Tính toán một máy bơm nhiệt không khí vào nước để sưởi ấm và cung cấp nước nóng

Ví dụ tính toán bơm nhiệt

Chúng tôi sẽ chọn một máy bơm nhiệt cho hệ thống sưởi của ngôi nhà một tầng với tổng diện tích là 70 sq. m với chiều cao trần tiêu chuẩn (2,5 m), kiến ​​trúc hợp lý và khả năng cách nhiệt của kết cấu bao quanh đáp ứng các yêu cầu của quy chuẩn xây dựng hiện đại. Để sưởi ấm quý 1. m của một vật như vậy, theo các tiêu chuẩn được chấp nhận chung, cần phải tiêu tốn 100 W nhiệt. Do đó, để sưởi ấm toàn bộ ngôi nhà, bạn sẽ cần:

Q = 70 x 100 = 7000 W = 7 kW nhiệt năng.

Chúng tôi chọn một máy bơm nhiệt nhãn hiệu "TeploDarom" (model L-024-WLC) có công suất nhiệt W = 7,7 kW. Máy nén của tổ máy tiêu thụ điện năng N = 2,5 kW.

Tính toán hồ chứa

Đất tại vị trí được giao để xây dựng công trình thu gom là đất sét, mực nước ngầm cao (lấy nhiệt trị p = 35 W / m).

Công suất bộ thu được xác định theo công thức:

Qk = W - N = 7,7 - 2,5 = 5,2 kW.

Xác định chiều dài của ống góp:

L = 5200/35 = 148,5 m (ước chừng).

Dựa trên thực tế là không hợp lý khi đặt một mạch dài hơn 100 m do trở lực thủy lực quá cao, chúng tôi chấp nhận như sau: ống góp bơm nhiệt sẽ bao gồm hai mạch - dài 100 m và 50 m.

Diện tích của địa điểm sẽ cần được phân bổ cho người thu gom được xác định theo công thức:

S = L x A,

Trong đó A là bước giữa các phần liền kề của đường bao. Ta chấp nhận: A = 0,8 m.

Khi đó S = 150 x 0,8 = 120 sq. m.

"Một máy bơm nhiệt rất đắt!"

Thật vậy, chìa khóa trao tay lắp đặt hệ thống sưởi địa nhiệt năm 2000-2010, giá khoảng 30.000-40.000 USD... Có ba yếu tố chính đằng sau mức giá cao như vậy:

• chi phí khoan lúc đó là 35-50 USD. cho 1 mét. Do đó, 60-70% tổng ngân sách dành cho thiết bị của nhà sưu tập bên ngoài. Bây giờ, nhờ cuộc khủng hoảng, chi phí khoan đã giảm xuống còn 15-17 đô la. cho 1 mét.
• Giá máy bơm nhiệt hiện đã giảm đáng kể do cạnh tranh nội bộ gia tăng trên thị trường Belarus, điều này đã làm cho sự ham muốn của các công ty địa phương tại thị trường này bị hạn chế, và do giá thiết bị loại này trên toàn thế giới giảm.
• giới thiệu rộng rãi hơn các hồ chứa "ngang", việc lắp đặt rẻ hơn hai lần so với khoan "dọc", đồng thời không thua kém các hồ "đứng" về hiệu quả.

Kết quả là, ngày nay trung bình chi phí của thiết bị hệ thống "Chìa khóa trao tay" (với tất cả các thiết bị và công trình) giảm lên đến 9000-15000 USD Đồng thời, bạn không cần phải phát triển và phê duyệt một dự án trong Bộ Tình trạng Khẩn cấp, việc xây dựng các trạm "bước xuống" (trong quá trình khí hóa), lắp đặt ống khói, tuân thủ các quy định về phòng cháy, v.v.

Các loại thiết kế máy bơm nhiệt

Có các giống sau:

• ТН "air - không khí";
• ТН "không khí - nước";
• TN “đất - nước”;
• TH "water - nước".

Tùy chọn đầu tiên là một hệ thống phân chia thông thường hoạt động ở chế độ sưởi ấm. Dàn bay hơi được lắp ngoài trời và một dàn có dàn ngưng được lắp bên trong nhà. Sau đó được thổi bằng quạt, do đó một khối không khí ấm được cung cấp cho phòng.

Nếu một hệ thống như vậy được trang bị một bộ trao đổi nhiệt đặc biệt có vòi phun, thì loại HP "không khí" sẽ thu được. Nó được kết nối với một hệ thống đun nước.

Thiết bị bay hơi HP thuộc loại "không khí đối không" hoặc "không đối với nước" có thể được đặt không phải ở ngoài trời, nhưng trong ống thông gió thải (nó phải được đặt cưỡng bức). Trong trường hợp này, hiệu suất của máy bơm nhiệt sẽ được tăng lên nhiều lần.

Máy bơm nhiệt thuộc loại "nước với nước" và "đất với nước" sử dụng cái gọi là bộ trao đổi nhiệt bên ngoài hay còn được gọi là bộ thu nhiệt để tách nhiệt.

Sơ đồ của máy bơm nhiệt

Đây là một ống dài có vòng lặp, thường là bằng nhựa, qua đó môi trường lỏng sẽ luân chuyển xung quanh thiết bị bay hơi. Cả hai loại máy bơm nhiệt đều đại diện cho cùng một thiết bị: trong một trường hợp, bộ thu nhiệt được ngâm dưới đáy của bể chứa trên bề mặt, và trong trường hợp thứ hai - xuống đất. Bình ngưng của một máy bơm nhiệt như vậy nằm trong một bộ trao đổi nhiệt được kết nối với hệ thống đun nước nóng.

Kết nối máy bơm nhiệt theo sơ đồ "nước - nước" ít tốn công hơn nhiều so với "đất - nước", vì không cần thực hiện các công việc đào đắp. Ở đáy của bể chứa, đường ống được đặt dưới dạng xoắn ốc. Tất nhiên, đối với sơ đồ này, chỉ có một hồ chứa là phù hợp để không bị đóng băng ở đáy vào mùa đông.

Tại sao lại là máy bơm nhiệt?

Ngoài việc sưởi ấm vào mùa lạnh, máy bơm cho phép bạn chuyển sang quá trình điều hòa không khí trong phòng khách vào mùa hè. Để làm điều này, máy bơm được chuyển sang chế độ hoạt động ngược lại - chức năng làm mát. Để đảm bảo môi trường sạch sẽ không chỉ cho ngôi nhà của họ mà còn cho bầu khí quyển của toàn hành tinh nói chung, việc sử dụng máy bơm nhiệt làm hệ thống sưởi là rất hợp lý. Ngoài ra, thiết bị tự hào lâu dài của công việc, tiết kiệm chi phí, an toàn và tạo ra một môi trường thoải mái trong nhà.
Tất cả các loại tàu sân bay năng lượng đang trở nên đắt hơn theo từng kỳ hạn, vì vậy các chủ sở hữu nhiệt tình sẵn sàng lắp đặt các thiết bị đắt tiền sẽ mang lại hiệu quả bằng cách hoạt động mà không sử dụng nhiên liệu nhân tạo. Không bắt buộc phải mua nhiên liệu lỏng, khí hoặc rắn để bơm nhiệt hoạt động hiệu quả.

Ở những ngôi nhà riêng có diện tích rộng, việc sử dụng máy bơm nhiệt kết hợp với phương pháp sưởi dự phòng cho phép bạn thu lại chi phí đầu tư trong năm thứ sáu hoạt động. Đồng thời, khoảng 6 kW nhiệt được tỏa ra trên 1 kW điện tiêu thụ. Máy bơm nhiệt cho phép bạn có được nhiệt độ nước trong hệ thống lên đến 70 ° C.

Trong một ngôi nhà có lắp đặt máy bơm nhiệt không phải sử dụng các dịch vụ của máy điều hòa không khí, vì trong thời kỳ mùa hè, chất làm mát lưu thông dọc theo mạch, được làm mát trong lòng đất đến nhiệt độ 6 ° C. Chi phí rẻ hơn so với việc sử dụng các hệ thống làm mát không khí riêng biệt. Để làm cho máy bơm hiệu quả hơn nữa, các nhánh sưởi ấm bổ sung của hồ bơi được kết nối với nó và vào mùa hè, năng lượng từ các tấm pin mặt trời được sử dụng.

