חישוב משאבת חום אוויר למים לחימום ואספקת מים חמים

דוגמא לחישוב משאבת חום

אנו בוחרים משאבת חום למערכת החימום של בית חד קומתי בשטח כולל של 70 מ"ר. מ 'עם גובה תקרה סטנדרטי (2.5 מ'), אדריכלות רציונלית ובידוד תרמי של המבנים הסוגרים העונה על הדרישות של קודי הבנייה המודרניים. לחימום הרבעון הראשון. מ 'של אובייקט כזה, על פי סטנדרטים מקובלים, יש צורך להוציא 100 וואט של חום. לכן, כדי לחמם את כל הבית תצטרך:

Q = 70 x 100 = 7000 W = 7 קילוואט של אנרגיה תרמית.

אנו בוחרים משאבת חום של המותג "TeploDarom" (דגם L-024-WLC) בהספק תרמי של W = 7.7 קילוואט. המדחס של היחידה צורך N = 2.5 קילוואט חשמל.

חישוב מאגר

האדמה באתר שהוקצה לבניית הקולט היא חרסיתית, מפלס מי התהום גבוה (אנו לוקחים את ערך הקלוריות p = 35 W / m).

כוח האספן נקבע על ידי הנוסחה:

Qk = W - N = 7.7 - 2.5 = 5.2 קילוואט.

קבע את אורך צינור הקולט:

L = 5200/35 = 148.5 מ '(בערך).

בהתבסס על העובדה שזה לא הגיוני להניח מעגל באורך של יותר מ -100 מ 'בגלל התנגדות הידראולית גבוהה מדי, אנו מקבלים את הדברים הבאים: סעפת משאבת החום תורכב משני מעגלים - 100 מ' ואורך 50 מ '.

שטח האתר שיצטרך להקצות לאספן נקבע על ידי הנוסחה:

S = L x A,

איפה A הוא הצעד בין קטעי קו המתאר הסמוכים. אנו מקבלים: A = 0.8 מ '.

ואז S = 150 x 0.8 = 120 מ"ר. M.

"משאבת חום יקרה מאוד!"

ואכן, התקנה סוהרת של מערכת חימום גיאותרמית בשנים 2000-2010, עלות של כ30-40 אלף דולר... היו שלושה גורמים עיקריים מאחורי מחיר כה גבוה:

• עלות הקידוח באותה עת הייתה 35-50 דולר. למשך מטר אחד. כתוצאה מכך, 60-70% מהתקציב הכולל הועבר למכשיר האספן החיצוני. כעת, הודות למשבר, עלות הקידוחים צנחה ל-15-17 דולר. למשך מטר אחד.
• מחיר משאבות החום ירד כעת באופן משמעותי הן בגלל התחרות הפנימית הגוברת בשוק בלארוס, מה שגרם לתיאבון של שחקנים מקומיים בשוק זה "לבלום", והן בשל ההוזלה העולמית בעלויות ציוד מסוג זה.
• הקדמה רחבה יותר של מאגרים "אופקיים", אשר התקנתם זולה פי שניים מקידוחים "אנכיים", ויחד עם זאת אינה נחותה ממאגרים "אנכיים" מבחינת יעילותם.

כתוצאה מכך, היום הממוצע עלות מכשיר המערכת "Turnkey" (עם כל הציוד והעבודות) ירד עד 9000-15000 דולר יחד עם זאת, אינך צריך לפתח ולאשר פרויקט במשרד למצבי חירום, הקמת תחנות "מדורגות" (בזמן הגיזוז), התקנת ארובה, עמידה בתקנות האש וכו '.

סוגי עיצובי משאבות חום

ישנם הזנים הבאים:

• ТН "אוויר - אוויר";
• ТН "אוויר - מים";
• TN "אדמה - מים";
• TH "מים - מים".

האפשרות הראשונה היא מערכת מפוצלת קונבנציונאלית הפועלת במצב חימום. המאייד מותקן בחוץ, ויחידה עם מעבה מותקנת בתוך הבית. האחרון מפוצץ על ידי מאוורר, שבגללו מסופקת לחדר מסת אוויר חמה.

אם מערכת כזו מצוידת במחליף חום מיוחד עם חרירי, תתקבל "אוויר-מים" מסוג HP. הוא מחובר למערכת חימום מים.

ניתן למקם את המאייד של HP מסוג "אוויר לאוויר" או "אוויר למים" לא בחוץ, אלא בתעלת אוורור הפליטה (יש לכפות עליו). במקרה זה, יעילות משאבת החום תוגדל מספר פעמים.

משאבות חום מהסוג "מים למים" ו"אדמה למים "משתמשות במה שמכונה מחליף חום חיצוני או, כפי שהוא מכונה גם, בקולט להפקת חום.

תרשים סכמטי של משאבת החום

זהו צינור לולאה ארוך, בדרך כלל פלסטיק, שדרכו מסתובב מדיום נוזלי סביב המאייד. שני סוגי משאבות החום מייצגים את אותו מכשיר: במקרה אחד, הקולט שקוע בתחתית מאגר משטח, ובשני - לקרקע. הקבל של משאבת חום כזו ממוקם במחליף חום המחובר למערכת חימום המים החמים.

חיבור משאבות חום על פי תוכנית "מים - מים" הוא הרבה פחות מייגע מ"קרקע - מים ", מכיוון שאין צורך לבצע עבודות עפר. בתחתית המאגר, הצינור מונח בצורה של ספירלה. כמובן, עבור תוכנית זו, רק מאגר מתאים שאינו קופא לקרקעית בחורף.

מדוע משאבת חום?

בנוסף לחימום בעונה הקרה, מאפשרת המשאבה לעבור לתהליך המיזוג בסלון בקיץ. לשם כך, המשאבה מועברת למצב פעולה הפוך - פונקציית הקירור. כדי להבטיח את הניקיון הסביבתי לא רק בבתיהם, אלא גם באווירה של כדור הארץ כולו, השימוש במשאבות חום כחימום מוצדק מאוד. בנוסף, הציוד מתגאה טווח עבודה ארוך, חיסכון בעלויות, בטיחות ויצירת סביבה נוחה בבית.
כל סוגי מובילי האנרגיה מתייקרים עם כל מונח, ולכן בעלי קנאים מוכנים להתקין ציוד יקר שישתלם על ידי עבודה ללא שימוש בדלק מלאכותי. רכישת דלקים נוזליים, גזיים או מוצקים אינה נדרשת להפעלה יעילה של משאבת החום.

בבתים פרטיים עם שטח גדול, השימוש במשאבת חום בשילוב עם שיטת גיבוי לגיבוי מאפשר לך להחזיר את עלויות ההשקעה בשנה השישית להפעלה. במקביל משתחרר כ- 6 קילוואט חום לכל 1 קילוואט חשמל שנצרך. משאבת החום מאפשרת לכם להשיג טמפרטורת מים במערכת עד 70 מעלות צלזיוס.

בבית עם משאבת חום מותקנת לא חייבים להשתמש בשירותיו של מזגן, מכיוון שבתקופת הקיץ נוזל קירור מסתובב לאורך המעגל, שמקורר בקרקע לטמפרטורה של 6 מעלות צלזיוס. מחירו זול יותר מאשר שימוש במערכות קירור אוויר נפרדות. כדי להפוך את המשאבה ליעילה עוד יותר, מחוברים אליה ענפי חימום נוספים של הבריכה, ובקיץ משתמשים באנרגיה מפאנלים סולאריים.

