Värmepumpar med sina egna händer

mänskligheten sedan urminnes tider «van» att använda det naturliga energi som enkelt brännas för värme eller för omvandling till andra former av energi.De lärde sig människor använder och den dolda potentialen av vattenflöden - började med vattenkvarnar och nådde kraftfulla vattenkraftverken.Men vad det verkade fullt tillräckligt fortfarande hundra år sedan, idag kan inte tillgodose behoven hos en växande världsbefolkning.

första blir naturligt « lagring » fortfarande inte bottenlös, och energiproduktion allt svårare varje år, flyttar till avlägsna områden eller till och med till havs.För det andra är förbränning av naturliga råvaror alltid förknippad med utsläpp av förbränningsgaser i atmosfären att den nuvarande stora volymer sådana utsläpp har satt planeten på randen till ekologisk katastrof.Vattenkraft är inte tillräckligt, och störningar i den hydrologiska balansen av floder och lockar en hel del negativa konsekvenser.Kärnkraften, som en gång betraktades som "ett universalmedel", efter ett antal

resonans katastrofer orsakade orsaka en hel del frågor, och i många delar av världen NPP konstruktion är helt enkelt förbjudet enligt lag.

Men det finns andra, nästan outtömliga energikällor, som har använts i stor utsträckning nyligen.Modern teknik har gjort det möjligt mycket effektivt används för att producera elektricitet eller värme, vind, sol, hav tidvatten och etc .En från alternativa källor är den termiska energin i jordens inre, reservoarer , atmosfär.Det är användningen av sådana källor baserade värmepump.Liknande utrustning för oss tills fortfarande ingår i kategorin "exotiska nyheter", och samtidigt på detta sätt avfyras sin bostäder väldigt många människor i Europa - till exempel i Schweiz eller Skandinavien antalet bostäder med liknande system överskrids50%.Så småningom börjar denna typ av praxis och produktion av värme i de ryska vidderna, medan priserna för förvärv av högteknologisk utrustning set ser mycket skrämmande.Men, som alltid, är befälhavaren entusiaster som visar sin kreativa förmåga och samla värmepumpar med sina egna händer.

publikation syftar till att säkerställa att läsaren kan få en närmare titt och en grundläggande princip för värmepumpsenheten och lära sig om fördelar och nackdelar med tyst.Dessutom får du lära dig om positiva erfarenheter av att skapa sina egna operativsystem.

Principen för drift av värmepumpen

Inte alla denna tanke, men alla runt omkring oss - en hel del värmekällor som "fungerar "dygnet runt.Till exempel - även i de mest sträng kyla temperaturen under isen av en frusen reservoar alla väl fortsatt positiv.Samma mönster och med urtaget i tjockleken på marken - under gränserna för dess frystemperatur är nästan alltid stabil och är ungefär lika med den genomsnittliga, typiska för denna region.Betydande värmepotentialen bär i sig och luften.

Kanske någon kommer att förvirra alla, verkar det, den låga temperaturen av vatten, jord eller luft.Ja, de är låggradig energikällor, men det viktigaste "trumfkort» - stabilitet och avancerad teknik, baserad på de lagar termisk fysik, gör att även en liten skillnad i att omvandla den erforderliga värmen.Och ser du, när det är kallt på vintern är 20 minusgrader och marken är 5 ÷ 7 grader, denna amplitud skillnad - redan mycket värdig.

Det är denna kontinuitet av egendom mottagande av låg potentiell energi inneboende i värmepumpkretsen.I själva verket är en enhet som "pumpar" och "konserter" värme tas från outtömlig källa denna enhet.

kan dra några analogi med alla vänner kylskåp.De produkter som är placerade däri för kylning och förvaring och in i luftkammaren när dörröppningen - har också en inte alltför hög temperatur.Men om du trycker på värmeväxlar gitter kondensor på den bakre väggen i kylskåpet, är det antingen mycket varm, eller ens varm.

Så varför inte använda denna princip för att värma kylvätskan? kurs kylskåp analogi är inte direkt - det finns ingen stabil extern värmekälla, och på sin höjd är bortkastad energi.Men i fallet med en värmepump källan kan hittas (organisera), och så kommer det att visa sig "kylskåp vice versa » - fokus för enheten är bara att värma.

av vilken princip en värmepump arbete?

