Toplinske pumpe sa svojim vlastitim rukama

čovječanstvo od davnih vremena «navikli» koristiti raspoložive prirodne energije da jednostavno spalio zbog vrućine ili za pretvorbu u druge oblike energije.Naučili su kako ljudi koriste i skriveni potencijal vodotoka - počeo vodenica i dosegla moćne hidroelektrana.Međutim, ono što se činilo sasvim dovoljno još prije sto godina, danas ne mogu zadovoljiti potrebe rastućeg svjetskog stanovništva.

Prvo, prirodno « pohranu » još uvijek nije bez dna, a proizvodnja energije svake godine postaje sve teže i teže, kreće u udaljenim područjima ili čak i off-shore.Drugo, spaljivanje prirodnih sirovina je uvijek povezan s emisijama plinova izgaranja u atmosferu da su trenutne goleme količine takve emisije staviti planet na rubu ekološke katastrofe.Hidroelektrana energija nije dovoljno, te narušavanje hidrološke bilance rijeka i privlači mnogo negativnih posljedica.Nuklearna energija, koja je nekada bio smatran "panaceja", nakon niza

rezonancije umjetnih katastrofa izazvati mnogo pitanja, te u mnogim regijama svijeta NEK izgradnja jednostavno je zabranjeno zakonom.

Međutim, postoje i drugi, praktički neiscrpne izvore energije, koji su naširoko koristi u zadnje vrijeme.Moderna tehnologija omogućila je vrlo učinkovito koristi za proizvodnju električne energije ili topline, vjetra, sunca, oceanske plime i itd .Jedan iz alternativnih izvora je toplinska energija Zemljine unutrašnjosti, rezervoara , atmosferu.To je uporaba takvih izvora na temelju toplinske pumpe.Slično oprema za nama dok još uključen u kategoriju "egzotičnih novina", au isto vrijeme na ovaj način je otkaz svojoj stambenog vrlo mnogo ljudi u Europi - na primjer, u Švicarskoj ili Skandinaviji broj domova sa sličnim sustavima prekoračen50%.Postupno počinje ovakvu praksu i proizvodnju topline u ruskim prostranstvima, dok su cijene za stjecanje high-tech set opreme je izgleda vrlo zastrašujuće.No, kao i uvijek, su majstori entuzijasti koji prikazuju svoje kreativne sposobnosti i skupljati toplinske pumpe sa svojim vlastitim rukama.

publikaciju čiji je cilj kako bi se osiguralo da čitatelj može se bliži pogled i osnovni princip jedinice toplinske crpke i učiti o prednostima i nedostacima miran.In Osim toga, naučit ćete o uspješnim iskustvima stvaranje vlastite operativnih sustava.

Princip rada toplinske crpke

Nije sve ove misli, ali svuda oko nas - puno izvora topline da "rade "tijekom cijelog dana.Na primjer - čak iu najtežim hladnoj temperaturi ispod leda smrznutog rezervoara sve dobro ostaje pozitivan.Isti uzorak i udubina u debljini tla - ispod granica njegove temperature smrzavanja je gotovo uvijek stabilan i približno je jednaka prosjeku, tipično za ovaj regiji.Znatne topline potencijal nosi u sebi i zraku.

Možda će netko zbuniti svemu, čini se, na nisku temperaturu vode, tla ili zraka.Da, oni su low-grade izvori energije, ali je glavni "adut» - stabilnost i napredne tehnologije, na temelju zakona toplinske fizike, dopustiti čak i mala razlika u pretvorbu potrebnu toplinu.A, vidite, kad je hladno u zimi je 20 stupnjeva ispod nule, a tlo je 5 ÷ 7 stupnjeva, to amplituda razlika - već vrlo pristojan.

To je taj kontinuitet primitka nekretnina niske potencijalne energije inherentne u krugu toplinske crpke.U stvari, ova jedinica je uređaj koji "pumpe" i "koncerti" toplina se uzima iz neiscrpan izvor.

mogu izvući neku analogiju svim prijateljima hladnjak.Proizvodi koji se nalaze u njoj za hlađenje i skladištenje i ulaska u zračnu komoru pri otvaranju vrata - također imaju ne previše visoke temperature.Ali, ako dodir za razmjenu topline rešetke kondenzator na stražnjem zidu hladnjaka, to je bilo vrlo toplo, ili čak i vruće.

Pa zašto ne koristiti taj princip za zagrijavanje rashladne tekućine? Naravno frižider analogija nije izravno - ne postoji stabilan vanjski izvor topline, a najviše je izgubiti energiju.No, u slučaju izvora toplinske crpke može se naći (organizirati), a onda će ispasti "hladnjak obratno » - glavni fokus jedinice je samo za zagrijavanje.

