Varmepumper med deres egne hænder

menneskeheden siden oldtiden «vant» til at bruge den tilgængelige naturlig energi at simpelthen brændt for varme eller til omdannelse til andre former for energi.De lærte, hvordan folk bruger og det skjulte potentiale vandstrømme - startede af vandmøller og nåede de magtfulde vandkraftværker.Men hvad det syntes helt tilstrækkeligt stadig hundrede år siden, i dag er det ikke kan opfylde behovene hos en voksende verdensbefolkning.

første naturlige « opbevaring » stadig ikke bundløs, og energiproduktion bliver mere og mere vanskeligt hvert år, flytter ind i fjerntliggende områder eller endda offshore.For det andet er afbrænding af naturlige råvarer altid er forbundet med udledning af forbrændingsgasser i atmosfæren, at de nuværende store mængder sådanne emissioner har sat planeten på randen af ​​en økologisk katastrofe.Vandkraft er ikke nok, og forstyrrelse af den hydrologiske balance i floder og tiltrækker en masse negative konsekvenser.Atomkraft, som engang blev betragtet som "et universalmiddel", efter en række

resonans menneskeskabte katastrofer forårsage en masse spørgsmål, og i mange regioner i verden NPP konstruktion er simpelthen forbudt ved lov.

Men der er andre, næsten uudtømmelige energikilder, som har været meget brugt for nylig.Moderne teknologi har gjort meget effektivt til at producere elektricitet og varme, vind, sol, hav tidevand og etc .Én fra alternative kilder er den termiske energi af jordens indre, reservoirer , atmosfære.Det er brugen af ​​sådanne kilder baseret varmepumpe.Lignende udstyr for os indtil stadig indgår i kategorien af ​​"eksotiske nyheder", og på samme tid på denne måde er fyret sin boliger mange mennesker i Europa - for eksempel i Schweiz eller Skandinavien antallet af boliger med lignende systemer overskredet50%.Gradvist begynder denne form for praksis og produktion af varme i de russiske vidder, mens priserne for erhvervelse af højteknologisk udstyr sæt ser meget skræmmende.Men som altid, er master entusiaster, der viser deres kreative evner og indsamle varmepumper med deres egne hænder.

publikation henvender sig at sikre, at læseren kan få et nærmere kig og et grundlæggende princip af varmepumpen enhed og lære om de fordele og ulemper ved stille.Derudover vil du lære om gode erfaringer med at skabe deres egne operativsystemer.

Princippet om drift af varmepumpen

Ikke alle af denne tanke, men alle omkring os - en masse varmekilder, at "arbejder "døgnet rundt.For eksempel - selv i de mest alvorlige kolde temperatur under isen af ​​en frosne reservoir alle godt fortsat positiv.Det samme mønster og med recessen i tykkelsen af ​​jorden - under grænserne for sit frysepunkt er næsten altid stabil og er tilnærmelsesvis lig med gennemsnittet typisk for denne region.Betydelig varme potentiale bærer i sig selv og luften.

Måske nogen vil forvirre alt, synes det, den lave temperatur af vand, jord eller luft.Ja, de er lav kvalitet energikilder, men det vigtigste "trumfkort» - stabilitet, og avanceret teknologi, baseret på love termisk fysik, tillade selv en lille forskel i at konvertere den nødvendige varme.Og se dig, når det er koldt om vinteren er 20 grader under frysepunktet og jorden er 5 ÷ 7 grader, denne amplitude forskel - allerede meget sømmelig.

Det er denne kontinuitet ejendom modtagelse af lav potentiel energi der ligger i varmepumpens kredsløb.Faktisk denne enhed er en enhed, "pumper" og "koncerter" varme er taget fra den uudtømmelige kilde.

kan drage nogle analogi til alle venner køleskab.De produkter, der er placeret deri til køling og opbevaring og ind i luftkammeret når døråbningen - har også en ikke for høj temperatur.Men hvis du rører varmeveksling gitter kondensator på bagvæggen i køleskabet, er det enten meget varm, eller endda varmt.

Så hvorfor ikke bruge dette princip til at opvarme kølevæsken? kursus køleskab analogi er ikke direkte - der er ingen stabil ekstern varmekilde, og på de fleste er spildt energi.Men i tilfælde af en varmepumpe kilde kan findes (at organisere), og så vil det vise sig "køleskab omvendt » - hovedfokus enheden er bare at varme.

