كيف تعمل المضخة الحرارية من الماء إلى الماء وتصنعها بنفسك

ميزات المعدات

في السبعينيات في أمريكا ، أظهر المخترع اللافت يوجين فرينيت للعالم ما صنعه - مضخة الحرارة Frenette ، التي سميت على اسم مكتشفها.

ومن الملاحظ في المقام الأول أن الكفاءة تتجاوز 100٪. يعتقد البعض في كل من 700 و 1000 في المئة ، ولكن المتشككين الذين يعملون مع القوانين الفيزيائية لا يدعمهم - هذه ، في نهاية المطاف ، مبالغة.

لا يقتصر نطاق مضخة Frenett على أماكن المعيشة. لقد تم استخدامه بنجاح في الإنتاج.

في وقت من الأوقات ، كان هذا الجهاز شائعًا للغاية ، لذلك درس المتحمسون دائرته ، وعملوا أكثر فأكثر على تحسين تصميم المضخة الحرارية.

لم يتغير المبدأ الأساسي حتى الآن: فقد قدم مبتكر الجهاز اختراعًا بسيطًا ، ولكنه بارع في بساطته. كل شيء يعتمد على إطلاق الحرارة بسبب الاحتكاك.

عندما قدم مضخة الحرارة Frenette لأول مرة ، كان المخطط على النحو التالي:

• اسطوانتان بحجم ممتاز: اسطوانتان أصغر في اسطوانة أكبر. الزيت بينهما.
• تم تجهيز محرك صغير من جانب بمروحة ، ومن ناحية أخرى - بمحرك (محرك كهربائي).
• تضمن الغلاف الخارجي وجود أخاديد للهواء ، كما أدى منظم الحرارة إلى تحسين عملية التثبيت.

الآن دعنا نتعرف على كيفية عمل هذه الوحدة تقريبًا ، والتي تختلف في تصميمها عن معظم أجهزة المناخ المألوفة والمألوفة لدينا.

يؤدي دوران الأسطوانة الصغيرة إلى تسخين الزيت. تقوم المروحة بتوزيع الهواء الدافئ في الغرفة.

على الرغم من حقيقة أن هذا النظام يسمى المضخة الحرارية ، فإن آلة Frenett تتزامن مع التمثيل الصحيح لهذا المصطلح فقط في دور المدفأة.

يجب أن تعمل المضخة الحرارية وفقًا لمبدأ كارنو العكسي ، مما يؤدي إلى تحويل الإمكانات المنخفضة للبيئة إلى إمكانات عالية للطاقة الحرارية. هنا لا يوجد شيء من هذا القبيل.

حاول الكثيرون تحويل الاختراع ، بما في ذلك منشئه نفسه. لذلك ، يمكنك العثور على أنواع مختلفة من مضخة Frenett.

يمكن أن تكون الاختلافات الهيكلية من الفروق الدقيقة المذكورة أعلاه ، على سبيل المثال ، على النحو التالي:

تكون الأسطوانة ذات الأسطوانات في وضع أفقي ، ويمر عمود الدوران عبر المركز ، وتبرز نهايته إلى الخارج. لا توجد مروحة ، وعادة ما يتم استبدالها بمبرد أو يتم توفير المبرد مباشرة إلى النظام

من المهم التأكد من إحكام التثبيت. عرض من طبلين مع دافع بينهما. يتم إخراج الزيت المسخن من المكره إلى الفجوة بين الدوار ومبيت المضخة ، مما يضمن أقصى أداء.
نوع غير قياسي من مضخة Frenett ، التي طورها علماء خاباروفسك

يتم استبدال الزيت بالماء ، والقاعدة عبارة عن عنصر فطر.يتشكل البخار أثناء التسخين والغليان عبر القنوات بسرعة تصل إلى 135 مترًا في الدقيقة. هذا التصميم قادر على الوجود دون إمداد بالطاقة من الخارج. يتم استخدامه للأغراض الصناعية فقط.

