Pompa panas dengan tangan mereka sendiri

manusia sejak zaman kuno «terbiasa» menggunakan energi alami yang tersedia yang hanya dibakar untuk panas atau untuk konversi ke dalam bentuk energi lainnya.Mereka belajar bagaimana orang menggunakan dan potensi tersembunyi dari arus air - mulai dari watermills dan mencapai pembangkit listrik tenaga air yang kuat.Namun, apa yang tampaknya cukup memadai masih ratus tahun yang lalu, hari ini tidak dapat memenuhi kebutuhan pertumbuhan penduduk dunia.

Pertama, alam « penyimpanan » masih tidak berdasar, dan produksi energi menjadi lebih dan lebih sulit setiap tahun, pindah ke daerah-daerah terpencil atau bahkan lepas pantai.Kedua, pembakaran bahan baku alami selalu dikaitkan dengan emisi gas pembakaran ke atmosfer bahwa volume besar saat emisi seperti telah menempatkan planet ini di ambang bencana ekologis.energi listrik tenaga air tidak cukup, dan gangguan keseimbangan hidrologi sungai dan menarik banyak konsekuensi negatif.tenaga nuklir, yang pernah dianggap sebagai "obat mujarab", setelah sejumlah

resonansi buatan manusia bencana menyebabkan banyak pertanyaan, dan di banyak wilayah di dunia konstruksi PLTN hanya dilarang oleh hukum.

Namun, ada yang lain, sumber hampir tak habis-habisnya energi, yang telah banyak digunakan baru-baru ini.Teknologi modern telah diizinkan sangat efektif digunakan untuk menghasilkan listrik atau panas, angin, sinar matahari, pasang surut laut dan dll .Satu dari sumber-sumber alternatif adalah energi panas dari interior bumi, waduk , suasana.Ini adalah penggunaan sumber tersebut berdasarkan pompa panas.peralatan serupa untuk kita sampai masih termasuk dalam kategori "hal baru eksotis", dan pada saat yang sama dengan cara ini dipecat yang perumahan sangat banyak orang di Eropa - misalnya, di Swiss atau Skandinavia jumlah rumah dengan sistem yang sama melebihi50%.Secara bertahap mulai praktek semacam ini dan produksi panas di hamparan Rusia, sedangkan harga untuk pembelian peralatan berteknologi tinggi set terlihat sangat menakutkan.Tapi, seperti biasa, adalah penggemar utama yang menampilkan kemampuan kreatif mereka dan mengumpulkan pompa panas dengan tangan mereka sendiri.publikasi

ditujukan untuk memastikan bahwa pembaca dapat melihat lebih dekat dan prinsip dasar dari unit pompa panas dan belajar tentang keuntungan dan kerugian dari tenang.Selain itu, Anda akan belajar tentang pengalaman sukses menciptakan sistem operasi mereka sendiri.

Prinsip operasi dari pompa panas Isi

Tidak semua pemikiran ini, tetapi di sekitar kita - banyak sumber panas yang "bekerja "sepanjang waktu.Misalnya - bahkan dalam suhu dingin paling parah di bawah es beku waduk semua baik tetap positif.Pola yang sama dan dengan reses di ketebalan tanah - di bawah batas suhu beku hampir selalu stabil dan kira-kira sama dengan rata-rata, khas untuk wilayah ini.Potensi panas yang cukup membawa dalam dirinya sendiri dan udara.

Mungkin seseorang akan membingungkan semua, tampaknya, suhu rendah dari air, tanah atau udara.Ya, mereka adalah sumber energi kelas rendah, tetapi yang utama "trump card» - stabilitas , dan teknologi canggih, berdasarkan hukum fisika termal, memungkinkan bahkan perbedaan kecil dalam mengkonversi panas diperlukan.Dan, Anda lihat, ketika dingin di musim dingin adalah 20 derajat di bawah titik beku dan tanah adalah 5 ÷ 7 derajat, perbedaan amplitudo ini - sudah sangat sopan.

Ini adalah kontinuitas ini penerimaan properti energi potensial rendah melekat di sirkuit pompa panas.Bahkan, unit ini adalah sebuah perangkat yang "pompa" dan "konser" panas diambil dari sumber tak habis-habisnya.

dapat menarik beberapa analogi semua teman kulkas.Produk yang ditempatkan di dalamnya untuk pendinginan dan menyimpan dan memasuki ruang udara ketika pintu dibuka - juga memiliki suhu tidak terlalu tinggi.Tetapi jika Anda menyentuh pertukaran panas kisi kondensor di dinding belakang lemari pendingin, itu adalah baik sangat hangat, atau bahkan panas.

Jadi mengapa tidak menggunakan prinsip ini untuk memanaskan pendingin? saja kulkas analogi tidak langsung - tidak ada sumber panas eksternal yang stabil, dan paling banyak yang terbuang energi.Tapi dalam kasus sumber pompa panas dapat ditemukan (untuk mengatur), dan kemudian akan berubah "kulkas sebaliknya » - fokus utama dari unit ini hanya untuk memanaskan.

