Tepelné čerpadlá vlastnými rukami

ľudstvo už od staroveku «zvyknutý» k využitie dostupného prirodzenú energetickú že jednoducho horel na výrobu tepla alebo pre premenu na iné formy energie.Naučili sa, ako ľudia používajú a skrytý potenciál vodných tokov - začal vodných mlynov a dosiahli silné vodné elektrárne.Avšak to, čo sa zdalo úplne postačujúce stále pred sto rokmi, dnes to nemôže uspokojiť potreby rastúcej svetovej populácie.

Po prvé, prírodné « skladovanie » stále nie je bezodná, a výroba energie sa stáva čím ďalej ťažšie každý rok, sa sťahujú do odľahlých oblastí alebo dokonca na mori.Po druhé, pálenie prírodných surovín je vždy spojená s emisiami zo spaľovacích plynov do atmosféry, že tieto emisie súčasnej obrovské objemy dali planétu na pokraji ekologickej katastrofy.Vodná energia nestačí, a narušenie hydrologickú bilanciu riek a láka mnoho negatívnych dôsledkov.Jadrová energia, ktorá kedysi bola považovaná za "všeliek", po niekoľkých rezonančných človekom spôsobených katastrof spôsobiť veľa otázok, a v mnohých oblastiach sveta je IPA konštrukcia jednoducho zákonom zakázané.

Avšak existujú aj iné, prakticky nevyčerpateľné zdroje energie, ktoré boli v nedávnej dobe široko používané.Moderná technológia umožnila veľmi efektívne využiť na výrobu elektriny alebo tepla, vietor, slnko, oceán prílivy a atď .Jeden z alternatívnych zdrojov je tepelná energia z vnútra Zeme, nádrží , atmosféru.Jedná sa o využitie týchto zdrojov na báze tepelného čerpadla.Podobné zariadenia pre nás až stále zaradené do kategórie "exotických noviniek", a zároveň týmto spôsobom je zapálený jeho bývanie veľmi veľa ľudí v Európe - napríklad vo Švajčiarsku alebo Škandinávii počtu domácností s podobnými systémami prekračované50%.Postupne začína tento druh praxe a produkciu tepla v ruskej rozlohy, zatiaľ čo ceny pre získanie high-tech zariadenia setu vyzerajú veľmi desivé.Ale ako vždy, sú majstri nadšenci, ktorí vystavujú svoje tvorivé schopnosti a zbierať tepelné čerpadlá s ich vlastných rúk.

publikácie je zameraná na aby sa zabezpečilo, že čitateľ môže dostať sa bližšie pozrieť a základný princíp jednotky tepelného čerpadla a dozvedieť sa o výhodách a nevýhodách pokoj.Okrem toho sa dozviete o dobrých skúsenostiach z vytváranie vlastných operačných systémov.

Princíp fungovania tepelného čerpadla

Nie všetci z tejto myšlienky, ale všade okolo nás - kopa tepelných zdrojov, že "pracovať "nepretržite.Napríklad - aj v najťažších nízke teploty pod ľad zamrznutého nádrže všetky dobre zostáva pozitívny.Rovnaký vzor a s vybraním v hrúbke pôdy - pod limitmi jeho tuhnutia je takmer vždy stabilná a je približne rovnaká, ako priemer, typické pre túto oblasť .Značný potenciál tepla nesie v sebe i vo vzduchu.

Možno, že niekto bude pliesť všetko by sa mohlo zdať, nízku teplotu vody, pôdy alebo ovzdušia.Áno, sú to low-grade zdroje energie, ale hlavným "tromfom» - stabilita a moderné technológie, založená na zákonoch tepelného fyziky, aby aj malý rozdiel v konverziu požadovanej teplo.A vidíte, keď je zima, v zime je 20 stupňov pod bodom mrazu a pôda je 5 ÷ 7 stupňov, to amplitúda rozdiel - už veľmi korektné.

Je to kontinuita prijatie vlastností nízkopotenciálne energie, ktoré sú neoddeliteľnou súčasťou okruhu tepelného čerpadla.V skutočnosti je táto jednotka je zariadenie, ktoré "pumpy" a "koncerty" teplo je prevzatý z nevyčerpateľného zdroja.

môže čerpať určitú analógiu všetkým priateľom chladničke.Produkty, ktoré sú v ňom umiestnené na chladenie a skladovanie a vstupujúce do vzduchovej komory potom, čo dvere - majú tiež nie je príliš vysokú teplotu.Ale ak sa dotknete teplovýmennej mriežkový kondenzátor na zadnej stene chladničky je buď veľmi teplé, alebo dokonca horúci.

Prečo teda nevyužiť tento princíp k ohrevu chladiacej kvapaliny? Samozrejme chladnička analógia nie je priama - nie je stabilný externý zdroj tepla, a najviac je plytvanie energiou.Ale v prípade zdroja tepelného čerpadla možno nájsť (organizovať), a potom to dopadne "chladnička naopak » - Hlavným cieľom jednotky je len na teplo.

