משאבת חום לחימום ביתי עם הידיים: התקן, עיקרון הפעולה, ערכת

הגרסאות הראשונות של משאבות חום יכול רק חלקית לספק את הצרכים של אנרגיה תרמית. זנים מודרניים יעילים יותר וניתן להשתמש בהם עבור מערכות חימום. זו הסיבה בעלי בתים רבים מנסים לעלות משאבת חום עם הידיים שלהם.

אנחנו אגיד לך איך לבחור את האפשרות הטובה ביותר עבור משאבת חום, תוך לקיחה בחשבון את הנתונים הגיאוגרפיים של האזור שבו הוא מתוכנן להיות מותקן. המאמר המוצע לתמורה מתאר בפירוט את עקרון הפעולה של מערכות של שימוש "אנרגיה ירוקה", ההבדלים המפורטים. עם העצה שלנו, אתה ללא ספק להתעכב על סוג יעיל.

עבור אדונים עצמאיים, אנו מציגים את הטכנולוגיה של הרכבה של משאבת חום. המידע המוצג בתמורה משלים בדיאגרמות חזותיות, בחירת צילומים ותדרוך וידאו מפורט בשני חלקים.

מהי משאבת חום וכיצד היא פועלת?

המונח משאבת חום מתייחס קבוצה של ציוד ספציפי. הפונקציה העיקרית של ציוד זה הוא אוסף של אנרגיה החום ואת התחבורה שלה לצרכן. המקור לאנרגיה כזו יכול להיות כל גוף או בינוני שיש לו טמפרטורה של 1 מעלות או יותר מעלות.

בסביבה שלנו, מקורות חום בטמפרטורה נמוכה הם יותר ממספיק. אלה הם פסולת תעשייתית של מפעלים, תחנות כוח תרמיות וגרעיניות, ביוב וכו '. להפעלת משאבות חום בתחום החימום הביתי נדרשים שלושה מקורות טבעיים המתחדשים - אוויר, מים, קרקע.

שלושת ספקי האנרגיה הפוטנציאליים המפורטים קשורים ישירות לאנרגיה של השמש, אשר באמצעות חימום כונני אוויר עם הרוח ומעבירה אנרגיה תרמית לכדור הארץ. זוהי הבחירה של המקור כי הוא הקריטריון העיקרי לפיו מערכות משאבת חום מסווגים.

העיקרון של הפעלת משאבות חום מבוסס על היכולת של גופים או מדיה להעביר אנרגיה חום לגוף אחר או בינוני. מקבלי וספקים של אנרגיה במערכות משאבת חום בדרך כלל עובדים בזוגות.

אז להבדיל בין סוגים הבאים של משאבות חום:

• האוויר הוא מים.
• כדור הארץ הוא מים.
• מים הם אוויר.
• מים הם מים.
• כדור הארץ הוא אוויר.
• מים - מים
• האוויר הוא אוויר.

במקרה זה, המילה הראשונה קובעת את סוג המדיום שבו המערכת לוקחת חום בטמפרטורה נמוכה. השני מציין את סוג המוביל אליו אנרגיה זו חום מועבר. אז, משאבות חום מים הוא מים, חום נלקח מן המדיום מים ונוזל משמש כמוביל חום.

משאבות חום מודרניות להשתמש שלושה הראשי מקור חום. זה - אדמה, מים ואוויר. הקלה ביותר של אפשרויות אלה היא משאבת חום. הפופולריות של מערכות כאלה קשורה בעיצוב פשוט למדי וקלות ההתקנה.

עם זאת, למרות הפופולריות הזו, זנים אלה יש פרודוקטיביות נמוכה למדי. בנוסף, היעילות אינה יציבה ותלויה בתנודות עונתיות בטמפרטורה.

עם ירידה הטמפרטורה, הביצועים שלהם טיפות משמעותית. וריאציות כאלה של משאבות חום יכול להיחשב כתוספת המקור העיקרי הקיים של אנרגיה תרמית.