Dengan apa prinsip kerja pompa panas?

Ini adalah sebuah sistem dari tiga sirkuit dengan beredar mereka pendingin.

• dalam tubuh pompa panas ( menimbulkan . 1) disusun dua penukar panas ( menimbulkan . 4 dan 8), kompresor ( pos. 7), sirkuit refrigerant ( menimbulkan . 5), regulasi dan kontrol perangkat.
• sirkuit pertama ( pos. 1) dengan sendiri pompa sirkulasi ( menimbulkan . 2) diposting ( direndam ) di sumber panas kelas rendah (pada perangkat mereka akan dibahas di bawah).Menerima energi panas dari sumber yang tidak pernah terputus eksternal (ditampilkan merah muda yang luas panah), dipanaskan beberapa derajat (biasanya menggunakan probe atau kolektor di tanah atau di air - sampai dengan 4 ÷ 6 ° C ), beredar pendingin terjundi penukar-evaporator (pos. 4).Berikut adalah perpindahan panas primer yang diperoleh dari luar.
• Refrigeran digunakan dalam loop bagian dalam pompa (pos. 5), memiliki titik didih yang sangat rendah.Biasanya ada digunakan salah satu modern, ramah lingkungan CFC , atau karbon dioksida (pada kenyataannya - karbon dioksida cair).Di pintu masuk ke evaporator (Pos 6.) Cocok dalam keadaan cair di bawah berkurang tekanan - itu memberikan throttle disesuaikan (pos 10.).Bentuk khusus dari jenis inlet kapiler dan bentuk evaporator berkontribusi transisi hampir seketika refrigeran dalam keadaan gas.Menurut hukum fisika, itu selalu disertai oleh penguapan pendinginan dan penyerapan panas ambien.Sejak ini bagian dari loop batin terletak di sirkuit penukar panas pertama memilih panas Freon dari pendingin sementara pendinginan itu (orange luas panah). Chilled pendingin terus beredar dan kembali mendapatkan energi panas dari sumber eksternal.
• refrigerant dalam bentuk gas, mentransfer transfer panas untuk itu, memasuki kompresor (pos. 7), di mana di bawah pengaruh kompresi suhunya meningkat tajam .Selanjutnya, itu jatuh ke dalam penukar panas berikut (pos. 8) yang merupakan kondensor dan tabung ketiga dari rangkaian pompa panas.(Pos. 11).
• Inilah benar-benar proses yang berlawanan - refrigerant mengembun berubah menjadi keadaan cair, sementara memberikan panas kepada pembawa panas dari rangkaian ketiga.Selanjutnya, dalam keadaan cair pada tekanan tinggi melewati reaktor di mana tekanan berkurang, dan siklus transformasi fisik dari negara agregat refrigeran diulang lagi dan lagi.
• sekarang bergerak ke sirkuit ketiga (pos. 11) dari pompa panas.Dia melalui penukar panas (pos. 8) mengkhianati energi panas dari kompresi refrigerant dipanaskan (lebar panah merah).Sirkuit ini memiliki pompa sirkulasi sendiri (pos. 12) yang menyediakan untuk gerakan pipa pendingin pemanas.Namun, penggunaan jauh lebih bijaksana masih mengumpulkan dan hati-hati terisolasi wadah penyangga (pos. 13), yang akan ditransfer ke menumpuk panas.Penimbunan energi panas dikonsumsi bahkan untuk kebutuhan pemanasan dan air panas, menghabiskan secara bertahap, sesuai kebutuhan.Langkah ini memungkinkan sisi aman dalam kasus pemadaman listrik atau menggunakan lebih murah malam tingkat listrik yang dibutuhkan untuk mengoperasikan pompa panas.

Jika Anda memasang tangki penyimpanan buffer, maka untuk itu sudah disediakan sirkuit pemanasan ( menimbulkan . 14) dengan pompa sirkulasi sendiri ( menimbulkan . 15), menyediakan pendingin bergerak melaluisistem pipa ( menimbulkan . 16).Seperti telah disebutkan, dapat menjadi sirkuit kedua yang menyediakan air panas untuk keperluan rumah tangga.

pompa panas tidak dapat bekerja tanpa listrik - itu diperlukan untuk pengoperasian kompresor (wide hijau panah), dan pompa sirkulasi di sirkuit eksternal juga mengkonsumsi listrik.Namun, seperti kita pengembang terjamin dan produsen pompa panas, konsumsi listrik tidak sebanding dengan yang diperoleh « Volume » energi panas.Dengan demikian, dengan perakitan yang tepat dan kondisi operasi yang optimal, seringkali berbicara efisiensi sekitar 300 persen lebih, yaitu, ketika salah satu kilowatt berlalu listrik pompa panas dapat memberikan "di gunung" 4 kilowatt energi panas.

