Pompy ciepła własnymi rękami

ludzkość od czasów starożytnych «» przyzwyczajony do korzystania z dostępnej energii naturalnej że prostu spalone na ciepło lub zamiany na inne formy energii.Nauczyli się, jak użytkownicy korzystają i ukryty potencjał cieków wodnych - rozpoczęła z młynami i osiągnął potężne elektrownie wodne.Jednak to, co wydawało się dość wystarczający wciąż sto lat temu, dziś nie może sprostać potrzebom rosnącej populacji świata.Pompy

Po pierwsze, naturalne «przechowywania » nadal nie bez dna, a produkcja energii staje się coraz trudniejsze, co roku, przenosząc się w odległych obszarach, a nawet morskich.Po drugie, spalanie surowców naturalnych jest zawsze związane z emisją spalin do atmosfery, że obecne ogromne tomy takie emisje umieścić planetę na krawędzi katastrofy ekologicznej.Hydroenergetyce energia nie jest wystarczająca i zakłócenie bilansu hydrologicznego rzek i przyciąga wiele negatywnych konsekwencji.Energia jądrowa, która niegdyś była uważana jako "panaceum", po kilku

rezonansowych człowieka katastrof powodować wiele pytań, a także w wielu regionach świata NPP konstrukcja jest po prostu zakazane przez prawo.

Jednakże istnieją inne, praktycznie niewyczerpane źródła energii, które jest szeroko stosowane w ostatnim czasie.Nowoczesna technologia pozwoliła bardzo skutecznie wykorzystywany do produkcji energii elektrycznej lub ciepła, wiatr, słońce, pływy oceanu i etc .Jeden z alternatywnych źródeł jest energia cieplna wnętrza Ziemi, zbiorników , atmosfery.To zastosowanie takich źródeł w oparciu pompy ciepła.Podobny sprzęt dla nas aż wciąż ujęte w kategorii "egzotycznych nowości", a jednocześnie w ten sposób zostaje zwolniony obudowy bardzo wielu ludzi w Europie - na przykład w Szwajcarii i Skandynawii liczbę domów z podobnymi systemami przekroczone50%.Stopniowo zaczyna się tego rodzaju praktyk oraz produkcję ciepła w przestrzeniach Rosji, podczas gdy ceny nabycia sprzętu high-tech zestaw jest wyglądają bardzo przerażające.Ale, jak zawsze, są entuzjaści mistrz, który prezentować swoje zdolności twórczych i zbieraj pomp ciepła własnymi rękami.Publikacja

ma na celu aby zapewnić, że czytelnik może bliżej przyjrzeć i podstawową zasadę jednostki pompy ciepła i dowiedzieć się o zaletach i wadach cicho.Ponadto dowiesz się o pozytywnych doświadczeniach tworzenie własnych systemów operacyjnych.

Zasada działania pompy ciepła

Nie wszyscy z tą myślą, ale wszędzie wokół nas - wiele źródeł ciepła, że ​​"pracy "przez całą dobę.Na przykład - nawet w najcięższych niskiej temperaturze pod lodem zamarzniętego zbiornika wszystkie dobrze pozostaje pozytywny.Ten sam wzór i zagłębienia na grubości gleby - poniżej granic jego temperatury zamarzania jest prawie zawsze stabilne i jest w przybliżeniu równa średniej, typowy dla tego regionu .Znaczny potencjał ciepła niesie w sobie i powietrza.

Może ktoś pomyli wszystkim wydaje się, niską temperaturę wody, gleby lub powietrza.Tak, są niskiej jakości źródła energii, ale głównym "atutem» - stabilność i zaawansowana technologia, oparta na prawach fizyki cieplnej pozwalają nawet niewielka różnica w konwersji wymaganej temperatury.I widać, gdy jest zimno w zimie wynosi 20 stopni poniżej zera, a ziemia jest 5 ÷ 7 stopni, różnica ta amplituda - już bardzo przyzwoity.

Jest to ciągłość odbioru własności niskiej energii potencjalnej nieodłączne w obiegu pompy ciepła.W rzeczywistości, to urządzenie jest urządzeniem, które "pompy" i "koncerty" ciepło jest pobierane z niewyczerpanego źródła.

można wyciągnąć pewne analogie do wszystkich przyjaciół lodówce.Produkty, które są umieszczone w nim w celu chłodzenia i przechowywania i do komory powietrza podczas otwierania drzwi - także mają zbyt wysoką temperaturę.Ale jeśli dotykać wymiennika ciepła kraty skraplacz na tylnej ściance lodówki, to jest albo bardzo ciepły, a nawet gorący.

Więc dlaczego nie wykorzystać tej zasady do podgrzewania płynu chłodzącego? Oczywiście lodówka analogia nie jest bezpośrednia - nie ma stabilnego zewnętrznego źródła ciepła, a co najwyżej energii jest marnowana.Ale w przypadku źródła pompy ciepła można znaleźć (zorganizować), a potem okaże się "lodówka na odwrót » - Głównym celem zespołu jest tylko do podgrzewania.

