عند اختيار بديل لأنظمة التدفئة القياسية ، من المستحسن معرفة ما هي المضخة الحرارية؟ يستخدم مثل هذا التصميم بنشاط في الخارج ، في روسيا مثل هذا التكوين هو حداثة. ويرجع ذلك إلى ارتفاع تكلفة المعدات وتركيبها ، فضلاً عن عدم كفاية المعرفة بجميع التفاصيل الدقيقة ومزايا هذا الجهاز. للإشارة: يتم تدفئة أكثر من 90٪ من المنازل في النرويج والسويد بهذه الطريقة. ضع في اعتبارك ميزات وخصائص هذا التصميم.
الوصف
ما هي المضخة الحرارية؟ هذا الجهاز عبارة عن مضخة تمتص الطاقة الحرارية التي يحتمل أن تكون منخفضة من البيئة ، وتحويلها إلى أنظمة إمداد حرارية ذات درجة حرارة متزايدة. من الجدير بالذكر أن معظم الموارد الطبيعية بها احتياطيات من الطاقة ، بما في ذلك الصقيع. حتى في أقسى فصل الشتاء ، يمكن تدفئة المنزل بالطاقة الطبيعية.
تعديل الأجهزة قيد النظر يعتمد على نوع مصدر الطاقة المستقبلة (الأرض ، الهواء ، الماء). على الأكثرجهاز شائع وعملي هو وحدة حرارية أرضية تعمل على تحويل طاقة التربة. بالإضافة إلى ذلك ، فهي مناسبة بشكل مثالي للسمات المناخية المحلية. هذا مناسب تمامًا لجميع مناطق الاتحاد الروسي تقريبًا.
مبدأ العمل
تعمل المضخة الحرارية ذات المصدر الأرضي للمنزل وفقًا لأحد المبادئ الثلاثة:
- من خلال أنبوب خاص في البئر ، يتم نقل المياه الجوفية إلى السطح. لديهم نظام درجة حرارة معين ، يمر عبر المبادل ، ينقلون الحرارة المتاحة ، التي تسخن المنزل. بعد ذلك يعود الماء بشكل طبيعي (باتجاه مجرى النهر).
- يتم إنزال وعاء به مادة مانعة للتجمد في حفرة البئر على عمق 70-100 متر ، تختلف درجة حرارتها عن درجة حرارة التربة المحيطة. تعمل مضخة الحرارة الأرضية على تسريع السائل ثم توصيله إلى المبادل الحراري. نتيجة لهذه العملية ، يتم إطلاق الحرارة.
- في هذا الخيار ، حفر بئر غير مطلوب. ومن الجدير بالذكر أن المنزل يجب أن يكون بالقرب من الخزان. يتم وضع خط العمل على طول قاع البركة ، ونتيجة لذلك يتم ضخ المياه مع مزيد من استخراج الحرارة منه. الفارق الدقيق في هذه الطريقة هو العمق الكافي للخزان ، والذي سيجعل من الممكن استخراج طاقة تحت الجليد تصل إلى 15 مترًا مكعبًا من المياه المتاحة.
تشغيل نظام الطاقة الحرارية الأرضية ، مثل نظائره الأخرى ، لا يسمح فقط بتدفئة القطاع السكني ، ولكن أيضًا لتسخين المرآب والصوبة الزجاجية وغيرها من الاتصالات.
كرامة
ما هي المضخة الحرارية وما هو مبين أعلاه. بعد ذلك ، دعونا نلقي نظرة على مزايا هذا النظام.
- كفاءة عالية. حوالي 4-6 كيلوواط من الإمداد الحراري يخرج من كيلووات واحد من المواد الاستهلاكية (الكهرباء). هذا ترتيب من حيث الحجم أكبر من أي غلايات وقود تقليدية.
- تكمن استقلالية الجهاز في حقيقة أن تشغيله لا يتطلب مواد عضوية. هذا يلغي مشكلة وضع الاتصالات المناسبة.
- براعة. مجموعة واحدة تجمع بين وحدات الماء والتدفئة والتبريد.
- مستوى أمان عالٍ. على عكس الغلايات التي يمكن أن تنفجر أو تشتعل فيها النيران ، فإن هذا التصميم لا يتضمن عناصر يمكن أن تتسبب في نشوب حريق إذا تم تسخينها. بالإضافة إلى ذلك ، جميع الأجزاء آمنة للبيئة والظروف الحرارية الشديدة.
- موثوقية الوحدة مضمونة من خلال التشغيل الآلي المدمج ، والذي يمكن أن يحافظ عليه المشغل بدون مهارات خاصة.
