مضخة حرارية للتدفئة تحت الأرضية. ستقوم المضخة الحرارية بتدفئة المنزل. تجربة المنتدى. مضخة حرارية من الأرض إلى الماء

مضخة الحرارة (حصان)هو جهاز يقوم بنقل وتحويل وتحويل الطاقة الحرارية. وفقًا لمبدأ التشغيل، فهو يشبه الأجهزة والمعدات المعروفة، مثل الثلاجة أو مكيف الهواء. يعتمد تشغيل أي TN على دورة كارنو العكسية، التي سميت على اسم الفيزيائي وعالم الرياضيات الفرنسي الشهير سيدي كارنو.

مبدأ عمل المضخة الحرارية

دعونا ندرس بمزيد من التفصيل فيزياء عمليات تشغيل هذه المعدات. تتكون المضخة الحرارية من أربعة عناصر رئيسية:

1. ضاغط
2. مبادل حراري (مكثف)
3. مبادل حراري (المبخر)
4. ربط التجهيزات وعناصر الأتمتة.

ضاغطضروري لضغط ونقل المبرد من خلال النظام. عند ضغط الفريون ترتفع درجة حرارته وضغطه بشكل حاد (يتطور الضغط حتى 40 بار، ودرجة الحرارة تصل إلى 140 درجة مئوية)، وعلى شكل غاز بدرجة عالية من الانضغاط يذهب إلى مكثف(عملية ثابتة الحرارة، أي عملية لا يتفاعل فيها النظام مع الفضاء الخارجي)، حيث ينقل الطاقة إلى المستهلك. يمكن أن يكون المستهلك إما البيئة المباشرة التي تحتاج إلى تسخين (على سبيل المثال، الهواء الداخلي) أو المبرد (الماء، مضاد التجمد، وما إلى ذلك)، والذي يقوم بعد ذلك بتوزيع الطاقة من خلال نظام التدفئة (المشعات، الأرضيات الساخنة، الألواح الساخنة، المسخنات الحرارية). ، ملفات المروحة، وما إلى ذلك). وفي هذه الحالة، تنخفض درجة حرارة الغاز بشكل طبيعي، وتتغير حالة تجمعه من الحالة الغازية إلى الحالة السائلة (عملية متساوية الحرارة، أي عملية تحدث عند درجة حرارة ثابتة).

بعد ذلك، يكون المبرد في حالة سائلة يدخل المبخر، مروراً عبر صمام ترموستاتي (TRV)، وهو أمر ضروري لتقليل الضغط وجرعة تدفق الفريون إلى المبادل الحراري التبخيري. نتيجة لانخفاض الضغط عند المرور عبر قنوات المبخر، يحدث انتقال طوري، وتتغير حالة تجميع مادة التبريد مرة أخرى إلى الحالة الغازية. في هذه الحالة، يتم تقليل إنتروبيا الغاز (استنادًا إلى الخصائص الفيزيائية الحرارية للفريون)، مما يؤدي إلى انخفاض حاد في درجة الحرارة، ويتم "إزالة" الحرارة من مصدر خارجي. يمكن أن يكون المصدر الخارجي هو هواء الشوارع وأحشاء الأرض والأنهار والبحيرات. بعد ذلك، يتم إرجاع الفريون الغازي المبرد إلى الضاغط، وتتكرر الدورة مرة أخرى.

في الواقع، تبين أن المحرك الحراري نفسه لا ينتج حرارة، بل هو جهاز لنقل وتعديل وتعديل الطاقة من البيئة إلى الغرفة. إلا أن هذه العملية تحتاج إلى كهرباء، والمستهلك الرئيسي لها هو وحدة الضاغط. تسمى نسبة الطاقة الحرارية المستقبلة إلى الطاقة الكهربائية المستهلكة بعامل التحويل (COR). ويختلف حسب نوع الشاحن التوربيني والشركة المصنعة له وعوامل أخرى ويتراوح من 2 إلى 6.

حاليًا، يتم استخدام أنواع مختلفة من الفريونات الصديقة للأوزون (R410A، R407C) كمبرد، مما يسبب الحد الأدنى من الضرر للبيئة.

تستخدم المحركات الحرارية الحديثة ضواغط من النوع اللولبي لا تحتاج إلى صيانة، ولا يوجد بها أي احتكاك تقريبًا، ويمكن أن تعمل بشكل مستمر لمدة 30-40 عامًا. وهذا يضمن عمر خدمة طويل للوحدة بأكملها. على سبيل المثال، شركة ألمانية ستيبل الترونهناك أجهزة HP تعمل بدون إصلاحات كبيرة منذ أوائل السبعينيات من القرن الماضي.

أنواع المضخات الحرارية

اعتمادا على الوسائط المستخدمة لاختيار وإعادة توزيع الطاقة، فضلا عن ميزات التصميم وطرق التطبيق، هناك أربعة أنواع رئيسية من HP:

مضخة حرارة الهواء إلى الهواء

يستخدم هذا النوع من المعدات هواء الشارع كمصدر طاقة منخفض الإمكانات. ظاهريًا، لا يختلف عن نظام تكييف الهواء المنفصل التقليدي، ولكنه يحتوي على عدد من الميزات الوظيفية التي تسمح له بالعمل في درجات حرارة منخفضة (تصل إلى -30 درجة مئوية) و"إزالة" الطاقة من البيئة. يتم تدفئة المنزل مباشرة عن طريق الهواء الدافئ الذي يتم تسخينه في مكثف المضخة الحرارية.

مميزات HP جو-جو:

• تكلفة منخفضة
• وقت التثبيت القصير وسهولة التثبيت النسبية
• لا توجد إمكانية لتسرب سائل التبريد

عيوب:

• أداء مستقر حتى -20 درجة مئوية
• ضرورة تركيب وحدة داخلية في كل غرفة أو تنظيم نظام مجاري الهواء لتزويد جميع الغرف بالهواء الساخن.
• عدم القدرة على الحصول على الماء الساخن (DHW)

ومن الناحية العملية، تُستخدم هذه الأنظمة للسكن الموسمي ولا يمكن أن تكون بمثابة المصدر الرئيسي للتدفئة.

مضخة حرارة الهواء إلى الماء

مبدأ تشغيلها مشابه للنوع السابق، إلا أنها لا تقوم بتسخين الهواء داخل الغرفة مباشرة، بل المبرد الذي بدوره يستخدم لتدفئة المنزل وتحضير الماء الساخن.

مميزات TN “الهواء – الماء” :

• لا يتطلب تنظيم “كفاف خارجي” (الحفر)
• الموثوقية والمتانة
• مؤشرات الكفاءة العالية (COP) في فترتي الخريف والربيع

مساوئ TN:

• انخفاض كبير في COP عند درجات حرارة منخفضة (تصل إلى 1.2)
• الحاجة إلى تذويب الوحدة الخارجية (الوضع العكسي)
• عدم القدرة على العمل في درجات حرارة أقل من -25 درجة مئوية - -30 درجة مئوية

لا تزال مثل هذه المضخات في مناخنا غير قادرة على العمل كمصدر وحيد للتدفئة. لذلك، غالبا ما يتم تركيبها (وفقا لمخطط ثنائي التكافؤ) جنبا إلى جنب مع معدات التدفئة الإضافية (الكهربائية، بيليه، الوقود الصلب، غلاية الديزل، الموقد مع سترة المياه). كما أنها مناسبة لإعادة بناء وأتمتة بيوت الغلايات القديمة باستخدام الوقود التقليدي. يتيح ذلك تشغيل النظام في الوضع التلقائي طوال معظم أيام السنة (ليست هناك حاجة لتحميل الوقود الصلب أو إعادة تزويد وقود الديزل بالوقود)، وذلك باستخدام قوة HP فقط.

