Ջերմային պոմպի շահագործման սկզբունքը. Ինչպե՞ս է աշխատում ջերմային պոմպը: Ջերմային պոմպի շահագործման սխեման և տեխնոլոգիա Ջերմային պոմպ ջրի համար

Ջերմային պոմպը լավ այլընտրանք է մասնավոր տան ավանդական ջեռուցմանը: Արևմտյան երկրներում 30 տարի օգտագործվող սարքը դեռևս նոր արտադրանք է Ռուսաստանում։ Դրա լայն կիրառման համար խոչընդոտ են հանդիսանում երկու գործոն՝ բարձր արժեքը և ջերմային պոմպերի, դրանց առավելությունների և շահագործման սկզբունքների մասին տեղեկատվության պակասը: Երկրաջերմային ջեռուցման համակարգի գործնականության ցուցանիշը նրա ժողովրդականությունն է Արևմուտքում: Այսպիսով, Շվեդիայում և Նորվեգիայում տների մոտ 95%-ը ջեռուցվում է ջերմային պոմպերով։ Հրավիրում ենք ձեզ ավելի մանրամասն ծանոթանալու այս ջերմային սարքավորման նախագծման և շահագործման սկզբունքներին, որն, անշուշտ, ապագան է:

Ի՞նչ է ջերմային պոմպը:

Ջերմային պոմպը սարք է, որը կլանում է ցածր պոտենցիալ ջերմային էներգիան շրջակա միջավայրից (ջուր, երկիր, օդ) և այն փոխանցում է ավելի բարձր ջերմաստիճան ունեցող ջերմամատակարարման համակարգեր:

Մեզ շրջապատող բնությունը հագեցած է էներգիայով։ Նույնիսկ սառնամանիքը ջերմություն ունի: Էներգիան չի կարող արդյունահանվել շրջակա միջավայրից միայն -273 °C ջերմաստիճանում։ Հետեւաբար, նույնիսկ ամենադաժան ձմռանը, երկրի տունը կարող է տաքանալ՝ օգտագործելով բնությունից ստացված էներգիան։

Կախված էներգիայի աղբյուրից (ջուր, հող, օդ) առաջանում է ջերմային պոմպերի փոփոխություն.Այնուամենայնիվ, առավել գործնական և ապացուցվածը երկրաջերմային ջերմային պոմպն է, որն օգտագործում է գետնի էներգիան: Իդեալական է ռուսական պայմանների համար։

Երկրաջերմային ջեռուցումն աշխատում է երեք եղանակներից մեկով.

Երկրաջերմային ջեռուցման օգտագործումը, ինչպես ցանկացած ջեռուցման համակարգ, թույլ կտա ոչ միայն տաքացնել տունը, այլև ապահովել տաք ջուր, տաքացնել ավտոկայանատեղը կամ ջերմոցը կամ տաքացնել ջուրը լողավազանում:

Ջերմային պոմպի օգտագործման առավելությունները

Ջերմային պոմպի աշխատանքի սկզբունքը

Ջերմային պոմպի աշխատանքը կարելի է համեմատել սովորական սառնարանի աշխատանքի հետ: Միայն ցրտի փոխարեն սարքը ջերմություն է արտադրում։ Էներգիան փոխանցող նյութն է ֆրեոն- գազ կամ հեղուկ ցածր եռման կետով: Երբ այն գոլորշիանում է, այն կլանում է ջերմությունը, իսկ երբ խտանում է՝ ազատում։

Ջերմային պոմպը համակարգի հիմնական տարրն է: Դրա չափերը չեն գերազանցում միջին լվացքի մեքենայի չափերը, ինչը հեշտացնում է սարքի տեղադրումը։ Պոմպը ինքնին միացված է երկու սխեմաների `ներքին և արտաքին:

Ներքին միացումբաղկացած է տան ջեռուցման համակարգից (խողովակներ և մարտկոցներ): Արտաքին եզրագիծգտնվում է ջրի կամ ստորգետնյա. Այն ներառում է ջերմափոխանակիչի կոլեկտոր և կոլեկտորը պոմպին միացնող խողովակներ:

Ջերմային պոմպերը հագեցված են տարբեր լրացուցիչ սարքերով: Դա կարող է լինել:

• կապի սարքկառավարել համակարգը անհատական ​​համակարգչի կամ բջջային հեռախոսի միջոցով.
• հովացման միավորտեղական կամ կենտրոնական հովացման համակարգի համար;
• լրացուցիչ պոմպի միավորկարող է պահանջվել հատակային ջեռուցման համար;
• շրջանառության պոմպանհրաժեշտ է տաք ջրի շրջանառության համար;

Պոմպի շահագործման գործընթացը բաղկացած է մի քանի փուլ.

1. Անտիֆրիզ խառնուրդ մատակարարվում է կոլեկտորին:Ջերմային էներգիան կլանվում է և տեղափոխվում պոմպ:
2. Գոլորշիատորում էներգիան փոխանցվում է ֆրեոնին, որտեղ այն տաքացվում է մինչև 8 °C, եռում է ու վերածվում գոլորշու։
3. Քանի որ կոմպրեսորում ճնշումը մեծանում է, ջերմաստիճանը մեծանում է: Այն կարող է հասնել 70 °C:
4. Ներքին ջեռուցման համակարգը ջերմային էներգիա է ստանում միջոցով կոնդենսատոր. Ֆրեոնն ակնթարթորեն սառչում է և վերածվում հեղուկ վիճակի՝ թողնելով մնացած ջերմությունը։ Այնուհետև այն վերադառնում է կոլեկցիոներին: Սա ավարտում է ցիկլը:
5. Այնուհետեւ աշխատանքը կրկնվում է նույն սկզբունքով։

Ջերմային պոմպն ամենաարդյունավետն է աշխատում, եթե տանը տաք հատակներ կան: Ջերմությունը հավասարաչափ բաշխվում է ամբողջ հատակի տարածքում: Գերտաքացման գոտիներ չկան։ Համակարգում հովացուցիչ նյութը հազվադեպ է տաքանում 35 °C-ից բարձր, իսկ հատակների տաքացումը համարվում է առավել հարմարավետ 33 °C ջերմաստիճանում: Սա 2 °C-ով պակաս է, քան ռադիատորներով տաքացնելիս: Այստեղից առաջանում է տարեկան մինչև 18% խնայողությունջեռուցման ամբողջ բյուջեից։ Բացի այդ, ենթադրվում է, որ հատակի մակարդակով ջեռուցումն առավել հարմարավետ է մարդու բնակության համար:

Ջեռուցման համակարգը կարող է լինել միավալենտ կամ երկվալենտ: Մոնովալենտ համակարգերն ունեն մեկ ջեռուցման աղբյուր: Այն լիովին բավարարում է ամբողջ տարվա ջերմության կարիքը: Երկվալենտները, համապատասխանաբար, ունեն երկու աղբյուր.

Ձմռանը տան ջեռուցում

Ավելի խիստ կլիմայական պայմաններ ունեցող տարածքներում կարևոր է օգտագործել երկվալենտ ջեռուցման համակարգ. Երկրորդ ջերմության աղբյուրի շնորհիվ ջերմաստիճանի միջակայքն ընդլայնվում է: Մեկ ջերմային պոմպի աշխատանքը բավարար է միայն մինչև -20 °C ջերմաստիճանի մակարդակը: Երբ այն ավելի է իջեցվում, միացված է էլեկտրական վառարան, բուխարի, հեղուկ վառելիք կամ գազի կաթսա: Այս դեպքում ջերմային պոմպի հզորությունը սահմանափակվում է ձմռան առավելագույն պահանջարկից մինչև 70-80%: Բացակայող 20 - 30%-ը ապահովվում է հավելյալ ջերմային աղբյուրով: Սա նվազեցնում է համակարգի ընդհանուր արդյունավետությունը.Սակայն նվազումը աննշան է։

Երկրաջերմային համակարգի միջոցով շենքի ջեռուցմանն ամբողջությամբ անցնելիս (այն դեպքում, երբ չի նախատեսվում տեղադրել լրացուցիչ կաթսա կամ էլեկտրական սարք), ջերմային պոմպը օգտագործվում է փոքր ներկառուցված էլեկտրական ջեռուցիչ պարունակող ներքին մոդուլի հետ միասին: Այն կաջակցի սարքին, երբ շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանը լինի -20 °C-ից ցածր:

Ո՞ր դեպքերում է հիմնավորված ջերմային պոմպի օգտագործումը:

Երկիր տան ջեռուցման հարցը ներառում է մի քանի տարբերակ.