אפשרויות ציוד באמצעות חום הקרקענחשבים יעילים יותר. האדמה מקבלת ומצטברת אנרגיה תרמית לא רק מן השמש, היא מחוממת ללא הרף על ידי האנרגיה של הליבה של כדור הארץ.

כלומר, האדמה היא סוג של מצבר חום, קיבולת של אשר הוא כמעט בלתי מוגבל. יתר על כן, טמפרטורת הקרקע, במיוחד בעומק מסוים, היא קבועה ומשתנה במגבלות לא משמעותיות.

היקף האנרגיה שנוצר על ידי משאבות חום:

הקביעות של טמפרטורת המקור היא גורם חשוב בפעילות יציבה ויעילה של סוג זה של ציוד כוח. מאפיינים דומים יש מערכות שבהן הסביבה הימית היא המקור העיקרי של אנרגיה תרמית. האספן של משאבות כאלה ממוקם גם בבאר, שם הוא ממוקם באקוויפר, או במאגר.

הטמפרטורה השנתית הממוצעת של מקורות כגון קרקע ומים משתנה בין 7 + ל -12 מעלות צלזיוס. טמפרטורה זו היא די והותר כדי להבטיח את הפעולה האפקטיבית של המערכת.

אלמנטים עיצוביים עיקריים של משאבות חום

על מנת שמפעל ייצור החשמל יפעל בהתאם לעקרונות הפעלת משאבת החום, על התכנון לכלול 4 יחידות עיקריות:

• קומפרסור.
• מאייד
• קונדנסר
• שסתום מצערת.

מרכיב חשוב של תכנון משאבת חום הוא מדחס. הפונקציה העיקרית היא להגדיל את הלחץ והטמפרטורה של האדים הנובעים רותחים של קירור. בפרט, מודרני מדחסים מגלשים משמשים ציוד HVAC משאבות חום.

מדחסים כאלה נועדו לפעול בטמפרטורות תת אפס. שלא כמו זנים אחרים, מדחסים גלילה לייצר רעש קטן ולהפעיל הן בטמפרטורות רותחות גז נמוך טמפרטורות עיבוי גבוהה. היתרון המובהק הוא גודל קומפקטי שלהם משקל ספציפי נמוך.

המאייד כאלמנט מבני הוא טנק שבו מתרחשת המרה של נוזל קירור נוזלי לאדים. קירור, במחזור במעגל סגור, עובר דרך המאייד. בתוכו מתחמם הקירור ומתהפך לאדים. אדים שהתקבלו בלחץ נמוך מכוונים למדחס.

ב מדחס, אדי קירור נתונים ללחץ הטמפרטורה שלהם עולה. המדחס משאבת את האדים המחוממים בלחץ גבוה לכיוון הקבל.

האלמנט המבני הבא של המערכת הוא קבלים. הפונקציה שלו מופחתת החזרת אנרגיה תרמית למעגל הפנימי של מערכת החימום.

הדוגמאות סידורי המיוצרים על ידי מפעלים תעשייתיים מצוידים מחליפי חום צלחת. החומר העיקרי עבור קבלים כאלה הוא פלדה alloyed או נחושת.

שסתום תרמוסטטי או חנק אחר מותקן בתחילת אותו חלק של המעגל ההידראולי שבו המדיום בלחץ גבוה הופך לאמצעי לחץ נמוך. ליתר דיוק, מצערת יחד עם מדחס מחלק את המעגל משאבת חום לשני חלקים: אחד עם פרמטרים בלחץ גבוה, השני עם אלה נמוכים.

כאשר עובר דרך שסתום מצערת הרחבה, הנוזל במחזור סגור המעגל מתאדה חלקית, וכתוצאה מכך הלחץ יורד עם הטמפרטורה. ואז נכנס מחליף חום, תקשורת עם הסביבה. הוא לוכד את האנרגיה של המדיום ומעביר אותו בחזרה למערכת.

באמצעות שסתום המצערת, זרימת הקירור נשלטת כלפי המאייד. בעת בחירת שסתום, הפרמטרים של המערכת חייבים להילקח בחשבון השסתום חייב לעמוד בפרמטרים אלה.

