Hava ısı pompalı ısıtma sistemi. Bir evi ısıtmak için ısı pompası: çalışma prensibi, çeşitleri ve kullanımı. Drenaj pompalarının kullanılması

Basit anlamda Bir ısı pompasının çalışma prensibi ev tipi bir buzdolabına yakındır. Termal enerjiısı kaynağında ve ısıtma sistemine aktarır. Pompanın ısı kaynağı toprak, kaya, atmosferik hava, farklı kaynaklardan (nehirler, dereler, toprak yollar, göller) gelen su.

Isı pompası türleri ısı kaynağına göre sınıflandırılır:

havadan havaya;
su-hava;
su su;
toprak-su (toprak-su);
buzlu su (nadiren).

Isıtma, iklimlendirme ve kullanım sıcak suyu; bunların tümü bir ısı pompası tarafından sağlanabilir. Tüm bunları sağlamak için yakıta ihtiyacı yoktur. Pompayı çalışır durumda tutmak için kullanılan elektrik, diğer ısıtma türlerinin tüketiminin yaklaşık 1/4'ü kadardır.

Isı pompası ısıtma sisteminin bileşenleri

Kompresör- Isı pompası kullanan ısıtma sisteminin kalbi. Dağıtılan düşük dereceli ısıyı yoğunlaştırır, sıkıştırma nedeniyle sıcaklığını arttırır ve bunu sistemdeki soğutucuya aktarır. Bu durumda elektrik, soğutucuyu (su veya hava) ısıtmak için değil, yalnızca termal enerjinin sıkıştırılması ve aktarılması için harcanır. Ortalama tahminlere göre 10 kW ısı 2,5 kW'a kadar elektrik tüketmektedir.

Depolama tankı sıcak su (invertör sistemleri için). Depolama tankı, ısıtma sisteminin termal yüklerini ve sıcak su beslemesini eşitleyen suyu biriktirir.

Soğutucu. Düşük basınç altında olan ve düşük sıcaklıklarda kaynayan çalışma akışkanı, bir ısı kaynağından gelen düşük potansiyelli enerjiyi soğurucudur. Bu, sistemde dolaşan gazdır (freon, amonyak).

Evaporatör Düşük sıcaklıklı bir kaynaktan termal enerjinin seçimini ve pompaya aktarılmasını sağlamak.

Kapasitör, ısının soğutucu akışkandan sistemdeki suya veya havaya aktarılması.
Termostat.

Birincil ve ikincil zemin konturu. Isıyı kaynaktan pompaya ve pompadan ev ısıtmasına aktarır dolaşım sistemi. Birincil devre şunlardan oluşur: evaporatör, pompa, borular. İkincil devre şunları içerir: kondenser, pompa, boru hattı.

Havadan suya ısı pompası 5-28 kW

Isıtma ve sıcak su temini için havadan suya ısı pompası 12-20 kW

Bir ısı pompasının çalışma prensibi, bir sıvının buharlaşması ve yoğunlaşması işlemi sırasında termal enerjinin emilmesi ve ardından salınmasının yanı sıra basınçtaki bir değişiklik ve ardından yoğunlaşma ve buharlaşma sıcaklığındaki bir değişikliktir.

Isı pompası ısının hareketini tersine çevirerek onu ters yönde hareket etmeye zorlar. Yani HP, yukarıdan aşağıya doğru doğal hareketin aksine sıvıları aşağıdan yukarıya pompalayan aynı hidrolik pompadır.

Soğutucu akışkan kompresörde sıkıştırılarak kondensere aktarılır. Yüksek basınç ve sıcaklık gazı yoğunlaştırır (çoğunlukla freon), ısı soğutucuya sisteme aktarılır. Soğutucu akışkan evaporatörden tekrar geçtiğinde işlem tekrarlanır - basınç düşer ve düşük sıcaklıkta kaynama işlemi başlar.

Düşük dereceli ısının kaynağına bağlı olarak her pompa tipinin kendine has nüansları vardır.

Isı kaynağına bağlı olarak ısı pompalarının özellikleri

Havadan suya ısı pompası, dışarıda +5°C'nin altına düşmemesi gereken hava sıcaklığına bağlıdır ve bildirilen ısı dönüşüm katsayısı COP 3,5-6 yalnızca 10°C ve üzerinde elde edilebilir. Bu tip pompalar sahada, en havalandırılan yere monte edilir ve ayrıca çatılara da monte edilir. Havadan havaya pompalar için de hemen hemen aynı şey söylenebilir.

Yeraltı suyu pompası tipi

Yeraltı suyu pompası veya bir jeotermal ısı pompası yerden termal enerjiyi çeker. Dünyanın sıcaklığı 4°C ila 12°C arasındadır ve 1,2 ila 1,5 m derinlikte her zaman stabildir.