• Գազ. Եթե ​​տան մոտ գազատար չկա, դա անհնար է դառնում։ Որոշ շրջաններում գազ կարելի է գնել միայն բալոններով։
• Ածուխ կամ վառելափայտ. Դրանցով ջեռուցումը վերածվում է աշխատատար ու անարդյունավետ գործընթացի։
• Հեղուկ վառելիքի կաթսապահանջում է վառելիքի բարձր ծախսեր և հատուկ տարածքներ: Վառելիքն ինքնին նույնպես պահանջում է հատուկ պահեստավորում, որն անհարմար է փոքրիկ տանը:
• Էլեկտրական ջեռուցումշատ թանկ է.

Այս դեպքում դա գալիս է օգնության երկրաջերմային ջեռուցման համակարգ. Այն օգտագործվում է նույնիսկ այնտեղ, որտեղ գազ կա։ Ջերմային պոմպի տեղադրումն ավելի թանկ է, քան գազի ջեռուցման սարքավորումների տեղադրումը: Սակայն գազի համար ապագայում շարունակաբար պետք է վճարվի՝ ի տարբերություն շրջակա միջավայրից վերցվող էներգիայի։

Ջերմային պոմպի վերադարձը դժվար է արտահայտել միջին թվային արժեքով: Ամեն ինչ կախված է դրա սկզբնական արժեքից: Նման ջեռուցման տեղադրման էությունը հասնում է հեռանկարին: Թեեւ սպառված գումարը էլեկտրաէներգիա՝ 3−5 անգամ պակասքան ջեռուցման այլ համակարգերը, դեռևս անհրաժեշտ է դրամական արտահայտությամբ հաշվարկել տարվա բոլոր էներգիայի ծախսերը և համեմատել դրանք համակարգի արժեքի, դրա տեղադրման և շահագործման հետ:

Ջերմային պոմպի օգտագործման առավելագույն արդյունավետությունը կարելի է ձեռք բերել հետևյալով երկու կարևոր պայման.

• Ջեռուցվող շենքը պետք է լինի մեկուսացված, իսկ ջերմության կորստի արագությունը չպետք է գերազանցի 100 Վտ/մ2-ը։ Ուղիղ կապ կա, թե ինչպես է տունը մեկուսացված և որքան ձեռնտու կլինի ջերմային պոմպ տեղադրելը:
• Ջերմային պոմպի միացում ցածր ջերմաստիճանի ջեռուցման աղբյուրներ(կոնվեկտորներ, տաքացվող հատակներ), որոնց ջերմաստիճանի միջակայքը տատանվում է 30 - 40 °C սահմաններում։

Այսպիսով, ջերմային պոմպը լավ այլընտրանք կլինի ջեռուցման ավանդական մեթոդներին: Սարքը երաշխավորում է տնտեսական և լիովին անվտանգ. Սեփականատերը, երկրաջերմային ջեռուցման համակարգ տեղադրելուց հետո, ստիպված չի լինի կախված լինել տարբեր արտաքին գործոններից, օրինակ՝ գազամատակարարման ընդհատումներից կամ սպասարկման զանգերից: Շրջակա միջավայրից վերցված էներգիան վճարում չի պահանջում և չի սպառվում։

Համաշխարհային էներգետիկ կոմիտեի կանխատեսումների համաձայն, 2020 թվականին երկրաջերմային պոմպերը կկազմեն ամբողջ ջեռուցման սարքավորումների երեք քառորդը:

Ջերմային պոմպերի օգտագործման պրակտիկա՝ տեսանյութ

Այսօր ողջ քաղաքակիրթ աշխարհը պայքարում է էներգետիկ ռեսուրսները խնայելու համար։ Իհարկե, ոչ ոքի դեռ չի հաջողվել ստեղծել հավերժ շարժման մեքենա, սակայն ջերմամատակարարման գրեթե մշտական ​​աղբյուր արդեն հայտնաբերվել է։ Սա մեր միջավայրն է.

• մթնոլորտ;
• հողը;
• ստորերկրյա ջրեր;
• բնական ջրային մարմիններ.

Մնում է միայն հարցը՝ ինչպե՞ս կարելի է ջերմություն կուտակել արտաքին միջավայրից և ուղղել ներքին կարիքներին։

Այդ նպատակների համար օգտագործվում է այնպիսի միավոր, ինչպիսին է ջերմային պոմպը: Իրականում, շատ տեխնիկապես կրթված մարդիկ դա արդեն գիտեն. այն ներդրված է ցանկացած ժամանակակից սառնարանային կամ կլիմայի կառավարման համակարգում:

Ավելին, այս ագրեգատն աշխատում է ամենաուղիղ ձևով. ջեռուցման ռեժիմում նրանք կուտակում են արտաքին մթնոլորտային ջերմությունը՝ այն փոխանցելով ներքին ջերմափոխադրող սարքերին՝ օդափոխվող ռադիատորներին:

Անմիջապես պետք է նշել, որ նման սարքի օգտագործումը արդյունավետ կլինի մեկուսացված տարածքները տաքացնելու համար ջերմության աղբյուրի ջերմաստիճանը գերազանցում է մեկ աստիճան Ցելսիուս.

Այս միավորի շահագործման սկզբունքը հիմնարար է Կարնոյի օրենքի վրա. Այն հիմնված է ցածր կարգի ջերմային էներգիայի կուտակում սառնագենտի միջոցով՝ դրա հետագա փոխանցմամբ սպառողին.

1. Սառնագենտը, որն ունի ավելի ցածր ջերմաստիճան, տաքացվում է արտաքին աղբյուրներից– հող, խորքային հորեր, բնական ջրամբարներ՝ անցնելով ագրեգացման գազային վիճակի.
2. Նա ստիպողաբար սեղմվում է կոմպրեսորով, ավելի տաքացնելով, և կրկին ձեռք է բերում հեղուկ վիճակ՝ ազատելով ջեռուցման մարտկոցներում կուտակված ողջ ջերմային էներգիան։
3. Ցիկլը կրկնվում է– հեղուկ սառնագենտը կրկին մտնում է համակարգի արտաքին միացում, որտեղ գոլորշիանալով՝ լիցքավորվում է արտաքին ջերմային աղբյուրներից ստացվող ջերմային էներգիայով։

Այս դեպքում սպառվում է միայն համակարգում սառնագենտի սեղմման և շրջանառության համար անհրաժեշտ էլեկտրաէներգիան, այսինքն՝ ինտերիերի ջեռուցումն իրականացվում է ամենատնտեսապես։

Ջերմային պոմպերի տեսակները

Ջերմային պոմպերի երեք հիմնական փոփոխություն կա.

• • • «ջուր - ջուր»;
    • «հող - ջուր»;
    • «օդ-ջուր».

Ջուր-ջուր ջերմային գեներատորներ

Այսօր ջերմային պոմպերի ագրեգատները լայնորեն կիրառվում են բարձր զարգացած եվրոպական երկրներում: Օրինակ, Նիդեռլանդներում ամբողջ քոթեջային համայնքները ջեռուցվում են ջերմափոխանակման այս սարքի միջոցով, քանի որ առկա է 32 աստիճան Ցելսիուսի մշտական ​​ջերմաստիճան ունեցող ջրով լցված երկրաջերմային հանքերի առատություն։ Եվ սա գործնականում ջերմության անվճար աղբյուր է:

Ջերմության առաջացման նմանատիպ տարբերակ
սարքավորումները կոչվում են «ջուր-ջուր»: Այս կատեգորիան ներառում է ցանկացած տեսակի ջերմային համակարգեր, որոնք օգտագործում են հեղուկ միջավայրեր՝ որպես ջերմային էներգիայի աղբյուրներ.

Սովորաբար այս գործառնական սկզբունքն իրականացվում է հետևյալ կերպ.

• ջրհորից տաք ջուր է մատակարարվում արտաքին, որից հետո այն թափվում է մեկ այլ ջրհոր կամ մոտակա ջրային մարմին։
• Ռադիատորը տեղադրված է սառույցից զերծ ջրամբարի հատակին. Պատրաստված է չժանգոտվող կամ մետաղապլաստե խողովակից։ Ավելին, թանկարժեք սառնագենտը` ֆրեոնը խնայելու համար այն հաճախ օգտագործվում է հովացուցիչ նյութի միջանկյալ միացում՝ լցված «հակասառցակալով»- հակասառեցնող կամ գլիկոլ լուծույթ (հակասառեցնող):

Ջուր-ջուր միավորների արժեքը շատ տարբեր է և կախված է, առաջին հերթին, ջերմության արտադրության հզորությունից և ծագման երկրից:

Այսպիսով, ռուսական արտադրության ամենացածր հզորության միավորը, ունակ զարգացնելու ջերմ հզորությունը մոտ 6 կՎտ, կարժենա գրեթե $2000, իսկ 100 կՎտ-ից ավելի հզորությամբ արդյունաբերական երկկոմպրեսորային սարքավորումը կարժենա գրեթե երեսուն հազար դոլար։ ԱՄՆ.