Bơm nhiệt đang hoạt động

Dưới lớp vỏ cứng và lớp phủ của hành tinh là một lõi nóng đỏ. Trong nhiều năm tới, qua cuộc đời của nhiều thế hệ trái đất, phần lõi sẽ không thay đổi nhiệt độ, và sẽ sưởi ấm ngôi nhà chung của chúng ta từ bên trong. Tùy thuộc vào điều kiện khí hậu, ở độ sâu khoảng 50-60 m, nhiệt độ trái đất nằm trong khoảng 10-14 ° C... Ngay cả trong lớp băng vĩnh cửu, việc sử dụng máy bơm nhiệt vẫn có thể thực hiện được, chỉ cần tăng độ sâu đặt đường ống.

Làm thế nào nó hoạt động

Thiết bị được thiết kế để thu thập nhiệt độ môi trường thấp ở độ sâu, chuyển nó thành năng lượng nhiệt độ cao và chuyển nó đến hệ thống sưởi ấm tại nhà. Hành tinh này liên tục phát ra nhiệt, được sử dụng để sưởi ấm ngôi nhà. Nhiệt thu được từ không khí và nước xung quanh, chúng tích tụ năng lượng mặt trời.

Thực chất máy bơm nhiệt là một bộ phận giống như hoạt động của các thiết bị điện lạnh. Chỉ trong tủ lạnh, dàn bay hơi mới được đặt để thải nhiệt không cần thiết, còn trong máy bơm nhiệt thì liên lạc thường xuyên với nguồn nhiệt tự nhiên:

• sử dụng giếng thẳng đứng hoặc xiên, tương tác với khối đất nằm dưới điểm đóng băng;
• việc sử dụng các đường ống ở độ sâu của các hồ và sông ấm cho phép bạn thu năng lượng của các dòng nước không đóng băng;
• các thiết bị đặc biệt thu nhiệt độ của không khí ấm bên ngoài nơi ở.

Chuyển động của chất mang nhiên liệu qua hệ thống được tổ chức bởi một máy nén. Để tăng nhiệt độ thu được ở độ sâu của trái đất, một hệ thống các phễu thu hẹp được sử dụng. Đi qua chúng dưới áp suất, chất mang co lại và tăng nhiệt độ. Bình ngưng được lắp đặt trong hệ thống tỏa ra năng lượng để làm nóng chất lỏng trong hệ thống sưởi, cuối cùng đi vào các bộ tản nhiệt của mạch sưởi bên trong ngôi nhà.

Để sử dụng máy bơm nhiệt quanh năm hệ thống được cung cấp với hai bộ trao đổi nhiệt... Thiết bị bay hơi của một thiết bị giải phóng năng lượng làm mát, trong khi thiết bị kia hoạt động như một nhà cung cấp nhiệt để làm nóng căn phòng. Nguồn để thu nhiệt là ruột trái đất, đáy của các bể chứa không đóng băng hoặc các khối khí, từ đó các đường ống dài mượn năng lượng nhiệt độ thấp.

Sơ đồ cấu tạo của máy bơm nhà riêng

• một hệ thống các đường ống để thu gom bên ngoài, đôi khi từ xa, trong đó chất mang nhiệt liên tục chuyển động;
• hệ thống làm việc của bộ thu, bao gồm máy nén, đường ống, bộ trao đổi nhiệt, van và phễu của các hoạt động khác nhau;
• hệ thống sưởi bên trong của ngôi nhà với các đường ống và bộ tản nhiệt hoặc hệ thống làm mát bằng không khí.

Khoảng thời gian hoạt động mà không xảy ra sự cố thiết bị nhiên liệu nào được các nhà sản xuất và lắp đặt máy bơm gọi là 20 năm. Nhưng một tuyên bố như vậy là khó xảy ra, vì không ai hủy bỏ các định luật vật lý, và các bộ phận liên tục cọ xát và chuyển động sẽ hỏng sớm hơn. Khoảng thời gian làm việc tối ưu mà không cần sửa chữa và thay thế các bộ phận có thể được chỉ định một con số ở thời điểm 10 năm.

Tự làm máy tạo nhiệt bằng tay của bạn

Danh sách các bộ phận và phụ kiện để tạo ra một máy phát nhiệt:

• cần có hai đồng hồ đo áp suất để đo áp suất ở đầu vào và đầu ra của buồng làm việc;
• nhiệt kế để đo nhiệt độ của chất lỏng đầu vào và đầu ra;
• van để tháo phích cắm không khí khỏi hệ thống sưởi ấm;
• ống nhánh vào và ra có vòi;
• nhiệt kế tay áo.

Lựa chọn máy bơm tuần hoàn

Để làm điều này, bạn cần phải quyết định các thông số cần thiết của thiết bị. Đầu tiên là khả năng xử lý chất lỏng ở nhiệt độ cao của máy bơm. Nếu không để ý đến tình trạng này, máy bơm sẽ nhanh chóng bị hỏng.

Tiếp theo, bạn cần chọn áp suất làm việc mà máy bơm có thể tạo ra.

Đối với máy phát nhiệt thì khi chất lỏng đi vào báo áp suất là 4 atm là đủ, bạn có thể nâng chỉ số này lên 12 atm sẽ làm tăng tốc độ đốt nóng của chất lỏng.

Hiệu suất của máy bơm sẽ không có ảnh hưởng đáng kể đến tốc độ gia nhiệt, vì trong quá trình hoạt động, chất lỏng đi qua đường kính hẹp có điều kiện của vòi phun. Thường có đến 3-5 mét khối nước được vận chuyển mỗi giờ. Hệ số chuyển hóa điện năng thành nhiệt năng sẽ có ảnh hưởng lớn hơn nhiều đến hoạt động của máy phát nhiệt.

Chế tạo buồng tạo khoang miệng

Nhưng trong trường hợp này, dòng chảy của nước sẽ bị giảm, dẫn đến việc trộn lẫn với các khối lạnh. Việc mở nhỏ vòi phun cũng có tác dụng làm tăng số lượng bọt khí, làm tăng ảnh hưởng của tiếng ồn khi vận hành và có thể dẫn đến hiện tượng bọt khí bắt đầu hình thành trong buồng bơm. Điều này sẽ làm giảm tuổi thọ của nó. Như thực tế đã chỉ ra, đường kính chấp nhận được nhất là 9–16 mm.

Về hình dạng và biên dạng, đầu phun có hình trụ, hình nón và tròn. Không thể nói rõ ràng lựa chọn nào sẽ hiệu quả hơn, tất cả phụ thuộc vào phần còn lại của các thông số cài đặt. Điều chính là quá trình xoáy đã phát sinh ở giai đoạn đầu vào của chất lỏng vào vòi phun.

Tính toán bộ thu nhiệt bơm ngang

Hiệu quả của bộ thu nhiệt nằm ngang phụ thuộc vào nhiệt độ của môi trường mà nó được ngâm, độ dẫn nhiệt của nó và diện tích tiếp xúc với bề mặt ống. Phương pháp tính toán khá phức tạp, do đó, trong hầu hết các trường hợp, dữ liệu trung bình được sử dụng.

• 10 W - khi chôn trong đất cát hoặc đá khô;
• 20 W - đất sét khô;
• 25 W - đất sét ướt;
• 35 W - đất sét rất ẩm.

Do đó, để tính chiều dài của ống góp (L), nhiệt điện yêu cầu (Q) phải được chia cho nhiệt trị của đất (p):

L = Q / p.

Các giá trị đã cho chỉ có thể được coi là hợp lệ nếu các điều kiện sau được đáp ứng:

• Lô đất trên không xây dựng, không có bóng râm, trồng cây, bụi rậm.
• Khoảng cách giữa các vòng xoắn liền kề của đường xoắn ốc hoặc các phần của "con rắn" ít nhất là 0,7 m.

