وجود ثلاجات ومكيفات هواء في منازلهم، قليل من الناس يعرفون أن مبدأ تشغيل المضخة الحرارية يتم تنفيذه فيها.

حوالي 80% من الطاقة التي تنتجها المضخة الحرارية تأتي من الحرارة بيئةعلى شكل إشعاع شمسي متفرق. هذه المضخة هي التي "تضخها" ببساطة من الشارع إلى المنزل. يشبه تشغيل المضخة الحرارية مبدأ تشغيل الثلاجة، لكن اتجاه نقل الحرارة مختلف.

ببساطة…

لتبريد زجاجة من المياه المعدنية، عليك وضعها في الثلاجة. يجب على الثلاجة أن "تأخذ" جزءًا من الطاقة الحرارية من الزجاجة، ووفقًا لقانون الحفاظ على الطاقة، تنقلها إلى مكان ما وتتخلى عنها. تنقل الثلاجة الحرارة إلى المبرد، الموجود عادة على الجدار الخلفي. في الوقت نفسه، يسخن المبرد، ويطلق حرارته إلى الغرفة. في الواقع، فإنه يسخن الغرفة. هذا ملحوظ بشكل خاص في المتاجر الصغيرة الصغيرة في الصيف، عندما يتم تشغيل العديد من الثلاجات في الغرفة.

نحن ندعوك إلى أن تحلم بخيالك. لنفترض أننا سنضع أشياء دافئة باستمرار في الثلاجة، ومن خلال تبريدها، سيتم تسخين الهواء في الغرفة. دعنا نذهب إلى "الحدود القصوى"... لنضع الثلاجة في النافذة المفتوحة بحيث يكون باب "الفريزر" المفتوح متجهًا للخارج. سيتم وضع مشعاع الثلاجة في الداخل. أثناء التشغيل، ستقوم الثلاجة بتبريد الهواء الخارجي، ونقل الحرارة "المأخوذة" إلى الغرفة. هذه هي الطريقة التي تعمل بها المضخة الحرارية، حيث تأخذ الحرارة المتفرقة من البيئة وتنقلها إلى الغرفة.

من أين تحصل المضخة على الحرارة؟

يعتمد مبدأ تشغيل المضخة الحرارية على "استغلال" مصادر الحرارة الطبيعية ذات الإمكانات المنخفضة من البيئة.

قد يكونوا:

• الهواء الخارجي فقط؛
• دفء المسطحات المائية (البحيرات والبحار والأنهار)؛
• الحرارة الأرضية، المياه الجوفية(الحراري والارتوازي).

كيف تعمل المضخة الحرارية ونظام التدفئة معها؟

المضخة الحرارية مدمجة في نظام التسخين الذي يتكون من دائرتين + دائرة ثالثة - نظام المضخة نفسها. يدور سائل تبريد غير متجمد على طول الدائرة الخارجية، مما يمتص الحرارة من المساحة المحيطة.

عند الدخول إلى المضخة الحرارية، أو بشكل أكثر دقة المبخر، يطلق المبرد ما متوسطه 4 إلى 7 درجات مئوية إلى مبرد المضخة الحرارية. ودرجة غليانه هي -10 درجة مئوية. ونتيجة لذلك، يغلي المبرد ثم يتحول إلى حالة غازية. ينتقل مبرد الدائرة الخارجية، المبرد بالفعل، إلى "المنعطف" التالي في النظام لضبط درجة الحرارة.

تشمل الدائرة الوظيفية للمضخة الحرارية ما يلي:

• المبخر؛
• ضاغط (كهربائي) ؛
• شعري؛
• مكثف؛
• المبردات.
• جهاز التحكم الحراري.

تبدو العملية شيء من هذا القبيل!

يتم توفير مادة التبريد "المغلية" في المبخر عبر خط أنابيب إلى ضاغط يعمل بالكهرباء. يقوم هذا "العامل الجاد" بضغط مادة التبريد الغازية إلى ضغط مرتفع، مما يؤدي بالتالي إلى زيادة درجة حرارتها.

ثم يدخل الغاز الساخن الآن إلى مبادل حراري آخر، يسمى المكثف. هنا، يتم نقل حرارة مادة التبريد إلى هواء الغرفة أو سائل التبريد، والذي يدور عبر الدائرة الداخلية لنظام التدفئة.

يبرد المبرد بينما يتحول في نفس الوقت إلى سائل. ثم يمر عبر صمام تخفيض الضغط الشعري، حيث "يفقد" الضغط ويعود إلى المبخر.

الدورة مغلقة وجاهزة للتكرار!

الحساب التقريبي لقدرة التدفئة للتركيب

في غضون ساعة، يتدفق ما يصل إلى 2.5-3 م 3 من سائل التبريد عبر المجمع الخارجي من خلال المضخة، والتي يمكن للأرض تسخينها بمقدار ∆t = 5-7 درجة مئوية.

لحساب الطاقة الحرارية لهذه الدائرة، استخدم الصيغة:

س = (T_1 - T_2)*V_heat

V_heat - معدل التدفق الحجمي لسائل التبريد في الساعة (م^3/ساعة)؛

T_1 - T_2 - فرق درجة الحرارة بين المدخل والمدخل (درجة مئوية).

أنواع المضخات الحرارية

تصنف المضخات الحرارية حسب نوع الحرارة المتبددة المستخدمة:

• المياه الجوفية (استخدم خطوط الأرض المغلقة أو مجسات الطاقة الحرارية الأرضية العميقة ونظام تسخين المياه)؛
• الماء المائي (يستخدمون الآبار المفتوحة لسحب وتصريف المياه الجوفية - الدائرة الخارجية غير ملتفة، ونظام التدفئة الداخلي عبارة عن ماء)؛
• الماء والهواء (استخدام دوائر المياه الخارجية ونظام التدفئة نوع الهواء);
• (استخدام الحرارة المتبددة من الكتل الهوائية الخارجية كاملة مع نظام تدفئة الهواء للمنزل).

مزايا وفوائد المضخات الحرارية

فعاله من حيث التكلفه. لا يعتمد مبدأ تشغيل المضخة الحرارية على الإنتاج، بل على نقل (نقل) الطاقة الحرارية، لذلك يمكن القول أن كفاءتها أكبر من واحد. ما هذا الهراء؟ - أنت تقول أن موضوع المضخات الحرارية يتضمن قيمة - معامل التحويل الحراري (HCT). من خلال هذه المعلمة تتم مقارنة الوحدات ذات الأنواع المتشابهة مع بعضها البعض. له المعنى الجسدي- إظهار نسبة كمية الحرارة الواردة إلى كمية الطاقة المستهلكة لهذا الغرض. على سبيل المثال، مع KPT = 4.8، فإن 1 كيلووات من الكهرباء التي تنفقها المضخة ستسمح لنا بالحصول على 4.8 كيلووات من الحرارة مجانًا، أي مجانًا من الطبيعة.

عالمية التطبيق في كل مكان. حتى في حالة عدم وجود خطوط كهرباء يمكن الوصول إليها، يمكن تشغيل ضاغط المضخة الحرارية بواسطة محرك ديزل. والحرارة "الطبيعية" متوفرة في كل ركن من أركان الكوكب - ولن تظل المضخة الحرارية "جائعة".

استخدام صديق للبيئة. لا توجد منتجات احتراق في المضخة الحرارية، كما أن استهلاكها المنخفض للطاقة "يشغل" محطات توليد الطاقة بشكل أقل، مما يقلل بشكل غير مباشر من الانبعاثات الضارة منها. يعتبر المبرد المستخدم في المضخات الحرارية صديقًا للأوزون ولا يحتوي على الكلوروكربونات.

وضع التشغيل ثنائي الاتجاه. يمكن للمضخة الحرارية تسخين الغرفة في الشتاء وتبريدها في الصيف. يمكن استخدام "الحرارة" المأخوذة من الغرفة بشكل فعال، على سبيل المثال، لتسخين المياه في حمام السباحة أو في نظام الماء الساخن.

