جهاز المضخة الحرارية
مبدأ العملية معروف منذ زمن طويل. هناك ثلاث دوائر محكمة الغلق - داخلية ، ضاغط ، خارجي.
المكونات الرئيسية:
- نظام التدفئة. من الأفضل استخدام التدفئة الأرضية. خيار إضافي هو توفير الماء الساخن.
- مكثف. ينقل الطاقة المجمعة بالخارج من المبرد (الفريون عادةً) إلى حامل الحرارة (الماء) للتدفئة.
- المبخر. يختار الطاقة الحرارية من المبرد (على سبيل المثال ، جلايكول الإيثيلين) المتداول في الدائرة الخارجية.
- ضاغط. يضخ المبرد من المبخر ، ويحوله من الحالة الغازية إلى الحالة السائلة ، ويزيد الضغط ويبرد في المكثف.
- صمام توسع. مثبتة بمبخر. ينظم تدفق المبردات.
- كفاف خارجي. يتم وضعه في قاع الخزان أو إنزاله في الآبار.
- مضخات كفاف داخلي وخارجي.
- أتمتة.يتحكم في النظام وفقًا لكمية محددة مسبقًا من تدفئة المكان والتغيرات في درجة الحرارة الخارجية.
يبدو المحيط الخارجي للبركة بالقرب من المبنى هكذا.
المجمع ساري المفعول على مدار السنة. في الشتاء ، على عمق يزيد عن 3 أمتار ، تكون درجة حرارة الماء كافية للتدفئة.
بعد المبخر ، يمر المبرد عبر الضاغط حيث يزداد ضغطه ودرجة حرارته. ثم في المكثف يعطي حرارة لنظام التدفئة.
ثم يمر المبرد عبر فتحة حيث ينخفض الضغط بشكل حاد بسبب التمدد. عند الانتقال إلى الحالة الغازية ، تنخفض درجة حرارة المبرد على الفور تقريبًا. يمكن الشعور بهذه العملية في الممارسة العملية عند إعادة تزويد ولاعة الغاز بالوقود من علبة الغاز المسال. يساهم الاختلاف الكبير في درجة الحرارة في الامتصاص الفعال للحرارة بواسطة المبرد من الدائرة الخارجية.
يوجد أيضًا خيار جامع مفتوح. ممكن عندما تكون المياه ذات نوعية جيدة. ثم لا يتعرض النظام والمضخة للتهديد بواسطة الطمي ، وترسب أملاح الصلابة ، والتآكل المتسارع.
لم يتم تطبيق مولدات الحرارة هذه عمليًا إلا بعد أزمات الطاقة في السبعينيات من القرن الماضي.
حتى ذلك الحين ، كان تطورها يعوقه الرخص النسبي لمصادر الطاقة - النفط والغاز ، إلخ. بالإضافة إلى ذلك ، أعاق النقص التكنولوجي الإدخال الجماعي للابتكار.
هل التثبيت DIY ممكن؟
على الرغم من التعقيد التقني للمضخات الحرارية ، يمكن تركيبها بشكل مستقل. لكي تكون أكثر دقة ، أنت حر في القيام بكل "الأعمال القذرة" بيديك: مد خطوط الأنابيب التقنية وشبكات الطاقة ، وتعليق الوحدات الداخلية والخارجية.تحتوي وثائق جواز السفر لكل نوع محدد من المضخات الحرارية على معلومات شاملة حول ظروف تركيب الكتل ، والمنحدر والطول والانحناءات المسموح بها للطرق الفنية.
كل ما تبقى لاحقًا هو دعوة متخصص سيتحقق من التثبيت الصحيح للنظام والتأكد التكليف الصحيح. لا يمكن القيام بهذه الأعمال بنفسك: المعدات مطلوبة لتنظيف النظام ونزع الهواء منه ، وشحن غاز التبريد - بشكل عام ، هذه العملية تقنية ومعقدة تمامًا.
يجب التأكيد على أن تركيب أنظمة تكييف الهواء هذه لا يتم "على عجل". مطلوب حساب أولي مفصل ، على وجه الخصوص ، من الضروري تحديد فئة المعدات المناسبة لظروف مناخية محددة وحساب قوتها الكافية. بطبيعة الحال ، فإن تدفئة المناطق على أساس المضخات الحرارية تسبب المزيد من الصعوبات في تصميم وتنسيق العمل مع مقاولي البناء.
