كيف تصنع مضخة حرارية من ثلاجة قديمة بيديك: الرسومات والتعليمات ونصائح التجميع

أنواع المبادلات الحرارية

في تعيين نوع المبادل الحراري للمضخة الحرارية ، يحدد المؤشر الأول طريقة ترتيب الدائرة الخارجية لنظام الإمداد الحراري ، والثاني - جهاز الدائرة الداخلية.

"المياه المياه"

في المبادلات الحرارية من هذا النوع ، يتم أخذ الحرارة من المسطحات المائية (بئر ، نهر ، بحيرة ، إلخ) ، الطاقة الشمسية أو أشياء أخرى.في الدائرة الأولية ، يدور المبرد - الماء أو سائل آخر. يتم التدوير عن طريق خلق ضغط من خلال تركيب مضخة.

يمكن إغلاق الدائرة أو فتحها ، ويتحدد الخيار الذي تختاره حسب نوع المبرد. في المضخة الحرارية ، في الدائرة الداخلية ، يدور الفريون ، الذي يستقبل الطاقة من الدائرة الخارجية ، يتبخر ، ويدخل المكثف ، حيث ينقل الحرارة المستلمة إلى مبرد المستهلك.

"الماء - الهواء"

في هذا النوع من المبادلات الحرارية ، تدخل الطاقة المجمعة في الدائرة الخارجية ، التي يدور فيها السائل (الماء أو ناقل طاقة آخر) ، إلى المبادلات الحرارية لمضخة الحرارة ، حيث يتم نقلها إلى الهواء الداخلي.

"هواء - هواء"

في المبادلات الحرارية من هذا النوع ، تقع الدائرة الخارجية على السطح الخارجي للمبنى ، وهي المبخر في تصميم هذه المضخة. تعمل الحرارة المنبعثة من الهواء الخارجي على تسخين المبرد الذي يتبخر. علاوة على ذلك ، بالمرور عبر الضاغط ، يتم ضغطه ويدخل الوحدة الداخلية - المكثف ، الموجود داخل المبنى. يقوم المكثف بإطلاق الحرارة إلى الهواء داخل الغرفة التي يوجد بها ، ويدخل المبرد مرة أخرى إلى المبخر.

"ماء هواء"

في هذا النوع من المبادلات الحرارية ، يتم أخذ الطاقة الحرارية من الهواء الخارجي. يدخل الهواء إلى الضاغط ، حيث ترتفع درجة حرارته تحت تأثير الضغط ، وبعد ذلك يدخل المبادل الحراري. في المبادل الحراري ، يتم تكثيف الهواء المزود ونقل الطاقة إلى ناقل الطاقة لنظام التدفئة الخاص بالمستهلك.

"مياه الأرض"

تعتمد المبادلات الحرارية من هذا النوع على الحصول على طاقة الأرض ونقلها إلى المستهلكين. يدور محلول ملحي (مضاد للتجمد) في دائرة خارجية مغلقة تقع تحت مستوى التجمد.يتم الدوران عن طريق تركيب مضخة. يدخل المحلول الملحي إلى مكثف المضخة الحرارية ، حيث ينقل الطاقة المستلمة إلى المبرد ، والذي بدوره ينقلها إلى نظام تسخين المستهلك عن طريق التكثيف في المبادل الحراري للمضخة.

"الأرض - الهواء"

في هذا النوع من المبادلات الحرارية ، يتم نقل الطاقة الحرارية التي يتلقاها المحلول الملحي المتداول في الدائرة الخارجية ، والتي تقع تحت سطح الأرض ، إلى الهواء الداخلي في غرف المبادل الحراري.

كيف تصنع مضخة حرارية بيديك من ثلاجة قديمة

قبل الشروع في تصنيع المضخة الحرارية ، من الضروري تحديد مصدر حرارة وحل المشكلة مع مخطط تشغيل التثبيت. بالإضافة إلى الضاغط ، سوف تحتاج إلى معدات أخرى ، بالإضافة إلى أدوات تنفيذ المخططات والرسومات. لتثبيت مضخة حرارية ، تحتاج إلى عمل بئر ، لأن مصدر الطاقة يجب أن يكون تحت الأرض. يجب أن يكون عمق البئر بحيث تكون درجة حرارة الأرض 5 درجات على الأقل. لهذا الغرض ، فإن أي خزانات مناسبة أيضًا.

تصميمات المضخات الحرارية متشابهة ، لذا بغض النظر عن مصدر الحرارة ، يمكنك استخدام أي مخطط موجود على الشبكة تقريبًا. عند تحديد المخطط ، من الضروري إكمال الرسومات والإشارة إلى أبعاد العقد وتقاطعاتها.

نظرًا لأنه من الصعب حساب قوة التثبيت ، يمكنك استخدام القيم المتوسطة. على سبيل المثال ، سيتطلب المسكن ذو فقدان الحرارة المنخفض نظام تدفئة بقوة 25 واط لكل متر مربع. متر. بالنسبة للمبنى المعزول جيدًا ، ستكون هذه القيمة 45 واط لكل متر مربع. متر. إذا كان المنزل يعاني من خسائر حرارة عالية بما فيه الكفاية ، فيجب ألا تقل قوة التركيب عن 70 واط لكل متر مربع. متر.

تحديد التفاصيل المطلوبة. في حالة كسر الضاغط الذي تم إزالته من الثلاجة ، فمن الأفضل شراء ضاغط جديد. لا يوصى بإصلاح الضاغط القديم ، لأن هذا قد يؤثر سلبًا في المستقبل على عمل المضخة الحرارية.

