Toplotne črpalke z lastnimi rokami

človeštvo že od antičnih časov "običajnega" uporabiti razpoložljive naravne energije da preprosto zažgal za ogrevanje ali za pretvorbo v druge oblike energije.Naučili so se, kako ljudje uporabljajo in skriti potencial vodnih tokov - začel od mlinov in dosegel močne hidroelektrarn.Vendar pa je tisto, kar se je zdelo povsem dovolj še pred sto leti, danes ne more izpolniti potrebe naraščajočega svetovnega prebivalstva.

Prvič, naravna « shranjevanje » še vedno ni dna, in proizvodnja energije postane težje vsako leto, ki se gibljejo v oddaljenih območjih ali celo na morju.Drugič, pri gorenju naravnih surovin vedno povezana z emisijami odpadnih plinov v ozračje, da so takšni izpusti sedanje ogromne količine dal planet na robu ekološke katastrofe.Hidroenergija ni dovolj, in motnje hidrološke bilance reke in privablja veliko negativnih posledic.Jedrska energija, ki je bila nekoč šteje kot "čudežnega zdravila", po številu nesreč resonanco, umetnih povzroči veliko vprašanj, in v mnogih regijah sveta je NEK gradnja preprosto prepovedano z zakonom.

Vendar pa obstajajo tudi druge, praktično neizčrpen vir energije, ki so se pogosto uporabljajo v zadnjem času.Sodobna tehnologija je omogočila zelo učinkovito uporabljajo za proizvodnjo električne energije ali toplote, veter, sončni svetlobi, oseki in itd .Ena iz alternativnih virov je toplotna energija zemeljske notranjosti, rezervoarjev , ozračje.Je uporaba takih virov na toplotno črpalko.Podobna oprema za nas, dokler še vključiti v kategorijo "eksotičnih novosti", in hkrati na ta način je odpuščen svoje stanovanjskega zelo veliko ljudi v Evropi - na primer v Švici ali Skandinaviji število domov s podobnimi sistemi presežene50%.Postopoma začne tovrstne prakse in proizvodnjo toplote v ruskih prostranstvih, medtem ko so cene za pridobitev high-tech nabor opreme je videti zelo zastrašujoče.Ampak, kot vedno, so mojstri navdušence, ki prikazujejo svoje ustvarjalne sposobnosti in zbiranje toplotne črpalke z lastnimi rokami.objava

je namenjen , da se zagotovi, da lahko bralec dobil podrobnejši pregled in osnovno načelo toplotne črpalke in se učiti o prednostih in slabostih tiho.Poleg tega boste spoznali uspešne izkušnje za ustvarjanje svoje lastne operacijske sisteme.

Princip delovanja toplotne črpalke

Ni vse te misli, ampak povsod okoli nas - veliko virov toplote, ki "delajo "nočni.Na primer - tudi v najbolj hudih mrazu pod ledom zamrznjenega rezervoarja vse tudi ostaja pozitiven.Enak vzorec in z odprtino v debelini tal - pod mejo njegovega zmrzišča je skoraj vedno stabilna in je približno enaka povprečju, značilne za to regijo .Precejšen toplotni potencial nosi v sebi in zraku.

Morda bo kdo zmesti vse, se zdi, nizke temperature vode, tal ali zraka.Ja, so nižji razred viri energije, vendar je glavni "adut» - stabilnost in napredno tehnologijo, ki temelji na zakonih toplotne fizike, omogočajo tudi majhna razlika v pretvorbo potrebno toploto.In, vidiš, ko je mrzlo zimo je 20 stopinj pod lediščem in tlemi je 5 ÷ 7 stopinj, to amplitude razlika - že zelo Spodoben.

je ta kontinuiteta prejemu lastnino nizke potencialne energije, ki je del tokokroga toplotne črpalke.V bistvu je to naprava je naprava, ki je "črpalke" in "koncerti" toplote vzeta iz neizčrpen vir.

lahko potegnemo neko analogijo vsem prijateljem hladilniku.Izdelki, ki so v njih dane za hlajenje in shranjevanje in vstop zraka komoro, ko so vrata zaprta - imajo tudi ne previsoke temperature.Toda če dotiku toplotno izmenjavo mrežni kondenzator je na zadnji steni hladilnika je bodisi zelo toplo ali celo vroče.

Torej, zakaj ne bi uporabili to načelo za ogrevanje hladilne tekočine? Seveda hladilnik analogija ni neposredno - ni stabilen zunanji vir toplote, in največ se zapravlja energijo.Toda v primeru vira toplotne črpalke je mogoče najti (organizirati), nato pa se bo izkazalo, "hladilnik obratno » - Glavni cilj enote je samo za ogrevanje.