مضخة حرارة الماء المالح

واحدة من الأكثر شيوعا في جمهورية بيلاروسيا. باستخدام إحصائيات منظمتنا، فإن 90% من المضخات الحرارية المثبتة هي طاقة حرارية أرضية. في هذه الحالة، يتم استخدام أحشاء الأرض باعتبارها "الكفاف الخارجي". ونتيجة لذلك، تتمتع هذه المضخات الحرارية بالميزة الأكثر أهمية على الأنواع الأخرى من المضخات الحرارية - وهي مؤشر كفاءة التشغيل المستقر (COP) بغض النظر عن الوقت من السنة.

وفقا للمصطلحات المعمول بها، تسمى الدائرة الخارجية الطاقة الحرارية الأرضية.

هناك نوعان رئيسيان من دوائر الطاقة الحرارية الأرضية:

• أفقي
• رَأسِيّ

دعونا ننظر إلى كل واحد منهم بمزيد من التفصيل.

مخطط أفقي

مخطط أفقيهو نظام من أنابيب البولي إيثيلين يتم وضعها تحت الطبقة العليا من التربة على عمق حوالي 1.5 - 2 متر، تحت مستوى التجمد. تظل درجة الحرارة في هذه المنطقة إيجابية (من +3 إلى +15 درجة مئوية) طوال العام التقويمي، وتصل إلى الحد الأقصى في أكتوبر والحد الأدنى في مايو. تعتمد المساحة التي يشغلها المجمع على مساحة المبنى ودرجة عزله وحجم الزجاج. لذلك، على سبيل المثال، بالنسبة لمبنى سكني من طابقين بمساحة 200 متر مربع، والذي يتمتع بعزل جيد يلبي المعايير الحديثة، يجب تخصيص حوالي أربعة أفدنة من الأرض (400 متر مربع) لحقل الطاقة الحرارية الأرضية. وبطبيعة الحال، للحصول على تقييم أكثر دقة لقطر الأنابيب المستخدمة والمنطقة المحتلة، هناك حاجة إلى حساب هندسي حراري مفصل.

هذا هو شكل تركيب المجمع الأفقي في إحدى منشآتنا في دزيرجينسك (جمهورية بيلاروسيا):

مزايا المجمع الأفقي:

• تكلفة أقل مقارنة بالآبار الحرارية الأرضية
• إمكانية تنفيذ العمل على تركيبه مع مد الاتصالات الأخرى (إمدادات المياه والصرف الصحي)

عيوب المجمع الأفقي:

• مساحة كبيرة مشغولة (يُحظر إقامة هياكل دائمة، أو رصف الأسفلت، أو وضع ألواح الرصف، ومن الضروري ضمان الوصول الطبيعي إلى الضوء وهطول الأمطار)
• عدم إمكانية الترتيب مع تصميم المناظر الطبيعية الجاهزة للموقع
• استقرار أقل مقارنة بالمجمع العمودي.

عادة ما يتم تنفيذ ترتيب هذا النوع من المجمعات بطريقتين. في الحالة الأولىعلى كامل منطقة التمديد، قم بإزالة الجزء العلوي طبقة من التربة بسمك 1.5-2 م، يتم الآن مد أنابيب المبادل الحراري بخطوة معينة (من 0.6 إلى 1.5 م)ويتم الردم. للقيام بهذا العمل، تكون المعدات القوية مناسبة، مثل اللودر الأمامي والجرافة والحفارات ذات المدى الكبير وحجم الجرافة.

في الحالة الثانيةيتم تنفيذ وضع حلقات كفاف الأرض خطوة بخطوة خنادق بعرض من 0.6 م إلى 1 م. الحفارات الصغيرة واللوادر ذات المحراث الخلفي مناسبة لهذا الغرض.

مخطط عمودي

جامع عمودييمثل الآبار بأعماق من 50 إلى 200 موأكثر من ذلك، حيث يتم إنزال الأجهزة الخاصة - تحقيقات الطاقة الحرارية الأرضية. تظل درجة الحرارة في هذه المنطقة ثابتة لسنوات وعقود عديدة وتزداد مع زيادة العمق. وتحدث الزيادة بمعدل 2-5 درجات مئوية لكل 100 متر، وتسمى هذه القيمة المميزة بتدرج درجة الحرارة.

عملية تركيب أداة تجميع عمودية في منشأتنا الواقعة في قرية كريزوفكا بالقرب من مينسك:

وبدراسة خرائط توزيع درجات الحرارة على أعماق مختلفة على أراضي جمهورية بيلاروسيا ومدينة مينسك على وجه الخصوص، يمكن ملاحظة أن درجة الحرارة تختلف من منطقة إلى أخرى، ويمكن أن تختلف بشكل كبير حسب الموقع. لذلك، على سبيل المثال، عند عمق 100 متر في منطقة سفيتلوغورسك يمكن أن تصل إلى +13 درجة مئوية، وفي بعض مناطق منطقة فيتيبسك على نفس العمق لا تتجاوز +8.5 درجة مئوية.

وبطبيعة الحال، عند حساب عمق الحفر وتصميم الحجم والقطر وغيرها من خصائص مجسات الطاقة الحرارية الأرضية، من الضروري أخذ هذا العامل في الاعتبار. وبالإضافة إلى ذلك، من الضروري أن تأخذ في الاعتبار التكوين الجيولوجي للصخور التي تمر عبرها. فقط بناءً على هذه البيانات يمكنك تصميم دائرة الطاقة الحرارية الأرضية بشكل صحيح.

كما تظهر الممارسة والإحصائيات الخاصة بمنظمتنا، فإن 99٪ من المشاكل أثناء تشغيل HP ترتبط بعمل الدائرة الخارجية، ولا تظهر هذه المشكلة مباشرة بعد تشغيل الجهاز. وهناك تفسير لذلك، لأنه إذا تم حساب المحيط الجغرافي بشكل غير صحيح (على سبيل المثال، في إقليم منطقة فيتيبسك، حيث، كما نتذكر، يعد التدرج الحراري الأرضي أحد أدنى المعدلات في الجمهورية)، فإن عمله الأولي هو ليس مرضيًا، ولكن بمرور الوقت "يبرد" سمك الأرض. ينتهك التوازن الديناميكي الحراري وتبدأ المشاكل، ولا يمكن أن تنشأ المشكلة إلا في موسم التسخين الثاني أو الثالث. يبدو الكفاف الضخم أقل إشكالية، لكن العميل يضطر إلى دفع ثمن أمتار الحفر غير الضرورية بسبب عدم كفاءة المقاول، الأمر الذي يؤدي حتما إلى زيادة في تكلفة المشروع بأكمله.