Yatay kolektör sahaya yerleştirilmelidir; alan toprak sıcaklığına ve ısıtılan alanın büyüklüğüne bağlıdır; sistemin üzerine çim dışında hiçbir şey ekilemez veya yerleştirilemez. 150 m'ye kadar kuyuya sahip dikey kollektörün bir çeşidi vardır. Ara soğutucu, zemine döşenen borular arasında dolaşır ve 4°C'ye kadar ısıtarak toprağı soğutur. Buna karşılık toprağın ısı kaybını telafi etmesi gerekir, bu da şu anlama gelir: verimli çalışma TN'nin saha boyunca yüzlerce metre boruya ihtiyacı var.

Isı pompası"su su"

Sudan suya ısı pompası nehirlerin, akarsuların, atık suların ve astarların düşük dereceli ısısı üzerinde çalışır. Su, havadan daha yüksek bir ısı kapasitesine sahiptir, ancak yeraltı suyunu soğutmanın kendi nüansları vardır - donma noktasına kadar soğutulamaz, suyun serbestçe yere akması gerekir.

Bir günde onlarca ton suyu rahatlıkla içinizden geçirebileceğinize yüzde yüz güvenmeniz gerekiyor. Bu sorun genellikle, su kütlesinin çitinizin arkasında olması koşuluyla, soğutulmuş suyun en yakın su kütlesine boşaltılmasıyla çözülür, aksi takdirde bu tür bir ısıtma milyonlarca dolara mal olur. Akan bir rezervuara on metre mesafe varsa, sudan suya ısı pompasıyla ısıtma en etkili yöntem olacaktır.

Buzlu su ısı pompası

Buzlu su ısı pompasıısı eşanjörünün değiştirilmesini gerektiren oldukça egzotik bir pompa türü - havadan suya pompa, su soğutması için dönüştürülür ve buzu giderir.

Arka ısıtma sezonu Depolanabilen yaklaşık 250 ton buz birikir (bu miktar buz ortalama bir yüzme havuzunu doldurabilir). Bu tip ısı pompası kışlarımız için iyidir. 330 KJ/kg - bu, dondurma işlemi sırasında suyun ne kadar ısı açığa çıkardığıdır. Buna karşılık, suyun 1°C soğutulması 80 kat daha az ısı üretir. 120 litre suyun dondurulmasından 36.000 KJ/saat ısıtma hızı elde edilmektedir. Bu ısıyı kullanarak buzlu su ısı pompasıyla bir ısıtma sistemi kurabilirsiniz. Bu tip pompa hakkında çok az bilgi olmasına rağmen araştıracağım.

Isı pompalarının artıları ve eksileri

Burada "yeşil" enerji ve çevre dostu olma konusunda övünmek istemiyorum, çünkü tüm sistemin fiyatı çok yüksek çıkıyor ve aklınıza gelen son şey ozon tabakası oluyor. Isı pompası kullanan bir ısıtma sisteminin maliyetini göz ardı edersek, avantajları şunlardır:

Güvenli ısıtma. Bana göre, gaz kazanım brülörü bir patlama ile açtığında, her 15 dakikada bir kafamda gri bir saç beliriyor. Isı pompası kullanılmıyor açık alev, yanıcı yakıt. Yakacak odun veya kömür rezervi yok.
Isı pompasının verimliliği yaklaşık %400-500'dür (1 kW elektrik alır, 5 harcar).
"Temiz" ısıtma yanma atığı, egzoz, koku olmadan.
Sessiz çalışma“doğru” kompresörle.

yağlı eksi ısı pompaları- bir bütün olarak ve nadir olarak tüm sistemin fiyatı ideal koşullar Verimli pompa çalışması için.

Isı pompasına dayalı bir ısıtma sisteminin geri ödemesi 5 yıl, belki 35 yıl olabilir ve ikinci rakam ne yazık ki daha gerçekçi. Bu uygulama aşamasında oldukça pahalı ve oldukça emek yoğun bir sistemdir.

Kim ne derse desin, bugünlerde Kulibinler boşandı; bir ısı pompasının hesaplamaları yalnızca bir ısıtma mühendisi uzmanı tarafından sahaya gidilerek yapılmalıdır.

Evlerinde buzdolapları ve klimalar bulunan çok az kişi, ısı pompasının çalışma prensibinin içlerinde uygulandığını biliyor.

Bir ısı pompasının ürettiği gücün yaklaşık %80'i, dağınık güneş ışınımı biçimindeki ortam ısısından gelir. Onu sokaktan eve “pompalayan” bu pompadır. Isı pompasının çalışması buzdolabının çalışma prensibine benzer, sadece ısı transferinin yönü farklıdır.

Basit ifadeyle…

Şişeyi soğutmak için maden suyu, Buzdolabına koyuyorsunuz. Buzdolabı, termal enerjinin bir kısmını şişeden "almalı" ve enerjinin korunumu yasasına göre onu bir yere taşımalı ve vermelidir. Buzdolabı, ısıyı genellikle arka duvarda bulunan bir radyatöre aktarır. Aynı zamanda radyatör ısınarak ısısını odaya verir. Aslında odayı ısıtır. Bu, özellikle yaz aylarında odada birkaç buzdolabının açıldığı küçük mini marketlerde fark edilir.