Jakim Zasada pracy pompy ciepła?

Jest to system trzech obwodów z krążących im chłodzących.

• domowego systemu w korpusie pompy ciepła ( stwarza . 1) są umieszczone dwa wymienniki ciepła ( stwarza . 4 i 8), kompresor ( pos. 7), obieg chłodniczy ( stwarza urządzeń . 5), regulacji i sterowania.
• pierwszy obwód ( poz. 1) z własnym pompa obiegowa ( stanowi . 2) wysłane ( zanurzone ) w źródło ciepła o niskim stopniu złośliwości (w urządzeniu zostanie omówione poniżej).Odbieranie energię cieplną z zewnętrznego awaryjnego źródła (pokazany szerokiej różową strzałkę), ogrzewany o kilka stopni (zazwyczaj za pomocą sondy lub kolektory w ziemi lub w wodzie - do 4 ÷ 6 ° C ), krążących upadki chłodziwaw wymiennika-parownika (poz. 4).Oto podstawowy transfer ciepła uzyskuje się z zewnątrz.
• Czynnik chłodniczy stosowany w pętli wewnętrznej pompy (poz. 5), ma bardzo niską temperaturę wrzenia.Zwykle używany jest jedną z nowoczesnych, przyjaznych dla środowiska CFC , lub dwutlenku węgla (w rzeczywistości - skroplony dwutlenek węgla).Przy wejściu do parownika (poz. 6), że zmieści się w stanie ciekłym pod zmniejszonym ciśnieniem - zapewnia regulowaną przepustnicę (poz. 10).Specjalny kształt kapilary wlot i kształtu parownika przyczyniają się praktycznie natychmiastowe przejście czynnika chłodniczego w stanie gazowym.Zgodnie z prawami fizyki, to zawsze towarzyszy odparowanie hartowania i absorpcji ciepła z otoczenia.Ponieważ ta część pętli wewnętrznej, znajduje się w pierwszym obwodzie wymiennika ciepła dobiera się freonu z czynnikiem chłodzącym, podczas gdy (szeroki pomarańczowy strzałka) chłodzenia. lodowej chłodziwo będzie krążyć i odzyskuje energię cieplną z zewnętrznego źródła.
• czynnika chłodniczego w stanie gazowym, transfery przenoszenia ciepła do tego, wprowadza się ze sprężarki (poz. 7), w której pod wpływem ściskania jej temperatura gwałtownie wzrasta .Ponadto, mieści się w następnym wymienniku ciepła (poz. 8), który jest skraplaczem a trzeci przewód obiegu pompy cieplnej.(Poz. 11).
• Nadchodzi zupełnie odwrotny proces - czynnik chłodniczy skrapla zamienia się w stanie ciekłym, dając ciepło do nośnika ciepła trzeciego obwodu.Ponadto, w stanie ciekłym przy wysokim ciśnieniu przepływa przez reaktor, w którym ciśnienie zmniejsza się, a cykl przemian fizycznych stanu zbiorczej czynnika chłodniczego jest ciągle powtarzany.
• się do trzeciego obwodu (poz. 11) pompy cieplnej.Nim przez wymiennik ciepła (poz. 8) zdradził energię cieplną z kompresją czynnika ogrzewanego (szeroka czerwona strzałka).Układ ten posiada własną pompę obiegową (poz. 12), która zapewnia do przemieszczania rur grzewczych chłodziwa.Jednak o wiele mądrzejszy wykorzystanie wciąż gromadziły i starannie izolowany pojemnik buforowy (poz. 13), które zostaną przeniesione do akumulacji ciepła.Składowania energii cieplnej jest pobierana nawet na potrzeby ogrzewania i ciepłej wody, zużycie stopniowo, w miarę potrzeb.Środek ten pozwala na bezpiecznej stronie w przypadku awarii zasilania lub użyć więcej taniej energii elektrycznej oceń noc niezbędne do działania pompy ciepła.

Jeśli instalowany jest zbiornik buforowy, potem już dostarczone obieg grzewczy ( stwarza . 14) z własną pompą obiegową ( stwarza . 15), zapewniając chłodziwo porusza się przezSystem rur ( stwarza . 16).Jak już wspomniano, to może być drugi obwód, który przewiduje gorącej wody do użytku domowego.Pompa ciepła

nie może pracować bez zasilania - jest niezbędna do działania sprężarki (szeroka zielona strzałka) oraz pompy obiegowe w obwodach zewnętrznych zużywają również elektryczność.Jednak, jak zapewnia nas deweloperzy i producenci pomp ciepła, zużycie energii elektrycznej nie jest porównywalna do tej, jaką uzyskuje «głośności » energii cieplnej.W ten sposób przy odpowiednim montażu i optymalnych warunków roboczych, często jest mówić o 300 procent większą wydajność, to znaczy, gdy jeden Upłynęło kilowatów energii pompa ciepła może zapewnić "na górze" 4 kW energii cieplnej.

