Tepelná čerpadla vlastníma rukama

lidstvo už od starověku «zvyklý» k využití dostupného přirozenou energetickou že jednoduše hořel pro výrobu tepla nebo pro přeměnu na jiné formy energie.Naučili se, jak lidé používají a skrytý potenciál vodních toků - začal vodních mlýnů a dosáhly silné vodní elektrárny.Avšak to, co se zdálo zcela dostačující stále před sto lety, dnes to nemůže uspokojit potřeby rostoucí světové populace.

Za prvé, přírodní « skladování » stále není bezedná, a výroba energie se stává čím dál obtížnější každý rok, se stěhují do odlehlých oblastí nebo dokonce na moři.Za druhé, pálení přírodních surovin je vždy spojena s emisemi ze spalovacích plynů do atmosféry, že tyto emise současné obrovské objemy dali planetu na pokraji ekologické katastrofy.Vodní energie nestačí, a narušení hydrologickou bilanci řek a láká mnoho negativních důsledků.Jaderná energie, která kdysi byla považována za "všelék", po několika rezonančních člověkem způsobených katastrof způsobit spoustu otázek, a v mnoha oblastech světa je NPP konstrukce jednoduše zákonem zakázáno.

Nicméně existují i ​​jiné, prakticky nevyčerpatelné zdroje energie, které byly v nedávné době široce používány.Moderní technologie umožnila velmi efektivně využít k výrobě elektřiny nebo tepla, vítr, slunce, oceán přílivy a atd .Jeden z alternativních zdrojů je tepelná energie ze zemského nitra, nádrží , atmosféru.Jedná se o využití těchto zdrojů na bázi tepelného čerpadla.Podobná zařízení pro nás až stále zařazeny do kategorie "exotických novinek", a zároveň tímto způsobem je zapálený jeho bydlení velmi mnoho lidí v Evropě - například ve Švýcarsku nebo Skandinávii počtu domácností s podobnými systémy překračovány50%.Postupně začíná tento druh praxe a produkci tepla v ruské rozlohy, zatímco ceny pro získání high-tech zařízení setu vypadají velmi děsivé.Ale jako vždy, jsou mistři nadšenci, kteří vystavují své tvůrčí schopnosti a sbírat tepelná čerpadla s jejich vlastních rukou.

publikace je zaměřena na aby bylo zajištěno, že čtenář může dostat se blíže podívat a základní princip jednotky tepelného čerpadla a dozvědět se o výhodách a nevýhodách klid.Kromě toho se dozvíte o dobrých zkušenostech z vytváření vlastních operačních systémů.

Princip fungování tepelného čerpadla

Ne všichni z této myšlenky, ale všude kolem nás - spousta tepelných zdrojů, že "pracovat "nepřetržitě.Například - i v nejtěžších nízké teploty pod led zamrzlého nádrže všechny dobře zůstává pozitivní.Stejný vzor a s vybráním v tloušťce půdy - pod mezemi jeho tuhnutí je téměř vždy stabilní a je přibližně stejná, jako průměr, typické pro tuto oblast .Značný potenciál tepla nese v sobě i ve vzduchu.

Možná, že někdo bude plést všechno by se mohlo zdát, nízkou teplotu vody, půdy či ovzduší.Ano, jsou to low-grade zdroje energie, ale hlavním "trumfem» - stabilita a moderní technologie, založená na zákonech tepelného fyziky, aby i malý rozdíl v konverzi požadované teplo.A vidíte, když je zima, v zimě je 20 stupňů pod bodem mrazu a půda je 5 ÷ 7 stupňů, to amplituda rozdíl - již velmi korektní.

Je to kontinuita přijetí vlastností nízkopotenciální energie, které jsou nedílnou součástí okruhu tepelného čerpadla.Ve skutečnosti je tato jednotka je zařízení, které "pumpy" a "koncerty" teplo je převzat z nevyčerpatelného zdroje.

může čerpat určitou analogii všem přátelům chladničce.Produkty, které jsou v něm umístěny pro chlazení a skladování a vstupující do vzduchové komory poté, co dveře - mají také není příliš vysokou teplotu.Ale pokud se dotknete teplosměnné mřížkový kondenzátor na zadní stěně chladničky je buď velmi teplé, nebo dokonce horký.

Proč tedy nevyužít tento princip k ohřevu chladicí kapaliny? Samozřejmě chladnička analogie není přímá - není stabilní externí zdroj tepla, a nejvíce je plýtvání energií.Ale v případě zdroje tepelného čerpadla lze nalézt (organizovat), a pak to dopadne "lednička naopak » - Hlavním cílem jednotky je jen na teplo.