Օդ-ջուր միավորներ

Մթնոլորտը կամ արևի լույսը որպես ջերմային էներգիայի աղբյուր օգտագործելիսՋերմային պոմպը համարվում է օդ-ջուր դասի: Այս դեպքում արտաքին ջերմափոխանակիչի վրա հաճախ տեղադրվում է շրջանառության օդափոխիչ, որը լրացուցիչ մղում է տաք արտաքին օդը:

Ռուսական արտադրության այս դասի 18 կիլովատանոց օդատաքացուցիչ սարքի արժեքը սկսվում է 5000 դոլարից, իսկ ճապոնական Fujitsu ընկերության տասներկու կիլովատանոց սարքավորումների համար սպառողը պետք է վճարի գրեթե 9000 դոլար։

«Հող-ջուր» դասի սարքավորումներ

Կա նաև տարբերակ, որն օգտագործում է ջերմային էներգիայի աղբյուր հողում կուտակված ներուժը.
Նման կառույցների երկու տեսակ կա՝ ուղղահայաց և հորիզոնական:

• Ուղղահայաց— ջերմահավաք կոլեկտորի դասավորությունը գծային է: Բոլորը համակարգը տեղադրված է ուղղահայաց խրամուղիներում, որոնց խորությունը 20...100 մետր է.
• Հորիզոնական- դրված են արտաքին կոլեկտորների դասավորությունները, սովորաբար մետաղապլաստե պարուրաձև ոլորված խողովակները. 2…4 մետր հորիզոնական խրամատներ. Եվ այս դեպքում, Որքան մեծ է արտաքին ջերմատաքացուցիչի խորությունը, այնքան լավ է աշխատում «գետնից» ջեռուցումը:.

«Հող-ջուր» դասի միավորների գինը համեմատելի է «ջուր-ջուր» դասի նույն հզորության սարքավորումների հետ և սկսվում է ս.թ. երկու հազար ԱՄՆ դոլար վեց կիլովատանոց պոմպի համար.

Ջերմային պոմպի վրա հիմնված ջեռուցման համակարգի առավելություններն ու թերությունները

Ջերմային պոմպերի դրական հատկությունները ներառում են.

Վերանայում:Անցյալ տարի ես գնել եմ մոնոբլոկ օդ-ջուր ջերմային պոմպ գյուղական տունը տաքացնելու համար: Իհարկե թանկ է, բայց հուսով եմ, որ 10 տարի հետո դա կվճարի։ Մատակարարն ինքն է տեղադրել պոմպը և միացրել այն ջեռուցման համակարգին, ամեն ինչ գործնականում աշխատում է առանց իմ մասնակցության։ Ես գոհ եմ ընտրությունից:

Ջերմային պոմպի թերությունները ներառում են.

• Տեղադրման բարձր արժեքը. Ջերմային սարքավորումների նորմալ շահագործման համար անհրաժեշտ է զգալի ջանքեր գործադրել՝ փորել երկար խրամատներ, խորը հորեր դնել կամ հաճախ զգալի հեռավորություններ հաղթահարել մինչև մոտակա ջրային մարմինը:
• Համակարգի որակյալ ներդրման անհրաժեշտությունը. Սառնագենտի կամ միջանկյալ հովացուցիչ նյութի ամենափոքր արտահոսքը կարող է փչացնել բոլոր ջանքերը: Հետևաբար, ցանկացած տատանումների շղթա դնելիս անհրաժեշտ է օգտագործել բացառապես որակավորված մասնագետների աշխատանքը և համակարգի շահագործման ընթացքում վերացնել դրա ճնշման վտանգը:

DIY ջերմային պոմպ. Մոնտաժում և տեղադրում

Իհարկե, այս տեխնոլոգիայի կիրառմամբ տան ջեռուցման կազմակերպման սկզբնական ներդրումները շատ բարձր են: Ուստի շատ հասարակ մարդիկ, ովքեր հետաքրքրված են այս գերտնտեսական համակարգով, ցանկություն ունեն գոնե մի փոքր խնայել՝ իրենք կառուցելով այն։

Դա անելու համար ձեզ հարկավոր է.

• Գնել կոմպրեսոր. Կենցաղային պառակտված օդորակման համակարգից ցանկացած ֆունկցիոնալ միավոր կկատարի:
• Կառուցեք կոնդենսատոր. Ամենապարզ դեպքում դա կարող է սովորական լինել չժանգոտվող պողպատից բաք 100 լիտր ծավալով. Այն կիսով չափ կտրված է, իսկ ներսում տեղադրվում է փոքր տրամագծով պղնձե խողովակի կծիկ։ Կծիկի պատի հաստությունը պետք է լինի առնվազն մեկ միլիմետր: Կծիկն անջատելուց հետո անհրաժեշտ է բաքը նորից զոդել ամբողջական կառուցվածքի մեջ՝ պահպանելով խտության պայմանները։
• Հավաքեք գոլորշիացուցիչը. Սա կարող է լինել 60-80 լիտրանոց պլաստիկ տարա, որի մեջ ներկառուցված է ¾ դյույմ խողովակ:
• Գետնին տեղակայված արտաքին եզրագիծը կազմակերպելու համար ավելի լավ է օգտագործել ժամանակակից– դրանք շատ ավելի դիմացկուն են, քան դասական մետաղականները, և դրանց տեղադրումը շատ ավելի հուսալի և արագ է:

Մնում է միայն հրավիրել սառնարանային սարքավորումների տեխնիկ, որպեսզի, օգտագործելով մասնագիտացված սարքավորումներ, նա որակապես կնքի համակարգի բոլոր հոդերը և լցնի այն ֆրեոնով։

Դիտեք տեսանյութ Daikin Altherma ջերմային պոմպի տեղադրման մասին.

Սա ավարտում է ջերմային գեներատորի տեղադրումը: Դուք կարող եք օգտվել նրա բոլոր առավելություններից, որոնցից հիմնականը էներգիայի ցածր սպառումն է՝ էլեկտրաէներգիան՝ ջերմաարտադրության զգալի հզորությամբ:

Էներգետիկայի համաշխարհային կոմիտեն կազմել է 2020 թվականին շենքերի ջեռուցման համար ջերմային աղբյուրների օգտագործման կանխատեսումը։ Այն պնդում է, որ զարգացած երկրներում տների 75%-ը կապահովվի տաք ջրով և կջեռուցվի մոլորակի երկրաջերմային էներգիայով։

Այսօր Շվեյցարիայի բոլոր նոր տների 40%-ը հագեցած է ջերմային պոմպերով, իսկ Շվեդիայում այդ ցուցանիշը հասել է 90%-ի: Ռուսաստանը և ԱՊՀ երկրները ավելի հազվադեպ են ներմուծում տան ջեռուցման ջերմային պոմպ, թեև առաջին էնտուզիաստներն արդեն օգտագործում են այս մեթոդը՝ իրենց փորձը փոխանցելով հետևորդներին։

Աշխատանքի սկզբունքներ

Շենքը տաքացնելու համար ցածր պոտենցիալ աղբյուրից (ջերմաստիճանից) էներգիան հովացուցիչ նյութով փոխանցվում է սպառողին: Տեխնոլոգիական գործընթացում օգտագործվում է թերմոդինամիկայի օրենքը, որն ապահովում է տարբեր ջերմաստիճաններով երկու համակարգերի ջերմային էներգիաների հավասարեցում. էներգիայի փոխանցում տաք աղբյուրից սառը սպառողին:

Շրջակա միջավայրի ջերմություն օգտագործելիս ջեռուցման և տաք ջրամատակարարման համար դրա ջերմաստիճանային ներուժը մեծանում է:

Վերականգնողական ջերմության աղբյուրը կարող է լինել.

• երկրի մակերեսը կամ դրա ծավալը;
• ջրային միջավայր (լիճ, գետ);
• օդային զանգվածներ.

Ավելի հայտնի մոդելներ են այն մոդելները, որոնք էներգիա են վերցնում երկրից, որոնց մակերեսը տաքանում է արևի ճառագայթների և մոլորակի արտաքին և ներքին միջուկի էներգիայի միջոցով: Նշվում են.