Kojom princip rada toplinske crpke?

To je sustav od tri krugova s ​​kruži im rashladne.

• dom sustava u tijelu toplinske crpke ( predstavlja . 1) raspoređena dva izmjenjivača topline ( poza . 4 i 8), kompresor ( pos. 7), rashladno krug ( predstavlja . 5), regulacije i kontrole uređaja.
• prvi krug ( poz. 1) sa vlastitim cirkulacije pumpe ( predstavlja . 2) posted ( uronjen ) u izvoru topline low-grade (na svom uređaju će biti objašnjeno u nastavku).Primanje toplinsku energiju iz vanjskog neprekidni izvor (prikazano široku ružičastu strelicu), grijana nekoliko stupnjeva (obično pomoću sonde ili kolektore u tlu ili u vodi - do 4 ÷ 6 ° C ), kruži rashladne tekućine padneu izmjenjivača isparivaču (poz. 4).Ovdje je osnovni prijenos topline dobivene izvana.
• za hlađenje koriste u unutarnjoj petlji pumpe (poz. 5), ima vrlo nisku točku vrenja.Obično se koristi jedan od modernih, ekološki prihvatljiv CFC , ili ugljičnog dioksida (u stvari - ukapljeni ugljični dioksid).Na ulazu u isparivač (poz. 6) To se uklapa u tekućem stanju pod smanjenim tlaka - pruža podesivu gas (POS 10.).Poseban oblik vrsti ulaznog kapilara i oblik isparivača doprinose gotovo trenutačnu tranziciju rashladnog sredstva u plinovito stanje.Prema zakonima fizike, to je uvijek u pratnji isparavanjem gašenje i apsorpciju okoline topline.Jer taj dio unutarnjeg petlji se nalazi u prvom krugu izmjenjivača topline odabire freon topline iz sredstva za hlađenje, dok je (široko narančasta strelica) hlađenje. Hladna rashladne tekućine nastavlja cirkulirati i ponovno dobivanje toplinske energije iz vanjskog izvora.
• radne tvari u plinovitom stanju, prijenos prenosi toplinu na njega, ulazi u kompresor (poz. 7), gdje se pod utjecajem kompresije njegova temperatura naglo raste .Nadalje, to spada u sljedećim izmjenjivač topline (poz. 8), koji je kondenzator i treći cijev kruga toplinske crpke.(Sl. 11).
• Ovdje dolazi potpuno suprotan proces - rashladno sredstvo kondenzira pretvara u tekuće stanje, a dajući toplinu u nosaču topline trećeg kruga.Nadalje, u tekućem stanju pod visokim tlakom prolazi kroz reaktor u kojem se smanjuje tlak, a ciklus od fizičkih preobražaja agregatnom stanju rashladnog se opet i opet ponavlja.
• sada seli u treći krug (poz. 11) toplinske pumpe.Njemu kroz izmjenjivač topline (poz. 8) izdao toplinsku energiju iz zagrijane kompresije rashladnog (wide crvena strelica).Ovaj sklop ima svoje cirkulacijske pumpe (poz. 12) koji osigurava kretanje grijanje rashladne cijevi.Međutim, mnogo mudriji korištenje dalje gomilaju i pažljivo izolirani tampon spremnik (poz. 13), koji će se prenijeti na akumulirati toplinu.Gomilanje toplinske energije se troši čak i za potrebe grijanja i tople vode, potrošnja postupno, prema potrebi.Ova mjera omogućava sigurnu stranu u slučaju nestanka struje ili koristite više jeftinije noći stopa električne energije potrebne za rad toplinske crpke.

Ako instalirate pomoćni spremnik za pohranu, onda je to već opskrbljuje krug grijanja ( predstavlja . 14) sa vlastitim cirkulacijske pumpe ( predstavlja . 15), pod uvjetom da rashladna tekućina kreće krozsustav cijevi ( predstavlja . 16).Kao što je već spomenuto, može biti drugi sklop koji daje toplu vodu za uporabu u domaćinstvu.

toplinska pumpa ne može raditi bez vlasti - to je potrebno za rad kompresora (wide zelena strelica), a kruži pumpe u vanjskim krugovima također troše struju.Međutim, kao što smo uvjereni programeri i proizvođači toplinskih pumpi, potrošnja električne energije nije usporediva s onom dobivenom «volumena » toplinsku energiju.Dakle, uz pravilnu montažu i optimalnim radnim uvjetima, često se govori o 300 posto veće učinkovitosti, koji je, kada je jedan Protekle kilovata struje dizalica topline može osigurati "na planini" 4 kilovata toplinske energije.