قواعد التثبيت الأساسية
لتركيب عالي الجودة لسخان دوران طبيعي ، يجب اتباع الخطوات المهمة التالية:
- يفضل وضع سخانات الرادياتير تحت النوافذ بنفس الارتفاع.
- قم بتركيب المرجل.
- تثبيت خزان التمدد.
- قم بتوصيل العناصر المثبتة بالأنابيب.
- ضع المبرد في نظام التدفئة وافحص جميع المكونات بحثًا عن التسريبات.
- ابدأ الغلاية واستمتع بدفء منزلك.
معلومات مهمة من المثبتين:
- يجب تركيب المرجل في أدنى مستوى ممكن.
- يجب وضع الأنابيب مع منحدر للخلف.
- يوصى بتجنب عدد كبير من اللفات في النظام.
- استخدم أنابيب ذات قطر كبير.
نأمل أن نكون قد كشفنا عن جميع الفروق الدقيقة في نظام التدفئة بدون مضخة تساعد في تدفئة منزلك.
للحصول على معلومات حول تركيب نظام تدفئة بدون مضخة ، انظر شرح دائرة الجاذبية في الفيديو التالي:
الصفحة 3
تتوفر مضخات الدوران حاليًا كخيار في أنظمة تسخين السوائل. يتم استخدامها لتسخين جميع أنواع الوقود.
في معظم الحالات ، يؤدي تركيب مضخة إضافية في نظام الدوران الطبيعي إلى زيادة سرعة الحركة وتدفئة الغرفة بشكل كبير. الجهاز نفسه ليس لديه تصميم معقد بشكل خاص وهو صغير الحجم.
يجب إيلاء اهتمام خاص لمعلمات المضخة الإضافية والنظام
متانة النظام وصيانته
يمكن أن يخاف الكثيرون من عمر خدمة النظام الذي يبلغ 7-10 سنوات التي أعلنتها الشركة المصنعة. في الممارسة العملية ، هذا الرقم أعلى بكثير ، فقط المضخة الحرارية يمكن أن تفقد الأداء بمرور الوقت.
هذا يرجع في المقام الأول إلى التسرب التدريجي لغاز التبريد في البيئة الخارجية وتلوثه بالرطوبة والشوائب الأخرى. في هذه الحالة ، يتم توفير إجراء صيانة بسيط إلى حد ما ، والذي يتمثل في تنظيف المبرد وتجديد تركيزه.
البلى والتلف على المكونات الميكانيكية مثل الضاغط أو المروحة أمر لا مفر منه. ومع ذلك ، توفر المضخة الحرارية الجيدة إمكانية الاستبدال المعياري للأجزاء المكونة لها. يتم تحديد متانة المعدات بالكامل من خلال ظروف تشغيلها والكمال التقني للنظام.العمل عند الحد الأقصى ، والتثليج الدوري للوحدة الخارجية والانتهاكات الأخرى لوضع التشغيل العادي - هذا هو ما يجب استبعاده من البداية حتى يكون للجهاز الوقت الكافي لدفع تكاليفه بالكامل وفي نفس الوقت إحضار المطلوب الدفء والراحة من الاستخدام إلى المنزل.
rmnt.ru
إيجابيات وسلبيات
تشمل فوائد استخدام المضخة الحرارية ما يلي:
- إمكانية التطبيق في القرى النائية حيث لا يوجد خط أنابيب غاز.
- 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.
- القدرة على استخدام مولدات الديزل والألواح الشمسية كمصدر للطاقة. أي في حالة انقطاع التيار الكهربائي في حالات الطوارئ ، لن تتوقف تدفئة المنزل.
- استقلالية النظام ، حيث لا تحتاج إلى إضافة الماء والتحكم في العمل.
- التوافق البيئي للتركيب. أثناء تشغيل المضخة ، لا تتشكل غازات ولا توجد انبعاثات في الغلاف الجوي.
- اعمل بحذر. النظام لا يسخن.
- براعه. يمكنك تركيب مضخة حرارية للتدفئة والتبريد.