1. սպառողական որակների լավագույն համադրություն;
2. արդյունավետություն;
3. գնով։

Սառեցնող նյութի շրջանառության սխեմաներ

Երբ աշխատում է ջերմային պոմպը (HP), օգտագործվում են երեք փակ սխեմաներ, որոնց միջոցով շրջանառվում են տարբեր հեղուկներ/գազեր՝ հովացուցիչ նյութեր: Նրանցից յուրաքանչյուրը կատարում է իր գործառույթները:

Աղբյուրի էներգիայի ներուժի պիկապ միացում

Օդից ջերմություն վերցնելիս օգտագործվում է գոլորշիչի պատյանների արհեստական ​​փչում օդափոխիչներից օդային հոսքերով:

Ջրային միջավայրից կամ երկրից ջերմություն փոխանցելու համար հեղուկ հովացուցիչ նյութի փակ ցիկլը իրականացվում է խողովակաշարերի միջոցով, որոնք միացնում են գոլորշիացնող պարույրը ջրամբարի հատակին ընկած կոլեկտորին կամ հողի մեջ թաղված հողի սառեցումը գերազանցող հեռավորության վրա: ծայրահեղ ցրտին.

Որպես հովացուցիչ նյութ օգտագործվում են ալկոհոլի նոսրացված ջրային լուծույթների վրա հիմնված չսառչող հեղուկներ։ Նրանք սովորաբար կոչվում են «հակասառեցնող» կամ «աղաջր»: Ավելի բարձր ջերմաստիճանի (≥+3ºС) ազդեցությամբ նրանք բարձրանում են դեպի գոլորշիացուցիչ, ջերմություն փոխանցում դրան, իսկ սառչումից (≈-3ºС) հետո ինքնահոս հոսում են դեպի էներգիայի աղբյուր՝ ապահովելով շարունակական շրջանառություն։

Ներքին միացում

Դրա միջով շրջանառվում է ֆրեոնի վրա հիմնված սառնագենտ՝ ջերմությունը «բարձրացնելով» ավելի բարձր մակարդակի: Ջերմաստիճանի ազդեցության տակ այն հաջորդաբար վերածվում է գազային և հեղուկ վիճակների։

Ներքին սխեման ներառում է.

• գոլորշիչ, որը էներգիա է վերցնում աղաջրերից և փոխանցում ֆրեոնին, որը եռում է և դառնում հազվագյուտ գազ.
• կոմպրեսոր, որը սեղմում է գազը մինչև բարձր ճնշում: Միևնույն ժամանակ, ֆրեոնի ջերմաստիճանը կտրուկ աճում է.
• կոնդենսատոր, որի մեջ տաք գազն իր էներգիան փոխանցում է ելքային շղթայի հովացուցիչին, և ինքն իրեն սառչում է՝ վերածվելով հեղուկ վիճակի.
• շնչափող (ընդարձակման փական), նվազեցնող ֆրեոն՝ ճնշման տարբերության պատճառով գոլորշիացնող գոլորշի մուտք գործելու համար հագեցած գոլորշու վիճակին: Երբ սառնագենտը անցնում է նեղ անցքից, հովացուցիչ նյութի ճնշումը նվազում է մինչև սկզբնական արժեքը:

Ելքային միացում

Այստեղ ջուրը շրջանառվում է։ Այն ջեռուցվում է կոնդենսատորի կծիկի մեջ՝ սովորական հիդրոնիկ ջեռուցման համակարգում օգտագործելու համար: Այս մեթոդով նրա ջերմաստիճանը հասնում է մոտ 35ºС-ի, ինչը որոշում է դրա օգտագործումը «Տաք հատակ» համակարգում՝ երկար գծերով, որոնք թույլ են տալիս ստացված էներգիան հավասարաչափ փոխանցել սենյակի ողջ ծավալին։

Միայն ջեռուցման մարտկոցների օգտագործումը, որոնք սենյակների տարածության հետ ստեղծում են ջերմափոխանակության ավելի փոքր ծավալներ, այնքան էլ արդյունավետ չէ:

Դիզայն

Արդյունաբերությունը արտադրում է տարբեր կատարողական բնութագրերով մոդելներ, սակայն դրանք ներառում են սարքավորումներ, որոնք կատարում են վերը նկարագրված ստանդարտ առաջադրանքները:

Որպես դիզայնի տարբերակ, նկարը ցույց է տալիս ջերմային պոմպ տան ջեռուցման համար:

Այստեղ երկրաջերմային աղբյուրներից ջերմություն է ստացվում մուտքային խողովակաշարերով, իսկ հանգստյան օրերին այն տեղափոխվում է տան ջեռուցման համակարգ։

Ջերմային պոմպի շահագործումն ապահովվում է.

• Շղթայի պարամետրերի և հսկողության մոնիտորինգի համակարգ, ներառյալ ինտերնետի միջոցով հեռավոր մեթոդները.
• լրացուցիչ սարքավորումներ (լվացքի և լցման ագրեգատներ, ընդարձակման տանկեր, անվտանգության խմբեր, պոմպակայաններ):

Գրունտային կառույցներ

Նրանք օգտագործում են երեք ջերմափոխանակիչի դիզայն՝ աղբյուրից էներգիա վերցնելու համար.

1. մակերեսային գտնվելու վայրը;
2. ուղղահայաց հողային զոնդերի տեղադրում;
3. հորիզոնական կառույցների խորացում.

Առաջին մեթոդը ամենաքիչ արդյունավետն է: Հետեւաբար, այն հազվադեպ է օգտագործվում տան ջեռուցման համար:

Հորերի մեջ զոնդերի տեղադրում

Այս մեթոդը ամենաարդյունավետն է։ Այն նախատեսում է մոտ 50÷150 մետր կամ ավելի խորության հորեր ստեղծելու համար, որպեսզի տեղավորվի 25-ից 40 մմ տրամագծով պլաստիկ նյութերից պատրաստված U-աձև խողովակաշար:

Խողովակի խաչմերուկի տարածքի մեծացումը, ինչպես նաև ջրհորի խորացումը, ստեղծում է ջերմության հեռացման բարելավում, բայց մեծացնում է կառուցվածքի արժեքը:

Հորիզոնական կոլեկցիոներներ

Զոնդի անցքեր հորատելը թանկ է: Հետեւաբար, այս մեթոդը հաճախ ընտրվում է, քանի որ այն ավելի էժան է: Այն թույլ է տալիս յոլա գնալ հողի սառեցման խորությունից ցածր խրամատներ փորելու միջոցով:

Հորիզոնական կոլեկցիոներ նախագծելիս պետք է հաշվի առնել հետևյալը.

1. հողի ջերմային հաղորդունակություն;
2. միջին հողի խոնավություն;
3. կայքի երկրաչափությունը.

Նրանք ազդում են կոլեկտորի չափսերի և կազմաձևման վրա: Խողովակները կարող են տեղադրվել.

• հանգույցներ;
• զիգզագներ;
• օձ;
• հարթ երկրաչափական ձևեր;
• պարուրաձև պարույրներ.

Կարևոր է հասկանալ, որ նման կոլեկցիոների համար հատկացված կայքի տարածքը սովորաբար գերազանցում է տան հիմքի չափերը 2-3 անգամ: Սա այս մեթոդի հիմնական թերությունն է:

Ջրի կոլեկտորներ

Սա ամենատնտեսող մեթոդն է, բայց պահանջում է շենքի մոտ խորը ջրամբարի տեղադրում: Հավաքված խողովակաշարերը տեղադրվում և ամրացվում են դրա հատակին կշիռներով: Ջերմային պոմպի արդյունավետ աշխատանքի համար անհրաժեշտ է հաշվարկել կոլեկտորի նվազագույն խորությունը և ջերմության հեռացումն ապահովելու ունակ ջրամբարի ծավալը:

Նման կառույցի չափերը որոշվում են ջերմային հաշվարկներով և կարող են հասնել ավելի քան 300 մետր երկարության:

Ստորև նկարը ցույց է տալիս գարնանային լճի սառույցի վրա հավաքման գծերի պատրաստումը: Այն թույլ է տալիս տեսողականորեն գնահատել առաջիկա աշխատանքի մասշտաբը:

Օդային մեթոդ

Արտաքին կամ ներկառուցված օդափոխիչը փողոցից օդը փչում է անմիջապես ֆրեոնով գոլորշիչի վրա, ինչպես օդորակիչում: Այս դեպքում խողովակներից մեծածավալ կառույցներ ստեղծելու և գետնի կամ ջրամբարի մեջ դնելու կարիք չկա։

Այս սկզբունքով աշխատող տան ջեռուցման համար ջերմային պոմպն ավելի էժան է, բայց խորհուրդ է տրվում օգտագործել այն համեմատաբար տաք կլիմայական պայմաններում. ցրտաշունչ օդը թույլ չի տա, որ համակարգը աշխատի:

Նման սարքերը լայնորեն օգտագործվում են լողավազաններում կամ արդյունաբերական սարքերի կողքին գտնվող սենյակներում ջուր տաքացնելու համար, որոնք մշտապես ներգրավված են տեխնոլոգիական գործընթացում և հովացման հզոր համակարգերով ջերմություն են թողնում մթնոլորտ: Օրինակները ներառում են ուժային ավտոտրանսֆորմատորներ, դիզելային կայաններ և կաթսայատներ:

Հիմնական բնութագրերը

VT մոդել ընտրելիս պետք է հաշվի առնել.