W rzeczywistości, podobne oświadczenie o wydajności kilku nieprawidłowe.Prawa fizyki nie został odwołany, a sprawność wyższa niż 100% - sama utopia jak « perpetummobile » - perpetum mobile.To w tym przypadku idzie na rzecz racjonalnego wykorzystania energii w celu "przeniesienia" i transformacja energii pochodzących z zewnętrznego źródła niewyczerpane.Wskazane jest użycie pojęcia COP (od «współczynniku wydajności» angielski ), które w języku rosyjskim, często nazywany "efektywność konwersji ciepła."W tym przypadku, rzeczywiście, może uzyskać wartość większa niż jeden :

CO P = Q n / , gdzie:

CO P - Rozpowszechnienie nt itp eobrazovaniya ciepła;

Q n - ilość energii cieplnej wytwarzanej przez konsumenta;

- praca wykonywana przez instalację sprężarki.Schemat

Tam jeszcze jeden niuans, o którym często po prostu zapomnieć - jednostkowego zużycia energii do normalnego funkcjonowania pompy wymaga nie tylko sprężarki i pomp obiegowych, lecz w obwodach zewnętrznych.Zużycie energii na nich, oczywiście, jest znacznie mniejsza, ale jednak , może być również brane pod uwagę, a to często w celach marketingowych nie jest po prostu zrobić.

Powstały całkowitą ilość energii cieplnej mogą być wykorzystane:

1 - optymalne rozwiązanie - system płcie ciepłą wodą.Co do zasady, pompy ciepła zapewniają « wzrosnąć » temperaturę do około 50 ÷ 60 ° Z - wystarcza do ogrzewania podłogowego.

2 - ciepłej wody w domu.Zazwyczaj systemy ciepłej wody temperatura na tym poziomie i jest wspierany przez - około 45 ÷ 55 ° C .

3 - ale dla konwencjonalnych grzejników takich ogrzewania jest niewystarczająca.Zakończ - aby zwiększyć liczbę sekcji lub stosowanie specjalnych grzejników niskotemperaturowych.Przyczyni się do rozwiązania problemu i rodzaju grzejników konwekcyjnych.

4 - jedna z głównych zalet pomp ciepła - możliwość przełączania ich do "reverse" tryb.W lecie, to urządzenie może pełnić funkcję klimatyzacji - odbierając ciepło z pomieszczeń i przenosząc ją do organizmu ziemi lub wody .

Źródła niski potencjał energii

Jakie są źródła niskiej energii potencjalnej w stanie za pomocą pomp ciepła?W tej roli może działać skał, gleby na różnych głębokościach, wody z naturalnych zbiorników , studniach lub podziemnych warstw wodonośnych, atmosferycznego powietrza lub ciepłym strumienia powietrza wycofanych z budynków lub procesu przemysłowegokompleksy.

A. Wykorzystanie energii termicznej gleby

jak już wspomniano, poniżej poziomu zamarzania gruntu charakterystycznych ten region, temperatura gruntu jest stabilna przez cały rok.To jest używany do obsługi pompy ciepła na zasadzie "ziemia - wody".

do stworzenia takiego systemu jest przygotowanie specjalnego pola termicznego powierzchni, który usuwa wierzchnią warstwę gleby do głębokości około 1,2 ÷ 1, 5 metrów.Kontury umieszczone są wykonane z rur z tworzywa sztucznego lub z metalu o średnicy typowo 40 mm.Efektywność usuwanie energii cieplnej zależy od lokalnych warunków klimatycznych, a łączna długość generowane kontur.

grubsza, dla przeciętnego taśmy Rosji, to można obsługiwać następujące zależności:

• suche gleby piaszczyste - 10 watów mocy z jednego metra rury.
• suche glebach gliniastych - 20 W / m.
• mokre glebach gliniastych - 25 W / m.
• ilaste skały o wysokiej lokalizacji wód gruntowych - 35 W / m.

Pomimo pozornej prostoty ciepła, droga nie zawsze jest najlepszym rozwiązaniem.Faktem jest to, że wiąże się z bardzo znaczących ilościach wykopu.Co wygląda prosto na schemacie - jest znacznie trudniejsze w praktycznej realizacji.Sędzia dla siebie - w celu "usunięcia" z obiegu podziemnym, a nawet 10 kV refluks eplovoy energię na glebach gliniastych potrzeba około 400 metrów rur.Jeśli uwzględnia nawet obowiązkową zasadę, że nie musi być odstęp nie mniejszy niż 1 , 2 metrów, będzie konieczne do układania powierzchni 4 stu (20 x 20 m) pomiędzy zwojami obwodu.

Po pierwsze, nie każdy ma możliwość przydzielenia terytorium.Po drugie, całkowicie wykluczyć jakąkolwiek budowę w tej dziedzinie, ponieważ prawdopodobieństwo uszkodzenia układu.I po trzecie - wybór ciepło z ziemi, zwłaszcza w źle prowadzonych obliczeń , nie może przejść bez śladu.