، ما بدا أنه كافية تماما لا يزال منذ مئات السنين، اليوم، فإنه لا يمكن تلبية احتياجات سكان العالم المتزايدين.مضخات

الحرارة بأيديهم

أولا، الطبيعي « تخزين » لا يزال لا قعر له، و إنتاج الطاقة يصبح أكثر وأكثر صعوبة في كل عام، والانتقال إلى المناطق النائية أو حتى في الخارج.ثانيا، يرتبط حرق المواد الخام الطبيعية دائما مع انبعاثات غازات الاحتراق في الغلاف الجوي أن كميات ضخمة الحالية هذه الانبعاثات قد وضعت هذا الكوكب على شفا كارثة بيئية.الطاقة الكهرومائية ليست كافية، واختلال التوازن الهيدرولوجي للأنهار و يجذب الكثير من النتائج السلبية.الطاقة النووية، والذي كان يعتبر "حلا سحريا"، وبعد عدد من صدى الكوارث التي من صنع الإنسان تسبب الكثير من الأسئلة، وفي كثير من مناطق العالم بناء الحزب الوطني الجديد يحظر تماما ببساطة عن طريق القانون.

ومع ذلك، هناك، مصادر لا تنضب تقريبا أخرى للطاقة، التي استخدمت على نطاق واسع في الآونة الأخيرة.وقد سمح استخدام التكنولوجيا الحديثة بشكل فعال جدا لإنتاج الكهرباء أو الحرارة والرياح وضوء الشمس والمد والجزر في المحيطات و الخ .واحد من مصادر بديلة هي الطاقة الحرارية من باطن الأرض والخزانات ، والغلاف الجوي.هو استخدام هذه المصادر البرية مضخة الحرارة.معدات مماثلة بالنسبة لنا حتى لا يزال المدرجة في فئة "أشياء غريبة"، وفي الوقت نفسه بهذه الطريقة وأطلقت السكن في عدد كبير جدا من الناس في أوروبا - على سبيل المثال، في سويسرا أو الدول الاسكندنافية عدد من المنازل مع أنظمة مشابهة تجاوزت50٪.يبدأ تدريجيا هذا النوع من الممارسة وإنتاج الحرارة في مساحات الروسية، في حين أن أسعار لاقتناء التكنولوجيا الفائقة مجموعة المعدات وتبدو مخيفا جدا.ولكن، كما هو الحال دائما، هي المتحمسين سيد الذي عرض قدراتهم الإبداعية وجمع مضخات الحرارة بأيديهم.ويهدف نشر

في لضمان أن القارئ يمكن الحصول على نظرة فاحصة ومبدأ أساسي من وحدة مضخة الحرارة والتعرف على مزايا وعيوب من الهدوء.وبالإضافة إلى ذلك، سوف تتعلم عن تجربة ناجحة لخلق أنظمة التشغيل الخاصة بهم.

مبدأ تشغيل المضخات الحرارية

ليس كل هذا الفكر، ولكن في كل مكان حولنا - الكثير من مصادر الحرارة التي "تعمل "على مدار الساعة.على سبيل المثال - حتى في درجات الحرارة الباردة أشد تحت الجليد لالمجمدة خزان يبقى كل جيدا إيجابية.على نفس النمط ومع عطلة في سمك التربة - دون حدود من درجة حرارة التجمد لها هو دائما تقريبا مستقر ويساوي تقريبا متوسط، نموذجي لهذه المنطقة .كبيرة إمكانات الحرارة يحمل في نفسه والهواء.

جدول تقريبي لتوزيع درجة الحرارة في عمود التربة

ربما شخص ما سوف تخلط كل شيء، كما يبدو، ودرجة الحرارة منخفضة من المياه أو التربة أو الهواء.نعم، فهي مصادر الطاقة بدرجة منخفضة، ولكن الرئيسية "ورقة رابحة» - الاستقرار ، والتكنولوجيا المتقدمة، استنادا إلى قوانين الفيزياء الحرارية، تسمح حتى الفرق الصغيرة في تحويل الحرارة المطلوبة.و، كما ترى، عندما يكون باردا في فصل الشتاء 20 درجة تحت الصفر والأرض هو 5 ÷ 7 درجات، وهذا الفرق السعة - بالفعل مهذب جدا.