Det är ett system med tre kretsar med cirkulerande dem kylmedel.

• hemmasystem i kroppen av värmepumpen ( utgör . 1) är anordnade två värmeväxlare ( poser . 4 och 8), kompressorn ( pos. 7), köldmediekretsen ( utgör . 5), reglering och styranordningar.
• första krets ( pos. 1) med sin egen cirkulationspump ( utgör . 2) postat ( nedsänkt ) i låggradig värmekälla (på sin enhet kommer att diskuteras nedan).Ta emot värmeenergi från en extern avbrottsfri källa (visas bred rosa pilen), värms upp några grader (normalt med användning av sönder eller samlare i marken eller i vatten - upp till 4 ÷ 6 ° C ), cirkulerar kylmediet falleri växlar-förångare (pos. 4).Här är den primära värmeöverförings erhållen från utsidan.
• Köldmediet som används i den inre slingan av pumpen (pos. 5), har en mycket låg kokpunkt.Vanligtvis finns det används ett av den moderna, miljövänliga CFC , eller koldioxid (i själva verket - det flytande koldioxid).Vid ingången till förångaren (pos. 6) den passar i ett flytande tillstånd under reducerat tryck - det ger en justerbar strypning (pos. 10).Den speciella formen på inlopps kapillär typ och form av förångaren bidrar praktiskt taget momentan övergång av kylmediet i ett gasformigt tillstånd.Enligt fysikens lagar, är det alltid åtföljs av avdunstning av släckning och absorption av omgivande värme.Eftersom detta parti av den inre slingan är belägen i en första värmeväxlare kretsen väljer Freon värme från kylmediet under kylning (bred orange pil). Kyld kylmedel fortsätter att cirkulera och åter få värmeenergi från en extern källa.
• kylmediet i gasformigt tillstånd, överföra överför värme till det, kommer in i kompressorn (pos. 7), där under inverkan av kompression dess temperatur stiger kraftigt .Vidare faller det in i den följande värmeväxlaren (pos. 8) som är en kondensor och det tredje röret i värmepumpkretsen.(Pos. 11).
• Här kommer helt motsatt process - köld kondenserar förvandlas till ett flytande tillstånd, samtidigt som dess värme till värmebäraren av den tredje kretsen.Vidare är i flytande tillstånd vid högt tryck passerar genom reaktorn där trycket är reducerat, och cykeln av de fysikaliska omvandlingar av den sammanlagda tillståndet hos kylmediet upprepas om och om igen.
• flyttas nu till den tredje kretsen (pos. 11) hos värmepumpen.Honom genom värmeväxlaren (pos. 8) svikit termisk energi från den uppvärmda kylmediet kompression (bred röd pil).Denna krets har sin egen cirkulationspump (pos. 12) som åstadkommer rörelse av kylmedel värmerör.Emellertid ett mycket klokare användning fortfarande ackumulera och omsorgsfullt isolerad buffertbehållaren (pos. 13), som kommer att överföras för att ackumulera värme.Lagring av värmeenergi förbrukas även för de behov som uppvärmning och varmvatten, spenderar så småningom, efter behov.Denna åtgärd gör att den säkra sidan i händelse av ett strömavbrott eller använda mer billigare natten kurs el krävs för att driva värmepumpen.

Om du installerar en buffertlagringstank, då det redan levererat värmekretsen ( utgör . 14) med sin egen cirkulationspump ( utgör . 15), vilket ger en kylmedel rör sig genomrörsystemet ( utgör . 16).Såsom redan nämnts, kan det vara en andra krets som ger varmvatten för hemmabruk.

värmepump kan inte fungera utan ström - det krävs för driften av kompressorn (bred grön pil), och cirkulationspumpar i externa kretsar förbrukar också el.Men eftersom vi är försäkrade utvecklare och tillverkare av värmepumpar, är elförbrukningen inte jämföras med den som erhålls « volym » värmeenergi.Således, med korrekt montering och optimala driftsförhållanden, ofta är talar om 300 procent mer effektivitet, det vill säga när en Förfluten kilowatt el en värmepump kan ge "på berget" 4 kilowatt värmeenergi.