ستحتاج أيضًا إلى صمام ثرموستاتي وأقواس 30 سم على شكل L لصنع الجهاز.
بالإضافة إلى ذلك ، سوف تحتاج إلى شراء الأجزاء التالية:

• حاوية مغلقة من الفولاذ المقاوم للصدأ بحجم 120 لترًا ؛
• حاوية بلاستيكية بحجم 90 لترًا ؛
• ثلاثة أنابيب نحاسية بأقطار مختلفة ؛
• أنابيب بلاستيكية.

للعمل مع الأجزاء المعدنية ، ستحتاج إلى آلة لحام وطاحونة.

تجميع الوحدات وتركيب المضخة الحرارية

بادئ ذي بدء ، يجب تثبيت الضاغط على الحائط باستخدام الأقواس. الخطوة التالية هي العمل بالمكثف. يجب تقسيم الخزان المصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ إلى جزأين باستخدام طاحونة. يتم تثبيت ملف نحاسي في أحد النصفين ، ثم يجب أن تكون الحاوية ملحومة ويتم عمل ثقوب ملولبة فيه.

لعمل مبادل حراري ، تحتاج إلى لف أنبوب نحاسي حول حاوية من الفولاذ المقاوم للصدأ وتثبيت أطراف المنعطفات بقضبان. إرفاق انتقالات السباكة إلى الاستنتاجات.

من الضروري أيضًا إرفاق ملف بالخزان البلاستيكي - سيكون بمثابة مبخر. ثم قم بتثبيته على قسم الحائط باستخدام الأقواس.

بمجرد اكتمال العمل مع العقد ، تحتاج إلى تحديد صمام ثرموستاتي. يجب تجميع التصميم وتعبئته بنظام الفريون (العلامة التجارية R-22 أو R-422 مناسبة لهذا الغرض).

الاتصال بجهاز السحب. يعتمد نوع الجهاز والفروق الدقيقة في الاتصال به على المخطط:

• "ووتر إيرث". يجب تركيب المجمع تحت خط الصقيع على الأرض.من الضروري أن تكون الأنابيب في نفس المستوى.
• "الماء والهواء". مثل هذا النظام أسهل في التركيب ، حيث لا توجد حاجة لحفر الآبار. يتم تركيب المجمع في أي مكان بالقرب من المنزل.
• "المياه المياه". المجمع مصنوع من أنابيب معدنية بلاستيكية ، ثم يوضع في خزان.

يمكنك أيضًا تركيب نظام تدفئة مشترك لتدفئة منزلك. في مثل هذا النظام ، تعمل المضخة الحرارية في وقت واحد مع الغلاية الكهربائية وتستخدم كمصدر إضافي للتدفئة.

من الممكن تمامًا تجميع مضخة حرارية لتدفئة المنزل بنفسك. على عكس شراء التركيبات الجاهزة ، لن يتطلب ذلك تكاليف مالية كبيرة ، وستكون النتيجة مرضية بالتأكيد.

مبدأ التشغيل

كل المساحة من حولنا عبارة عن طاقة - ما عليك سوى معرفة كيفية استخدامها. بالنسبة لمضخة الحرارة ، يجب أن تكون درجة الحرارة المحيطة أكبر من 1 درجة مئوية. هنا يجب أن يقال أنه حتى الأرض في الشتاء تحت الثلج أو في بعض الأعماق تحتفظ بالحرارة. يعتمد عمل المضخات الحرارية الجوفية أو أي مضخة حرارية أخرى على نقل الحرارة من مصدرها باستخدام ناقل حراري إلى دائرة التدفئة في المنزل.

مخطط تشغيل الجهاز بالنقاط:

• يملأ الناقل الحراري (الماء والتربة والهواء) خط الأنابيب تحت التربة ويسخنه ؛
• ثم يتم نقل المبرد إلى المبادل الحراري (المبخر) مع انتقال الحرارة اللاحق إلى الدائرة الداخلية ؛
• تحتوي الدائرة الخارجية على مادة التبريد ، وهو سائل بدرجة غليان منخفضة تحت ضغط منخفض. على سبيل المثال ، الفريون والماء والكحول وخليط الجليكول. داخل المبخر ، يتم تسخين هذه المادة وتصبح غازًا ؛
• يتم إرسال المبردات الغازية إلى الضاغط ، وضغطها تحت ضغط عالٍ وتسخينها ؛
• يدخل الغاز الساخن المكثف وهناك تنتقل طاقته الحرارية إلى الناقل الحراري لنظام تدفئة المنزل ؛
• تنتهي الدورة بتحويل المبرد إلى سائل ، ويعود إلى النظام بسبب فقدان الحرارة.

يتم استخدام نفس المبدأ للثلاجات ، لذلك يمكن استخدام المضخات الحرارية المنزلية كمكيفات هواء لتبريد الغرفة. ببساطة ، المضخة الحرارية هي نوع من الثلاجة ذات التأثير المعاكس: بدلاً من البرودة ، يتم توليد الحرارة.

مبدأ تشغيل مضخة الهواء إلى الماء

كما ذكرنا سابقًا ، فإن المصدر الرئيسي للطاقة الحرارية للمنشآت من هذا النوع هو الهواء الجوي. الأساس الأساسي لتشغيل مضخات الهواء هو الخاصية الفيزيائية للسوائل لامتصاص وإطلاق الحرارة أثناء انتقال الطور من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية ، والعكس صحيح. نتيجة لتغير الحالة ، يتم تحرير درجة الحرارة. يعمل النظام على مبدأ الثلاجة في الاتجاه المعاكس.

لاستخدام هذه الخصائص للسائل بشكل فعال ، يدور المبرد منخفض الغليان (الفريون ، الفريون) في دائرة مغلقة ، يتضمن تصميمها:

• ضاغط بمحرك كهربائي
• مبخر منفوخ بالمروحة
• صمام الخانق (التمدد) ؛
• صفيحة تبادل حرارة؛
• أنابيب تداول نحاسية أو معدنية بلاستيكية تربط العناصر الرئيسية للدائرة.

