Warmtepompen met hun eigen handen

de mensheid sinds de oudheid «gewend» om de beschikbare natuurlijke energie dat gewoon verbrand voor warmte of voor omzetting in andere vormen van energie gebruiken.Ze leerden hoe mensen en de verborgen potentieel van waterstromen - begon van watermolens en bereikte de krachtige waterkrachtcentrales.Echter, wat het leek ruim voldoende nog honderd jaar geleden, vandaag de dag kan het niet voldoen aan de behoeften van een groeiende wereldbevolking.

Ten eerste natuurlijk « opslag » steeds niet bodemloze en energieproductie wordt steeds moeilijker elk jaar verhuizen naar afgelegen gebieden of zelfs de kust.Ten tweede wordt de verbranding van natuurlijke grondstoffen altijd geassocieerd met de uitstoot van verbrandingsgassen in de atmosfeer dat de huidige grote hoeveelheden dergelijke emissies de planeet op de rand van de ecologische ramp hebben gezet.Hydro-elektrische energie is niet genoeg, en verstoring van de waterhuishouding van rivieren en

trekt veel negatieve gevolgen.Kernenergie, die ooit als 'een wondermiddel' werd beschouwd, na een aantal resonantie door de mens veroorzaakte rampen veroorzaken veel vragen, en in vele delen van de wereld NPP constructie is simpelweg verboden door de wet.

Echter, er zijn andere, vrijwel onuitputtelijke bron van energie, die op grote schaal recent heeft gebruikt.Moderne technologie heeft het mogelijk zeer effectief gebruikt om elektriciteit of warmte, wind, zon, getijden en etc produceren.Eén uit alternatieve bronnen is de thermische energie van het binnenste van de aarde, reservoirs , sfeer.Het is het gebruik van dergelijke bronnen op basis warmtepomp.Soortgelijke apparatuur voor ons tot nog opgenomen in de categorie van de "exotische nieuwigheden", en op hetzelfde moment op deze manier wordt afgevuurd haar behuizing heel veel mensen in Europa - bijvoorbeeld in Zwitserland of Scandinavië het aantal woningen met soortgelijke systemen overschreden50%.Langzamerhand begint dit soort praktijken en de productie van warmte in de Russische vlakten, terwijl de prijzen voor de aankoop van high-tech apparatuur set is erg beangstigend.Maar, zoals altijd, zijn de meester enthousiastelingen die hun creatieve vermogens warmtepompen met hun eigen handen te geven en te verzamelen.

publicatie is gericht op om ervoor te zorgen dat de lezer een kijkje en een basisprincipe van de warmtepomp kan krijgen en leren over de voor- en nadelen van rust.Daarnaast leert u over succesvolle ervaring met het creëren van hun eigen besturingssystemen.

Het principe van de werking van de warmtepomp

Niet al deze gedachte, maar overal om ons heen - veel warmte bronnen dat "werken "de klok rond.Bijvoorbeeld - zelfs in de meest strenge koude temperatuur onder het ijs van een bevroren reservoir alle goed blijft positief.Hetzelfde patroon en de uitsparing in de dikte van de bodem - onder de grenzen van de vriestemperatuur vrijwel altijd stabiel en is ongeveer gelijk aan de gemiddelde, typisch voor deze streek .Aanzienlijke warmte potentiële in zich draagt ​​en de lucht.

Misschien zal iemand alle verwarring, zo lijkt het, de lage temperatuur van het water, de bodem of lucht.Ja, ze zijn low-grade energiebronnen, maar de belangrijkste "troef» - stabiliteit, en geavanceerde technologie, gebaseerd op de wetten van de thermische fysica, mogelijk zelfs een klein verschil in het omzetten van de benodigde warmte.En, ziet u, als het koud is in de winter is 20 graden onder het vriespunt en de grond is 5 ÷ 7 graden, deze amplitude verschil - al erg fatsoenlijk.

Het is deze continuïteit van het pand na ontvangst van lage potentiële energie die inherent zijn aan de warmtepomp circuit.In feite is dit toestel is een apparaat dat "pompen" en "concerten" warmte is afkomstig uit de onuitputtelijke bron.

kan enige analogie met alle vrienden koelkast te trekken.De producten die hierin voor het koelen en opslaan en die in de luchtkamer bij de deuropening worden geplaatst - ook niet een te hoge temperatuur.Maar als je de warmte-uitwisseling rooster condensor ingaan op de achterwand van de koelkast, het is ofwel zeer warm, of zelfs heet.

Dus waarom niet dit principe te gebruiken om de koelvloeistof te verwarmen? natuurlijk koelkast analogie is niet direct - er is geen stabiele externe warmtebron, en bij de meeste is verspilde energie.Maar in het geval van een warmtepomp bron kan worden gevonden (te organiseren), en dan zal blijken "koelkast vice versa » - belangrijkste focus van het apparaat is gewoon te verwarmen.