السلامة التشغيلية. في مبدأ تشغيل المضخة الحرارية، لن تفكر في العمليات الخطرة. إن غياب النار المفتوحة والانبعاثات الضارة التي تشكل خطورة على الإنسان، وانخفاض درجة حرارة المبردات يجعل المضخة الحرارية جهازًا منزليًا "غير ضار" ولكنه مفيد.

بعض الفروق الدقيقة في العملية

يتطلب الاستخدام الفعال لمبدأ تشغيل المضخة الحرارية الامتثال لعدة شروط:

• يجب أن تكون الغرفة التي يتم تسخينها معزولة بشكل جيد (فقد الحرارة يصل إلى 100 واط / م 2) - وإلا، فإن أخذ الحرارة من الشارع، سوف تقوم بتدفئة الشارع على نفقتك الخاصة؛
• تعتبر المضخات الحرارية مفيدة للاستخدام في أنظمة التدفئة ذات درجات الحرارة المنخفضة. تعتبر أنظمة التدفئة الأرضية (35-40 درجة مئوية) مثالية لهذه المعايير. يعتمد معامل التحويل الحراري بشكل كبير على نسبة درجة الحرارة لدوائر الإدخال والإخراج.

دعونا نلخص ما قيل!

جوهر مبدأ تشغيل المضخة الحرارية ليس في الإنتاج، ولكن في نقل الحرارة. يتيح لك ذلك الحصول على معامل عالي (من 3 إلى 5) لتحويل الطاقة الحرارية. ببساطة، كل 1 كيلو واط من الكهرباء المستخدمة سوف "ينقل" 3-5 كيلو واط من الحرارة إلى المنزل. هل هناك أي شيء آخر يجب أن يقال؟

المضخة الحرارية هي جهاز يقوم بتسخين المياه في أنظمة التدفئة وإمدادات المياه الساخنة عن طريق ضغط الفريون، الذي يتم تسخينه في البداية من مصدر حرارة منخفض الدرجة، بواسطة ضاغط إلى 28 بار. تحت ضغط مرتفع، مبرد غازي بدرجة حرارة أولية تتراوح من 5 إلى 10 درجات مئوية؛ تطلق كمية كبيرة من الحرارة. يتيح لك ذلك تسخين سائل تبريد نظام الاستهلاك إلى 50-60 درجة مئوية، دون استخدام الوقود التقليدي. ولذلك، يعتقد أن المضخة الحرارية توفر للمستخدم أرخص الحرارة.

لمزيد من المعلومات حول المزايا والعيوب شاهد الفيديو:

تعمل هذه المعدات منذ أكثر من 40 عامًا في السويد والدنمارك وفنلندا ودول أخرى تدعم تطوير الطاقة البديلة على مستوى الدولة. ليس بنشاط كبير، ولكن بثقة أكبر، تدخل المضخات الحرارية السوق الروسية كل عام.

الغرض من المقال:مراجعة نماذج المضخات الحرارية الشائعة. ستكون المعلومات مفيدة لأولئك الذين يسعون إلى توفير أكبر قدر ممكن من التدفئة وإمدادات المياه الساخنة في منازلهم.

تعمل المضخة الحرارية على تسخين المنزل بالطاقة المجانية من الطبيعة

من الناحية النظرية، يمكن استخلاص الحرارة من الهواء، والتربة، والمياه الجوفية، ومياه الصرف الصحي (بما في ذلك من خزان الصرف الصحي ومحطة ضخ المياه)، والخزانات المفتوحة. في الممارسة العملية، في معظم الحالات جدوى استخدام المعدات التي تأخذ طاقة حراريةمن الهواء والتربة.

تعتبر خيارات استخراج الحرارة من خزان الصرف الصحي أو محطة ضخ مياه الصرف الصحي (SPS) هي الأكثر إغراءً. من خلال تمرير سائل التبريد خلال HP عند درجة حرارة 15-20 درجة مئوية، يمكن أن تصل درجة حرارة الخرج إلى 70 درجة مئوية على الأقل. لكن هذا الخيار مقبول فقط لنظام إمداد الماء الساخن. تعمل دائرة التسخين على تقليل درجة الحرارة في المصدر "المغري". الأمر الذي يؤدي إلى عدد من العواقب غير السارة. على سبيل المثال، تجميد المصارف. وإذا كانت دائرة التبادل الحراري للمضخة الحرارية موجودة على جدران الحوض، فإن خزان الصرف الصحي نفسه.

أجهزة HP الأكثر شيوعًا لاحتياجات ثاني أكسيد الكربون و DHW هي أجهزة الطاقة الحرارية الأرضية (باستخدام حرارة الأرض). وتتميز بأداء أفضل في المناخات الدافئة والباردة، وفي التربة الرملية والطينية مع اختلاف مستويات المياه الجوفية. لأن درجة حرارة التربة تحت عمق التجمد تظل دون تغيير تقريبًا طوال العام.

مبدأ تشغيل المضخة الحرارية

يتم تسخين سائل التبريد من مصدر حرارة منخفض القدرة (5...10 درجة مئوية). تقوم المضخة بضغط مادة التبريد التي ترتفع درجة حرارتها (50...60 درجة مئوية) وتقوم بتسخين مبرد نظام التدفئة أو مصدر الماء الساخن.

أثناء تشغيل HP، يتم استخدام ثلاث دوائر حرارية:

• خارجي (نظام مزود بمضخة تبريد وتدوير) ؛
• وسيطة (مبادل حراري، ضاغط، مكثف، مبخر، صمام خانق)؛
• دائرة المستهلك (مضخة الدورة الدموية، أرضية ساخنة، مشعات؛ لإمدادات المياه الساخنة - خزان، نقاط المياه).

تبدو العملية نفسها كما يلي:

دائرة إزالة الطاقة الحرارية

1. تقوم التربة بتسخين المحلول الملحي.
2. تقوم مضخة الدوران برفع المحلول الملحي إلى المبادل الحراري.
3. يتم تبريد المحلول بواسطة مادة تبريد (فريون) وإعادته إلى الأرض.

مبادل حراري

1. يتبخر الفريون السائل ويأخذ الطاقة الحرارية من المحلول الملحي.
2. يقوم الضاغط بضغط مادة التبريد، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارتها بشكل حاد.
3. في المكثف، ينقل الفريون الطاقة عبر المبخر إلى مبرد دائرة التسخين ويصبح سائلاً مرة أخرى.
4. يتدفق سائل التبريد المبرد عبر صمام الخانق إلى المبادل الحراري الأول.

دائرة التدفئة

1. يتم سحب المبرد الساخن لنظام التسخين بواسطة مضخة الدوران إلى عناصر التبديد.
2. ينقل الطاقة الحرارية إلى كتلة الهواء في الغرفة.
3. يعود المبرد المبرد من خلال أنبوب العودة إلى المبادل الحراري الوسيط.

فيديو من وصف تفصيليعملية:

ما هو أرخص للتدفئة: الكهرباء والغاز أو المضخة الحرارية؟

نقدم تكاليف ربط كل نوع من أنواع التدفئة. لتقديم الصورة العامة، لنأخذ منطقة موسكو. قد تختلف الأسعار في المناطق، ولكن نسبة السعر ستبقى كما هي. في الحسابات نفترض أن الموقع "خالي" - بدون غاز أو كهرباء.

تكاليف الاتصال

مضخة الحرارة.وضع كفاف أفقي بأسعار MO - 10000 روبل لكل نوبة عمل للحفار مع دلو (يزيل ما يصل إلى 1000 متر مكعب من التربة في 8 ساعات). سيتم دفن نظام لمنزل مساحته 100 متر مربع في يومين (صحيح بالنسبة للطين، حيث يمكنك إزالة ما يصل إلى 30 واط من الطاقة الحرارية من 1 متر مربع من الدائرة). ستكون هناك حاجة إلى حوالي 5000 روبل لإعداد الدائرة للتشغيل. ونتيجة لذلك، فإن الخيار الأفقي لوضع الدائرة الأولية سيكلف 25000.