تتم حركة المبرد على طول الدائرة بسبب الضغط الناتج عن الضاغط. لتقليل فقد الحرارة ، يتم تغطية الأنابيب بطبقة عازلة للحرارة من المطاط الصناعي أو رغوة البولي إيثيلين بطبقة واقية ممعدنة.كمبرد ، يتم استخدام الفريون أو الفريون ، والذي يمكن أن يغلي عند درجة حرارة سالبة ولا يتجمد حتى -40 درجة مئوية.

تتكون عملية العمل برمتها من الدورات المتعاقبة التالية:

1. يحتوي المبرد المبخر على سائل تبريد أكثر برودة من الهواء الخارجي. أثناء نفخ المبرد النشط ، يتم نقل الطاقة الحرارية من الهواء منخفض الإمكانات إلى الفريون ، والذي يغلي وينتقل إلى حالة غازية. في نفس الوقت ترتفع درجة حرارته.
2. يدخل الغاز المسخن إلى الضاغط ، حيث يسخن أكثر أثناء عملية الضغط.
3. في حالة الضغط والحرارة ، يتم تغذية بخار مادة التبريد في مبادل حراري لوحة ، حيث يدور الناقل الحراري لنظام التسخين عبر الدائرة الثانية. نظرًا لأن درجة حرارة المبرد أقل بكثير من درجة حرارة الغاز المسخن ، يتكثف الفريون بنشاط على ألواح المبادل الحراري ، مما يعطي الحرارة لنظام التدفئة.
4. يدخل خليط البخار والسائل المبرد إلى صمام الخانق ، والذي يسمح فقط لمبرد سائل الضغط المنخفض المبرد بالمرور إلى المبخر. ثم تتكرر الدورة بأكملها.

لزيادة كفاءة نقل الحرارة للأنبوب ، يتم لف الزعانف الحلزونية على المبخر. يجب أن يأخذ حساب نظام التسخين واختيار مضخات الدوران والمعدات الأخرى في الاعتبار المقاومة الهيدروليكية ومعامل نقل الحرارة للمبادل الحراري للوحة للتركيب.

نظرة عامة بالفيديو على جهاز النظام وتشغيله

مضخات حرارية ذات عاكس

يسمح وجود العاكس كجزء من التثبيت ببدء التشغيل السلس للجهاز والتنظيم التلقائي للأنماط اعتمادًا على درجة الحرارة الخارجية. هذا يزيد من كفاءة المضخة الحرارية من خلال:

• تحقيق الكفاءة على مستوى 95-98٪ ؛
• تقليل استهلاك الطاقة بنسبة 20-25٪ ؛
• تقليل الأحمال على الشبكة الكهربائية ؛
• زيادة عمر خدمة المصنع.

نتيجة لذلك ، يتم الحفاظ على درجة الحرارة الداخلية بثبات على نفس المستوى ، بغض النظر عن تغيرات الطقس. في الوقت نفسه ، فإن وجود العاكس المزود بوحدة تحكم آلية لن يوفر التدفئة فقط في الشتاء ، ولكن أيضًا توفير الهواء المبرد في الصيف في الطقس الحار.

في الوقت نفسه ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن وجود معدات إضافية يستلزم دائمًا زيادة في تكلفتها وزيادة في فترة الاسترداد.

أنواع المضخات الحرارية للتدفئة المنزلية

توجد مضخات حرارية للضغط والامتصاص. التركيبات من النوع الأول هي الأكثر شيوعًا ، وهي المضخة الحرارية التي يمكن تجميعها من ثلاجة أو مكيف هواء قديم باستخدام ضاغط جاهز.

ستحتاج أيضًا إلى موسع ومبخر ومكثف. لتشغيل محطات الامتصاص ، يلزم وجود فريون ماص.

غالبًا ما يتم تجميع المضخات الحرارية من وحدات مكيفات الهواء والثلاجات. تصميمات الحرف اليدوية هذه بسيطة وفعالة ، وإذا كان السيد لديه مهارات مثل هذا العمل ، فيمكن القيام به في غضون أيام قليلة.

وفقًا لنوع مصدر الحرارة ، فإن التركيبات هي الهواء والطاقة الحرارية الأرضية وأيضًا باستخدام الحرارة الثانوية (على سبيل المثال ، مياه الصرف الصحي ، إلخ). يتم استخدام واحد أو اثنين من المبردات المختلفة في دوائر المدخل والمخرج ، وبناءً على ذلك ، يتم تمييز الأنواع التالية من المعدات:

• "جو - جو" ؛
• "المياه المياه"؛
• "الماء والهواء" ؛
• "ماء هواء"؛
• "مياه جوفية"؛
• "ماء مثلج".

يمكن للنظام أن يكون فعالاً فقط إذا كان يستهلك طاقة أقل مما يقدمه. يسمى هذا الاختلاف عامل التحويل.يعتمد ذلك على العديد من العوامل ، ولكن الأهم هو درجة حرارة دوائر مدخل ومخرج سائل التبريد. كلما كان الاختلاف أكبر ، كان النظام يعمل بشكل أفضل.

معرض الصور
صورة من
مصدر الحرارة هو هواء الشارع. الوحدات متصلة بأنظمة تسخين المياه. إنها قادرة على العمل بفعالية عندما تكون درجة حرارة الهواء الخارجي أعلى من -25 درجة. يمكن أن تصل درجة حرارة الماء في نظام التدفئة إلى 63 درجة

المعدات مخصصة لتدفئة المباني على حساب موارد المياه. يتم تركيبه في مناطق تقع بالقرب من الخزانات الطبيعية. تستهلك مضخات الحرارة الأفقية من هذا النوع الطاقة من الطبقات السفلية للمياه ، والمضخات الرأسية مصممة لاستخراج الحرارة من المياه الجوفية والمياه الجوفية.