Door wat principe van een warmtepomp?

Het is een systeem van drie circuits met circulerende hen koelvloeistoffen.

• thuis in het lichaam van de warmtepomp ( vormt . 1) zijn gerangschikt twee warmtewisselaars ( vormt . 4 en 8), de compressor ( pos. 7), het koelcircuit ( vormt . 5), regulering en controle-apparaten.
• eerste circuit ( pos. 1) met een eigen circulatiepomp ( vormt . 2) geplaatst ( ondergedompeld ) in de low-grade warmtebron (op hun apparaat zullen hieronder worden besproken).thermische energie ontvangen van een externe uninterruptible bron (aangegeven brede roze pijl), verwarmd een paar graden (normaal gebruik van probes of collectoren in de grond of in het water - tot 4 ÷ 6 ° C ), circuleren van het koelmiddel watervallenin wisselaar-verdamper (pos. 4).Hier is de primaire warmteoverdracht verkregen van buitenaf.
• Het koelmiddel in de binnenste lus van de pomp (pos. 5), een zeer laag kookpunt.Meestal wordt er gebruikt een van de moderne, milieuvriendelijke CFC , of kooldioxide (in feite - de vloeibare kooldioxide).Bij de ingang van de verdamper (6 pos.) Past in een vloeibare toestand onder verlaagde druk - biedt een aanpasbare regulator (10 pos.).De speciale vorm van de soort capillaire inlaat en de vorm van de verdamper dragen vrijwel ogenblikkelijke overgang van het koelmiddel in gasvormige toestand.Volgens de wetten van de fysica, het is altijd vergezeld door de verdamping van het doven en absorptie van omgevingswarmte.Aangezien dit gedeelte van de binnenste lus wordt in een eerste warmtewisselaar circuit selecteert de Freon het koelmiddel tijdens koelen (breed oranje pijl). gekoeld koelmiddel blijft circuleren en herwint warmte uit een externe bron.
• koelmiddel in gasvormige toestand, de warmte overdracht aan, gaat de compressor (pos. 7), waarbij onder invloed van compressie de temperatuur stijgt sterk .Verder valt in de volgende warmtewisselaar (pos. 8), die een condensor en de derde buis van het warmtepompcircuit.(Pos. 11).
• Hier komt volledig tegenovergestelde proces - het koelmiddel condenseert veranderen in een vloeibare toestand, terwijl het geven van zijn warmte af aan de hitte drager van de derde circuit.Verder is in de vloeibare toestand bij hoge druk gaat door de reactor waar de druk wordt verlaagd, en de cyclus van de fysische transformaties van de aggregatietoestand van het koelmiddel wordt steeds weer herhaald.
• gaat nu naar de derde circuit (pos. 11) van de warmtepomp.Hem door de warmtewisselaar (pos. 8) verraden thermische energie van het verwarmde koelmiddel compressie (brede rode pijl).Dit circuit heeft een eigen circulatiepomp (pos. 12) die zorgt voor beweging van de koelvloeistof verwarmingsbuizen.Echter, veel verstandiger gebruik steeds en goed geïsoleerde bufferbak (pos. 13), die worden overgedragen aan oververhit raken.Opslag van warmte-energie wordt verbruikt, zelfs voor de behoeften van verwarming en warm water, de uitgaven geleidelijk aan, als dat nodig is.Deze maatregel maakt het mogelijk de veilige kant in het geval van een stroomstoring of gebruik meer goedkopere nachttarief elektriciteit die nodig is om de warmtepomp te bedienen.

Als u de installatie van een buffertank, vervolgens naar het al het verwarmingscircuit meegeleverde ( vormt . 14) met een eigen circulatiepomp ( vormt . 15), die een koelvloeistof die zich doorleidingsysteem ( vormt . 16).Zoals reeds vermeld, kan een tweede circuit dat warm water zorgt voor huishoudelijk gebruik.

warmtepomp kan niet werken zonder stroom - het is nodig voor de werking van de compressor (brede groene pijl), en circulatiepompen in externe circuits ook verbruiken elektriciteit.Echter, zoals we zijn verzekerd ontwikkelaars en fabrikanten van warmtepompen, het elektriciteitsverbruik is niet vergelijkbaar met die verkregen « volume » thermische energie.Dus, met goede montage en optimale bedrijfsomstandigheden vaak wordt over 300 procent meer efficiëntie, dat wil zeggen wanneer een verstreken kilowatt elektriciteit een warmtepomp kan leveren "on-mountain" 4 kilowatt warmte-energie.