משאבת חום בפעולה

מתחת לקרום האדום והמעטה של ​​כדור הארץ נמצא גרעין לוהט. במשך שנים רבות, במהלך חייהם של דורות רבים של בני אדמה, הליבה לא תשנה את הטמפרטורה שלה, ותחמם את ביתנו המשותף מבפנים. תלוי בתנאי האקלים, בעומק של כ- 50-60 מ ', טמפרטורת האדמה הוא בטווח של 10-14 מעלות צלזיוס... גם בפרפרוסט, השימוש במשאבת חום אפשרי, רק יהיה צורך להגדיל את עומק הנחת הצינור.

איך זה עובד

הציוד נועד לאסוף טמפרטורות סביבתיות נמוכות בעומק, להמיר אותו לאנרגיה בטמפרטורה גבוהה ולהעבירו למערכת החימום הביתית. כדור הארץ פולט כל הזמן חום המשמש לחימום הבית. חום מתקבל מהאוויר שמסביב וממים, אשר צוברים אנרגיה סולארית.

למעשה, משאבת חום היא יחידה הדומה להפעלת ציוד קירור. רק במקרר המאייד ממוקם כך שהוא מוזרם חום מיותר, ובמשאבת החום הוא נמצא במגע מתמיד עם המקור חום טבעי:

• שימוש בבארות אנכיות או אלכסוניות, מתקשר עם המסה היבשתית הנמצאת מתחת לנקודת הקפאה;
• השימוש בצינורות בעומק אגמים ונהרות חמים מאפשר לך לאסוף את האנרגיה של זרמי מים שאינם מקפיאים;
• מכשירים מיוחדים אוספים את טמפרטורת האוויר החם מחוץ לדירה.

תנועת נושאת הדלק דרך המערכת מאורגנת על ידי מדחס. כדי להגדיל את הטמפרטורה שנאספה בעומק האדמה משתמשים במערכת משפכים צרים. עובר דרכם בלחץ, המוביל מתכווץ ומגביר את הטמפרטורה. הקבל המותקן במערכת משחרר אנרגיה לחימום הנוזל במערכת החימום, שנכנס בסופו של דבר לרדיאטורים של מעגל החימום הפנימי של הבית.

לשימוש במשאבת החום כל השנה במערכת מסופק עם שני מחליפי חום... המאייד של אחד משחרר אנרגיית קירור, ואילו השני משמש כספק חום לחימום החדר. המקור לאיסוף חום הוא מעי האדמה, קרקעית המאגרים שאינם מקפיאים או המוני אוויר, מהם שואבים צינורות ארוכים אנרגיה בטמפרטורה נמוכה.

תרשים מבני של משאבת בית פרטי

• מערכת צינורות לאיסוף חיצוני, לעיתים מרחוק, בה נושא חום נע כל הזמן;
• מערכת עבודה של הקולט, הכוללת מדחס, צינורות, מחליפי חום, שסתומים ומשפכים של פעולות שונות;
• מערכת חימום פנימית של הבית עם צינורות ורדיאטורים או מערכת קירור אוויר.

תקופת ההפעלה שבמהלכה לא תתרחש תקלות בציוד הדלק נקראת על ידי יצרנים ומתקינים של משאבות בגיל 20 שנה. אבל הצהרה כזו אינה סבירה, מכיוון שאיש לא ביטל את חוקי הפיזיקה, ושפשוף ונעים של חלקים כל הזמן ייכשלו קודם לכן. תקופת העבודה האופטימלית ללא תיקון והחלפת חלקים יכולה להיות לייעד דמות בגיל 10 שנים.

הכנת מחולל חום במו ידיך

רשימת חלקים ואביזרים ליצירת מחולל חום:

• יש צורך בשני מד לחץ כדי למדוד את הלחץ בכניסה וביציאה של תא העבודה;
• מדחום למדידת הטמפרטורה של נוזל הכניסה והיציאה;
• שסתום להסרת תקעי אוויר ממערכת החימום;
• צינורות ענף כניסה ויציאה עם ברזים;
• שרוולי מדחום.

בחירת משאבת מחזור

לשם כך, עליך להחליט על הפרמטרים הנדרשים של המכשיר. הראשון הוא היכולת של המשאבה להתמודד עם נוזלים בטמפרטורה גבוהה. אם תוזנח מצב זה, המשאבה תיכשל במהירות.

לאחר מכן, עליך לבחור את לחץ העבודה שהמשאבה יכולה ליצור.

עבור מחולל חום, מספיק שמדווח על לחץ של 4 אטמוספרות כאשר הנוזל נכנס, תוכלו להעלות אינדיקטור זה ל 12 אטמוספרות, מה שיעלה את קצב החימום של הנוזל.

לביצועי המשאבה לא תהיה השפעה משמעותית על קצב החימום, שכן במהלך הפעולה הנוזל עובר בקוטר הצר המותנה של הזרבובית. בדרך כלל מועברים עד 3-5 קוב מים לשעה. למקדם ההמרה של חשמל לאנרגיה תרמית תהיה השפעה רבה הרבה יותר על פעולת מחולל החום.

ייצור תא קאוויטציה

אך במקרה זה, זרימת המים תופחת, מה שיוביל להתערבבותם עם מסות קרות. הפתח הקטן של הזרבובית פועל גם להגדלת מספר בועות האוויר, מה שמגביר את אפקט הרעש של הפעולה ויכול להוביל לכך שבועות מתחילות להיווצר כבר בתא המשאבה. זה יקצר את חיי השירות שלה. כפי שהראו בפועל, הקוטר המקובל ביותר הוא 9–16 מ"מ.

בצורה ובפרופיל, חרירי גליליים, חרוטי ומעוגלים. אי אפשר לומר באופן חד משמעי איזו בחירה תהיה יעילה יותר, הכל תלוי בשאר פרמטרי ההתקנה. העיקר שתהליך המערבולת מתעורר כבר בשלב הכניסה הראשונית של הנוזל לזרבובית.

חישוב קולט משאבת החום האופקי

יעילותו של קולט אופקי תלויה בטמפרטורת המדיום בו הוא טובל, במוליכותו התרמית ובאזור המגע עם משטח הצינור. שיטת החישוב מורכבת למדי, ולכן ברוב המקרים משתמשים בנתונים ממוצעים.

• 10 וואט - כאשר קבורים באדמה חולית יבשה או סלעית;
• 20 וואט - באדמת חרסית יבשה;
• 25 W - באדמת חרס רטובה;
• 35 W - באדמת חרס לחה מאוד.

לכן, כדי לחשב את אורך הקולט (L), יש לחלק את הכוח התרמי הנדרש (Q) לפי הערך הקלורי של הקרקע (p):

L = Q / p.

הערכים שניתנו יכולים להיחשב תקפים רק אם מתקיימים התנאים הבאים:

• חלקת האדמה מעל האספן אינה בנויה, אינה מוצלת או נטועה עצים או שיחים.
• המרחק בין סיבובים סמוכים של הספירלה או קטעי "הנחש" הוא לפחות 0.7 מ '.

