مضخات التدوير لأنظمة التدفئة البيانات الفنية

أنواع تصاميم المضخات الحرارية

عادة ما يتم الإشارة إلى نوع المضخة الحرارية بعبارة تشير إلى وسيط المصدر والناقل الحراري لنظام التدفئة.
هناك الأنواع التالية:

• ТН "هواء - هواء" ؛
• ТН "هواء - ماء" ؛
• TN "التربة - الماء" ؛
• TH "ماء - ماء".

الخيار الأول هو نظام تقسيم تقليدي يعمل في وضع التسخين. يتم تركيب المبخر في الخارج ، ويتم تركيب وحدة مع مكثف داخل المنزل. يتم تفجير الأخير بواسطة مروحة ، يتم من خلالها توفير كتلة هواء دافئة للغرفة.

إذا كان مثل هذا النظام مجهزًا بمبادل حراري خاص مع فوهات ، فسيتم الحصول على نوع HP "air-water". وهي متصلة بنظام تسخين المياه.

يمكن وضع مبخر HP من النوع "الهواء إلى الهواء" أو "الهواء إلى الماء" ليس في الهواء الطلق ، ولكن في قناة تهوية العادم (يجب أن يتم إجباره). في هذه الحالة ، ستزداد كفاءة المضخة الحرارية عدة مرات.

تستخدم المضخات الحرارية من نوع "الماء إلى الماء" و "التربة إلى الماء" ما يسمى بالمبادل الحراري الخارجي أو ، كما يطلق عليه أيضًا ، جامع لاستخراج الحرارة.

رسم تخطيطي لمضخة الحرارة

هذا أنبوب طويل ، عادة ما يكون بلاستيكيًا ، يدور من خلاله وسط سائل حول المبخر. يمثل كلا النوعين من المضخات الحرارية نفس الجهاز: في حالة واحدة ، يتم غمر المجمع في قاع خزان السطح ، وفي الحالة الثانية - في الأرض. يقع مكثف هذه المضخة الحرارية في مبادل حراري متصل بنظام تسخين الماء الساخن.

توصيل المضخات الحرارية حسب مخطط "الماء - الماء" هو أقل شاقة بكثير من "التربة - الماء" ، حيث لا توجد حاجة لتنفيذ أعمال الحفر. في الجزء السفلي من الخزان يتم وضع الأنبوب على شكل حلزوني. بالطبع ، بالنسبة لهذا المخطط ، فإن الخزان المناسب فقط لا يتجمد إلى الأسفل في الشتاء.

حان الوقت لدراسة التجربة الأجنبية بشكل جوهري

يعرف الجميع تقريبًا الآن عن المضخات الحرارية القادرة على استخلاص الحرارة من البيئة لتدفئة المباني ، وإذا لم يمض وقت طويل على طرح أحد العملاء المحتملين السؤال المحير "كيف يكون هذا ممكنًا؟" ، الآن السؤال "كيف يكون ذلك صحيحًا؟ ؟ "

الإجابة على هذا السؤال ليست سهلة.

بحثًا عن إجابات للأسئلة العديدة التي تنشأ حتماً عند محاولة تصميم أنظمة التدفئة بمضخات حرارية ، يُنصح بالرجوع إلى خبرة المتخصصين في تلك البلدان حيث تم استخدام المضخات الحرارية على المبادلات الحرارية الأرضية لفترة طويلة.

لم تحقق زيارة * إلى المعرض الأمريكي AHR EXPO-2008 ، والذي تم إجراؤه بشكل أساسي من أجل الحصول على معلومات حول طرق الحسابات الهندسية لمبادلات حرارة الأرض ، نتائج مباشرة في هذا الاتجاه ، ولكن تم بيع كتاب في معرض ASHRAE الوقوف ، وبعض أحكامه كانت بمثابة أساس لهذه المنشورات.

يجب أن يقال على الفور أن نقل المنهجية الأمريكية إلى الأرض المحلية ليس بالمهمة السهلة. بالنسبة للأمريكيين ، الأمور ليست كما هي في أوروبا. هم فقط يقيسون الوقت بنفس الوحدات التي نقيسها. جميع وحدات القياس الأخرى أمريكية بحتة ، أو بالأحرى بريطانية. كان الأمريكيون غير محظوظين بشكل خاص فيما يتعلق بتدفق الحرارة ، والذي يمكن قياسه في كل من الوحدات الحرارية البريطانية ، المشار إليها بوحدة زمنية ، وأطنان التبريد ، والتي ربما تم اختراعها في أمريكا.

ومع ذلك ، لم تكن المشكلة الرئيسية هي الإزعاج الفني لإعادة حساب وحدات القياس المعتمدة في الولايات المتحدة ، والتي يمكن للمرء أن يعتاد عليها بمرور الوقت ، ولكن عدم وجود أساس منهجي واضح في الكتاب المذكور لبناء حساب. الخوارزمية. يتم إعطاء مساحة كبيرة جدًا لطرق الحساب الروتينية والمعروفة ، بينما تظل بعض الأحكام المهمة غير معلنة تمامًا.

على وجه الخصوص ، لا يمكن ضبط مثل هذه البيانات الأولية المرتبطة فعليًا لحساب المبادلات الحرارية للأرض الرأسية ، مثل درجة حرارة السائل المتداول في المبادل الحراري وعامل تحويل المضخة الحرارية ، بشكل تعسفي ، وقبل متابعة الحسابات المتعلقة بالحرارة غير المستقرة نقل في الأرض ، من الضروري تحديد التبعيات التي تربط هذه المعلمات.

معيار كفاءة المضخة الحرارية هو معامل التحويل α ، والذي يتم تحديد قيمته من خلال نسبة قوتها الحرارية إلى طاقة محرك الضاغط الكهربائي. هذه القيمة هي دالة لنقاط الغليان في المبخر و tk للتكثيف ، وكما هو مطبق على مضخات الحرارة من الماء إلى الماء ، يمكننا التحدث عن درجات حرارة السائل عند مخرج المبخر t2I وعند مخرج مكثف t2K:

؟ =؟ (t2И، t2K). (واحد)

أتاح تحليل خصائص الكتالوج لآلات التبريد التسلسلية والمضخات الحرارية من الماء إلى الماء عرض هذه الوظيفة في شكل رسم بياني (الشكل 1).

باستخدام الرسم التخطيطي ، من السهل تحديد معلمات المضخة الحرارية في المراحل الأولى من التصميم. من الواضح ، على سبيل المثال ، أنه إذا كان نظام التسخين المتصل بالمضخة الحرارية مصممًا لتزويد وسيط تسخين بدرجة حرارة تدفق تبلغ 50 درجة مئوية ، فإن أقصى عامل تحويل ممكن للمضخة الحرارية سيكون حوالي 3.5. في الوقت نفسه ، يجب ألا تقل درجة حرارة الجليكول عند مخرج المبخر عن + 3 درجة مئوية ، مما يعني أن هناك حاجة إلى مبادل حراري أرضي باهظ الثمن.