• ջերմային ելքային հզորություն;
• ջերմային պոմպի փոխակերպման հարաբերակցությունը;
• պայմանական արդյունավետություն;
• տարեկան արդյունավետությունը և ծախսերը:

ելքային հզորություն

Տան նոր դիզայն ստեղծելիս հաշվի են առնվում նրա ջերմային կարիքները՝ հաշվի առնելով նյութերի նախագծման առանձնահատկությունները, որոնք ջերմության կորուստ են ստեղծում տարբեր չափերի սենյակների պատերի, պատուհանների, դռների, առաստաղների և հատակների միջոցով: Հաշվարկը հաշվի է առնում հարմարավետության ստեղծումը որոշակի տարածքում ամենացածր ցրտահարության ժամանակ:

Շենքի ջերմային էներգիայի սպառումը արտահայտված է կՎտ-ով: Այն պետք է ծածկվի ջերմային պոմպի արտադրած էներգիայով: Այնուամենայնիվ, հաշվարկներում հաճախ կատարվում է պարզեցում, որը թույլ է տալիս խնայողություններ անել. տարվա ընթացքում ամենացուրտ օրերի տեւողությունը չի գերազանցում մի քանի շաբաթը։ Այս ժամանակահատվածում միացված է լրացուցիչ ջերմության աղբյուր, օրինակ, ջեռուցման տարրեր, որոնք տաքացնում են ջուրը կաթսայում:
Նրանք աշխատում են միայն կրիտիկական իրավիճակներում ցրտահարության ժամանակ, իսկ մնացած ժամանակ անջատված են։ Սա թույլ է տալիս օգտագործել ավելի ցածր հզորությամբ VT-ներ:

Դիզայնի հնարավորություններ

Հղման համար. 6÷11 կՎտ ելքային հզորությամբ «աղաջուր-ջուր» սխեմաները կարող են ջեռուցել ջուրը ներկառուցված տանկերից համեմատաբար փոքր շենքերում: 17 կՎտ հզորությունը բավարար է 230÷440 լիտր հզորությամբ կաթսայում 65ºC ջրի ջերմաստիճանը պահպանելու համար:
Միջին չափի շենքերի ջերմային կարիքները կազմում են 22÷60 կՎտ հզորություն:

Ջերմային պոմպերի փոխակերպման գործակիցը Ktr

Այն որոշում է կառուցվածքի արդյունավետությունը՝ օգտագործելով անչափ բանաձևը.

Ktr=(Tout-Tout)/Tout

«T» արժեքը ցույց է տալիս հովացուցիչ նյութերի ջերմաստիճանը կառուցվածքի ելքի և մուտքի մոտ:

Էներգիայի փոխակերպման գործակից (ͼ)

Այն հաշվարկվում է կոմպրեսորին կիրառվող էներգիայի նկատմամբ օգտակար ջերմային թողարկման համամասնությունը որոշելու համար:

ͼ=0.5T/(T-To)=0.5(ΔT+To)/ΔT

Այս բանաձևի համար սպառողի «T» և «To» աղբյուրի ջերմաստիճանը որոշվում է Քելվին աստիճանով:

ͼ արժեքը կարող է որոշվել «Rel» կոմպրեսորի աշխատանքի վրա ծախսված էներգիայի քանակով և ստացված «Rn» օգտակար ջերմային ելքով: Այս դեպքում այն ​​կոչվում է «COP»՝ կրճատված անգլերեն «Կատարման գործակից» տերմինից:

ͼ գործակիցը փոփոխական արժեք է՝ կախված աղբյուրի և սպառողի ջերմաստիճանի տարբերությունից: Այն նշանակված է 1-ից 7 թվերով:

Պայմանական արդյունավետություն

Սա կեղծ հայտարարություն է. արդյունավետության գործակիցը հաշվի է առնում վերջնական սարքի շահագործման ընթացքում էներգիայի կորուստները:
Այն որոշելու համար անհրաժեշտ է ելքային ջերմային հզորությունը բաժանել կիրառականի վրա՝ հաշվի առնելով երկրաջերմային աղբյուրների էներգիան։ Այս հաշվարկով հավերժ շարժման մեքենան չի աշխատի:

Տարեկան արդյունավետություն և ծախսեր

COP գործակիցը գնահատում է ջերմային պոմպի աշխատանքը որոշակի ժամանակահատվածում որոշակի աշխատանքային պայմաններում: HP-ի կատարողականը վերլուծելու համար ներդրվել է համակարգի արդյունավետության տարեկան ցուցիչ (β):

Այստեղ Qwp խորհրդանիշը ցույց է տալիս տարեկան արտադրվող ջերմային էներգիայի քանակը, իսկ Wel-ը տեղադրման կողմից միաժամանակ սպառված էլեկտրաէներգիայի արժեքն է:

Արժեքի ցուցիչ հավասար

Այս բնութագիրը արդյունավետության ցուցանիշի հակառակն է։

HP-ի բնութագրերը որոշելու համար օգտագործվում են մասնագիտացված ծրագրեր և գործարանային նստարաններ:

Տարբերակիչ հատկանիշներ

Առավելությունները

Ջերմային պոմպով տան ջեռուցումն այլ համակարգերի համեմատ ունի.

1. լավ բնապահպանական պարամետրեր;
2. սարքավորումների երկար սպասարկում առանց սպասարկման;
3. ձմռանը ջեռուցման ռեժիմը ամռանը օդորակիչին պարզապես անցնելու ունակություն.
4. բարձր տարեկան արդյունավետություն:

Թերություններ

Ծրագրի փուլում և շահագործման ընթացքում անհրաժեշտ է հաշվի առնել.

1. ճշգրիտ տեխնիկական հաշվարկներ կատարելու դժվարություն;
2. սարքավորումների և տեղադրման աշխատանքների բարձր արժեքը;
3. խողովակաշարերի տեղադրման տեխնոլոգիայի խախտման պատճառով «օդային խցանումների» ձևավորման հնարավորությունը.
4. Համակարգից դուրս եկող ջրի սահմանափակ ջերմաստիճան (≤+65ºС);
5. ցանկացած շենքի յուրաքանչյուր դիզայնի խիստ անհատականություն.
6. կոլեկտորների համար մեծ տարածքների անհրաժեշտությունը, բացառությամբ դրանց վրա օբյեկտների կառուցման:

Արտադրողների համառոտ ցուցակ

Տան ջեռուցման համար ժամանակակից ջերմային պոմպեր արտադրվում են այնպիսի ընկերությունների կողմից, ինչպիսիք են.

• Bosch - Գերմանիա;
• Waterkotte - Գերմանիա;
• WTT Group OY - Ֆինլանդիա;
• ClimateMaster - ԱՄՆ;
• ECONAR - ԱՄՆ;
• Dimplex - Իռլանդիա;
• FHP Արտադրություն - ԱՄՆ;
• Գուստրոր - Գերմանիա;
• Հելիոթերմ - Ավստրիա;
• IVT - Շվեդիա;
• ԼԵԲԵՐԳ - Նորվեգիա.

Ինտերնետից ավելի ու ավելի շատ օգտվողներ հետաքրքրված են ջեռուցման այլընտրանքային մեթոդներով. ջերմային պոմպեր.