يتم إخراج الزيت المسخن من المكره إلى الفجوة بين الدوار ومبيت المضخة ، مما يضمن أقصى أداء.
نوع غير قياسي من مضخة Frenett ، التي طورها علماء خاباروفسك. يتم استبدال الزيت بالماء ، والقاعدة عبارة عن عنصر فطر. يتشكل البخار أثناء التسخين والغليان عبر القنوات بسرعة تصل إلى 135 مترًا في الدقيقة. هذا التصميم قادر على الوجود دون إمداد بالطاقة من الخارج. يتم استخدامه فقط للأغراض الصناعية.

تكنولوجيا تجميع المضخات الحرارية

فكر بالتفصيل في مخطط الإنشاء والتجميع:

1. نقوم بحساب المضخة. يمكن القيام بذلك باستخدام آلة حاسبة خاصة تربط مساحة المباني الساخنة بقوة النظام. بشكل عام ، تستمر العملية الحسابية على النحو التالي: تستخدم الآلة الحاسبة البيانات التي تم إدخالها (مساحة الغرف وارتفاع الأسقف فيها) ، وتحولها إلى حجم ، وعند الإخراج تعطي توصيات بشأن العملية قوة المضخة لهذه الحالة.
2. اختيار الضاغط المناسب سنحدد على الفور نقطة واحدة (للسادة "محليين الصنع"): لا يتم أبدًا إنشاء الضاغط في المضخة الحرارية يدويًا ، لأن أداء النظام ككل سيعتمد على كفاءة عمله ، وحتى أدنى مستوى سيكون الخلل كافياً لفشل جميع العناصر الهيكلية للمضخة. يجب تحديد الخيار الأفضل بناءً على طاقة المضخة المحسوبة: يجب أن تكون قوة الضاغط حوالي 1/3 من نقل الحرارة المحتمل للمضخة.
3. تصميم المبخر.هذه العملية بسيطة للغاية إذا كنت تأخذها على محمل الجد وتوخي الحذر أثناء العمل. لذلك ، مثل هذا العنصر ، يمكنك استخدام خزان بوليمر بغطاء. يتم سحب ملف نحاسي على طول السطح الداخلي للخزان ، ويجب تحديد طوله وقطره مسبقًا. أولاً ، نحسب مساحة الأنبوب باستخدام الصيغة P \ u003d M / 0.8ΔT. M هي قوة المضخة و T هي فرق درجة الحرارة. تتناسب القيمة الناتجة مع مساحة المتر الطولي للأنبوب. نضع الأنبوب المثني بشكل صحيح في الخزان ، ونجلب الأطراف من الأعلى والأسفل. ثم نقوم بتركيب منفذين (تركيبات معدنية). نعلق لهم خرطومين: عند الضغط العلوي ، في الأسفل - مخرج (لتصريف المياه).
4. يمكنك الآن بدء عملية تجميع المكثف. بالمناسبة ، إنها مطابقة تقريبًا لعملية تجميع المبخر ، مع الاختلاف الوحيد هو أنه يتم استخدام حاوية من الفولاذ المقاوم للصدأ بدلاً من خزان البوليمر ، وسيدور المبرد المسخن بالفعل عبر الهيكل نفسه.
5. المرحلة الأخيرة ، ولكن التي لا تقل أهمية هي تجميع جميع العناصر الهيكلية معًا. لذلك ، أولاً وقبل كل شيء ، يتم تركيب ضاغط على المنصة / الأساس المُعد. بعد ذلك ، يتم توصيل مخرج المكثف العلوي بأنبوب التفريغ الفرعي الخاص به ، ويتم توصيل مخرج المكثف السفلي بمخرج المبخر. لهذا الغرض ، يتم استخدام أنبوب نحاسي ، يجب أن يتوافق قطره مع قطر الملفات المثبتة داخل العناصر الهيكلية للنظام. يبقى توصيل مخرج المبخر العلوي بفوهة ضاغط الشفط. الآن يمكنك ملء المبرد.

بهذا نختتم نظرنا في ميزات المضخة الحرارية من الماء إلى الماء وتقنية تركيبها بأيدينا.كن حذرًا للغاية عند أداء جميع الأعمال. حظا طيبا وفقك الله!