Sizi hayal gücünüzü hayal etmeye davet ediyoruz. Buzdolabına sürekli sıcak nesneler koyacağımızı ve bunları soğutarak odadaki havayı ısıtacağını varsayalım. Hadi “ekstremlere” gidelim… Buzdolabını buzdolabına yerleştirelim. pencere açıklığı dondurucu kapısı dışarıya açıkken. Buzdolabı radyatörü iç mekanda bulunacaktır. Çalışma sırasında buzdolabı dışarıdaki havayı soğutarak “alınan” ısıyı odaya aktaracaktır. Isı pompası bu şekilde çalışır; ortamdan dağılan ısıyı alıp odaya aktarır.

Pompa ısıyı nereden alıyor?

Isı pompasının çalışma prensibi çevredeki doğal düşük potansiyelli ısı kaynaklarının “kullanılmasına” dayanmaktadır.

Olabilirler:

havanın hemen dışında;
su kütlelerinin sıcaklığı (göller, denizler, nehirler);
toprağın sıcaklığı, yeraltı suyu (termal ve artezyen).

Isı pompası ve onunla birlikte ısıtma sistemi nasıl çalışır?

Isı pompası, 2 devre + üçüncü devreden (pompanın kendi sistemi) oluşan ısıtma sistemine entegre edilmiştir. Dondurucu olmayan bir soğutucu, çevredeki alandan ısıyı emen dış devre boyunca dolaşır.

Isı pompasına veya daha doğrusu evaporatörüne giren soğutucu, ısı pompası soğutucusuna ortalama 4 ila 7 °C arasında salınır. Ve kaynama noktası -10°C'dir. Sonuç olarak, soğutucu kaynar ve daha sonra gaz haline dönüşür. Zaten soğutulmuş olan harici devrenin soğutucusu, sıcaklığı ayarlamak için sistemdeki bir sonraki "dönüşe" gider.

Isı pompasının fonksiyonel devresi şunları içerir:

buharlaştırıcı;
kompresör (elektrikli);
kılcal damar;
kapasitör;
soğutucu;
termostatik kontrol cihazı.

Süreç buna benziyor!

Evaporatörde "kaynayan" soğutucu, bir boru hattı aracılığıyla elektrikle çalışan kompresöre beslenir. Bu "çalışkan" gaz halindeki soğutucuyu sıkıştırır yüksek basınç buna göre sıcaklığının artmasına neden olur.

Artık sıcak olan gaz daha sonra yoğunlaştırıcı adı verilen başka bir ısı eşanjörüne girer. Burada soğutucunun ısısı, ısıtma sisteminin iç devresinde dolaşan oda havasına veya soğutucuya aktarılır.

Soğutucu akışkan aynı anda sıvıya dönüşürken soğur. Daha sonra kılcal basınç düşürme valfinden geçer, burada basıncı "kaybeder" ve buharlaştırıcıya geri döner.

Döngü kapandı ve tekrarlanmaya hazır!

Tesisatın ısıtma kapasitesinin yaklaşık hesaplanması

Bir saat içinde, harici kolektörden, toprağın ∆t = 5-7 °C kadar ısıtabileceği pompanın içinden 2,5-3 m3'e kadar soğutma sıvısı akar.

Böyle bir devrenin termal gücünü hesaplamak için aşağıdaki formülü kullanın:

Q = (T_1 - T_2)*V_heat

V_heat - soğutma sıvısının saat başına hacimsel akış hızı (m^3/saat);

T_1 - T_2 - giriş ve giriş arasındaki sıcaklık farkı (°C).

Isı pompası çeşitleri

Isı pompaları kullanılan ısının türüne göre sınıflandırılır:

yeraltı suyu (kapalı zemin hatları veya derin jeotermal sondalar kullanın ve su sistemi alan ısıtma);
su-su (yeraltı suyunun alınması ve boşaltılması için açık kuyular kullanırlar - dış kontur döngülü değildir, dahili sistemısıtma - su);
su-hava (harici su devrelerinin ve hava tipi ısıtma sisteminin kullanılması);
(dış hava kütlelerinden yayılan ısının kullanımı ile tamamlanır) hava sistemi evi ısıtmak).

Isı pompalarının avantajları ve faydaları

Uygun maliyetli. Isı pompasının çalışma prensibi termal enerjinin üretimine değil, transferine (taşınmasına) dayanmaktadır, dolayısıyla veriminin birden büyük olduğu söylenebilir. Ne saçma? - diyorsunuz ki, ısı pompaları konusu bir değer içeriyor - ısı dönüşüm katsayısı (HCT). Benzer türdeki birimlerin birbirleriyle karşılaştırılması bu parametreye göre yapılır. Onun fiziksel anlam– alınan ısı miktarının bunun için harcanan enerji miktarına oranını gösterin. Örneğin KPT=4,8 ile pompanın harcadığı 1 kW elektrik, bedava yani doğadan bedava 4,8 kW ısı elde etmemizi sağlayacaktır.