Tím, co princip práce tepelného čerpadla?

Jedná se o systém tří okruhy s cirkulující jim chladící kapalinu.

• domů systém v těle tepelného čerpadla ( představuje . 1) jsou uspořádány dva tepelné výměníky ( představuje . 4 a 8), kompresor ( pos. 7), chladicí okruh ( představuje . 5), regulační a kontrolní zařízení.
• první okruh ( poz. 1) s vlastním oběhovým čerpadlem ( představuje . 2) vykázala ( ponořený ) ve zdroji tepla low-grade (na svém zařízení, budou popsány níže).Příjem tepelné energie z externího zálohovaného zdroje (ukázala širokou růžová šipka), zahřívá několik stupňů (obvykle pomocí sond nebo kolektorů v zemi nebo ve vodě - až 4 ÷ 6 ° C ), cirkulující pády chladivav výměníku-výparník (poz. 4).Zde je primární přenos tepla získané z vnější strany.
• Použité chladivo ve vnitřní smyčce čerpadla (pol. 5), má teplotu velmi nízkou teplotu varu.Obvykle se používá jeden z moderních, ekologicky šetrné CFC , nebo oxidu uhličitého (ve skutečnosti - zkapalněný oxid uhličitý).Na vstupu do výparníku (poz. 6) zapadá v kapalném stavu za sníženého tlaku - poskytuje nastavitelnou škrticí klapky (poz. 10).Speciální tvar typu vstupní kapilární a tvaru výparníku přispívá prakticky okamžitý přechod z chladiva v plynném stavu.Podle zákonů fyziky, to je vždy doprovázena odpařováním kalení a pohlcování okolního tepla.Vzhledem k tomu, tato část vnitřní smyčky se nachází v prvním výměníku tepla okruhu vybere Freon teplo z chladicí kapaliny, zatímco chlazení se (široký oranžová šipka). chlazené chladivo pokračuje v oběhu a znovu získává tepelnou energii z externího zdroje.
• chladivo v plynném stavu, přenosu přenáší teplo do ní vstupuje do kompresoru (poz. 7), kde pod vlivem komprese jeho teplota prudce stoupá .Dále, že spadá do následujícího výměníku tepla (poz. 8), která je kondenzátor a třetí trubka z okruhu tepelného čerpadla.(Poz. 11).
• Zde je zcela opačný proces - chladivo kondenzuje otáčení do kapalného stavu, přičemž se jeho teplo do teplonosného média třetího okruhu.Dále, v kapalném stavu při vysokém tlaku prochází reaktorem, kde je tlak nižší, a cyklus fyzických transformací na skupenství chladiva je znovu a znovu opakovat.
• nyní přesune do třetího obvodu (poz. 11) tepelného čerpadla.Ho přes výměník tepla (poz. 8) zrazena tepelnou energii z komprese ohřátého chladiva (široký červená šipka).Tento obvod má vlastní oběhové čerpadlo (poz. 12), který zajišťuje pohyb topných trubek chladiva.Nicméně, mnohem moudřejší použití stále hromadí a pečlivě izolovány vyrovnávací nádoba (poz. 13), které budou přeneseny akumulovat teplo.Vytváření zásob tepelné energie se spotřebovává i pro potřeby vytápění a přípravu teplé vody, tráví postupně, podle potřeby.Toto opatření umožňuje bezpečné straně v případě výpadku napájení nebo použít více levnější noční elektřinu rychlost potřebnou pro provoz tepelného čerpadla.

Pokud instalujete Vyrovnávací zásobník je, pak to již dodáván topný okruh ( představuje . 14) s vlastním oběhovým čerpadlem ( představuje . 15), poskytující chladicí kapaliny pohybující sepotrubní systém ( představuje . 16).Jak již bylo zmíněno, může to být druhý okruh, který zajišťuje teplou vodu pro domácí použití.

tepelné čerpadlo nemůže fungovat bez napájení - je nutné pro provoz kompresoru (širokoúhlý zelená šipka), a oběhová čerpadla ve vnějších obvodech také spotřebují elektřinu.Nicméně, jak si můžeme být jisti vývojáři a výrobci tepelných čerpadel, spotřeba elektrické energie je srovnatelná se situací získat «hlasitosti » tepelné energie.Tak se správnou montáž a optimálních provozních podmínek, často je mluví o 300 procent větší účinnost, to znamená, že když jeden Uplynulý kW elektrické energie tepelné čerpadlo může poskytnout "na hoře" 4 kW tepelné energie.

