משאבות חום במו ידיהם

האנושות מאז ימי קדם «רגיל» להשתמש האנרגיה הטבעי הזמין כי פשוט נשרף עבור חום או לגיור לצורות אחרות של אנרגיה.הם למדו איך אנשים משתמשים ואת הפוטנציאל הגלום תזרימי מים - נכתב של טחנות מים והגיע תחנות כוח הידרואלקטריות עצמה.עם זאת, מה זה נראה די והותר עדיין לפני מאה שנים, היום הוא לא יכול לענות על הצרכים של גידול האוכלוסיה בעולם.

ראשית, «אחסון » הטבעי עדיין לא תחתית, ו ייצור אנרגיה הופך להיות יותר ויותר קשה מדי שנה, נע לאזורים מרוחקים או אפילו מהחוף.שנית, שריפת חומרי גלם טבעיים מזוהית תמיד עם פליטות של גזי שריפה לאטמוספרה כי הכמויות הענקיות הנוכחיות פליטות כאלה יש לשים את כדור הארץ על סף אסון אקולוגי.אנרגיה הידרואלקטרית היא לא מספיק, והפרעה במאזן ההידרולוגי של נהרות מושך הרבה השלכות שליליות.אנרגיה גרעינית, אשר פעם נחשב "תרופת פלא", לאחר מספר אסונות מעשה ידי אדם תהודת לגרום הרבה שאלות, ובאזורים רבים בעולם בניית NPP אסורה פשוט על פי חוק.עם זאת

, ישנם אחרים, כמעט מקורות לא אכזב של אנרגיה, אשר היה בשימוש נרחב לאחרונה.הטכנולוגיה המודרנית אפשרה ביעילות רבה בייצור חשמל או חום, רוח, שמש, גאות האוקיינוס ​​

וכו .אחת ממקורות חלופיים היא האנרגיה התרמית של פנים כדור הארץ, מאגרי , האווירה.זהו השימוש במקורות כגון מבוססי משאבת חום.ציוד דומה בשבילנו עד עדיין כללה בקטגוריה של "חידושים אקזוטיים", ובאותו זמן באופן זה הוא ירה דיור שלה הרבה מאוד אנשים באירופה - למשל, בשוויץ או בסקנדינביה מספר הבתים עם מערכות דומות חריגה50%.בהדרגה מתחיל סוג זה של תרגול לייצור חום במרחבים הרוסים, בעוד מחירים לרכישת סט ציוד היי-טק הוא נראה מאוד מפחידים.אבל, כמו תמיד, הם חובבי ההורים המגלים היכולת היצירתית שלהם ולאסוף משאבות חומות במו ידיהם.

פרסום מכוון כדי להבטיח שהקורא יכול לקבל מבט מקרוב וכן עיקרון בסיסי של יחידת משאבת חום וללמוד על היתרונות וחסרונות של שקט.בנוסף, תוכל ללמוד על ניסיון מוצלח של יצירת מערכות ההפעלה שלהם.

עקרון הפעולה של משאבת חום

לא כל המחשבה הזאת, אבל סביבנו - הרבה מקורות חום כי ""עובד מסביב לשעון.לדוגמה - אפילו הטמפרטורה הקרה הקשה ביותר מתחת לקרח של מאגר קפוא כל גם נשאר חיובי.אותו הדפוס ועם הפגרה בעובי של הקרקע - מתחת לתחום של טמפרטורת הקיפאון שלה הוא כמעט תמיד יציב הוא כ שווה לממוצע, אופייני לאזור זה .ניכר פוטנציאל חום נושא בפני עצמו והאוויר.

אולי מישהו יבלבל כל, זה היה נראה, הטמפרטורה הנמוכה של המים, הקרקע או באוויר.כן, הוא מקורות אנרגיה בדרגה נמוכה, אבל את הכרטיס הראשי "טראמפ» - יציבות , וטכנולוגיה מתקדמת, המבוסס על חוקי הפיזיקה תרמית, לאפשר אפילו הבדל קטן המרת החום הנדרש.וגם, אתה רואה, כשקר בחורף הוא 20 מעלות מתחת לאפס ועל הקרקע הוא 5 ÷ 7 מעלות, ההבדל משרעת זו - כבר מאוד הולם.