- متانة العملية. يتطلب الضاغط استبداله مرة كل 15 إلى 20 سنة.
- إطلاق المبنى الذي كان مخصصًا لغرفة المرجل. بالإضافة إلى ذلك ، ليست هناك حاجة لشراء وتخزين الوقود الصلب.
عيوب المضخات الحرارية:
- التثبيت مكلف ، على الرغم من أنه يؤتي ثماره في غضون خمس سنوات ؛
- في المناطق الشمالية ، سيتطلب استخدام أجهزة تدفئة إضافية ؛
- إن تركيب التربة ، على الرغم من أنه ينتهك بشكل طفيف النظام البيئي للموقع: لن ينجح استخدام المنطقة لحديقة أو حديقة نباتية ، ستكون فارغة.
تشغيل نظام التدفئة من هذه المضخة
تم وصف مبدأ تشغيل التثبيت نفسه أعلاه. نتيجة لذلك ، يتم تسخين الناقل الحراري في الدائرة الثانية للمبادل الحراري ، والذي سيعمل لاحقًا كمصدر حرارة لتدفئة المبنى أو الغرف الفردية.
الخيار الكلاسيكي لتوزيع المبرد المسخن هو توصيل المبادل الحراري بخطين منفصلين بمشعب التوزيع وسخان المياه. في المقابل ، يتم توصيل السخانات والتدفئة الأرضية وغيرها من المعدات بالمشط. يعد هذا التوزيع ضروريًا بسبب طرق التشغيل المختلفة لأنظمة الماء الساخن والتدفئة.
يحدد خط المضخات الحرارية من الهواء إلى الماء قوة التركيبات من 2 إلى 120 كيلو واط ، مما يسمح لك باختيار معدات التدفئة وإمدادات المياه الساخنة لمبنى سكني من أي حجم.
وضع الهواء البارد
لا يسمح تصميم المضخات الحرارية بتدفئة المنزل في الشتاء فحسب ، بل يتيح أيضًا توفير هواء بارد في الأيام الحارة في الصيف. للقيام بذلك ، يتم بدء تدوير المبرد في دورة عكسية. ومع ذلك ، فإن تبريد أجهزة التدفئة لن يوفر التأثير المطلوب ، لأن الهواء البارد الهابط لأسفل لن يكون قادرًا على خلق ظروف مريحة في جميع أنحاء حجم الغرفة بالكامل. لذلك ، من أجل استخدام وحدة الهواء إلى الماء لتكييف الهواء ، يلزم وجود مسخن منفوخ بواسطة مروحة.
بالإضافة إلى ذلك ، تم تركيب صمام رباعي الاتجاهات وصمام خانق ثان وخطان من الأنابيب في دائرة الدوران.عندما يتم تبديل الصمام ، يتم إغلاق الخط في اتجاه الخانق "الشتوي" ويفتح في اتجاه "الصيف" ، ويتم تزويد المبرد المبرد إلى المسخن. سيتم أيضًا تعطيل تسخين الماء الساخن.
يمكن أن تكون تكلفة هذا التحسين ، مع الأخذ في الاعتبار المعدات والمواد والعمل الإضافي ، قابلة للمقارنة تمامًا بتكلفة مكيف الهواء. لذلك ، في معظم الحالات ، سيكون من المعقول تمامًا رفض العمل في وضع الانقسام ، ولكن ببساطة قم بشراء وحدة تكييف الهواء.
لماذا لا الخشب؟
يستخدم الجيران في الغالب مواقد حرق الأخشاب ، لكن هذا الخيار لم يرضيهم في البداية. كل عام من الضروري توفير إمدادات الوقود وتنظيف الغلاية ومراقبة احتراقها. مع الكهرباء ، أصبح كل شيء أبسط بكثير - لقد ضغطت على مفتاح التبديل ، وأصبح الجو دافئًا. العيب الوحيد لهذه الطريقة هو ارتفاع تكلفة الكهرباء. في الوقت الذي تم فيه إطلاق نظام التدفئة ، كانت تكلفة كيلوواط ساعي في منطقة موسكو 5.29 روبل.
