جهاز افعل ذلك بنفسك وصنع مضخة حرارية من الهواء إلى الماء

الفروق الدقيقة في الصيانة المجدولة لمضخات الحرارة بمصدر الهواء

لكي تخدم المضخة الحرارية مدتها بالكامل ، من الضروري من وقت لآخر إجراء معالجات بسيطة لصيانتها. تتضمن خطة العمل:

• تنظيف الوحدة الخارجية للمضخة في الوقت المناسب.يتعلق هذا بشكل أساسي بقاعدة المروحة والمبادل الحراري.
• اختبار التسرب المجدول لنظام تدوير المبرد.
• تغيير الزيت في وحدة الضاغط وتشحيم الأجزاء المتحركة للمروحة.
• فحص كبلات الطاقة.

لا تحتاج إلى بذل الكثير من الجهد لأداء هذه الإجراءات ، لكنها ستسمح لك بالحفاظ على مضخة الحرارة في حالة ممتازة لفترة طويلة.

أخبر أصحاب مضخات الحرارة بمصدر الهواء FORUMHOUSE كم يكلفهم هذا النوع من التدفئة في الشتاء وما إذا كانوا قد ندموا على اختيارهم

يدفع الارتفاع المستمر في أسعار الطاقة أصحاب العقارات في الضواحي إلى التفكير في كيفية تقليل تكاليف التدفئة. أحد الخيارات هو بناء منزل معزول بأقل قدر من فقدان الحرارة. الخطوة الثانية هي تركيب نظام تدفئة منخفض الحرارة. والثالث هو تسخين المبرد بمضخة حرارة من هواء إلى ماء. للوهلة الأولى ، يبدو أن هذا حل مكلف بشكل غير معقول ، وستعمل مضخة تسخين مصدر الهواء بشكل غير فعال في الشتاء. دعنا نتحقق مما إذا كان هذا صحيحًا باستخدام مثال مستخدمي FORUMHOUSE الذين قاموا بتركيب مضخات الحرارة في منازلهم.

• التدفئة في الشتاء بمضخة حرارة من الهواء إلى الماء - أسطورة أم حقيقة
• ما مقدار الحرارة التي تولدها المضخة الحرارية من الهواء إلى الماء عند درجات حرارة دون الصفر؟
• الاستنتاجات والتوصيات

هذا مثير للاهتمام: بطارية شمسية افعلها بنفسك - كيف اصنع لوحة مخصصة

محلية الصنع من ثلاجة قديمة

من الصعب جدًا تجميع مضخة حرارية من الهواء إلى الهواء من الضواغط والمكثفات الفردية بيديك دون معرفة هندسية متخصصة. ولكن بالنسبة لغرفة صغيرة أو دفيئة ، يمكنك استخدام ثلاجة قديمة.

يمكن صنع أبسط مضخة حرارة للهواء من الثلاجة عن طريق مد مجرى هواء بداخلها من الشارع وتعليق مروحة على الشبكة الخلفية للمبادل الحراري

للقيام بذلك ، تحتاج إلى عمل فتحتين في الباب الأمامي للثلاجة. من خلال الأول ، سيدخل هواء الشارع إلى المجمد ، ومن خلال الثاني السفلي ، سيتم إعادته إلى الشارع.

في الوقت نفسه ، أثناء المرور عبر الغرفة الداخلية ، ستطلق جزءًا من الحرارة التي تحتويها إلى الفريون.

من الممكن أيضًا تركيب آلة التبريد في الحائط مع فتح الباب للخارج والمبادل الحراري في الخلف إلى الغرفة. لكن يجب ألا يغيب عن البال أن قوة هذا السخان ستكون صغيرة ، وتستهلك الكثير من الكهرباء.

يتم تسخين الهواء في الغرفة بواسطة مبادل حراري في الجزء الخلفي من الثلاجة. ومع ذلك ، فإن هذه المضخة الحرارية قادرة على العمل فقط في درجات حرارة خارجية لا تقل عن زائد خمس درجات مئوية.

تم تصميم هذا الجهاز للاستخدام الداخلي فقط.

في الكوخ الكبير ، يجب استكمال نظام تسخين الهواء بمجاري الهواء التي توزع الهواء الدافئ بالتساوي في جميع الغرف.

تركيب المضخة الحرارية من الهواء إلى الهواء بسيط للغاية. من الضروري تثبيت الوحدات الخارجية والداخلية ، ثم توصيلها ببعضها البعض بدائرة مزودة بسائل تبريد.

يتم تثبيت الجزء الأول من النظام في الخارج: مباشرة على الواجهة أو السطح أو بجوار المبنى. يمكن وضع الثاني في المنزل على السقف أو الحائط.