זה המשכיות זו של קבלת רכוש של אנרגיה פוטנציאלית נמוכה גלומה מעגל משאבת חום.למעשה, יחידה זו הוא מכשיר "משאבות" ו "קונצרטים" חום נלקח ממקור בלתי נדלה.

יכול לצייר איזו השוואה לכל מקרר החברים.המוצרים אשר ממוקמים בו לקירור ואחסון והזנת האוויר כאשר הדלת נפתחת - יש גם בטמפרטורה גבוהה מדי לא.אבל אם אתה נוגע קבל סריג המחליף חום על הקיר האחורי של המקרר, הוא גם מאוד חמים, או אפילו חם.

אז למה לא עושים שימוש בעקרון זה כדי לחמם את נוזל הקירור? כמובן האנלוגיה מקרר הוא לא ישיר - אין מקור חום חיצוני יציב, ולכל היותר היא בזבוז אנרגיה.אבל במקרה של מקור משאבת חום ניתן למצוא (לארגן), ולאחר מכן יתברר "ולהיפך מקרר » - ראשי מוקד היחיד הוא רק כדי לחמם.

ידי איזה עיקרון של יצירת משאבת חום?

זוהי מערכת של שלושה מעגלי עם מחזורים אותם קירור.

• מערכת בית בגוף של משאבת חום ( מציב . 1) מסודרים שני מחליפי חום ( מציב . 4 ו -8), קופה מדחס (. 7), מעגל הקרר ( מציב . 5), התקני פיקוח ובקרה. הראשון במעגל
• (POS . 1) עם משאבת מחזור משלה ( מציב . 2) פורסם ( שקוע ) במקור חום בדרגה נמוכה (במכשיר שלהם יידונו להלן).קבלת אנרגית תרמית ממקור פסק חיצוני (מוצג חץ ורוד רחב), מחומם כמה מעלות (בדרך כלל באמצעות בדיקות או אספנים באדמה או במים - עד 4 ÷ 6 ° C ), במחזור מפלי הקירורב מחליפי-המאייד (pos. 4).הנה את העברת החום העיקרית המתקבלת מבחוץ.
• הקירור המשמש את הלולאה הפנימית של המשאבה (pos. 5), יש נקודת רתיחה נמוכה מאוד.בדרך כלל יש משמש אחד מודרני, ידידותי לסביבה CFC , או פחמן דו-חמצני (למעשה - פחמן דו חמצני נוזלי).בכניסה המאיידת (הממוצע 6.) הוא מתאים במצב נוזלי תחת לחץ מופחת - שהוא מספק מצערת מתכווננת (pos 10.).הצורה המיוחדת של סוג נימי מפרצון וצורה של המאייד לתרום מעבר כמעט מיידי של הקרר במצב גזים.על פי חוקי הפיזיקה, זה תמיד מלווה את ההתאדות של מרווה ואת ספיגת חום הסביבה.מאז חלק זה של הלולאה הפנימית ממוקם בתוך מעגל מחליף החום ראשון בוחר את חום פריאון מן הקירור תוך צינון זה (חץ כתום רחב).נוזל קירור מצוננים ממשיך לזרום מחדש צובר אנרגיה תרמית ממקור חיצוני.הקרר
• במדינת הגזים, העברות העברה לחמם אליו, נכנסה המדחס (pos. 7), שם תחת השפעה של דחיסת הטמפרטורה שלו עולה בחדות .יתר על כן, הוא נופל לתוך מחליף החום הבא (pos. 8) שהנו קבל הצינור השלישי של מעגל משאבת חום.(ממוצע. 11).
• הנה מגיע תהליך הפוך לחלוטין - קירור מתעבה הופך במצב נוזלי, תוך מתן חום למוביל החום של המעגל השלישי.יתר על כן, במצב הנוזלי בלחץ גבוה עובר דרך הכור שבו הלחץ מצטמצם, ואת המחזור של טרנספורמציות הפיזי של המדינה המצרפי של הקרר חוזר על עצמו שוב ושוב.
• מחליט לשנות את המעגל השלישי (pos. 11) של משאבת חום.אותו דרך מחליף חום (pos. 8) בגד אנרגיה תרמית מן דחיסת הקרר מחוממת (חץ אדום רחב).מעגל זה כולל משאבה במחזור משלה (pos. 12) המספקת לתנועת צינורות חימום קירור.עם זאת, שימוש הרבה יותר חכם עדיין צבירה מיכל חיץ מבודד בקפידה (pos. 13), אשר יועבר לצבור חום.אגירה של אנרגית חום נצרכה גם לצורכי חימום ומים חמים, הוצאות בהדרגה, לפי הצורך.צעד זה מאפשר לצד הבטוח במקרה של הפסקת חשמל או להשתמש יותר חשמל שיעור לילה זול הנדרש לתפעול משאבת החום.