Khi tính toán bộ thu, cần lưu ý rằng nhiệt độ đất sau năm đầu tiên hoạt động giảm vài độ.

Cách thức hoạt động của máy bơm nhiệt

Bất kỳ máy bơm nhiệt nào cũng có môi chất làm việc được gọi là môi chất lạnh. Thông thường freon hoạt động trong khả năng này, ít thường là amoniac. Bản thân thiết bị chỉ bao gồm ba thành phần:

• thiết bị bay hơi;
• máy nén;
• tụ điện.

Thiết bị bay hơi và thiết bị ngưng tụ là hai bồn chứa, trông giống như các ống cong dài - cuộn dây. Bình ngưng được kết nối ở một đầu với đầu ra của máy nén và thiết bị bay hơi với đầu vào. Các đầu của cuộn dây được nối với nhau và một van giảm áp được lắp đặt ở điểm nối giữa chúng. Dàn bay hơi tiếp xúc - trực tiếp hoặc gián tiếp - với môi chất nguồn, và dàn ngưng tiếp xúc với hệ thống sưởi ấm hoặc DHW.

Cách thức hoạt động của máy bơm nhiệt

Hoạt động của HP dựa trên sự phụ thuộc lẫn nhau của thể tích khí, áp suất và nhiệt độ. Đây là những gì xảy ra bên trong thiết bị:

1. Amoniac, freon hoặc chất làm lạnh khác, di chuyển dọc theo dàn bay hơi, nóng lên từ môi trường nguồn, ví dụ, đến nhiệt độ +5 độ.
2. Sau khi đi qua thiết bị bay hơi, khí đến máy nén, bơm nó đến bình ngưng.
3. Chất làm lạnh do máy nén xả ra được giữ trong bình ngưng bằng van giảm áp, do đó áp suất của nó ở đây cao hơn ở thiết bị bay hơi. Như bạn đã biết, với áp suất tăng, nhiệt độ của bất kỳ chất khí nào cũng tăng. Đây chính xác là những gì xảy ra với chất làm lạnh - nó nóng lên đến 60-70 độ. Vì bình ngưng được rửa bởi chất làm mát lưu thông trong hệ thống sưởi, nên bình ngưng cũng nóng lên.
4. Chất làm lạnh được xả từng phần nhỏ qua van giảm áp đến thiết bị bay hơi, tại đây áp suất của nó lại giảm xuống. Chất khí nở ra và nguội đi, và vì một phần nội năng của nó đã bị mất đi do quá trình trao đổi nhiệt ở giai đoạn trước, nên nhiệt độ của nó giảm xuống dưới +5 độ ban đầu. Sau thiết bị bay hơi, nó lại nóng lên, sau đó được máy nén bơm vào bình ngưng - và cứ thế theo vòng tròn. Về mặt khoa học, quá trình này được gọi là chu trình Carnot.

Tính năng chính của máy bơm nhiệt là năng lượng nhiệt được lấy từ môi trường theo nghĩa đen. Đúng, để khai thác nó, cần phải tiêu tốn một lượng điện nhất định (cho máy nén và một máy bơm / quạt tuần hoàn).

Nhưng máy bơm nhiệt vẫn mang lại lợi nhuận rất cao: với mỗi kW * h điện năng sử dụng, có thể thu được từ 3 đến 5 kW * h nhiệt.

Nguồn

• 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

Phục tùng phần tử không khí: máy bơm nhiệt "không khí-nước"

Phần Lan từ lâu đã là một trong những nền kinh tế hàng đầu của Liên minh châu Âu về tỷ lệ sử dụng máy bơm nhiệt (HP) trên đầu người. Hiệp hội Máy bơm nhiệt Phần Lan (Suomen Lämpöpumppuyhdistys, SULPU) đã công bố số liệu thống kê doanh số máy bơm nhiệt thú vị cho năm 2020 (Hình 1) tại quốc gia Scandinavia với khí hậu khắc nghiệt này.

Biểu đồ cho thấy rằng trong vài năm liên tiếp, số lượng bán thiết bị địa nhiệt đã giảm xuống, trong khi doanh số bán máy bơm nhiệt từ không khí sang nước lại tăng lên hàng năm.Nếu chúng ta chuyển các dữ liệu này thành các số liệu, chúng ta sẽ có được hình ảnh sau: doanh số bán máy bơm nhiệt địa nhiệt kể từ năm 2016 giảm từ 8491 xuống còn 7986 chiếc, tương đương -5,9% và doanh số máy bơm nhiệt nước không khí kể từ năm 2020 tăng từ 3709 lên 4138 chiếc., lên tới + 11,6%.

Động lực này là do sự tăng cường ổn định của máy bơm nhiệt không khí với nước do sự phát triển của khoa học và công nghệ, cũng như đầu tư thoải mái hơn và lắp đặt đơn giản so với máy bơm nhiệt địa nhiệt.

Nhà sản xuất công nghệ sưởi ấm hàng đầu tại Phần Lan -) - cũng đã tập trung vào việc phát triển các giải pháp bơm nhiệt không khí sang nước hiệu quả và bền vững trong nhiều năm, và gần đây là sự ra mắt thành công của Tehowatti Air trên thị trường.

Đây là một giải pháp trọn gói đa năng phù hợp với nhiều loại tài sản: tư nhân, thương mại và công cộng. Gói khởi động luôn bao gồm một dàn nóng, tức là bản thân máy bơm nhiệt không khí với nước và một mô-đun trong nhà, bao gồm: một nồi hơi điện và một bộ đun nước làm bằng thép không gỉ ferritic chịu axit chuyên dụng, tất cả đều được tự động hóa cần thiết. , dây buộc và nhóm an toàn cho dàn lạnh và dàn nóng ... Do đó, bất kỳ khách hàng và nhà lắp đặt nào đều nhận được một "nhà xây dựng" sẵn sàng lắp ráp và trong thời gian ngắn nhất có thể giải quyết vấn đề không chỉ với hệ thống sưởi và cấp nước nóng, mà còn theo yêu cầu của khách hàng cuối, ngay cả với điều hòa không khí tại Trang Chủ.

Phạm vi mô hình bao gồm nhiều sự kết hợp khác nhau của dàn nóng HP "air-water" - từ ngân sách đến các giải pháp "tiên tiến" giúp người dùng cuối tiết kiệm tối đa.

Phương án này cũng đã được chọn cho chính nó bởi giáo xứ của Nhà thờ Đức Mẹ Đồng Trinh Maria (Đấng Cứu Thế trên Sennaya) vào năm 2020 trong quá trình xây dựng lại ngôi đền. Nhà sản xuất JÄSPI và nhà phân phối DOMAP đã cùng nhau lựa chọn gói thiết bị tối ưu để giải quyết vấn đề này. Lợi thế của việc sử dụng Tehowatti Air không chỉ nằm ở việc chúng tôi cung cấp một bộ giao hàng thuận tiện cho việc lắp đặt, mà còn ở việc thiết bị này có thể dễ dàng tích hợp vào hệ thống sưởi và nước nóng hiện có.

Một chút về lịch sử

Nhà thờ đá được thành lập bởi Tổng giám mục St.Petersburg và Shlisselburg Sylvester vào ngày 20 tháng 7 năm 1753. Ngôi đền được xây dựng với kinh phí của một nông dân giàu có làm thuế Savva Yakovlev (Sobakin). Trước đây, Bartolomeo Rastrelli được coi là kiến ​​trúc sư của tòa nhà, giờ đây Andrei Kvasov được công nhận là tác giả của công trình nhiều khả năng hơn.

Kiến trúc của chùa được thiết kế theo phong cách hỗn hợp. Tượng đài mạ vàng cao được coi là một trong những tác phẩm tốt nhất ở St.Petersburg. Cũng đáng chú ý là bức tranh viết bằng chữ viết Hy Lạp và ngai vàng nặng 6 pound 38 pound (khoảng 113,8 kg).