هذا هو استمرارية استلام ممتلكات منخفضة الطاقة المحتملة الكامنة في الدائرة مضخة الحرارة.في الواقع، هذه الوحدة هو الجهاز الذي "مضخات" و "حفلات" الحرارة هو مأخوذ من مصدر لا ينضب.

يمكن استخلاص بعض قياسا إلى جميع أصدقاء الثلاجة.أيضا درجة الحرارة ليست مرتفعة جدا - المنتجات التي يتم وضعها فيه للتبريد وتخزين ودخول غرفة الهواء عند فتح الباب.ولكن إذا كنت على اتصال التبادل الحراري شعرية المكثف على الجدار الخلفي من الثلاجة، فهو إما جدا دافئ ، أو حتى الساخنة.

النموذج من المضخات الحرارية - مألوفة لدى جميع الثلاجة مصبغة المكثف وهو حار.

فلماذا لا تستخدم هذا المبدأ للحرارة سائل التبريد؟ بالطبع الثلاجة التشبيه ليس المباشر - ليست هناك استقرارا مصدر الحرارة الخارجية، وعلى الأكثر يضيع الطاقة.ولكن في حالة وجود مصدر مضخة الحرارة يمكن العثور عليها (لتنظيم)، وبعد ذلك سوف تتحول "الثلاجة العكس بالعكس » - التركيز الرئيسي للوحدة هو فقط للحرارة.

بأي مبدأ عمل مضخة الحرارة؟

وهو نظام من ثلاث دوائر مع تعميمها المبردات.يتم تضمين

التخطيطي الرسم البياني للمضخة الحرارة في مرتبة

• نظام المنزل التدفئة في جسم المضخة الحرارية ( يطرح . 1) اثنين من المبادلات الحرارية ( يطرح 4 و 8)، وضاغط ( نقاط البيع 7)، دائرة التبريد ( يطرح الأجهزة 5)، التنظيم والرقابة.
• الدائرة الأولى ( نقاط البيع. 1) مع تلقاء مضخة تداولها ( يطرح . 2) نشر ( مغمورة ) في مصدر الحرارة من درجة منخفضة (على أجهزتهم سيتم مناقشتها أدناه).تلقي الطاقة الحرارية من مصدر غير المنقطعة الخارجي (كما هو موضح الوردي السهم واسع)، يسخن بضع درجات (عادة تستخدم تحقيقات أو جامعي في الأرض أو في الماء - ما يصل إلى 4 ÷ 6 ° C )، وتعميم السقوط المبردفي مبادل-المبخر (نقاط البيع 4).هنا هو نقل الحرارة الأولية التي تم الحصول عليها من الخارج.
• والتبريد المستخدمة في الحلقة الداخلية للمضخة (نقاط البيع. 5)، لديه نقطة غليان منخفضة للغاية.وعادة ما تستخدم هناك واحد من الحديث، صديقة للبيئة مركبات الكربون الكلورية فلورية ، أو ثاني أكسيد الكربون (في الواقع - ثاني أكسيد الكربون المسال).عند مدخل المبخر (نقاط البيع 6). تناسبها في حالة سائلة تحت انخفاض الضغط - أنه يوفر خنق قابل للتعديل (نقاط البيع 10).شكل خاص من نوع مدخل الشعرية وشكل المبخر يسهم انتقال فوري تقريبا من غاز التبريد في حالة غازية.وفقا لقوانين الفيزياء، ويقترن دائما من قبل تبخر تبريد وامتصاص الحرارة المحيطة.منذ يقع هذا الجزء من الحلقة الداخلية في أول الدائرة مبادل حراري تختار حرارة الفريون من المبرد في حين تبريده (واسع البرتقال السهم).يستمر المبردة المبرد أن يعمم وإعادة اكتساب الطاقة الحرارية من مصدر خارجي.
• المبردات في الحالة الغازية، نقل نقل الحرارة إلى ذلك، يدخل الضاغط (نقاط البيع. 7)، حيث تحت تأثير ضغط ترتفع درجة الحرارة بشكل حاد .وعلاوة على ذلك، فإنه يقع في مبادل حراري التالية (نقاط البيع. 8) وهو مكثف وأنبوب الثالث من الدائرة مضخة الحرارة.(نقاط البيع. 11).
• هنا يأتي تماما عملية المعاكس - التبريد يتكثف تتحول إلى الحالة السائلة، في حين يعطي حرارتها إلى الناقل للحرارة من الدائرة الثالثة.وعلاوة على ذلك، في الحالة السائلة تحت ضغط عال يمر عبر مفاعل حيث يتم تقليل الضغط، وتتكرر الدورة من التحولات الفيزيائية للدولة الإجمالية للتبريد مرارا وتكرارا.
• ينتقل الآن إلى الدائرة الثالثة (نقاط البيع. 11) مضخة الحرارة.له من خلال مبادل حراري (نقاط البيع. 8) خيانة الطاقة الحرارية من ضغط غاز التبريد ساخنة (السهم الأحمر واسعة).هذه الدائرة لديها قناعاتها تداول مضخة (نقاط البيع. 12) التي تنص على الحركة من أنابيب التبريد والتدفئة.ومع ذلك، فإن استخدام أكثر حكمة بكثير لا تزال تتراكم ومعزولة بعناية حاوية عازلة (نقاط البيع. 13)، والتي سيتم نقلها إلى تراكم الحرارة.ويستهلك تخزين الطاقة الحرارية حتى لتلبية احتياجات التدفئة والمياه الساخنة، والإنفاق تدريجيا حسب الحاجة.هذا الإجراء يسمح الجانب الآمن في حالة انقطاع التيار الكهربائي أو استخدام المزيد من أرخص سعر ليلة والكهرباء اللازمة لتشغيل المضخات الحرارية.