Ve skutečnosti, podobné prohlášení o účinnosti několika nesprávné.Zákony fyziky nebyl zrušen, a efektivita vyšší než 100% - stejná utopie jako « perpetummobile » - neustálém pohybu.To v tomto případě jde o racionální využívání elektřiny, aby se "přenos" a přeměna energie přicházející z externího zdroje nevyčerpatelné.Je vhodné používat pojem COP (z angličtiny «koeficient výkonnosti» ), které v ruském jazyce, často nazýván "účinnost přeměny tepla."V tomto případě skutečně může získat hodnotu větší než jeden :

CO P = Q n / , kde:

CO P - Prevalence nt atd. eobrazovaniya tepla;

Q n - množství tepelné energie vyrobené spotřebitelem;

- práce provedená instalace kompresoru.

Neexistuje ještě jeden nuance, o kterých často jednoduše zapomenout - měrnou spotřebu energie pro normální fungování čerpadla vyžaduje nejen kompresoru a oběhových čerpadel, ale ve vnějších obvodech.Spotřeba energie na ně, samozřejmě, je mnohem menší, ale přesto , to může také být vzaty v úvahu, a to často za účelem marketingu se prostě nedělá.

Výsledné celkové množství tepelné energie mohou být použity:

1 - optimální řešení - systém teplá voda pohlaví.Je pravidlem, že tepelná čerpadla poskytují « zvýší » teploty na asi 50 až 60 ° S - je dost pro podlahové vytápění.

2 - teplá voda doma.Obvykle teplou vodou teplota na této úrovni a je podporován - 45 ÷ 55 ° C .

3 - ale pro běžné radiátory, jako topení je nedostatečná.Konec - zvýšit počet sekcí, nebo použití speciálních nízkoteplotních otopných těles.Přispět k vyřešení problému a typ konvektory.

4 - jedna z hlavních výhod tepelných čerpadel - schopnost jejich přepnutí do režimu "reverse".V létě je tato jednotka může vykonávat funkci klimatizace - odnášet teplo z prostor a přenesením do půdy nebo vody těla .

zdroje nízkopotenciální energie

Jaké jsou zdroje s nízkým potenciální energie schopný pomocí tepelných čerpadel?V této roli mohou působit horniny, půda v různých hloubkách, vodu z přírodních nádrží , studní či podzemních kolektorů, atmosférický vzduch nebo teplý vzduch proudu odebraných z budovy nebo výrobního procesukomplexy.

A. Využití tepelné energie půdy

Jak již bylo zmíněno, pod úrovní půdy zmrazení charakteristických tuto oblast, je teplota země je stabilní po celý rok.To se používá k ovládání tepelného čerpadla na "zem - voda ".

vytvořit takový systém připravuje speciální povrchovou teplotní pole, která odstraňuje vrchní vrstvu zeminy do hloubky asi 1,2 ÷ 1, 5 metrů.Obrysy jsou umístěny, vyrobené z plastových nebo kovových trubek o průměru typicky 40 mm.Účinnost odstranění tepelné energie závisí na místních klimatických podmínkách a celková délka generované obrys.

Zhruba za průměrnou pás Ruska, je možné provozovat tyto vztahy:

• suché písčité půdy - 10 wattů s jeden metr potrubí.
• suché jílovité půdy - 20 W / m.
• mokré jílovité půdy - 25 W / m.
• jílové horniny s vysokým umístění podzemní vody - 35 W / m.

Přes zdánlivou jednoduchost tepla, cesta není vždy tím nejlepším řešením.Faktem je, že to znamená velmi významné objemy výkop.Co vypadá jednoduše na schématu - je mnohem obtížnější v praktickém provedení.Posuďte sami - aby "Odstranit" z podzemního obvodu, dokonce i 10 kV reflux eplovoy energii na jílovitých půdách need asi 400 metrů potrubí.Pokud dokonce vzít v úvahu závazné pravidlo, že musí být interval nejméně 1 , to bude nezbytné pro pokládku na ploše 4 sto (20 x 20 metrů) mezi závity okruhu 2 metrů.

Za prvé, ne každý má možnost přidělit území.Za druhé, zcela vyloučit jakoukoli výstavbu v této oblasti, protože pravděpodobnost poškození obvodu.A za třetí - výběr tepla ze země, a to zejména ve špatně provedených výpočtů , nemůže projít bez zanechání stopy.