בעת חישוב הקולט יש לזכור כי טמפרטורת הקרקע לאחר שנת הפעילות הראשונה יורדת בכמה מעלות.

איך עובדות משאבות חום

בכל משאבת חום יש אמצעי עבודה שנקרא קירור. בדרך כלל פריאון פועל בתפקיד זה, לעתים קרובות פחות אמוניה. המכשיר עצמו מורכב משלושה מרכיבים בלבד:

• מְאַדֶה;
• מַדחֵס;
• קַבָּל.

המאייד והמעבה הם שני טנקים, שנראים כמו צינורות מעוקלים ארוכים - סלילים. הקבל מחובר בקצה אחד לשקע המדחס, והמאייד לכניסה. קצות הסלילים מחוברים ובצומת ביניהם מותקן שסתום להפחתת לחץ. המאייד נמצא במגע - באופן ישיר או עקיף - עם מדיום המקור, והמעבה נמצא במגע עם מערכת החימום או ה- DHW.

איך עובדת משאבת החום

פעולת HP מבוססת על תלות הדדית של נפח הגז, הלחץ והטמפרטורה. הנה מה שקורה בתוך היחידה:

1. אמוניה, פריאון או קירור אחר, הנעים לאורך המאייד, מתחמם ממדיום המקור, למשל, לטמפרטורה של +5 מעלות.
2. לאחר שעבר דרך המאייד, הגז מגיע למדחס, שמשאב אותו למעבה.
3. הקירור המוזר על ידי המדחס מוחזק במעבה על ידי שסתום הפחתת הלחץ, כך שהלחץ שלו כאן גבוה יותר מאשר במאייד. כידוע, עם לחץ הולך וגובר, הטמפרטורה של כל גז עולה. זה בדיוק מה שקורה עם קירור - הוא מתחמם עד 60 - 70 מעלות. מכיוון שהמעבה נשטף על ידי נוזל הקירור שמסתובב במערכת החימום, האחרון גם מתחמם.
4. הקירור מוזר בחלקים קטנים דרך שסתום הפחתת הלחץ למאייד, שם הלחץ שלו יורד שוב. הגז מתרחב ומתקרר, ומכיוון שחלק מהאנרגיה הפנימית שלו אבדה כתוצאה מחילופי חום בשלב הקודם, הטמפרטורה שלו יורדת מתחת ל- +5 מעלות הראשוניות. בעקבות המאייד הוא מתחמם שוב, ואז הוא נשאב למעבה על ידי המדחס - וכך הלאה במעגל. מדעית, תהליך זה נקרא מחזור קרנוט.

המאפיין העיקרי של משאבות חום הוא שאנרגיה תרמית נלקחת מהסביבה ממש לחינם. נכון, לצורך מיצויו, יש צורך להוציא כמות מסוימת של חשמל (עבור מדחס ומשאבה / מאוורר).

אך משאבת החום עדיין נותרת רווחית מאוד: עבור כל קילוואט * שעות חשמל שהושקעו ניתן להשיג בין 3 ל -5 קילוואט * שעות חום.

מקורות של

• https://aquagroup.ru/articles/skvazhiny-dlya-teplovyh-nasosov.html
• https://VTeple.xyz/teplovoy-nasos-voda-voda-printsip-rabotyi/
• https://6sotok-dom.com/dom/otoplenie/raschet-moshhnosti-teplovogo-nasosa.html
• https://microklimat.pro/otopitelnoe-oborudovanie/otopitelnye-pribory/teplovoj-nasos-dlya-otopleniya-doma.html
• https://avtonomnoeteplo.ru/altenergiya/148-teplovye-nasosy-voda-voda.html
• https://avtonomnoeteplo.ru/altenergiya/290-burenie-skvazhin-dlya-teplovyh-nasosov.html
• https://kotel.guru/alternativnoe-otoplenie/teplogenerator-kavitacionnyy-dlya-otopleniya-pomescheniya.html
• https://skvajina.com/teplovoy-nasos/
• https://www.burovik.ru/burenie-skvazhin-teplovye-nasosy.html

כניעה לאלמנט האוויר: משאבות חום "אוויר-מים"

פינלנד הייתה זה זמן רב אחת הכלכלות המובילות באיחוד האירופי מבחינת קצב הכנסת משאבות החום (HP) לנפש. איגוד משאבות החום הפיניות (Suomen Lämpöpumppuyhdistys, SULPU) פרסם נתונים סטטיסטיים מעניינים של מכירות משאבות חום לשנת 2020 (איור 1) במדינה סקנדינבית זו עם האקלים הקשה שלה.

הגרף מראה כי מזה מספר שנים ברציפות מספר המכירות של ציוד גיאותרמי פוחת, בעוד מכירות משאבות חום אוויר למים גדלות מדי שנה.אם נתרגם נתונים אלה לנתונים, נקבל את התמונה הבאה: מכירות משאבות חום גיאותרמיות מאז 2016 צנחו מ- 8491 ל -7986 יחידות, שהסתכמו ב -5.9%, ומכירות משאבות חום אוויר-אוויר מאז שנת 2020 גדלו מ -3709 ל -4138. יח ', שהסתכם ב + 11.6%.

דינמיקה זו נובעת מהיציבות המוגברת של משאבת החום אוויר למים עקב התפתחות המדע והטכנולוגיה, כמו גם השקעות נוחות יותר והתקנה פשוטה בהשוואה למשאבות חום גיאותרמיות.

יצרנית טכנולוגיות החימום המובילה בפינלנד -) - התמקדה גם בפיתוח פתרונות יעילים וקיימים של משאבות חום אוויר למים במשך שנים רבות, ולאחרונה כבר הושקה ההשקה המוצלחת של Tehowatti Air.

זהו פתרון חבילות רב תכליתי המתאים לסוגים רבים של נכסים: פרטיים, מסחריים וציבוריים. חבילת המתנע כוללת תמיד יחידה חיצונית, כלומר משאבת החום אוויר למים עצמה ומודול פנימי, הכולל: דוד חשמלי ומחמם מים העשויים מפלדת אל-חלד פריטית עמידה בפני חומצה, כל האוטומציה הנדרשת , מחברים וקבוצת בטיחות ליחידות הפנימיות והחיצוניות ... לפיכך, כל לקוח ומתקין מקבל "קונסטרוקטור" מוכן להרכבה ובזמן הקצר ביותר האפשרי פותר את הבעיה לא רק עם חימום ואספקת מים חמים, אלא גם, לבקשת הלקוח הסופי, אפילו עם מיזוג אוויר ב בית.

טווח הדגמים כולל שילובים שונים של יחידות חיצוניות של "אוויר-מים" של HP - החל מתקציב וכלה בפתרונות "מתקדמים" המעניקים למשתמש הקצה חיסכון מרבי.

אפשרות זו נבחרה לעצמה גם על ידי הקהילה של כנסיית הנחת מרים הקדושה (המושיע על סנאיה) בשנת 2020 במהלך שחזור המקדש. היצרנית JÄSPI והמפיץ DOMAP בחרו במשותף את חבילת הציוד האופטימלית לפתרון בעיה זו. היתרון בשימוש ב- Tehowatti Air טמון לא רק בעובדה שאנו מציעים סט משלוחים נוח להתקנה, אלא גם בכך שציוד זה יכול להשתלב בקלות במערכת החימום והמים החמים הקיימים.