مضخة حرارة من الهواء إلى الماء

تركيب وتشغيل المضخة الحرارية AIR-WATER

الهواء كمصدر للطاقة الحرارية ذات درجات الحرارة المنخفضة

من الناحية النظرية ، يمكن استخدام الهواء كمصدر للطاقة الحرارية ذات درجات الحرارة المنخفضة ، بغض النظر عن درجة حرارته. من الناحية العملية ، تكون المضخات الحرارية من الهواء إلى الماء فعالة عند درجة حرارة هواء لا تقل عن -15 درجة مئوية. حتى الآن ، توجد بالفعل مضخات معروضة للبيع تعمل عند درجة حرارة -25 درجة مئوية ، ولكن تكلفتها مرتفعة للغاية حتى الآن ، مما يجعل هذا النوع من معدات الهندسة الحرارية غير متاح للمستهلك العادي.

في أكثر أشكالها بدائية ، يمكن اعتبار المضخة الحرارية من الهواء إلى الماء بمثابة مكيف هواء يستخدم لتبريد البيئة وتفريغ الحرارة "الزائدة" في غرفة ساخنة.

في الوقت نفسه ، لا تتطلب المضخة الحرارية من الهواء إلى الماء حفر الحفر أو حفر الآبار أو مد خطوط الأنابيب على طول قاع الخزانات أو تركيب المجمعات الرأسية اللازمة لتمكين مضخات التسخين من الماء إلى الماء أو من الأرض إلى الماء العمل. إنه سهل التشغيل وفي نفس الوقت يسمح لك بالحصول على حرارة غير مكلفة لتدفئة منزلك.

بالإضافة إلى أنظمة تكييف الهواء ، يمكن عمل المضخات الحرارية من هذا النوع وفقًا لمخططين تخطيطيين:

• على شكل نظام منفصل يتكون من كتلتين متصلتين عن طريق الاتصالات
• على شكل قطعة واحدة

كقاعدة عامة ، الكتلة الواحدة عبارة عن جهاز واحد يتم تجميعه في مسكن واحد ويتم تثبيته داخل المنزل أو خارجه. للتثبيت الداخلي ، من الضروري توفير قناة مجانية لسحب الهواء.في نفس الوقت يفضل التركيب الخارجي: فهو يسمح لك بتحريك الضاغط كمصدر للضوضاء خارج الغرفة.

حتى الآن ، ينتج العديد من الشركات المصنعة مضخات حرارية من الهواء إلى الماء في شكل كتل أحادية. إنها مريحة وعملية ، تسمح لك بتحريك المضخة بحرية وتثبيتها دون تثبيت وتوصيل معقدين. العيب الوحيد هو القوة المنخفضة للمضخات من هذا النوع: من 3 إلى 16 كيلو واط.

ينقسم نظام الانقسام إلى كتلتين ، أحدهما يشتمل على مكثف ونظام تحكم آلي. يتم تثبيته في الداخل. تشتمل الوحدة الثانية (الخارجية) على ضاغط. الجدوى الاقتصادية لتركيب مضخات حرارية من الهواء إلى الماء

تعتبر المضخات الحرارية من الهواء إلى الماء فعالة في درجات الحرارة الخارجية الإيجابية. لقد وجدوا تطبيقًا واسعًا في المناطق الجنوبية من بلدنا: في كوبان ، في إقليم ستافروبول ، إلخ. حيث نادرًا ما يكون الصقيع شديدًا ، ونادرًا ما تنخفض درجة الحرارة في الشتاء إلى ما دون الصفر.

هذا لا يعني على الإطلاق أنه في مناطق أخرى من بلدنا ، مع وجود ظروف مناخية أكثر قسوة ، لا يمكن استخدام المضخات الحرارية من هذا النوع. لا على الاطلاق. إنها فقط أن كفاءة مضخة الهواء إلى الماء تنخفض مع انخفاض درجة حرارة الهواء ، إلى جانب زيادة تكلفة الكهرباء اللازمة لتشغيل المضخة.