In feite een soortgelijke verklaring over de doelmatigheid van verschillende onjuist.De wetten van de fysica niet is geannuleerd, en een rendement van meer dan 100% - dezelfde utopie als « perpetummobile » - perpetuum mobile.Het in dit geval gaat op het rationeel gebruik van elektriciteit met het oog op "overdracht" en de transformatie van energie afkomstig van een externe bron van onuitputtelijk.Het is aangewezen om het concept van COP (uit het Engels «prestatiecoëfficiënt» ) gebruikt die in de Russische taal, vaak de zogenaamde "warmte conversie-efficiëntie."In dit geval, inderdaad, kan de waarde te verkrijgen van meer dan één :

CO P = Q n / A , waarbij:

CO P - Prevalentie nt etc. eobrazovaniya warmte;

Q n - de hoeveelheid warmte-energie geproduceerd door de consument;

A - werk van de compressorinstallatie.

Er nog een nuance waarover vaak gewoon vergeten - specifieke energieverbruik voor de normale werking van de pomp niet alleen de compressor en circulatiepompen, maar in externe circuits.Stroomverbruik bij hen, natuurlijk, is veel kleiner, maar toch , het kan ook in aanmerking worden genomen, en dit vaak voor marketingdoeleinden is gewoon not done.

Het resulterende totale hoeveelheid warmte-energie kan worden besteed:

1 - de optimale oplossing - een systeem warm water seksen.In de regel, warmtepompen bieden « stijgen » temperatuur tot ongeveer 50 ÷ 60 ° Met - is genoeg voor vloerverwarming.

2 - warm water in huis.Meestal warmwaterinstallaties temperatuur op dit niveau en wordt ondersteund door - ongeveer 45 ÷ 55 ° C .

3 - maar voor conventionele radiatoren zoals verwarming onvoldoende is.Exit - het aantal delen of het gebruik van speciale lage temperatuur radiatoren verhogen.Helpen om het probleem en de aard van convectieprincipe lossen.

4 - een van de grote voordelen van warmtepompen - de mogelijkheid om ze te schakelen naar de "omgekeerde".In de zomer, kan dit toestel air-conditioning functie uit te voeren - het wegnemen van de warmte van het terrein en overbrengen van het in de grond of water lichaam .

Bronnen van lage potentiële energie

Wat zijn de bronnen van lage potentiële energie in staat is het gebruik van warmtepompen?In deze rol kan de rotsen, de bodem treden op verschillende dieptes, water uit natuurlijke reservoirs , putten of aquifers, atmosferische lucht of warme lucht stream van gebouwen of industrieel proces ingetrokkencomplexen.

A. Het gebruik van thermische energie bodem

Zoals reeds vermeld, onder het niveau van de bodem bevriezen karakteristieke deze regio, de grond temperatuur is stabiel gedurende het hele jaar.Dit wordt gebruikt om de warmtepomp op een "ground bedienen - water ».

om een ​​dergelijk systeem te creëren is de voorbereiding van speciale oppervlaktebehandeling thermische veld, dat de bovenste laag van de bodem verwijderd tot een diepte van ongeveer 1,2 ÷ 1, 5 meter.De contouren zijn geplaatst, gemaakt van plastic of metalen buizen met een diameter van doorgaans 40 mm.Efficiency afvoer van warmte-energie is afhankelijk van de plaatselijke klimatologische omstandigheden en de totale lengte van gegenereerde contour.

Ruwweg, voor een gemiddelde strook van Rusland, is het mogelijk om de volgende relaties te bedienen:

• droge zandgronden - 10 watt vermogen met een meter van de pijp.
• droge kleigronden - 20 W / m.
• natte kleigronden - 25 W / m.
• klei rotsen met hoge ligging grondwater - 35 W / m.

Ondanks de schijnbare eenvoud van de hitte, de manier waarop is niet altijd de beste oplossing.Het feit is dat het impliceert een zeer grote hoeveelheden opgraving.Wat ziet er simpel uit over de regeling - is veel moeilijker in de praktijk prestaties.Oordeel zelf - met het oog op "verwijderen" uit het ondergrondse circuit, zelfs een 10 kV reflux eplovoy energie op kleigronden moet ongeveer 400 meter van de buis.Als zelfs rekening houden met een dwingende regel dat er een interval van niet minder dan 1 moet zijn, 2 meter, zal het nodig zijn voor het leggen van een oppervlakte van 4 honderd (20 x 20 meter) tussen de windingen van het circuit.

Ten eerste, niet iedereen heeft de mogelijkheid om een ​​gebied toe te wijzen.Tweede volledig uitgesloten elke constructie in dit gebied, omdat de kans op beschadiging van het circuit.En ten derde - de selectie van de warmte uit de grond, vooral in slecht uitgevoerd berekeningen, kan niet voorbij zonder een spoor achter.