يوصى بتركيب الوحدة الخارجية على بعد أمتار قليلة من مدخل الكوخ وبعيدًا عن النوافذ ، ولا تنسَ الضوضاء الصادرة عن المروحة.

ويتم تثبيت الداخل بحيث يتم توزيع تدفق الهواء الدافئ منه بالتساوي في جميع أنحاء الغرفة.

إذا كان من المخطط تدفئة منزل به عدة غرف في طوابق مختلفة بمضخة حرارية من الهواء إلى الهواء ، فسيتعين عليك تجهيز نظام قنوات التهوية بالحقن القسري.

في هذه الحالة ، من الأفضل طلب مشروع من مهندس مختص ، وإلا فقد لا تكون طاقة المضخة الحرارية كافية لجميع المباني.

يجب أن يكون عداد الكهرباء وجهاز الحماية قادرين على تحمل أحمال الذروة الناتجة عن المضخة الحرارية. مع نزلة برد حادة خارج النافذة ، يبدأ الضاغط في استهلاك الكهرباء عدة مرات أكثر من المعتاد.

من الأفضل وضع خط إمداد منفصل عن لوحة التبديل لمثل هذا سخان الهواء.

يجب إيلاء اهتمام خاص لتركيب أنابيب الفريون. حتى أصغر الرقائق بالداخل يمكن أن تلحق الضرر بمعدات الضاغط

هنا لا يمكنك الاستغناء عن مهارات لحام النحاس. يجب أن يُعهد بإعادة تعبئة غاز التبريد بشكل عام إلى محترف لتجنب مشاكل التسرب لاحقًا.

ما هي المضخة الحرارية لتدفئة منزل خاص؟ كيف يعمل؟

يسمى الجهاز الخاص القادر على استخلاص الحرارة من البيئة بالمضخة الحرارية.

تستخدم هذه الأجهزة كطريقة رئيسية أو إضافية لتدفئة الفضاء. تعمل بعض الأجهزة أيضًا للتبريد السلبي للمبنى - بينما تستخدم المضخة للتبريد في الصيف والتدفئة الشتوية.

تستخدم طاقة البيئة كوقود. يستخرج هذا السخان الحرارة من الهواء والماء والمياه الجوفية وما إلى ذلك ، لذلك يصنف هذا الجهاز كمصدر للطاقة المتجددة.

مهم! تتطلب هذه المضخات توصيلًا كهربائيًا للعمل.يتضمن تكوين جميع الأجهزة الحرارية مبخر وضاغط ومكثف وصمام تمدد. اعتمادًا على مصدر الحرارة ، يتم تمييز الماء والهواء والأجهزة الأخرى.

مبدأ التشغيل مشابه جدًا لمبدأ الثلاجة (فقط الثلاجة ترمي الهواء الساخن والمضخة تمتص الحرارة)

اعتمادًا على مصدر الحرارة ، يتم تمييز الماء والهواء والأجهزة الأخرى. مبدأ التشغيل مشابه جدًا لمبدأ الثلاجة (فقط الثلاجة ترمي الهواء الساخن والمضخة تمتص الحرارة)

يتضمن تكوين جميع الأجهزة الحرارية مبخر وضاغط ومكثف وصمام تمدد. اعتمادًا على مصدر الحرارة ، يتم تمييز الماء والهواء والأجهزة الأخرى. مبدأ التشغيل مشابه جدًا لمبدأ الثلاجة (فقط الثلاجة تصدر الهواء الساخن ، وتمتص المضخة الحرارة).

تعمل معظم الأجهزة في درجات حرارة موجبة وسالبة ، ومع ذلك ، فإن كفاءة الجهاز تعتمد بشكل مباشر على الظروف الخارجية (على سبيل المثال ، كلما ارتفعت درجة الحرارة المحيطة ، زادت قوة الجهاز). بشكل عام الجهاز يعمل كالآتي:

1. تتلامس المضخة الحرارية مع الظروف المحيطة. عادةً ما يستخرج الجهاز الحرارة من الأرض أو الهواء أو الماء (حسب نوع الجهاز).
2. يتم تركيب مبخر خاص داخل الجهاز مملوء بمادة التبريد.
3. عند ملامسته للبيئة ، يغلي المبرد ويتبخر.
4. بعد ذلك ، يدخل المبرد على شكل بخار إلى الضاغط.
5. هناك يتقلص - بسبب هذا ، ترتفع درجة حرارته بشكل خطير.
6. بعد ذلك ، يدخل الغاز الساخن إلى نظام التدفئة ، مما يؤدي إلى تسخين المبرد الرئيسي ، والذي يستخدم لتدفئة المكان.
7. يبرد المبرد شيئًا فشيئًا. في النهاية ، يتحول إلى سائل.
8. ثم يدخل المبرد السائل في صمام خاص ، مما يقلل درجة حرارته بشكل خطير.
9. في النهاية ، يدخل المبرد إلى المبخر مرة أخرى ، وبعد ذلك تتكرر دورة التسخين.