קצת היסטוריה

כנסיית האבן הוקמה על ידי הארכיבישוף של סנט פטרסבורג ושלזילבורג סילבסטר ב- 20 ביולי 1753. המקדש נבנה על חשבון חקלאי מס עשיר סבבה יקובלב (סובקין). בעבר, ברטולומיאו רסטרלי נחשב לאדריכל הבניין, כעת אנדריי קוואסוב מוכר ככותב סביר יותר של הפרויקט.

אדריכלות המקדש תוכננה בסגנון מעורב. האיקונוסטזיס המוזהב הגבוה נחשב לאחד הטובים בסנט פטרסבורג. בלטו גם ציור הכתיבה היוונית וכס הכסף במשקל 6 פאונד 38 פאונד (כ 113.8 ק"ג).

בשנת 2011 החל הפיתוח האקטיבי של פרויקט השבת כנסיית ההנחה של מרים הקדושה בכיכר סנאיה. באותה שנה החלה העבודה על שיקום המקדש. בפני הבונים עמדו המשימה לפתוח את האספלט ולחשב את המיקום המשוער של הקתדרלה. התברר שהיסוד הישן לא נהרס. האדריכלים היו מאושרים במיוחד מקודש הקודשים של הקתדרלה - בסיס המזבח. לא רחוק מלוח המזבח נמצאה כניסה אטומה לקריפטה של ​​המושיע - כניסה קבורה למרתפי הכנסייה. בדרך כלל, קבורה כוהנים ובני קהילה אצילים בקריפטה. סביר להניח שכנסיית המושיע בסנאיה תשוחזר על הקרן הישנה.

בשנת 2014 הוכרה יסוד הכנסייה כאתר מורשת תרבותית בצו מיוחד. כעת, כל סוג של עבודה אסור במקום זה, למעט שיפור השטח ושיקום בניין הכנסייה.

מערכת אוויר Tehowatti באתר

במקום הותקנה משאבת חום אוויר למים של JÄSPI Tehowatti Air עם יחידת מהפך חיצונית Nordic 16 - מערכת זו פותחה לחימום יעיל, קירור ואספקת מים חמים במתקנים חדשים ומשופצים.בתכנון זה הוקדשה תשומת לב מיוחדת לקלות ההתקנה וקלות השימוש. מערכת זו הושקה והיא פועלת בהצלחה לחימום מים חימום תת רצפתי ואספקת מים חמים בבניין ציבורי. היחידה החיצונית של משאבת החום אוויר למים נורדיק 16 פועלת ביעילות בטמפרטורות חיצוניות עד –25 מעלות צלזיוס, תוך אפשרות לספק אמצעי חימום המחומם עד 63–65 מעלות צלזיוס למערכת החימום.

בואו נשים לב לפרטים. כפי שצוין לעיל, המיכל הפנימי של מערכת JÄSPI Tehowatti Air עשוי מפלדת אל-חלד פריטית עמידה בחומצה, המשמשת לתנאים קשים במיוחד במערכת ה- DHW.

כמו כן, סליל הטעינה של משאבת החום עשוי מסרק נירוסטה. סליל זה מספק טעינה מהירה, חסכונית באנרגיה ומדויקת. דרך היחידה הפנימית מופץ חום בתוך החדר ולחימום המים הביתיים.

אם משאבת החום אינה מקבלת כמות מספקת של אנרגיה לצורכי המתקן מהרחוב, אזי חימום אוטומטי והחום הנוסף הדרוש מסופקים בעזרת גוף החימום החשמלי של הבלוק הפנימי של HP.

רכיבי וחומרי Tehowatti Air הפיניים באיכות גבוהה מספקים חיסכון ארוך טווח בצורה של צריכת אנרגיה נמוכה ללא תחזוקת ציוד תכופה. היחידות החיצוניות והפנימיות פועלות ברמות רעש נמוכות.

מערכות משאבות חום אוויר למים של JÄSPI Tehowatti אוויר מתוכננות ומיוצרות בפינלנד, בעלות האיכות הטובה ביותר עד לפרטים הקטנים ביותר, אינן דורשות תחזוקה כמעט והן אמינות ביותר (פתרון הבעיה של הלקוח עם חיי שירות ממוצעים של 20–25 שנים). בעת יצירת הציוד שלה, JÄSPI ("יספי") משתמשת ברמה גבוהה של ידע בתחום החימום וניסיון רב שנים בהפעלת ציוד בתנאים הצפוניים הקשים.

תכונות של בארות למשאבות חום

האלמנט העיקרי בהפעלת מערכת החימום בעת שימוש בשיטה זו הוא הבאר. קידוחו מתבצע על מנת להתקין ישירות בו חללית גיאותרמית מיוחדת ומשאבת חום.

ארגון מערכת חימום המבוססת על משאבת חום הוא רציונלי הן עבור קוטג'ים פרטיים קטנים והן עבור שטחים חקלאיים שלמים. ללא קשר לאזור בו יהיה צורך לחמם, יש לבצע הערכה של החלק הגיאולוגי באתר לפני קידוח בארות. נתונים מדויקים יעזרו לחשב נכון את מספר הבארות הנדרשות.

יש לבחור את עומק הבאר באופן שלא יוכל לספק רק חום מספיק לאובייקט הנדון, אלא גם לאפשר בחירת משאבת חום עם מאפיינים טכניים סטנדרטיים. כדי להגביר את העברת החום, נמזג פיתרון מיוחד לחלל הבארות בהן נמצא המעגל המובנה (כחלופה לתמיסה ניתן להשתמש בחימר).

הדרישה העיקרית לקידוח בארות למשאבות חום היא בידוד מוחלט של כל אופקי מי התהום ללא יוצא מן הכלל. אחרת, ניתן לראות את חדירת המים לאופקים הבסיסיים כזיהום. אם נוזל הקירור ייכנס למי תהום, יהיו לכך השלכות סביבתיות שליליות.

מהי משאבת חום?

משאבת החום הומצאה לפני 150 שנה על ידי לורד קלווין ושמה כמכפיל חום. הוא מורכב מדחס, כמו מקרר קונבנציונאלי, ושני מחליפי חום. ניתן להשוות את עקרון הפעולה לזה של מקרר. לאחרון יש סורג מאחור שמתחמם, בתוך המקפיא הוא מתקרר. אם ניקח את המקפיא הזה, נותנים את הצינורות, נכניס את צינורות הפריאון לאמבטיה, אז המים באמבטיה יקררו, והסורג יתחמם מאחור, והמקרר ישאוב חום מהאמבטיה ויחמם את חדר דרך הסורג. משאבת החום פועלת באותה צורה.

ישנם שני צינורות העוברים לקרקע כאן.ואז הם מתפצלים וכ -350 מטרים רצים של בארות נקדחו בבית הזה. בדיקה בצורת y מוחדרת לכל באר. נוזל זורם דרך חללית זו ומחומם על ידי חום האדמה. טמפרטורה של כ -1 מעלות יוצאת ממשאבת החום, ו -5 מעלות חוזרות מהקרקע. זו מערכת סגורה עם משאבת זרימה זו, היא נשאבת, והחום מוסר ומועבר לבית. שני הצינורות האלה מחממים את הרצפה החמה. מקרר רגיל, אך עם מדחס חזק יותר.