في الوقت نفسه ، إذا تم تسخين المنزل عن طريق أرضية دافئة ، سيدخل حامل حرارة بدرجة حرارة 35 درجة مئوية إلى نظام التدفئة من مكثف المضخة الحرارية. في هذه الحالة ، ستكون المضخة الحرارية قادرة على العمل بكفاءة أكبر ، على سبيل المثال ، مع عامل تحويل 4.3 ، إذا كانت درجة حرارة الجليكول المبرد في المبخر حوالي -2 درجة مئوية.

باستخدام جداول بيانات Excel ، يمكنك التعبير عن الوظيفة (1) كمعادلة:

؟ = 0.1729 • (41.5 + t2I - 0.015t2I • t2K - 0.437 • t2K (2)

إذا كان ، عند عامل التحويل المطلوب وقيمة معينة لدرجة حرارة المبرد في نظام التسخين المدعوم بمضخة حرارية ، من الضروري تحديد درجة حرارة السائل المبرد في المبخر ، ثم يمكن تمثيل المعادلة (2) كما:

(3)

يمكنك اختيار درجة حرارة سائل التبريد في نظام التسخين بالقيم المحددة لمعامل التحويل للمضخة الحرارية ودرجة حرارة السائل عند مخرج المبخر باستخدام الصيغة:

(4)

في الصيغ (2) ... (4) يتم التعبير عن درجات الحرارة بالدرجات المئوية.

بعد تحديد هذه التبعيات ، يمكننا الآن الانتقال مباشرة إلى التجربة الأمريكية.

طريقة حساب المضخات الحرارية

بالطبع ، تعتبر عملية اختيار المضخة الحرارية وحسابها عملية معقدة للغاية من الناحية الفنية وتعتمد على الخصائص الفردية للكائن ، ولكن يمكن اختصارها تقريبًا إلى المراحل التالية:

يتم تحديد فقد الحرارة من خلال غلاف المبنى (الجدران ، الأسقف ، النوافذ ، الأبواب). يمكن القيام بذلك عن طريق تطبيق النسبة التالية:

Qok = S * (tvn - tnar) * (1 + Σ β) * n / Rt (W) حيث

تنار - درجة حرارة الهواء الخارجي (درجة مئوية) ؛

tvn - درجة حرارة الهواء الداخلية (درجة مئوية) ؛

S هي المساحة الإجمالية لجميع الهياكل المغلقة (م 2) ؛

ن - معامل يشير إلى تأثير البيئة على خصائص الكائن.للغرف التي تتلامس مباشرة مع البيئة الخارجية من خلال الأسقف n = 1 ؛ للأشياء ذات الأرضيات العلية ن = 0.9 ؛ إذا كان الكائن يقع فوق الطابق السفلي n = 0.75 ؛

β هو معامل فقدان الحرارة الإضافي ، والذي يعتمد على نوع الهيكل وموقعه الجغرافي β يمكن أن يختلف من 0.05 إلى 0.27 ؛

RT - المقاومة الحرارية ، يتم تحديدها من خلال التعبير التالي:

Rt = 1 / αint + Σ (δі / λі) + 1 / αout (m2 * ° С / W) ، حيث:

δі / هو مؤشر محسوب للتوصيل الحراري للمواد المستخدمة في البناء.

αout هو معامل التبديد الحراري للأسطح الخارجية للهياكل المحيطة (W / m2 * оС) ؛

αin - معامل الامتصاص الحراري للأسطح الداخلية للهياكل المحيطة (W / m2 * оС) ؛

- يتم حساب إجمالي فقد الحرارة للهيكل بواسطة الصيغة:

Qt.pot = Qok + Qi - Qbp ، حيث:

Qi - استهلاك الطاقة لتسخين الهواء الداخل إلى الغرفة من خلال التسريبات الطبيعية ؛

Qbp ​​- إطلاق الحرارة بسبب عمل الأجهزة المنزلية والأنشطة البشرية.

2. بناءً على البيانات التي تم الحصول عليها ، يتم حساب الاستهلاك السنوي للطاقة الحرارية لكل كائن على حدة:

السنة = 24 * 0.63 * كيو تي. وعاء. * ((d * (tvn - tout.) / (tvn - tout.)) (kW / hour per year.) حيث:

tвн - درجة حرارة الهواء الداخلية الموصى بها ؛

تنار - درجة حرارة الهواء الخارجي ؛

tout.av - القيمة الحسابية المتوسطة لدرجة حرارة الهواء الخارجي لموسم التدفئة بأكمله ؛

d هو عدد أيام فترة التسخين.

3. لإجراء تحليل كامل ، ستحتاج أيضًا إلى حساب مستوى الطاقة الحرارية المطلوبة لتسخين الماء:

Qgv = V * 17 (kW / ساعة في السنة) حيث:

V هو حجم التسخين اليومي للمياه حتى 50 درجة مئوية.

ثم سيتم تحديد إجمالي استهلاك الطاقة الحرارية من خلال الصيغة:

Q = Qgv + Qyear (كيلوواط / ساعة في السنة.)

مع الأخذ في الاعتبار البيانات التي تم الحصول عليها ، لن يكون من الصعب اختيار المضخة الحرارية الأكثر ملاءمة للتدفئة وإمدادات المياه الساخنة. علاوة على ذلك ، سيتم تحديد القوة المحسوبة على أنها. Qtn = 1.1 * Q ، حيث:

Qtn = 1.1 * Q ، حيث:

1.1 هو عامل تصحيح يشير إلى إمكانية زيادة الحمل على المضخة الحرارية خلال فترة درجات الحرارة الحرجة.

بعد حساب المضخات الحرارية ، يمكنك اختيار أنسب المضخات الحرارية القادرة على توفير معايير المناخ المحلي المطلوبة في الغرف مع أي خصائص تقنية. وبالنظر إلى إمكانية دمج هذا النظام مع وحدة تكييف الهواء ، يمكن ملاحظة الأرضية الدافئة ليس فقط لوظائفها ، ولكن أيضًا لتكلفتها الجمالية العالية.

صيغة العد

مسارات فقدان الحرارة في المنزل

المضخة الحرارية قادرة على التعامل بشكل كامل مع تدفئة المكان.

لاختيار الوحدة التي تناسبك ، يجب أن تحسب قوتها المطلوبة.

بادئ ذي بدء ، تحتاج إلى فهم توازن الحرارة في المبنى. لهذه الحسابات ، يمكنك استخدام خدمات المتخصصين أو الآلة الحاسبة عبر الإنترنت أو بنفسك باستخدام صيغة بسيطة:

R = (k x V x T) / 860، حيث:

R - استهلاك الطاقة للغرفة (كيلوواط / ساعة) ؛ k هو متوسط ​​معامل فقدان الحرارة للمبنى: على سبيل المثال ، يساوي 1 - مبنى معزول تمامًا ، و 4 - ثكنة مصنوعة من الألواح ؛ V هو الحجم الكلي للغرفة المسخنة بالكامل ، بالمتر المكعب ؛ T هو الحد الأقصى للاختلاف في درجة الحرارة بين خارج المبنى وداخله. 860 هي القيمة المطلوبة لتحويل kcal الناتج إلى kW.