لذلك ، يجب أن يتم تنفيذ ملاءمة تشغيل المضخة الحرارية عند درجة حرارة الهواء السلبية ، وكذلك اختيار المعدات وفقًا للطاقة المطلوبة ، من قبل مهندسي التدفئة المؤهلين.

حتى الآن ، فإن أفضل خيار هو استخدام مضخة حرارية من الهواء إلى الماء للتدفئة وإمداد الماء الساخن في درجات حرارة محيطة إيجابية وتشغيل مرجل أو مصدر آخر للطاقة الحرارية عند تجمد الصقيع.

هناك شرط آخر لاستخدام المضخة الحرارية لتدفئة المنزل وهو الكفاءة الحرارية العالية للمبنى ، وعدم وجود ضياع في الحرارة يرتبط برداءة العزل الحراري والمسودات.

ما هو مبدأ عمل المضخة الحرارية؟

يتكون هذا النظام من مضخة حرارية وجهاز امتصاص وتوزيع الحرارة. عند إنشاء الدائرة الداخلية للمضخة الحرارية ، يتم استخدام ضاغط ومبخر وصمام خانق ومكثف. الكهرباء مطلوبة فقط لتشغيل الضاغط.

تم تطوير مبدأ تشغيل الجهاز في القرن التاسع عشر. حتى ذلك الحين كانت تسمى "دورة كارنو". تشغيل المضخة كالتالي:

• يتم توفير خليط مضاد للتجميد للمجمع ، والذي يمكن أن يكون ماء مع كحول أو محلول ملحي أو خليط جليكول. وتتمثل مهمتها في امتصاص الطاقة الحرارية مع النقل اللاحق إلى المضخة ؛
• في المبخر ، تنتقل الطاقة إلى المبرد ، ونتيجة لذلك يبدأ الأخير في الغليان ، ويتحول إلى بخار ؛
• نتيجة لزيادة ضغط الضاغط ، ترتفع درجة الحرارة ؛
• من خلال المكثف ، يتم نقل كل الطاقة الحرارية إلى الناقل الحراري لنظام التدفئة الموجود داخل المنزل ، بينما يتحول المبرد والتبريد إلى حالة سائلة ويعود إلى المجمع.

إيجابيات وسلبيات

يتميز تركيب المضخة وتوصيلها بنظام التدفئة بعدد من المزايا:

• الاستقلالية - من عنصر مركزي ، يجدر إبراز الاتصال بالتيار الكهربائي فقط.
• وفورات كبيرة على ناقلات الطاقة باهظة الثمن ، يتم استخدامها للتدفئة ويمكن أن تقلل من التكاليف المالية للمرافق. من 1 كيلو واط من الكهرباء ، ينتج الجهاز من 3 إلى 7 كيلو واط من الحرارة - وهذه هي أعلى المعاملات بين الغلايات التي تعمل على أنواع مختلفة من الوقود.
• السلامة البيئية - لا تضر المعدات بالبيئة أو بصحة السكان.
• مقاومة الحريق وعدم قابلية العناصر للاشتعال. هذه المضخة لا تسخن ولا تحترق ولا تنبعث منها أول أكسيد الكربون.

• يمكن للجهاز تبريد أو زيادة درجة الحرارة في الغرفة ، مما يخلق المناخ المحلي اللازم في الغرفة. إنه مناسب للاستخدام في الشتاء والصيف.
• عمر خدمة طويل - في المتوسط ​​، يمكن أن يستمر النظام من 40 إلى 50 عامًا ، ومع التثبيت المناسب وظروف التشغيل المريحة ، يتم تمديد عمر الخدمة لعدة سنوات أخرى.
• الصمت أثناء التشغيل - يتم التحكم في النظام تلقائيًا ، وهو أمر مريح للغاية.
• لا يتطلب تركيب المضخة تصريحًا ، على سبيل المثال ، تركيب معدات الغاز. يمكنك شراء أي موديل للجهاز وتثبيته في أي وقت دون الذهاب إلى جهات مختلفة ودون انتظار الإذن.