تحسين كفاءة التدفئة تساعد حرارة البطارية

إذا كنت تقوم بتثبيت خزان العازلة، ثم لأنها قد زودت الدائرة التدفئة ( يطرح 14) مع مضخة الدورة الدموية الخاصة بها ( يطرح 15)، وتوفير المبرد تتحرك من خلالنظام الأنابيب ( يطرح 16).كما سبق ذكره، يمكن أن تكون الدائرة الثانية التي توفر الماء الساخن للاستخدام المنزلي.

مضخة الحرارة لا يمكن أن تعمل دون كهرباء - هو مطلوب منها لتشغيل الضاغط (واسعة السهم الأخضر)، وتعميم المضخات في الدوائر الخارجية كما تستهلك الكهرباء.لكن، وكما نحن المطورين أكد والشركات المصنعة للمضخات الحرارة، واستهلاك الكهرباء ليست مماثلة لتلك التي حصلت «حجم » الطاقة الحرارية.وهكذا، مع تجميع السليم وظروف التشغيل المثلى، وغالبا ما يجري نتحدث أكثر عن 300 في المئة كفاءة، وهذا هو، عند واحد كيلووات المنقضي من الكهرباء مضخة الحرارة يمكن أن توفر "على جبل" 4 كيلو واط من الطاقة الحرارية.

في الواقع، بيانا مماثلا حول كفاءة عدة غير صحيحة.لم تلغ قوانين الفيزياء، وكفاءة أعلى من 100٪ - نفس المدينة الفاضلة كما « perpetummobile » - الحركة الدائبة.ومن في هذه الحالة يذهب على الاستخدام الرشيد للكهرباء من أجل "نقل" وتحويل الطاقة القادمة من مصدر خارجي لللا ينضب.ومن المناسب أن استخدام مفهوم COP (من الإنجليزية «معامل الأداء» ) أنه في اللغة الروسية، وغالبا ما تسمى "كفاءة تحويل الحرارة."في هذه الحالة، في الواقع، قد الحصول على قيمة أكبر من واحد :

CO P = س ن / و ، حيث:

CO P - انتشار الإقليم الشمالي الخ eobrazovaniya الحرارة.

س ن - كمية الطاقة الحرارية المنتجة من قبل المستهلك.

و - العمل الذي قام به ضاغط.

مخطط توزيع الطاقة يتدفق

هناك لا يزال فارق بسيط واحد حول والتي غالبا ما ننسى ببساطة - استهلاك الطاقة محددة لسير العمل العادي للمضخة يتطلب ليس فقط الضاغط وتداول مضخات ولكن في الدوائر الخارجية.استهلاك الطاقة في هم، بطبيعة الحال، هو أقل من ذلك بكثير، ولكن، مع ذلك ، فإنه يمكن أيضا أن تؤخذ بعين الاعتبار، وهذا في كثير من الأحيان لأغراض التسويق هو ببساطة لم تفعل.