אלקטרוניקה ביתית בחנות סינית.

מחירי קידוח בארות משאבות חום

עלות התקנת המעגל הראשון של חימום גיאותרמי

מדוע בחרתי במשאבת חום למערכת החימום והאספקה ​​הביתית שלי?

אז קניתי מגרש לבניית בית ללא דלק. הסיכוי לאספקת גז הוא בעוד 4 שנים. היה צורך להחליט כיצד לעמוד בתקופה זו.

נשקלו האפשרויות הבאות:

1. 1) מיכל דלק 2) סולר 3) כדורים

העלויות עבור כל סוגי החימום הללו באותה מידה, ולכן החלטתי לבצע חישוב מפורט בעזרת דוגמא של מיכל גז. השיקולים היו כדלקמן: 4 שנים על גז נוזלי מיובא, ואז החלפת הזרבובית בדוד, אספקת הגז הראשי ומינימום עלויות לעיבוד חוזר. התוצאה היא:

• עבור בית של 250 מ"ר, עלות הדוד, מיכל הדלק היא כ -500,000 רובל
• צריך לחפור את האתר כולו
• זמינות גישה נוחה למתדלק לעתיד
• תחזוקה של כ- 100,000 רובל בשנה:
• בבית יהיו חימום + מים חמים
• בטמפרטורה של -150 מעלות צלזיוס ומטה, העלויות הן 15-20,000 רובל לחודש).

סה"כ:

• מיכל דלק + דוד - 500,000 רובל
• פעולה במשך 4 שנים - 400,000 רובל
• אספקת צינור הגז הראשי לאתר - 350,000 רובל
• החלפת הזרבובית, תחזוקת הדוד - 40,000 רובל

בסך הכל - 1 250 000 רובל והרבה מהומה סביב נושא החימום בארבע השנים הבאות! זמן אישי מבחינת כסף הוא גם סכום הגון.

לכן, הבחירה שלי נפלה על משאבת חום בעלות שווה לקידוח 3 בארות של 85 מטר כל אחת ולרכישתה עם ההתקנה. משאבת החום Buderus 14 קילוואט פועלת כבר שנתיים. לפני שנה התקנתי עבורו מד נפרד: 12,000 קוט"ש בשנה !!! מבחינת כסף: 2400 רובל לחודש! (התשלום החודשי עבור דלק יהיה יותר) חימום, מים חמים ומיזוג אוויר בחינם בקיץ!

מיזוג האוויר פועל באמצעות העלאת נוזל הקירור בטמפרטורה של + 6-8 מעלות צלזיוס מהבארות, המשמש לקירור השטח באמצעות יחידות סליל מאוורר קונבנציונאלי (רדיאטור עם מאוורר וחיישן טמפרטורה).

מזגנים קונבנציונליים הם גם מאוד עתירי אנרגיה - לפחות 3 קילוואט לחדר. כלומר 9-12 קילוואט לכל הבית! יש לקחת בחשבון הבדל זה גם בהחזר המשאבה של משאבת החום.

אז ההחזר בעוד 5-10 שנים הוא מיתוס עבור אלה שיושבים על צינור הגז, השאר מוזמנים למועדון צרכני האנרגיה "הירוקים".

בעלי משאבות חום אוויר ממדינות חבר העמים

אלינה שובאלובה, דניפרו (דניפרופטרובסק), אוקראינה

הם נטשו את החימום הריכוזי והתקינו בדירה משאבת חום אוויר-אוויר (יוזמתו של בעלי). החיסכון הוא משמעותי, בשל העובדה שיש חלונות פלסטיק בכל מקום, הבית מבודד, ומכל עבר הדירות מחוממות.

כך קרה שאנחנו מחממים רק את הדירה, ואנחנו בעצמנו יכולים לווסת את הטמפרטורה. כשאנחנו בעבודה, והילד נמצא בבית הספר, המשאבה מכובה, היא נמצאת על הטיימר ונדלקת כאשר הבן חוזר הביתה (בזמן הזה לדירה אין זמן להתקרר).

קשביץ 'אלכסיי, בלארוס

קניתי משאבת חום אוויר-אוויר לביתי (לפני כן היא חוממה בכיריים). בהתחלה הכל עבר כמו שעון, וכשהגיע הקור הפקקים החלו לעוף כל הזמן.לא ייחסתי לזה שום חשיבות, וכשהתחלתי לדפוק כל הזמן התקשרתי לחשמלאי.

כפי שהתברר, במזג אוויר קר הוא צורך יותר מדי חשמל, והרשת שלנו לא מיועדת לכך. הייתה ברירה - או לחזור לחימום הכיריים, או לשבת בקור. באופן כללי העונה התבררה כלא נוחה במיוחד, לא החלטתי מה לעשות הלאה. יקר מדי להניח ולחבר כבל חזק יותר.

ניואנסים של התקנה

בבחירת משאבת חום מים למים, חשוב לחשב את תנאי ההפעלה. אם הקו טובל בגוף מים, עליך לקחת בחשבון את נפחו (עבור אגם סגור, בריכה וכו '), וכאשר מותקן בנהר, מהירות הזרם

אם יבוצעו חישובים שגויים, הצינורות יקפאו עם קרח ויעילות משאבת החום תהיה אפס.

מה זה צ'ילר ואיך זה עובד

בעת דגימת מי תהום יש לקחת בחשבון תנודות עונתיות. כידוע, באביב ובסתיו כמות מי התהום גבוהה יותר מאשר בחורף ובקיץ. כלומר, זמן הפעולה העיקרי של משאבת החום יהיה בחורף. כדי לשאוב ולשאוב מים, עליכם להשתמש במשאבה קונבנציונאלית, שגם צורכת חשמל. העלויות שלה צריכות להיכלל בסך הכל ורק לאחר מכן יש לקחת בחשבון את תקופת היעילות והחזר המשאבה.

אפשרות מצוינת היא להשתמש במים ארטזיים. הוא יוצא משכבות עמוקות על ידי כוח הכבידה, בלחץ. אך יהיה עליכם להתקין ציוד נוסף כדי לפצות על כך. אחרת, רכיבי משאבת החום עלולים להיפגע.

החיסרון היחיד בשימוש בבאר ארטזית הוא עלות הקידוח. העלויות לא ישתלמו בקרוב בגלל היעדר משאבה להרמת מים מבאר קונבנציונאלית ושאיבתם לקרקע.

טכנולוגיית הפעלת מחולל חום

בגוף העובד על המים לקבל מהירות ולחץ מוגברים, המתבצעים באמצעות צינורות בקטרים ​​שונים, המתחדדים לאורך הזרימה. במרכז תא העבודה, כמה זרמי לחץ מעורבים, מה שמוביל לתופעה של cavitation.

על מנת לשלוט על מאפייני המהירות של זרימת המים, מותקנים התקני בלימה בשקע ובמהלך חלל העבודה.

המים עוברים אל הזרבובית בקצה הנגדי של החדר, משם הם זורמים בכיוון ההחזרה לשימוש חוזר באמצעות משאבת מחזור. חימום והפקת חום מתרחשים עקב תנועה והתפשטות חדה של הנוזל ביציאה מהפתח הצר של הזרבובית.