سيكون البئر أكثر تكلفة (1000 روبل لكل متر خطي، مع مراعاة تركيب المجسات، وأنابيبها في سطر واحد، وملء اختبار المبرد والضغط)، ولكنه سيكون أكثر ربحية للتشغيل المستقبلي. مع مساحة أصغر مشغولة من الموقع، يزيد الإنتاج (لبئر 50 م - على الأقل 50 واط لكل متر). تتم تغطية احتياجات المضخة وتظهر إمكانات إضافية. لذلك، فإن النظام بأكمله لن يعمل على التآكل، ولكن مع بعض الطاقة الاحتياطية. وضع 350 متراً من الكفاف في الآبار العمودية – 350.000 روبل.

غلاية غاز.في منطقة موسكو، للاتصال بشبكة الغاز، والعمل في الموقع وتركيب المرجل، تطلب Mosoblgaz من 260،000 روبل.

غلاية كهربائية.اتصال شبكة ثلاثية الطورسيكلف 10000 روبل: 550 للشبكات الكهربائية المحلية، والباقي للوحة التوزيع والعداد والمحتويات الأخرى.

استهلاك

لتشغيل HP بقوة حرارية تبلغ 9 كيلووات، يلزم توفير 2.7 كيلووات/ساعة من الكهرباء - 9 روبل. 53 كوبيل في تمام الساعة الواحدة،

الحرارة النوعية أثناء احتراق 1 متر مكعب من الغاز هي نفسها 9 كيلو واط. سعر الغاز المنزلي لمنطقة موسكو هو 5 روبل. 14 كوبيل لكل متر مكعب

تستهلك الغلاية الكهربائية 9 كيلووات/ساعة = 31 روبل. 77 كوب. في تمام الساعة الواحدة. الفرق مع TN هو ما يقرب من 3.5 مرة.

استغلال

• إذا تم توفير الغاز، فإن الخيار الأكثر فعالية من حيث التكلفة للتدفئة هو غلاية الغاز. تبلغ تكلفة المعدات (9 كيلووات) ما لا يقل عن 26000 روبل، وسيكون الدفع الشهري للغاز (12 ساعة يوميًا) 1850 روبل.
• تعد المعدات الكهربائية القوية أكثر ربحية من وجهة نظر تنظيم شبكة ثلاثية الطور وشراء المعدات نفسها (الغلايات - من 10000 روبل). منزل دافئسيكلف 11437 روبل شهريا.
• مع الأخذ في الاعتبار الاستثمار الأولي في التدفئة البديلة (المعدات 275000 وتركيب دائرة أفقية 25000)، فإن المضخة الحرارية التي تستهلك الكهرباء بمعدل 3430 روبل / شهر ستدفع تكاليفها في موعد لا يتجاوز 3 سنوات.

بمقارنة جميع خيارات التدفئة، بشرط أن يتم إنشاء النظام من الصفر، يصبح من الواضح: الغاز لن يكون أكثر ربحية من المضخة الحرارية الأرضية، والتدفئة بالكهرباء في السنوات الثلاث المقبلة هي أقل شأنا من كلا الخيارين.

يمكن العثور على حسابات تفصيلية لصالح تشغيل المضخة الحرارية من خلال مشاهدة مقطع فيديو من الشركة المصنعة:

يتم تسليط الضوء على بعض الإضافات وتجربة التشغيل الفعال في هذا الفيديو:

الخصائص الرئيسية

عند اختيار المعدات من مجموعة واسعة من المواصفات، انتبه إلى الخصائص التالية.

الخصائص الرئيسية للمضخات الحرارية

صفات	مدى من القيم	الخصائص
الطاقة الحرارية، كيلوواط	ما يصل إلى 8	- مباني بمساحة لا تزيد عن 80 - 100 متر مربع، مع ارتفاع سقف لا يزيد عن 3 م.
	8-25	للمنازل الريفية ذات المستوى الواحد بسقف 2.5 م، ومساحة 50 م2؛ منازل للإقامة الدائمة بمساحة تصل إلى 260 مترًا مربعًا.
	أكثر من 25	من المستحسن النظر في المباني السكنية ذات المستوى 2-3 مع أسقف 2.7 م؛ منشأت صناعية- ألا تزيد مساحتها عن 150 مترًا مربعًا، مع ارتفاع السقف 3 أو أكثر.
استهلاك الطاقة للمعدات الرئيسية (الحد الأقصى لاستهلاك العناصر المساعدة) كيلووات/ساعة	من 2 (من 6)	يميز استهلاك الطاقة للضاغط ومضخات الدوران (عناصر التسخين).
مخطط العمل	جو-جو	يتم نقل الطاقة الحرارية المحولة للهواء إلى الغرفة عن طريق تدفق الهواء الساخن من خلال نظام منفصل.
	ماء هواء	يتم نقل الطاقة المستخرجة من الهواء الذي يمر عبر الجهاز إلى مبرد نظام التسخين السائل.
	الماء محلول ملحي	يتم نقل الطاقة الحرارية من مصدر متجدد بواسطة محلول الصوديوم أو الكالسيوم.
	المياه المياه	من خلال الدائرة الأولية المفتوحة، تحمل المياه الجوفية الطاقة الحرارية مباشرة إلى المبادل الحراري.
درجة حرارة سائل تبريد المخرج، درجة مئوية	55-70	المؤشر مهم لحساب الخسائر في دائرة التسخين الطويلة وعند التنظيم نظام إضافيالتدفئة الساخنة.
جهد التيار الكهربائي، V	220, 380	أحادي الطور - استهلاك الطاقة لا يزيد عن 5.5 كيلووات، فقط للأنظمة المستقرة (محملة بشكل خفيف) الشبكة المنزلية; أرخص - فقط من خلال عامل استقرار. إذا كانت هناك شبكة بجهد 380 فولت، فمن الأفضل استخدام الأجهزة ثلاثية الطور - نطاق طاقة أكبر، ومن غير المرجح أن "تترهل" الشبكة.

جدول ملخص النموذج

قمنا في المقال بدراسة النماذج الأكثر شعبية وحددنا نقاط القوة والضعف فيها. ويمكن الاطلاع على قائمة النماذج في الجدول التالي:

جدول ملخص النموذج

الموديل (بلد المنشأ)	الخصائص	السعر، فرك.
مضخات حراريةلتدفئة الغرف الصغيرة أو لإمدادات الماء الساخن
1.	نظام الهواء والماء. يعمل من شبكة أحادية الطور. يتم إدخال خط التكثيف البارز في خزان المياه.	184 493
2.	"الماء محلول ملحي"؛ إمدادات الطاقة من شبكة ثلاثية الطور؛ التحكم في الطاقة المتغيرة إمكانية توصيل معدات إضافية - جهاز التعافي، ومعدات درجات الحرارة المتعددة.	355 161
3.	مضخة حرارة الهواء والماء تعمل بتيار كهربائي 220 فولت مع وظيفة الحماية من الصقيع.	524 640
المعدات اللازمة ل أنظمة التدفئةمنازل للإقامة الدائمة
4.	مخطط "الماء - الماء". لكي تتمكن HP من إنتاج مبرد مستقر عند درجة حرارة 62 درجة مئوية في نظام التدفئة، يتم استكمال قدرات مجموعة الضاغط والمضخات (1.5 كيلوواط) بسخان كهربائي بقوة 6 كيلوواط.	408 219
5.	استنادا إلى دائرة الهواء والماء، يتم تحقيق إمكانات أجهزة التبريد والتدفئة في جهاز واحد، يتكون من كتلتين.	275 000
6.	"المياه المالحة"، يقوم الجهاز بتسخين سائل التبريد للمشعات حتى 60 درجة مئوية، ويمكن استخدامه عند تنظيم أنظمة التدفئة المتتالية.	323 300
7.	يوجد في نفس مبيت المضخة الحرارية الأرضية خزان لنظام إمداد الماء الساخن بسعة 180 لترًا من سائل التبريد	1 607 830
مضخات حرارية قوية لتلبية احتياجات التدفئة وإمدادات المياه الساخنة
8.	من الممكن استخلاص الحرارة من التربة والمياه الجوفية؛ إمكانية التشغيل كجزء من الأنظمة المتتالية والتحكم عن بعد؛ يعمل من شبكة ثلاثية الطور.	708 521
9.	"الماء محلول ملحي"؛ يتم التحكم في قوة الضاغط وسرعة دوران مضخات الدوران من خلال ضبط التردد؛ مبادل حراري إضافي الشبكة – 380 فولت.	1 180 453
10.	مخطط تشغيل "الماء إلى الماء"؛ مضخات الدائرة الأولية والثانوية المدمجة؛ يتم توفير إمكانية ربط أنظمة الطاقة الشمسية.	630 125