بطبيعة الحال ، أردنا استخدام مثل هذا المورد الثمين اقتصاديًا قدر الإمكان ، ولهذا السبب استقرنا على مضخة حرارية من الهواء إلى الهواء. هذه أرخص نسخة منه ، تعمل تقريبا مثل مكيفات الهواء.
نظام تسخين قائم على المضخة الحرارية
يمكن استخدام الطاقة الحرارية التي تنتجها المضخة الحرارية بأي شكل من الأشكال. كقاعدة عامة ، تُستخدم هذه المعدات لتسخين المياه ، والتي تُستخدم بعد ذلك لإمداد الماء الساخن (المطبخ والحمام والحمام) وللتدفئة.
تدل الممارسة على أنه من الأفضل استخدام التدفئة تحت الأرضية من التسخين باستخدام المشعات. بالإضافة إلى أن هذه الحرارة ناعمة ولا تتطلب تسخين المياه إلى درجة حرارة عالية ، فهناك درجة ثالثة ، ومهمة من حيث الاقتصاد.
كلما انخفضت درجة حرارة الماء المراد تسخينه ، زادت كفاءة أي مضخة حرارية.إذا كان يجب تسخين الماء بالنسبة للمشعات حتى 50-55 درجة ، ثم للأرضيات الدافئة - 30-35 درجة. حتى لو كانت درجة حرارة الماء الداخل 1-2 درجة ، فإن الفرق في الكفاءة سيكون حوالي 30٪.
غالبًا ما يستخدم الهواء لتدفئة المساحات. هذا فعال بشكل خاص في المناطق التي لا تقل فيها درجات الحرارة عن 0 ، وكذلك إذا تم استخدام مضخة حرارية كمصدر إضافي للطاقة الحرارية.
من الأنسب استخدام وحدات ملف المروحة لهذا الغرض ، ولكن لتركيبها ، سيتعين عليك إما بناء سقف معلق أو التضحية بالجماليات. إذا كان هناك تهوية قسرية ، فيمكنك استخدامها لتزويد الهواء الدافئ.
الآن مضخات الحرارة ليست منتشرة على نطاق واسع في رابطة الدول المستقلة أكثر من البلدان الأخرى. لا يزال لدينا مصادر حرارة تقليدية رخيصة مثل الفحم والغاز والخشب. لكن الوضع يتغير باستمرار ويتم استخدام المضخات الحرارية بشكل متزايد لتدفئة المنازل والمباني غير السكنية.
في هذه المقالة ، حاولنا أن نصف بالتفصيل إيجابيات وسلبيات أنواع مختلفة من المضخات الحرارية. نأمل أن تكون مفيدة لك. لا تنس مشاركة المنشور مع أصدقائك!
مزايا أم عيوب؟
منذ ظهور هذه الأجهزة معنا مؤخرًا نسبيًا ، لا يزال العديد من الروس يعاملونها بارتياب كبير. في الولايات المتحدة الأمريكية وأوروبا واليابان تم استخدامها لفترة طويلة وبنجاح. ومع ذلك ، لا يمكن القول أن مثل هذه المعدات هي لغز مطلق لبلدنا ، "terra incognita".
في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، أجريت أيضًا تجارب تتعلق بمصادر الطاقة البديلة هذه. ومع ذلك ، لم يتم اعتماد هذه التكنولوجيا على نطاق واسع.
لذلك ، من المهم أن نفهم السبب ، وهل من المنطقي استبدال الأنظمة المألوفة بجدة بيئية؟ يمكن أن تعني البادئة "eco" في هذه الحالة كلاً من البيئة والاقتصاد.
مزايا
الميزة الأولى وغير المشكوك فيها للمضخات الحرارية هي توفير الطاقة بشكل كبير. نعم ، هم ، على عكس المجمعات الشمسية ، يحتاجون إليها ، ولكن بكميات أقل بكثير. على سبيل المثال ، تستهلك غلاية كهربائية (أو سخان) نفس القدر من الطاقة التي تنتج الحرارة. على العكس من ذلك ، فإن المضخة الحرارية تنفق ما لا يقل عن الكهرباء وتنتج ثلاث إلى سبع مرات من الحرارة. يمكن للجهاز أن يستهلك 5 كيلو واط في الساعة ، لكنه يولد 17 كيلو واط ساعة على الأقل من الحرارة. الكفاءة العالية هي الجودة الأكثر جاذبية للغلايات الحرارية.