ولكن مثل جميع المعدات ، فإن هذه المضخات لها أيضًا عيوب:

• يعد الحصول على الجهاز وتثبيته مكلفًا للغاية ، ولا يستطيع الجميع تحمله. يعتمد مردود المعدات على شدة استخدامها. ولكن حتى في أفضل الأحوال ، فإن عملية الشراء ستؤتي ثمارها في غضون 5 سنوات على الأقل.
• للتثبيت تحتاج إلى طلب المساعدة من المتخصصين ، فأنت بحاجة إلى معدات حفر ومعدات أخرى لترتيب مضخة حرارية جوفية بدائرة عمودية بعمق يصل إلى 200 متر.يمكنك تثبيتها بنفسك إذا كان لديك المعرفة والأدوات المناسبة.
• في المناطق التي تكون فيها درجة الحرارة في الشتاء أقل من -15 درجة ، يجب استخدام مصدر حرارة آخر. على سبيل المثال ، نظام تدفئة ثنائي التكافؤ ، حيث يقوم الجهاز بتسخين الغرفة بينما تكون درجة الحرارة في الخارج -20 درجة. عندما لا تؤدي مهامها ، يتم تشغيل سخان كهربائي أو غلاية غاز.

مضخات التدوير مطلوبة بين مالكي المنازل والشركات التي تقع في المباني منخفضة الارتفاع. حصلت هذه الأجهزة على تقييمات إيجابية فقط.

يعد استخدام المضخات الحرارية للتدفئة المنزلية ، أولاً وقبل كل شيء ، مدخرات مالية كبيرة. يعتمد نظام التدفئة الأكثر كفاءة على مضخة حرارة من مصدر أرضي. كل شهر ، تكلفته أقل بكثير من تكلفة تسخين الغاز أو الحبيبات. من خلال تركيب مضخة حرارية ، يتلقى المستخدم كلاً من تكييف الهواء والتدفئة الفعالة للمنزل في تصميم واحد. يمكن التحكم في بعض الطرز عن بعد ، على سبيل المثال ، باستخدام هاتف ذكي عبر الإنترنت أو باستخدام منظم حرارة موجود في المنزل. وعن طريق تركيب البطاريات أو المجمعات الشمسية ، يمكنك جعل النظام مستقلاً تمامًا ، ولن تقلق بشأن زيادة أسعار الطاقة على الإطلاق.

الأنواع الرئيسية لمضخات الحرارة الجوفية

في المجموع ، هناك أربعة أنواع من المجمعات المتخصصة التي توفر الطاقة الحرارية. وتشمل هذه:

• مضخات الحرارة الأفقية تقع على عمق حوالي متر ونصف - بالضبط على المستوى الذي يقع على عمق أعمق من تجمد التربة. هذا الخيار مفضل للعقارات السكنية.
• مضخات حرارية عمودية ، تقع في آبار خاصة بعمق حوالي مائة ونصف متر. يصبح هذا القرار مناسبًا في حالة عدم وجود منطقة لوضع أفقي للكفاف.
• تتضمن مضخات المياه الجوفية تدوير المياه من خلال نظام المضخة الحرارية الأرضية ، والذي يعمل بمثابة سائل تبادل حراري عامل. بعد أن يمر على طول الكفاف بأكمله ، تكون المرحلة النهائية هي عودته الآمنة إلى الأرض.
• تعد المضخات الحرارية لمصدر المياه الخيار الأكثر جاذبية من حيث التكلفة. يمكن أن توجد في أي مسطح مائي ، يكون عمق التجميد فيه أعلى من عمق وضع المعدات. أيضًا ، أثناء عملية التثبيت ، من الضروري الالتزام بالمتطلبات الحالية لحجم الماء في الخزان وحجمه.

حتى الآن ، يتم استخدام جميع أنواع المجمعات الأربعة بنشاط كبير ، ويتم اختيارها بناءً على ظروف التشغيل وقدرات المستخدم - خصائص البناء والميزانية وما إلى ذلك.