يعد التركيب الاحترافي لمضخة الطاقة الحرارية الجوفية خدمة باهظة الثمن ، ولكن يتم سداد التكاليف من خلال تكاليف التشغيل المنخفضة. تختلف التركيبات في زيادة الموثوقية والسلامة. إنها تعتمد على الطقس ومصممة للتوصيل بأنظمة التدفئة ذات درجات الحرارة المنخفضة ، والتي تشمل التدفئة تحت الأرضية.

تولد الوحدات الحرارة مع تجميد الماء في نفس الوقت. عند تحويل 100-200 لتر من الماء إلى ثلج ، يمكنك الحصول على طاقة كافية لمدة ساعة لتدفئة منزل متوسط ​​الحجم. هناك حاجة إلى مجمعات الطاقة الشمسية وخزان به الكثير من المياه النظيفة حتى يعمل النظام.

مضخة حرارة من الهواء إلى الماء

مخطط كتلة لعدة مضخات حرارية

مضخة الحرارة الجوفية للمنزل

المضخة الحرارية "الماء المثلج"

لا توجد صيغ موثوقة لحساب أداء المضخات الحرارية ، لأن يعتمد عملهم على العديد من العوامل.

لا يمكن توقع أن يكون التركيب الحراري للتجميع الذاتي بنفس كفاءة معدات الإنتاج الصناعي ، ولكنه يكفي لإنشاء نظام تدفئة إضافي اقتصادي.

أنواع السخانات محلية الصنع من الثلاجة

حسب نوع مصدر الطاقة المستخدم ، تنقسم المضخات الحرارية للمنزل إلى الأنواع التالية:

• حرارة الأرض (مفتوحة ومغلقة) ؛
• هواء.

عادةً ما يتم تثبيت الوحدات التي تستخدم مصادر الحرارة الثانوية في المؤسسات ، نظرًا لأن دورة تشغيلها مرتبطة بتوليد الطاقة ، الأمر الذي يتطلب استخدامًا إضافيًا.

في المضخات الحرارية الأرضية ، مصدر الطاقة هو التربة أو المياه الجوفية. تنقسم أجهزة الدائرة المغلقة إلى:

1. أفقي. يكون المجمع الذي يجمع الحرارة على شكل حلقات أو متعرجة. يتم وضعها أفقيًا في خنادق على عمق يزيد عن 1.3 متر وتبلغ المسافة بين الأنابيب حوالي 1.5 متر وتستخدم هذه المضخات الحرارية لتدفئة منطقة صغيرة. إذا كانت التربة رملية ، فسيتم زيادة طول الكفاف بمقدار 2 ص ، لأنها غير قادرة على الاحتفاظ بالرطوبة.
2. عمودي. يختلف في الترتيب الرأسي لمجمع تجميع الحرارة. يبلغ عمق البئر حوالي 200 متر ، وهي مليئة بالمياه الجوفية التي تنبعث منها الحرارة فيما بعد. يتم استخدام هذا الإصدار من النظام إذا لم تكن هناك إمكانية لوضعه الأفقي أو إذا كان هناك تهديد كبير بإلحاق ضرر بالمناظر الطبيعية. 1 متر من البئر يعطي 50-60 واط من الطاقة ، لذلك بالنسبة لمضخة بقوة 10 كيلو واط ، يكفي حفر 170 مترًا. للحصول على مزيد من الحرارة ، تحتاج إلى عمل عدة آبار صغيرة على مسافة 20 مترًا من بعضهم البعض.
3. ماء.يتطابق شكل المجمع مع النوع الأفقي للمضخة الحرارية ، لكنه يقع في أسفل الخزان ، أسفل مستوى التجمد (العمق - من 2 متر). عادة ما تكون طريقة تثبيت النظام هذه أقل تكلفة. تعتمد التكلفة على موقع الخزان وعمقه والحجم الكلي للمياه.

في المضخات من النوع المفتوح ، يتم تصريف المياه المستخدمة للتبادل الحراري إلى الأرض.

دائرة مضخات تسخين المياه مصنوعة من أنابيب بلاستيكية يتم ضغطها إلى أسفل الخزان بمعدل 5 كجم لكل 1 متر طول. كل 1 بعد الظهر تعطي الدائرة حوالي 30 كيلو واط من الطاقة. إذا كنت بحاجة إلى نظام بقوة 10 كيلو واط ، فيجب أن يكون طول الدائرة 300 متر على الأقل ، وتشمل مزايا التصميم سهولة التركيب والتكلفة المنخفضة. الجانب السلبي هو استحالة تسخين الغرفة في الصقيع الشديد ، حيث لا يتم تلقي الطاقة.

كما يوحي الاسم ، في مضخات الحرارة بمصدر الهواء ، يكون مصدر الطاقة هو الهواء. هذه الوحدات مناسبة للمناطق ذات المناخ الحار ، حيث سينخفض ​​الأداء بدرجة كبيرة في درجات الحرارة دون الصفر. الميزة الرئيسية هي عدم وجود تكاليف مادية كبيرة لحفر الآبار. يقع النظام بالقرب من المنزل.

تعتمد كفاءة المضخة على عامل التحويل الخاص بها ، وهو الفرق بين طاقة الإدخال والإخراج. العامل الرئيسي الذي يؤثر على هذه القيمة هو درجة حرارة دوائر المدخل والمخرج. سيعمل النظام بشكل أفضل إذا كان الفرق بين هذه المعلمات كبيرًا.

أنواع المضخات

توجد أنواع مختلفة من المضخات الحرارية ، ولكن جميعها تعتمد على مبدأ الحصول على الحرارة أو البرودة عن طريق فصل الطاقة الحرارية ونقلها. واحد فقط هو Frenette TN مختلف. طريقة التجويف للحصول على الطاقة الحرارية باستخدام مولد هيدروديناميكي هي نوع من المضخات الحرارية.