الصورة 1. مبدأ تشغيل المضخة الحرارية من الأرض إلى الماء. يشير اللون الأزرق إلى البرودة ، بينما يشير اللون الأحمر إلى السخونة.

مزايا:

• الحفاظ على البيئة. هذه الأجهزة هي مصادر طاقة متجددة لا تلوث الغلاف الجوي بانبعاثاتها (بينما ينتج الغاز الطبيعي غازات دفيئة ضارة ، وغالبًا ما تستخدم الكهرباء لحرق الفحم الذي يلوث الهواء أيضًا).
• بديل جيد للغاز. تعتبر المضخة الحرارية مثالية لتدفئة المساحات في الحالات التي يكون فيها استخدام الغاز صعبًا لسبب أو لآخر (على سبيل المثال ، عندما يكون المنزل بعيدًا عن جميع المرافق الرئيسية). تُقارن المضخة أيضًا بشكل إيجابي مع تسخين الغاز من حيث أن تركيب مثل هذا الجهاز لا يتطلب إذنًا من الدولة (ولكن عند حفر بئر عميق ، لا يزال يتعين عليك الحصول عليه).
• مصدر حرارة إضافي غير مكلف. تعتبر المضخة مثالية كمصدر طاقة إضافي رخيص (الخيار الأفضل هو استخدام الغاز في الشتاء ومضخة في الربيع والخريف).

عيوب:

1. القيود الحرارية في حالة استخدام مضخات المياه.تعمل جميع الأجهزة الحرارية بشكل جيد في درجات حرارة موجبة ، بينما في حالة التشغيل في درجات حرارة سلبية ، تتوقف العديد من المضخات عن العمل. هذا يرجع بشكل أساسي إلى حقيقة أن الماء يتجمد ، مما يجعل من المستحيل استخدامه كمصدر للحرارة.
2. قد تكون هناك مشاكل مع الأجهزة التي تستخدم الماء كحرارة. إذا تم استخدام الماء للتدفئة ، فسيلزم إيجاد مصدر ثابت. في أغلب الأحيان ، يجب حفر بئر لهذا الغرض ، مما قد يؤدي إلى زيادة تكاليف تركيب الجهاز.

انتباه! عادة ما تكلف المضخات من 5 إلى 10 مرات أكثر من غلاية الغاز ، وبالتالي فإن استخدام هذه الأجهزة لتوفير المال في بعض الحالات قد يكون غير عملي (لكي تؤتي المضخة ثمارها ، ستحتاج إلى الانتظار عدة سنوات)

خيارات الدائرة الخارجية لمضخة الحرارة

قد تكون الدائرة الخارجية عبارة عن خط أنابيب مبادل حراري يأخذ الحرارة من البئرأو التربة أو الخزان. كل من هذه الخيارات له خصائصه ومزاياه وعيوبه ، أثناء التثبيت وأثناء التشغيل. لذلك ، سننظر فيها بمزيد من التفصيل.

مصدر للطاقة الحرارية - حسنا

من أجل استخدام مصدر الحرارة هذا ، من الضروري حفر بئر (واحد عميق أو عدة بئر ضحلة) أو استخدام واحد موجود. يُعتقد أنه يمكن الحصول على 50-60 واط من الطاقة الحرارية من متر طولي واحد من البئر. لذلك ، من أجل 1 كيلوواط من طاقة المضخة الحرارية ، سوف يتطلب الأمر حوالي 20 مترًا من البئر.

الدائرة الخارجية للمضخة الحرارية في البئر

الميزة: لا يشغل البئر مساحة كبيرة في الموقع ويتميز بنقل حرارة مرتفع.

مساوئ: يجب حفر البئر ، وخاصة البئر العميق ، بمساعدة آليات أو آلات خاصة.

مصدر الحرارة - تربة الموقع

في هذه الحالة ، يجب وضع أنبوب الدائرة الخارجية على عمق يتجاوز الحد الأقصى لعمق التجميد في المنطقة. في هذه الحالة ، يمكن أن يكون هناك خياران للوضع: إزالة كل التربة في منطقة معينة ووضع الأنبوب في شكل متعرج ، ثم ملء كل شيء بالتربة ، أو يمكنك وضع الأنبوب في الخنادق المحفورة لهذا الغرض.