U stvari, slična izjava o učinkovitosti nekoliko netočne.Zakoni fizike nije otkazan, a učinkovitost veća od 100% - isto utopija kao « perpetummobile » - perpetum mobile.To u ovom slučaju ide na racionalno korištenje električne energije kako bi se "transfer" i transformacija energije dolazi iz vanjskog izvora neiscrpna.To je prikladno koristiti pojam COP (od engleskog «koeficijenta uspješnosti» ), koji je u ruskom jeziku, često se naziva "toplinska učinkovitost pretvorbe".U tom slučaju, zaista, može dobiti vrijednost veću od jednog :

CO P = P n / , gdje je:

CO P - Prevalencija nt itd eobrazovaniya topline;

P n - količina toplinske energije proizvedene od strane potrošača;

- rad koji obavlja u postrojenju kompresora.

Tamo još jednu nijansu o kojoj se često jednostavno zaboravite - specifične potrošnje energije za normalno funkcioniranje pumpe zahtijeva ne samo kompresora i optočne crpke, ali u vanjskim krugovima.Potrošnja energije u njih, naravno, mnogo manji, ali ipak , također se može uzeti u obzir, a to često u marketinške svrhe se jednostavno ne radi.

Dobivena ukupna količina toplinske energije može biti potrošen:

1 - optimalno rješenje - sustav topla voda spola.U pravilu, dizalice topline pružaju « rasti » temperaturu na oko 50 ÷ 60 ° S - je dovoljno za podno grijanje.

2 - tople vode u kući.Obično temperatura tople vode sustavi na ovoj razini, te je podržan od strane - oko 45 ÷ 55 ° C .

3 - ali za konvencionalne radijatore, kao zagrijavanje nije dovoljna.Izlaz - povećati broj dionica ili korištenje posebnih niskotemperaturnim radijatorima.Pomoć za rješavanje problema i vrstu grijača konvekcijom.

4 - jedan od glavnih prednosti toplinske pumpe - sposobnost da ih prebaciti na "preokrenuti" modu.U ljeto, ova jedinica može obavljati funkciju klima - oduzimanje topline iz prostorija i prenoseći ga u zemlju ili vodu tijelo .

Izvori niske potencijalna energija

Koji su izvori nisko potencijalne energije u stanju koristiti dizalica topline?U toj ulozi može djelovati stijena, tla na različitim dubinama, vodu iz prirodnog rezervoara , bunara ili podzemnih vodonosnika, atmosferskog zraka ili toplom zraka potok se povukli iz zgrade ili industrijskog procesakomplekse.

A. Korištenje toplinske energije tla

Kao što je već spomenuto, ispod razine tla smrzavanja karakterističnih ovu regiju, temperatura tla je stabilan tijekom cijele godine.To se koristi za rad toplinske crpke na "terenu - voda ».

stvoriti takav sustav priprema posebnu površinu toplinsko polje, koji uklanja gornji sloj tla do dubine od oko 1,2 ÷ 1, 5 metara.Konture su smješteni, izrađene od plastične ili metalne cijevi promjera obično 40 mm.Učinkovitost uklanjanje toplinske energije ovisi o lokalnim klimatskim uvjetima, a ukupna dužina generira konture.

Otprilike, za prosječnu trake Rusije, to je moguće raditi sljedeće odnose:

• suha pjeskovitim tlima - 10 W snage s jednog metra od cijevi.
• suhe gline tla - 20 W / m.
• mokre gline tla - 25 W / m.
• gline stijena s visokim adrese podzemne vode - 35 W / m.

Unatoč prividnoj jednostavnosti topline, onako kako nije uvijek najbolje rješenje.Činjenica je da to implicira vrlo značajan volumen iskapanja.Ono što izgleda jednostavno na shemi - mnogo je teže u praktičnoj izvedbi.Prosudite sami - kako bi se "ukloniti" iz podzemnog krug, pa čak i 10 kV refluksa eplovoy energiju na glinenim tlima potrebno oko 400 metara cijevi.Ako čak i uzeti u obzir obvezno pravilo da mora postojati razmak od najmanje 1 , 2 metara, bit će potrebno za postavljanje površinu od 4 stotine (20 × 20 metara) između zavoja krug.

Kao prvo, ne svatko ima priliku da se alocira teritorija.Drugo, u potpunosti isključiti bilo kakvu izgradnju na ovom području, budući da je vjerojatnost oštećenja krug.I treće - izbor topline iz tla, osobito u slabo provode izračunima, ne može proći bez traga.