في حالة وجود مضخة حرارية من الماء إلى الماء ، من الضروري أيضًا حساب الطول المطلوب للدائرة التي ستكون في الخزان. الحساب هنا أبسط.

من المعروف أن المتر الواحد يعطي حوالي 30 واط. بمعنى آخر ، تتطلب طاقة المضخة 1 كيلو وات 22 مترًا من الأنابيب. بمعرفة طاقة المضخة المطلوبة ، يمكننا بسهولة حساب عدد الأنابيب التي نحتاجها لإنشاء الدائرة.

حساب على مثال نظام الماء والماء

لنحسب ، على سبيل المثال ، منزلًا بالبيانات الأولية التالية:

• منطقة ساخنة 300 متر مربع ؛
• ارتفاع السقف 2.8 م ؛
• المبنى معزول بشكل جيد
• الحد الأدنى لدرجة الحرارة في الخارج في الشتاء هو -25 درجة ؛
• درجة حرارة الغرفة مريحة +22 درجة.

بادئ ذي بدء ، نحسب الحجم المسخن للغرفة: 300 متر مربع. × 2.8 م = 840 متر مكعب

ثم نحسب القيمة "T": 22 - (-25) = 45 درجة.

نستبدل هذه البيانات في الصيغة: R = (1 x 840 x 45) / 860 = 43.9 kWh

لقد تلقينا سعة المضخة الحرارية المطلوبة 44 kW / h. يمكننا بسهولة تحديد أنه لتشغيله نحتاج إلى مجمّع بطول إجمالي لا يقل عن 968 مترًا.

قد تكون مهتمًا أيضًا بمقال حول كيفية صنع موقد قطارة ديزل DIY: //6sotok-dom.com/dom/otoplenie/pech-kapelnitsa-svoimi-rukami.html

وبالتالي لغرفة معزولة جيدًا بمساحة 300 متر مربع. مضخة بسعة لا تقل عن 44 كيلو واط مناسبة. كما هو الحال في أي مكان آخر ، من الأفضل تكوين احتياطي طاقة بنسبة 10٪ على الأقل. لذلك ، من الأفضل شراء وحدة 48-49 كيلو واط.

عاجلاً أم آجلاً ، سنصل جميعًا إلى استخدام الطاقة البديلة ويمكننا اتخاذ الخطوة الأولى اليوم. باستخدام المضخات الحرارية ، ستقلل من تكاليف التدفئة ، وستصبح مستقلاً عن موردي الغاز أو الفحم ، وتحافظ على بيئة كوكب منزلك.

بمساعدة هذه المقالة ، ستتمكن من حساب معلمات معدات الطاقة الحرارية الأرضية التي تناسب مكانك. لكن لا تنس أن المحترفين سيبذلون قصارى جهدهم. وسيكون لديك دائمًا شخص يسألك عما إذا كان النظام لا يعمل بشكل صحيح.

شاهد مقطع فيديو يشرح فيه أحد المتخصصين بالتفصيل مبادئ حساب قوة المضخة الحرارية لتدفئة المنزل:

أنواع المضخات الحرارية

تنقسم المضخات الحرارية إلى ثلاثة أنواع رئيسية حسب مصدر الطاقة منخفضة الدرجة:

• هواء.
• فتيلة.
• المياه - يمكن أن يكون المصدر هو المياه الجوفية والمسطحات المائية.

بالنسبة لأنظمة تسخين المياه الأكثر شيوعًا ، يتم استخدام الأنواع التالية من المضخات الحرارية:

الهواء إلى الماء عبارة عن مضخة حرارية من نوع الهواء تقوم بتسخين المبنى عن طريق سحب الهواء من الخارج من خلال وحدة خارجية. إنه يعمل وفقًا لمبدأ مكيف الهواء ، والعكس صحيح فقط ، حيث يتم تحويل طاقة الهواء إلى حرارة. لا تتطلب هذه المضخة الحرارية تكاليف تركيب كبيرة ، وليس من الضروري تخصيص قطعة أرض لها ، علاوة على ذلك ، حفر بئر. ومع ذلك ، فإن كفاءة التشغيل في درجات حرارة منخفضة (-25 درجة مئوية) تنخفض ويتطلب مصدر إضافي للطاقة الحرارية.

جهاز "المياه الجوفية" يشير إلى الطاقة الحرارية الجوفية وينتج حرارة من الأرض باستخدام مجمّع يتم وضعه على عمق تحت درجة التجمد من الأرض. أيضًا ، هناك اعتماد على مساحة الموقع والمناظر الطبيعية ، إذا كان المجمع يقع أفقيًا. للوضع الرأسي ، سوف تحتاج إلى حفر بئر.

يتم تركيب "الماء إلى الماء" حيث يوجد مسطح مائي أو مياه جوفية قريبة. في الحالة الأولى ، يتم وضع الخزان في قاع الخزان ، وفي الحالة الثانية ، يتم حفر بئر أو عدة بئر ، إذا سمحت مساحة الموقع بذلك. في بعض الأحيان يكون عمق المياه الجوفية عميقًا جدًا ، لذلك قد تكون تكلفة تركيب مثل هذه المضخة الحرارية عالية جدًا.

كل نوع من أنواع المضخات الحرارية له مميزاته وعيوبه ، إذا كان المبنى بعيدًا عن الخزان أو كانت المياه الجوفية عميقة جدًا ، فلن تعمل "من الماء إلى الماء". سيكون "الهواء والماء" مناسبًا فقط في المناطق الدافئة نسبيًا ، حيث لا تقل درجة حرارة الهواء في موسم البرد عن -25 درجة مئوية.

كيف تعمل المضخة الحرارية

المضخة الحرارية الحديثة تشبه إلى حد بعيد الثلاجة العادية.

ما هي المضخة الحرارية الجوفية أو بعبارة أخرى المضخة الحرارية؟ هذه معدات قادرة على نقل الحرارة من المصدر إلى المستهلك. دعنا نفكر في مبدأ عملها على مثال التطبيق العملي الأول للفكرة.

أصبح مبدأ تشغيل المضخات الحرارية الأرضية معروفًا في الخمسينيات من القرن التاسع عشر. في الممارسة العملية ، تم تنفيذ هذه المبادئ فقط في منتصف القرن الماضي.

في أحد الأيام ، كان المجرب الذي يُدعى ويبر يتعامل مع ثلاجة ولامس بطريق الخطأ أنبوب مكثف محترق.لقد توصل إلى فكرة لماذا لا تذهب الحرارة إلى أي مكان ولا تجلب أي فائدة؟ دون أن يفكر مرتين ، قام بإطالة الأنبوب ووضعه في خزان لتسخين المياه.