Uygulamanın evrensel her yerde bulunması. Erişilebilir güç hatlarının olmadığı durumlarda bile, ısı pompası kompresörüne dizel tahrikle güç sağlanabilir. Ve gezegenin her köşesinde "doğal" ısı mevcut - ısı pompası "aç" kalmayacak.

Çevre dostu kullanım. Isı pompasında yanma ürünleri yoktur ve düşük enerji tüketimi, enerji santrallerini daha az “işleterek” dolaylı olarak zararlı emisyonları azaltır. Isı pompalarında kullanılan soğutucu akışkan ozon dostudur ve klorokarbon içermez.

Çift yönlü çalışma modu. Isı pompası bir odayı kışın ısıtabilir, yazın ise soğutabilir. Odadan alınan "ısı", örneğin bir yüzme havuzundaki veya sıcak su tedarik sistemindeki suyu ısıtmak için etkili bir şekilde kullanılabilir.

Operasyonel güvenlik. Bir ısı pompasının çalışma prensibinde tehlikeli süreçleri dikkate almayacaksınız. Yokluk ateş açmak ve insanlar için tehlikeli olan zararlı salgılar, düşük sıcaklık soğutucular, ısı pompasını “zararsız” ancak kullanışlı bir ev aleti haline getirir.

Bazı operasyon nüansları

Isı pompası çalışma prensibinin etkin kullanımı, çeşitli koşulların yerine getirilmesini gerektirir:

ısıtılan oda iyi yalıtılmalıdır (100 W/m2'ye kadar ısı kaybı) - aksi takdirde sokaktan ısı alarak, masrafları size ait olmak üzere sokağı ısıtırsınız;
Isı pompaları düşük sıcaklıklı ısıtma sistemleri için faydalıdır. Yerden ısıtma sistemleri (35-40 °C) bu kriterlere mükemmel uyum sağlar. Isı dönüşüm katsayısı önemli ölçüde giriş ve çıkış devrelerinin sıcaklık oranına bağlıdır.

Söylenenleri özetleyelim!

Bir ısı pompasının çalışma prensibinin özü üretimde değil, ısı transferindedir. Bu, yüksek bir termal enerji dönüşüm katsayısı (3'ten 5'e kadar) elde etmenizi sağlar. Basitçe söylemek gerekirse, kullanılan her 1 kW elektrik, eve 3-5 kW ısı “aktaracaktır”. Söylenmesi gereken başka bir şey var mı?

Özel evlere yönelik mühendislik ekipmanlarının ana geliştirme alanları arasında ergonomi ile verimliliğin artırılması ve işlevselliğin genişletilmesi yer almaktadır. Aynı zamanda geliştiriciler enerji verimliliğine giderek daha fazla önem veriyorlar. teknik ekipman iletişim sistemleri. Isıtma altyapısı en pahalı altyapı olarak kabul ediliyor, bu nedenle şirketler bunu sağlama araçlarına özel ilgi gösteriyor. Bu yöndeki çalışmanın en somut sonuçlarından biri, geleneksel ısıtma ekipmanlarının yerini alan hava ısı pompasıdır.

Isı hava pompalarının özellikleri

Temel fark, ısının üretilme şeklidir. Çoğu, kaynak olarak geleneksel enerji kaynaklarının kullanımını içerir. Ancak hem ısıtma hem de sıcak su temini için kullanılan hava pompalarında enerjinin çoğu enerjiden tüketilir. doğal Kaynaklar direkt olarak. Toplam potansiyelin yaklaşık %20'si konvansiyonel istasyonlardan tedarik için ayrılmıştır. Böylece hava termal evler Enerjiyi daha ekonomik kullanın ve daha az hasara neden olun ekolojik çevre. Pompaların kavramsal versiyonlarının aşağıdakileri sağlamak üzere geliştirilmiş olması dikkat çekicidir: ofis binası ve işletmeler. Ancak daha sonra teknoloji bu segmenti kapsadı ev Aletleri Sıradan kullanıcıların karlı termal enerji kaynaklarını kullanmalarına olanak tanır.

Çalışma prensibi

Tüm iş akışı, kaynaktan alınan soğutucu akışkanın dolaşımına dayanmaktadır. Isıtma, kompresörde sıkıştırılan hava akışlarının yoğunlaşmasından sonra meydana gelir. Daha sonra sıvı haldeki soğutucu akışkan doğrudan ısıtma sistemine gider. Artık pompa tasarımında soğutucu sirkülasyon prensibine daha yakından bakabiliriz. Gaz halindeki soğutucu, iç ünitede bulunan bir ısı eşanjörüne gönderilir. Orada ısıyı odaya aktarır ve sıvıya dönüşür. Bu aşamada hava kaynaklı ısı pompasına da beslenen alıcı devreye girmektedir. Bu cihazın standart versiyonunun çalışma prensibi, bu ünitedeki sıvının, düşük basınçlı soğutucu akışkanla ısı alışverişinde bulunacağını varsayar. Bu işlem sonucunda oluşan karışımın sıcaklığı tekrar düşecek ve sıvı, alıcının çıkışına gidecektir. Soğutucu gaz borudan geçerken düşük kan basıncı alıcıda aşırı ısınma yoğunlaşır ve ardından kompresörü doldurur.