Շատերի համար սա բոլորովին նոր և անհայտ տեխնոլոգիա է, ինչի պատճառով էլ հարցեր են ծագում՝ «Ի՞նչ է դա», «Ի՞նչ տեսք ունի ջերմային պոմպը», «Ինչպե՞ս է աշխատում ջերմային պոմպը»: և այլն:

Այստեղ մենք կփորձենք պարզ և մատչելի պատասխաններ տալ ջերմային պոմպերի հետ կապված այս և շատ այլ հարցերի։

Ինչ է ջերմային պոմպը:

Ջերմային պոմպ- սարք (այլ կերպ ասած՝ «ջերմային կաթսա»), որը հեռացնում է ցրված ջերմությունը շրջակա միջավայրից (հողը, ջուրը կամ օդը) և այն փոխանցում ձեր տան ջեռուցման շրջանին:

Արեգակի ճառագայթների շնորհիվ, որոնք անընդհատ ներթափանցում են մթնոլորտ և երկրի մակերես, տեղի է ունենում ջերմության անընդհատ արտազատում։ Ահա թե ինչպես է երկրի մակերեսը ջերմային էներգիա ստանում ամբողջ տարին։

Օդը մասամբ կլանում է ջերմությունը արևի ճառագայթների էներգիայից։ Մնացած արեգակնային ջերմային էներգիան գրեթե ամբողջությամբ կլանված է երկրի կողմից:

Բացի այդ, երկրի աղիքներից եկող երկրաջերմային ջերմությունը մշտապես ապահովում է +8°C հողի ջերմաստիճանը (սկսած 1,5-2 մետր խորությունից և ցածր): Նույնիսկ ցուրտ ձմռանը ջրամբարների խորքերում ջերմաստիճանը պահպանվում է +4-6°C-ի սահմաններում։

Հողի, ջրի և օդի այս ցածրորակ ջերմությունն է, որ ջերմային պոմպը փոխանցում է շրջակա միջավայրից մասնավոր տան ջեռուցման միացում՝ նախապես բարձրացնելով հովացուցիչի ջերմաստիճանը մինչև անհրաժեշտ +35-80°C:

ՏԵՍԱՆՅՈՒԹ. Ինչպե՞ս է աշխատում ստորերկրյա ջրի ջերմային պոմպը:

Ի՞նչ է անում ջերմային պոմպը:

Ջերմային պոմպեր- ջերմային շարժիչներ, որոնք նախատեսված են ջերմություն արտադրելու համար՝ օգտագործելով հակառակ թերմոդինամիկական ցիկլը: ջերմային էներգիա փոխանցել ցածր ջերմաստիճանի աղբյուրից ավելի բարձր ջերմաստիճանի ջեռուցման համակարգ: Ջերմային պոմպի շահագործման ընթացքում առաջանում են էներգիայի ծախսեր, որոնք չեն գերազանցում արտադրված էներգիայի քանակը:

Ջերմային պոմպի աշխատանքը հիմնված է հակադարձ թերմոդինամիկական ցիկլի վրա (հակադարձ Կարնո ցիկլ), որը բաղկացած է երկու իզոթերմից և երկու ադիաբատից, բայց ի տարբերություն ուղիղ թերմոդինամիկական ցիկլի (ուղղակի Կարնո ցիկլ), գործընթացը ընթանում է հակառակ ուղղությամբ՝ հակառակ ուղղությամբ։

Հակադարձ Carnot ցիկլում շրջակա միջավայրը գործում է որպես սառը ջերմության աղբյուր: Ջերմային պոմպի աշխատանքի ժամանակ արտաքին միջավայրից ստացվող ջերմությունը կատարված աշխատանքի շնորհիվ փոխանցվում է սպառողին, բայց ավելի բարձր ջերմաստիճանում:

Սառը մարմնից (հող, ջուր, օդ) ջերմություն փոխանցելը հնարավոր է միայն աշխատանքի ծախսման միջոցով (ջերմային պոմպի դեպքում՝ էլեկտրական էներգիայի ծախս՝ կոմպրեսորի, շրջանառության պոմպերի աշխատանքի համար և այլն): կամ այլ փոխհատուցման գործընթաց:

Ջերմային պոմպը կարելի է անվանել նաև «հակադարձ սառնարան», քանի որ ջերմային պոմպը նույն սառնարանային մեքենան է, միայն թե ի տարբերություն սառնարանի, ջերմային պոմպը ջերմություն է վերցնում դրսից և տեղափոխում սենյակ, այսինքն՝ տաքացնում է սենյակը։ (Սառնարանը սառչում է սառնարանային խցիկից ջերմություն վերցնելով և այն դուրս նետելով կոնդենսատորի միջով):

Ինչպե՞ս է աշխատում ջերմային պոմպը:

Այժմ խոսեք այն մասին, թե ինչպես է աշխատում ջերմային պոմպը: Ջերմային պոմպի աշխատանքի սկզբունքը հասկանալու համար մենք պետք է հասկանանք մի քանի բան.

1. Ջերմային պոմպը ունակ է ջերմություն հանել նույնիսկ զրոյից ցածր ջերմաստիճանում:

Ապագա տների սեփականատերերի մեծ մասը չի կարող հասկանալ շահագործման սկզբունքը (սկզբունքորեն, ցանկացած օդի աղբյուրի ջերմային պոմպի), քանի որ նրանք չեն հասկանում, թե ինչպես կարելի է ջերմություն դուրս բերել օդից ձմռանը զրոյական ջերմաստիճանում: Եկեք վերադառնանք թերմոդինամիկայի հիմունքներին և հիշենք ջերմության սահմանումը:

Ջերմություն- նյութի շարժման ձև, որը մարմին կազմող մասնիկների (ատոմներ, մոլեկուլներ, էլեկտրոններ և այլն) պատահական շարժում է։

Նույնիսկ 0˚C (զրո աստիճան Ցելսիուս) դեպքում, երբ ջուրը սառչում է, օդում դեռ ջերմություն կա: Այն զգալիորեն ավելի քիչ է, քան, օրինակ, +36˚С ջերմաստիճանում, բայց այնուամենայնիվ, և՛ զրոյական, և՛ բացասական ջերմաստիճաններում տեղի է ունենում ատոմների շարժում, և, հետևաբար, ջերմություն է արտազատվում:

Մոլեկուլների և ատոմների շարժումն ամբողջությամբ դադարում է -273˚C (մինուս երկու հարյուր յոթանասուներեք աստիճան Ցելսիուս) ջերմաստիճանում, որը համապատասխանում է բացարձակ զրոյական ջերմաստիճանին (զրո աստիճան Քելվինի սանդղակի վրա)։ Այսինքն, նույնիսկ ձմռանը, զրոյից ցածր ջերմաստիճանի դեպքում, օդում կա ցածր ջերմություն, որը կարող է արդյունահանվել և տեղափոխվել տուն:

2. Ջերմային պոմպերում աշխատող հեղուկը սառնագենտ է (ֆրեոն):

Ի՞նչ է սառնագենտը: Սառնագենտ- ջերմային պոմպի մեջ աշխատող նյութ, որը գոլորշիացման ժամանակ հեռացնում է ջերմությունը սառեցված առարկայից և ջերմություն փոխանցում աշխատանքային միջավայրին (օրինակ՝ ջուր կամ օդ) խտացման ժամանակ։

Սառնագենտների առանձնահատկությունն այն է, որ դրանք կարողանում են եռալ ինչպես բացասական, այնպես էլ համեմատաբար ցածր ջերմաստիճաններում։ Բացի այդ, սառնագենտները կարող են հեղուկից վերածվել գազային վիճակի և հակառակը: Հեղուկից գազային վիճակի (գոլորշիացում) անցման ժամանակ է, որ ջերմություն է ներծծվում, իսկ գազայինից հեղուկի (խտացում) անցման ժամանակ տեղի է ունենում ջերմափոխանակում (ջերմության արտազատում)։

3. Ջերմային պոմպի շահագործումը հնարավոր է դառնում նրա չորս հիմնական բաղադրիչների շնորհիվ:

Ջերմային պոմպի շահագործման սկզբունքը հասկանալու համար դրա սարքը կարելի է բաժանել 4 հիմնական տարրերի.

1. Կոմպրեսոր, որը սեղմում է սառնագենտը նրա ճնշումն ու ջերմաստիճանը բարձրացնելու համար։
2. Ընդարձակման փական- թերմոստատիկ փական, որը կտրուկ նվազեցնում է սառնագենտի ճնշումը:
3. Գոլորշիացնող- ջերմափոխանակիչ, որի մեջ ցածր ջերմաստիճանի սառնագենտը կլանում է շրջակա միջավայրի ջերմությունը:
4. Կոնդենսատոր- ջերմափոխանակիչ, որի մեջ արդեն տաք սառնագենտը, սեղմումից հետո, ջերմությունը փոխանցում է ջեռուցման շրջանի աշխատանքային միջավայր:

Այս չորս բաղադրիչներն են, որոնք թույլ են տալիս սառնարանային մեքենաներին արտադրել սառը, իսկ ջերմային պոմպեր՝ ջերմություն արտադրելու համար: Որպեսզի հասկանանք, թե ինչպես է աշխատում ջերմային պոմպի յուրաքանչյուր բաղադրիչ և ինչու է այն անհրաժեշտ, առաջարկում ենք դիտել տեսանյութ վերգետնյա ջերմային պոմպի աշխատանքի սկզբունքի մասին:

ՏԵՍԱՆՅՈՒԹ. Ստորերկրյա ջրերի ջերմային պոմպի շահագործման սկզբունքը

Ջերմային պոմպի աշխատանքի սկզբունքը

Այժմ մենք կփորձենք մանրամասն նկարագրել ջերմային պոմպի աշխատանքի յուրաքանչյուր փուլը: Ինչպես նշվեց ավելի վաղ, ջերմային պոմպերի շահագործումը հիմնված է ջերմադինամիկական ցիկլի վրա: Սա նշանակում է, որ ջերմային պոմպի շահագործումը բաղկացած է մի քանի ցիկլի փուլերից, որոնք անընդհատ կրկնվում են որոշակի հաջորդականությամբ:

Ջերմային պոմպի աշխատանքային ցիկլը կարելի է բաժանել հետևյալ չորս փուլերի.

