Pompe di calore con le proprie mani

l'umanità fin dai tempi antichi «abituato» per utilizzare la energia naturale disponibile che semplicemente bruciato per calore o per la conversione in altre forme di energia.Hanno imparato come le persone utilizzano e il potenziale nascosto dei flussi d'acqua - iniziato di mulini ad acqua e hanno raggiunto le potenti centrali idroelettriche.Tuttavia, ciò che sembrava più che sufficiente ancora centinaio di anni fa, oggi non può soddisfare le esigenze di una popolazione mondiale in crescita.Pompe

In primo luogo, naturale «stoccaggio » ancora non senza fondo, e produzione di energia diventa sempre più difficile, ogni anno, si spostano in aree remote o anche off-shore.In secondo luogo, la combustione di materie prime naturali è sempre associata con le emissioni di gas di combustione nell'atmosfera che gli attuali volumi enormi tali emissioni hanno messo il pianeta sull'orlo del disastro ecologico.L'energia idroelettrica non è sufficiente, e la rottura dell'equilibrio idrologico dei fiumi e

attira un sacco di conseguenze negative.L'energia nucleare, che un tempo era considerato come "una panacea", dopo un certo numero di risonanza disastri causati dall'uomo causare un sacco di domande, e in molte regioni del mondo delle costruzioni NPP è semplicemente vietato dalla legge.

Tuttavia, ci sono altri, fonti praticamente inesauribili di energia, che sono stati ampiamente utilizzati di recente.La tecnologia moderna ha permesso utilizzato in modo molto efficace per la produzione di energia elettrica o di calore, il vento, la luce del sole, le maree oceaniche e ecc .Un da fonti alternative è l'energia termica degli interni della terra, serbatoi , atmosfera.E 'l'uso di tali fonti basate pompa di calore.apparecchi simili per noi fino ancora incluso nella categoria di "novità esotiche", e allo stesso tempo, in questo modo viene licenziato sua sede molte persone in Europa - per esempio, in Svizzera o in Scandinavia il numero di case con sistemi simili superato50%.inizia gradualmente questo tipo di pratica e la produzione di calore nelle distese russe, mentre i prezzi per l'acquisto di attrezzature ad alta tecnologia insieme è un aspetto molto spaventoso.Ma, come sempre, sono gli appassionati maestri che espongono le loro capacità creative e raccolgono le pompe di calore con le proprie mani.pubblicazione

si rivolge a per garantire che il lettore possa ottenere uno sguardo più attento e un principio di base della pompa di calore e di conoscere i vantaggi e gli svantaggi di quiete.Inoltre, potrete conoscere l'esperienza di successo di creare i propri sistemi operativi.

Il principio di funzionamento della pompa di calore

Non tutto di questo pensiero, ma tutto intorno a noi - un sacco di fonti di calore che "lavoro "ventiquattro ore su ventiquattro.Per esempio - anche nella più grave freddo sotto il ghiaccio di un serbatoio congelato tutto ben rimane positivo.Lo stesso modello e con la cavità nello spessore del suolo - sotto dei limiti della sua temperatura di congelamento è quasi sempre stabile ed è approssimativamente uguale alla media, tipica di questa regione .Notevole potenziale di calore porta in sé e l'aria.

Forse qualcuno confondere tutto, a quanto pare, la bassa temperatura dell'acqua, terra o aria.Sì, sono fonti di energia a basso grado, ma il principale "carta vincente» - stabilità , e tecnologia avanzata, basata sulle leggi della fisica termica, consentono anche una piccola differenza nel convertire il calore necessario.E, vedete, quando fa freddo in inverno è di 20 gradi sotto lo zero e il terreno è di 5 ÷ 7 gradi, questa differenza di ampiezza - già molto decorosa.

E 'questa continuità di ricezione proprietà di bassa energia potenziale insito nel circuito della pompa di calore.In realtà, questa unità è un dispositivo che "pompa" e "concerti" calore viene prelevata dalla sorgente inesauribile.

può trarre qualche analogia a tutti gli amici frigorifero.I prodotti che vengono inseriti in esso per il raffreddamento e la memorizzazione ed entra nella camera di aria quando l'apertura della porta - hanno una temperatura non troppo elevata.Ma se si tocca lo scambio termico reticolo condensatore sulla parete posteriore del frigorifero, questa sia molto caldo, o anche caldo.

Allora perché non utilizzare questo principio per riscaldare il liquido di raffreddamento? corso frigorifero analogia non è diretta - non vi è alcuna fonte di calore esterna stabile, e al massimo si spreca energia.Ma nel caso di una sorgente pompa di calore può essere trovato (organizzare), e poi si rivelerà "frigorifero viceversa » - obiettivo principale dell'apparecchio è solo per riscaldare.