Năm 2011, sự phát triển tích cực của dự án khôi phục Nhà thờ Đức Mẹ Hồn Xác Lên Trời trên Quảng trường Sennaya bắt đầu được tiến hành. Trong cùng năm, công việc trùng tu ngôi đền bắt đầu. Những người xây dựng phải đối mặt với nhiệm vụ mở đường nhựa và tính toán vị trí gần đúng của nhà thờ. Hóa ra nền móng cũ không bị phá hủy. Các kiến ​​trúc sư đặc biệt vui mừng với thánh hoa loa kèn của nhà thờ - bệ thờ. Không xa tấm bàn thờ, một lối vào được niêm phong dẫn đến hầm mộ của Đấng Cứu Thế đã được tìm thấy - một lối vào bị chôn vùi dẫn đến các hầm của nhà thờ. Thông thường, các linh mục và giáo dân quý tộc được chôn cất trong hầm mộ. Nhiều khả năng, Nhà thờ Chúa cứu thế trên Sennaya sẽ được khôi phục trên nền cũ.

Năm 2014, nền móng của nhà thờ đã được công nhận là di sản văn hóa theo lệnh đặc biệt. Bây giờ, bất kỳ loại công việc nào đều bị cấm tại nơi này, ngoại trừ việc cải tạo lãnh thổ và trùng tu nhà thờ.

Hệ thống không khí Tehowatti tại chỗ

Một máy bơm nhiệt nước không khí JÄSPI Tehowatti Air với bộ biến tần ngoài trời Nordic 16 đã được lắp đặt tại địa điểm này - hệ thống này được phát triển để cung cấp nước nóng, làm mát và làm mát hiệu quả ở cả các cơ sở mới và đã cải tạo.Khi thiết kế nó, người ta đặc biệt chú ý đến việc dễ lắp đặt và dễ sử dụng. Hệ thống này đã được đưa ra và đang hoạt động thành công để làm nóng nước sưởi ấm dưới sàn và cung cấp nước nóng trong một tòa nhà công cộng. Dàn nóng của máy bơm nhiệt không khí Nordic 16 hoạt động hiệu quả ở nhiệt độ ngoài trời xuống –25 ° C, đồng thời có thể cung cấp môi chất sưởi được làm nóng đến 63–65 ° C vào hệ thống sưởi.

Chúng ta hãy chú ý đến chi tiết. Như đã nói ở trên, thùng chứa bên trong của hệ thống JÄSPI Tehowatti Air được làm bằng thép không gỉ ferritic chịu axit, được sử dụng cho các điều kiện đặc biệt khó khăn trong hệ thống DHW.

Ngoài ra, cuộn dây sạc bơm nhiệt được làm bằng thép không gỉ dạng lược. Cuộn dây này cung cấp khả năng sạc nhanh, tiết kiệm năng lượng và chính xác. Thông qua dàn lạnh, nhiệt được phân phối bên trong phòng và làm nóng nước sinh hoạt.

Nếu máy bơm nhiệt không nhận được từ đường phố một lượng năng lượng đủ cho nhu cầu của cơ sở, thì hệ thống sưởi tự động và nhiệt bổ sung cần thiết sẽ được cung cấp với sự trợ giúp của bộ phận làm nóng điện của khối bên trong HP.

Các thành phần và vật liệu Tehowatti Air chất lượng cao của Phần Lan giúp tiết kiệm lâu dài dưới dạng tiêu thụ năng lượng thấp mà không cần bảo trì thiết bị thường xuyên. Cả dàn nóng và dàn lạnh đều hoạt động với độ ồn thấp.

Hệ thống máy bơm nhiệt không khí với nước của JÄSPI Tehowatti được thiết kế và sản xuất tại Phần Lan, có chất lượng tốt nhất đến từng chi tiết nhỏ nhất, hầu như không cần bảo trì và có độ tin cậy cao (giải quyết vấn đề của khách hàng với tuổi thọ trung bình 20–25 năm). Khi tạo ra thiết bị của mình, JÄSPI ("Yaspi") sử dụng kiến ​​thức cao trong lĩnh vực sưởi ấm và nhiều năm kinh nghiệm trong việc vận hành thiết bị trong điều kiện khắc nghiệt của miền Bắc.

Đặc điểm của giếng bơm nhiệt

Yếu tố chính trong hoạt động của hệ thống sưởi khi sử dụng phương pháp này là giếng. Việc khoan của nó được thực hiện để lắp đặt một đầu dò địa nhiệt đặc biệt và một máy bơm nhiệt trực tiếp trong đó.

Việc tổ chức một hệ thống sưởi ấm dựa trên một máy bơm nhiệt là hợp lý cho cả những ngôi nhà nhỏ tư nhân và cho toàn bộ đất nông nghiệp. Bất kể khu vực nào sẽ cần được gia nhiệt, cần tiến hành đánh giá mặt cắt địa chất của khu vực trước khi khoan giếng. Dữ liệu chính xác sẽ giúp tính toán chính xác số lượng giếng cần thiết.

Độ sâu của giếng phải được lựa chọn sao cho nó không chỉ có thể cung cấp đủ nhiệt cho đối tượng được xem xét mà còn cho phép lựa chọn một máy bơm nhiệt với các đặc tính kỹ thuật tiêu chuẩn. Để tăng khả năng truyền nhiệt, một dung dịch đặc biệt được đổ vào khoang giếng nơi đặt mạch điện tích hợp (để thay thế cho dung dịch, có thể sử dụng đất sét).

Yêu cầu chính đối với giếng khoan cho máy bơm nhiệt là cách ly hoàn toàn tất cả, không có ngoại lệ, chân trời nước ngầm. Nếu không, sự xâm nhập của nước vào các tầng bên dưới có thể được coi là ô nhiễm. Nếu chất làm mát đi vào nước ngầm, nó sẽ gây ra những hậu quả tiêu cực về môi trường.

Máy bơm nhiệt là gì?

Máy bơm nhiệt được Lord Kelvin phát minh ra cách đây 150 năm và được đặt tên là bộ nhân nhiệt. Nó bao gồm một máy nén, giống như một tủ lạnh thông thường và hai bộ trao đổi nhiệt. Có thể so sánh nguyên lý hoạt động của tủ lạnh. Cái sau có một tấm lưới ở phía sau làm nóng lên, bên trong ngăn đá, nó nguội đi. Nếu chúng ta lấy tủ đông này, cho các ống, đặt các ống freon vào bồn tắm, khi đó nước trong bồn tắm sẽ được làm lạnh, và tấm lưới sẽ ấm lên từ phía sau, và tủ lạnh sẽ bơm nhiệt từ bồn tắm và làm nóng phòng thông qua hàng rào. Máy bơm nhiệt hoạt động theo cách tương tự.

Có hai đường ống chạy xuống đất ở đây.Sau đó, họ phân kỳ và khoảng 350 mét giếng đã được khoan trong ngôi nhà này. Một đầu dò hình chữ y được đưa vào mỗi giếng. Chất lỏng chảy qua đầu dò này và được làm ấm bởi hơi ấm của trái đất. Nhiệt độ khoảng -1 độ từ máy bơm nhiệt và +5 độ trở lại từ mặt đất. Đây là một hệ thống khép kín với máy bơm tuần hoàn này, nó được bơm, và nhiệt được loại bỏ và truyền vào nhà. Hai đường ống này làm nóng sàn nhà ấm áp. Một tủ lạnh bình thường, nhưng có một máy nén mạnh hơn.

Đồ điện tử tự chế trong một cửa hàng Trung Quốc.

Giá khoan giếng bơm nhiệt

Chi phí lắp đặt mạch đầu tiên của hệ thống sưởi địa nhiệt

Tại sao tôi lại chọn một máy bơm nhiệt cho hệ thống cấp nước và sưởi ấm của gia đình mình?

Vì vậy, tôi đã mua một lô đất để làm nhà ở mà không có khí. Triển vọng cung cấp khí trong 4 năm tới. Nó là cần thiết để quyết định làm thế nào để sống cho đến thời điểm này.