בחר את סוג משאבת החום

האינדיקטור העיקרי של מערכת חימום זו הוא כוח. מן הכוח מלכתחילה יהיה תלוי בעלויות הכספיות לרכישת ציוד הבחירה של מקור אחד או אחר של חום טמפרטורה נמוכה. ככל קיבולת של מערכת שאיבת החום, כך גדל העלות של רכיבי רכיב.

קודם כל, זה מתייחס ליכולת של המדחס, את עומק הבארות עבור בדיקות גיאותרמיות, או את השטח כדי להתאים את המאגר האופקי. חישובים תרמודינמיים נאותים הם סוג של ערובה שהמערכת תפעל ביעילות.

כדי להתחיל עם זה יש צורך ללמוד אתר אשר מתוכנן להתקנה של המשאבה. המצב האידיאלי הוא נוכחות של מאגר באתר זה. שימוש סוג מים להפחית באופן משמעותי את כמות עפר.

השימוש בחום האדמה, לעומת זאת, כרוך במספר רב של עבודות הקשורות לחפירה. מערכות המשתמשות בסביבה ימית כחום ברמה נמוכה נחשבות ליעילות ביותר.

השתמש באנרגיה התרמית של הקרקע בשתי דרכים. הראשון כולל קידוח בארות בקוטר של 100-168 מ"מ. עומקם של בארות כאלה, בהתאם הפרמטרים של המערכת, יכול להגיע 100 מ 'או יותר.

בדיקות מיוחדות ממוקמות בארות אלה. השיטה השנייה משתמשת באספן של צינורות. אספן כזה ממוקם מתחת לפני הקרקע במישור אופקי. עבור אפשרות זו, אתה צריך שטח מספיק גדול.

להנחת האספן, אזורים עם קרקע רטובה נחשבים אידיאליים. מטבע הדברים, קידוח הבארות יעלה יותר מאשר המיקום האופקי של המאגר. עם זאת, לא לכל אתר יש מקום פנוי. עבור קילוואט אחד של כוח משאבת חום אתה צריך 30-50 מ"ר של שטח.

במקרה של נוכחות באתר של אופק גבוה של מי תהום, מחליפי חום ניתן לסדר בשתי בארות הממוקם במרחק של כ 15 מ 'זה מזה.

הבחירה של אנרגיה תרמית במערכות כאלה על ידי שאיבת מי תהום בלולאה סגורה, חלקים מהם ממוקמים בארות. מערכת כזו צריכה להתקין מסנן ומדי פעם לנקות את מחליף חום.

הפשוטה והזולה ביותר משאבת חום מבוסס על החילוץ של אנרגיה תרמית מהאוויר. פעם זה הפך את הבסיס של מקררים המכשיר, מאוחר יותר על פי עקרונותיו פותחו מזגנים.

האפקטיביות של סוגים שונים של ציוד זה אינה זהה. המדדים הנמוכים ביותר הם המשאבות המשתמשות בסביבת האוויר. בנוסף, נתונים אלה תלויים ישירות בתנאי מזג האוויר.

סוגי הקרקע של משאבות חום יש ביצועים יציבים. מקדם ההתייעלות של מערכות אלו משתנה בטווח של 2.8 -3.3. המערכות היעילות ביותר יש מים מים. זה נובע בעיקר ליציבות הטמפרטורה המקור.

יש לציין כי ככל שאספן המשאבה נמצא במאגר, כך הטמפרטורה תהיה יציבה יותר. כדי להשיג כוח מערכת של 10 כ"ס, אתה צריך כ -300 מטרים של צינור.

הפרמטר העיקרי המאפיין את היעילות של משאבת החום, נחשב מקדם ההמרה שלה. ככל גורם ההמרה גבוה, יעיל יותר משאבת חום נחשב.