المضخة الحرارية "المياه الجوفية"

للحصول على 1 كيلو واط من طاقة المضخة الحرارية ، اعتمادًا على عمق التمديد والكثافة والمحتوى المائي للتربة ، قد تكون هناك حاجة إلى 35-50 مترًا من الدائرة. الحد الأدنى للمسافة بين أنابيب الدائرة 0.8 متر.

عيوب هذا النوع من الكفاف الخارجي:

• لوضعها ، يلزم وجود مساحة كبيرة بما فيه الكفاية ، والتي لن يكون من الممكن بعد ذلك زراعة الأشجار أو الشجيرات ، ولكن فقط العشب أو الزهور أو النباتات السنوية ؛
• كمية كبيرة من أعمال الحفر.

الحلقة الخارجية في الماء

خيار آخر للمحيط الخارجي هو أن الأنبوب يوضع في أسفل أقرب خزان ، إذا كان بالقرب من المنزل. في هذه الحالة ، يجب أن يكون الخزان عميقًا بدرجة كافية حتى لا يتجمد إلى القاع في الشتاء. من متر واحد من هذه الدائرة الخارجية ، يمكن الحصول على حد أقصى يبلغ حوالي 30 واط من الطاقة الحرارية (30 مترًا على الأقل من الأنابيب لكل 1 كيلو واط من طاقة المضخة الحرارية). للتأكد من أن خط الأنابيب الموضوع في الأسفل لا يطفو ، يتم وضع حمولة عليه - حوالي 5 كجم لكل متر طولي.

الدائرة الخارجية للمضخة الحرارية في الخزان

الميزة: لا حاجة لحفر بئر أو القيام بأعمال الحفر على مساحة كبيرة.

العيب الرئيسي لمثل هذه الدائرة الخارجية هو أنه لا يوجد دائمًا خزان مناسب بالقرب من المنزل.

مبدأ ومخطط تشغيل المضخة الحرارية ، أنواعها

مبدأ

يوفر تصميم أي مضخة حرارية جزأين: خارجي (يمتص الحرارة من مصادر خارجية) وداخلي (ينقل الحرارة المسحوبة مباشرة إلى نظام تدفئة الغرفة). المصادر الخارجية المتجددة للطاقة الحرارية هي ، على سبيل المثال ، حرارة الأرض أو الهواء أو المياه الجوفية. يتيح لك هذا التصميم تقليل تكلفة التدفئة أو التبريد بشكل كبير لمنزل خاص ، لأن ما يقرب من 75٪ من الطاقة يتم توليدها بفضل المصادر المجانية.

مخطط العمل

يشمل تكوين تركيب التدفئة: مبخر ؛ مكثف؛ صمام تفريغ يخفض الضغط في النظام ؛ ضاغط الضغط الداعم. كل من هذه العقد متصلة ببعضها البعض بواسطة دائرة مغلقة من خط الأنابيب ، يوجد داخلها المبرد. المبرد في الدورات الأولى في حالة سائلة ، في الحالة التالية - في حالة غازية. تحتوي هذه المادة على نقطة غليان منخفضة ، وبالتالي ، مع خيار المعدات من النوع الأرضي ، فهي قادرة على التحول إلى غاز ، لتصل إلى مستوى درجة حرارة التربة. بعد ذلك ، يدخل الغاز إلى الضاغط ، حيث يوجد ضغط قوي ، مما يؤدي إلى تسخين سريع. بعد أن يدخل البخار الساخن داخل المضخة الحرارية ، وهنا يتم استخدامه مباشرة لتدفئة المكان أو لتسخين المياه. ثم يبرد المبرد ثم يتكثف ويعيد السوائل. من خلال صمام التمدد ، تتدفق المادة السائلة إلى الجزء الموجود تحت الأرض لتكرار دورة التسخين.

يشبه مبدأ تبريد مثل هذا التثبيت مبدأ التسخين ، ولكن ليس المشعات ، ولكن يتم استخدام وحدات لفائف المروحة. الضاغط لا يعمل في هذه الحالة.يدخل الهواء البارد من البئر مباشرة إلى نظام تكييف الهواء.

أنواع المضخات الحرارية

ما هي أنواع المضخات الحرارية؟ تتميز المعدات بمصدر خارجي للطاقة الحرارية المستخدمة في النظام. من بين الخيارات المنزلية هناك 3 أنواع.

أرضية أو أرضية ("أرض - جو" ، "مياه جوفية")

سيضمن استخدام المضخة الحرارية الترابية كمصدر للطاقة الحرارية النظافة البيئية والسلامة. تكلفة هذه المعدات عالية ، لكن وظيفتها ضخمة. لا توجد خدمة متكررة مطلوبة ، ويتم ضمان عمر خدمة طويل.