Các tùy chọn sau đã được xem xét:

1. 1) bồn chứa khí 2) nhiên liệu diesel 3) viên nén

Chi phí cho tất cả các loại sưởi ấm này là tương xứng, vì vậy tôi quyết định tính toán chi tiết bằng cách sử dụng ví dụ về một bình gas. Các yếu tố cần cân nhắc như sau: 4 năm đối với khí đốt hóa lỏng nhập khẩu, sau đó thay thế vòi phun trong lò hơi, cung cấp khí chính và tối thiểu chi phí để làm lại. Kết quả là:

• Đối với một ngôi nhà 250 m2, chi phí của một lò hơi, một bồn chứa khí đốt là khoảng 500.000 rúp
• toàn bộ trang web cần được đào
• sự sẵn có của một quyền truy cập thuận tiện cho một nhà cung cấp lại tiền cho tương lai
• bảo trì khoảng 100.000 rúp mỗi năm:
• ngôi nhà sẽ có hệ thống sưởi + nước nóng
• ở nhiệt độ -150 ° C trở xuống, chi phí là 15-20.000 rúp mỗi tháng).

Toàn bộ:

• bình gas + nồi hơi - 500.000 rúp
• hoạt động trong 4 năm - 400.000 rúp
• cung cấp đường ống dẫn khí chính cho địa điểm - 350.000 rúp
• thay thế vòi phun, bảo trì nồi hơi - 40.000 rúp

Tổng cộng - 1 250 000 rúp và rất nhiều ồn ào xung quanh vấn đề sưởi ấm trong 4 năm tới! Thời gian cá nhân về tiền bạc cũng là một khoản kha khá.

Vì vậy, lựa chọn của tôi rơi vào một máy bơm nhiệt với chi phí tương xứng để khoan 3 giếng, mỗi giếng 85 mét và mua nó kèm theo lắp đặt. Máy bơm nhiệt Buderus 14 kW đã hoạt động được 2 năm. Một năm trước, tôi đã lắp đặt một công tơ riêng cho nó: 12.000 kWh mỗi năm !!! Về tiền bạc: 2400 rúp mỗi tháng! (Tiền gas hàng tháng sẽ nhiều hơn) Hệ thống sưởi, nước nóng và máy lạnh miễn phí vào mùa hè!

Điều hòa không khí hoạt động bằng cách nâng cao chất làm mát ở nhiệt độ + 6-8 ° C từ giếng, được sử dụng để làm mát cơ sở thông qua các đơn vị cuộn dây quạt thông thường (bộ tản nhiệt với quạt và cảm biến nhiệt độ).

Máy điều hòa không khí thông thường cũng rất tiêu tốn năng lượng - ít nhất 3 kW mỗi phòng. Đó là, 9-12 kW cho toàn bộ ngôi nhà! Sự khác biệt này cũng phải được tính đến khi hoàn vốn của máy bơm nhiệt.

Vì vậy, việc hoàn vốn trong vòng 5-10 năm là chuyện hoang đường đối với những người ngồi trên đường ống gas, những người còn lại được hoan nghênh vào câu lạc bộ những người tiêu dùng năng lượng “Xanh”.

Chủ sở hữu máy bơm nhiệt không khí từ CIS

Alina Shuvalova, Dnipro (Dnipropetrovsk), Ukraina

Họ bỏ hệ thống sưởi tập trung và lắp đặt một máy bơm nhiệt không khí trong căn hộ (sáng kiến ​​của chồng tôi). Các khoản tiết kiệm được là đáng kể, do thực tế là có cửa sổ nhựa ở khắp mọi nơi, ngôi nhà được cách nhiệt và các căn hộ được sưởi ấm từ mọi phía.

Nó xảy ra đến nỗi chúng tôi chỉ làm nóng căn hộ một chút, và bản thân chúng tôi có thể điều chỉnh nhiệt độ. Khi chúng tôi đi làm và con đi học, máy bơm sẽ được tắt, nó được hẹn giờ và bật khi con trai về nhà (trong thời gian này căn hộ không có thời gian để hạ nhiệt).

Kashevich Alexey, Belarus

Tôi đã mua một máy bơm nhiệt không khí cho ngôi nhà của tôi (trước đó nó đã được làm nóng bằng bếp). Lúc đầu, mọi thứ diễn ra như kim đồng hồ, khi cái lạnh đến, tắc đường bắt đầu xảy ra liên tục.Tôi không coi trọng điều này, và khi tôi bắt đầu bị đập liên tục, tôi đã gọi thợ điện.

Hóa ra, trong thời tiết lạnh, nó tiêu thụ quá nhiều điện và mạng của chúng tôi không được thiết kế cho việc này. Có một sự lựa chọn - hoặc quay trở lại lò sưởi, hoặc ngồi trong giá lạnh. Nhìn chung, mùa giải diễn ra không mấy thoải mái, tôi vẫn chưa quyết định sẽ làm gì tiếp theo. Quá đắt để đặt và kết nối một cáp mạnh hơn.

Sắc thái cài đặt

Khi lựa chọn một máy bơm nhiệt nước, điều quan trọng là phải tính toán các điều kiện hoạt động. Nếu đường dây được ngâm trong một vùng nước, bạn cần tính đến thể tích của nó (đối với hồ, ao kín, v.v.), và khi lắp đặt trên sông, tốc độ của dòng điện

Nếu tính toán sai được thực hiện, các đường ống sẽ bị đóng băng bởi nước đá và hiệu suất của máy bơm nhiệt sẽ bằng không.

Máy làm lạnh là gì và nó hoạt động như thế nào

Khi lấy mẫu nước ngầm, phải tính đến các biến động theo mùa. Như bạn đã biết, vào mùa xuân và mùa thu, lượng nước ngầm cao hơn mùa đông và mùa hè. Cụ thể, thời gian hoạt động chính của máy bơm nhiệt sẽ vào mùa đông. Để bơm ra và bơm nước, bạn cần sử dụng máy bơm thông thường, loại máy này cũng tốn điện. Chi phí của nó phải được tính vào tổng và chỉ sau đó mới xem xét đến hiệu quả và thời gian hoàn vốn của máy bơm nhiệt.

một lựa chọn tuyệt vời là sử dụng nước artesian. Nó thoát ra từ các lớp sâu bởi trọng lực, dưới áp lực. Nhưng bạn sẽ phải lắp đặt thêm thiết bị để bù đắp cho nó. Nếu không, các bộ phận của máy bơm nhiệt có thể bị hỏng.

Nhược điểm duy nhất của việc sử dụng giếng artesian là chi phí khoan. Chi phí sẽ không sớm được thanh toán do thiếu máy bơm để nâng nước từ giếng thông thường và bơm xuống đất.

Sưởi ấm công nghệ vận hành máy phát nhiệt

Trong cơ quan làm việc, nước phải nhận được tốc độ và áp suất tăng dần, được thực hiện bằng cách sử dụng các đường ống có đường kính khác nhau, nhỏ dần theo dòng chảy. Ở trung tâm của buồng làm việc, một số dòng áp suất được trộn lẫn, dẫn đến hiện tượng xâm thực.

Để điều khiển các đặc tính tốc độ của dòng nước, các thiết bị hãm được lắp đặt ở đầu ra và trong khoang làm việc.

Nước di chuyển đến vòi ở đầu đối diện của buồng, từ đó nó chảy theo hướng hồi lưu để tái sử dụng bằng cách sử dụng một máy bơm tuần hoàn. Quá trình đốt nóng và sinh nhiệt xảy ra do sự chuyển động và giãn nở mạnh của chất lỏng ở lối ra từ lỗ hẹp của vòi phun.

Tính chất tích cực và tiêu cực của máy phát nhiệt

Máy bơm tạo khoang được phân loại là thiết bị đơn giản. Chúng chuyển đổi năng lượng động cơ cơ học của nước thành nhiệt năng dùng để sưởi ấm căn phòng. Trước khi xây dựng một đơn vị cavitation bằng tay của chính bạn, cần lưu ý những ưu và nhược điểm của việc lắp đặt như vậy. Các đặc điểm tích cực bao gồm:

• tạo ra năng lượng nhiệt hiệu quả;
• tiết kiệm trong hoạt động do thiếu nhiên liệu như vậy;
• một lựa chọn hợp lý để mua và tự làm.