Bahkan, pernyataan yang sama tentang efisiensi beberapa yang salah.Hukum fisika belum dibatalkan, dan efisiensi yang lebih tinggi dari 100% - utopia sama « perpetummobile » - gerakan abadi.Ini dalam hal ini berlangsung penggunaan rasional listrik untuk "mentransfer" dan transformasi energi yang berasal dari sumber eksternal habis-habisnya.Sangat tepat untuk menggunakan konsep COP (dari «koefisien kinerja» English ) yang dalam bahasa Rusia, yang sering disebut "efisiensi konversi panas."Dalam hal ini, memang, dapat memperoleh nilai lebih besar dari satu :

CO P = Q n / A , di mana:

CO P - Prevalensi nt dll eobrazovaniya panas;

Q n - jumlah energi panas yang dihasilkan oleh konsumen;

A - pekerjaan yang dilakukan oleh instalasi kompresor.Skema

Ada masih satu nuansa tentang yang sering hanya lupa - konsumsi energi spesifik untuk fungsi normal dari pompa tidak hanya membutuhkan kompresor dan sirkulasi pompa tetapi di sirkuit eksternal.konsumsi daya mereka, tentu saja, jauh lebih kecil, tapi, demikian , juga dapat diperhitungkan, dan ini sering untuk tujuan pemasaran sama sekali tidak dilakukan.

yang dihasilkan jumlah total energi panas dapat menghabiskan:

1 - solusi optimal - sistem jenis kelamin air hangat.Sebagai aturan, pompa panas memberikan « meningkat » suhu sekitar 50 ÷ 60 ° Dengan - cukup untuk pemanasan lantai.

2 - air panas di rumah.Biasanya air panas suhu sistem pada tingkat ini dan didukung oleh - sekitar 45 ÷ 55 ° C .

3 - tetapi untuk radiator konvensional pemanas seperti tidak cukup.Keluar - untuk meningkatkan jumlah bagian atau penggunaan radiator suhu rendah khusus.Membantu untuk memecahkan masalah dan jenis pemanas konveksi.

4 - salah satu keuntungan utama dari pompa panas - kemampuan untuk beralih mereka untuk "membalikkan" mode.Pada musim panas, unit ini dapat melakukan fungsi AC - menghilangkan panas dari tempat dan mentransfer ke dalam tanah atau air tubuh . Sumber

penerbangan potensi energi

Apa sumber-sumber energi potensial rendah mampu menggunakan pompa panas?Dalam peran ini dapat bertindak bebatuan, tanah pada kedalaman yang berbeda, air dari waduk alami , sumur atau sumber air bawah tanah, atmosfer pesawat atau aliran pesawat hangat ditarik dari bangunan atau proses industrikompleks.

A. Penggunaan thermal energi tanah

Seperti telah disebutkan, di bawah tingkat tanah beku karakteristik wilayah ini, suhu tanah stabil sepanjang tahun.Ini digunakan untuk mengoperasikan pompa panas pada "tanah - air».

untuk membuat sistem tersebut sedang mempersiapkan bidang panas permukaan khusus, yang menghilangkan lapisan atas tanah dengan kedalaman sekitar 1,2 ÷ 1, 5 meter.Kontur ditempatkan, terbuat dari plastik atau logam pipa dengan diameter biasanya 40 mm.Efisiensi penghapusan energi panas tergantung pada kondisi iklim lokal dan total panjang kontur yang dihasilkan.

Kira-kira, untuk strip rata-rata Rusia, adalah mungkin untuk mengoperasikan hubungan berikut:

• kering tanah berpasir - 10 watt dengan satu meter dari pipa.
• tanah liat kering - 20 W / m.
• tanah liat basah - 25 W / m.
• batu lempung dengan lokasi yang tinggi air tanah - 35 W / m.

Meskipun kesederhanaan yang tampak dari panas, jalan tidak selalu solusi terbaik.Faktanya adalah bahwa hal itu menyiratkan sangat signifikan volume penggalian.Apa yang terlihat sederhana pada skema - jauh lebih sulit dalam kinerja praktis.Hakim untuk diri sendiri - untuk "menghapus" dari sirkuit bawah tanah, bahkan energi 10 kV refluks eplovoy pada tanah liat membutuhkan sekitar 400 meter dari pipa.Jika bahkan memperhitungkan aturan wajib yang harus ada selang waktu tidak kurang dari 1 , 2 meter, maka akan diperlukan untuk meletakkan area seluas 4 ratus (20 × 20 meter) antara putaran sirkuit.

Pertama, tidak semua orang memiliki kesempatan untuk mengalokasikan suatu wilayah.Kedua, benar-benar dikeluarkan setiap pembangunan di daerah ini, karena kemungkinan kerusakan sirkuit.Dan ketiga - pemilihan panas dari tanah, terutama di buruk dilakukan perhitungan , bisa tidak lulus tanpa meninggalkan jejak.