يمكن أن تكون المضخات الحرارية الأرضية من نوعين: مع تركيب رأسي أو أفقي لخطوط الأنابيب. طريقة التمديد الرأسي أكثر تكلفة حيث أن حفر الآبار العميقة مطلوب في نطاق 50-200 متر. بترتيب أفقي ، يتم وضع الأنابيب على عمق حوالي متر. من أجل ضمان جمع الكمية المطلوبة من الطاقة الحرارية ، يجب أن تتجاوز المساحة الإجمالية لخطوط الأنابيب مساحة المباني الساخنة بمقدار 1.5-2 مرات.

مضخة مياه ("ماء - هواء" ، "ماء - ماء")

بالنسبة للمناطق الجنوبية ذات المناخ الدافئ ، فإن التركيبات المائية مناسبة. في المسطحات المائية الدافئة ، تكون درجة حرارة الماء عند عمق معين مستقرة نسبيًا. يفضل وضع الخراطيم في التربة السفلية نفسها حيث تكون درجة الحرارة أعلى. يستخدم الوزن لإصلاح خطوط الأنابيب تحت الماء.

هواء (هواء إلى ماء ، هواء إلى هواء)

في وحدة من النوع الهوائي ، يكون مصدر الطاقة هو الهواء من البيئة الخارجية ، والذي يدخل في المبادل الحراري للمبخر ، حيث يوجد المبرد السائل.تكون درجة حرارة المبرد دائمًا أقل من درجة حرارة الهواء الداخل للنظام ، لذلك تغلي المادة على الفور وتتحول إلى بخار ساخن.

بالإضافة إلى النماذج الكلاسيكية ، فإن خيارات التثبيت المدمجة مطلوبة. يتم استكمال هذه المضخات الحرارية بغاز أو سخان كهربائي. في حالة الظروف المناخية السيئة ، ينخفض ​​أداء جهاز التسخين ويتحول الجهاز إلى خيار تسخين بديل. هذه الإضافة ذات صلة خاصة بمعدات الهواء إلى الماء أو الهواء إلى الهواء ، لأن هذه الأنواع هي التي تميل إلى تقليل الكفاءة.

بالنسبة للمناطق ذات الشتاء البارد الطويل ، فمن الأكثر موثوقية استخدام مضخات الحرارة الجوفية (الأرضية). مضخات تسخين الهواء مناسبة للمناطق ذات المناخ الجنوبي المعتدل. أيضًا ، عند تركيب المعدات التي تستخدم طاقة الأرض ، يجب مراعاة خصائص التربة. ستكون إنتاجية المضخة الحرارية أعلى بكثير في التربة الطينية منها في التربة الرملية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن عمق خطوط الأنابيب مهم ، يجب وضع الأنابيب على عمق أكبر من مستوى تجميد الأرض خلال فترات البرد.

ما هي المضخة الحرارية وكيف تعمل؟

يشير مصطلح المضخة الحرارية إلى مجموعة من المعدات المحددة. تتمثل الوظيفة الرئيسية لهذه المعدات في تجميع الطاقة الحرارية ونقلها إلى المستهلك. يمكن أن يكون مصدر هذه الطاقة أي جسم أو وسيط بدرجة حرارة + 1 درجة مئوية وأكثر.

هناك أكثر من مصادر كافية للحرارة المنخفضة في بيئتنا.هذه هي النفايات الصناعية من الشركات ، ومحطات الطاقة الحرارية والنووية ، والصرف الصحي ، وما إلى ذلك لتشغيل المضخات الحرارية في مجال التدفئة المنزلية ، هناك حاجة إلى ثلاثة مصادر طبيعية للاستعادة بشكل مستقل - الهواء والماء والأرض.

تستمد المضخات الحرارية الطاقة من العمليات التي تحدث بانتظام في البيئة. لا يتوقف تدفق العمليات أبدًا ، لذلك يتم التعرف على المصادر على أنها لا تنضب وفقًا للمعايير البشرية.

يرتبط موردي الطاقة المحتملين الثلاثة المدرجين ارتباطًا مباشرًا بطاقة الشمس ، والتي ، عن طريق التسخين ، تعمل على تحريك الهواء والرياح وتنقل الطاقة الحرارية إلى الأرض. إن اختيار المصدر هو المعيار الرئيسي لتصنيف أنظمة المضخات الحرارية.