Máy phát nhiệt có nhược điểm:

• máy bơm hoạt động ồn ào và hiện tượng xâm thực;
• nguyên liệu để sản xuất không phải lúc nào cũng dễ kiếm;
• sử dụng công suất khá cho phòng 60–80 m2;
• chiếm nhiều diện tích sử dụng trong phòng.

Khoan giếng cho hệ thống bơm nhiệt

Tốt hơn hết là bạn nên giao thiết bị giếng cho một tổ chức lắp đặt chuyên nghiệp. Việc đại diện của công ty bán máy bơm nhiệt làm việc này là tối ưu. Vì vậy, bạn có thể tính đến tất cả các sắc thái của việc khoan và vị trí của các đầu dò từ cấu trúc và đáp ứng các yêu cầu khác.

Một tổ chức chuyên môn sẽ hỗ trợ xin giấy phép khoan giếng thăm dò cho máy bơm nhiệt nguồn mặt đất. Theo quy định của pháp luật, việc sử dụng nước ngầm cho các mục đích kinh tế bị cấm. Chúng ta đang nói về việc sử dụng cho bất kỳ mục đích nào của vùng nước nằm bên dưới tầng chứa nước thứ nhất.

Theo quy định, quy trình khoan hệ thống dọc cần được phối hợp với các cơ quan quản lý nhà nước. Thiếu giấy phép dẫn đến bị phạt.

Sau khi nhận được tất cả các tài liệu cần thiết, công việc cài đặt bắt đầu, theo trình tự sau:

• Các điểm khoan và vị trí của các đầu dò trên công trường được xác định, có tính đến khoảng cách từ cấu trúc, đặc điểm cảnh quan, sự hiện diện của nước ngầm, v.v. Duy trì khoảng cách giữa giếng và nhà tối thiểu là 3 m.
• Thiết bị khoan đang được nhập khẩu, cũng như các thiết bị cần thiết cho công việc cảnh quan. Để lắp đặt theo chiều dọc và ngang, cần phải có máy khoan và búa khoan. Để khoan đất theo góc nghiêng, người ta sử dụng các giàn khoan có đường viền quạt. Mô hình được sử dụng rộng rãi nhất là mô hình theo dõi. Các đầu dò được đặt trong các giếng thu được và các khoảng trống được lấp đầy bằng các dung dịch đặc biệt.

Cho phép khoan giếng cho máy bơm nhiệt (trừ hệ thống dây điện theo cụm) ở khoảng cách ít nhất 3 m từ tòa nhà, khoảng cách tối đa đến nhà không quá 100 m. Dự án được thực hiện trên cơ sở các tiêu chuẩn này .

Độ sâu của giếng phải là bao nhiêu

Độ sâu được tính toán dựa trên một số yếu tố:

• Sự phụ thuộc của hiệu suất vào độ sâu của giếng - có một điều như sự giảm nhiệt hàng năm. Nếu giếng có độ sâu lớn và trong một số trường hợp phải làm kênh dẫn đến 150 m thì hàng năm các chỉ tiêu về nhiệt lượng nhận được sẽ giảm dần, theo thời gian quá trình này sẽ ổn định. độ sâu tối đa không phải là giải pháp tốt nhất. Thông thường, một số kênh dọc được tạo ra, cách xa nhau. Khoảng cách giữa các giếng từ 1-1,5 m.
• Việc tính toán độ sâu của giếng khoan cho các đầu dò được thực hiện có tính đến các yếu tố sau: tổng diện tích của lãnh thổ liền kề, sự hiện diện của nước ngầm và giếng khoan, tổng diện tích được gia nhiệt. Vì vậy, ví dụ, độ sâu của giếng khoan với nước ngầm cao sẽ giảm mạnh so với việc chế tạo giếng trên đất cát.

Việc tạo ra các giếng địa nhiệt là một quá trình kỹ thuật phức tạp. Tất cả các công việc, từ tài liệu thiết kế đến vận hành máy bơm nhiệt, phải được thực hiện độc quyền bởi các chuyên gia.

Để tính toán chi phí công việc gần đúng, hãy sử dụng máy tính trực tuyến. Các chương trình giúp tính toán khối lượng nước trong giếng (ảnh hưởng đến lượng propylene glycol cần thiết), độ sâu của nó và thực hiện các phép tính khác.

Làm thế nào để lấp đầy giếng

Việc lựa chọn vật liệu thường hoàn toàn thuộc về chủ sở hữu.

Nhà thầu có thể khuyên bạn nên chú ý đến loại ống và đề xuất thành phần để lấp giếng, nhưng quyết định cuối cùng sẽ phải được đưa ra một cách độc lập. Các tùy chọn là gì?

• Đường ống dùng cho giếng - sử dụng đường viền bằng nhựa và kim loại. Thực tiễn đã chỉ ra rằng phương án thứ hai dễ chấp nhận hơn. Tuổi thọ của ống kim loại ít nhất là 50-70 năm, thành ống kim loại có khả năng dẫn nhiệt tốt làm tăng hiệu quả của bộ thu nhiệt. Nhựa dễ lắp đặt hơn, vì vậy các tổ chức xây dựng thường chỉ cung cấp nó.
• Vật liệu để lấp đầy các khoảng trống giữa đường ống và mặt đất. Việc cắm giếng là quy tắc bắt buộc phải thực hiện. Nếu không gian giữa đường ống và mặt đất không được lấp đầy, hiện tượng co ngót xảy ra theo thời gian, có thể làm hỏng tính toàn vẹn của mạch điện. Các khoảng trống được lấp đầy bằng bất kỳ vật liệu xây dựng nào có tính dẫn nhiệt và đàn hồi tốt, chẳng hạn như Betonit. Việc lấp đầy giếng cho máy bơm nhiệt không được cản trở sự lưu thông bình thường của nhiệt từ mặt đất đến bộ thu nhiệt. Công việc được thực hiện từ từ để không để lại khoảng trống.

Ngay cả khi việc khoan và định vị các đầu dò từ tòa nhà và từ nhau được thực hiện chính xác, sau một năm, công việc bổ sung sẽ được yêu cầu do sự co ngót của đầu thu.