בניית משאבת חום עצמך

לדעת את ערכת הפעולה ואת המכשיר של משאבת חום, להרכיב ולהרכיב באופן עצמאי מערכת חימום חלופית בהחלט אפשרי. לפני תחילת העבודה, יש צורך לחשב את כל הפרמטרים הבסיסיים של המערכת העתידית. כדי לחשב את הפרמטרים של המשאבה העתידית, ניתן להשתמש בתוכנה המיועדת לייעל את מערכות הקירור.

אפשרות הבנייה הפשוטה ביותר היא אוויר מערכת מים. זה לא דורש עבודה מורכבת על המכשיר של המעגל החיצוני, אשר טבוע במים וזנים הקרקע של משאבות חום. עבור ההתקנה, רק שני ערוצים יהיה צורך, אחד מהם יסופקו עם האוויר, השנייה תשמש לפריקה מסה פסולת.

בנוסף למאוורר, אתה צריך לרכוש מדחס של הכוח הנדרש. עבור יחידה כזו היא מדחס מתאים למדי, אשר מצוידים קונבנציונלית מערכות מפוצלות. אין צורך לקנות יחידה חדשה.

ניתן להסיר אותו מהציוד הישן או להשתמש בו. אביזרים למקרר הישן. מומלץ להשתמש בגרסה ספירלית. אלה אפשרויות מלחץ, בנוסף בעל יעילות מספקת, ליצור לחץ גבוה, אשר מספק עלייה בטמפרטורה.

כדי לבנות קבלים, אתה צריך טנק צינור נחושת. מן הצינור הוא סליל. לייצור שלה באמצעות כל גוף גלילי של הקוטר הרצוי. לאחר סליל צינור נחושת על זה, אתה יכול בקלות ובמהירות לייצר את זה אלמנט מבניים.

סליל מוכן מותקן מראש לחתוך בחצי קיבולת. עבור ייצור של מכולות עדיף להשתמש בחומרים עמיד בפני תהליכי קורוזיה. לאחר הצבת סליל זה, את החצאים של הטנק מרותכים.

אזור הסליל מחושב לפי הנוסחה הבאה:

MT / 0.8 RT,

היכן you

• הר - כוח של אנרגיה תרמית, אשר נותן את המערכת.
• 0,8 - מקדם מוליכות תרמית באינטראקציה של מים עם החומר של הסליל.
• RT - ההבדל בין הכניסה לבין טמפרטורות המים מוצא.

בחירת צינור נחושת עצמית לייצור של סליל, אתה צריך לשים לב לעובי הקירות. זה חייב להיות לפחות 1 מ"מ. אחרת, בעת סלילת הצינור יהיה מעוות. הצינור שדרכו ממוקם פתח הקירור בחלק העליון של המיכל.

המאייד של משאבת החום יכול להתבצע בשתי גרסאות - בצורת טנק עם סליל בתוכו ובצורת צינור בצינור. מכיוון שטמפרטורת הנוזל במאייד קטנה, ניתן לבצע את הקיבולת של חבית מפלסטיק. במיכל זה ממוקם המעגל, אשר עשוי צינור נחושת.

בניגוד למעבה, סליל סליל המאייד חייב להתאים לקוטר ולגובה של המכולה שנבחרה. הגרסה השנייה של המאייד: צינור בצינור. בהתגלמות זו, צינור הקירור ממוקם בצינור פלסטיק בקוטר גדול יותר שדרכו זורמים המים.

אורך צינור כזה תלוי בכוח המתוכנן של המשאבה. זה יכול להיות בין 25 ל 40 מטר. צינור זה מתפתל לתוך ספירלה.

שסתום תרמוסטטי מתייחס לשסתום הסגירה ושסתומי הבקרה. מחט משמשת מרכיב נעילה בתא הרחבה. מיקום השסתום נקבע על ידי הטמפרטורה במאייד.

זהו מרכיב חשוב של המערכת יש מבנה מורכב למדי. הוא כולל:

• תרמי.
• צמצם.
• צינור נימי.
• Thermoball.