المعدات الموصى بها

اختيار نوع المضخة الحرارية

المؤشر الرئيسي لنظام التدفئة هذا هو الطاقة. بادئ ذي بدء ، ستعتمد التكاليف المالية لشراء المعدات واختيار مصدر أو آخر للحرارة المنخفضة على الطاقة. كلما زادت قوة نظام المضخة الحرارية ، زادت تكلفة المكونات.

بادئ ذي بدء ، يشير هذا إلى قوة الضاغط ، وعمق الآبار لتحقيقات الطاقة الحرارية الأرضية ، أو المنطقة التي تتسع لمجمع أفقي. تعد الحسابات الديناميكية الحرارية الصحيحة نوعًا من ضمان عمل النظام بكفاءة.

إذا كان هناك خزان بالقرب من المنطقة الشخصية ، فسيكون الخيار الأكثر فعالية من حيث التكلفة والأكثر إنتاجية هو مضخة تسخين الماء إلى الماء

على العكس من ذلك ، فإن استخدام حرارة الأرض ينطوي على عدد كبير من الأعمال المرتبطة بالحفر. تعتبر الأنظمة التي تستخدم الماء كحرارة منخفضة الدرجة الأكثر كفاءة.

يتضمن جهاز المضخة الحرارية التي تستخرج الطاقة الحرارية من الأرض قدرًا هائلاً من أعمال الحفر. تم وضع المجمع تحت مستوى التجميد الموسمي

هناك طريقتان لاستخدام الطاقة الحرارية للتربة. الأول يتضمن حفر آبار بقطر 100-168 ملم. يمكن أن يصل عمق هذه الآبار ، اعتمادًا على معايير النظام ، إلى 100 متر أو أكثر.

توضع مجسات خاصة في هذه الآبار. الطريقة الثانية تستخدم مجمع الأنابيب. يتم وضع هذا المجمع تحت الأرض في مستوى أفقي. يتطلب هذا الخيار مساحة كبيرة إلى حد ما.

قد يكون إنشاء بئر عميقة من أجل امتصاص الطاقة الحرارية أرخص قليلاً من حفر حفرة

لكن ميزة إضافية تكمن في التوفير الكبير في المساحة ، وهو أمر مهم لأصحاب الأراضي الصغيرة. في حالة وجود أفق مرتفع للمياه الجوفية في الموقع ، يمكن ترتيب المبادلات الحرارية في بئرين يقعان على مسافة حوالي 15 مترًا من بعضهما البعض.في حالة وجود أفق مياه جوفية مرتفع في الموقع ، يمكن ترتيب المبادلات الحرارية في بئرين يقعان على مسافة حوالي 15 مترًا من بعضهما البعض

في حالة وجود أفق مرتفع للمياه الجوفية في الموقع ، يمكن ترتيب المبادلات الحرارية في بئرين يقعان على مسافة حوالي 15 مترًا من بعضهما البعض.

يتم استخراج الطاقة الحرارية في مثل هذه الأنظمة عن طريق ضخ المياه الجوفية في دائرة مغلقة ، توجد أجزاء منها في الآبار. يتطلب مثل هذا النظام تركيب مرشح وتنظيف دوري للمبادل الحراري.

أبسط وأرخص مخطط للمضخات الحرارية يعتمد على استخراج الطاقة الحرارية من الهواء. بمجرد أن أصبحت أساسًا لبناء الثلاجات ، تم تطوير مكيفات الهواء لاحقًا وفقًا لمبادئها.

يحصل أبسط نظام مضخة حرارية على الطاقة من كتلة الهواء. في الصيف تشارك في التدفئة ، في الشتاء في تكييف الهواء. عيب النظام هو أنه ، في إصدار مستقل ، وحدة ذات طاقة غير كافية

فعالية الأنواع المختلفة من هذه المعدات ليست هي نفسها. المضخات التي تستخدم الهواء هي الأقل أداءً. بالإضافة إلى ذلك ، فإن هذه المؤشرات تعتمد بشكل مباشر على الأحوال الجوية.