يعتمد مبدأ تشغيل المضخات الحرارية على قدرة الأجسام أو الوسائط على نقل الطاقة الحرارية إلى جسم أو بيئة أخرى. عادة ما يعمل مستلمو وموردو الطاقة في أنظمة المضخات الحرارية في أزواج.

لذلك هناك الأنواع التالية من المضخات الحرارية:

• الهواء هو الماء.
• الأرض ماء.
• الماء هو الهواء.
• الماء ماء.
• الأرض هواء.
• المياه المياه
• الهواء هو الهواء.

في هذه الحالة ، تحدد الكلمة الأولى نوع الوسيط الذي يأخذ منه النظام حرارة منخفضة الحرارة. يشير الثاني إلى نوع الناقل الذي تنتقل إليه هذه الطاقة الحرارية. لذلك ، في المضخات الحرارية الماء هو الماء ، والحرارة مأخوذة من البيئة المائية والسائل يستخدم كحامل للحرارة.

مضخات الحرارة حسب نوع التصميم هي محطات ضغط البخار. يستخرجون الحرارة من المصادر الطبيعية ويعالجونها وينقلونها إلى المستهلكين (+)

تستخدم المضخات الحرارية الحديثة ثلاثة مصادر رئيسية للطاقة الحرارية. هذه هي التربة والماء والهواء.أبسط هذه الخيارات هو مضخة حرارة مصدر الهواء. ترتبط شعبية هذه الأنظمة بتصميمها البسيط إلى حد ما وسهولة تركيبها.

ومع ذلك ، على الرغم من هذه الشعبية ، فإن هذه الأصناف لها إنتاجية منخفضة نوعًا ما. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الكفاءة غير مستقرة وتعتمد على التقلبات الموسمية في درجات الحرارة.

مع انخفاض درجة الحرارة ، ينخفض ​​أداؤها بشكل كبير. يمكن اعتبار هذه المتغيرات من المضخات الحرارية كإضافة إلى المصدر الرئيسي الحالي للطاقة الحرارية.

تعتبر خيارات المعدات التي تستخدم حرارة الأرض أكثر كفاءة. تستقبل التربة وتتراكم الطاقة الحرارية ليس فقط من الشمس ، بل يتم تسخينها باستمرار بواسطة طاقة نواة الأرض.

أي أن التربة هي نوع من تراكم الحرارة ، قوتها عمليا غير محدودة. علاوة على ذلك ، فإن درجة حرارة التربة ، خاصة عند عمق معين ، ثابتة وتتقلب ضمن حدود غير مهمة.

نطاق الطاقة المتولدة عن المضخات الحرارية:

يعد ثبات درجة حرارة المصدر عاملاً مهمًا في التشغيل المستقر والفعال لهذا النوع من معدات الطاقة. الأنظمة التي تكون فيها البيئة المائية هي المصدر الرئيسي للطاقة الحرارية لها خصائص متشابهة. يقع مجمع هذه المضخات إما في البئر ، حيث يوجد في طبقة المياه الجوفية ، أو في الخزان.

يتراوح متوسط ​​درجة الحرارة السنوية لمصادر مثل التربة والمياه من +7 درجة مئوية إلى +12 درجة مئوية. درجة الحرارة هذه كافية تمامًا لضمان التشغيل الفعال للنظام.

الأكثر كفاءة هي المضخات الحرارية التي تستخرج الطاقة الحرارية من مصادر ذات مؤشرات درجة حرارة ثابتة ، أيمن الماء والتربة

مضخة حرارية من التكييف

تعمل أنظمة الانقسام الحديثة ، وخاصة النوع العاكس ، بنجاح على أداء وظائف نفس المضخة الحرارية من الهواء إلى الهواء. مشكلتهم هي أن كفاءة العمل تنخفض مع درجة الحرارة الخارجية ، وحتى مجموعة الشتاء المزعومة لا توفر.

تعامل الحرفيون المنزليون مع القضية بشكل مختلف: فقد قاموا بتجميع مضخة حرارية محلية الصنع من مكيف هواء ، والذي يأخذ حرارة المياه الجارية من البئر. في الواقع ، يتم استخدام الضاغط فقط من مكيف الهواء ، وأحيانًا وحدة داخلية تلعب دور وحدة ملف المروحة.

بشكل عام ، يمكن شراء الضاغط بشكل منفصل. سوف تحتاج إلى عمل مبادل حراري لتسخين المياه (المكثف). يتم لف أنبوب نحاسي بسماكة جدار من 1 - 1.2 مم وطول 35 م لإعطاء شكل ملف على أنبوب بقطر 350-400 مم أو أسطوانة. بعد ذلك ، يتم تثبيت المنعطفات بزاوية مثقبة ، ثم يتم وضع الهيكل بأكمله في وعاء فولاذي به أنابيب مياه.