תכונות חיוביות ושליליות של מחוללי חום

משאבות cavitation מסווגות כמכשירים פשוטים. הם ממירים את האנרגיה המוטורית המכנית של מים לאנרגיה תרמית, שמושקעת בחימום החדר. לפני בניית יחידת cavitation במו ידיך, יש לציין את היתרונות והחסרונות של התקנה כזו. המאפיינים החיוביים כוללים:

• ייצור יעיל של אנרגיית חום;
• חסכוני בתפעול בגלל היעדר דלק ככזה;
• אפשרות משתלמת לרכישה ולהכנה בעצמך.

למחוללי חום חסרונות:

• הפעלת משאבות רועשות ותופעות של cavitation;
• לא תמיד קל להשיג חומרים לייצור;
• משתמש בקיבולת ראויה לחדר של 60-80 מ"ר;
• תופס מקום רב בחדר שמיש.

קידוח באר למערכת משאבות חום

עדיף להפקיד את מכשיר הבאר בידי ארגון התקנות מקצועי. זה אופטימלי לנציגי החברה שמוכרת את משאבת החום לעשות זאת. אז אתה יכול לקחת בחשבון את כל הניואנסים של הקידוח ואת מיקום הגששים מהמבנה ולמלא אחר דרישות אחרות.

ארגון מתמחה יסייע בקבלת היתר לקידוח באר לגששים עבור משאבת חום מקורית. על פי החקיקה, השימוש במי תהום למטרות כלכליות אסור. אנו מדברים על שימוש לכל מטרה במים הנמצאים מתחת לאקוויפר הראשון.

ככלל, יש לתאם את נוהל קידוח מערכות אנכיות עם רשויות ממשל המדינה. היעדר אישורים מוביל לעונשים.

לאחר קבלת כל המסמכים הדרושים, עבודות ההתקנה מתחילות, לפי הסדר הבא:

• נקבעים נקודות הקידוח ומיקום הגששים באתר, תוך התחשבות במרחק מהמבנה, בתכונות הנוף, נוכחות מי תהום וכו '. שמור על פער מינימלי בין הבארות לבית של לפחות 3 מ '.
• מיובאים ציוד קידוח, כמו גם ציוד הדרוש לעבודות נוף. להתקנה אנכית ואופקית נדרש מקדחה וג'אמר. לקידוח האדמה בזווית משתמשים באסדות קידוח עם מתאר מאוורר. המודל הנפוץ ביותר הוא מודל במעקב. בדיקות ממוקמות בבארות שנוצרו והפערים מלאים בפתרונות מיוחדים.

קידוח בארות למשאבות חום (למעט חיווט אשכול) מותר במרחק של לפחות 3 מ 'מהבניין. המרחק המרבי לבית לא יעלה על 100 מ'. הפרויקט מתבצע על בסיס תקנים אלה. .

איזה עומק הבאר צריך להיות

העומק מחושב על סמך מספר גורמים:

• תלות היעילות בעומק הבאר - יש דבר כזה ירידה שנתית בהעברת החום. אם לבאר יש עומק רב, ובמקרים מסוימים נדרש ליצור תעלה עד 150 מ ', בכל שנה תהיה ירידה באינדיקטורים של החום שהתקבל, לאורך זמן התהליך יתייצב. עומק מרבי אינו הפיתרון הטוב ביותר. בדרך כלל, כמה ערוצים אנכיים מיוצרים, מרוחקים זה מזה. המרחק בין הבארות הוא 1-1.5 מ '.
• חישוב עומק קידוח הבאר לבדיקות מתבצע תוך התחשבות בדברים הבאים: השטח הכולל של השטח הסמוך, נוכחות מי תהום ובארות ארטזיות, השטח המחומם הכולל. כך, למשל, עומק קידוח הבארות עם מי תהום גבוהים מופחת באופן חד בהשוואה לייצור בארות בקרקע חולית.

יצירת בארות גיאותרמיות היא תהליך טכני מורכב. כל העבודות, מתיעוד התכנון ועד להזמנת משאבת החום, חייבות להתבצע אך ורק על ידי מומחים.

כדי לחשב את עלות העבודה המשוערת, השתמש במחשבונים מקוונים. התוכניות עוזרות לחישוב נפח המים בבאר (משפיעות על כמות הפרופילן גליקול הנדרשת), על עומקו וביצוע חישובים אחרים.

איך ממלאים את הבאר

בחירת החומרים לרוב מוטלת על הבעלים עצמם.

הקבלן עשוי לייעץ לכם לשים לב לסוג הצינור ולהמליץ ​​על הרכב למילוי הבאר, אך ההחלטה הסופית תצטרך להתקבל באופן עצמאי. מה האפשרויות?

• צינורות המשמשים לבארות - משתמשים בקווי מתאר מפלסטיק ומתכת. התרגול הראה שהאופציה השנייה מקובלת יותר. חיי השירות של צינור מתכת הם לפחות 50-70 שנים, לדפנות המתכת יש מוליכות תרמית טובה, מה שמגביר את יעילות הקולט. קל יותר להתקין פלסטיק, ולכן ארגוני בנייה מציעים לרוב בדיוק את זה.
• חומר למילוי מרווחים בין הצינור לקרקע. חיבור טוב הוא כלל חובה שיש לבצע. אם הרווח שבין הצינור לקרקע אינו מלא, הצטמקות מתרחשת לאורך זמן, מה שעלול לפגוע בשלמות המעגל. הפערים מלאים בכל חומר בנייה עם מוליכות תרמית וגמישות טובים, כמו Betonit. מילוי הבאר למשאבת החום לא אמור לעכב את זרימת החום הרגילה מהקרקע לקולט. העבודה נעשית לאט כדי לא להשאיר חללים.

גם אם קידוח ומיצוב הגששים מהבניין וזה מזה נעשה כהלכה, לאחר שנה תידרש עבודה נוספת עקב התכווצות האספן.