אלמנטים אלה עשויים להיות בלתי שמישים בטמפרטורות גבוהות. לכן, במהלך העבודה על מערכת הלחמה, שסתום צריך להיות מבודד עם בד אסבסט. שסתום הבקרה חייב להתאים את יכולת המאייד.

לאחר עבודה על ייצור של חלקים מבניים בסיסיים, רגע מכריע מגיע להרכבת המבנה כולו ליחידה אחת. השלב המכריע ביותר הוא תהליך הזרקה או נוזל קירור במערכת.

אי אפשר להוציא לפועל מבצע כזה כמעט לאדם פשוט ברחוב. יהיה צורך לפנות לאנשי מקצוע העוסקים בתיקון ותחזוקה של ציוד אקלימי.

העובדים באזור זה, ככלל, יש את הציוד הדרוש. בנוסף לחייב את קירור, הם יכולים לבדוק את הפעולה של המערכת. הזרקת עצמי קירור יכול להוביל לא רק כישלון מבניים, אלא גם פציעות חמורות. בנוסף, כדי להפעיל את המערכת, אתה גם צריך ציוד מיוחד.

בעת הפעלת המערכת, מתרחשת הטעינה החל משיא, שהיא בדרך כלל בסביבות 40 A. לכן, הפעלת המערכת ללא ממסר התחלה אינו אפשרי. לאחר ההפעלה הראשונה, יש צורך בהתאמת השסתום ובלחץ הקירור.

הבחירה של refrigerant צריך לקחת ברצינות. אחרי הכל, חומר זה נחשב למעשה "מוביל" העיקרי של אנרגיה תרמית שימושית. של מקררים המודרנית הקיימת, פריונים הם הפופולריים ביותר. אלו הם נגזרות של תרכובות פחמימנים שבהן חלק של אטומי פחמן מוחלף על ידי אלמנטים אחרים.

כתוצאה מעבודה זו הושגה מערכת לולאה סגורה. קירור יהיה להפיץ אותו, הבטחת הבחירה והעברת אנרגיה תרמית מן המאייד אל הקבל. בעת חיבור משאבות חום למערכת אספקת חום הבית, יש לקחת בחשבון כי הטמפרטורה של המים עוזב את הקבל אינו עולה על 50-60 מעלות.

בשל הטמפרטורה הנמוכה של אנרגיה החום שנוצר על ידי משאבת חום, אתה צריך לבחור מכשירי חימום מיוחדים כמו הצרכן חום. זה עשוי להיות רצפה חמה או נפח נמוך אינרציה רדיאטורים עשויים אלומיניום או פלדה עם שטח קרינה גדול.

גרסאות תוצרת עצמית של משאבות חום הם המתאימים ביותר לשקול כמו ציוד עזר התומך ומשלים את העבודה של המקור העיקרי.

מדי שנה העיצובים של משאבות חום משתפרים. במבנים תעשייתיים המיועדים לשימוש ביתי, נעשה שימוש במשטחי העברת חום יעילים יותר. כתוצאה מכך, ביצועי המערכת הולך וגדל.

גורם חשוב הממריץ את הפיתוח של טכנולוגיה כזו לייצור אנרגיה החום הוא מרכיב סביבתי. מערכות כאלה, בנוסף להיותן יעילות למדי, אינן מזהמות את הסביבה. העדר להבה פתוחה הופכת אותה לפעולה בטוחה לחלוטין.

מסקנות ווידאו שימושי בנושא

סרטון מס '1. כיצד להפוך את משאבת חום ביתית הפשוטה ביותר עם מחליף חום מצינור PEX:

סרטון מס '2. הדרכה מתמשכת:

משאבות חום שימשו מערכות חימום חלופיות במשך זמן רב. מערכות אלה הם אמינים, יש חיי שירות ארוכים, וחשוב, הם ידידותיים לסביבה. הם ברצינות מתחילים להיחשב צעד נוסף לקראת פיתוח של מערכות חימום יעיל ובטוח.

האם אתה רוצה לשאול שאלה או לספר על שיטה מעניינת של בניית משאבת חום שלא מוזכר במאמר? אנא כתוב הערות בתיבה למטה.