Con quale principio di un lavoro pompa di calore?

Si tratta di un sistema di tre circuiti con circolanti loro refrigeranti.Schema

• nel corpo della pompa di calore ( pone . 1) sono disposte due scambiatori di calore ( pone . 4 e 8), il compressore ( pos. 7), il circuito frigorifero ( pone dispositivi . 5), di regolazione e controllo.
• primo circuito ( pos. 1) con un proprio pompa di circolazione ( pone . 2) pubblicato ( immerso ) nella fonte di calore a basso grado (sul proprio dispositivo sarà discusso più avanti).Ricezione di energia termica da una sorgente di continuità esterna (mostrato Broad Arrow rosa), riscaldati a pochi gradi (di solito mediante sonde o collettori in terra o in acqua - fino a 4 ÷ 6 ° C ), circolano le cascate del liquido di raffreddamentoin scambiatore-evaporatore (pos. 4).Qui è il trasferimento di calore primario ottenuto dall'esterno.
• Il refrigerante utilizzato nel ciclo interno della pompa (pos. 5), ha un punto di ebollizione molto basso.Di solito ci viene utilizzato uno dei moderni, a basso impatto ambientale CFC , o anidride carbonica (in realtà - l'anidride carbonica liquefatta).All'ingresso all'evaporatore (Pos. 6) si inserisce in uno stato liquido sotto pressione ridotta - fornisce una farfalla regolabile (pos. 10).La particolare forma del tipo di ingresso capillare e la forma dell'evaporatore contribuiscono transizione virtualmente istantanea del refrigerante allo stato gassoso.Secondo le leggi della fisica, è sempre accompagnata dalla evaporazione tempra e l'assorbimento di calore ambientale.Da questa porzione del ciclo interno si trova in un primo circuito scambiatore di calore seleziona il calore dal refrigerante Freon mentre raffreddamento (broad freccia arancione). refrigerata liquido di raffreddamento continua a circolare e ri-guadagnare energia termica da una sorgente esterna.
• refrigerante allo stato gassoso, trasferimenti trasferire calore ad esso, entra nel compressore (pos. 7), dove sotto l'influenza di compressione sua temperatura aumenta rapidamente .Inoltre, cade nella seguente scambiatore di calore (pos. 8) che è un condensatore e il terzo tubo del circuito a pompa di calore.(Pos. 11).
• Qui viene completamente processo opposto - il refrigerante si condensa trasformandosi in uno stato liquido, dando suo calore al fluido termovettore del terzo circuito.Inoltre, allo stato liquido ad alta pressione passa attraverso il reattore in cui viene ridotta la pressione, e il ciclo delle trasformazioni fisiche del stato di aggregazione del refrigerante è ripetuta più volte.
• ora si sposta al terzo circuito (pos. 11) della pompa di calore.Lui attraverso lo scambiatore di calore (pos. 8) tradito energia termica dalla compressione del refrigerante riscaldata (ampia freccia rossa).Questo circuito ha una propria pompa di circolazione (pos. 12) che prevede il movimento dei tubi di riscaldamento del liquido di raffreddamento.Tuttavia, un utilizzo molto più saggio ancora accumulare e contenitore tampone accuratamente isolati (pos. 13), che sarà trasferita ad accumulare calore.Stoccaggio di energia termica viene consumato anche per le esigenze di riscaldamento e acqua calda, spendendo poco a poco, a seconda delle necessità.Questa misura permette al sicuro in caso di interruzione di corrente o utilizzare più più conveniente di energia elettrica tasso di notte necessaria per il funzionamento della pompa di calore.

Se si sta installando un serbatoio di accumulo, quindi ad esso già ha fornito il circuito di riscaldamento ( pone . 14) con una propria pompa di circolazione ( pone . 15), che fornisce un refrigerante che si muove attraversosistema di tubazioni ( pone . 16).Come già accennato, può essere un secondo circuito che fornisce l'acqua calda per uso domestico.pompa di calore

non può funzionare senza alimentazione - è necessario per il funzionamento del compressore (ampia freccia verde), e pompe di circolazione in circuiti esterni anche consumare energia elettrica.Tuttavia, come ci sono gli sviluppatori di assicurati ed a produttori di pompe di calore, il consumo di energia elettrica non è paragonabile a quella « volume di » ottenuto energia termica.Così, con il corretto montaggio e condizioni operative ottimali, essendo spesso parlando 300 per cento maggiore efficienza, cioè quando uno kilowatt trascorsi di elettricità una pompa di calore può fornire "on-montagna" 4 kilowatt di energia termica.