Özellikler

Ana teknik gösterge, ev modellerinde 2,5 ila 6 kW arasında değişen güçtür. Yarı endüstriyel olanlar, 10 kW'ın üzerinde bir güç potansiyeline ihtiyaç duyulması durumunda özel evler için iletişim desteğinde de kullanılabilir. Pompaların boyutuna gelince, bunlar geleneksel klimalara karşılık gelir. Üstelik karıştırılabilirler dış görünüş bölünmüş sistem ile. Standart bir blok 90x50x35 cm'lik parametrelere sahip olabilir. Ağırlık aynı zamanda tipik iklim kontrol ayarlarına da karşılık gelir - ortalama 40-60 kg. Elbette asıl soru kapsanan sıcaklık aralığıyla ilgilidir. Hava kaynaklı ısı pompası ısıtma fonksiyonuna odaklandığından üst sınır hedef kabul edilir ve ortalama 30-40 °C'ye ulaşır. Doğru, aynı zamanda odayı serinleten kombine işlevlere sahip versiyonlar da mevcuttur.

Tasarım türleri

Hava pompası kullanarak ısı üretmek için çeşitli konseptler vardır. Sonuç olarak tasarım, belirli bir üretim planının ihtiyaçlarına göre özel olarak uyarlanmıştır. En popüler model, hava akışlarının ve su taşıyıcısının tek bir sistemdeki etkileşimini içerir. Ana sınıflandırma, yapıları fonksiyonel blokların organizasyon türüne göre ayırır. Böylece monoblok gövde içerisinde ısı hava pompası bulunduğu gibi, sistemin yardımcı bir segment kullanılarak dışarıya çıkarılmasını sağlayan modeller de bulunmaktadır. Genel olarak her iki model de geleneksel klimaların çalışma prensibini tekrarlıyor, yalnızca işlevleri ve performansları yeni bir seviyeye yükseltiliyor.

Modern teknolojilerin uygulanması

Yenilikçi gelişmeler büyük ölçüde klasik iklim kontrol ünitelerinin gelişimini belirledi. Özellikle Mitsubishi modellerinde kullanıyor kaydırmalı kompresör ekipmanın sıcaklık koşullarından bağımsız olarak işlevini yerine getirmesine olanak tanıyan iki fazlı soğutucu enjeksiyonu ile. Japon geliştiricilerin ısı hava pompası -15 °C'de bile %80'e varan bir performans sergiliyor. Ayrıca en yeni modeller, daha kullanışlı, güvenli ve güvenli bir kullanım sağlayan yeni kontrol sistemleriyle donatılmıştır. etkili operasyon kurulumlar. Ekipmanın tüm teknolojisine rağmen, kazanlar ve kazanlarla geleneksel ısıtma sistemlerine entegrasyon olasılığı devam etmektedir.

Kendi ellerinizle hava pompaları yapmak

Her şeyden önce, gelecekteki kurulum için bir kompresör satın almanız gerekir. Duvara sabitlenir ve geleneksel bir split sistemin dış ünitesinin işlevini yerine getirir. Daha sonra kompleks, kendiniz yapabileceğiniz bir kapasitör ile desteklenir. Bu işlem, yaklaşık 1 mm kalınlığında bir bakır "bobin" gerektirir ve bunun daha sonra plastik veya metal bir mahfazaya (örneğin bir tank veya tank) yerleştirilmesi gerekir. Hazırlanan tüp, tanka entegre edilmesini sağlayacak boyutlarda silindir olabilen bir çekirdek üzerine sarılır. Delikli olanı kullanarak, havayı daha verimli hale getirecek şekilde eşit aralıklarla dönüşler oluşturabilirsiniz; birçok ev ustası bunu, soğutucu görevi görecek olan sonraki freon enjeksiyonuyla yapar. Daha öte monte edilmiş yapı evin ısıtma sistemine harici bir devre üzerinden bağlanır.

sen ısıtma ekipmanıçalışması için yeterli pahalı türler gaz, elektrik, katı ve benzeri enerji taşıyıcıları sıvı yakıt nispeten yakın zamanda ortaya çıktı değerli alternatif– Sudan suya ısı pompası. Rusya'da yeni popülerlik kazanmaya başlayan bu tür ekipmanların çalışması için, düşük potansiyele sahip tükenmez enerji kaynaklarına ihtiyaç vardır. Bu durumda, doğal ve yapay rezervuarlar, kuyular, kuyular vb. Olabilecek hemen hemen her su kaynağından termal enerji elde edilebilir. Böyle bir pompalama ünitesinin hesaplanması ve kurulumu doğru yapılırsa, o zaman sağlayabilir kış dönemi boyunca hem konut hem de endüstriyel binaların ısıtılması.