S kakšno načelo dela toplotne črpalke?

To je sistem treh vezij z njihovo uporabo hladiva.

• domov sistema v telesu toplotne črpalke ( predstavlja . 1) sta urejeni dve toplotni izmenjevalniki ( zastavlja . 4 in 8), kompresor ( pos. 7), hladilni krog ( predstavlja . 5), regulacijo in nadzor naprav.
• prvi krog ( poz. 1) s svojo obtočno črpalko ( predstavlja . 2) objavil ( potopljen ) v viru toplote nizke kakovosti (v svoji napravi bo obravnavana v nadaljevanju).Prejemanje toplotno energijo iz zunanjega neprekinjenega vira (pokazala široko roza puščico), segrejemo nekaj stopinj (običajno s pomočjo sond ali zbiralci v zemlji ali v vodi - do 4 ÷ 6 ° C ), ki kroži pade hladilav izmenjevalnika-uparjalnik (poz. 4).Tu je primarni prenos toplote pridobljeni od zunaj.
• hladivo v notranjo zanko črpalke (poz. 5), ima zelo nizko vrelišče.Ponavadi se tam uporablja eden od sodobne, okolju prijazne CFC , ali ogljikovega dioksida (v resnici - utekočinjeni ogljikov dioksid).Na vhodu v uparjalnik (poz 6.), Da se prilega v tekočem stanju pod zmanjšanim tlakom - zagotavlja nastavljiv plin (poz 10.).Posebna oblika tipa vstopni kapilarno in oblike uparjalnika prispeva skoraj trenutno prehoda hladilnega sredstva v plinastem stanju.V skladu z zakoni fizike, je vedno spremlja izparevanjem gašenja in absorpcije toplote okolice.Ker je ta del notranje zanke nahaja v prvem toplotnega izmenjevalnika krogotok izbere Freon toploto iz hladilnega sredstva, medtem ko je (širok oranžna puščica) hlajenje. Ohlajeni hladilo še naprej širi in ponovno pridobivanje toplotne energije iz zunanjega vira.
• hladivo v plinastem stanju, ki prenašajo prenese toploto na to, vstopi v kompresor (poz. 7), kjer je pod vplivom stiskanja njena temperatura močno naraste .Nadalje pade v naslednji toplotni izmenjevalnik (poz. 8), ki je kondenzator in tretja cev tokokroga toplotne črpalke.(Poz. 11).
• Prihaja popolnoma nasproten proces - hladivo kondenzira spreminja v tekočem stanju, hkrati pa daje toploto za nosilca toplote tretjega kroga.Nadalje, v tekočem stanju pod visokim pritiskom potuje skozi reaktor, kjer se zniža tlak in cikel fizičnih transformacije agregatnega stanja hladilnega se znova in znova ponovi.
• zdaj preide v tretjo vezje (poz. 11) toplotne črpalke.Njega skozi toplotni izmenjevalnik (poz. 8) izdal toplotne energije iz ogrevanega kompresije hladiva (široka rdeča puščica).To vezje ima svojo obtočno črpalko (poz. 12), ki omogoča pretok ogrevanje hladilne cevi.Vendar pa je veliko pametneje uporaba vedno kopičijo in skrbno izolirani buffer posoda (poz. 13), ki se bo prenesla na akumulirajo toploto.Skladiščenja toplotne energije se porabi tudi za potrebe ogrevanja in tople vode, postopoma porabe, kot je potrebno.Ta ukrep omogoča varno strani v primeru izpada električne energije ali uporabite več cenejšo elektriko noč mere, potrebne za delovanje toplotne črpalke.

Če nameščate rezervoar zbirni prostor, nato pa je že na voljo za ogrevalni krog ( predstavlja . 14) s svojo obtočno črpalko ( predstavlja . 15), ki zagotavlja hladila gibljejo skozicevni sistem ( predstavlja . 16).Kot je bilo že omenjeno, je lahko drugi krog, ki zagotavlja toplo vodo za domačo uporabo.

toplotna črpalka ne more delovati brez moči - to je potrebna za delovanje kompresorja (širok zelena puščica), in v obtoku črpalke zunanjih vezij tudi porabljajo elektriko.Vendar pa, kot smo zagotovljeni razvijalci in proizvajalci toplotnih črpalk, poraba električne energije, ni primerljiv s tem dobimo «prostornine » toplotne energije.Tako, s pravilno montažo in optimalnih obratovalnih pogojih, pogosto pa govorimo o 300 odstotkov večjo učinkovitost, ki je, ko je eden Pretekle kilovatov električne energije, toplotna črpalka lahko zagotovi "na gori", 4 kW toplotne energije.