- توفير كبير للطاقة. ترتفع أسعار جميع أنواع الوقود بلا هوادة ، وستسمح لك المضخة الحرارية بالحصول على مزيد من الحرارة مع انخفاض تكاليف الطاقة.
- إمكانية التركيب في أي منطقة حيث يمكن أن يصبح الهواء أو الماء أو التربة مصدر حرارة. معدات مناسبة بشكل خاص للمواقع البعيدة عن خط أنابيب الغاز.
- قابلية التثبيت. مضخات الحرارة عالمية. في الشتاء توفر الدفء ، وفي الصيف الحار توفر فرصة لتوفير البرودة للغرفة. ومع ذلك ، لا تحتوي جميع الطرز على هذه الميزة.
- متانة. يمكن أن تعمل المعدات التي يتم الاعتناء بها بشكل صحيح بسلاسة لمدة 25-50 عامًا. قد يلزم استبدال الضاغط كل 10-15 سنة (بحد أقصى 20) سنة.
- إمكانية الاستخدام في أي ظروف: حيث لا توجد كهرباء يتم تركيب محرك بنزين أو ديزل.
- التوفير في الصيانة. لا تتطلب المعدات نفقات كبيرة لذلك.
- عملية دون انقطاع عند -15 درجة.
- أتمتة كاملة للمضخة الحرارية.
- سلامة البيئة.
- مصدر حراري مجاني.
بالإضافة إلى المزايا ، فإن الأنظمة بها أيضًا نقاط ضعف.
عيوب
وتشمل هذه:
- سعر المضخات الحرارية وتكلفة ترتيب نظام الطاقة الحرارية الأرضية. علاوة على ذلك ، فإن المعدات لن تؤتي ثمارها على الفور. سيتعين على المالكين الانتظار لمدة 5 سنوات على الأقل. الاستثناء هو الأجهزة الهوائية التي لا تتطلب استثمارات إضافية.
- الحاجة إلى إضافة مصدر حرارة إضافي في تلك المناطق التي تقل فيها درجة الحرارة غالبًا عن -20 درجة. مثل هذا النظام يسمى ثنائي التكافؤ. في حالة فشل المضخة الحرارية ، يتم توصيل مولد الحرارة (غلاية الغاز ، السخان الكهربائي).
- الود البيئي لا يزال موضع تساؤل. لا يوجد تهديد للبشر ، لكنه موجود للنظام البيئي. على سبيل المثال ، الكائنات الحية الدقيقة - اللاهوائية - تعيش في التربة. مع تبريد قوي للمساحة بالقرب من الأنابيب ، يواجهون الموت الوشيك.
- يكاد يكون من الضروري توفير شبكة كهربائية ثلاثية الطور في المنزل. من أجل التشغيل الصحيح للمضخة الحرارية ، من الضروري تقليل انخفاض الجهد إلى الحد الأدنى الذي يمكن أن يؤدي إلى انهيار التثبيت.
يعد استخدام هذه المعدات هو الأمثل في الأنظمة التي يتم فيها استخدام مبرد منخفض الحرارة ، على سبيل المثال ، "أرضية دافئة".
لفهم ما إذا كان من المستحسن شراء مضخة حرارية وتثبيتها ، سيتعين على المالكين تقييم جميع الإيجابيات والسلبيات. يتمثل "الخصوم" الرئيسيون في توفير الطاقة (الوقود) والتكاليف الجادة للشراء والتركيب. تشمل العيوب الكبيرة لـ HP الكفاءة المنخفضة في موسم البرد ، ومع ذلك ، هناك نماذج يمكن أن تولد حرارة حتى عند -35 درجة. لكن سيتعين عليك دفع المزيد مقابلهم.
هل يستحق إنفاق المال على شراء وتركيب مضخة حرارية؟ الجميع يقرر بنفسه. سيمنحك الاستثمار لمرة واحدة فرصة لنسيان فواتير التدفئة الكبيرة إلى الأبد. بالإضافة إلى ذلك ، فإن سلامتها الكاملة للمقيمين ، والسلامة الكاملة تقريبًا للبيئة ، تشهد لصالح المعدات.