Infatti, una dichiarazione simile circa l'efficienza di diversi errato.Le leggi della fisica non è stato annullato, e un rendimento superiore al 100% - stessa utopia come « perpetummobile » - moto perpetuo.E in questo caso prosegue l'uso razionale di energia elettrica, al fine di "trasferimento" e la trasformazione di energia proveniente da una fonte esterna di inesauribile.È opportuno utilizzare il concetto di COP (dalla «coefficiente di prestazione» inglese ), che in lingua russa, spesso chiamata la "efficienza di conversione del calore."In questo caso, infatti, può ottenere il valore maggiore di uno :

CO P = Q n / A , dove:

CO P - Prevalenza nt ecc eobrazovaniya di calore;

Q n - la quantità di energia termica prodotta dal consumatore;

A - lavoro svolto dalla installazione del compressore.schema

Ci ancora una sfumatura di cui spesso semplicemente dimenticare - consumo specifico di energia per il normale funzionamento della pompa richiede non solo i compressori e pompe di circolazione, ma in circuiti esterni.Potenza assorbita a loro, naturalmente, è molto più piccolo, ma, tuttavia , può anche essere preso in considerazione, e questo spesso per scopi di marketing non è semplicemente fatto.

La risultante quantità totale di energia termica può essere speso:

1 - la soluzione ottimale - un sistema sessi acqua calda.Come regola generale, le pompe di calore forniscono « lievitare » temperatura di circa 50 ÷ 60 ° Con - è sufficiente per il riscaldamento a pavimento.

2 - acqua calda a casa.Di solito acqua calda temperatura sistemi a questo livello ed è supportato da - circa 45 ÷ 55 ° C .

3 - ma per radiatori tradizionali quali il riscaldamento è insufficiente.Exit - per aumentare il numero di sezioni o l'uso di speciali radiatori a bassa temperatura.Aiutare a risolvere il problema e il tipo di riscaldamento a convezione.

4 - uno dei principali vantaggi di pompe di calore - la possibilità di passare a loro modalità "reverse".In estate, questa unità può svolgere funzione di aria condizionata - togliendo il calore dai locali e trasferendola nel corpo a terra o l'acqua .

Fonti di basso potenziale energia

Quali sono le fonti di energia a basso potenziale in grado di utilizzare pompe di calore?In questo ruolo può agire rocce, il suolo a diverse profondità, l'acqua da serbatoi naturale , pozzi o falde acquifere sotterranee, atmosferico aria o caldo flusso d'aria ritirati dal edifici o processi industrialicomplessi.

A. L'uso di energia suolo termica

Come già accennato, sotto il livello del suolo congelamento caratteristica questa regione, la temperatura del suolo è stabile durante tutto l'anno.Questo viene utilizzato per azionare la pompa di calore su un "terreno - acqua ».

per creare un tale sistema si sta preparando speciale campo termico superficiale, che rimuove lo strato superiore del terreno ad una profondità di circa 1,2 ÷ 1, 5 metri.I contorni sono posti, fatte di tubi in plastica o metallo con diametro tipicamente da 40 mm.Efficienza rimozione di energia termica dipende dalle condizioni climatiche locali e la lunghezza totale del generato contorno.

Approssimativamente, per una striscia media di Russia, è possibile utilizzare le seguenti relazioni:

• secco terreni sabbiosi - 10 watt di potenza, con un metro di tubo.
• terreni argillosi a secco - 20 W / m.
• terreni argillosi bagnato - 25 W / m.
• rocce argillose con elevata posizione acque sotterranee - 35 W / m.

Nonostante l'apparente semplicità del calore, il modo in cui non è sempre la soluzione migliore.Il fatto è che essa implica un significativo volume scavo.Ciò che sembra semplice sullo schema - è molto più difficile in termini di prestazioni pratico.Giudicate voi - al fine di "rimuovere" dal circuito underground, anche un kV reflusso eplovoy 10 energia su terreni argillosi bisogno di circa 400 metri di tubo.Se nemmeno prendere in considerazione una norma imperativa che ci deve essere un intervallo non inferiore a 1 , 2 metri, sarà necessario per la posa su una superficie di 4 cento (20 × 20 metri) tra i giri del circuito.scheda campo

In primo luogo, non tutti hanno la possibilità di assegnare un territorio.In secondo luogo, esclusa completamente qualsiasi costruzione in questa zona, poiché la probabilità di danneggiamento del circuito.E in terzo luogo - la selezione di calore dal terreno, soprattutto nelle mal condotti calcoli , non può passare senza lasciare traccia.