משאבות חום: עקרון הפעלה ויישום

החוק השני של התרמודינמיקה אומר: חום יכול לנוע באופן ספונטני לכיוון אחד בלבד, מגוף מחומם יותר לגוף פחות מחומם, ותהליך זה הוא בלתי הפיך. לכן, כל מערכות החימום המסורתיות מבוססות על חימום נושא חום מסוים (לרוב מים) לטמפרטורה הגבוהה מהנדרש לנוחות, ואז מביא נושא חום זה למגע עם האוויר הקר יותר של החדר, והחום עצמו, על פי עד השנייה ההתחלה של התרמודינמיקה, תעבור לאוויר הזה, ותחמם אותו. וזו הפרדיגמה של החימום המודרני: אם אתה רוצה לחמם אדם - לחמם את האוויר בו הוא נמצא! וכדי לחמם את נוזל הקירור, אתה צריך לשרוף דלק, ולכן בכל צורות החימום הללו תהליך הבעירה כרוך בכל התוצאות הבאות (סכנת שריפה, פליטת פחמן דו חמצני, מיכל אחסון דלק או צינור לא מאוד אסתטי ליד את קיר הבית). אך יתרות הדלק, אף שהן גדולות, אינן מוגבלות. ואם מדובר בחומר מתכלה שאינו מתחדש שאמור להסתיים מתישהו, אז לא צריך להיות מפתיע שהמחיר עבורו גדל כל הזמן וימשיך לצמוח בעתיד. כעת, אם ניתן היה להשתמש בתהליך החימום באיזה מקור חום מתמלא, אז ניתן היה לעצור את תהליך צמיחת הערך (או להאט אותו) ואולי להיפטר מההשלכות השליליות של תהליך הבעירה. אחד הראשונים שחשבו על כך בשנת 1849 היה ויליאם תומפסון, הפיזיקאי האנגלי שנודע מאוחר יותר כלורד קלווין. האם ניתן להשיג את החום הדרוש לא על ידי חימום, אלא על ידי העברה, לקחת אותו לאנשהו בחוץ ולהעביר אותו לחדר. אותו החוק השני של התרמודינמיקה אומר שאתה יכול להפעיל חום בכיוון ההפוך, להעביר אותו קר יותר (למשל, מהאוויר החיצון) לאוויר חם יותר (אוויר פנימי), אבל בשביל זה אתה צריך להשקיע אנרגיה (או, כפיזיקאים תגידו, עשו עבודה). כמה אוויר קר יכול להיות חם? אתה תגיד. ואז ענה על שאלה אחת: האם -15⁰C חם מ -25⁰C? נכון יותר חם! אם אתה לוקח אנרגיה מהאוויר ב -15⁰С, אז זה יתקרר, נניח, ל -25 ס. אבל איך לקחת את האנרגיה הזו והאם ניתן להשתמש בה? בשנת 1852 גיבש לורד קלווין את עקרונות ההפעלה של מנוע חום המעביר חום ממקור בעל טמפרטורה נמוכה לצרכן בעל טמפרטורה גבוהה יותר, וקרא למכשיר זה "מכפיל חום", המכונה כיום "משאבת חום ". מקורות כאלה יכולים להיות אדמה, מים במאגרים ובארות, כמו גם הסביבה אוויר. כולם מכילים אנרגיה בעלת פוטנציאל נמוך המצטברת מהשמש. אתה רק צריך ללמוד כיצד לקחת אותו ולהפוך אותו לצורה בטמפרטורה גבוהה יותר המתאימה לשימוש. כל המקורות הללו מתחדשים וידידותיים לסביבה לחלוטין. איננו מכניסים שום חום נוסף למערכת "כדור הארץ", אלא פשוט מחלקים אותו מחדש, לוקחים אותו במקום אחד (בחוץ) ומעבירים אותו לאחר (צרכן פנימי). זו גישה חדשה לחלוטין ליצירת אקלים מקורה נוח. בחוץ הטמפרטורה משתנה מאוד: מ"קר מאוד "ל" חם מאוד", ואדם מרגיש בנוח בטווח טמפרטורות צר למדי של +20 .. + 25⁰С, ואת הטמפרטורה הזו הוא יוצר בביתו. אם צריך להעלות את הטמפרטורה בבית (חימום בחורף), אתה יכול לקחת את החום החסר מהרחוב ולהעביר אותו לבית, ולא ליצור מקור לטמפרטורה מוגברת פנימה על ידי שריפת דלק (דודים מסורתיים)! ואם צריך להוריד את הטמפרטורה בבית (קירור בקיץ), ניתן להסיר את עודף החום על ידי העברתו מהחדר לרחוב. זה האחרון מתממש באמצעות כולנו מזגנים מוכרים. אז מה יש לנו? ל הַסָקָה במתחמים אנו משתמשים באותם מכשירים: דוודים, כיריים וכו ', המופעלים על ידי שריפת דלק בפנים ועבור הִתקָרְרוּת - אחרים: מזגנים המעבירים חום עודף מהבית לרחוב. וכמה מפתה יהיה מכשיר אחד לכל האירועים: יחידת אקלים אוניברסליתששומר על טמפרטורה נוחה בבית כל השנה, פשוט על ידי העברת חום מבחוץ פנימה או אחורה! עכשיו אנו הולכים להראות לכם שניסים אפשריים.

בוא נחזור למשאבת החום. איך זה עובד? זה מבוסס על מה שמכונה מחזור קרנוט הפוך, המוכר לנו מהקורס לפיזיקה בבית הספר, כמו גם תכונה של חומר במהלך אידוי לספיגת חום, ובמהלך עיבוי (הפיכה לנוזל) - לתת אותו... להבנה טובה יותר, בואו נפנה לאנלוגיה. לכולנו יש מקרר.