كان هناك الكثير من الماء الساخن لدرجة أنه لم يكن يعرف ماذا يفعل بها. كان من الضروري المضي قدمًا - كيف يتم تسخين الهواء باستخدام هذا النظام البسيط؟ اتضح أن الحل بسيط للغاية وبالتالي لا يقل إبداعًا.

يتم دفع الماء الساخن بشكل حلزوني من خلال ملف ، ثم تقوم المروحة بضخ الهواء الدافئ حول المنزل. كل عبقري بسيط! كان ويبر رجلاً محسوبًا ، وبمرور الوقت أصبح لديه فكرة عن كيفية الاستغناء عن الفريزر. يجب أن نستخرج الحرارة من الأرض!

بعد أن دفن الأنابيب النحاسية وضخها بالفريون (نفس الغاز المستخدم في الثلاجات) ، بدأ في تلقي الطاقة الحرارية من الأعماق. نعتقد أنه مع هذا المثال ، سوف يفهم الجميع مبدأ تشغيل المضخة الحرارية.

كما نقترح أن تقرأ عن معجزة فرن وقود الديزل في المقال التالي:

طريقة لحساب قوة المضخة الحرارية

بالإضافة إلى تحديد مصدر الطاقة الأمثل ، سيكون من الضروري حساب طاقة المضخة الحرارية اللازمة للتدفئة. يعتمد ذلك على مقدار فقد الحرارة في المبنى. دعونا نحسب قوة المضخة الحرارية لتدفئة منزل باستخدام مثال محدد.

لهذا ، نستخدم الصيغة Q = k * V * ∆T ، أين

• Q هو فقدان الحرارة (كيلو كالوري / ساعة). 1 كيلو واط ساعة = 860 كيلو كالوري / ساعة ؛
• V هو حجم المنزل بالمتر المكعب (المساحة مضروبة في ارتفاع الأسقف) ؛
• ∆Т هي نسبة درجات الحرارة الدنيا خارج المبنى وداخله خلال أبرد فترة في العام ، درجة مئوية. اطرح الخارج من الداخل tº ؛
• k هو معامل انتقال الحرارة المعمم للمبنى. لمبنى من الطوب مع وضع في طبقتين ك = 1 ؛ لمبنى جيد العزل k = 0.6.

وبالتالي ، فإن حساب قوة المضخة الحرارية لتدفئة منزل من الطوب بمساحة 100 متر مربع وسقف يبلغ ارتفاعه 2.5 متر ، مع اختلاف ttº من -30 درجة في الخارج إلى + 20 درجة في الداخل ، سيكون على النحو التالي:

Q = (100x2.5) x (20- (-30)) x 1 = 12500 kcal / ساعة

12500/860 = 14.53 كيلوواط. أي لمنزل قياسي من الطوب بمساحة 100 متر ، ستكون هناك حاجة لجهاز 14 كيلو واط.

يقبل المستهلك اختيار نوع وقوة المضخة الحرارية بناءً على عدد من الشروط:

• المعالم الجغرافية للمنطقة (القرب من المسطحات المائية ، وجود المياه الجوفية ، منطقة حرة للمجمع) ؛
• ميزات المناخ (درجة الحرارة) ؛
• نوع الغرفة وحجمها الداخلي ؛
• الفرص المالية.

بالنظر إلى جميع الجوانب المذكورة أعلاه ، سوف تكون قادرًا على الاختيار الأفضل للمعدات. من أجل اختيار أكثر كفاءة وصحة لمضخة حرارية ، من الأفضل الاتصال بالمتخصصين ، حيث سيكونون قادرين على إجراء حسابات أكثر تفصيلاً وتوفير الجدوى الاقتصادية لتركيب المعدات.

لفترة طويلة وبنجاح كبير ، تم استخدام المضخات الحرارية في الثلاجات ومكيفات الهواء المنزلية والصناعية.

اليوم ، بدأ استخدام هذه الأجهزة لأداء وظيفة من الطبيعة المعاكسة - تدفئة المنزل أثناء الطقس البارد.

دعنا نلقي نظرة على كيفية استخدام المضخات الحرارية لتدفئة المنازل الخاصة وما تحتاج إلى معرفته من أجل حساب جميع مكوناته بشكل صحيح.

الأصناف الرئيسية

أنظمة شفط الحرارة. (اضغط للتكبير)

• الهواء إلى الهواء هو ، في جوهره ، مكيف هواء تقليدي ؛
• الهواء والماء - نضيف مبادل حراري إلى مكيف الهواء ونقوم بالفعل بتسخين الماء ؛
• ماء الأرض - نقوم بدفن المجمع من الأنابيب في الأرض ، وعند المخرج نقوم بتسخين الماء ؛
• water-water - يتم وضع الأنابيب في خزان مفتوح أو تحت الأرض وتطلق الحرارة لنظام تدفئة المبنى.

(يمكنك العثور على تصنيف مفصل للمضخات الحرارية للتدفئة في هذه المقالة).

مثال على حساب مضخة الحرارة

سنختار مضخة حرارية لنظام التدفئة لمنزل من طابق واحد بمساحة إجمالية تبلغ 70 مترًا مربعًا. م بارتفاع قياسي للسقف (2.5 م) ، وعمارة عقلانية وعزل حراري للهياكل المرفقة التي تلبي متطلبات أكواد البناء الحديثة. لتدفئة الربع الأول.م من هذا الكائن ، وفقًا للمعايير المقبولة عمومًا ، من الضروري إنفاق 100 واط من الحرارة. وبالتالي ، لتدفئة المنزل بأكمله ، ستحتاج إلى:

س = 70 × 100 = 7000 واط = 7 كيلو واط من الطاقة الحرارية.

نختار مضخة حرارية من ماركة "TeploDarom" (موديل L-024-WLC) بطاقة حرارية W = 7.7 kW. يستهلك ضاغط الوحدة N = 2.5 كيلو واط من الكهرباء.

حساب الخزان

التربة في الموقع المخصص لبناء المجمع هي طينية ، ومستوى المياه الجوفية مرتفع (نأخذ القيمة الحرارية p = 35 واط / م).

يتم تحديد قوة المجمع من خلال الصيغة:

Qk = W - N = 7.7 - 2.5 = 5.2 كيلو واط.

L = 5200/35 = 148.5 م (تقريبًا).

استنادًا إلى حقيقة أنه من غير المنطقي وضع دائرة بطول يزيد عن 100 متر بسبب المقاومة الهيدروليكية العالية جدًا ، فإننا نقبل ما يلي: يتكون مجمع المضخة الحرارية من دائرتين - طولهما 100 متر و 50 مترًا.

يتم تحديد مساحة الموقع التي يجب تخصيصها للمُجمع من خلال الصيغة:

S = L x A ،

حيث A هي الخطوة بين الأقسام المتجاورة من الكفاف. نحن نقبل: أ = 0.8 م.