يجب أن تكون دراسة باطن الأرض حاسمة بشكل خاص أثناء بناء المنشآت التجارية الكبيرة، حيث يكون عدد الآبار بالعشرات، ويمكن أن تكون الأموال المحفوظة (أو المهدرة) في بنائها كبيرة جدًا.

مضخة حرارة الماء إلى الماء

يمكن أن يكون أحد أنواع مصادر الحرارة الأرضية هو المياه الجوفية. لديهم درجة حرارة ثابتة (من +7 درجة مئوية وما فوق)، وتوجد بكميات كبيرة على أعماق مختلفة في أراضي جمهورية بيلاروسيا. ووفقا لهذه التقنية، يتم رفع المياه الجوفية من البئر بواسطة مضخة طرد مركزي وتدخل إلى محطة نقل الحرارة والكتلة، حيث تنقل الطاقة إلى مانع التجمد في الدائرة السفلية للمضخة الحرارية. تعتمد كفاءة تشغيل هذا النظام على مستوى المياه الجوفية (اعتمادا على عمق الارتفاع، يلزم قوة معينة للمضخة)، والمسافة من بئر السحب إلى محطة التبادل. تتمتع هذه التقنية بواحدة من أعلى قيم COP، ولكنها تحتوي على عدد من الميزات التي تحد من استخدامها.

فيما بينها:

• قلة المياه الجوفية، أو انخفاض مستوى تواجدها؛
• عدم وجود تدفق مستمر للبئر، وانخفاض في المستويات الثابتة والديناميكية؛
• ضرورة مراعاة تركيبة الأملاح والتلوث (إذا كانت نوعية المياه غير كافية، يصبح المبادل الحراري مسدوداً وتنخفض مؤشرات الأداء)
• الحاجة إلى تركيب بئر صرف لتصريف كميات كبيرة من مياه الصرف الصحي (من 2200 لتر/ساعة أو أكثر)

كما تبين الممارسة، فمن المستحسن تركيب مثل هذه الأنظمة إذا كان هناك بركة أو نهر في المنطقة المجاورة مباشرة. ويمكن أيضًا استخدام مياه الصرف الصحي للأغراض الاقتصادية والصناعية، على سبيل المثال، للري أو لتنظيم الخزانات الاصطناعية.

أما بالنسبة لجودة المياه الداخلة، فمثلا شركة ألمانية لتصنيع أنظمة التدفئة البديلة ستيبل الترونتوصي بالإعدادات التالية: النسبة الإجمالية للحديد والمغنيسيوم لا تزيد عن 0.5 ملغم / لتر، محتوى الكلوريد أقل من 300 ملغم / لتر، غياب المواد المترسبة. إذا تم تجاوز هذه المعايير، فمن الضروري تركيب نظام تنقية إضافي - محطة تحضير وتحلية، مما يزيد من استهلاك المواد للمشروع.

أعمال الحفر لمضخة حرارية.

بناءً على الخبرة في تركيب وتشغيل الوحدات الحرارية الأرضية، نوصي بحفر آبار لا يقل عمقها عن 100 متر. تظهر الممارسة أنه سيتم ملاحظة أداء واستقرار أفضل للمحرك الحراري، على سبيل المثال، في بئرين يبلغ طول كل منهما 150 مترًا مقارنة بثلاثة آبار يبلغ طول كل منها 100 متر. وبطبيعة الحال، يتطلب بناء مثل هذه المناجم معدات خاصة وطريقة حفر دوارة. المنشآت الصغيرة الحجم غير قادرة على توفير الطول المطلوب للآبار.

نظرًا لأن دائرة الطاقة الحرارية الأرضية هي العنصر الأكثر أهمية، وصحة ترتيبها هي مفتاح التشغيل الناجح للنظام بأكمله، يجب على مقاول الحفر تلبية عدد من المعايير:

• ومن الضروري أن يكون لديك خبرة في إنتاج هذا النوع من الخدمة؛
• لديك أداة خاصة لغمر المجسات.
• توفير ضمان بأن المسبار سيتم غمره في العمق المصمم وضمان سلامته وضيقه أثناء عملية العمل؛
• بعد الغمر، قم بتنفيذ تدابير لسد البئر لزيادة نقل الحرارة والإنتاجية، وسد عمود المنجم قبل الردم.

بشكل عام، مع التصميم المناسب والتركيب المؤهل، تكون مجسات الطاقة الحرارية الأرضية موثوقة للغاية ويمكن أن تستمر لمدة تصل إلى 100 عام.

عملية إنزال مسبار الطاقة الحرارية الأرضية في بئر محفور:

مسبار الطاقة الحرارية الأرضية على الإطار، قبل إجراء اختبار التسرب ("اختبار الضغط"):

الاستنتاجات

استناداً إلى خبرتنا في تصميم أنظمة الطاقة البديلة، يمكننا تسليط الضوء على الحقائق الرئيسية التي تعتبر أساسية عندما يختار عملاؤنا المضخات الحرارية:

• ممتلىء السلامة والود البيئي(لا توجد عمليات احتراق أو أجزاء متحركة)
• فرصة طلب النظام "اليوم" والاستمتاع باستخدامه خلال ثلاثة أسابيع دون أي تنسيق مع الجهات التنظيمية والترخيصية.
• الحكم الذاتي الكامل والحد الأدنى من الصيانة(ليست هناك حاجة لأن تكون عضوًا في جمعية تعاونية للغاز، وتعتمد عليها؛ وليست هناك حاجة لرمي الحطب أو إجراء تنظيف شهري لمجاري الهواء، وتنظيم وصول ناقلة الوقود، وما إلى ذلك)
• تكلفة قطعة أرض لبناء منزل فردي بدون إمدادات الغاز أقل بكثير وفترة التسليم لا تعتمد على خدمات الغاز
• فرصة التحكم عن بعد عبر الإنترنت
• معدات متطورة ومبتكرة ذات تصميم أنيق، لا عيب في عرضها للأصدقاء والمعارف، مما يؤكد بالتأكيد على مكانة صاحب المنزل.

إذا لم نتطرق إلى أي أسئلة في هذه المقالة وتريد طرحها شخصيًا، فيمكنك الحضور إلى مكتبنا على العنوان: Minsk, st. Odoevsky، 117، Nova Gros LLC واستشر مهندسينا.

لدينا أيضًا الفرصة لتنظيم زيارات مجانية لمرافق التشغيل المكتملة بالفعل.

رقم هاتف الاتصال: 0447652958; 0173997051

تعتبر المضخة الحرارية بديلاً جيدًا للتدفئة التقليدية للمنزل الخاص. الجهاز المستخدم لمدة 30 عامًا في الدول الغربية، لا يزال منتجًا جديدًا في روسيا. هناك عاملان يحولان دون استخدامه على نطاق واسع: التكلفة العالية ونقص المعلومات حول المضخات الحرارية ومزاياها ومبادئ تشغيلها. مؤشر التطبيق العملي لنظام التدفئة الحرارية الأرضية هو شعبيته في الغرب. وهكذا، يتم تدفئة حوالي 95% من المنازل بالمضخات الحرارية في السويد والنرويج. نحن ندعوك للتعرف بمزيد من التفاصيل على تصميم ومبادئ تشغيل هذه المعدات الحرارية، والتي هي بالتأكيد المستقبل.