الناتجة المبلغ الإجمالي من الطاقة الحرارية يمكن أن تنفق:

لماذا أغراض الطاقة يمكن استخدامها، التي تم الحصول عليها بواسطة مضخة الحرارة؟

1 - الحل الأمثل - نظام الجنسين بالماء الدافئ.وكقاعدة عامة، توفر مضخات الحرارة « الارتفاع » درجة الحرارة إلى حوالي 50 ÷ 60 ° مع - ما يكفي لتدفئة أرضية.

2 - الماء الساخن في المنزل.عادة درجة الحرارة أنظمة المياه الساخنة على هذا المستوى ويدعمه - حوالي 45 ÷ 55 ° C .

3 - ولكن لعلبة التروس التقليدية مثل التدفئة غير كافية.خروج - لزيادة عدد الفروع أو استخدام مشعات درجات الحرارة المنخفضة خاصة.يساعد على حل المشكلة ونوع من سخانات الحمل الحراري.

4 - واحدة من أهم مزايا مضخات الحرارة - القدرة على التبديل لهم "عكس" واسطة.في فصل الصيف، يمكن هذه الوحدة تؤدي وظيفة تكييف الهواء - اخذ الحرارة من المباني و نقلها إلى الأرض أو الماء في الجسم .مصادر

من أدنى إمكانية الطاقة

ما هي مصادر الطاقة المنخفضة القدرة قادرة على استخدام المضخات الحرارية؟في هذا الدور يمكن أن تعمل الصخور والتربة على أعماق مختلفة والمياه من الخزانات الطبيعية أو الآبار أو المياه الجوفية، الغلاف الجوي الهواء أو دافئ تيار الهواء انسحبت من المباني أو العمليات الصناعيةالمجمعات.

A. استخدام الحرارية الطاقة التربة

كما سبق ذكره، دون مستوى التربة تجميد مميزة هذه المنطقة، ودرجة حرارة الأرض مستقرة على مدار السنة.هذا وتستخدم لتشغيل المضخات الحرارية على "أرض - المياه».

الطاقة الرئيسية استخراج حلبة "الأرض - المياه»

لإنشاء مثل هذا النظام تستعد سطح الحقل الحراري خاص، الذي يزيل الطبقة العليا من التربة على عمق حوالي 1،2 ÷ 1، 5 متر.وضعت الخطوط العريضة، المصنوعة من الأنابيب البلاستيكية أو المعدنية التي يبلغ قطرها 40 ملم عادة.كفاءة إزالة من الطاقة الحرارية يعتمد على الظروف المناخية المحلية ويبلغ طول إنشاء كفاف.

تقريبا، لقطاع متوسط ​​من روسيا، فمن الممكن لتشغيل العلاقات التالية:

• الجافة التربة الرملية - 10 واط من الطاقة مع متر واحد من الأنابيب.
• التربة الطينية الجافة - 20 واط / م.
• التربة الطينية الرطبة - 25 واط / م.
• الصخور الطينية مع ارتفاع موقع المياه الجوفية - 35 واط / م.

وعلى الرغم مما يبدو من بساطة الحرارة، والطريقة ليست دائما الحل الأفضل.والحقيقة هي أنه ينطوي على كبير جدا مجلدات الحفر.ما تبدو بسيطة على المخطط - هو أكثر صعوبة في الأداء العملي.القاضي لنفسك - من أجل "إزالة" من الدائرة تحت الأرض، حتى 10 كيلو فولت الجزر eplovoy الطاقة على التربة الطينية تحتاج إلى حوالي 400 متر من الأنابيب.إذا حتى تأخذ في الاعتبار قاعدة إلزامية يجب أن يكون هناك فاصل زمني لا يقل عن 1 ، 2 متر، سيكون من الضروري لوضع مساحة 4 مائة (20 × 20 متر) بين يتحول من الدائرة.

التبويب المجال لإزالة الحرارة من الأرض - على نطاق واسع جدا ومهمة تستغرق وقتا طويلا

أولا، ليس الجميع لديه الفرصة لتخصيص الأراضي.ثانيا، مستبعدة تماما أي بناء في هذا المجال، لأن احتمال الأضرار التي لحقت الدائرة.والثالث - اختيار الحرارة من الأرض، خصوصا في إجراء العمليات الحسابية على نحو رديء ، لا يمكن أن تمر دون أن تترك أي أثر.