المضخات الحرارية لتدفئة المساحات الصغيرة أو الماء الساخن المنزلي

غاية - التدفئة الاقتصاديةالمباني السكنية والمساعدة، صيانة نظام إمدادات المياه الساخنة. تتمتع النماذج أحادية الطور بأقل استهلاك (يصل إلى 2 كيلو واط). للحماية من ارتفاع الطاقة في الشبكة، يحتاجون إلى عامل استقرار. يتم تفسير موثوقية المراحل الثلاث من خلال خصائص الشبكة (يتم توزيع الحمل بالتساوي) ووجود دوائر الحماية الخاصة بها والتي تمنع تلف الجهاز بسبب ارتفاع الجهد. لا تتعامل المعدات في هذه الفئة دائمًا مع الصيانة المتزامنة لنظام التدفئة ودائرة إمداد الماء الساخن.

1. Huch EnTEC VARIO China S2-E (ألمانيا) - بسعر يبدأ من 184.493 روبل روسي.

لا يمكن تشغيل Huch EnTEC VARIO بشكل مستقل. فقط بالتزامن مع خزان نظام إمداد الماء الساخن. يقوم HP بتسخين المياه للاحتياجات الصحية، وتبريد الهواء في الغرفة.

من بين المزايا استهلاك الطاقة المنخفض للجهاز ودرجة حرارة الماء المقبولة في دائرة DHW ووظيفة تنظيف النظام (عن طريق التسخين الدوري على المدى القصير إلى 60 درجة مئوية) من البكتيريا المسببة للأمراض التي تتطور في بيئة رطبة.

العيوب هي أنه يجب شراء الحشيات والشفاه والأصفاد بشكل منفصل. تأكد من أن تكون أصلية، وإلا سيكون هناك قطرات.

عند الحساب يجب أن تتذكر أن الجهاز يضخ 500 متر مكعب من الهواء في الساعة، لذا يجب أن تكون المساحة الدنيا للغرفة التي تم تركيب Huch EnTEC VARIO فيها 20 مترًا مربعًا على الأقل، مع ارتفاع السقف 3 أمتار أو أكثر .

2. NIBE F1155-6 EXP (السويد) - بسعر يبدأ من 355.161 روبل روسي.

تم الإعلان عن النموذج كجهاز "ذكي"، مع تعديل تلقائي لاحتياجات الكائن. تم إدخال دائرة إمداد الطاقة العاكسة للضاغط، مما يجعل من الممكن ضبط طاقة الخرج.

وجود مثل هذه الوظيفة مع عدد قليل من المستهلكين (نقاط المياه، مشعات التدفئة) يجعل التدفئة منزل صغيرأكثر ربحية مما كانت عليه في حالة VT التقليدية غير العاكسة (التي لا تحتوي على بداية ناعمةضاغط و انتاج الطاقةغير منتظم). لأنه في NIBE، عند قيم الطاقة المنخفضة، نادرًا ما يتم تشغيل عناصر التسخين، ولا يزيد الحد الأقصى لاستهلاك المضخة الحرارية عن 2 كيلو واط.

في منشأة صغيرة، الضوضاء (47 ديسيبل) غير مقبولة. الخيار الأفضلالمنشآت - غرفة منفصلة. ضع الحزام على الجدران غير المجاورة لغرف الراحة.

3. فوجيتسو WSYA100DD6 (اليابان) - يبدأ من 524.640 روبل روسي.

"خارج الصندوق" يعمل فقط للتدفئة في دائرة واحدة. تتوفر مجموعة اختيارية لتوصيل دائرة ثانية، مع إمكانية التكوين المستقل لكل منها. لكن المضخة الحرارية نفسها مصممة لتدفئة غرفة تصل مساحتها إلى 100 متر مربع، ولا يزيد ارتفاع السقف عن 3 أمتار.

تتضمن قائمة المزايا أبعادًا صغيرة، والتشغيل من مصدر طاقة منزلي، وتعديل درجة حرارة الخرج من 8 إلى 55 درجة مئوية، والتي، وفقًا لخطة الشركة المصنعة، يجب أن تؤثر بطريقة ما على راحة ودقة التحكم في الأنظمة المتصلة.

ولكن تم إلغاء كل شيء بسبب انخفاض الطاقة. في مناخنا، تسخين 100 متر مربع المعلن، سيعمل الجهاز على التآكل. وهذا ما تؤكده انتقالات الجهاز المتكررة إلى وضع "الطوارئ"، مع إيقاف تشغيل المضخة وظهور أخطاء على الشاشة. القضية ليست مضمونة. تم إصلاحه عن طريق إعادة تشغيل الجهاز.

"الحوادث" تؤثر على استهلاك الطاقة. لأنه عندما يتوقف الضاغط، يبدأ عنصر التسخين في العمل. لذلك، يُسمح بالتوصيل المشترك لدوائر ثاني أكسيد الكربون والتدفئة الأرضية (أو DHW) في منشأة لا تزيد مساحتها عن 70 مترًا مربعًا.

معدات لأنظمة التدفئة للبيوت القياسية للإقامة الدائمة

يتم هنا عرض أجهزة الطاقة الحرارية الأرضية والهواء والماء (إزالة الطاقة الحرارية من المياه الجوفية). إن طاقة الخرج المعلنة (8 كيلو واط على الأقل) كافية لتوفير الحرارة لجميع أنظمة المستهلك في المنازل الريفية (والإقامة الدائمة). العديد من المضخات الحرارية في هذه الفئة لديها وضع التبريد. تعتبر دوائر الطاقة العاكسة المنفذة مسؤولة عن التشغيل السلس للضاغط؛ نظرًا لتشغيله السلس، يتم تقليل دلتا (فرق درجة الحرارة) لسائل التبريد. يتم الحفاظ على وضع التشغيل الأمثل للدائرة (بدون ارتفاع درجة الحرارة والتبريد غير الضروري). يتيح لك ذلك تقليل استهلاك الطاقة في جميع أوضاع تشغيل HP. أعظم تأثير اقتصادي هو في الأجهزة جو-جو.

4. فايلان GeoTHERM VWW 61/3 (ألمانيا) - ابتداءً من 408.219 روبل روسي.

إن استخدام مياه الآبار كمبرد أساسي (VWW فقط) جعل من الممكن تبسيط التصميم وخفض سعر HP دون فقدان الأداء.

يتميز الجهاز بانخفاض استهلاك الطاقة في وضع التشغيل الرئيسي وانخفاض مستوى الضوضاء.