الضاغط من نظام الانقسام متصل بالمدخل السفلي للمكثف ، وصمام التحكم متصل بالصمام العلوي. بالطريقة نفسها ، يتم عمل مبخر ؛ وسوف يفعل ذلك برميل بلاستيكي عادي. بالمناسبة ، بدلاً من المبادلات الحرارية السعوية محلية الصنع ، يمكنك استخدام المبادلات الحرارية للوحة المصنع ، لكن هذا لن يكون رخيصًا.

إن تجميع المضخة نفسها ليس معقدًا للغاية ، ولكن من المهم هنا أن تكون قادرًا على لحام وصلات الأنابيب النحاسية بشكل صحيح وفعال. أيضًا ، لإعادة تزويد النظام بالوقود باستخدام الفريون ، ستحتاج إلى خدمات السيد ، ولن تشتري معدات إضافية على وجه التحديد

التالي هو مرحلة إعداد وبدء تشغيل المضخة الحرارية ، والتي لا تسير على ما يرام دائمًا. قد تضطر إلى العبث كثيرًا لتحقيق النتيجة.

المضخة الحرارية من الهواء إلى الماء - الحقائق الحقيقية

هذا النوع من المعدات الحرارية يسبب الكثير من الجدل. يتم تقسيم المستخدمين إلى معسكرين. يعتقد البعض أنه لم يتم اختراع شيء أفضل لتدفئة المنزل. يعتقد البعض الآخر أنه بسبب التكلفة العالية للمضخات الحرارية (HP) والظروف المناخية القاسية في العديد من مناطق الاتحاد الروسي ، لن يتم تعويض الاستثمار الأولي. من المربح استثمار الأموال في البنك ، وبناءً على الفائدة المتلقاة ، تدفئة المنزل بالكهرباء. كالعادة ، الحقيقة في المنتصف. بالنظر إلى المستقبل ، سنقول ، في المقالة ، سنتحدث فقط عن مضخات الحرارة من الهواء إلى الماء. أولا ، نظرية صغيرة.

المضخة الحرارية هي "آلة" تأخذ الحرارة من مصدر منخفض الدرجة وتنقلها إلى المنزل.

مصادر الحرارة لمضخة الحرارة:

• هواء؛
• ماء؛
• أرض.

رسم تخطيطي لمضخة الحرارة.

نقطة مهمة: المضخة الحرارية لا تنتج حرارة. إنها تضخ الحرارة من البيئة الخارجية إلى المستهلك ، ولكن لكي تعمل المضخة الحرارية ، فإن الكهرباء مطلوبة. يتم التعبير عن كفاءة المضخة الحرارية في نسبة الطاقة الحرارية التي يتم ضخها إلى الطاقة المستهلكة من الشبكة الكهربائية. تسمى هذه القيمة معامل التحويل الحراري COP (معامل الأداء). إذا كانت الخصائص التقنية للمضخة الحرارية تنص على أن COP = 3 ، فهذا يعني أن HP تضخ حرارة أكثر بثلاث مرات مما "تستهلك" كهرباء.

يبدو أنه هنا - الحل لجميع المشاكل - نسبيًا ، بعد أن استهلكنا 1 كيلوواط من الكهرباء في ساعة واحدة ، سوف نتلقى 3 كيلوواط / ساعة من الحرارة لنظام التدفئة خلال هذا الوقت. في الواقع ، لأننحن نتحدث عن مضخات تسخين مصدر الهواء مع وحدة خارجية مثبتة خارج المنزل ، ستختلف نسبة التحول لموسم التدفئة حسب درجة الحرارة الخارجية. في حالة الصقيع الشديد (-25 - -30 درجة مئوية وأقل) ، ينخفض ​​COP من فتحة التهوية إلى واحد.

هذا يمنع سكان الضواحي من تركيب مضخات حرارية من الهواء إلى الماء - وهي معدات تستخدم فيها الحرارة المضخوخة لتسخين مائع نقل الحرارة. يعتقد الناس أنه بالنسبة لظروفنا - وليس المناطق الجنوبية من البلاد ، فإن المضخات الحرارية الأرضية مع مبادل حراري أرضي مدفون في الأرض - هي الأنسب لنظام الأنابيب الموضوعة أفقياً أو رأسياً.