الطاقة الحرارية المستخدمة لتدفئة المبنى هي نتيجة تحويل الطاقة الذي تقوم به المضخة الحرارية. علاوة على ذلك ، فإنهم يتلقون الحرارة دون احتراق الوقود ، ولكن عن طريق تبريد البيئة الخارجية وإطلاق الطاقة الحرارية داخل الغرفة ، أي في هذه الحالة ، يتم الالتزام بقانون الحفاظ على الطاقة: مقدار الطاقة الحرارية المأخوذة من البيئة الخارجية ، يتم تحرير نفس المبلغ داخل المبنى. تستخدم معظم هذه الأجهزة المنزلية حرارة الشمس المخزنة على الأرض أو الماء أو الهواء.

لذلك ، وفقًا لنوع الدائرة الأولية ، يمكن تقسيم جميع الهياكل إلى هواء وأرض وماء.

وفقًا لنوع المبرد (W - ماء ، D - تربة) في الدوائر ، يمكن تقسيم المضخات إلى ثمانية أنواع:

• ب- ب ؛
• جي في ؛
• G - الهواء
• الهواء- ب.
• الهواء.
• في الهواء
• المبردات- ب ؛
• المبرد هو الهواء.

يمكنهم أيضًا استخدام حرارة هواء العادم ، وتسخين هواء الإمداد ، أي يمكنهم العمل في وضع الاسترداد.

جو إلى هواء

يشبه مبدأ تشغيل المضخة الحرارية ذلك المستخدم في مكيف الهواء في وضع التسخين ، ولكن مع اختلاف واحد. يتم ضبط المضخة الحرارية على التدفئة ومكيف الهواء لخفض درجة الحرارة في الغرفة.

مبدأ تشغيل تركيب B-B كما يلي: حتى في درجات الحرارة المنخفضة ، يحتوي الهواء على قدر معين من الطاقة. فقط عند الصفر المطلق لا توجد طاقة حرارية.معظم المضخات الحرارية قادرة على استقبال الحرارة عند درجة حرارة -15 درجة مئوية. حاليًا ، تنتج بعض الشركات المصنعة محطات تحتفظ باستخراج الحرارة عند -30 درجة مئوية. يتم امتصاص الحرارة عن طريق تبخر الفريون الذي يدور عبر الدائرة الداخلية. لهذا الغرض ، يتم استخدام المبخر ، حيث يتم تحويل مادة التبريد من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية. هذا يمتص الحرارة.

الكتلة التالية ، الموجودة في نظام التدفئة B-B ، عبارة عن ضاغط يتحول الفريون من الحالة الغازية إلى الحالة السائلة. هذا يطلق الحرارة. تعتمد كفاءة تركيب B-B بشكل مباشر على درجة الحرارة المحيطة. كلما انخفض ، انخفضت إنتاجية المحطة.

هواء إلى ماء

نوع TN الهواء والماء النموذج الأكثر تنوعًا. إنه فعال للغاية في الموسم الدافئ ، لكن في موسم البرد ، ينخفض ​​الأداء بشكل كبير. سهولة التركيب هي ميزة للنظام. يتم تركيب المعدات المناسبة في أي مكان. يمكن إعادة استخدام الحرارة التي يتم إزالتها من الغرفة على شكل غاز أو دخان.

يأخذ الماء HP الحرارة من المياه الجوفية ، والتي يتم ضخها من خلال المبخر. تتميز هذه المضخة بكفاءة جيدة واستقرار متزايد: الكفاءة هي نتيجة النقل الحراري الكبير للمياه.

بالطبع ، لاستخدام منشأة من هذا النوع ، من الضروري أن تكون المياه الجوفية متوفرة بكميات كافية في المنطقة. من المستحسن ألا يكون عمق المياه أكثر من 30 مترًا.

المياه المياه

مع مثل هذا النظام ، يدور سائل سهل التبخير ، مثل الفريون ، في الدائرة الداخلية. كدائرة داخلية ، يمكن أن يكون هناك أنابيب مياه أو سجلات أو بطاريات مملوءة بالماء.

يمكن لأي خزان يحتوي على كمية كبيرة من الماء أن يكون بمثابة محيط خارجي. يمكن أن يكون نهرًا أو بحيرة أو بركة. في هذه الحالة ، يأخذ المبرد الحرارة من الدائرة الخارجية ويمنحها إلى الدائرة الداخلية.

الحرارة الأرضية

كمصدر للحرارة ، تستخدم HP الطاقة الحرارية المخزنة للأرض. تعتبر هذه المضخات الأكثر كفاءة لأن درجة حرارة الأرض تظل ثابتة طوال العام.

تنقسم هذه الأنظمة إلى أفقي ورأسي. ولكن بالنسبة لهذه الطريقة ، هناك حاجة إلى مساحة كبيرة إلى حد ما للأنابيب الأفقية ، وللأنظمة الرأسية ، يجب إجراء أعمال ترابية كبيرة.

أسعار أنواع مختلفة من المضخات الحرارية

مضخة الحرارة

مضخة حرارية للتدفئة المنزلية ، مبدأ التشغيل

يعتمد تشغيل المضخة الحرارية والثلاجة ومكيف الهواء على دورة كارنو. تقوم المضخة الحرارية للتدفئة بنقل الحرارة من منطقة ذات درجة حرارة منخفضة إلى المستهلك ، حيث يجب أن تكون قيمة هذه المعلمة أعلى. في هذه الحالة ، يتم أخذها من الخارج ، حيث تتراكم ، وبعد بعض التحولات تذهب إلى المنزل. إن الحرارة الطبيعية ، وليست الطاقة المنبعثة أثناء احتراق الوقود التقليدي ، هي التي تزيد من درجة حرارة سائل التبريد الذي يمر عبر أنابيب نظام التدفئة.