Yapısal elemanlar ve çalışma prensibi

Bir evin ısıtılması için düşünülen ısı pompalarının çalışma prensibi, soğutma ekipmanının çalışma prensibine benzer, ancak bunun tersi geçerlidir. Eğer soğutma ünitesiısının bir kısmını iç odasından dışarıya çıkarır, böylece içindeki sıcaklığı düşürür, daha sonra ısı pompasının görevi ortamı soğutmak ve ısıtma sisteminin boruları boyunca hareket eden soğutucuyu ısıtmaktır. Hava-su ve yeraltı suyu ısı pompaları aynı prensipte çalışır ve aynı zamanda konut ve endüstriyel binaları ısıtmak için düşük potansiyelli kaynaklardan gelen enerjiyi de kullanır.

Düşük potansiyelli enerji kaynakları kullanan cihazlar arasında en verimli olan sudan suya ısı pompasının tasarım şeması, aşağıdaki gibi elemanların varlığını varsayar:

bir su kaynağından pompalanan suyun hareket ettiği dış devre;
soğutucunun boru hattı boyunca hareket ettiği bir dahili devre;
soğutucunun gaza dönüştürüldüğü bir buharlaştırıcı;
gaz halindeki soğutucunun tekrar sıvı hale geldiği bir yoğunlaştırıcı;
soğutucu gazın kondansatöre girmeden önce basıncını arttırmak için tasarlanmış bir kompresör.

Bu nedenle sudan suya ısı pompasının tasarımında karmaşık hiçbir şey yoktur. Evin yakınında doğal veya yapay bir rezervuar varsa, binanın ısıtılması için sudan suya ısı pompası, çalışma prensibi ve çalışma prensibi kullanmak en iyisidir. Tasarım özellikleri aşağıdakilerden oluşur.

Antifrizin dolaştığı birincil ısı eşanjörü olan devre, rezervuarın alt kısmında bulunur. Bu durumda birincil ısı eşanjörünün monte edildiği derinlik, rezervuarın donma seviyesinin altında olmalıdır. Ana devreden geçen antifriz 6-8° sıcaklığa kadar ısıtılır ve daha sonra ısı eşanjörüne beslenerek duvarlarına ısı verir. Ana devrede dolaşan antifrizin görevi suyun ısı enerjisini soğutucu akışkana (freon) aktarmaktır.
Isı pompasının çalışma şemasının, bir yer altı kuyusundan pompalanan sudan termal enerjinin alımını ve transferini içermesi durumunda, antifriz devresi kullanılmaz. Kuyu suyu özel boruısı eşanjör odasından geçer ve burada termal enerjisini soğutucuya verir.
Isı pompaları için ısı eşanjörü, tasarımlarının en önemli unsurudur. Bu, bir evaporatör ve bir kondenser olmak üzere iki modülden oluşan bir cihazdır. Evaporatörde kılcal borudan beslenen freon genleşmeye başlar ve gaza dönüşür. Gaz halindeki freon, ısı eşanjörünün duvarları ile temas ettiğinde, soğutucu akışkana düşük dereceli termal enerji aktarılır. Bu enerjiyle yüklenen Freon kompresöre verilir.
Kompresör freon gazını sıkıştırarak soğutucu akışkanın sıcaklığının artmasına neden olur. Kompresör odasında sıkıştırıldıktan sonra freon, ısı eşanjörünün başka bir modülüne (yoğunlaştırıcı) girer.
Kondansatörde gaz halindeki freon tekrar sıvıya dönüşür ve biriktirdiği termal enerji, soğutucunun bulunduğu kabın duvarlarına aktarılır. İkinci ısı eşanjör modülünün odasına giren gaz halindeki freon, duvarlarda yoğunlaşır. depolama kapasitesi, onlara termal enerji verir ve bu daha sonra böyle bir odada bulunan suya aktarılır. Evaporatörün çıkışında freonun sıcaklığı 6-8 santigrat derece ise, o zaman böyle bir cihazın yukarıda açıklanan çalışma prensibi sayesinde sudan suya ısı pompasının kondansatörünün girişinde değeri 40-70 santigrat dereceye ulaşır.

Bu nedenle, ısı pompasının çalışma prensibi, soğutucu akışkanın gaz haline geçerken sudan termal enerji alması ve gaz haline geçerken sudan termal enerji almasına dayanmaktadır. sıvı hal kondansatörde biriken enerjiyi sıvı ortama - ısıtma sisteminin soğutucusuna - bırakır.

Hava-su ve yeraltı suyu ısı pompaları tamamen aynı prensipte çalışır; tek fark, düşük potansiyelli termal enerji üretmek için kullanılan kaynak türüdür. Yani ısı pompasının cihazın tipine veya modeline göre değişmeyen tek bir çalışma prensibi vardır.