هل هذا صحيح؟

غالبًا ما أصادف الأسطورة القائلة بأن المضخة الحرارية من الهواء إلى الماء غير فعالة في الطقس البارد ، لكن HP الحرارية الأرضية هي بالضبط ذلك. قارن معامل التحول الحراري للمعدات في الربيع. الدائرة الحرارية الأرضية تنضب بعد الشتاء. حسنًا ، إذا كانت درجة الحرارة هناك حوالي 0 درجة. لكن الهواء دافئ بالفعل بدرجة كافية. تنخفض الحاجة للحرارة لكنها لا تختفي في الصيف بسبب. الماء الساخن مطلوب على مدار السنة. تعتبر المضخات الحرارية الأرضية رائعة للمناطق ذات الشتاء القاسي وفترات التسخين الطويلة. بالنسبة للمنطقة الفيدرالية الجنوبية ومنطقة موسكو ، تُظهر HP من الجو إلى الماء متوسط ​​COP سنويًا يمكن مقارنته بمتوسط ​​الطاقة الحرارية الأرضية.

درجات الحرارة من -20 إلى -25 درجة مئوية وما دون في منطقة موسكو نادرة وتستمر بضعة أيام فقط. في المتوسط ​​، يتميز الشتاء في منطقة موسكو بـ -7 - -12 درجة مئوية وذوبان الجليد بشكل متكرر مع ارتفاع درجات الحرارة إلى -3-0 درجة.لذلك ، بالنسبة لمعظم موسم التدفئة ، ستعمل مضخة حرارة الهواء مع COP قريب من ثلاث وحدات.

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 إلى المكثف وهناك تنتقل طاقته الحرارية إلى 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.

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.

من الأنابيب ذات الوسط المخلخل

يمكن استخدام طريقة تسخين السائل هذه ليس فقط في الصيف ، ولكن أيضًا في الشتاء ، فهي واحدة من أصعب الطرق. يجب ألا يكون موقع تركيب جهاز الأنبوب المفرغ مظللًا وموجهًا إلى الجنوب. لا يسمح بارتفاع درجة الحرارة ، يجب أن يكون تداول السائل من أعلى إلى أسفل.

ستحتاج إلى الأدوات التالية:

• مفتاح الربط.
• المفكات.
• جهاز لحام مواسير بلاستيك.
• تدريبات.

أولاً ، قم ببناء إطار ووضعه في موقع التثبيت المقصود ، الخيار الأفضل هو السقف ، ثم قم بتثبيته ، على سبيل المثال ، بمسامير التثبيت. ثم قم بتوصيل مستشعر درجة الحرارة ومخرج الهواء. قم بتوصيل قناة المياه باستخدام مواد مقاومة لدرجات الحرارة المتجمدة.

دعنا نبدأ في تثبيت عنصر التسخين ، ونأخذ أنبوبًا نحاسيًا ونلفه بورقة ألمنيوم ، وأدخله في أنبوب فراغ زجاجي. ضع كوب تثبيت وحذاء مطاطي أسفل الأنبوب. ثبت الطرف المعدني في مكثف نحاسي (يمكنك رؤية الشحوم اللاصقة على الأنبوب ، لا تمسحه).

أغلق وعاء التثبيت ، وقم بتثبيت العناصر المتبقية بطريقة مماثلة. قم بتثبيت كتلة التركيب وتشغيل الكهرباء بجهد 220 فولت.قم بتوصيل مستشعر درجة الحرارة بها ، منفذ هواء ، على الرغم من أنها مقاومة للرطوبة ، فمن الأفضل تركيب شاشة واقية لهم ، ثم نقوم بتوصيل وحدة التحكم ، بمساعدتها ، يتم التحكم في النظام ، وهذه هي العملية الكاملة لتثبيت الطاقة الشمسية المرجل بيديك. برمجة النظام للمعلمات المطلوبة وبدء التشغيل.

استنتاجات وفيديو مفيد حول الموضوع

مبدأ تشغيل نظام الانقسام الحراري من الهواء إلى الهواء:

مضخة حرارة مصدر الهواء في نظام التدفئة لمنزل من طابقين:

مكيف الهواء العاكس أم مضخة تسخين الهواء - أيهما أفضل؟

تعد المضخات الحرارية من الهواء إلى الهواء أجهزة عالية الكفاءة. إنها سهلة الصيانة ومريحة للتشغيل واقتصادية.

هناك مجموعة كبيرة من هذه الأنظمة معروضة للبيع الآن ، يمكنك اختيار تركيب التدفئة لأي منزل. من الضروري فقط حساب قوتها بشكل صحيح ، وبعد ذلك ستعمل بفعالية لسنوات عديدة.

ما رأيك في كفاءة وجدوى استخدام المضخات الحرارية جو-جو؟ شارك برأيك ، واترك تعليقًا على استخدام الوحدات واطرح الأسئلة. يقع نموذج التعليق أدناه.