ماهى المضخة الحراريه؟

المضخة الحرارية هي جهاز يمتص الطاقة الحرارية المنخفضة المحتملة من البيئة (الماء، الأرض، الهواء) وينقلها إلى أنظمة إمداد الحرارة ذات درجة حرارة أعلى.

الطبيعة من حولنا مشبعة بالطاقة. حتى الصقيع لديه الدفء. ولا يمكن استخلاص الطاقة من البيئة إلا عند درجة حرارة -273 درجة مئوية. لذلك، حتى في أشد الشتاء قسوة، يمكن للمنزل الريفي يتم تسخينها باستخدام الطاقة التي يتم الحصول عليها من الطبيعة.

يحدث ذلك اعتمادًا على مصدر الطاقة (الماء، الأرض، الهواء). تعديل المضخات الحرارية.ومع ذلك، فإن المضخة الحرارية الأرضية هي الأكثر عملية وثبتًا، والتي تستخدم الطاقة الأرضية. إنه مثالي للظروف الروسية.

تعمل التدفئة الحرارية الأرضية بإحدى الطرق الثلاث التالية:

إن استخدام التدفئة الحرارية الأرضية، مثل أي نظام تدفئة، لن يقوم فقط بتدفئة المنزل، بل سيوفر أيضًا الماء الساخن، أو يسخن موقف السيارات أو الدفيئة، أو يسخن الماء في حمام السباحة.

فوائد استخدام المضخة الحرارية

مبدأ عمل المضخة الحرارية

يمكن مقارنة تشغيل المضخة الحرارية بتشغيل الثلاجة التقليدية. فقط بدلا من البرد، ينتج الجهاز الحرارة. المادة التي تنقل الطاقة هي غاز الفريون- غاز أو سائل ذو درجة غليان منخفضة. عندما يتبخر فإنه يمتص الحرارة، وعندما يتكثف يطلقها.

المضخة الحرارية هي العنصر الرئيسي في النظام. أبعادها لا تتجاوز أبعاد الغسالة المتوسطةمما يسهل عملية تركيب الجهاز . المضخة نفسها متصلة بدائرتين: داخلية وخارجية.

الدائرة الداخليةيتكون من نظام التدفئة المنزلية (الأنابيب والمشعات). كفاف خارجيتقع في الماء أو تحت الأرض. يشتمل على مجمع مبادل حراري وأنابيب تربط المجمع بالمضخة.

تم تجهيز المضخات الحرارية بأجهزة إضافية مختلفة. يمكن أن يكون:

• جهاز اتصالللتحكم في النظام عبر جهاز كمبيوتر شخصي أو هاتف محمول؛
• وحدة تبريدلنظام التبريد المحلي أو المركزي.
• وحدة مضخة إضافيةقد تكون هناك حاجة لتدفئة الأرضية.
• مضخة الدورة الدمويةضروري لتدوير الماء الساخن.

تتكون عملية تشغيل المضخة من عدة مراحل:

1. خليط مضاد للتجمد يتم توفيره للمجمع.يتم امتصاص الطاقة الحرارية ونقلها إلى المضخة.
2. في المبخر، يتم نقل الطاقة إلى الفريون، حيث يتم تسخينه تصل إلى 8 درجات مئوية، يغلي ويتحول إلى بخار.
3. مع زيادة الضغط في الضاغط، ترتفع درجة الحرارة. يمكن أن تصل إلى 70 درجة مئوية.
4. يستقبل نظام التدفئة الداخلي الطاقة الحرارية من خلاله مكثف. يبرد الفريون على الفور ويتحول إلى حالة سائلة، مما ينبعث منه الحرارة المتبقية. ثم يعود إلى المجمع. هذا يكمل الدورة.
5. ثم يتكرر العمل على نفس المبدأ.

تعمل المضخة الحرارية بكفاءة أكبر إذا كانت هناك أرضيات دافئة في المنزل. يتم توزيع الحرارة بالتساوي على كامل مساحة الأرضية. لا توجد مناطق المحموم. نادرًا ما ترتفع درجة حرارة سائل التبريد الموجود في النظام فوق 35 درجة مئوية، ويعتبر التسخين عن طريق تسخين الأرضيات أكثر راحة عند درجة حرارة 33 درجة مئوية. وهذا أقل بمقدار درجتين مئويتين عما هو عليه عند التسخين باستخدام المشعات. ومن هنا ينشأ وفورات تصل إلى 18% سنويامن ميزانية التدفئة بأكملها. بالإضافة إلى ذلك، يُعتقد أن التدفئة على مستوى الأرض هي الأكثر راحة لسكن الإنسان.

يمكن أن يكون نظام التدفئة أحادي التكافؤ أو ثنائي التكافؤ. الأنظمة أحادية التكافؤ لها مصدر تسخين واحد. إنه يلبي تمامًا الحاجة للحرارة على مدار العام. وبالتالي، فإن ثنائي التكافؤ له مصدران.

تدفئة المنزل في الشتاء

في المناطق ذات الظروف المناخية الأكثر قسوة، من المهم استخدامه نظام التدفئة ثنائي التكافؤ. بسبب مصدر الحرارة الثاني، يتوسع نطاق درجة الحرارة. إن تشغيل مضخة حرارية واحدة يكفي فقط حتى مستوى درجة حرارة -20 درجة مئوية. عندما يتم خفضه أكثر، يتم توصيل سخان كهربائي أو مدفأة أو وقود سائل أو غلاية غاز. في هذه الحالة، تكون طاقة المضخة الحرارية محدودة من الحد الأقصى للطلب في فصل الشتاء إلى 70 - 80٪. يتم توفير نسبة 20 إلى 30٪ المفقودة بواسطة مصدر حرارة إضافي. هذا يقلل من الكفاءة الشاملة للنظام.ومع ذلك، فإن الانخفاض ضئيل.

عند التبديل الكامل لتدفئة مبنى باستخدام نظام الطاقة الحرارية الأرضية (في حالة عدم التخطيط لتركيب غلاية إضافية أو جهاز كهربائي)، يتم استخدام المضخة الحرارية جنبًا إلى جنب مع وحدة داخلية تحتوي على سخان كهربائي صغير مدمج. وسوف يدعم الجهاز عندما تكون درجة الحرارة المحيطة أقل من -20 درجة مئوية.

في أي الحالات يكون استخدام المضخة الحرارية مبررًا؟

تتضمن مسألة تدفئة منزل ريفي النظر في عدة خيارات:

• غاز. إذا لم يكن هناك خط أنابيب غاز بالقرب من المنزل، يصبح من المستحيل. في بعض المناطق، يمكنك فقط شراء الغاز في أسطوانات.
• الفحم أو الحطب. معهم، التدفئة تتحول إلى عملية كثيفة العمالة وغير فعالة.
• غلاية الوقود السائليتطلب ارتفاع تكاليف الوقود والمباني الخاصة. يتطلب الوقود نفسه أيضًا تخزينًا خاصًا، وهو أمر غير مناسب في منزل صغير.
• التدفئة الكهربائيةمكلفة للغاية.