אבל האם תהיתם פעם איך זה עובד? נראה כי משימתה היא "ליצור קור": אך האם זה כך? למעשה, האוכל בתוך המקרר מקורר על ידי לקיחת חום ממנו. נניח שהבאת בשר צונן מהחנות בטמפרטורה של + 1 מעלות צלזיוס והשליכת אותו למקפיא. לאחר זמן מה, הבשר קפא, והטמפרטורה שלו הפכה ל -18⁰С. לקחנו ממנו עד 19 ⁰ חום, ולאן נעלם החום הזה? אם נגעת בקיר האחורי של המקרר (בדרך כלל הוא מיוצר בצורת צינור סליל סלילי), היית מגלה שהוא חם, ולעתים חם. זהו החום שנלקח מהבשר (אותם 19 ⁰C), ומועבר לקיר האחורי. אבל בתהליך הקירור היו לבשר טמפרטורות ביניים של -5⁰С ו- -10⁰С, אך המקרר עדיין הצליח לקחת ממנו חום, לקרר אותו יותר ויותר. המשמעות היא שגם מבשר קפוא בטמפרטורה של -10⁰C, אתה יכול לקחת חום על ידי הפיכתו לבשר בטמפרטורה של -18⁰C: פירוש הדבר שחום זה היה שם, אך בצורה בטמפרטורה נמוכה. והמקרר הצליח לא רק לקחת את החום הזה בטמפרטורה נמוכה, אלא גם להפוך אותו לצורה בטמפרטורה גבוהה. החום מגב המקרר יכול לעזור לך להתחמם על ידי הישענות עליו. במובן מסוים, נתח בשר קר חימם אותנו עם החום שהכיל, אם כי קשה להאמין מיד. למדנו מה עשה המקרר עם נתח בשר: הוא לקח ממנו את החום (מבפנים) והעביר אותו לקיר האחורי (בחוץ). עכשיו הגיע הזמן לברר איך הוא עשה את זה? בתוך המקרר עובר סליל נוסף, בדומה לראשון, ויחד הם יוצרים לולאה סגורה שבה בעזרת מדחס מסתובב גז אידוי בקלות - פריאון. רק שהוא לא מסתובב בחופשיות. לפני הכניסה למקרר, קוטר צינור הסליל מצטמצם בחדות ואז מתרחב בחדות אחריו. פריאון, נע דרך הצינור עקב פעולת המדחס, "נלחץ" דרך הגרון הצר, נכנס לאזור הוואקום (לחץ נמוך יותר), מכיוון "באופן לא צפוי" נופל לנפח מוגבר מאוד (ירידת לחץ). כשהוא נמצא באזור הלחץ הנמוך, פריאון מתחיל להתאדות באופן אינטנסיבי (להפוך למצב גזי), ועובר לאורך הסליל הפנימי, סופג חום מדפנותיו, והם מצידם לוקחים חום מהאוויר שמסביב בתוך המקרר. . תוצאה: האוויר בפנים מקורר, והאוכל מקורר ממגע איתו. כך, כמו במרוץ הממסר, לאורך השרשרת, הפריאון המתנדף גורם לזרימת חום מהמוצרים לפריאון עצמו: בסוף ה"מסע "לאורך הסליל הפנימי, טמפרטורת הפריאון עולה בכמה מעלות. החלק הבא של פריאון לוקח את החלק הבא של החום פנימה. על ידי התאמת מידת הוואקום, ניתן לכוון את טמפרטורת האידוי של פריאון ובהתאם גם את טמפרטורת הקירור של המקרר. יתר על כן, הפריאון "המחומם" נשאב על ידי המדחס מהסליל הפנימי ונכנס לסליל החיצוני, שם הוא דחוס ללחץ מסוים, מכיוון בקצה השני של הסליל החיצוני הוא "מונע" על ידי חור צר שנקרא מַצעֶרֶת אוֹ שסתום תרמוסטטי (הרחבה). כתוצאה מדחיסת גז פריאון, הטמפרטורה שלו עולה, למשל, עד +40 .. + 60⁰С, ועובר דרך הסליל החיצוני הוא נותן חום לאוויר החיצוני, מתקרר והופך למצב נוזלי (מתעבה ). יתר על כן, פריאון שוב מוצא את עצמו מול גרון צר (חנק), מתאדה, מוריד חום, והתהליך חוזר על עצמו שוב. לכן נקרא הסליל הפנימי, בו מתאייד הפריאון, מוריד חום מְאַדֶה, ונקרא הסליל החיצוני, שבו פריאון, מעבה, נותן את החום שנלקח קַבָּל... המכשיר המתואר כאן לוקח חום במקום אחד (מבפנים) ומעביר אותו למקום אחר (בחוץ). מאפיין אופייני של המכשיר הוא שהמעגל הסגור דרכו מפריד הפריאון מחולק לשני אזורים: אזור לחץ נמוך (ואקום), בו פריאון מסוגל להתאדות באופן אינטנסיבי, ואזור לחץ גבוה, שבו הוא מתעבה. המפריד בין שני אזורים אלה הוא חור המצערת, ושמירה על לחצים שונים כל כך בלולאה סגורה אחת מתאפשרת עקב הפעלת המדחס, הדורש אנרגיה. (אם המדחס היה נעצר, לאחר זמן מה הלחץ במאייד ובמעבה היה משתווה ותהליך ההעברה היה נעצר). הָהֵן. המכשיר מסוגל להעביר חום קר יותר לחם, אך רק על ידי הוצאת כמות מסוימת של אנרגיה. הָהֵן. פשוט, לוקח את המקרר ופותח את דלתו לרחוב ומסובב את הקיר האחורי בתוך החדר, אתה יכול לחמם אותו. זה רק הכרחי שאוויר צח של הטמפרטורה החיצונית תמיד ייכנס למקרר, ושהוא מקורר ממגע עם מחליף החום הפנימי. ניתן לממש זאת בקלות על ידי התקנת מאוורר בכניסה, שיניע חלקי אוויר חדשים על הסליל. לאחר מכן, החום שנלקח מהאוויר החיצוני יועבר אל תוך החדר ויחמם אותו. הָהֵן. מקרר, דלת פתוחה כלפי חוץ, ויש משאבת חום פשוטה. משאבות החום הראשונות המיוצרות בסדרה נראו כך. הם נראו כמו מזגני חלונות. כלומר, זו הייתה קופסת מתכת שהוכנסה בפתח החלון, פונה למאייד כלפי חוץ, והמעבה פנימה. היה מאוורר מול המאייד, שהניע זרמי אוויר צח דרך מחליפי החום של הסליל, ואוויר מקורר יצא מהצד השני של הקופסה. המאייד הופרד מהקבל על ידי שכבת בידוד. היה גם מאוורר על הסליל הפנימי, שהעביר את אוויר החדר דרך מחליף החום שלו ופוצץ את האוויר שכבר התחמם. עם שיפור נוסף של המכשיר, החלק החיצוני הופרד מהחלק הפנימי והחל להיראות כמו מערכת מזגנים מפוצלת. שני חלקי השלם מחוברים זה בזה על ידי צינורות נחושת מבודדים בחום בהם פריאון מסתובב וכבלים חשמליים לאספקת אותות חשמל ובקרה. משאבות חום אוויר מודרניות הן מכשיר מורכב עם שליטה אלקטרונית חכמה, המסוגל לפעול באופן אוטונומי, ולהתאים בצורה חלקה את ביצועיהם בהתאם לטמפרטורה החיצונית, לטמפרטורה הפנימית שנקבעה ולמספר מצבים. זה מאפשר לך להשיג חיסכון נוסף בחשמל שנצרך.

הסיווג העיקרי של משאבות חום (HP) נעשה על פי מקור בעל פוטנציאל נמוך ממנו נלקחת אנרגיה (אוויר, אדמה, מים) ולצרכן - נושא חום, המחליף חום עם מעבה ומשמש לאחר מכן ב מערכת החימום (אוויר, מים; במקום מים, לפעמים משתמשים במקפיא). בואו לרשום את הנפוצים ביותר:

1. משאבות חום אוויר (VTN). הקטגוריה המשתלמת ביותר, במיוחד אוויר-אוויר.

-אוויר אוויר

מים אוויר TH

2. משאבות חום מקור קרקע (GTN). הקטגוריה היקרה ביותר, כי דורש חפירה או קידוח יקר, מאות מטרים של צינור ונפח נוזל לרדיאטור גדול.

-מי אדמה-מים

3. משאבות חום מים. צינורות עם נוזל לרדיאטור מונחים על קרקעית מאגר (אגם, בריכה, ים ...) או שתי בארות ארטזיות (מים מתוקים נלקחים מבאר אחת, ומים מקוררים מנוקזים לשנייה). היקר תלוי באיזו דרך גישה עם מים - מקור חום - משתמשים. אבל בכל מקרה לא זול!

מים TH מים

עכשיו - הדבר החשוב ביותר: על זכייה... כל אחת ממשאבות החום הרשומות מאפשרת לך להשיג יותר אנרגיה ממה שהוצא על העברתה (הפעלת המדחס, המאווררים, האלקטרוניקה ...). היעילות של משאבת החום נאמדת באמצעות מקדם הביצועים COP (Coefficient of Performance), השווה ליחס בין האנרגיה התרמית המתקבלת (בקוט"ו * שעה) לאנרגיה החשמלית הנצרכת. ערך חסר ממד זה מראה כמה פעמים מייצרת משאבת החום אנרגיית חום יותר ביחס לזו הנצרכת. COP תלוי בהפרש הטמפרטורה בין המקור (חום בטמפרטורה נמוכה בחוץ) לצרכן (הטמפרטורה בבית +20 .. + 25⁰С) ובדרך כלל נע בין 2 ל -5.

זה הרווח שלנו בשימוש במשאבות חום: עבור 1 קילוואט חשמל שנצרך, אתה יכול לקבל מ -1 קילוואט ל -4 קילוואט חום ללא תשלום מהסביבה, אשר בתפוקה נותן 2 עד 5 קילוואט חום לבית.