الجانب السلبي لفايلان هو أنه يتطلب الكثير من الماء ( الحالات المعروفةتلف خط الإمداد والمبادل الحراري بسبب مركبات الحديد والمنغنيز)؛ وينبغي تجنب العمل بالمياه المحتوية على الملح. الوضع غير مضمون، ولكن إذا تم التثبيت من قبل متخصصين في مركز الخدمة، فهناك من يمكن تقديم مطالبة إليه.

مطلوب غرفة جافة خالية من الصقيع بحجم لا يقل عن 6.1 متر مكعب (2.44 متر مربع وسقف 2.5 متر). إن السقوط تحت المضخة ليس عيبًا (يسمح للتكثيف بالتصريف من أسطح الدوائر المعزولة).

5. LG Therma V AH-W096A0 (كوريا) – يبدأ من 275000 روبل روسي.

مضخة حرارة الهواء إلى الماء. يتكون الجهاز من وحدتين: الخارجية تأخذ الطاقة الحرارية من الكتل الهوائية، والداخلية تحولها وتنقلها إلى نظام التدفئة.

الميزة الرئيسية هي التنوع. يمكن تهيئتها لكل من تسخين وتبريد الجسم.

عيب سلسلة LG Therma هو أن إمكاناتها (والخط بأكمله) ليست كافية لتلبية احتياجات المنزل الريفي الذي تبلغ مساحته أكثر من 200 متر مربع.

نقطة مهمة: لا يمكن تباعد وحدات العمل في النظام المكون من مكونين أكثر من 50 مترًا أفقيًا و30 مترًا رأسيًا.

6. STIEBEL ELTRON WPF 10MS (ألمانيا) - ابتداءً من 323.300 روبل روسي.

يعد طراز WPF 10MS أقوى المضخات الحرارية من STIEBEL ELTRON.

من بين المزايا وضع التسخين القابل للتعديل تلقائيًا والقدرة على توصيل 6 أجهزة في سلسلة (هذا اتصال متوازي أو تسلسلي للأجهزة لزيادة التدفق أو الضغط أو تنظيم احتياطي الطوارئ) بقوة تصل إلى 60 كيلو واط.

الجانب السلبي هو أن تنظيم شبكة كهربائية قوية للاتصال المتزامن لستة من هذه الأجهزة لا يمكن تحقيقه إلا بإذن من الفرع المحلي لشركة Rostechnadzor.

هناك خصوصية في ضبط الأوضاع: بعد إجراء التعديلات اللازمة على البرنامج، يجب عليك الانتظار حتى ينطفئ مصباح التحكم. وإلا، بعد إغلاق الغطاء، سيعود النظام إلى الإعدادات الأصلية.

7. دايكن EGSQH10S18A9W (اليابان) - يبدأ من 1607830 روبل روسي.

جهاز قوي لتوفير الحرارة في وقت واحد من ثاني أكسيد الكربون، و DHW والأرضيات الساخنة لمبنى سكني بمساحة تصل إلى 130 متر مربع.

أوضاع قابلة للبرمجة ويتحكم فيها المستخدم؛ يتم التحكم في جميع الدوائر المخدومة ضمن المعلمات المحددة؛ يوجد خزان تخزين مدمج (لاحتياجات المياه الساخنة) بسعة 180 لترًا وسخانات مساعدة.

ومن بين أوجه القصور الإمكانات المثيرة للإعجاب، والتي لن يتم استغلالها بالكامل في منزل مساحته 130 مترًا مربعًا؛ السعر الذي يتم بموجبه تمديد فترة الاسترداد إلى أجل غير مسمى؛ التكيف التلقائي مع الظروف المناخية الخارجية لم يتم تنفيذه في التكوين الأساسي. الثرمستورات البيئية (المقاومات الحرارية) اختيارية. أي أنه عندما تتغير درجة الحرارة الخارجية، يُقترح ضبط وضع التشغيل يدويًا.

معدات للأشياء ذات الاستهلاك الحراري العالي

لتلبية احتياجات الطاقة الحرارية للمباني السكنية والتجارية التي تزيد مساحتها عن 200 متر مربع بشكل كامل. التحكم عن بعد، والتشغيل المتتالي، والتفاعل مع أجهزة الاسترداد وأنظمة الطاقة الشمسية - يزيد من قدرة المستخدم على خلق درجة حرارة مريحة.

8. WATERKOTTE EcoTouch DS 5027.5 Ai (ألمانيا) - بسعر يبدأ من 708.521 روبل روسي.

يعد تعديل DS 5027.5 Ai هو الأقوى في خط EcoTouch. يعمل على تسخين مبرد دائرة التسخين بشكل ثابت ويوفر الطاقة الحرارية نظام DHWفي غرف تصل مساحتها إلى 280 مترًا مربعًا.

ضاغط التمرير (الأكثر إنتاجية) ؛ يتيح لك ضبط معدل تدفق سائل التبريد الحصول على قراءات ثابتة لدرجة حرارة الخرج؛ شاشة ملونة؛ القائمة سكانها ينالون الجنسية الروسية. مظهر أنيق ومستوى ضوضاء منخفض. كل التفاصيل مخصصة للاستخدام المريح.

عند استخدام نقاط المياه بشكل فعال، يتم تشغيل عناصر التسخين، مما يؤدي إلى زيادة استهلاك الطاقة بمقدار 6 كيلو واط/ساعة.

9. DANFOSS DHP-R ECO 42 (السويد) - ابتداءً من 1,180,453 روبل روسي.

معدات قوية بما يكفي لتوفير الطاقة الحرارية لنظام إمداد الماء الساخن ودوائر التدفئة لمنزل متعدد المستويات مع إقامة دائمة.

بدلا من سخان إضافي للمياه الساخنة، هناك تدفق هنا الماء الساخنمن إمدادات دائرة التدفئة. من خلال تمرير الماء الساخن بالفعل عبر جهاز إزالة الحرارة، تقوم المضخة الحرارية بتسخين الماء في المبادل الحراري الإضافي للمياه الساخنة إلى 90 درجة مئوية. يتم الحفاظ على درجة حرارة ثابتة في خزان ثاني أكسيد الكربون وخزان الماء الساخن عن طريق الضبط التلقائي لسرعة مضخات الدوران. مناسبة للاتصال المتتالي (حتى 8 TN).

لا توجد عناصر تسخين لدائرة التسخين. يتم أخذ موارد إضافية من أي غلاية مدمجة - حيث ستأخذ وحدة التحكم منها القدر المطلوب من الحرارة في حالة معينة.

عند حساب المساحة المخصصة لتركيب المضخة الحرارية، من الضروري ترك فجوة قدرها 300 ملم بين الجدار والسطح الخلفي للجهاز (لسهولة التحكم وصيانة الاتصالات).

10. Viessmann Vitocal 300-G WWC 110 (ألمانيا) - ابتداءً من 630.125 روبل روسي.

تعمل المياه الجوفية كمبرد أساسي. ومن هنا كانت درجة الحرارة الثابتة في المبادل الحراري الأول وأعلى معامل COP.

من بين المزايا سخان كهربائي مساعد منخفض الطاقة على الدائرة الأولية ووحدة تحكم خاصة (في الأساس جهاز تحكم عن بعد لاسلكي) للتحكم عن بعد.

ناقص - يعتمد أداء مضخة الدوران وحالة الخط الرئيسي والمبادل الحراري للدائرة الأولية على جودة المياه الجوفية التي يتم تقطيرها. التصفية مطلوبة.

سيساعد تحليل المياه الجوفية في القضاء على حدوث مشكلات يصعب حلها باستخدام المعدات باهظة الثمن. وهو ما يجب القيام به قبل شراء مضخة تسخين الماء إلى الماء.

اختيار المحرر

سمحت سنوات عديدة من الخبرة في إنتاج وتشغيل المضخات الحرارية في شمال أوروبا لمواطنينا بتضييق نطاق البحث عن الطريقة الأكثر ربحية لتدفئة منازلهم. توجد خيارات حقيقية لأي طلب.