1. Ջերմության կլանումը շրջակա միջավայրից (սառնագենտի եռում):

Գոլորշիացնողը (ջերմափոխանակիչը) ընդունում է սառնագենտը, որը գտնվում է հեղուկ վիճակում և ունի ցածր ճնշում։ Ինչպես արդեն գիտենք, ցածր ջերմաստիճանի դեպքում սառնագենտը կարող է եռալ և գոլորշիանալ: Գոլորշիացման գործընթացը անհրաժեշտ է նյութը ջերմություն կլանելու համար:

Թերմոդինամիկայի երկրորդ օրենքի համաձայն՝ ջերմությունը բարձր ջերմաստիճան ունեցող մարմնից փոխանցվում է ավելի ցածր ջերմաստիճան ունեցող մարմնի։ Ջերմային պոմպի շահագործման այս փուլում է, որ ցածր ջերմաստիճանի սառնագենտը, անցնելով ջերմափոխանակիչի միջով, հեռացնում է ջերմությունը հովացուցիչ նյութից (աղաջր), որը նախկինում բարձրանում էր հորերից, որտեղ հեռացնում էր ցածր ջերմությունը: հողը (ստորերկրյա ջրերի վերգետնյա ջերմային պոմպերի դեպքում):

Փաստն այն է, որ տարվա ցանկացած ժամանակ ստորգետնյա հողի ջերմաստիճանը + 7-8 ° C է: Օգտագործելիս տեղադրվում են ուղղահայաց զոնդեր, որոնց միջոցով շրջանառվում է աղաջրը (հովացուցիչ նյութ): Հովացուցիչ նյութի խնդիրն է տաքացնել մինչև առավելագույն հնարավոր ջերմաստիճանը խորը զոնդերի միջով շրջանառվելիս:

Երբ հովացուցիչ նյութը ջերմություն է վերցնում գետնից, այն մտնում է ջերմային պոմպի ջերմափոխանակիչ (գոլորշիացուցիչ), որտեղ «հանդիպում» է սառնագենտին, որն ավելի ցածր ջերմաստիճան ունի: Իսկ թերմոդինամիկայի երկրորդ օրենքի համաձայն՝ տեղի է ունենում ջերմափոխանակում՝ ավելի տաքացած աղաջրից ջերմությունը փոխանցվում է ավելի քիչ ջեռուցվող սառնագենտի:

Ահա մի շատ կարևոր կետ. ջերմության կլանումը հնարավոր է նյութի գոլորշիացման ժամանակև հակառակը, ջերմության փոխանցումը տեղի է ունենում խտացման ժամանակ: Երբ սառնագենտը տաքացվում է հովացուցիչ նյութից, այն փոխում է իր փուլային վիճակը՝ սառնագենտը հեղուկ վիճակից անցնում է գազային վիճակի (սառնագենտը եռում և գոլորշիանում է):

Գոլորշիատորի միջով անցնելուց հետո սառնագենտը գտնվում է գազային փուլում. Սա այլևս հեղուկ չէ, այլ գազ, որը ջերմություն է վերցրել հովացուցիչ նյութից (աղաջրից):

2. Սառնագենտի սեղմումը կոմպրեսորի միջոցով:

Հաջորդ քայլում սառնագենտը գազային վիճակում մտնում է կոմպրեսոր: Այստեղ կոմպրեսորը սեղմում է ֆրեոնը, որը ճնշման կտրուկ աճի պատճառով տաքանում է մինչև որոշակի ջերմաստիճան։

Նմանապես աշխատում է սովորական կենցաղային սառնարանի կոմպրեսորը։ Սառնարանի կոմպրեսորի և ջերմային պոմպի կոմպրեսորի միջև միակ էական տարբերությունը զգալիորեն ցածր արդյունավետությունն է:

ՏԵՍԱՆՅՈՒԹ. Ինչպես է աշխատում կոմպրեսորով սառնարանը

3. Ջերմային փոխանցում դեպի ջեռուցման համակարգ (խտացում):

Կոմպրեսորում սեղմվելուց հետո սառնագենտը, որն ունի բարձր ջերմաստիճան, մտնում է կոնդենսատոր: Այս դեպքում կոնդենսատորը նաև ջերմափոխանակիչ է, որի մեջ խտացման ժամանակ ջերմությունը փոխանցվում է սառնագենտից դեպի ջեռուցման շրջանի աշխատանքային միջավայր (օրինակ՝ ջուր տաք հատակի համակարգում կամ ջեռուցման մարտկոցներ):

Կոնդենսատորում սառնագենտը կրկին գազային փուլից անցնում է հեղուկի: Այս գործընթացը ուղեկցվում է ջերմության արտանետմամբ, որն օգտագործվում է տան ջեռուցման համակարգի և տաք ջրամատակարարման համար (DHW):

4. Սառնագենտի ճնշման նվազեցում (ընդլայնում):

Այժմ հեղուկ սառնագենտը պետք է պատրաստվի գործառնական ցիկլը կրկնելու համար: Դրա համար սառնագենտը անցնում է ընդարձակման փականի նեղ բացվածքով (ընդարձակման փական): Շնչափողի նեղ բացվածքով «մղելուց» հետո սառնագենտը ընդլայնվում է, ինչի արդյունքում նրա ջերմաստիճանը և ճնշումը նվազում են։

Այս գործընթացը համեմատելի է ցողացիրից աերոզոլը ցողելու հետ: Սրսկելուց հետո պահածոն կարճ ժամանակով ավելի է սառչում։ Այսինքն՝ աերոզոլային ճնշման կտրուկ անկում է եղել՝ դեպի դուրս սեղմելու պատճառով, և համապատասխանաբար նվազում է նաև ջերմաստիճանը։

Այժմ սառնագենտը կրկին այնպիսի ճնշման տակ է, որ այն կարողանում է եռալ և գոլորշիանալ, ինչը մեզ անհրաժեշտ է հովացուցիչ նյութից ջերմություն կլանելու համար:

Ընդարձակման փականի (թերմոստատիկ ընդարձակման փականի) խնդիրն է նվազեցնել ֆրեոնի ճնշումը՝ ընդլայնելով այն նեղ անցքից ելքի մոտ։ Այժմ ֆրեոնը պատրաստ է նորից եռալ և ջերմություն կլանել։

Ցիկլը նորից կրկնվում է այնքան ժամանակ, մինչև ջեռուցման և կենցաղային տաք ջրի համակարգը ջերմային պոմպից ստանա անհրաժեշտ քանակությամբ ջերմություն:

• Ջերմային պոմպերի շահագործման սկզբունքը
• Ջեռուցման շրջան
• Ջերմային պոմպերի առավելություններն ու թերությունները
• Տնական գաղտնիքներ

Ինչպես է դա աշխատում

Ջերմային կամ երկրաջերմային պոմպը ջերմային էներգիա է հավաքում շրջակա միջավայրից, փոխակերպում այն ​​սառնագենտի միջոցով և մատակարարում տան ջեռուցման համակարգին:

Միավորի հիմնական բաղադրիչները `կոմպրեսոր, ջերմափոխանակիչ, շրջանառության պոմպ, ավտոմատացում, մատակարարման միացում: Պոմպը կարող է ջերմություն վերցնել երեք աղբյուրներից.

• Օդ.
• Ջուր.
• Պրիմինգ.

Դատելով քննարկման թելերից՝ պահանջարկ ունենք երկու տարբերակ՝ ջուր և հող։ Դա պայմանավորված է ջերմաստիճանի սահմանափակումներով - աղբյուրը պետք է լինի դրական: Սնուցման շրջանի գտնվելու վայրը կարող է լինել հորիզոնական կամ ուղղահայաց: Առաջին դեպքում հիմնական գիծը դրվում է սառեցման մակարդակից ցածր՝ 1,5 մետր խորությունից: Կամ մինչև ջրամբարի հատակը, այնտեղ նույնիսկ սաստիկ սառնամանիքների դեպքում՝ մինչև + 4⁰С: Շղթայի երկարությունը կախված է ջեռուցվող սենյակի չափսերից և պոմպի հզորությունից: Երկրորդում հորատվում են զոնդերի համար հորեր, միջին խորությունը 50–70 մետր է։ Պիաստրով Ա Վ, ֆորումի անդամներից մեկը և ջերմային պոմպի սեփականատերը, այսպես նկարագրեց ուղղահայաց համակարգը.