- حياة عمل طويلة. الجهاز يستمر من 30 إلى 50 سنة وهو أعلى بكثير من أنظمة التدفئة القياسية.
الميزات
تشغيل المضخة الحرارية ليس فقط اقتصاديًا ولكنه عملي أيضًا. الحقائق التالية تشهد على هذا:
- موقع الحد الأدنى للترتيب (يقع المسبار تحت الأرض ، مما يستبعد تلفه) ؛
- البيئة غير ملوثة تلبي جميع المعايير الدولية ؛
- لا يوجد خاصإذن لتركيب هذا الجهاز ، مما يبسط إلى حد كبير عملية الأعمال الورقية في مرحلة البناء بأكملها ؛
- البناء يؤتي ثماره في غضون عامين.
التشغيل والصيانة
تشغيل المضخة الحرارية للمنزل مطابق لعمل الثلاجة المألوف لدى الجميع. الفرق هو أن الوحدة تنتج الحرارة بدلاً من البرودة. الفريون هو المادة الفعالة في هذا النظام. إنه غاز سائل له نقطة غليان منخفضة. التبخر ، يأخذ الحرارة ، ويعيدها في عملية التكثيف. لضمان التشغيل السليم ، يجب ألا تتجاوز أبعاد الملحق أبعاد الغسالة الأوتوماتيكية القياسية.
المضخة الحرارية - مبدأ الدائرة الداخلية:
- نظام العمل في الماء أو تحت الأرض ؛
- يشتمل مخطط التصميم على مبادل جامع وربط خطوط الأنابيب بالتفاعل الداخلي مع الإمداد من التربة أو الماء ؛
- يشتمل النظام على أجهزة اتصال مهيأة للتكوين العام ؛
- من الممكن التحكم في النظام من خلال التحكم في العملية من خلال جهاز كمبيوتر شخصي أو جهاز لوحي (هاتف ذكي).
- وحدة التبريد مصممة للمواقع المركزية والمحلية لأنظمة التبريد ؛
- هناك وحدة ضخ إضافية مسؤولة عن تدفئة الأرضية.
الفروق الدقيقة في التصميم
يوفر نظام المضخة الحرارية توزيع الحرارة على المنطقة بأكملها بالتساوي. لا توجد مناطق ارتفاع درجة الحرارة ،لا تتجاوز درجة الحرارة القصوى لسائل التبريد عادة 33 درجة. تشير الإحصاءات إلى أن هذا أقل بنسبة 2-3 في المائة من حيث التوفير مقارنة بالمشعات من النوع القياسي.
من الناحية الهيكلية ، ينقسم هذا النوع من التدفئة إلى نوعين: أنظمة ثنائية التكافؤ وأحادية التكافؤ. يتضمن كلا التكوينين مشعب التبادل الحراري ومشعات مع أنابيب ربط. وصلات مع حشوات وصنابير متصلة بها أيضا.
تدفئة
أكثر ملاءمة لتدفئة المنزل بمضخة حرارية في المناطق ذات المناخ القاسي باستخدام تصميم ثنائي التكافؤ. بفضل مصدر الحرارة الثاني ، تم توسيع نطاق درجات الحرارة المتوفرة ، مما يسمح بالوصول إلى درجات حرارة تصل إلى 20 درجة مئوية.
تجدر الإشارة إلى أن الطاقة عند تركيب المضخة الحرارية تقتصر على 75-80 بالمائة من التأثير المحتمل. يتم تعويض المعلمات المفقودة بمصدر حرارة إضافي. في الوقت نفسه ، الاختلافات في الأداء طفيفة. إذا ركزنا على التدفئة الكاملة باستخدام نظام الطاقة الحرارية الأرضية ، فمن الممكن توصيل سخان كهربائي للمياه بالنظام ، والذي سيعمل بشكل طبيعي إذا كانت درجة الحرارة المحيطة لا تقل عن 20 درجة تحت الصفر.
مقارنة مع مصادر بديلة
تركيب المضخة الحرارية مهم في المناطق التي لا يوجد فيها خط أنابيب غاز عالمي ، وليس من المربح والعملي دائمًا شراء مصدر حرارة معبأ. بالمقارنة مع الخشب والفحم ، فإن النظام المعني أكثر كفاءة ولا يفعل ذلكيتطلب تكاليف عمالة كبيرة.