ثم S = 150 × 0.8 = 120 قدم مربع. م.

العمليات الحسابية

كما تعلم ، تستخدم المضخات الحرارية مصادر طاقة مجانية ومتجددة: الحرارة المنخفضة المحتملة للهواء ، والتربة ، وتحت الأرض ، والنفايات ومياه الصرف الناتجة عن العمليات التكنولوجية ، والمسطحات المائية المفتوحة غير المتجمدة. يتم إنفاق الكهرباء على هذا ، لكن نسبة كمية الطاقة الحرارية المتلقاة إلى كمية الكهرباء المستهلكة تبلغ حوالي 3-6.

بتعبير أدق ، يمكن أن تكون مصادر الحرارة المنخفضة هي الهواء الخارجي بدرجة حرارة من -10 إلى +15 درجة مئوية ، والهواء المنزوع من الغرفة (15-25 درجة مئوية) ، والتربة التحتية (4-10 درجة مئوية) والمياه الجوفية ( أكثر من 10 درجات مئوية ، مياه البحيرة والأنهار (0-10 درجة مئوية) ، السطحية (0-10 درجة مئوية) والتربة العميقة (أكثر من 20 مترًا) (10 درجة مئوية).

هناك خياران للحصول على حرارة منخفضة الدرجة من التربة: وضع الأنابيب المعدنية والبلاستيكية في خنادق بعمق 1.2-1.5 متر أو في آبار عمودية بعمق 20-100 متر.في بعض الأحيان يتم وضع الأنابيب على شكل حلزونات في الخنادق 2-4 متر في العمق وهذا يقلل بشكل كبير من الطول الإجمالي للخنادق. الحد الأقصى لانتقال الحرارة من التربة السطحية هو 50-70 كيلو واط ساعة / م 2 في السنة. تبلغ مدة خدمة الخنادق والآبار أكثر من 100 عام.

مثال على حساب مضخة الحرارة

الشروط الأولية: من الضروري اختيار مضخة حرارية للتدفئة وإمدادات المياه الساخنة لمنزل ريفي من طابقين بمساحة 200 متر مربع ؛ يجب أن تكون درجة حرارة الماء في نظام التدفئة 35 درجة مئوية ؛ الحد الأدنى لدرجة حرارة المبرد 0 درجة مئوية. فقدان حرارة المبنى 50 وات / م 2. التربة الطينية الجافة.

دفع:

الطاقة الحرارية المطلوبة للتدفئة: 200 * 50 = 10 كيلو واط ؛

ناتج الحرارة المطلوب للتدفئة وإمداد الماء الساخن: 200 * 50 * 1.25 = 12.5 كيلو واط

لتدفئة المبنى ، تم اختيار مضخة حرارية WW H R P C 12 بقوة 14.79 كيلو واط (أقرب حجم قياسي أكبر) ، والتي تنفق 3.44 كيلو واط لتسخين الفريون. إزالة الحرارة من الطبقة السطحية للتربة (الطين الجاف) q تساوي 20 واط / م. نحسب:

1) الطاقة الحرارية المطلوبة للمجمع Qo = 14.79 - 3.44 = 11.35 كيلو واط ؛

2) الطول الإجمالي للأنابيب L = Qo / q = 11.35 / 0.020 = 567.5 م ، ولتنظيم مثل هذا المجمع ، يلزم وجود 6 دوائر بطول 100 م ؛

3) بخطوة مد 0.75 م ، تكون المساحة المطلوبة للموقع أ = 600 × 0.75 = 450 م 2 ؛

4) الاستهلاك الكلي لمحلول الجليكول (25٪)

مقابل = 11.35 3600 / (1.05 3.7 دينارًا) = 3.506 م 3 / ساعة ،

dt هو فرق درجة الحرارة بين خطي الإمداد والعودة ، وغالبًا ما يكون مساويًا لـ 3 K. ومعدل التدفق لكل دائرة هو 0.584 متر مكعب / ساعة. بالنسبة لجهاز التجميع ، نختار أنبوبًا من البلاستيك المقوى بحجم قياسي 32 (على سبيل المثال ، PE32x2). سيكون فقدان الضغط فيه 45 باسكال / م ؛ تبلغ مقاومة دائرة واحدة حوالي 7 كيلو باسكال ؛ معدل تدفق سائل التبريد - 0.3 م / ث.

حساب مجمع مضخة الحرارة الأفقي

تعتمد إزالة الحرارة من كل متر من الأنبوب على العديد من العوامل: عمق التمديد ، وتوافر المياه الجوفية ، ونوعية التربة ، وما إلى ذلك. تقريبًا يمكن اعتبار أنه بالنسبة للمجمعات الأفقية يبلغ 20 وات / م. بتعبير أدق: الرمل الجاف - 10 ، الطين الجاف - 20 ، الطين الرطب - 25 ، الطين الذي يحتوي على نسبة عالية من الماء - 35 واط / م. عادة ما يؤخذ الفرق في درجة حرارة المبرد في الخطوط المباشرة والعودة للحلقة في الحسابات على أنه 3 درجات مئوية. لا ينبغي إنشاء أي هياكل في الموقع فوق المجمع بحيث يتم تجديد حرارة الأرض بواسطة الإشعاع الشمسي. يجب أن تكون المسافة الدنيا بين الأنابيب الموضوعة 0.7 - 0.8 متر.يتراوح طول الخندق الواحد عادة بين 30 و 120 م ، ويوصى باستخدام محلول جلايكول بنسبة 25٪ كمبرد أولي. في الحسابات ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن السعة الحرارية عند درجة حرارة 0 درجة مئوية هي 3.7 كيلو جول / (كجم كلفن) ، وكثافتها 1.05 جم / سم 3. عند استخدام مانع التجمد ، يكون فقد الضغط في الأنابيب 1.5 مرة أكبر منه عند تدوير الماء. لحساب معلمات الدائرة الأولية لتركيب المضخة الحرارية ، سيكون من الضروري تحديد معدل تدفق مانع التجمد: Vs = Qo 3600 / (1.05 3.7 .t) ، حيث .t هو فرق درجة الحرارة بين العرض والعودة الخطوط ، والتي غالبًا ما تُؤخذ مساوية لـ 3 K ، و Qo هي الطاقة الحرارية المتلقاة من مصدر منخفض الإمكانات (أرضي). يتم حساب القيمة الأخيرة على أنها الفرق بين الطاقة الإجمالية للمضخة الحرارية Qwp والطاقة الكهربائية المستهلكة في تسخين الفريون P: Qo = Qwp - P، kW. يتم حساب الطول الإجمالي لأنابيب التجميع L والمساحة الإجمالية للقسم الموجود تحته A بواسطة الصيغ: L = Qo / q، A = L · da. هنا q هي إزالة الحرارة المحددة (من 1 متر أنبوب) ؛ دا هي المسافة بين الأنابيب (خطوة التمديد).