في الواقع ، فإن مبدأ تشغيل المضخة أكثر تعقيدًا. لذلك ، غالبًا ما تتم مقارنة الأجهزة من هذه الفئة بوحدات التبريد ، وتعمل فقط في الاتجاه المعاكس. لكن الترتيب العام للعملية متطابق ، على الرغم من حقيقة أن هناك فرقًا كبيرًا في كل من الحل الهندسي والغرض من الأجزاء الرئيسية للأجهزة. من نظام التسخين التقليدي ، تختلف الدائرة المُجمَّعة على مضخة حرارية في عدد الدوائر وخصائص عملها.

الدائرة الخارجية مثبتة خارج منزل خاص. يتم وضعه في مكان تتراكم فيه الحرارة عند تسخين الأسطح بأشعة الشمس أو لسبب آخر. يمكن الحصول على الطاقة ، على سبيل المثال ، من الهواء والتربة والماء. حتى من البئر ، إذا كان المنزل على أرض صخرية أو كانت هناك قيود على تركيب الأنابيب. لذلك ، هناك العديد من التعديلات على المضخات الحرارية ، على الرغم من حقيقة أن التدفئة يتم تنظيمها وفقًا لنفس النوع من المخطط.

مبدأ تشغيل المضخة

الدائرة الداخلية (يجب عدم الخلط بينها وبين التدفئة في المنزل) تقع جغرافيًا في الوحدة نفسها. المبرد المتداول في الخارج يرفع درجة حرارته جزئيًا بسبب البيئة. بالمرور عبر المبخر ، ينقل الطاقة المستخرجة إلى مادة التبريد التي تملأ بها الدائرة الداخلية. هذا الأخير ، بسبب خصائصه الخاصة ، يغلي ويمر في حالة غازية. الضغط المنخفض ودرجات الحرارة فوق -5 درجة مئوية كافية لهذا الغرض. أي أن الوسط السائل يتحول إلى غاز.

علاوة على ذلك - إلى الضاغط ، حيث يتم زيادة الضغط بشكل مصطنع ، بسبب تسخين المبرد. في هذا العنصر الهيكلي ، وهو ثاني مبادل حراري ، يتم نقل الطاقة الحرارية إلى سائل (ماء أو مضاد للتجمد) يمر عبر عودة نظام تدفئة المنزل. مخطط تدفئة أصلي وفعال وعقلاني إلى حد ما.

تحتاج المضخة الحرارية إلى كهرباء لتعمل. لكنها لا تزال أكثر ربحية من استخدام السخان الكهربائي فقط. بما أن الغلاية الكهربائية أو السخان الكهربائي تستهلك نفس كمية الكهرباء التي تنتج الحرارة. على سبيل المثال ، إذا كان السخان بقوة 2 كيلو واط ، فإنه يستهلك 2 كيلو واط في الساعة وينتج 2 كيلو واط من الحرارة.تنتج المضخة الحرارية حرارة 3-7 مرات أكثر مما تستهلكه للكهرباء. على سبيل المثال ، يتم استخدام 5.5 كيلو وات في الساعة لتشغيل الضاغط والمضخة ، ويتم الحصول على 17 كيلو وات في الساعة من الحرارة. هذه الكفاءة العالية هي الميزة الرئيسية لمضخة الحرارة.

يبقى أن نضيف أن محلول ملحي أو جلايكول الإيثيلين يدور في الدائرة الخارجية ، والفريون ، كقاعدة عامة ، يدور في الدائرة الداخلية. يتضمن تكوين مخطط التسخين هذا عددًا من الأجهزة الإضافية. أهمها صمام مخفض ومبرد فرعي.

إيجابيات وسلبيات

تشمل فوائد استخدام المضخة الحرارية ما يلي:

1. إمكانية التطبيق في القرى النائية حيث لا يوجد خط أنابيب غاز.
2. استهلاك اقتصادي للكهرباء فقط لتشغيل المضخة نفسها. التكاليف أقل بكثير مما هي عليه عند استخدام الأجهزة الكهربائية لتدفئة المساحات. لا تستهلك المضخة الحرارية طاقة أكثر من الثلاجة المنزلية.
3. القدرة على استخدام مولدات الديزل والألواح الشمسية كمصدر للطاقة. أي في حالة انقطاع التيار الكهربائي في حالات الطوارئ ، لن تتوقف تدفئة المنزل.
4. استقلالية النظام ، حيث لا تحتاج إلى إضافة الماء والتحكم في العمل.
5. التوافق البيئي للتركيب. أثناء تشغيل المضخة ، لا تتشكل غازات ولا توجد انبعاثات في الغلاف الجوي.
6. اعمل بحذر. النظام لا يسخن.
7. براعه. يمكنك تركيب مضخة حرارية للتدفئة والتبريد.
8. متانة العملية. يتطلب الضاغط استبداله مرة كل 15 إلى 20 سنة.
9. إطلاق المبنى الذي كان مخصصًا لغرفة المرجل. بالإضافة إلى ذلك ، ليست هناك حاجة لشراء وتخزين الوقود الصلب.

عيوب المضخات الحرارية:

1. التثبيت مكلف ، على الرغم من أنه يؤتي ثماره في غضون خمس سنوات ؛
2. في المناطق الشمالية ، سيتطلب استخدام أجهزة تدفئة إضافية ؛
3. إن تركيب التربة ، على الرغم من أنه ينتهك بشكل طفيف النظام البيئي للموقع: لن ينجح استخدام المنطقة لحديقة أو حديقة نباتية ، ستكون فارغة.