في هذه الحالة، يأتي إلى الإنقاذ نظام التدفئة الحرارية الأرضية. يتم استخدامه حتى في حالة توفر الغاز. يعد تركيب المضخة الحرارية أكثر تكلفة من تركيب معدات تسخين الغاز. ومع ذلك، سيتعين دفع ثمن الغاز بشكل مستمر في المستقبل، على عكس الطاقة المأخوذة من البيئة.

من الصعب التعبير عن مردود المضخة الحرارية بقيمة عددية متوسطة. كل هذا يتوقف على تكلفته الأولية. جوهر تركيب هذه التدفئة يأتي إلى المنظور. على الرغم من الكمية المستهلكة الكهرباء - 3−5 مرات أقلمن أنظمة التدفئة الأخرى، لا يزال من الضروري حساب جميع تكاليف الطاقة لهذا العام من الناحية النقدية ومقارنتها بتكلفة النظام وتركيبه وتشغيله.

يمكن تحقيق أقصى قدر من الكفاءة في استخدام المضخة الحرارية من خلال ما يلي شرطين مهمين:

• يجب أن يكون المبنى ساخنًا معزولويجب ألا يزيد معدل فقد الحرارة عن 100 وات/م2. هناك علاقة مباشرة بين كيفية عزل المنزل ومدى فائدة تركيب مضخة حرارية.
• توصيل المضخة الحرارية إلى مصادر التدفئة ذات درجة الحرارة المنخفضة(السخانات الحرارية، الأرضيات الساخنة) والتي تتراوح درجة حرارتها بين 30 - 40 درجة مئوية.

لذلك، ستكون المضخة الحرارية بديلاً جيدًا لطرق التدفئة التقليدية. يضمن الجهاز اقتصادية وآمنة تماما. لن يضطر المالك، بعد تركيب نظام التدفئة الحرارية الأرضية، إلى الاعتماد على عوامل خارجية مختلفة، مثل انقطاع إمدادات الغاز أو مكالمات الخدمة. الطاقة المأخوذة من البيئة لا تتطلب الدفع ولا يتم استنفادها.

وستشكل مضخات الطاقة الحرارية الأرضية ثلاثة أرباع جميع معدات التدفئة في عام 2020، وفقا لتوقعات لجنة الطاقة العالمية.

ممارسة استخدام المضخات الحرارية: فيديو

بعبارات بسيطة، فإن مبدأ تشغيل المضخة الحرارية قريب من الثلاجة المنزلية - فهي تأخذ الطاقة الحرارية من مصدر الحرارة وتنقلها إلى نظام التدفئة. يمكن أن يكون مصدر الحرارة للمضخة هو التربة والصخور والهواء الجوي والمياه من مصادر مختلفة (الأنهار والجداول والبادئات والبحيرات).

يتم تصنيف أنواع المضخات الحرارية حسب مصدر الحرارة:

• جو-جو؛
• الهواء المائي
• المياه المياه؛
• مياه التربة (مياه الأرض) ؛
• الماء المثلج (نادرا).

التدفئة وتكييف الهواء والمياه الساخنة المنزلية - كل هذا يمكن توفيره بواسطة مضخة حرارية. ولتوفير كل هذا لا تحتاج إلى وقود. تبلغ الكهرباء المستخدمة للحفاظ على تشغيل المضخة حوالي ربع استهلاك أنواع التدفئة الأخرى.

مكونات نظام التسخين بالمضخة الحرارية

ضاغط- قلب نظام التدفئة باستخدام المضخة الحرارية. فهو يركز الحرارة المنخفضة الدرجة المتبددة، مما يزيد من درجة حرارتها بسبب الضغط، وينقلها إلى المبرد في النظام. في هذه الحالة، يتم إنفاق الكهرباء حصريًا على ضغط ونقل الطاقة الحرارية، وليس على تسخين سائل التبريد - الماء أو الهواء. وفقًا للتقديرات المتوسطة، فإن 10 كيلو واط من الحرارة تستهلك ما يصل إلى 2.5 كيلو واط من الكهرباء.

خزان تخزين الماء الساخن(لأنظمة العاكس). يقوم خزان التخزين بتجميع الماء، مما يعادل الأحمال الحرارية لنظام التدفئة وإمدادات الماء الساخن.

المبرد. إن ما يسمى بسائل العمل، الذي يتعرض لضغط منخفض ويغلي عند درجات حرارة منخفضة، هو ماص للطاقة ذات الإمكانات المنخفضة من مصدر الحرارة. هذا هو الغاز المتداول في النظام (الفريون والأمونيا).

المبخرمما يضمن اختيار ونقل الطاقة الحرارية إلى المضخة من مصدر منخفض الحرارة.

مكثفنقل الحرارة من المبرد إلى الماء أو الهواء في النظام.
منظم الحراره.

كفاف الأرض الأساسي والثانوي. نظام تداول ينقل الحرارة من المصدر إلى المضخة ومن المضخة إلى نظام التدفئة المنزلي. تتكون الدائرة الأولية من: المبخر، المضخة، الأنابيب. الدائرة الثانوية وتشمل: المكثف، المضخة، خط الأنابيب.

مضخة حرارة الهواء إلى الماء 5-28 كيلو واط

مضخة حرارة الهواء إلى الماء للتدفئة وإمدادات الماء الساخن 12-20 كيلو واط

مبدأ تشغيل المضخة الحرارية هو امتصاص الطاقة الحرارية وإطلاقها لاحقًا أثناء عملية تبخر وتكثيف السائل، بالإضافة إلى تغير الضغط والتغير اللاحق في درجة حرارة التكثيف والتبخر.

تعمل المضخة الحرارية على عكس حركة الحرارة، حيث تجبرها على التحرك في الاتجاه المعاكس. أي أن الـ HP هي نفس المضخة الهيدروليكية، تضخ السوائل من الأسفل إلى الأعلى، على عكس الحركة الطبيعية من الأعلى إلى الأسفل.

يتم ضغط مادة التبريد في الضاغط ونقلها إلى المكثف. يؤدي الضغط العالي ودرجة الحرارة إلى تكثيف الغاز (الفريون في أغلب الأحيان)، ويتم نقل الحرارة إلى المبرد إلى النظام. تتكرر العملية عند مرور مادة التبريد عبر المبخر مرة أخرى - ينخفض ​​الضغط وتبدأ عملية الغليان بدرجة حرارة منخفضة.

اعتمادا على مصدر الحرارة المنخفضة الدرجة، كل نوع من المضخات له الفروق الدقيقة الخاصة به.

مميزات المضخات الحرارية حسب مصدر الحرارة

تعتمد مضخة تسخين الهواء إلى الماء على درجة حرارة الهواء، والتي يجب ألا تقل عن +5 درجة مئوية في الخارج، ولا يمكن تحقيق معامل تحويل الحرارة المعلن COP 3.5-6 إلا عند 10 درجات مئوية وما فوق. يتم تركيب المضخات من هذا النوع في الموقع، في المكان الأكثر تهوية، ويتم تركيبها أيضًا على الأسطح. ويمكن قول الشيء نفسه عن مضخات الهواء إلى الهواء.

نوع مضخة المياه الجوفية

مضخة المياه الجوفيةأو تستخرج المضخة الحرارية الأرضية الطاقة الحرارية من الأرض. تتراوح درجة حرارة الأرض من 4 درجات مئوية إلى 12 درجة مئوية، وتكون مستقرة دائمًا على عمق 1.2 - 1.5 متر.