دقق في الحساب

عند استخدام الآبار العمودية بعمق 20 إلى 100 متر ، يتم غمر الأنابيب المعدنية أو البلاستيكية على شكل حرف U (بأقطار تزيد عن 32 مم) فيها. كقاعدة عامة ، يتم إدخال حلقتين في بئر واحد ، وبعد ذلك يتم ملؤها بمدافع الهاون الأسمنتية. في المتوسط ​​، يمكن أن يكون ناتج الحرارة المحدد لمثل هذا المجس يساوي 50 واط / م. يمكنك أيضًا التركيز على البيانات التالية حول ناتج الحرارة:

* الصخور الرسوبية الجافة - 20 واط / م ؛

* التربة الحجرية والصخور الرسوبية المشبعة بالماء - 50 واط / م ؛

* الصخور ذات الموصلية الحرارية العالية - 70 واط / م ؛

* المياه الجوفية - 80 وات / م.

درجة حرارة التربة على عمق أكثر من 15 مترًا ثابتة وتقترب من +10 درجة مئوية. يجب أن تكون المسافة بين الآبار أكثر من 5 أمتار ، وإذا كانت هناك تيارات تحت الأرض ، فيجب أن تكون الآبار على خط متعامد مع التدفق. يتم اختيار أقطار الأنبوب بناءً على فقد الضغط لمعدل تدفق سائل التبريد المطلوب. يمكن إجراء حساب معدل التدفق السائل لـ t = 5 ° С. مثال على الحساب. البيانات الأولية هي نفسها كما في الحساب أعلاه للمجمع الأفقي. مع إزالة حرارة محددة للمسبار بمقدار 50 وات / م والقدرة المطلوبة 11.35 كيلو وات ، يجب أن يكون طول المسبار L 225 م .0) ؛ في المجموع - 6 دوائر ، 150 م لكل منهما.

معدل التدفق الكلي لسائل التبريد عند .t = 5 ° C سيكون 2.1 متر مكعب / ساعة ؛ معدل التدفق خلال دائرة واحدة - 0.35 متر مكعب / ساعة. ستتمتع الدوائر بالخصائص الهيدروليكية التالية: فقد الضغط في الأنبوب - 96 باسكال / م (حامل الحرارة - محلول جليكول 25٪) ؛ مقاومة الحلقة - 14.4 كيلو باسكال ؛ سرعة التدفق - 0.3 م / ث.

استرداد مضخة الحرارة

عندما يتعلق الأمر بالوقت الذي يستغرقه الشخص لإعادة أمواله المستثمرة في شيء ما ، فهذا يعني مدى ربحية الاستثمار نفسه. في مجال التدفئة ، كل شيء صعب للغاية ، لأننا نوفر لأنفسنا الراحة والحرارة ، وجميع الأنظمة باهظة الثمن ، ولكن في هذه الحالة ، يمكنك البحث عن مثل هذا الخيار الذي من شأنه أن يعيد الأموال التي يتم إنفاقها عن طريق تقليل التكاليف أثناء الاستخدام. وعندما تبدأ في البحث عن حل مناسب ، تقارن كل شيء: غلاية تعمل بالغاز أو مضخة حرارية أو غلاية كهربائية. سنقوم بتحليل النظام الذي سيؤتي ثماره بشكل أسرع وأكثر كفاءة.

مفهوم الاسترداد ، في هذه الحالة ، يمكن تفسير إدخال مضخة حرارية لتحديث نظام الإمداد الحراري الحالي ، ببساطة ، على النحو التالي:

يوجد نظام واحد - غلاية غاز فردية ، والتي توفر التدفئة المستقلة وإمدادات المياه الساخنة. يوجد مكيف هواء بنظام سبليت يوفر غرفة واحدة باردة. تم تركيب 3 أنظمة سبليت في غرف مختلفة.

وهناك تقنية أكثر تقدمًا اقتصادية - مضخة حرارية تقوم بتدفئة / تبريد المنازل وتسخين المياه بالكميات المناسبة لمنزل أو شقة. من الضروري تحديد مقدار تغير التكلفة الإجمالية للمعدات والتكاليف الأولية ، وكذلك لتقدير مقدار انخفاض تكاليف التشغيل السنوية لأنواع المعدات المختارة. ولتحديد عدد السنوات ، مع المدخرات الناتجة ، فإن المعدات الأكثر تكلفة ستؤتي ثمارها.من الناحية المثالية ، تتم مقارنة العديد من حلول التصميم المقترحة واختيار أكثر الحلول فعالية من حيث التكلفة.

سنقوم بالحساب و vyyaski ، ما هي فترة الاسترداد لمضخة الحرارة في أوكرانيا

لنفكر في مثال محدد

• المنزل مكون من طابقين معزول بشكل جيد بمساحة إجمالية قدرها 150 متر مربع.
• نظام توزيع الحرارة / التدفئة: الدائرة 1 - التدفئة الأرضية ، الدائرة 2 - المشعات (أو وحدات ملف المروحة).
• تم تركيب غلاية غاز للتدفئة وإمداد الماء الساخن (DHW) ، على سبيل المثال 24 كيلو وات ، دائرة مزدوجة.
• نظام تكييف الهواء من انظمة سبليت لثلاث غرف بالمنزل.

التكاليف السنوية للتدفئة وتسخين المياه

الأعلى. سعة تسخين المضخة الحرارية للتدفئة ، كيلو واط	19993,59
الأعلى. استهلاك الطاقة للمضخة الحرارية عند التشغيل للتدفئة ، كيلوواط	7283,18

الأعلى. سعة تسخين المضخة الحرارية لإمداد الماء الساخن ، كيلو واط	2133,46
الأعلى. استهلاك الطاقة للمضخة الحرارية أثناء التشغيل على مصدر الماء الساخن ، كيلوواط	866,12

1. تبلغ التكلفة التقريبية لغرفة المرجل التي تحتوي على غلاية تعمل بالغاز بقدرة 24 كيلو وات (غلاية ، وأنابيب ، وأسلاك ، وخزان ، ومتر ، وتركيب) حوالي 1000 يورو. سيكلف نظام تكييف الهواء (نظام واحد منفصل) لمثل هذا المنزل حوالي 800 يورو. في المجموع مع ترتيب غرفة المرجل وأعمال التصميم والاتصال بشبكة أنابيب الغاز وأعمال التركيب - 6100 يورو.

1. تبلغ التكلفة التقريبية للمضخة الحرارية Mycond مع نظام ملف مروحة إضافي وأعمال التركيب والتوصيل بالتيار الكهربائي 6650 يورو.

1. نمو الاستثمار: К2-К1 = 6650-6100 = 550 يورو (أو حوالي 16500 غريفنا)
2. تخفيض تكاليف التشغيل هو: C1-C2 = 27252 - 7644 = 19608 غريفنا.
3. فترة الاسترداد Tocup. = 16500/19608 = 0.84 سنة!