إنتاج منشآت الطاقة الحرارية الأرضية

من الممكن تمامًا إجراء تثبيت للطاقة الحرارية الأرضية بيديك. في نفس الوقت ، يتم استخدام الطاقة الحرارية للأرض لتسخين المسكن. بالطبع ، هذه عملية شاقة ، لكن الفوائد كبيرة.

حساب الدائرة والمبادلات الحرارية للمضخة

يتم حساب مساحة دائرة HP بمعدل 30 مترًا مربعًا لكل كيلو وات. للحصول على مساحة معيشية تبلغ 100 متر مربع ، هناك حاجة إلى حوالي 8 كيلووات / ساعة من الطاقة. إذن مساحة الدائرة تساوي 240 مترًا مربعًا.

يمكن تصنيع المبادل الحراري من أنبوب نحاسي. درجة الحرارة عند المدخل 60 درجة ، عند المخرج 30 درجة ، الطاقة الحرارية 8 كيلو واط / ساعة. يجب أن تكون مساحة التبادل الحراري 1.1 متر مربع. أنبوب نحاسي بقطر 10 ملم عامل أمان 1.2.

المحيط بالمتر: l \ u003d 10 × 3.14 / 1000 \ u003d 0.0314 م.

عدد أنابيب النحاس بالمتر: L = 1.1 × 1.2 / 0.0314 = 42 م.

المعدات والمواد اللازمة

من نواحٍ عديدة ، يعتمد النجاح في تصنيع المضخات الحرارية على درجة استعداد ومعرفة المقاول نفسه ، وكذلك على توافر وجودة كل ما هو ضروري لتركيب المضخة الحرارية.

قبل البدء في العمل ، تحتاج إلى شراء المعدات والمواد:

• ضاغط؛
• مكثف؛
• مراقب؛
• تركيبات البولي إيثيلين المعدة لتجميع المجمعات ؛
• الأنابيب إلى دائرة الأرض ؛
• مضخات الدوران
• خرطوم الماء أو أنبوب HDPE ؛
• مقاييس ضغط الدم ، ومقاييس الحرارة.
• أنبوب نحاسي بقطر 10 ملم ؛
• عزل لخطوط الأنابيب
• طقم الختم.

كيفية تجميع المبادل الحراري

تتكون كتلة التبادل الحراري من مكونين. يجب أن يتم تجميع المبخر وفقًا لمبدأ "الأنبوب في الأنبوب". الأنبوب النحاسي الداخلي مملوء بالفريون أو أي سائل آخر يغلي بسرعة. من الخارج يدور الماء من البئر.

ترتيب محيط التربة

من أجل تحضير المساحة اللازمة لكفاف التربة ، من الضروري إجراء قدر كبير من الأعمال الترابية ، وهو أمر مرغوب فيه ليتم تنفيذه ميكانيكيًا.

يمكنك استخدام طريقتين:

1. في الطريقة الأولى ، من الضروري إزالة الطبقة العليا من التربة إلى عمق أقل من درجة التجمد. في الجزء السفلي من الحفرة الناتجة ، ضع الجزء الحر من الأنبوب الخارجي للمبخر مع ثعبان وأعد زراعة التربة.
2. في الطريقة الثانية ، يجب عليك أولاً حفر خندق فوق المنطقة المخططة بالكامل. يتم وضع أنبوب فيه.

ثم تحتاج إلى التحقق من إحكام جميع الوصلات وملء الأنبوب بالماء. إذا لم يكن هناك تسرب ، يمكنك ملء الهيكل بالأرض.

التزود بالوقود والبدء الأول

بعد اكتمال التثبيت ، يجب ملء النظام بمادة التبريد. من الأفضل أن يُعهد بهذا العمل إلى متخصص ، لأنه يتم استخدام أجهزة خاصة لملء الدائرة الداخلية بالفريون. عند التعبئة ، من الضروري قياس الضغط ودرجة الحرارة عند مدخل ومخرج الضاغط.

بعد التزود بالوقود ، تحتاج إلى تشغيل كلتا مضخات الدورة الدموية بأدنى سرعة ، ثم بدء تشغيل الضاغط ومراقبة تشغيل النظام بأكمله باستخدام موازين الحرارة. عندما يتم تسخين الخط ، يكون الصقيع ممكنًا ، ولكن بعد تسخين النظام تمامًا ، يجب أن يذوب الصقيع.

مضخة حرارية محلية الصنع من الثلاجة: مراحل الإنشاء

المضخة الحرارية جهاز باهظ الثمن. ولكن إذا كنت ترغب في ذلك ، يمكنك بناء جهاز بيديك من ثلاجة أو مكيف هواء قديم. يحتوي جهاز التبريد في نظامه على جزأين ضروريين للمضخة - مكثف وضاغط.

خطوات تجميع المضخة الحرارية من الثلاجة:

1. أولاً ، يتم تجميع المكثف. يبدو وكأنه عنصر متموج. في الثلاجة يقع في الخلف.
2. يجب وضع المكثف في إطار قوي يحتفظ بالحرارة جيدًا ويتحمل درجات الحرارة المرتفعة. في بعض الحالات ، من الضروري قطع الحاوية لتثبيت المكثف دون مشاكل. في نهاية التثبيت ، تكون الحاوية ملحومة.
3. الخطوة التالية هي تركيب الضاغط. يجب أن تكون الوحدة بحالة جيدة.
4. يتم تنفيذ وظيفة المبخر بواسطة برميل بلاستيكي عادي.
5. عندما يتم تحضير كل شيء ، يجب عليك ربط العناصر معًا. يتم توصيل المبادل الحراري بنظام التسخين بأنابيب PVC.

لذلك اتضح مضخة حرارية محلية الصنع. يجب ضخ الفريون بواسطة متخصص ، حيث أن السائل ليس من السهل التعامل معه. بالإضافة إلى ذلك ، من أجل حقنها ، يجب أن يكون لديك معدات خاصة.