Med hvilken princippet om en varmepumpe arbejde?

Det er et system af tre kredsløb med cirkulerende dem kølemidler.

• hjem system i kroppen af ​​varmepumpen ( udgør . 1) er arrangeret to varmevekslere ( volder . 4 og 8), kompressoren ( pos. 7), kølekredsløbet ( udgør . 5), regulering og kontrol-enheder.
• første kredsløb ( pos. 1) med sin egen cirkulationspumpe ( udgør . 2) indsendt ( nedsænket ) i lav kvalitet varmekilde (på deres enhed vil blive diskuteret nedenfor).Modtagelse termisk energi fra en ekstern Uninterruptible kilde (vist bred pink pil), opvarmet et par grader (normalt ved hjælp af prober eller samlere i jorden eller i vand - op til 4 ÷ 6 ° C ), cirkulerer den falder kølervæskei veksler-fordamper (pos. 4).Her er den primære varmeoverførsel opnås udefra.
• Kølemidlet anvendes i den indre sløjfe af pumpen (pos. 5), har et meget lavt kogepunkt.Normalt er der anvendt en af ​​den moderne, miljøvenlige CFC , eller kuldioxid (i virkeligheden - den flydende kuldioxid).Ved indgangen til fordamperen (pos. 6) det passer ind i en flydende tilstand under reduceret tryk - det giver en justerbar gasspjæld (pos. 10).Den specielle udformning af indløbet kapillær type og form af fordamperen bidrager næsten omgående overgang af kølemidlet i gasform.Ifølge fysikkens love, er det altid ledsaget af fordampning af quenching og absorption af omgivende varme.Da denne del af den indre sløjfe er placeret i en første varmeveksler kredsløb vælger Freon varme fra kølemidlet under afkøling det (bred orange pil). Chilled kølevæske fortsætter med at cirkulere og re-vinder termisk energi fra en ekstern kilde.
• kølemiddel i gasform, overfører overfører varme til det, kommer ind i kompressoren (pos. 7), hvor under indflydelse af kompressionen dens temperatur stiger kraftigt .Endvidere falder den ind i det følgende varmeveksler (pos. 8), som er en kondensator og det tredje rør af varmepumpen kredsløb.(Pos. 11).
• Her kommer helt modsat proces - kølemidlet kondenserer blive til en flydende tilstand, samtidig med sin varme til varme bærer af den tredje kredsløb.Endvidere er der i den flydende tilstand ved højt tryk passerer gennem reaktoren, hvor trykket reduceres, og cyklussen af ​​de fysiske transformationer af den samlede tilstand af kølemidlet gentages igen og igen.
• flytter nu til den tredje kredsløb (pos. 11) af varmepumpen.Ham gennem varmeveksleren (pos. 8) forrådt termisk energi fra den opvarmede kølemiddel kompression (bred rød pil).Dette kredsløb har sin egen cirkulationspumpe (pos. 12), der tilvejebringer bevægelse af opvarmning kølevæske rør til.Men en meget klogere anvendelse stadig akkumulere og omhyggeligt isolerede buffer beholder (pos. 13), som vil blive overført til at ophobe varme.Oplagring af varme energi forbruges selv for de behov, varme og varmt vand, udgifter gradvist efter behov.Denne foranstaltning gør det muligt sikre side i tilfælde af en strømafbrydelse eller bruge mere billigere nat sats elektricitet kræves for at drive varmepumpen.

Hvis du installerer en buffer lagertank, derefter til den allerede leverede varmekredsen ( udgør . 14) med sin egen cirkulationspumpe ( udgør . 15), hvilket giver en kølemiddel bevæger sig gennemrørsystem ( udgør . 16).Som allerede nævnt, kan det være en anden kreds, der giver varmt vand til husholdningsbrug.

Varmepumpen kan ikke fungere uden strøm - det er nødvendigt for driften af ​​kompressoren (bredt grøn pil), og cirkulationspumper i eksterne kredsløb også forbruge elektricitet., Som vi er sikret udviklere og producenter af varmepumper, el-forbruget er imidlertid ikke sammenlignes med den, der opnås « volumen » termisk energi.Således med ordentlig samling og optimale driftsbetingelser, ofte bliver taler om 300 procent mere effektivitet, dvs. når en Forløbet kilowatt elektricitet en varmepumpe kan give "på bjerget" 4 kilowatt varmeenergi.