Máy bơm nhiệt: nguyên lý hoạt động và ứng dụng

Định luật thứ hai của nhiệt động lực học nói: Nhiệt chỉ có thể di chuyển một cách tự phát theo một hướng, từ vật nóng hơn sang vật ít nóng hơn, và quá trình này là không thể đảo ngược. Do đó, tất cả các hệ thống sưởi truyền thống đều dựa trên việc làm nóng một chất mang nhiệt nhất định (thường là nước) đến nhiệt độ cao hơn mức cần thiết để tạo sự thoải mái, sau đó đưa chất mang nhiệt này tiếp xúc với không khí lạnh hơn của phòng và chính nhiệt lượng đó, theo đến đầu thứ 2 của nhiệt động lực học, sẽ chuyển sang không khí này, làm nóng nó. Và đây là mô hình sưởi ấm hiện đại: nếu bạn muốn sưởi ấm một người - hãy làm ấm bầu không khí mà anh ta đang ở đó! Và để làm nóng chất làm mát, bạn cần đốt cháy nhiên liệu, do đó, trong tất cả các hình thức sưởi ấm này, quá trình đốt cháy có liên quan đến tất cả các hậu quả sau đó (nguy cơ hỏa hoạn, khí thải carbon dioxide, bể chứa nhiên liệu hoặc một đường ống không thẩm mỹ gần bức tường của ngôi nhà). Nhưng trữ lượng nhiên liệu mặc dù lớn nhưng không phải là không có giới hạn. Và nếu đây là một loại vật tư tiêu hao không thể tái tạo và sẽ kết thúc vào một lúc nào đó, thì không có gì đáng ngạc nhiên khi giá của nó không ngừng tăng lên và sẽ tiếp tục tăng trong tương lai. Bây giờ, nếu có thể sử dụng cho quá trình sưởi ấm một số nguồn nhiệt bổ sung, thì quá trình tăng trưởng giá trị có thể bị dừng lại (hoặc làm chậm lại) và có lẽ sẽ thoát khỏi những hậu quả tiêu cực của quá trình đốt cháy. Một trong những người đầu tiên nghĩ về điều này vào năm 1849 là William Thompson, nhà vật lý người Anh, người sau này được gọi là Lord Kelvin. Có thể thu được nhiệt lượng cần thiết không phải bằng cách sưởi ấm, mà bằng cách truyền, đưa nó ra một nơi nào đó bên ngoài và truyền nó vào trong phòng. Định luật thứ 2 tương tự của nhiệt động lực học nói rằng bạn có thể khởi động nhiệt theo hướng ngược lại, truyền nhiệt từ lạnh hơn (ví dụ, từ không khí bên ngoài) sang ấm hơn (không khí trong nhà), nhưng để làm được điều này, bạn cần tiêu tốn năng lượng (hoặc, như các nhà vật lý nói, làm việc). Không khí lạnh có thể ấm đến mức nào? - bạn sẽ nói. Sau đó, hãy trả lời một câu hỏi: -15⁰C có ấm hơn -25⁰C không? Đúng là ấm hơn! Nếu bạn lấy năng lượng từ không khí ở -15⁰С, thì nó sẽ nguội đi, ví dụ, đến -25 С. Nhưng làm thế nào để lấy năng lượng này và nó có thể được sử dụng không? Năm 1852, Lord Kelvin đưa ra công thức nguyên lý hoạt động của động cơ nhiệt truyền nhiệt từ nguồn có nhiệt độ thấp đến người tiêu dùng có nhiệt độ cao hơn, gọi thiết bị này là "bộ nhân nhiệt", ngày nay được gọi là "máy bơm nhiệt ". Các nguồn như vậy có thể là đất, nước trong hồ chứa và giếng, cũng như xung quanh không khí. Tất cả chúng đều chứa năng lượng tiềm năng thấp tích tụ từ mặt trời. Bạn chỉ cần học cách lấy nó và biến đổi thành dạng nhiệt độ cao hơn phù hợp để sử dụng. Tất cả các nguồn này đều có thể tái tạo và hoàn toàn thân thiện với môi trường. Chúng tôi không đưa thêm bất kỳ nhiệt lượng nào vào hệ thống "Trái đất", mà chỉ đơn giản là phân phối lại nó, lấy nó ở một nơi (bên ngoài) và chuyển nó đến một nơi khác (người tiêu dùng bên trong). Đây là một cách tiếp cận hoàn toàn mới để tạo ra một không khí trong nhà thoải mái. Bên ngoài, nhiệt độ rất khác nhau: từ "rất lạnh" đến "rất nóng", và một người cảm thấy thoải mái trong khoảng nhiệt độ khá hẹp là +20 .. + 25⁰С, và chính nhiệt độ này mà anh ta tạo ra trong nhà của mình. Nếu nhiệt độ trong nhà cần tăng lên (sưởi ấm vào mùa đông), bạn có thể lấy nhiệt lượng còn thiếu từ đường phố và truyền vào nhà, và không tạo ra nguồn tăng nhiệt độ bên trong bằng cách đốt nhiên liệu (lò hơi truyền thống)! Và nếu nhiệt độ trong nhà cần được hạ xuống (làm mát vào mùa hè), nhiệt lượng dư thừa có thể được loại bỏ bằng cách chuyển nó từ trong phòng ra ngoài đường. Sau này được nhận ra thông qua tất cả chúng ta máy lạnh quen thuộc. Vậy chúng ta có gì? Đối với sưởi cơ sở chúng tôi sử dụng các thiết bị giống nhau: nồi hơi, bếp lò, v.v., hoạt động bằng cách đốt cháy nhiên liệu bên trong và để làm mát - cái khác: máy điều hòa nhiệt độ truyền nhiệt thừa từ trong nhà ra ngoài đường. Và sẽ hấp dẫn biết bao khi có một thiết bị cho mọi trường hợp: đơn vị khí hậu phổ quátduy trì nhiệt độ thoải mái trong nhà quanh năm, đơn giản bằng cách truyền nhiệt từ bên ngoài vào bên trong hoặc trở lại! Bây giờ chúng tôi sẽ cho bạn thấy rằng phép lạ là có thể.

Hãy quay trở lại máy bơm nhiệt. Làm thế nào nó hoạt động? Nó dựa trên cái gọi là chu trình Carnot ngược, được chúng tôi biết đến từ khóa học vật lý ở trường, cũng như đặc tính của một chất trong quá trình bay hơi để hấp thụ nhiệt và trong quá trình ngưng tụ (biến đổi thành chất lỏng) - để cho nó đi... Để hiểu rõ hơn, chúng ta hãy chuyển sang phép loại suy. Tất cả chúng ta đều có một tủ lạnh.