Isı pompasının ısıtma sistemi soğutucusunu ne kadar verimli ısıttığı, büyük ölçüde düşük potansiyelli bir enerji kaynağı olan suyun sıcaklığındaki dalgalanmalar tarafından belirlenir. Bu tür cihazlar, yıl boyunca sıvı ortamın sıcaklığının 7-12 santigrat derece aralığında olduğu kuyulardan gelen suyla çalışırken yüksek verimlilik gösterir.

Sudan suya pompa, toprak bazlı ısı pompası türlerinden biridir.

Bu ekipmanın yüksek verimliliğini sağlayan sudan suya ısı pompasının çalışma prensibi, bu tür cihazların yalnızca konut ve endüstriyel binaların ısıtma sistemlerini donatmak için kullanılmasına izin vermez. ılık kışlar, aynı zamanda kuzey bölgelerde de.

Yukarıda çalışma şeması açıklanan ısı pompasının yüksek verimlilik gösterebilmesi için doğru ekipmanın nasıl seçileceğini bilmelisiniz. Sudan suya ısı pompası seçiminin (“havadan suya” ve “topraktan suya” olduğu gibi) kalifiye ve deneyimli bir uzmanın katılımıyla yapılması şiddetle tavsiye edilir.

Su ısıtmak için bir ısı pompası seçerken, bu tür ekipmanın aşağıdaki parametreleri dikkate alınır:

pompanın ısıtmasını sağlayabileceği binanın alanını belirleyen verimlilik;
ekipmanın üretildiği marka (bu parametre dikkate alınmalıdır çünkü ürünleri zaten birçok tüketici tarafından beğenilen ciddi şirketler, ürettikleri modellerin hem güvenilirliğine hem de işlevselliğine ciddi önem vermektedir);
hem seçilen ekipmanın hem de kurulumunun maliyeti.

Sudan suya, havadan suya, topraktan suya ısı pompalarını seçerken, bu tür ekipmanlar için ek seçeneklerin bulunmasına dikkat edilmesi önerilir. Bu, özellikle aşağıdaki fırsatları içerir:

ekipmanın çalışmasını otomatik modda kontrol edin (özel bir kontrolör sayesinde bu modda çalışan ısı pompaları, hizmet verdikleri binada oluşturulmasını mümkün kılar konforlu koşullar konaklama için; bir kontrolörle donatılmış ısı pompalarını kontrol etmeye yönelik çalışma parametrelerinin değiştirilmesi ve diğer eylemler, bir mobil cihaz veya uzaktan kumanda kullanılarak gerçekleştirilebilir);
sıcak su tedarik sisteminde suyu ısıtmak için ekipman kullanmak (bu seçeneğe dikkat edin, çünkü kollektörü açık rezervuarlara monte edilen bazı (özellikle eski) ısı pompası modellerinde mevcut değildir).

Ekipman gücünün hesaplanması: uygulama kuralları

Belirli bir ısı pompası modelini seçmeye başlamadan önce, bu ekipmanın hizmet vereceği ısıtma sistemi için bir tasarım geliştirmeniz ve gücünü hesaplamanız gerekir. Bir binanın gerçek ısıl enerji talebinin belirli parametrelerle belirlenebilmesi için bu tür hesaplamalara ihtiyaç vardır. Bu durumda, böyle bir binadaki ısı kayıplarının yanı sıra, içinde bir sıcak su besleme devresinin varlığının da hesaba katılması gerekir.

Sudan suya ısı pompası için güç hesaplaması aşağıdaki yöntem kullanılarak yapılır.

Öncelikle satın alınan ısı pompasının kullanılacağı binanın toplam ısıtma alanını belirleyin.
Binanın alanını belirledikten sonra ısıtma sağlayabilecek ısı pompasının gücünü hesaplayabilirsiniz. Bu hesaplamayı yaparken aşağıdaki kurala uyuyorlar: 10 metrekare için. m2 inşaat alanı 0,7 kilowatt ısı pompası gücü gerektirir.
İşletmenin sağlanması için ısı pompası da kullanılacaksa Sıcak kullanım suyu sistemleri, daha sonra gücünün ortaya çıkan değerine% 15-20 eklenir.

Yukarıda açıklanan yönteme göre gerçekleştirilen ısı pompası gücünün hesaplanması, tavan yüksekliğinin 2,7 metreyi aşmadığı binalar için geçerlidir. Isı pompası kullanılarak ısıtılacak binaların tüm özelliklerini dikkate alan daha doğru hesaplamalar, uzman kuruluşların çalışanları tarafından yapılmaktadır.

Havadan suya ısı pompası için güç hesaplaması benzer bir yöntem kullanılarak, ancak bazı nüanslar dikkate alınarak yapılır.