I själva verket, en liknande uttalande om effektiviteten i flera felaktig.Fysikens lagar inte har annullerats, och en effektivitet högre än 100% - samma utopi som « perpetummobile » - ständig rörelse.Det i detta fall går på rationell användning av el för att "överföring" och omvandling av energi som kommer från en extern källa till outtömlig.Det är lämpligt att använda begreppet COP (från engelska «värmefaktor» ) att i det ryska språket, ofta kallad "effektivitet värmeomvandlings."I detta fall, faktiskt, kan erhålla värdet är större än ett :

CO P = Q n / A , där:

CO P - Prevalence nt etc. eobrazovaniya värme;

Q n - den mängd värmeenergi som produceras av konsumenten;

A - arbete som utförs av kompressorinstallationen.

Det fortfarande en nyans om vilka ofta helt enkelt glömma - specifika energiförbrukningen för den normala funktionen av pumpen kräver inte bara kompressorn och cirkulationspumpar, men i externa kretsar.Strömförbrukning på dem, naturligtvis, är mycket mindre, men ändå , det kan också beaktas, och detta ofta i marknadsföringssyfte är helt enkelt inte gjort.

Den resulterande totala mängd värmeenergi kan spenderas:

en - den optimala lösningen - ett system varmt vatten könen.Som regel, värmepumpar tillhandahålla « stiga » temperaturen till ca 50 ÷ 60 ° Med - räcker för golvvärme.

2 - varmvatten hemma.Vanligtvis varmvatten system temperatur på denna nivå och stöds av - cirka 45 ÷ 55 ° C .

3 - men för konventionella radiatorer sådan uppvärmning är otillräcklig.Avsluta - för att öka antalet sektioner eller användning av särskilda låg temperatur radiatorer.Bidra till att lösa problemet och vilken typ av konvektorer.

4 - en av de stora fördelarna med värmepumpar - förmågan att växla dem till "omvända" -läge.På sommaren kan den här enheten utföra luftkonditionering funktion - att ta bort värmen från lokalen och överföra den i marken eller vattendrag .

Källor till låg potentiell energi

Vilka är källorna till låg potentiell energi kan använda värmepumpar?I denna roll kan agera stenar, jord på olika djup, vatten från naturliga reservoarer , brunnar eller akviferer, atmosfär luft eller varm luft strömmen dragits tillbaka från byggnader eller industriell processkomplex.

A. Användningen av värmeenergi jord

Som redan nämnts under nivån för jord frysning karakteristiska denna region, är marktemperaturen stabil under hela året.Detta används för att driva värmepumpen på en "ground - vatten ».

att skapa ett sådant system förbereder speciell yta termisk energi, som tar bort det översta lagret av jord till ett djup av ca 1,2 ÷ en, 5 meter.Konturerna är placerade, av plast eller metallrör med en diameter typiskt 40 mm.Effektivitet avlägsnande av värmeenergi beror på lokala klimatförhållanden och den totala längden på genererade kontur.

Ungefär, för en genomsnittlig remsa av Ryssland, är det möjligt att driva följande förhållanden:

• torr sandjordar - 10 watt med en meter rör.
• torr lerjord - 20 W / m.
• våt lerjord - 25 W / m.
• lera stenar med hög plats grundvatten - 35 W / m.

Trots den skenbara enkelheten av den värme, är vägen inte alltid den bästa lösningen.Faktum är att det innebär en mycket betydande volymer utgrävning.Vad ser enkel på systemet - är mycket svårare i praktiken prestanda.Döm själv - för att "ta bort" från den underjordiska kretsen, även en 10 kV återflöde eplovoy energi på lerjordar behöver ca 400 meter rör.Om tar även hänsyn till en tvingande regel att det måste finnas ett intervall på minst en , 2 meter, kommer det att bli nödvändigt för att lägga en yta på 4 hundra (20 × 20 meter) mellan varven hos kretsen.

det första har inte alla möjlighet att avsätta ett område.För det andra, helt uteslutas någon konstruktion på detta område, eftersom sannolikheten för skador på kretsen.Och för det tredje - val av värme från marken, särskilt i dåligt utförda beräkningar kan inte passera utan att lämna spår.