هل تحتاج إلى توفير الحرارة لدائرة الماء الساخن المنزلي أو نظام التدفئة لمبنى سكني بمساحة تصل إلى 80 - 100 متر مربع؟ النظر في الإمكانات نيبي F1155- حشوها "الذكي" يوفر المال دون المساس بإمدادات الحرارة.

سيتم ضمان درجة حرارة ثابتة في دوائر التدفئة الأرضية وثاني أكسيد الكربون والمياه الساخنة لمنزل بمساحة 130 مترًا مربعًا - يتم استخدام مبادل حراري للمياه الساخنة (180 لترًا) هنا.

ينتج تدفقًا حراريًا ثابتًا في وقت واحد لجميع المستهلكين. تتيح لك القدرة على إنشاء سلسلة من 8 HP توفير الحرارة لجسم بمساحة لا تقل عن 3000 متر مربع.

تعتبر المضخة الحرارية بديلاً جيدًا للتدفئة التقليدية للمنزل الخاص. الجهاز المستخدم لمدة 30 عامًا في الدول الغربية، لا يزال منتجًا جديدًا في روسيا. هناك عاملان يحولان دون استخدامه على نطاق واسع: التكلفة العالية ونقص المعلومات حول المضخات الحرارية ومزاياها ومبادئ تشغيلها. مؤشر التطبيق العملي لنظام التدفئة الحرارية الأرضية هو شعبيته في الغرب. وهكذا، يتم تدفئة حوالي 95% من المنازل بالمضخات الحرارية في السويد والنرويج. نحن ندعوك للتعرف بمزيد من التفاصيل على تصميم ومبادئ تشغيل هذه المعدات الحرارية، والتي هي بالتأكيد المستقبل.

ماهى المضخة الحراريه؟

المضخة الحرارية هي جهاز يمتص الطاقة الحرارية المنخفضة المحتملة من البيئة (الماء والأرض والهواء) وينقلها إلى أنظمة إمداد الحرارة ذات درجة حرارة أعلى.

الطبيعة من حولنا مشبعة بالطاقة. حتى الصقيع لديه الدفء. ولا يمكن استخلاص الطاقة من البيئة إلا عند درجة حرارة -273 درجة مئوية. لذلك، حتى في أشد الشتاء منزل الأجازةربما يتم تسخينها باستخدام الطاقة التي يتم الحصول عليها من الطبيعة.

يحدث ذلك اعتمادًا على مصدر الطاقة (الماء، الأرض، الهواء). تعديل المضخات الحرارية.ومع ذلك، فإن المضخة الحرارية الأرضية هي الأكثر عملية وثبتًا، والتي تستخدم الطاقة الأرضية. إنه مثالي للظروف الروسية.

تعمل التدفئة الحرارية الأرضية بإحدى الطرق الثلاث التالية:

إن استخدام التدفئة الحرارية الأرضية، مثل أي نظام تدفئة، لن يقوم فقط بتدفئة المنزل، بل سيوفر أيضًا الماء الساخن، أو يسخن موقف السيارات أو الدفيئة، أو يسخن الماء في حمام السباحة.

فوائد استخدام المضخة الحرارية

مبدأ عمل المضخة الحرارية

يمكن مقارنة تشغيل المضخة الحرارية بتشغيل الثلاجة التقليدية. فقط بدلا من البرد، ينتج الجهاز الحرارة. المادة التي تنقل الطاقة هي غاز الفريون- غاز أو سائل ذو درجة غليان منخفضة. عندما يتبخر فإنه يمتص الحرارة، وعندما يتكثف يطلقها.

مضخة الحرارة - العنصر الرئيسيأنظمة. أبعادها لا تتجاوز الأبعاد المتوسطة غسالة مما يسهل عملية تركيب الجهاز . المضخة نفسها متصلة بدائرتين: داخلية وخارجية.

الدائرة الداخليةيتكون من نظام التدفئة المنزلية (الأنابيب والمشعات). كفاف خارجيتقع في الماء أو تحت الأرض. يشتمل على مجمع مبادل حراري وأنابيب تربط المجمع بالمضخة.

تم تجهيز المضخات الحرارية بأجهزة إضافية مختلفة. يمكن أن يكون:

• جهاز اتصالللتحكم في النظام عبر جهاز كمبيوتر شخصي أو هاتف محمول؛
• وحدة تبريدلنظام التبريد المحلي أو المركزي.
• وحدة مضخة إضافيةقد تكون هناك حاجة لتدفئة الأرضية.
• مضخة الدورة الدمويةضروري لتدوير الماء الساخن.

تتكون عملية تشغيل المضخة من عدة مراحل:

1. خليط مضاد للتجمد يتم توفيره للمجمع.يتم امتصاص الطاقة الحرارية ونقلها إلى المضخة.
2. في المبخر، يتم نقل الطاقة إلى الفريون، حيث يتم تسخينه تصل إلى 8 درجات مئوية، يغلي ويتحول إلى بخار.
3. مع زيادة الضغط في الضاغط، ترتفع درجة الحرارة. يمكن أن تصل إلى 70 درجة مئوية.
4. يستقبل نظام التدفئة الداخلي الطاقة الحرارية من خلاله مكثف. يبرد الفريون على الفور ويتحول إلى حالة سائلة، مما ينبعث منه الحرارة المتبقية. ثم يعود إلى المجمع. هذا يكمل الدورة.
5. ثم يتكرر العمل على نفس المبدأ.

تعمل المضخة الحرارية بكفاءة أكبر إذا كانت هناك أرضيات دافئة في المنزل. يتم توزيع الحرارة بالتساوي على كامل مساحة الأرضية. لا توجد مناطق المحموم. نادرًا ما ترتفع درجة حرارة سائل التبريد الموجود في النظام فوق 35 درجة مئوية، ويعتبر التسخين عن طريق تسخين الأرضيات أكثر راحة عند درجة حرارة 33 درجة مئوية. وهذا أقل بمقدار درجتين مئويتين عما هو عليه عند التسخين باستخدام المشعات. ومن هنا ينشأ وفورات تصل إلى 18% سنويامن ميزانية التدفئة بأكملها. بالإضافة إلى ذلك، يُعتقد أن التدفئة على مستوى الأرض هي الأكثر راحة لسكن الإنسان.

يمكن أن يكون نظام التدفئة أحادي التكافؤ أو ثنائي التكافؤ. الأنظمة أحادية التكافؤ لها مصدر تسخين واحد. إنه يلبي تمامًا الحاجة للحرارة على مدار العام. وبالتالي، فإن ثنائي التكافؤ له مصدران.

تدفئة المنزل في الشتاء

في المناطق ذات الظروف المناخية الأكثر قسوة، من المهم استخدامه نظام التدفئة ثنائي التكافؤ. بسبب مصدر الحرارة الثاني، يتوسع نطاق درجة الحرارة. إن تشغيل مضخة حرارية واحدة يكفي فقط حتى مستوى درجة حرارة -20 درجة مئوية. عندما يتم خفضه أكثر، يتم توصيل سخان كهربائي أو مدفأة أو وقود سائل أو غلاية غاز. في هذه الحالة، تكون طاقة المضخة الحرارية محدودة من الحد الأقصى للطلب في فصل الشتاء إلى 70 - 80٪. يتم توفير نسبة 20 إلى 30٪ المفقودة بواسطة مصدر حرارة إضافي. هذا يقلل من الكفاءة الشاملة للنظام.ومع ذلك، فإن الانخفاض ضئيل.

عند التحول بالكامل إلى تدفئة مبنى بنظام الطاقة الحرارية الأرضية (في حالة عدم التخطيط لتركيب غلاية إضافية أو جهاز كهربائي)، يتم استخدام المضخة الحرارية جنبًا إلى جنب مع وحدة داخلية تحتوي على سخان كهربائي صغير مدمج. وسوف يدعم الجهاز عندما تكون درجة الحرارة المحيطة أقل من -20 درجة مئوية.