Kendiniz bir ısı pompası nasıl yapılır

Sudan suya ısı pompasının nasıl çalıştığını iyi anlayarak, böyle bir cihazı kendi ellerinizle yapabilirsiniz. Aslında, ev yapımı bir ısı pompası bir dizi hazır teknik cihazlar, doğru seçilmiş ve belirli bir sıraya göre bağlanmış. Ev yapımı bir ısı pompasının yüksek verim göstermesi ve çalışma sırasında sorun yaratmaması için ana parametrelerinin ön hesaplamasının yapılması gerekmektedir. Bunu yapmak için, bu tür ekipmanların üreticilerinin web sitelerinde uygun programları ve çevrimiçi hesap makinelerini kullanabilir veya uzman uzmanlarla iletişime geçebilirsiniz.

Bu nedenle, kendi ellerinizle bir ısı pompası yapmak için, ekipman elemanlarını önceden hesaplanmış parametrelere göre seçmeniz ve doğru kurulumunu yapmanız gerekir.

Kompresör

Kendiniz tarafından yapılan bir ısı pompası için kompresör, eski bir buzdolabından veya split sistemden, böyle bir cihazın gücüne dikkat edilerek alınabilir. Bölünmüş sistemlerden kompresör kullanmanın avantajı düşük seviyeçalışmaları sırasında oluşan gürültü.

Kapasitör

Ev yapımı bir ısı pompası için kondansatör olarak eski bir buzdolabından sökülmüş bir bobin kullanabilirsiniz. Bazı insanlar bunu sıhhi tesisat veya özel bir soğutma borusu kullanarak kendileri yaparlar. Kondenser bataryasının yerleştirileceği kap olarak yaklaşık 120 litre hacimli paslanmaz çelik bir tank alabilirsiniz. Böyle bir tanka bobin yerleştirmek için önce ikiye bölünür ve ardından bobinin montajı tamamlandığında kaynak yapılır.

Kendi bobininizi seçmeden veya yapmadan önce alanını hesaplamanız çok önemlidir. Bunu yapmak için aşağıdaki formüle ihtiyacınız vardır:

P3 = MT/0,8PT

Bu formülde kullanılan parametreler şunlardır:

MT – ısı pompası tarafından üretilen ısının gücü (kW);
PT, ısı pompasının girişindeki ve çıkışındaki sıcaklıklar arasındaki farktır.

Buzdolabından gelen ısı pompası kondenserinde hava kabarcıklarının oluşmasını önlemek için, bobin girişi kabın üst kısmına, çıkışı ise alt kısma yerleştirilmelidir.

Evaporatör

Evaporatör için bir kap olarak, 127 litre kapasiteli, geniş boyunlu basit bir plastik varil kullanabilirsiniz. Alanı kapasitörle aynı şemaya göre belirlenen bir bobin oluşturmak için de kullanılır. bakır boru. Ev yapımı ısı pompaları tipik olarak sıvılaştırılmış freonun alttan girip bobinin tepesinde gaza dönüştüğü dalgıç buharlaştırıcılar kullanır.

Lehimlemeyi çok dikkatli kullanarak kendi kendine üretim Bir ısı pompası için, bu eleman 100 santigrat dereceyi aşan sıcaklıklara ısıtılamayacağından bir termostat kurulmalıdır.

Ev yapımı bir ısı pompasının elemanlarına su sağlamak ve boşaltmak için sıradan kanalizasyon boruları kullanılır.

Sudan suya ısı pompaları, havadan suya ve yerden suya cihazlarla karşılaştırıldığında tasarım açısından daha basit ancak daha verimlidir; bu tür ekipmanların çoğunlukla bağımsız olarak üretilmesinin nedeni budur.

Ev yapımı bir ısı pompasının montajı ve devreye alınması

Ev yapımı bir ısı pompasını monte etmek ve işletmeye almak için aşağıdakilere ihtiyacınız olacak: Sarf malzemeleri ve ekipman:

kaynak makinesi;
vakum pompası (tüm sistemi vakum açısından test etmek için);
yeniden doldurulması özel bir valf aracılığıyla gerçekleştirilen freonlu bir silindir (vananın sisteme montajı önceden sağlanmalıdır);
tüm sistemin çıkışında ve evaporatörün çıkışında kılcal borulara monte edilen sıcaklık sensörleri;
marş rölesi, sigorta, DIN rayı ve elektrik panosu.

Tüm kaynak ve dişli bağlantılar Montaj sırasında freonun hareket edeceği sistemin mutlak sızdırmazlığını sağlamak mümkün olduğu kadar verimli yapılmalıdır.

Açık bir rezervuardaki suyun düşük potansiyelli bir enerji kaynağı olarak hareket etmesi durumunda, varlığı bu tip ısı pompalarının çalışma prensibini gerektiren bir kollektörün üretilmesi de gereklidir. Suyun kullanılması amaçlanıyorsa yeraltı kaynağı, tüm sistemden geçtikten sonra suyun boşaltılacağı iki kuyu açmak gerekir.

1, ortalama derecelendirme: 5,00 5 üzerinden)

Aşağıdaki materyaller ilginizi çekebilir