سهولة استخدام المضخة الحرارية

تعد المضخات الحرارية من أكثر المعدات تنوعًا وتعدد الوظائف وكفاءة في استخدام الطاقة لتدفئة المنزل أو الشقة أو المكتب أو المنشأة التجارية.

يعد نظام التحكم الذكي مع البرمجة الأسبوعية أو اليومية ، والتبديل التلقائي للإعدادات الموسمية ، والحفاظ على درجة الحرارة في المنزل ، وأنماط الاقتصاد ، والتحكم في غلاية الرقيق ، والغلاية ، ومضخات الدوران ، والتحكم في درجة الحرارة في دائرتين للتدفئة ، الأكثر تقدمًا وتطورًا. يسمح التحكم العاكس في تشغيل الضاغط والمروحة والمضخات بأقصى توفير للطاقة.

تشغيل المضخة الحرارية عند العمل وفق مخطط المياه الجوفية

يمكن دفن المجمع بثلاث طرق.

خيار أفقي

يتم وضع الأنابيب في الخنادق "الأفعى" على عمق يتجاوز عمق تجميد التربة (في المتوسط ​​- من 1 إلى 1.5 م).
سيتطلب مثل هذا المجمع قطعة أرض بمساحة كبيرة بما فيه الكفاية ، ولكن يمكن لأي صاحب منزل أن يبنيها - لا حاجة إلى مهارات ، بخلاف القدرة على العمل مع مجرفة.

ومع ذلك ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن بناء مبادل حراري يدويًا هو عملية شاقة إلى حد ما.

خيار عمودي

أنابيب الخزان على شكل حلقات على شكل حرف "U" مغمورة في آبار بعمق 20 إلى 100 متر ، ويمكن بناء العديد من هذه الآبار إذا لزم الأمر. بعد تركيب الأنابيب ، تمتلئ الآبار بمدافع الهاون الأسمنتية.

ميزة المجمع الرأسي هي أن هناك حاجة إلى مساحة صغيرة جدًا لبنائه. ومع ذلك ، لا توجد طريقة لحفر الآبار التي يزيد عمقها عن 20 مترًا بمفردك - سيتعين عليك استئجار فريق من الحفارين.

الخيار المشترك

يمكن اعتبار هذا المجمع نوعًا من الأفقي ، ولكن يلزم مساحة أقل بكثير لبنائه.
حفر بئر مستدير في الموقع بعمق 2 م.

يتم وضع أنابيب المبادل الحراري في لولب ، بحيث تكون الدائرة مثل زنبرك مركب عموديًا.

عند الانتهاء من أعمال التركيب ، يتم ملء البئر. كما في حالة المبادل الحراري الأفقي ، يمكن القيام بكل مقدار العمل اللازم يدويًا.

المجمع مملوء بمضاد التجمد - محلول الإيثيلين جلايكول.لضمان تداولها ، يتم قطع مضخة خاصة في الدائرة. بعد امتصاص حرارة التربة ، يذهب مانع التجمد إلى المبخر ، حيث يحدث التبادل الحراري بينه وبين المبرد.

يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن الاستخراج غير المحدود للحرارة من التربة ، خاصةً عندما يكون المجمع عموديًا ، يمكن أن يؤدي إلى عواقب غير مرغوب فيها على جيولوجيا وبيئة الموقع. لذلك ، في فترة الصيف ، من المستحسن بشدة تشغيل المضخة الحرارية من نوع "التربة - الماء" في وضع عكسي - تكييف الهواء.

يتميز نظام تسخين الغاز بالعديد من المزايا ، ومن أهمها التكلفة المنخفضة للغاز. كيفية تجهيز التدفئة المنزلية بالغاز ، ستتم مطالبتك بمخطط التدفئة لمنزل خاص مع غلاية غاز. ضع في اعتبارك تصميم نظام التدفئة ومتطلبات الاستبدال.

اقرأ عن ميزات اختيار الألواح الشمسية للتدفئة المنزلية في هذا الموضوع.

حساب مجمع مضخة الحرارة الأفقي

تعتمد كفاءة المجمع الأفقي على درجة حرارة الوسط الذي يتم غمره فيه ، والتوصيل الحراري ، ومنطقة التلامس مع سطح الأنبوب. طريقة الحساب معقدة نوعًا ما ، لذلك ، في معظم الحالات ، يتم استخدام البيانات المتوسطة.

يُعتقد أن كل متر من المبادل الحراري يزود HP بالناتج الحراري التالي:

• 10 ث - عند دفنها في التربة الجافة الرملية أو الصخرية ؛
• 20 واط - في التربة الطينية الجافة ؛
• 25 وات - في التربة الطينية الرطبة ؛
• 35 وات - في تربة طينية رطبة جدًا.

وبالتالي ، لحساب طول المجمع (L) ، يجب تقسيم الطاقة الحرارية المطلوبة (Q) على القيمة الحرارية للتربة (p):

L = س / ع.

لا يمكن اعتبار القيم المقدمة صالحة إلا إذا تم استيفاء الشروط التالية:

• قطعة الأرض فوق المجمع ليست مبنية ولا مظللة أو مزروعة بأشجار أو شجيرات.
• المسافة بين المنعطفات المتجاورة للولب أو أقسام "الأفعى" لا تقل عن 0.7 متر.

كيف تعمل المضخات الحرارية

أي مضخة حرارة لها وسط عمل يسمى المبرد. عادة ما يعمل الفريون بهذه الصفة ، وغالبًا ما يكون الأمونيا. يتكون الجهاز نفسه من ثلاثة مكونات فقط:

المبخر والمكثف هما خزانان يشبهان الأنابيب الطويلة المنحنية - الملفات. يتم توصيل المكثف في أحد طرفيه بمخرج الضاغط والمبخر بالمدخل. يتم ربط أطراف الملفات ويتم تثبيت صمام تخفيض الضغط عند التقاطع بينهما. يكون المبخر على اتصال - بشكل مباشر أو غير مباشر - مع وسيط المصدر ، والمكثف على اتصال بنظام التدفئة أو نظام DHW.