يمكن أن تعمل الثلاجة كمبرد. سوف تحتاج إلى عمل فتحتين للتهوية تضمن دورانها. فرع واحد يتلقى الهواء البارد ، والثاني - يطلق الحرارة.

صفات

يريد معظم الملاك المتحمسين التوفير في التدفئة وإمدادات المياه لمنزل خاص. لهذه الأغراض ، المضخة الحرارية مناسبة.

من الممكن جدًا أن تقوم ببنائه بيديك ، مما يوفر المال في نفس الوقت - جهاز المصنع مكلف للغاية.

الخصائص والجهاز

يحتوي الجهاز على دائرة خارجية وداخلية يتحرك على طولها المبرد.مكونات الجهاز القياسي هي مضخة حرارية وجهاز سحب وجهاز توزيع حرارة. تتكون الدائرة الداخلية من ضاغط يعمل بالتيار الكهربائي ، مبخر ، صمام خانق ، مكثف. يتم استخدام المراوح ونظام الأنابيب والمجسات الحرارية الأرضية أيضًا في الجهاز.

مزايا مضخة الحرارة:

• لا ينبعث منها أي مواد ضارة ، صديقة للبيئة تمامًا ؛
• لا توجد تكاليف لشراء وتسليم الوقود (يتم إنفاق الكهرباء فقط على نقل الفريون) ؛
• لا حاجة لاتصالات إضافية ؛
• مطلق النار - ومقاوم للانفجار ؛
• تدفئة كاملة في الشتاء وتكييف الهواء في الصيف ؛
• المضخة الحرارية ذاتية الصنع هي تصميم مستقل يتطلب الحد الأدنى من جهد التحكم.

التصنيع والتركيب

المضخة مصنوعة وفقًا للخوارزمية التالية:

• الضاغط ثابت على الحائط ؛
• ملف مصنوع من الأنابيب (لتصنيعه ، تحتاج إلى لف الأنابيب حول حاوية ذات شكل مناسب) ؛
• يتم قطع الخزان إلى النصف ، ويتم وضع ملف بداخله ويتم تخميره ؛
• ترك عدة ثقوب في الخزان يتم من خلالها إخراج أنابيب الملف ؛
• لتصنيع المبخر ، يتم استخدام برميل بلاستيكي بنفس حجم الخزان ، ويتم إدخال أنابيب الدائرة الداخلية فيه ؛
• يتم تثبيت الأنابيب (مخططات الأسلاك لأرضيات الماء الدافئ في الشقة) مصنوعة من PVC لنقل المياه الساخنة ؛
• لا يوصى بملء الوحدة بالفريون بنفسك ، فمن الأفضل تكليف أخصائي بهذا الإجراء.

يمكن أن تختلف تكلفة العمل في مناطق مختلفة من بلدنا بشكل كبير. بالإضافة إلى ذلك ، تعتمد تكلفة العمل والمضخة على نوعها ونظام الإمداد الحراري.

• في سانت بطرسبرغ ، سيكلف تركيب المضخة الحرارية ، بغض النظر عن نوعها ، العميل مبلغ 35000 روبل ؛
• في المدينةمنظمات التثبيت في موسكو ، بغض النظر عن نوع المضخة الحرارية ، جاهزة لأداء أعمال تسليم المفتاح لأكثر من 45000.00 روبل ؛
• في كراسنودار ، سيكلف تركيب المضخة الحرارية من 40.000.00 روبل.
• إذا تحدثنا عن تركيب أنظمة التدفئة باستخدام المضخات الحرارية ، فإن متوسط ​​أسعار مجموعة الأعمال ، مع مراعاة تكلفة المعدات ، يكون كما يلي:

اقرأ المزيد: تصنيف Motoblock Patriot Ural TOP-3 لأفضل طرازات 2020 ، الخصائص المميزة لدليل مستخدم الجهاز ومراجعات العملاء

أ) تركيب مضخات حرارية منزلية:

• الطاقة - 4-5 كيلو واط (50-100 متر مربع) - من 130.000.00 إلى 280.000.00 روبل ؛
• الطاقة - 6-7 كيلوواط (80-120 متر مربع) - من 138000.00 إلى 300000.00 روبل ؛
• الطاقة - 8-9 كيلو واط (100-160 متر مربع) - من 160.000.00 إلى 350.000.00 روبل ؛
• الطاقة - 10-11 كيلو واط (130-200 متر مربع) - من 170.000.00 إلى 400.000.00 روبل ؛
• الطاقة - 12-13 كيلو واط (150-230 متر مربع) - من 180.000.00 إلى 440.000.00 روبل ؛
• الطاقة - 14-17 كيلوواط (180-300 متر مربع) - من 210.000.00 إلى 520.000.00 روبل.

ب) تكلفة تركيب مضخات تسخين مصدر الهواء:

• طاقة تصل إلى 6.0 كيلو واط (50-100 متر مربع) - من 110.000.00 إلى 215.000.00 روبل ؛
• طاقة تصل إلى 9.0 كيلو واط (80-120 متر مربع) - من 115000.00 إلى 220.000.00 روبل ؛
• طاقة تصل إلى 12.0 كيلو واط (100-160 متر مربع) - من 120.000.00 إلى 225.000.00 روبل ؛
• طاقة تصل إلى 14.0 كيلو واط (130-200 متر مربع) - من 127000.00 إلى 245000.00 روبل ؛
• طاقة تصل إلى 16.0 كيلو واط (150-230 متر مربع) - من 130.000.00 إلى 250.000.00 روبل ؛
• طاقة تصل إلى 18.0 كيلو واط (180-300 متر مربع) - من 135.000.00 إلى 255.000.00 روبل.