في أي الحالات يكون استخدام المضخة الحرارية مبررًا؟

تتضمن مسألة تدفئة منزل ريفي النظر في عدة خيارات:

• غاز. إذا لم يكن هناك خط أنابيب غاز بالقرب من المنزل، يصبح من المستحيل. في بعض المناطق، يمكنك فقط شراء الغاز في أسطوانات.
• الفحم أو الحطب. معهم، التدفئة تتحول إلى عملية كثيفة العمالة وغير فعالة.
• غلاية الوقود السائليتطلب ارتفاع تكاليف الوقود والمباني الخاصة. يتطلب الوقود نفسه أيضًا تخزينًا خاصًا، وهو أمر غير مناسب في منزل صغير.
• التدفئة الكهربائيةمكلفة للغاية.

في هذه الحالة، يأتي إلى الإنقاذ نظام التدفئة الحرارية الأرضية. يتم استخدامه حتى في حالة توفر الغاز. يعد تركيب المضخة الحرارية أكثر تكلفة من تركيب معدات تسخين الغاز. ومع ذلك، سيتعين دفع ثمن الغاز بشكل مستمر في المستقبل، على عكس الطاقة المأخوذة من البيئة.

من الصعب التعبير عن مردود المضخة الحرارية بقيمة عددية متوسطة. كل هذا يتوقف على تكلفته الأولية. جوهر تركيب هذه التدفئة يأتي إلى المنظور. على الرغم من الكمية المستهلكة الكهرباء - 3−5 مرات أقلمن أنظمة التدفئة الأخرى، لا يزال من الضروري حساب جميع تكاليف الطاقة لهذا العام من الناحية النقدية ومقارنتها بتكلفة النظام وتركيبه وتشغيله.

يمكن تحقيق أقصى قدر من الكفاءة في استخدام المضخة الحرارية من خلال ما يلي شرطين مهمين:

• يجب أن يكون المبنى ساخنًا معزولويجب ألا يزيد معدل فقد الحرارة عن 100 وات/م2. هناك علاقة مباشرة بين كيفية عزل المنزل ومدى فائدة تركيب مضخة حرارية.
• توصيل المضخة الحرارية إلى مصادر التدفئة ذات درجة الحرارة المنخفضة(السخانات الحرارية، الأرضيات الساخنة) والتي تتراوح درجة حرارتها بين 30 - 40 درجة مئوية.

لذلك، ستكون المضخة الحرارية بديلاً جيدًا لطرق التدفئة التقليدية. يضمن الجهاز اقتصادية وآمنة تماما. لن يضطر المالك، بعد تركيب نظام التدفئة الحرارية الأرضية، إلى الاعتماد على عوامل خارجية مختلفة، مثل انقطاع إمدادات الغاز أو مكالمات الخدمة. الطاقة المأخوذة من البيئة لا تتطلب الدفع ولا تستنفد.

وستشكل مضخات الطاقة الحرارية الأرضية ثلاثة أرباع جميع معدات التدفئة في عام 2020، وفقا لتوقعات لجنة الطاقة العالمية.

ممارسة استخدام المضخات الحرارية: فيديو

مدة القراءة: 7 دقائق.

ويعني مصطلح المضخة الحرارية مجموعة من الوحدات المصممة لتجميع الطاقة الحرارية من مصادر مختلفة في البيئة ونقل هذه الطاقة إلى المستهلكين.

على سبيل المثال، يمكن أن تكون هذه المصادر عبارة عن رافعات المجاري، والنفايات الناتجة عن مختلف الصناعات الكبيرة، والحرارة المتولدة أثناء التشغيل من محطات الطاقة المختلفة، وما إلى ذلك. ونتيجة لذلك، يمكن أن يكون المصدر بيئات وأجسام مختلفة مع درجة حرارة تزيد عن درجة واحدة.

الغرض من المضخة الحرارية هو تحويل الطاقة الطبيعية من الماء أو الأرض أو الهواء إلى طاقة حرارية لتلبية احتياجات المستهلك. ونظرًا لأن هذه الأنواع من الطاقة تتجدد ذاتيًا باستمرار، فيمكن اعتبارها مصدرًا لا حدود له.

مضخة الحرارة لتدفئة المنزل مبدأ التشغيل

يعتمد مبدأ تشغيل المضخات الحرارية على قدرة الأجسام والوسائط على نقل طاقتها الحرارية إلى أجسام ووسائط أخرى مماثلة. وعلى أساس هذه الميزة يميزون أنواع مختلفةالمضخات الحرارية، والتي يجب أن يكون هناك مورد للطاقة ومتلقي لها.

باسم المضخة يشار إلى مصدر الطاقة الحرارية في المقام الأول، ويشار إلى نوع الوسط الذي تنتقل إليه الطاقة في المقام الثاني.

هناك 4 عناصر رئيسية في تصميم كل مضخة حرارية للتدفئة المنزلية:

1. ضاغط مصمم لزيادة ضغط ودرجة حرارة البخار الناتج عن غليان الفريون.
2. المبخر، وهو خزان ينتقل فيه الفريون من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية.
3. في المكثف، ينقل المبرد الطاقة الحرارية إلى الدائرة الداخلية.
4. يتحكم صمام الخانق في كمية مادة التبريد التي تدخل إلى المبخر.

نوع المضخة الحرارية هواء-هواء يعني أن الطاقة الحرارية ستؤخذ من البيئة الخارجية (الغلاف الجوي) وتنقل إلى الناقل، أيضًا إلى الهواء.

مضخة حرارة الهواء إلى الهواء: مبدأ التشغيل

يعتمد مبدأ تشغيل هذا النظام على الظاهرة الفيزيائية التالية: تبخر الوسط في الحالة السائلة، مما يؤدي إلى خفض درجة حرارة السطح من حيث يتبدد.

من أجل الوضوح، دعونا نلقي نظرة سريعة على مخطط التشغيل الفريزرثلاجة. يأخذ الفريون المنتشر عبر أنابيب الثلاجة الحرارة من الثلاجة ويسخن بنفسه. بعد ذلك، يتم نقل الحرارة التي تم جمعها بها إلى البيئة الخارجية (أي إلى الغرفة التي توجد بها الثلاجة). ثم يبرد سائل التبريد المضغوط في الضاغط مرة أخرى وتستمر الدورة. تعمل المضخة الحرارية بمصدر الهواء على نفس المبدأ - فهي تأخذ الحرارة من هواء الشارع وتقوم بتدفئة المنزل.

يتكون تصميم الوحدة من الأجزاء التالية:

• تتكون وحدة المضخة الخارجية من ضاغط ومبخر مزود بمروحة وصمام تمدد.
• تعمل الأنابيب النحاسية المعزولة حرارياً على توزيع الفريون
• مكثف مع مروحة تقع عليه. يعمل على تشتيت الهواء الساخن بالفعل على مساحة المبنى.

عندما تعمل المضخة الحرارية بمصدر الهواء عند تدفئة المنزل، تحدث العمليات التالية بترتيب معين:

• عن طريق المروحة، يتم سحب الهواء من الشارع إلى الجهاز ويمر عبر المبخر الخارجي. يجمع الفريون المنتشر في النظام كل الطاقة الحرارية من هواء الشارع. ونتيجة لذلك، يتحول من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية.
• بعد ذلك، يتم ضغط الفريون الغازي في المكثف ويمرر إلى الوحدة الداخلية.
• ثم يتحول الغاز إلى حالة سائلة، مما يؤدي إلى إطلاق الحرارة المتراكمة إلى هواء الغرفة. تحدث هذه العملية في مكثف موجود في الداخل.
• يمر الضغط الزائد عبر صمام التمدد، ويذهب الفريون في الحالة السائلة إلى دائرة جديدة.