أنواع المضخات الحرارية الأرضية لها أداء مستقر. معامل الكفاءة لهذه الأنظمة يختلف في حدود 2.8 -3.3. أنظمة الماء إلى الماء هي الأكثر كفاءة. هذا يرجع في المقام الأول إلى استقرار درجة حرارة المصدر.

المعلمة الرئيسية التي تميز كفاءة المضخة الحرارية هي عامل التحويل الخاص بها.كلما زاد معامل التحويل ، زادت كفاءة المضخة الحرارية في الاعتبار.

يتم التعبير عن عامل تحويل المضخة الحرارية من خلال نسبة تدفق الحرارة والطاقة الكهربائية المستهلكة في تشغيل الضاغط

اختيار نوع المضخة الحرارية

المؤشر الرئيسي لنظام التدفئة هذا هو الطاقة. بادئ ذي بدء ، ستعتمد التكاليف المالية لشراء المعدات واختيار مصدر أو آخر للحرارة المنخفضة على الطاقة. كلما زادت قوة نظام المضخة الحرارية ، زادت تكلفة المكونات.

بادئ ذي بدء ، يشير هذا إلى قوة الضاغط ، وعمق الآبار لتحقيقات الطاقة الحرارية الأرضية ، أو المنطقة التي تتسع لمجمع أفقي. تعد الحسابات الديناميكية الحرارية الصحيحة نوعًا من ضمان عمل النظام بكفاءة.

إذا كان هناك خزان بالقرب من المنطقة الشخصية ، فسيكون الخيار الأكثر فعالية من حيث التكلفة والأكثر إنتاجية هو مضخة تسخين الماء إلى الماء

تحتاج أولاً إلى دراسة المنطقة المخطط لها لتركيب المضخة. سيكون الشرط المثالي هو وجود خزان في هذه المنطقة. سيؤدي استخدام خيار الماء إلى الماء إلى تقليل كمية أعمال الحفر بشكل كبير.

على العكس من ذلك ، فإن استخدام حرارة الأرض ينطوي على عدد كبير من الأعمال المرتبطة بالحفر. تعتبر الأنظمة التي تستخدم الماء كحرارة منخفضة الدرجة الأكثر كفاءة.

يتضمن جهاز المضخة الحرارية التي تستخرج الطاقة الحرارية من الأرض قدرًا هائلاً من أعمال الحفر. تم وضع المجمع تحت مستوى التجميد الموسمي

هناك طريقتان لاستخدام الطاقة الحرارية للتربة.الأول يتضمن حفر آبار بقطر 100-168 ملم. يمكن أن يصل عمق هذه الآبار ، اعتمادًا على معايير النظام ، إلى 100 متر أو أكثر.

توضع مجسات خاصة في هذه الآبار. الطريقة الثانية تستخدم مجمع الأنابيب. يتم وضع هذا المجمع تحت الأرض في مستوى أفقي. يتطلب هذا الخيار مساحة كبيرة إلى حد ما.

لوضع المجمع ، تعتبر المناطق ذات التربة الرطبة مثالية. بطبيعة الحال ، سيكلف حفر الآبار أكثر من الخزان الأفقي. ومع ذلك ، ليس كل موقع به مساحة خالية. للحصول على كيلوواط واحد من طاقة المضخة الحرارية ، تحتاج من 30 إلى 50 مترًا مربعًا من المساحة.

قد يكون إنشاء بئر عميقة من أجل امتصاص الطاقة الحرارية أرخص قليلاً من حفر حفرة

لكن ميزة إضافية تكمن في التوفير الكبير في المساحة ، وهو أمر مهم لأصحاب الأراضي الصغيرة. في حالة وجود أفق مياه جوفية مرتفع في الموقع ، يمكن ترتيب المبادلات الحرارية في بئرين يقعان على مسافة حوالي 15 مترًا من بعضهما البعض

في حالة وجود أفق مرتفع للمياه الجوفية في الموقع ، يمكن ترتيب المبادلات الحرارية في بئرين يقعان على مسافة حوالي 15 مترًا من بعضهما البعض.