Tým, čo princíp práce tepelného čerpadla?

Ide o systém troch okruhy s cirkulujúcej im chladiacu kvapalinu.

• domov systém v tele tepelného čerpadla ( predstavuje . 1) sú usporiadané dva tepelné výmenníky ( predstavuje . 4 a 8), kompresor ( pos. 7), chladiaci okruh ( predstavuje . 5), regulačné a kontrolné zariadenia.
• prvý okruh ( poz. 1) s vlastným obehovým čerpadlom ( predstavuje . 2) vykázala ( ponorený ) v zdroji tepla low-grade (na svojom zariadení, budú popísané nižšie).Príjem tepelnej energie z externého zálohovaného zdroja (ukázala širokú ružová šípka), zahrieva niekoľko stupňov (zvyčajne pomocou sond alebo kolektorov v zemi alebo vo vode - až 4 ÷ 6 ° C ), cirkulujúcej pády chladivav výmenníku-výparník (poz. 4).Tu je primárne prenos tepla získané z vonkajšej strany.
• Použité chladivo vo vnútornej slučke čerpadla (pol. 5), má teplotu veľmi nízku teplotu varu.Zvyčajne sa používa jeden z moderných, ekologicky šetrné CFC , alebo oxidu uhličitého (v skutočnosti - skvapalnený oxid uhličitý).Na vstupe do výparníka (poz. 6) zapadá v kvapalnom stave za zníženého tlaku - poskytuje nastaviteľnú škrtiacej klapky (poz. 10).Špeciálny tvar typu vstupnej kapilárnej a tvaru výparníka prispieva prakticky okamžitý prechod z chladiva v plynnom stave.Podľa zákonov fyziky, to je vždy sprevádzaná odparovaním kalenie a pohlcovanie okolitého tepla.Vzhľadom k tomu, táto časť vnútornej slučky sa nachádza na prvom výmenníku tepla okruhu vyberie Freon teplo z chladiacej kvapaliny, zatiaľ čo chladenie sa (široký oranžová šípka). chladené chladivo pokračuje v obehu a znovu získava tepelnú energiu z externého zdroja.
• chladivo v plynnom stave, prenosu prenáša teplo do nej vstupuje do kompresora (poz. 7), kde pod vplyvom kompresie jeho teplota prudko stúpa .Ďalej, že spadá do nasledujúceho výmenníka tepla (poz. 8), ktorá je kondenzátor a tretia rúrka z okruhu tepelného čerpadla.(Poz. 11).
• Tu je úplne opačný proces - chladivo kondenzuje otáčanie do kvapalného stavu, pričom sa jeho teplo do teplonosného média tretieho okruhu.Ďalej, v kvapalnom stave pri vysokom tlaku prechádza reaktorom, kde je tlak nižší, a cyklus fyzických transformáciou na skupenstvo chladiva je znovu a znovu opakovať.
• teraz presunie do tretieho obvodu (poz. 11) tepelného čerpadla.Ho cez výmenník tepla (poz. 8) zradená tepelnú energiu z kompresie ohriateho chladiva (široký červená šípka).Tento obvod má vlastné obehové čerpadlo (poz. 12), ktorý zabezpečuje pohyb vykurovacích rúrok chladiva.Avšak, oveľa múdrejší použitie stále hromadia a starostlivo izolované vyrovnávacej nádoba (poz. 13), ktoré sa prenesú akumulovať teplo.Vytváranie zásob tepelnej energie sa spotrebúva aj pre potreby vykurovanie a prípravu teplej vody, trávia postupne, podľa potreby.Toto opatrenie umožňuje bezpečné strane v prípade výpadku napájania alebo použiť viac lacnejšiu nočnú elektrinu rýchlosť potrebnú pre prevádzku tepelného čerpadla.

Ak inštalujete Vyrovnávacia zásobník je, potom to už dodávaný vykurovací okruh ( predstavuje . 14) s vlastným obehovým čerpadlom ( predstavuje . 15), poskytujúce chladiacej kvapaliny pohybujúce sapotrubný systém ( predstavuje . 16).Ako už bolo spomenuté, môže to byť druhý okruh, ktorý zaisťuje teplú vodu pre domáce použitie.

tepelné čerpadlo nemôže fungovať bez napájania - je nutné pre prevádzku kompresora (širokouhlý zelená šípka), a obehové čerpadlá vo vonkajších obvodoch tiež spotrebujú elektrinu.Avšak, ako si môžeme byť istí vývojári a výrobcovia tepelných čerpadiel, spotreba elektrickej energie je porovnateľná so situáciou získať «hlasitosti » tepelnej energie.Takto sa správnu montáž a optimálnych prevádzkových podmienok, často je hovorí o 300 percent vyššiu účinnosť, to znamená, že keď jeden Uplynulý kW elektrickej energie tepelné čerpadlo môže poskytnúť "na vrchu" 4 kW tepelnej energie.