يجب وضع المجمع الأفقي على الموقع، وتعتمد المساحة على درجة حرارة التربة وحجم المنطقة الساخنة، ولا يمكن زراعة أو وضع أي شيء آخر غير العشب فوق النظام. هناك نوع مختلف من المجمع الرأسي ببئر يصل إلى 150 مترًا، ويدور المبرد الوسيط عبر الأنابيب الموضوعة في الأرض ويسخن حتى 4 درجات مئوية، مما يبرد التربة. وفي المقابل، يجب أن تقوم التربة بتعويض فقدان الحرارة، مما يعني أنه لكي تعمل محطة الضغط بكفاءة، هناك حاجة إلى مئات الأمتار من الأنابيب عبر الموقع.

مضخة الحرارة"المياه المياه"

مضخة حرارة الماء إلى الماءيعمل على حرارة منخفضة للأنهار والجداول ومياه الصرف الصحي والبادئات. تتمتع المياه بقدرة حرارية أعلى من الهواء، لكن تبريد المياه الجوفية لها فروق دقيقة خاصة بها - لا يمكن تبريدها إلى درجة التجمد، يجب أن يتم تصريف المياه بحرية في الأرض.

يجب أن تكون لديك ثقة مائة بالمائة في أنه يمكنك بسهولة تمرير عشرات الأطنان من الماء عبر نفسك يوميًا. غالبًا ما يتم حل هذه المشكلة عن طريق سكب الماء المبرد في أقرب مسطح مائي، بشرط أن يكون المسطح المائي خلف سياجك، وإلا فإن هذه التدفئة تكلف الملايين. إذا كان هناك عشرة أمتار إلى خزان متدفق، فإن التسخين باستخدام مضخة تسخين الماء إلى الماء سيكون الأكثر فعالية.

مضخة حرارة الماء المثلج

مضخة حرارة الماء المثلجنوع غريب إلى حد ما من المضخات يتطلب تعديل المبادل الحراري - يتم تحويل مضخة الهواء إلى الماء لتبريد الماء وإزالة الجليد.

خلال موسم التدفئة، يتراكم حوالي 250 طن من الجليد، والتي يمكن تخزينها (هذا الحجم من الجليد يمكن أن يملأ حوض سباحة متوسط). هذا النوع من المضخات الحرارية مناسب لفصل الشتاء. 330 كيلو جول/كجم - هذه هي كمية الحرارة التي يطلقها الماء أثناء عملية التجميد. وفي المقابل، يؤدي تبريد الماء بمقدار درجة مئوية واحدة إلى إنتاج حرارة أقل بمقدار 80 مرة. يتم الحصول على معدل تسخين يبلغ 36000 كيلوجول/ساعة من تجميد 120 لترًا من الماء. باستخدام هذه الحرارة، يمكنك بناء نظام تدفئة باستخدام مضخة تسخين الماء المثلج. على الرغم من أن المعلومات المتوفرة حول هذا النوع من المضخات قليلة جدًا، إلا أنني سأبحث عنها.

إيجابيات وسلبيات المضخات الحرارية

لا أريد أن أتحدث هنا عن الطاقة "الخضراء" والود البيئي، حيث أن سعر النظام بأكمله باهظ الثمن وآخر شيء تفكر فيه هو طبقة الأوزون. إذا حذفنا تكلفة نظام التدفئة باستخدام المضخة الحرارية، فإن المزايا هي:

1. التدفئة الآمنة. إذا حكمنا بنفسي، عندما تقوم غلاية الغاز الخاصة بي بتشغيل الموقد بقوة، يظهر شعر رمادي على رأسي كل 15 دقيقة. لا تستخدم المضخة الحرارية اللهب المكشوف أو الوقود القابل للاحتراق. لا احتياطيات من الحطب أو الفحم.
   تبلغ كفاءة المضخة الحرارية حوالي 400-500٪ (تستهلك 1 كيلو واط من الكهرباء، وتنفق 5).
2. التدفئة "النظيفة".بدون نفايات الاحتراق والعادم والرائحة.
3. عملية هادئةمع الضاغط "الصحيح".

الدهنية ناقص المضخات الحرارية- سعر النظام بأكمله والظروف المثالية التي نادراً ما توجد للتشغيل الفعال للمضخة.

يمكن أن يصل العائد على نظام التدفئة المعتمد على المضخة الحرارية إلى 5 سنوات، أو ربما 35 عامًا، والرقم الثاني، للأسف، أكثر واقعية. هذا نظام مكلف للغاية في مرحلة التنفيذ ويتطلب عمالة كثيفة.

بغض النظر عما يخبرك به أي شخص، فإن عائلة كوليبين في الوقت الحاضر مطلقة، ويجب إجراء حسابات المضخة الحرارية فقط بواسطة مهندس تدفئة متخصص، مع زيارة الموقع.

اليوم، موضوع تسخين ما يسمى بالقطاع الخاص مهم للغاية. كما تظهر الممارسة، لا يوجد دائما خط أنابيب للغاز، لذلك يضطر الناس إلى البحث عن مصادر بديلة للحرارة. دعونا نتحدث في هذا المقال عن ماهية المضخة الحرارية الأرضية أو كما يطلق عليها في الحياة اليومية المضخة الحرارية. مبدأ تشغيل هذه الوحدة غير معروف للجميع، وكذلك تصميمها. سنحاول حل هذه الأمور.

ماذا تريد ان تعرف؟

يمكنك التحدث عن حقيقة أنه بما أن المضخات الحرارية فعالة للغاية، فلماذا لا يتم توزيعها على نطاق واسع. بيت القصيد هو التكلفة العالية للمعدات والتركيب. ولهذا السبب البسيط يتخلى الكثيرون عن هذا القرار ويختارون، على سبيل المثال، الغلايات الكهربائية أو الفحم. ومع ذلك، لا ينبغي استبعاد هذا الخيار لأسباب عديدة، والتي سنتحدث عنها بالتأكيد في هذا المقال. بمجرد تركيبها، تصبح المضخات الحرارية اقتصادية للغاية لأنها تستخدم الطاقة الأرضية. مضخة الطاقة الحرارية الأرضية هي مضخة 3 في 1. فهي لا تجمع بين غلاية التدفئة ونظام الماء الساخن فحسب، بل أيضًا مكيف الهواء. دعونا نلقي نظرة فاحصة على هذا الجهاز ونفكر في جميع نقاط القوة والضعف فيه.

مبدأ تشغيل الوحدة

مبدأ تشغيل المضخة الحرارية للتدفئة هو استخدام فرق الجهد في الطاقة الحرارية. ولهذا السبب يمكن استخدام هذه المعدات في أي بيئة. الشيء الرئيسي هو أن درجة حرارته لا تقل عن درجة مئوية واحدة.

لدينا سائل تبريد يتحرك عبر خط الأنابيب، حيث يتم تسخينه في الواقع بمقدار 2-5 درجات. بعد ذلك، يدخل المبرد إلى المبادل الحراري (الدائرة الداخلية)، حيث يطلق الطاقة المجمعة. في هذا الوقت، يوجد مبرد في الدائرة الخارجية، وله نقطة غليان منخفضة. وبناء على ذلك يتحول إلى غاز. عند دخول الضاغط، يتم ضغط الغاز، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارته. ثم يذهب الغاز إلى المكثف، حيث يفقد حرارته، وينتقل إلى نظام التدفئة. يصبح المبرد سائلاً ويتدفق مرة أخرى إلى الدائرة الخارجية.