אם אתה מתקין מיכל אחסון חיץ, ואז זה כבר סיפק את מעגל חימום ( מציב . 14) עם משאבה במחזור משלה ( מציב . 15), מתן הקירור נעצנרת ( מציב . 16).כפי שכבר הוזכר, זה יכול להיות מעגל נוסף, המספק מים חמימים לשימוש ביתי.

משאבת חום לא יכולה לעבוד בלי כוח - זה נדרש לשם הפעלת המדחס (רחב חץ ירוק), ומשאבות במחזור מעגלים חיצוניים גם צורכי חשמל.עם זאת, כמו שאנחנו מפתחים ויצרנים מובטחים של משאבות חומות, צריכת החשמל אינה דומה לזו המתקבל « נפח » אנרגיה תרמית.לפיכך, עם הרכבה נכונה ותנאי הפעלה אופטימליים, לעתים קרובות להיות מדבר על 300 אחוזים יעילים יותר, כלומר, כאשר אחד קילוואט שחלף חשמל משאבת חום יכול לספק "על-הר" 4 קילוואט של אנרגית חום.

למעשה, הצהרה דומה לגבי היעילות של מספר שגוי.חוקי הפיזיקה לא בוטל, ואת יעילות גבוהה מ -100% - אותה אוטופיה כמו « perpetummobile » - תנועה מתמדת .זה במקרה זה הולך על השימוש המושכל בחשמל כדי "העברה" והפיכת האנרגיה מגיעה ממקור חיצוני של בלתי נדלה.ראוי להשתמש במושג של COP (מן «מקדם הביצועים» אנגלית ) כי בשפה הרוסית, המכונה לעתים קרובות את "יעילות ההמרה חום."במקרה זה, אכן, עשויים לקבל את ערך רב יותר מאשר אחד:

CO P = Q n / , שם:

CO P - שכיחות NT וכו eobrazovaniya חום;

Q n - כמות האנרגיה החום המיוצר על ידי הצרכן;

- עבודה שבוצעה על ידי התקנת המדחס.ערכת

יש עדיין אחד ניואנס על אשר לעתים קרובות פשוט לשכוח - צריכת האנרגיה הספציפית לקיומה התקין של המשאבה דורש לא רק את משאבות מדחס ומחזור הדם אבל מעגלים חיצוניים.צריכת חשמל לעברם, כמובן, היא הרבה יותר קטנה, אבל, בכל זאת , זה גם יכול להילקח בחשבון, ולעתים קרובות זה למטרות שיווק הוא פשוט לא נעשה.