Faktisk en lignende erklæring om effektiviteten af ​​flere ukorrekte.Fysikkens love ikke er blevet annulleret, og en virkningsgrad på over 100% - samme utopi som « perpetummobile » - evig bevægelse.Det i dette tilfælde går om rationel udnyttelse af elektricitet med henblik på at "overførsel" og omdannelsen af ​​energi fra en ekstern kilde til uudtømmelig.Det er hensigtsmæssigt at anvende begrebet COP (fra det engelske «koefficient på ydeevne» ), der i det russiske sprog, ofte kaldet "varme konvertering effektivitet."I dette tilfælde, ja, kan få værdi større end en :

CO P = Q n / A , hvor:

CO P - Udbredelse nt osv eobrazovaniya varme;

Q n - den mængde varme energi produceret af forbrugeren;

A - arbejde udført af installationen kompressor.

Der stadig en nuance om hvilke ofte blot glemmer - specifikke energiforbrug for den normale funktion af pumpen kræver ikke kun kompressor og cirkulationspumper, men i eksterne kredsløb.Strømforbrug på dem, selvfølgelig, er meget mindre, men, alligevel , det kan også tages i betragtning, og det ofte til markedsføringsformål er simpelthen ikke gjort.

Den resulterende samlede varmeenergi kan bruges:

1 - den optimale løsning - et system varm vand kønnene.Som regel, varmepumper giver « stige » temperaturen til omkring 50 ÷ 60 ° Med - er nok til gulvvarme.

2 - varmt vand derhjemme.Normalt varmt vand systemer temperaturen på dette niveau, og er støttet af - omkring 45 ÷ 55 ° C .

3 - men for konventionelle radiatorer sådan opvarmning er utilstrækkelig.Exit - at øge antallet af sektioner eller anvendelse af særlige lavtemperatur-radiatorer.Bidrage til at løse problemet og typen af ​​konvektionsvarmere.

4 - en af ​​de store fordele ved varmepumper - evnen til at skifte dem til "omvendt" mode.I sommeren, kan denne enhed udføre klimaanlæg funktion - at fjerne varmen fra lokaler og overføre den ned i jorden eller vand krop .

Kilder til lav potentiel energi

Hvad er kilderne til lav potentielle energi i stand til at bruge varmepumper?I denne rolle kan virke sten, jord i forskellige dybder, vand fra naturlige reservoirer , brønde eller vandførende lag, atmosfærisk luft eller varm luft stream trukket tilbage fra bygninger eller industriel proceskomplekser.

A. Brugen af ​​termisk energi jord

Som allerede nævnt under niveauet af jord frysning karakteristisk denne region, jorden temperaturen er stabil hele året.Dette bruges til at drive varmepumpen på en "jord - vand ».

at oprette et sådant system er ved at forberede særlige overflade termisk område, som fjerner det øverste lag af jorden til en dybde på omkring 1,2 ÷ 1, 5 målere.Konturerne er placeret, af kunststof eller metal rør med en diameter typisk 40 mm.Effektivitet fjernelse af termisk energi afhænger af lokale klimaforhold og den samlede længde af genereret kontur.

Groft, for en gennemsnitlig stribe af Rusland, er det muligt at betjene følgende relationer:

• tør sandjord - 10 watt med en meter af røret.
• tør lerjord - 20 W / m.
• våd lerjord - 25 W / m.
• ler klipper med høj placering grundvand - 35 W / m.

Trods den tilsyneladende enkelhed af varmen, den måde er ikke altid den bedste løsning.Faktum er, at det indebærer en meget betydelig mængder udgravning.Hvad ser simpelt på ordningen - er langt vanskeligere i praktiske udførelse.Døm selv - for at "fjerne" fra undergrunden kredsløb, selv en 10 kV reflux eplovoy energi på lerjord har brug for omkring 400 meter rør.Hvis endda tage højde for en ufravigelig regel, at der skal være et interval på mindst 1 , 2 meter, vil det være nødvendigt for æglæggende et areal på 4 hundrede (20 × 20 meter) mellem vindingerne af kredsløbet.

første ikke alle har mulighed for at tildele et territorium.Sekund, helt udelukket enhver bygning i dette område, eftersom sandsynligheden for beskadigelse af kredsløbet.Og for det tredje - valg af varme fra jorden, især i dårligt udført beregninger, kan ikke passere uden at efterlade spor.