باختصار عن أنواع المضخات الحرارية

يوجد اليوم العديد من التصميمات الشائعة لمضخات الطاقة الحرارية الأرضية. ولكن على أي حال، يمكن مقارنة مبدأ عملها مع تشغيل معدات التبريد. ولهذا السبب، بغض النظر عن نوعها، يمكن استخدام المضخة كمكيف هواء في فصل الصيف. لذلك، يتم تصنيف المضخات الحرارية حسب المكان الذي يمكن أن تستخرج منه الحرارة:

• من الأرض؛
• من الخزان
• من الجو.

النوع الأول هو المفضل في المناطق الباردة. والحقيقة هي أن درجة حرارة الهواء غالبا ما تنخفض إلى -20 وتحت (على سبيل المثال الاتحاد الروسي)، ولكن عمق تجميد التربة عادة ما يكون ضئيلا. أما الخزانات فهي غير متوفرة في كل مكان ولا ينصح باستخدامها كثيراً. على أية حال، من الأفضل اختيار مضخة حرارية ذات مصدر أرضي لتدفئة منزلك. لقد نظرنا قليلاً إلى مبدأ تشغيل الوحدة، لذلك ننتقل.

"المياه الجوفية": ما هي أفضل طريقة لوضعها؟

يعتبر تلقي الحرارة من الأرض هو الأنسب والعقلاني. ويرجع ذلك إلى حقيقة أنه على عمق 5 أمتار لا توجد تقلبات في درجات الحرارة عملياً. يتم استخدام سائل خاص كمبرد. يطلق عليه عادة محلول ملحي. إنها صديقة للبيئة تمامًا.

أما بالنسبة لطريقة التنسيب فهناك أفقي وعمودي. النوع الأول يتميز بأن الأنابيب البلاستيكية التي تمثل الكفاف الخارجي توضع بشكل أفقي على المنطقة. وهذا يمثل مشكلة كبيرة، حيث يجب تنفيذ أعمال البناء على مساحة 25-50 متر مربع. وفي حالة الترتيب الرأسي يتم حفر الآبار العمودية بعمق 50-150 متراً. كلما تم وضع المجسات بشكل أعمق، زادت كفاءة عمل المضخة الحرارية الأرضية. لقد ناقشنا بالفعل مبدأ التشغيل، والآن سنتحدث عن تفاصيل أكثر أهمية.

مضخة تسخين الماء إلى الماء: مبدأ التشغيل

كما لا تستبعد على الفور إمكانية استخدام الطاقة الحركية للمياه. والحقيقة هي أنه في أعماق كبيرة تظل درجة الحرارة مرتفعة جدًا وتختلف في نطاقات صغيرة، هذا إذا حدثت على الإطلاق. يمكنك اتباع عدة طرق واستخدامها:

• المسطحات المائية المفتوحة مثل الأنهار والبحيرات.
• المياه الجوفية (بئر، بئر).
• مياه الصرف الصحي الناتجة عن الدورات الصناعية (إعادة إمدادات المياه).

من الناحية الاقتصادية والتقنية، من الأسهل إعداد تشغيل مضخة الطاقة الحرارية الأرضية في خزان مفتوح. وفي الوقت نفسه، لا توجد اختلافات كبيرة في التصميم بين مضخات الأرض إلى الماء ومن الماء إلى الماء. في الحالة الأخيرة، يتم تزويد الأنابيب المغمورة في خزان مفتوح بحمل. أما بالنسبة لاستخدام المياه الجوفية، فإن التصميم والتركيب أكثر تعقيدا. ومن الضروري تخصيص بئر منفصل لتصريف المياه.

مبدأ تشغيل المضخة الحرارية الهواء إلى الماء

يعتبر هذا النوع من المضخات من أقل المضخات كفاءة لعدد من الأسباب. أولا، خلال موسم البرد، تنخفض درجة حرارة الكتل الهوائية بشكل ملحوظ. وهذا يؤدي في النهاية إلى انخفاض في قوة المضخة. قد لا يكون قادرا على التعامل مع تدفئة منزل كبير. ثانيا، التصميم أكثر تعقيدا وأقل موثوقية. ومع ذلك، يتم تقليل تكاليف التركيب والصيانة بشكل كبير. ويرجع ذلك إلى حقيقة أنك لا تحتاج إلى خزان أو بئر ولا تحتاج أيضًا إلى حفر خنادق للأنابيب في كوخك الصيفي.

يتم وضع النظام على سطح المبنى أو في مكان آخر مناسب. ومن الجدير بالذكر أن هذا التصميم له ميزة واحدة كبيرة. يكمن في إمكانية استخدام غازات العادم والهواء الذي يخرج من الغرفة مرة أخرى. وهذا يمكن أن يعوض عن عدم كفاية الطاقة للمعدات في فصل الشتاء.

مضخات هواء-هواء وشيء آخر

تعتبر مثل هذه التركيبات أقل شيوعًا من تركيبات "الهواء والماء"، وهناك عدد من الأسباب لذلك. كما كنت قد خمنت، في حالتنا، يتم استخدام الهواء كمبرد، والذي يتم تسخينه بواسطة كتلة هوائية أكثر دفئًا من البيئة. هناك عدد كبير من عيوب مثل هذا النظام، تتراوح من الأداء المنخفض إلى التكلفة العالية. إن المضخة الحرارية من الهواء إلى الهواء، والتي تعرف مبدأ تشغيلها، ليست سيئة فقط في المناطق الدافئة.

هناك أيضًا نقاط قوة هنا. أولا، انخفاض تكلفة المبرد. على الأرجح، لن تواجه مشكلة تسرب مجاري الهواء. ثانيا، فعالية مثل هذا الحل مرتفعة للغاية في فترة الربيع والخريف. في فصل الشتاء، لا ينصح باستخدام مضخة حرارة الهواء، مبدأ التشغيل الذي ناقشناه.

مضخة حرارية محلية الصنع

أظهرت الدراسات أن فترة استرداد المعدات تعتمد بشكل مباشر على المنطقة الساخنة. إذا كنا نتحدث عن منزل مساحته 400 متر مربع، فهذا حوالي 2-2.5 سنة. ولكن بالنسبة لأولئك الذين لديهم منزل أصغر، فمن الممكن تماما استخدام مضخات محلية الصنع. قد يبدو أن صنع مثل هذه المعدات أمر صعب، لكنه في الواقع ليس كذلك إلى حد ما. يكفي شراء المكونات الضرورية، ويمكنك البدء في التثبيت.

الخطوة الأولى هي شراء ضاغط. يمكنك أن تأخذ واحدة على مكيف الهواء. قم بتثبيته بنفس الطريقة على جدار المبنى. وبالإضافة إلى ذلك، هناك حاجة إلى مكثف. يمكنك بناءه بنفسك أو شرائه. إذا اخترت الطريقة الأولى، فستحتاج إلى ملف نحاسي بسمك لا يقل عن 1 مم، ويتم وضعه في السكن. قد يكون هذا خزانًا بأبعاد مناسبة. بعد التثبيت، يتم لحام الخزان وإجراء التوصيلات الملولبة اللازمة.