וכתוצאה מכך הסכום הכולל של אנרגיית החום ניתן לבלות:

1 - הפתרון האופטימלי - מערכת המינים במים חמים.ככלל, משאבות חום לספק « לעלות » הטמפרטורה לכ -50 ÷ 60 ° עם - מספיק חימום תת רצפתי.

2 - מים חמים בבית.בדרך כלל מים חמים בטמפרטורה מערכות ברמה הזאת והוא נתמך על ידי - כ -45 ÷ 55 ° C .

3 - אבל לרדיאטורים קונבנציונליים חימום כזה אינו מספיק.יציאה - כדי להגדיל את מספר סעיפים או שימוש רדיאטורים בטמפרטורה נמוכה מיוחדים.עזרה כדי לפתור את הבעיה ואת הסוג של מחממי הסעה.

4 - אחד היתרונות הגדולים של משאבות חומות - היכולת לעבור אותם "הפוך" מצב.בקיץ, יחידה זו ניתן לבצע תפקיד מיזוג אוויר - לקח ממנה את החום מן ההנחות והעברתו לגוף הקרקע או המים .מקורות

של אנרגיה הפוטנציאלי הנמוך

מהם מקורות אנרגיה נמוכה בכוח, שמסוגלים באמצעות משאבות חומות?בתפקיד זה יכול לפעול סלעים, אדמה בעומקים שונים, מי מאגרי הטבעי, בארות או האקוויפרים מחתרת, אטמוספרי האוויר או חם זרם האוויר נסוגו מבניינים או תהליך תעשייתימתחמים.

א השימוש כפי

אדמה אנרגיה תרמית שכבר הוזכר, מתחת לרמה של אדמה הקפאת מאפיין באזור זה, הטמפרטורה הקרקע היא יציבה לאורך כל השנה.זו משמשת לתפעול משאבת החום על "אדמה -» מי .

העיקרי מעגל אנרגיה והפקת "הקרקע - מים»

ליצור מערכת כזו נערכת תרמית שדה משטח מיוחד, אשר מסיר את השכבה העליונה של הקרקע עד לעומק של כ 1,2 ÷ 1, 5 מטרים .קווי המתאר ממוקמים, עשויים מצינורות פלסטיק או מתכת בקוטר בדרך כלל 40 מ"מ.יעילות הסרת האנרגיה תרמית תלויה בתנאי אקלים מקומיים ואת האורך הכולל של שנוצר קונטור.בערך

, עבור רצועת הממוצע של רוסיה, אפשר להפעיל את היחסים הבאים:

• יבש קרקע חולית - 10 וואט עם מטר אחד של צינור.קרקעות יבש חימר
• - 20 W / m.קרקעות רטובות חימר
• - 25 W / m.
• סלעי חימר עם מי תהום גבוה מיקום - 35 W / m.

למרות הפשטות לכאורה של חום, הדרך היא לא תמיד הפתרון הטוב ביותר.העובדה היא שזה מרמז על חפירת

משמעותית מאוד כרכי .מה נראה פשוט על התכנית - הוא הרבה יותר קשה בביצועים מעשיים.שפטו בעצמכם - כדי "להסיר" מן המעגל המחתרת, אפילו 10 קילו וולט ריפלוקס eplovoy אנרגיה על קרקעות חימר צריך בערך 400 מטרים של צינור.אם אפילו לקחת בחשבון כלל חובה שחייבת להיות בהפרש של לא פחות מ 1 , 2 מטרים, יהיה צורך להנחת שטח של 4 מאה (20 × 20 מ ') בין סיבובים של המעגל.כרטיסיית שדה

להסרת חום מהקרקע - מאוד בקנה מידה גדול גוזל זמן משימת

ראשית, לא לכולם יש את ההזדמנות כדי להקצות טריטוריה.שנית, לחלוטין נשלל כל בנייה בתחום זה, שכן ההסתברות של נזק המעגל.ושלישית - הבחירה של חום מהקרקע, במיוחד שנערכו גרוע חישובי , לא יכול לעבור בלי להשאיר עקבות.