V skutočnosti, podobné vyhlásenie o účinnosti niekoľkých nesprávne.Zákony fyziky nebol zrušený, a efektivita vyššia než 100% - rovnaká utópia ako « perpetummobile » - neustálom pohybe.To v tomto prípade ide o racionálne využívanie elektriny, aby sa "prenos" a premena energie prichádzajúce z externého zdroja nevyčerpateľné.Je vhodné používať pojem COP (z angličtiny «koeficient výkonnosti» ), ktoré v ruskom jazyku, často nazývaný "účinnosť premeny tepla."V tomto prípade skutočne môže získať hodnotu väčšiu ako jeden :

CO P = Q n / , kde:

CO P - Prevalencia nt atď. eobrazovaniya tepla;

Q n - množstvo tepelnej energie vyrobenej spotrebiteľom;

- práca vykonaná inštalácia kompresora.

Neexistuje ešte jeden nuansy, o ktorých často jednoducho zabudnúť - mernú spotrebu energie pre normálne fungovanie čerpadla vyžaduje nielen kompresora a obehových čerpadiel, ale vo vonkajších obvodoch.Spotreba energie na ne, samozrejme, je oveľa menšie, ale napriek tomu , to môže tiež byť vzaté do úvahy, a to často za účelom marketingu sa jednoducho nerobí.

Výsledné celkové množstvo tepelnej energie môžu byť použité:

1 - optimálne riešenie - systém teplá voda pohlavia.Je pravidlom, že tepelné čerpadlá poskytujú « zvýši » teploty na asi 50 až 60 ° S - je dosť pre podlahové vykurovanie.

2 - teplá voda doma.Obvykle teplou vodou teplota na tejto úrovni a je podporovaný - 45 ÷ 55 ° C .

3 - ale pre bežné radiátory, ako kúrenie je nedostatočná.Koniec - zvýšiť počet sekcií, alebo použitie špeciálnych nízkoteplotných vykurovacích telies.Prispieť k vyriešeniu problému a typ konvektory.

4 - jedna z hlavných výhod tepelných čerpadiel - schopnosť ich prepnutie do režimu "reverse".V lete je táto jednotka môže vykonávať funkciu klimatizácie - odnášať teplo z priestorov a prenesením do pôdy alebo vody tela .

zdroje nízkopotenciálne energie

Aké sú zdroje s nízkym potenciálna energia schopný pomocou tepelných čerpadiel?V tejto úlohe môžu pôsobiť horniny, pôda v rôznych hĺbkach, vodu z prírodných nádrží , studní a podzemných kolektorov, atmosférický vzduch alebo teplý vzduch prúdu odobratých z budovy alebo výrobného procesukomplexy.

A. Využitie tepelnej energie pôdy

Ako už bolo spomenuté, pod úrovňou pôdy zmrazenie charakteristických túto oblasť, je teplota krajina je stabilný po celý rok.To sa používa na ovládanie tepelného čerpadla na "zem - voda ".

vytvoriť taký systém pripravuje špeciálnu povrchovú teplotné polia, ktorá odstraňuje vrchnú vrstvu zeminy do hĺbky asi 1,2 ÷ 1, 5 metrov.Obrysy sú umiestnené, vyrobené z plastových alebo kovových rúrok s priemerom typicky 40 mm.Účinnosť odstránenie tepelnej energie závisí na miestnych klimatických podmienkach a celková dĺžka generované obrys.

Zhruba za priemernú pás Ruska, je možné prevádzkovať tieto vzťahy:

• suchej piesčité pôdy - 10 wattov s jeden meter potrubia.
• suchej ílovité pôdy - 20 W / m.
• mokré ílovité pôdy - 25 W / m.
• ílové horniny s vysokým umiestnenie podzemnej vody - 35 W / m.

Cez zdanlivú jednoduchosť tepla, cesta nie je vždy tým najlepším riešením.Faktom je, že to znamená veľmi významné objemy výkop.Čo vyzerá jednoducho na schéme - je oveľa ťažšie v praktickom prevedení.Posúďte sami - s cieľom "odstrániť" z podzemného obvodu, dokonca aj 10 kV refluxom eplovoy energiu na ílovitých pôdach potrebovať asi 400 metrov potrubia.Ak dokonca vziať do úvahy záväzné pravidlo, že musí byť interval najmenej 1 , to bude nevyhnutné pre pokládku na ploche 4 sto (20 x 20 metrov) medzi závitmi okruhu 2 metrov.

Po prvé, nie každý má možnosť prideliť územia.Po druhé, úplne vylúčiť akúkoľvek výstavbu v tejto oblasti, pretože pravdepodobnosť poškodenia obvodu.A za tretie - výber tepla zo zeme, a to najmä v zle vykonaných výpočtov , nemôže prejsť bez zanechania stopy.