Piastrov A V FORUMHOUSE-ի անդամ

Ջերմությունը հավաքվում է երկրաջերմային զոնդերի միջոցով՝ օղակաձև խողովակաշար, որով շրջանառվում է էթիլենգլիկոլը: Նրանք իջնում ​​են 50–70 մետր խորությամբ հորերի մեջ։ Սա արտաքին միացում է, և հորերի քանակը կախված է ջերմային պոմպի հզորությունից: 100 մետր քառակուսի տարածք ունեցող տան համար ձեզ հարկավոր է երկու զոնդ՝ երկու ջրհոր:

Ջեռուցման շրջան

Ջերմային պոմպը, ի տարբերություն գազի, ածուխի կամ էլեկտրաէներգիայի կաթսաների, ջերմացնում է միջինը մինչև 40⁰C: Սա օպտիմալ ջերմաստիճան է, որի դեպքում և՛ սարքավորումների մաշվածությունը, և՛ էլեկտրաէներգիայի սպառումը նվազագույն են: Սովորական ռադիատորների համար նման ցուցանիշները բավարար չեն: Հետեւաբար, ջերմային պոմպով նրանք սովորաբար օգտագործում են ոչ թե խողովակներ և ռադիատորներ, այլ տաք հատակներ: Ավելի արդյունավետ է հովացուցիչ նյութը այս կերպ տաքացնելիս: Միայն խողովակների միջև հեռավորությունը պետք է ավելի փոքր լինի: Արժե հաշվի առնել, որ տաք հատակները սահմանափակումներ են ստեղծում կահույքի ընտրության հարցում և չորացնում օդը։ Կպահանջվի լրացուցիչ խոնավություն: Ամռանը հատակները կարող են աշխատել հովացման համար:

Առավելություններն ու թերությունները

Ջերմային պոմպի հիմնական առավելությունը դրա բարձր արդյունավետությունն է, սպառված յուրաքանչյուր կիլովատ էլեկտրաէներգիայի դիմաց այն արտադրում է մոտ 5 կՎտ ջերմություն: Գումարած աշխատանքի ընթացքում ֆիզիկական ջանք չկա, թափոններ և ածխածնի օքսիդ չկա:

Բացի այդ, գազի աշխատողներից կախվածություն չկա և իշխանություններին հաստատման համար գնալը: Իսկ կաթսայատանը ներկայացվող պահանջներն այնքան էլ խիստ չեն։ Գործարկումից հետո գործառնական ծախսերը նվազագույն են: Վճարվում է միայն էլեկտրաէներգիան, միջին հզորության պոմպը ժամում սպառում է մոտ 4 կՎտ: Ժամանակակից մոդելները իմպուլսային են, անընդհատ չեն գործում, բայց անհրաժեշտության դեպքում միանում են։ Սա նվազեցնում է սեզոնի աշխատանքային ժամերի քանակը և էներգիայի ծախսերը:

Երկրաջերմային ջեռուցման հիմնական թերությունը գինն է, նույնիսկ չինական կամ կենցաղային միավորը, էլ չեմ խոսում եվրոպական բրենդների մասին, արժե մի քանի հազար եվրո։ Արտաքին սխեմայի դասավորության և տեղադրման հետ մեկտեղ հաճույքը կբերի հարյուր հազարավոր ռուբլի: Փորձագետների և սեփականատերերի հաշվարկների համաձայն, պոմպը վճարում է մի քանի տարվա ընթացքում: Այն աշխատում է անվճար աղբյուրով, համեմատած մեկ տոննա ածուխի կամ մեկ խորանարդ մետր վառելափայտի արժեքի հետ, խնայողությունները զգալի են։ Բայց ոչ բոլորն ունեն լրացուցիչ կես միլիոն սարքավորումների և շահագործման համար:

Եթե ​​տեղանքին մոտ ջրային մարմին կա, ապա այն շատ ավելի էժան է ստացվում, և կարիք չկա ծախսել թանկ հորատման վրա։

Գործող հորերը նաև օպտիմալացնում են գործընթացը՝ դառնալով ջերմության աղբյուր: Սա հաստատում է ֆորումի անդամներից մեկը det MarosՈւստ-Կամենոգորսկից։ Նա աշխատում է ջերմային պոմպեր արտադրող և տեղադրման ծառայություններ մատուցող ընկերությունում։ Հետևաբար, նա լավ է հասկանում իրավիճակը և թելի մասնակցի հարցին, թե արդյոք իրեն անհրաժեշտ են զոնդեր, եթե տեղում հորեր կան, պատասխանեց, և նա պատասխանեց սպառիչ.

det maros FORUMHOUSE անդամ

Ինչու՞ անհանգստանալ զոնդերով, եթե բավականաչափ ջուր կա: HP-ի միջոցով մի ջրհորից մյուսը կքշեք: Մենք զոնդով ենք զննում, երբ տարածքում ջուր չկա կամ սյունը փոքր է և չի բավարարում կարիքները: 10 կՎտ հզորությամբ պոմպը պահանջում է 3 խորանարդ մետր ծավալ:

Տնական գաղտնիքներ

Բայց ամենամեծ խնայողությունները ձեռք են բերվում, երբ դուք ինքներդ հավաքում եք ջերմային պոմպը: Առաջատար ագրեգատը՝ կոմպրեսորը, վերցված է հզոր օդորակիչներից և սպլիտ համակարգերից, դրանց տեխնիկական պարամետրերը նման են։ Ջերմափոխանակիչները վաճառվում են պատրաստի վիճակում, սակայն որոշ արհեստավորների հաջողվում է դրանք զոդել պղնձե խողովակներից։ Ֆրեոնն օգտագործվում է որպես սառնագենտ, այն վաճառվում է նաև բալոններով։ Կարգավորիչներ, ռելեներ, կայունացուցիչներ, բոլոր տարրերը առանձին-առանձին կարժենան կեսը, քան պատրաստի հավաքածուում:

Ամենից հաճախ տնական նախագծերը կազմակերպվում են լճակների վրա կամ երբ արդեն գոյություն ունի ջրհոր: Շնորհիվ այն բանի, որ ծախսերի առյուծի բաժինը բաժին է ընկնում պեղումների աշխատանքներին, իսկ խնայողությունները առավելագույնն են դրանց վրա։

Արհեստավոր սարք2, Ռիգայից, ինքն է հավաքել երկրաջերմային սարքավորումները և տեղադրել դրա մասին ֆոտոռեպորտաժ՝ բոլոր գործողությունների մանրամասն նկարագրությամբ։

aparat2 FORUMHOUSE-ի անդամ

Ես հավաքեցի HP երկու միաֆազ կոմպրեսորներից յուրաքանչյուրը 24000 BTU (7 կՎտժ. ցուրտ եղանակին): Արդյունքը եղավ 16-18 կիլովատ ջերմային հզորությամբ կասկադ՝ ժամում մոտ 4,5 կՎտ էլեկտրաէներգիայի սպառմամբ։ Ես ընտրել եմ երկու կոմպրեսոր, որպեսզի հոսանքները ավելի քիչ լինեն, ես դրանք միաժամանակ չեմ գործարկի։ Այդ ընթացքում միայն երկրորդ հարկն է բնակեցված, և մեկ կոմպրեսորը բավական է։ Եվ, փորձարկելով մեկի վրա, այնուհետև ես կբարելավեմ երկրորդ դիզայնը:

Նաև ֆորումի անդամը որոշել է գումար չծախսել պատրաստի ափսե տիպի ջերմափոխանակիչների վրա։ Նրանք պահանջկոտ են ջրի մաքրման առումով, և դրանք թանկ արժեն։ Նա միավորեց տնական փոխարկիչը մարտկոցի հետ՝ ելքը մեծացնելու համար: Արդյունքը եղավ աշխատանքային տեղադրումը, որը մի քանի անգամ ավելի էժան էր, քան գնվածը:

Այնուամենայնիվ, ջերմային պոմպերը այլընտրանքային տարբերակ են, երբ չկա գազ և մեծ ջեռուցման տարածքներ: Նույնիսկ եթե դուք ինքներդ եք հավաքում համակարգը, բաղադրիչների ծախսերը զգալի են: Թեման կարող եք ավելի ուշադիր ուսումնասիրել թեմայում, այնտեղ շատ օգտակար խորհուրդներ կան, ֆորումի օգտատերերը կիսվում են իրենց փորձով և քննարկում տարբեր մոդելներ: կօգնի ձեզ հասկանալ ժողովը: Իսկ տեսանյութում ներկայացված մեծ տունն առանց գազի տաքացնելու տարբերակները վառ օրինակ են։ Փայտե տների սեփականատերերի համար - տեսանյութ