مزايا أخرى:
- غلاية التبريد السائل تتطلب كمية كبيرة من المواد الخام وغرفة خاصة ، وهي غير مناسبة للمنازل الريفية الصغيرة ؛
- التدفئة الكهربائية أغلى بكثير
- معدات الغاز باهظة الثمن أيضًا وتتطلب جميع أنواع التصاريح وقواعد التثبيت.
على الرغم من حقيقة أن تركيب المضخة الحرارية أغلى من تركيب معدات الغاز ، فإن الطاقة من البيئة لا تتطلب بالتالي دفعًا شهريًا. سيظهر التأثير الاقتصادي في غضون أشهر قليلة.
الاسترداد
في القيمة العددية ، ليس من السهل حساب أداء التجميع المعني. تعتمد هذه المعلومات على التكلفة الأولية للوحدة وظروف تشغيلها. على أي حال ، فإن كمية الطاقة التي يستهلكها الجهاز المحدد هي 3-4 مرات أقل من أنظمة التدفئة البديلة.
يتم تحقيق أقصى قدر من الكفاءة عند اتباع القواعد التالية:
- يجب عزل الغرفة المسخنة بمعامل خسارة لا يقل عن 100 واط / متر مربع. م هذه العلاقة هي عامل حاسم في ربحية تركيب مضخة حرارية
- يجب توصيل الجهاز المعني بمصادر تسخين ذات درجات حرارة منخفضة. يجب أن يتراوح النطاق الحراري لهؤلاء الموردين بين 30-40 درجة مئوية (الأرضيات الدافئة ، المسخنات الحرارية ، مكيفات الهواء ، إلخ).
تركيب وصيانة
المبادل الحراري في النظام بأكمله هو العقدة الأكثر "معاناة". أثناء التثبيت ، غالبًا ما تحدث أخطاء من حيث التقليل من أقطار العمل للأنابيب. إذا قمت بإزالة المدخرات على المواد ، فمن المستحسن استخدام خطوط وموصلات البولي إيثيلين التي تتحمل التقلبات الحرارية جيدًا. لا ينصح بشدة باستخدام البولي بروبلين.
قم بتوصيل جميع أجزاء خط الأنابيب بالعناصر التي تلبي متطلبات قواعد التثبيت تحت الأرض والموثوقية. في هذه الحالة ، يجب ألا تستخدم تركيبات ضغط رخيصة تتسرب بعد عدة أشهر من التشغيل. الخيار الأفضل هو استخدام اللحام بالصهر الكهربائي.
من المهم استخدام حشوات الآبار بشكل صحيح ، مما يجعل من الممكن ضمان أقصى اتصال للمسبار الحراري مع التربة. للقيام بذلك ، تمتلئ الأعشاش المحضرة في الأرض بتركيبة لها خصائص توصيل حراري لا تقل عن خصائص التربة نفسها. يمكن أن يكون رملًا بإدراج صغير من الأسمنت أو الخرسانة. من الأفضل استبعاد الحجر المكسر والمحاليل المماثلة ذات المكونات المدببة.
أخطاء نموذجية
لفهم ماهية المضخة الحرارية ، عليك أن تتذكر الأخطاء النموذجية التي يرتكبها المستخدمون عند تثبيت هذا الجهاز.
هذا يشير إلى:
- الطول غير الكافي للأنابيب الموصلة للدائرة الأولية. هذا محفوف بتجميد المبرد ، يتم تصحيح المشكلة عن طريق إعادة توجيه خط الأنابيب أو تجهيز دائرة إضافية.
- النقصانقطر العناصر المترافقة. نتيجة لذلك ، يتم تقليل طاقة النظام بأكمله ، الأمر الذي يتطلب إعادة وضع المبادل الحراري.
- يستلزم وضع الإغلاق الأقصى لخيوط الدائرة تجميد السائل في النظام. ستكون هناك حاجة إلى تجاوز إضافي أو إعادة ترتيب الهيكل الحالي.
- استخدام تركيبات الضغط وأجزاء البولي بروبلين. يتجمد المبرد في النظام ، ويلاحظ تسربه عند التقاطعات. المخرج من الموقف هو تفكيك الجسم ووضعه وفق مشروع جديد
تلخيص
بناءً على المعلومات المذكورة أعلاه ، ستكون المضخة الحرارية بديلاً جيدًا واقتصاديًا لطرق التسخين التقليدية. يضمن تركيب هذه المعدات ، بالإضافة إلى المزايا المشار إليها ، استقلالية المالك عن العوامل الخارجية (انقطاع التزويد بالغاز أو الكهرباء). اضافة الى ان الطاقة الطبيعية مجانية ومتوفرة بكميات غير محدودة