يتم استخراج الطاقة الحرارية في مثل هذه الأنظمة عن طريق ضخ المياه الجوفية في دائرة مغلقة ، توجد أجزاء منها في الآبار. يتطلب مثل هذا النظام تركيب مرشح وتنظيف دوري للمبادل الحراري.

أبسط وأرخص مخطط للمضخات الحرارية يعتمد على استخراج الطاقة الحرارية من الهواء. بمجرد أن أصبحت أساسًا لبناء الثلاجات ، تم تطوير مكيفات الهواء لاحقًا وفقًا لمبادئها.

يحصل أبسط نظام مضخة حرارية على الطاقة من كتلة الهواء. في الصيف تشارك في التدفئة ، في الشتاء في تكييف الهواء. عيب النظام هو أنه ، في إصدار مستقل ، وحدة ذات طاقة غير كافية

فعالية الأنواع المختلفة من هذه المعدات ليست هي نفسها. المضخات التي تستخدم الهواء هي الأقل أداءً. بالإضافة إلى ذلك ، فإن هذه المؤشرات تعتمد بشكل مباشر على الأحوال الجوية.

أنواع المضخات الحرارية الأرضية لها أداء مستقر. معامل الكفاءة لهذه الأنظمة يختلف في حدود 2.8 -3.3. أنظمة الماء إلى الماء هي الأكثر كفاءة. هذا يرجع في المقام الأول إلى استقرار درجة حرارة المصدر.

وتجدر الإشارة إلى أنه كلما كان مجمع المضخة أعمق في الخزان ، كانت درجة الحرارة أكثر استقرارًا. للحصول على طاقة نظام تبلغ 10 كيلو واط ، يلزم حوالي 300 متر من خط الأنابيب.

المعلمة الرئيسية التي تميز كفاءة المضخة الحرارية هي عامل التحويل الخاص بها. كلما زاد معامل التحويل ، زادت كفاءة المضخة الحرارية في الاعتبار.

يتم التعبير عن عامل تحويل المضخة الحرارية من خلال نسبة تدفق الحرارة والطاقة الكهربائية المستهلكة في تشغيل الضاغط

استخدام المضخات الحرارية في المناخ الروسي

بعد التعرف على الأوصاف المذكورة أعلاه لأنواع مختلفة من المضخات الحرارية ، يمكنك بسهولة الإجابة على سؤال حول المضخة الأكثر ملاءمة للتشغيل في المناخ الروسي.

مضخات تسخين الهواء مناسبة للاستخدام فقط في عدد محدود من المناطق في بلدنا - حيث لا تنخفض درجة حرارة الهواء في الشتاء تقريبًا إلى ما دون الصفر.بالطبع ، يجب ألا يفكر سكان سيبيريا والشرق الأقصى وشمال الجزء الأوروبي من روسيا حتى في مضخات الحرارة الهوائية.

هناك العديد من القيود على استخدام مضخات الحرارة بمصدر المياه. لقد تحدثنا بالفعل عن بعضها ، ويبقى ذكر واحد آخر. يقع أكثر من نصف أراضي بلدنا في منطقة التربة الصقيعية. حتى لو كان بعض سكان شرق سيبيريا أو شمال الشرق الأقصى "محظوظًا" وهناك مياه جوفية في منطقته ليست عميقة جدًا ، فكل نفس ، هذه المياه الجوفية على شكل جليد ، مما يعني أنها ليست كذلك. مناسبة للاستخدام في نظام التدفئة.

وبالتالي ، يتعين على معظم مواطنينا الاعتماد على الخيار الوحيد المربح للجانبين - مضخة حرارة من مصدر أرضي. في الوقت نفسه ، في ظروف المناخ الروسي ، تكون المضخة أكثر ملاءمة ليس مع مجمّع أفقي ، ولكن مع مسبار حراري أرضي ، مما يسمح بالوصول إلى عمق تكون فيه درجة حرارة التربة أكثر استقرارًا.