الجزء الأخير من العمل

في أي حال، في المرحلة النهائية سوف تحتاج إلى استئجار متخصص. إنه شخص واسع المعرفة يجب عليه أن يتولى لحام الأنابيب النحاسية وضخ الفريون وكذلك البدء الأول للضاغط. بعد تجميع الهيكل بأكمله، يتم توصيله بنظام التدفئة الداخلي. يتم تركيب الدائرة الخارجية أخيرًا، وتعتمد ميزاتها على نوع المضخة الحرارية المستخدمة.

لا تغفل عن نقطة مهمة مثل استبدال الأسلاك القديمة أو التالفة في المنزل. يوصي الخبراء بتركيب عداد بقوة لا تقل عن 40 أمبير، وهو ما ينبغي أن يكون كافيًا لتشغيل المضخة الحرارية. ومن الجدير بالذكر أن هذه المعدات في بعض الحالات لا ترقى إلى مستوى التوقعات. ويرجع ذلك، على وجه الخصوص، إلى الحسابات الديناميكية الحرارية غير الدقيقة. لمنعك من إنفاق الكثير من المال على التدفئة والاضطرار إلى تركيب غلاية الفحم في الشتاء، اتصل بالمنظمات الموثوقة ذات المراجعات الإيجابية.

السلامة والصداقة البيئية تأتي في المقام الأول

يعد التسخين باستخدام المضخات الموضحة في هذه المقالة من أكثر الطرق الصديقة للبيئة. ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى انخفاض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، فضلاً عن الحفاظ على موارد الطاقة غير المتجددة. بالمناسبة، في حالتنا نستخدم الموارد المتجددة، لذلك لا داعي للخوف من نفاد الحرارة فجأة. بفضل استخدام مادة تغلي في درجات حرارة منخفضة، أصبح من الممكن تنفيذ دورة ديناميكية حرارية عكسية وبتكاليف طاقة أقل، والحصول على كمية كافية من الحرارة في المنزل. أما بالنسبة للسلامة من الحرائق، فكل شيء واضح هنا. ليست هناك فرصة لتسرب الغاز أو زيت الوقود أو الانفجار، ولا توجد أماكن خطرة لتخزين المواد القابلة للاشتعال وأكثر من ذلك بكثير. في هذا الصدد، المضخات الحرارية جيدة جدا.

خاتمة

أنت الآن على دراية تامة بماهية المضخة الحرارية وما يمكن أن تكون عليه (مبدأ العمل). من الممكن إنشاء مثل هذه الوحدة بيديك، وفي بعض الحالات يكون ذلك ضروريًا. في هذه الحالة، يمكنك توفير حوالي 30٪ عند شراء المعدات. ولكن مرة أخرى، يفضل أن يتم تنفيذ أعمال التثبيت من قبل متخصص، وينطبق الشيء نفسه على الحسابات التي يتم إجراؤها.

بغض النظر عما قد يقوله المرء، لا يزال هذا النوع من التدفئة باهظ الثمن إلى حد ما مع فترة استرداد طويلة. في معظم الحالات، يكون تركيب الغاز أو التدفئة بالفحم أو الخشب أسهل بكثير. ومع ذلك، بالنسبة للمنازل الريفية الكبيرة، يعد هذا نوعًا واعدًا جدًا من التدفئة. إذا تحدثنا عن كفاءة المعدات، فقد اتضح أنه مقابل 1 كيلو واط من الطاقة المستهلكة، نحصل على حوالي 5-7 كيلو واط من الحرارة. من حيث التبريد، يبلغ إنتاجه 2-2.5 كيلو واط، وهو أيضًا جيد جدًا. ومن الجدير بالذكر أيضًا أن المضخة تعمل بصمت. وهذا، من حيث المبدأ، هو كل ما يمكن قوله حول هذا الموضوع.

يستخدم العديد من أعضاء بوابتنا المضخات الحرارية لفترة طويلة ويعتبرونها أفضل طريقة للتدفئة. لا تزال المضخة الحرارية جهازًا باهظ الثمن، وفترة استردادها طويلة. ولكن هناك تجارب ناجحة للمضخات الحرارية ذاتية الصنع: وهذا يسمح لك بتجنب أي تكاليف غير واقعية.

• مبدأ عمل المضخة الحرارية
• كيف تصنع مضخة حرارية بيديك
• هل من المربح صنع مضخة حرارية؟

مبدأ عمل المضخة الحرارية

عند شرح مبدأ تشغيل المضخة الحرارية، غالبًا ما يتذكر الناس الثلاجة، حيث يتم تفريغ الحرارة "المستخرجة" من الطعام الموجود في الغرفة إلى المبرد الموجود على الجدار الخلفي.

عضو منتدى ساغا

مبدأ تشغيل المضخة الحرارية يشبه الثلاجة: يتم تسخين الشبكة الموجودة على جانبها الخلفي، ويتم تبريد الفريزر. إذا قمنا بتمديد أنابيب الفريون وخفضناها إلى الحمام، فسوف يبرد الماء الموجود فيها، وسوف تسخن شواية الثلاجة؛ سوف تضخ الثلاجة الحرارة من الحمام وتدفئ الغرفة.

تعمل مكيفات الهواء والمضخات الحرارية على نفس المبدأ. يعتمد تشغيل الأجهزة على دورة كارنو.

يتحرك المبرد عبر الأرض أو الماء، في عملية "إزالة" الحرارة ورفع درجة حرارته بعدة درجات. في المبادل الحراري يقوم المبرد بنقل الحرارة المتراكمة إلى مادة التبريد التي تتحول إلى بخار ويدخل إلى الضاغط حيث ترتفع درجة حرارته. في هذا النموذج، يتم توفيره للمكثف، وينقل الحرارة إلى مبرد نظام التشغيل في المنزل، وبعد أن يبرد، يتحول مرة أخرى إلى سائل ويدخل المبخر، حيث يتم تسخينه بواسطة جزء جديد من المبرد الساخن. تتكرر الدورة.

على الرغم من أن المضخة الحرارية لن تعمل بدون كهرباء، إلا أنها جهاز مفيد لأنها تنتج حرارة أكثر بـ 3-7 مرات من استخدام الكهرباء.

سننظر إلى هذا باستخدام مثال محدد لمستخدمنا الذي صنع مضخة حرارية بيديه.

تعمل المضخات الحرارية على الطاقة من مصادر الجسم الطبيعية:

• تربة؛
• ماء؛
• هواء.

يمكن جمع الحرارة من الأرض (تحت عمق التجمد تكون درجة حرارتها دائمًا حوالي +5 - +7 درجات) بطريقتين:

• جامع التربة الأفقي
• يتم وضع الأنابيب أفقيًا بطرق مختلفة.

يتدفق "المحلول الملحي" عبر الأنابيب - غالبًا ما يستخدم البروبيلين جليكول في FORUMHOUSE، الذي يأخذ حرارة الأرض، وينقلها إلى المبرد، وعندما يبرد، يتم إرساله مرة أخرى إلى المجمع الأرضي.