Dejstvo je, podobno izjavo o učinkovitosti več napačna.Zakoni fizike ni bila preklicana, ter izkoristek večji od 100% - enaka utopija kot « perpetummobile » - nenehnem gibanju.To v tem primeru gre za racionalno rabo električne energije, da bi se "prenos" in preoblikovanje energije, ki prihajajo iz zunanjega vira neizčrpen.Primerno je, da uporabijo koncept COP (iz angleške "koeficient učinkovitosti» ), ki je v ruskem jeziku, pogosto imenujemo "Toplotni izkoristek pretvorbe."V tem primeru, seveda, lahko dobi vrednost večja kot eno :

CO P = Q n / , kjer:

CO P - Razširjenost nt itd eobrazovaniya toplote;

Q n - količino toplotne energije, ki jo proizvaja potrošnika;

- delo z namestitvijo kompresorja izvaja.

tam še en odtenek, o katerih pogosto preprosto pozabi - specifična poraba energije za normalno delovanje črpalke ne zahteva le kompresorja in obtočne črpalke, ampak v zunanjih vezij.Poraba energije na njih, seveda, je veliko manjši, vendar vseeno , je mogoče upoštevati tudi, in to pogosto v tržne namene, je preprosto ni bilo storjeno.

Nastala skupno količino toplotne energije se lahko porabijo:

1 - optimalna rešitev - sistem toplo vodo spola.Kot pravilo, toplotne črpalke zagotavljajo « dvignila » temperaturo okoli 50 ÷ 60 ° Z - je dovolj za talno ogrevanje.

2 - topla voda doma.Ponavadi tople vode temperature sistemi na tej ravni, ki jo podpirajo - približno 45 ÷ 55 ° C .

3 - ampak za običajne radiatorje, kot ogrevanje, je nezadostna.Izhod - povečati število oddelkov ali uporabo posebnih nizko-temperaturnimi radiatorji.Pomagal rešiti problem in vrsto konvekcijske grelnikov.

4 - ena od glavnih prednosti toplotnih črpalk - sposobnost, da jih preklopite na "reverse" način.V poletnih mesecih, lahko ta enota delovala klimatska naprava - jemlje toploto iz prostorov in jo prenašajo v tleh ali vodnega telesa .

Viri nizka potencialna energija

Kateri so viri nizko potencialno energijo lahko s pomočjo toplotnih črpalk?V tej vlogi lahko deluje kamenje, prst na različnih globinah, vodo iz naravnih rezervoarjev , vodnjakov ali podzemnih vodonosnikih, atmosferski zraka ali toplo zraka tok, umaknjenih iz stavb ali industrijskega procesakompleksi.

A. Uporaba toplotne energije tal

Kot že omenjeno, je pod nivojem tal zamrznitvi Značilna to regijo, je temperatura tal je stabilen skozi vse leto.Ta se uporablja za delovanje toplotne črpalke na "zemlja - voda ".

ustvariti tak sistem pripravlja posebno površinsko toplotno polje, ki odstranjuje zgornjo plast zemlje do globine približno 1,2 ÷ 1, 5 metrov.Obrisi so dani, izdelane iz plastične ali kovinske cevi s premerom tipično 40 mm.Učinkovitost odstranitev toplotne energije je odvisna od lokalnih podnebnih razmerah in skupna dolžina ustvari obris.

grobem za povprečno traku Rusije, je mogoče upravljati naslednja razmerja:

• suha peščena tla - 10 vatov moči z enega metra cevi.
• suha glinenih tleh - 20 W / m.
• mokro glinenih tleh - 25 W / m.
• glinene kamnine z visoko sedež podtalnice - 35 W / m.

Kljub navidezni enostavnosti toplote, pot ni vedno najboljša rešitev.Dejstvo je, da to pomeni zelo velik obseg izkopavanja.Izgled preprosto na shemi - je veliko težje v praktično delovanje.Presodite sami - da bi "odstraniti" iz podzemnega vezja, tudi 10 kV refluks eplovoy energije na glinenih tleh potrebovali približno 400 metrov cevi.Če tudi upoštevati obvezujoče pravilo, da mora biti presledek, ki ni manjša od 1 , 2 metrov, bo treba za polaganje površino 4 sto (20 x 20 m) med zavoji vezja.

Prvič, ne vsakdo ima možnost za dodelitev ozemlje.Drugič, povsem izključiti kakršno koli gradnjo na tem področju, saj je verjetnost poškodbe na vezju.In tretjič - izbor toplote iz tal, zlasti v slabo opravljenih izračunih , ne more prenesti brez sledu.