كيف تعمل المضخة الحرارية

تعتمد عملية HP على الترابط بين حجم الغاز والضغط ودرجة الحرارة. إليك ما يحدث داخل الوحدة:

1. الأمونيا أو الفريون أو مادة التبريد الأخرى ، تتحرك على طول المبخر ، ترتفع درجة حرارتها من وسط المصدر ، على سبيل المثال ، إلى درجة حرارة +5 درجات.
2. بعد المرور عبر المبخر ، يصل الغاز إلى الضاغط الذي يضخه إلى المكثف.
3. يتم الاحتفاظ بغاز التبريد الذي يتم تفريغه بواسطة الضاغط في المكثف بواسطة صمام تخفيض الضغط ، لذلك يكون ضغطه هنا أعلى منه في المبخر. كما تعلم ، مع زيادة الضغط ، تزداد درجة حرارة أي غاز. هذا هو بالضبط ما يحدث مع المبرد - تسخن حتى 60-70 درجة. نظرًا لأنه يتم غسل المكثف بواسطة سائل التبريد المتداول في نظام التسخين ، فإن هذا الأخير يسخن أيضًا.
4. يتم تفريغ مادة التبريد في أجزاء صغيرة من خلال صمام تخفيض الضغط إلى المبخر ، حيث ينخفض ​​ضغطه مرة أخرى. يتمدد الغاز ويبرد ، وبما أنه فقد جزءًا من الطاقة الداخلية نتيجة التبادل الحراري في المرحلة السابقة ، تنخفض درجة حرارته إلى أقل من +5 درجات. بعد المبخر ، يسخن مرة أخرى ، ثم يتم ضخه في المكثف بواسطة الضاغط - وهكذا دواليك. علميًا ، تسمى هذه العملية دورة كارنو.

لكن المضخة الحرارية لا تزال مربحة للغاية: لكل كيلوواط * ساعة مستهلكة من الكهرباء ، من الممكن الحصول على حرارة تتراوح من 3 إلى 5 كيلو واط * ساعة.

ملحقات ذاتية الصنع لنظام التدفئة بمضخة حرارية

من الصعب جدًا على صاحب المنزل العادي التنافس مع المضخات الحرارية الصناعية للمصنعين المحليين والأجانب ، ومع ذلك ، فإن تركيبها وتصنيعها للوحدات الفردية ليست مهمة مستحيلة. تتمثل المهمة الرئيسية عند تثبيت مضخة حرارية في صحة الحسابات ، لأنه في حالة حدوث خطأ ، يمكن أن يكون للنظام كفاءة منخفضة ويصبح غير فعال.

ضاغط

للتثبيت ، ستحتاج إلى واحدة جديدة أو مستعملة. الضاغط في حالة عمل مع مورد غير منتهي من الطاقة المناسبة. يجب أن تكون طاقة الضاغط النموذجية من 20 إلى 30٪ من الطاقة المحسوبة ، يمكنك استخدام وحدات المصنع القياسية للثلاجات أو مكيفات الهواء الحلزونية ، والتي تتمتع بكفاءة أعلى مقارنة بأجهزة المكبس.

المبخر والمكثف

لتبريد السوائل وتسخينها ، يتم تمريرها عادةً عبر أنابيب نحاسية موضوعة في وعاء به مبادل حراري. لزيادة مساحة التبريد ، يتم ترتيب الأنبوب النحاسي على شكل حلزوني ، ويتم حساب الطول المطلوب باستخدام صيغة حساب المساحة مقسومة على المقطع. يتم حساب حجم خزان التبادل الحراري بناءً على تنفيذ التبادل الحراري الفعال ، والمتوسط ​​المعتاد هو حوالي 120 لترًا. بالنسبة للمضخة الحرارية ، من المنطقي استخدام أنابيب لمكيفات الهواء ، والتي تكون في البداية على شكل حلزوني ويتم تنفيذها في ملفات.

تين. 3 أنبوب نحاسي وخزان للمبادل الحراري

استبدل العديد من مصنعي المضخات الحرارية هذه الطريقة في بناء المبادلات الحرارية بأخرى أكثر إحكاما باستخدام التبادل الحراري وفقًا لمبدأ "الأنبوب في الأنبوب". يبلغ القطر القياسي للأنبوب البلاستيكي للمبخر 32 مم ، ويوضع فيه أنبوب نحاسي بقطر 19 مم ، والمبخر معزول حرارياً ، ويبلغ الطول الإجمالي للمبادل الحراري حوالي 10-12 م. مكثف ، 25 مم يمكن استخدامها. أنبوب معدني بلاستيكي و 12.7 ملم. نحاس.

الشكل 4. تجميع وظهور مبادل حراري مصنوع من أنابيب نحاسية وبلاستيكية

لزيادة مساحة وكفاءة المبادل الحراري ، يقوم بعض الحرفيين بتحريف جديلة من عدة أنابيب نحاسية ذات قطر صغير ، ونقلها بسلك رفيع ووضع الهيكل في بلاستيك. هذا يجعل من الممكن الحصول على منطقة تبادل حراري تبلغ حوالي 1 متر مكعب في قسم 10 أمتار.

صمام توسيع ثرموستاتي

يتحكم الجهاز المناسب في مستوى تعبئة المبخر وهو مسؤول إلى حد كبير عن أداء النظام بأكمله. على سبيل المثال ، إذا كان تدفق المبرد مرتفعًا جدًا ، فلن يكون لديه وقت ليتبخر تمامًا ، وستدخل قطرات السائل إلى الضاغط ، مما يؤدي إلى تعطيل تشغيله وانخفاض درجة حرارة الغاز الخارج. كمية صغيرة جدًا من الفريون في المبخر بعد زيادة درجة الحرارة في الضاغط لن تكون كافية لتسخين الحجم المطلوب من الماء.

تين. 5 المعدات الأساسية لمضخة الحرارة

مجسات

لسهولة الاستخدام والتحكم في التشغيل واكتشاف الأخطاء وتكوين النظام ، يلزم وجود مستشعرات درجة حرارة مدمجة. المعلومات مهمة في جميع مراحل عمل النظام ، فقط بمساعدتها ، وفقًا للصيغ ، من الممكن تحديد أهم معلمة للمعدات المثبتة لمضخات تسخين المياه - مؤشر كفاءة COP.

معدات الضخ

عندما تعمل المضخات الحرارية ، يتم سحب وإمداد المياه من بئر أو بئر أو خزان مفتوح باستخدام مضخات المياه. يمكن استخدام الأنواع الغاطسة أو السطحية ، وعادة ما تكون قوتها منخفضة ، 100-200 واط كافية لتزويد المياه. للتحكم في التشغيل ، وحماية المضخات والنظام ، بالإضافة إلى ذلك ، يتم تثبيت المرشحات ومقياس الضغط وعدادات المياه وأبسط أتمتة.

تين. 6 ظهور مضخة حرارية ذاتية التجميع

لا يمثل تجميع معدات الضخ الحراري بأيديهم صعوبات كبيرة في القدرة على التعامل مع أداة خاصة للحام ولحام النحاس. سيساعد العمل المنجز على توفير أموال كبيرة - ستكون تكلفة المكونات حوالي 600 دولار. أي أن شراء المعدات الصناعية سيكلف 10 أضعاف (حوالي 6000 دولار أمريكي). تبلغ كفاءة الهيكل المُجمع ذاتيًا ، عند حسابه وتكوينه بشكل صحيح ، حوالي 4 ، وهو ما يتوافق مع الرسوم والنماذج الصناعية.

ننصحك بقراءة: خيارات عمل مضخة الحرارة افعلها بنفسك

يمكن