Nhưng bạn có bao giờ tự hỏi nó hoạt động như thế nào không? Nhiệm vụ của nó, có vẻ như, là "tạo ra lạnh": nhưng có phải vậy không? Trên thực tế, thực phẩm bên trong tủ lạnh được làm lạnh bằng cách lấy nhiệt ra khỏi nó. Giả sử bạn mang thịt ướp lạnh từ cửa hàng ở nhiệt độ + 1⁰C và ném vào tủ đông. Sau một thời gian, thịt đông lại và nhiệt độ của nó trở thành -18⁰С. Chúng tôi đã lấy từ anh ta nhiệt lượng lên tới 19⁰C, và nhiệt lượng này đã đi đâu? Nếu bạn chạm vào thành sau của tủ lạnh (thường nó được làm ở dạng ống cuộn cuộn), bạn sẽ thấy rằng nó ấm và đôi khi nóng. Đây là nhiệt lấy từ thịt (cùng 19 ° C), và truyền đến thành sau. Nhưng trong quá trình làm lạnh, thịt có nhiệt độ trung gian là -5⁰С và -10⁰С, nhưng tủ lạnh vẫn lấy nhiệt từ đó, càng làm lạnh càng nhiều. Điều này có nghĩa là ngay cả từ thịt đông lạnh có nhiệt độ -10C, bạn có thể lấy nhiệt bằng cách biến nó thành thịt có nhiệt độ -18C: có nghĩa là nhiệt này đã có ở đó, nhưng ở dạng nhiệt độ thấp. Và tủ lạnh không chỉ quản lý để lấy nhiệt ở nhiệt độ thấp này, mà còn biến nó thành nhiệt độ cao. Nhiệt từ phía sau tủ lạnh có thể giúp bạn giữ ấm bằng cách dựa vào nó. Theo một nghĩa nào đó, một miếng thịt nguội đã sưởi ấm chúng ta bằng hơi ấm mà nó chứa đựng, mặc dù thật khó tin ngay được. Chúng tôi đã học được những gì tủ lạnh đã làm với một miếng thịt: nó lấy đi nhiệt từ nó (bên trong) và truyền nó ra bức tường phía sau (bên ngoài). Bây giờ là lúc để tìm hiểu xem anh ta đã làm điều đó như thế nào? Bên trong tủ lạnh, một cuộn dây khác đi qua, tương tự như cuộn đầu tiên, và chúng cùng nhau tạo thành một vòng khép kín, trong đó, với sự trợ giúp của máy nén, khí dễ bay hơi sẽ luân chuyển - freon. Chỉ là nó không lưu thông tự do. Trước khi vào tủ lạnh, đường kính của ống cuộn thu hẹp mạnh, và sau đó nở ra mạnh. Freon, di chuyển qua ống do hoạt động của máy nén, "chui" qua cổ họng hẹp, đi vào vùng chân không (áp suất thấp hơn), bởi vì "Bất ngờ" rơi vào một thể tích tăng lên rất nhiều (giảm áp suất). Khi ở trong vùng áp suất thấp, freon bắt đầu bốc hơi mạnh (chuyển sang trạng thái khí), và đi dọc theo cuộn dây bên trong, hấp thụ nhiệt từ các bức tường của nó, và đến lượt chúng, lấy nhiệt từ không khí xung quanh bên trong tủ lạnh . Kết quả: không khí bên trong được làm mát, và thực phẩm được làm mát khi tiếp xúc với nó. Vì vậy, như trong cuộc chạy tiếp sức, dọc theo dây chuyền, freon bay hơi gây ra luồng nhiệt từ các sản phẩm đến chính freon: khi kết thúc "hành trình" dọc theo cuộn dây bên trong, nhiệt độ freon tăng lên vài độ. Phần tiếp theo của freon lấy phần nhiệt tiếp theo bên trong. Bằng cách điều chỉnh mức độ chân không, bạn có thể điều chỉnh nhiệt độ bay hơi của freon và theo đó, nhiệt độ làm mát của tủ lạnh. Hơn nữa, freon "làm nóng" được máy nén hút ra khỏi cuộn dây bên trong và đi vào cuộn dây bên ngoài, nơi nó được nén đến một áp suất nhất định, bởi vì ở đầu kia của cuộn dây bên ngoài nó được "ngăn" bởi một lỗ hẹp gọi là Bướm ga hoặc là van điều nhiệt (giãn nở). Kết quả của việc nén khí freon, nhiệt độ của nó tăng lên, lên đến +40 .. + 60⁰С, và đi qua cuộn dây bên ngoài, nó tỏa nhiệt ra không khí bên ngoài, nguội đi và chuyển thành trạng thái lỏng (ngưng tụ ). Hơn nữa, freon một lần nữa thấy mình ở phía trước của một cổ họng hẹp (nghẹt thở), bay hơi, lấy đi nhiệt và quá trình này được lặp lại một lần nữa. Do đó, cuộn dây bên trong, nơi freon bay hơi, lấy đi nhiệt, được gọi là Thiết bị bay hơivà cuộn dây bên ngoài, nơi freon, ngưng tụ, tỏa ra nhiệt lượng được gọi là Tụ điện... Thiết bị được mô tả ở đây lấy nhiệt ở một nơi (bên trong) và truyền nó đến một nơi khác (bên ngoài). Một tính năng đặc trưng của thiết bị là mạch kín mà freon lưu thông qua đó được chia thành 2 vùng: vùng áp suất thấp (chân không), nơi freon có thể bay hơi mạnh và vùng áp suất cao, nơi nó ngưng tụ. Ngăn cách của hai vùng này là lỗ tiết lưu, và việc duy trì các áp suất khác nhau như vậy trong một vòng kín có thể thực hiện được do hoạt động của máy nén, đòi hỏi năng lượng. (Nếu máy nén dừng, sau một thời gian áp suất trong dàn bay hơi và bình ngưng sẽ cân bằng và quá trình truyền tải sẽ dừng lại). Những, cái đó. thiết bị có thể truyền nhiệt từ lạnh hơn sang ấm hơn, nhưng chỉ bằng cách tiêu tốn một lượng năng lượng nhất định. Những, cái đó. đơn giản hóa, lấy tủ lạnh và mở cửa ra đường, và quay bức tường sau vào trong phòng, bạn có thể sưởi ấm. Chỉ cần không khí trong lành của nhiệt độ bên ngoài luôn đi vào tủ lạnh và không khí được làm lạnh do tiếp xúc với bộ trao đổi nhiệt bên trong sẽ bị loại bỏ. Điều này có thể dễ dàng nhận ra bằng cách lắp đặt một quạt ở đầu vào, quạt sẽ dẫn các phần không khí mới vào cuộn dây. Sau đó, nhiệt lấy đi từ không khí bên ngoài sẽ được truyền vào bên trong phòng, làm ấm nó. Những, cái đó. tủ lạnh, cửa mở ra bên ngoài, và có một máy bơm nhiệt đơn giản. Máy bơm nhiệt nguồn không khí được sản xuất hàng loạt đầu tiên trông như thế này. Chúng trông giống như máy điều hòa không khí cửa sổ. Đó là, nó là một hộp kim loại được lắp vào khe hở của cửa sổ, hướng dàn bay hơi ra ngoài và dàn ngưng vào trong. Có một cái quạt phía trước thiết bị bay hơi, giúp dẫn luồng không khí trong lành đi qua các bộ trao đổi nhiệt cuộn dây, và không khí làm mát đi ra từ phía bên kia của hộp. Dàn bay hơi được ngăn cách với dàn ngưng bằng một lớp cách nhiệt. Ngoài ra còn có một chiếc quạt trên cuộn dây bên trong, giúp dẫn không khí trong phòng qua bộ trao đổi nhiệt và thổi không khí đã được làm ấm ra. Với sự cải tiến hơn nữa của thiết bị, phần bên ngoài được tách ra khỏi phần bên trong và bắt đầu trông giống như một hệ thống điều hòa không khí tách rời. Hai phần của tổng thể được kết nối với nhau bằng các ống đồng cách nhiệt, trong đó freon lưu thông, và cáp điện để cung cấp nguồn và tín hiệu điều khiển. Máy bơm nhiệt không khí hiện đại là một thiết bị phức tạp với điều khiển điện tử thông minh, có khả năng hoạt động tự động, điều chỉnh trơn tru hiệu suất của chúng tùy thuộc vào nhiệt độ bên ngoài, nhiệt độ bên trong cài đặt và một số chế độ. Điều này cho phép bạn tiết kiệm thêm điện năng tiêu thụ.

Sự phân loại chính của máy bơm nhiệt (HP) được thực hiện theo nguồn tiềm năng thấp mà từ đó năng lượng được lấy (không khí, đất, nước) và đến người tiêu dùng - vật mang nhiệt, trao đổi nhiệt với bình ngưng và sau đó được sử dụng trong hệ thống sưởi ấm (không khí, nước; thay vì nước, đôi khi được sử dụng chất chống đông). Hãy liệt kê những điều phổ biến nhất:

1. Máy bơm nhiệt không khí (VTN). Loại giá cả phải chăng nhất, đặc biệt là đường hàng không.

-TH air-air

-TH không khí-nước

2. Máy bơm nhiệt nguồn mặt đất (GTN). Loại đắt nhất, bởi vì đòi hỏi phải đào hoặc khoan tốn kém, hàng trăm mét đường ống và một khối lượng lớn chất chống đông.

-TH đất-nước

3. Máy bơm nhiệt nước. Các đường ống có chất chống đông được đặt dưới đáy hồ chứa (hồ, ao, biển ...) hoặc hai giếng nước (nước ngọt lấy từ giếng này, nước nguội được dẫn vào giếng kia). Chi phí cao phụ thuộc vào cách tiếp cận với nước - một nguồn nhiệt - được sử dụng. Nhưng dù sao cũng không rẻ!

-TH nước-nước

Bây giờ - điều quan trọng nhất: Về chiến thắng... Bất kỳ máy bơm nhiệt nào được liệt kê đều cho phép bạn nhận được nhiều năng lượng hơn mức đã tiêu tốn cho quá trình truyền tải của nó (hoạt động của máy nén, quạt, thiết bị điện tử ...). Hiệu suất của máy bơm nhiệt được ước tính bằng cách sử dụng hệ số hiệu suất COP (Hệ số hiệu suất), bằng tỷ số giữa năng lượng nhiệt nhận được (tính bằng kW * h) với năng lượng điện tiêu thụ. Giá trị không thứ nguyên này cho biết nhiệt lượng được tạo ra bởi máy bơm nhiệt nhiều hơn bao nhiêu lần so với năng lượng tiêu thụ. COP phụ thuộc vào sự chênh lệch nhiệt độ giữa Nguồn (nhiệt độ thấp ngoài trời) và Người tiêu dùng (nhiệt độ trong nhà +20 .. + 25⁰С) và thường dao động từ 2 đến 5.

Đây là lợi ích của chúng tôi khi sử dụng máy bơm nhiệt: đối với 1 kW điện tiêu thụ, bạn có thể nhận được từ 1 kW đến 4 kW nhiệt miễn phí từ môi trường, mà ở đầu ra sẽ cung cấp từ 2 đến 5 kW nhiệt cho ngôi nhà.