سيأخذ الفريون الطاقة الحرارية باستمرار من هواء الشارع، حيث ستكون درجة حرارته أقل دائمًا. الاستثناء هو عندما يكون هناك صقيع شديد في الخارج. في مثل هذه الظروف، سوف تنخفض كفاءة المضخة الحرارية.

لزيادة قوة الوحدة، يتم تعظيم أسطح المكثف والمبخر.

مثل كل جهاز معقد، فإن المضخة الحرارية بمصدر الهواء لها إيجابيات وسلبيات. من بين المزايا التي تستحق تسليط الضوء عليها:

1. اعتمادا على الحاجة، يمكن للوحدة زيادة أو خفض درجة حرارة التدفئة في المنزل.
2. هذا النوع من المضخات لا يلوث البيئة بالمنتجات الضارة لاحتراق الوقود.
3. الجهاز سهل التركيب.
4. مضخة الهواء آمنة تمامًا من حيث الحريق.
5. معامل نقل الحرارة للمضخة مرتفع جدًا مقارنة بتكاليف الطاقة (لكل 1 كيلوواط من الكهرباء المستهلكة يمثل 4 إلى 5 كيلوواط من الحرارة المولدة)
6. لديهم بأسعار في متناول الجميع.
7. الجهاز مناسب للاستخدام.
8. يتم التحكم في النظام تلقائيًا.

تجدر الإشارة إلى عيوب النظام الهوائي:

1. ضوضاء طفيفة تنشأ عند تشغيل الجهاز.
2. تعتمد كفاءة الجهاز على درجة الحرارة المحيطة.
3. في درجات الحرارة الخارجية المنخفضة، يزداد استهلاك الكهرباء. (أقل من -10 درجات)
4. يعتمد النظام بشكل كامل على توفر الكهرباء. يمكن حل المشكلة عن طريق تركيب مولد مستقل.
5. لا تستطيع مضخة الهواء تسخين الماء.

بشكل عام، تعتبر أجهزة فئة الهواء-الهواء مثالية لتدفئة المنازل الخشبية، والتي، بسبب خصائص المادة، قد انخفضت الخسائر الطبيعيةحرارة.

قبل اختيار مضخة الهواء، عليك معرفة النقاط الرئيسية التالية:

• مؤشر العزل الحراري للمباني.
• تربيع جميع الغرف
• عدد الأشخاص الذين يعيشون في منزل خاص
• الظروف المناخية

في معظم الحالات، 10 متر مربع. يجب أن يمثل المتر المربع من الغرفة حوالي 0.7 كيلو واط من طاقة الجهاز.

مضخات حرارية لتسخين المياه المنزلية.

عند تركيب نظام التدفئة في منزل خاص، فإن أنظمة الماء إلى الماء مناسبة تماما. وبالإضافة إلى ذلك، سيكونون قادرين على تزويد المنزل بالماء الساخن. تعتبر الخزانات المختلفة والمياه الجوفية وما إلى ذلك مناسبة كمصادر للحرارة الطبيعية.

يعتمد تشغيل مضخة الماء على القانون القائل بأن التغيير في حالة التجميع (من السائل إلى الغاز والعكس) للمادة تحت تأثير عوامل مختلفة يستلزم إطلاق أو امتصاص الطاقة الحرارية.

يمكن استخدام هذا النوع من المضخات لتدفئة المنزل حتى في درجات الحرارة المحيطة المنخفضة، حيث لا تزال درجات الحرارة الإيجابية موجودة في الطبقات العميقة من الأرض.

مبدأ تشغيل مضخة تسخين الماء والماء هو كما يلي:

• مضخة خاصة تدفع الماء من خلاله أنابيب النحاسأنظمة من مصدر خارجيفي التثبيت.
• في الجهاز، يعمل الماء من البيئة على المبرد (الفريون)، ونقطة الغليان التي تتراوح من +2 إلى +3 درجة. يتم تحويل جزء من الطاقة الحرارية للمياه إلى الفريون.
• يقوم الضاغط بسحب غاز التبريد وضغطه. ونتيجة لهذه العملية، تزداد درجة حرارة مادة التبريد أكثر.
• ثم يتم إرسال الفريون إلى المكثف حيث يقوم بتسخين الماء إلى درجة الحرارة المطلوبة (40-80 درجة). يدخل الماء الساخن إلى خط أنابيب نظام التدفئة. وهنا يعود الفريون إلى الحالة السائلة وتبدأ الدورة من جديد.

ومن الجدير بالذكر أن أجهزة المياه المائية تستخدم لتدفئة منزل بمساحة 50-150 متر مربع.

مضخة حرارة الماء: مبدأ التشغيل

عند اختيار جهاز من هذه الفئة، يجب الانتباه إلى شروط معينة:

• كمصدر للطاقة، ينبغي إعطاء الأفضلية للخزانات المفتوحة (من الأسهل تركيب الأنابيب)، على مسافة لا تزيد عن 100 متر، بالإضافة إلى ذلك، يجب أن يكون عمق الخزان في المناطق الشمالية على الأقل 3 أمتار (. عند هذا العمق لا يتجمد الماء عادة). يجب عزل الأنابيب الموردة للمياه.
• تؤثر صلابة الماء بشكل كبير على تشغيل المضخة. ليس كل نموذج قادر على العمل بمستويات صلابة عالية. ونتيجة لذلك، قبل شراء الجهاز، يتم أخذ عينة من المياه واختيار المضخة بناءً على النتائج التي تم الحصول عليها.
• بناءً على نوع العملية، يتم تقسيم الوحدات إلى أحادية التكافؤ وثنائية التكافؤ. سوف يقوم الأول بعمل ممتاز كمصدر الحرارة الرئيسي (بسبب قوته العالية). هذا الأخير يمكن أن يكون بمثابة مصدر إضافي للتدفئة.
• مع زيادة قوة المضخة، تزداد كفاءتها، ولكن في نفس الوقت، يزداد استهلاك الكهرباء أيضًا.
• ميزات إضافية للجهاز. على سبيل المثال: السكن العازل للصوت، وظيفة تسخين المياه المنزلية، التحكم الآلي، إلخ.
• لحساب الطاقة المطلوبة للجهاز، تحتاج إلى مضاعفة المساحة الإجمالية للمبنى بمقدار 0.07 كيلو واط (مؤشر الطاقة لكل 1 متر مربع). هذه الصيغة صالحة للغرف القياسية التي لا يزيد ارتفاعها عن 2.7 متر.

مضخة الحرارة (حصان)هو جهاز يقوم بنقل وتحويل وتحويل الطاقة الحرارية. وفقًا لمبدأ التشغيل، فهو يشبه الأجهزة والمعدات المعروفة، مثل الثلاجة أو مكيف الهواء. يعتمد تشغيل أي TN على دورة كارنو العكسية، التي سميت على اسم الفيزيائي وعالم الرياضيات الفرنسي الشهير سيدي كارنو.

مبدأ عمل المضخة الحرارية

دعونا ندرس بمزيد من التفصيل فيزياء عمليات تشغيل هذه المعدات. تتكون المضخة الحرارية من أربعة عناصر رئيسية:

1. ضاغط
2. مبادل حراري (مكثف)
3. مبادل حراري (المبخر)
4. ربط التجهيزات وعناصر الأتمتة.

ضاغطضروري لضغط ونقل المبرد من خلال النظام. عند ضغط الفريون ترتفع درجة حرارته وضغطه بشكل حاد (يتطور الضغط حتى 40 بار، ودرجة الحرارة تصل إلى 140 درجة مئوية)، وعلى شكل غاز بدرجة عالية من الانضغاط يذهب إلى مكثف(عملية ثابتة الحرارة، أي عملية لا يتفاعل فيها النظام مع الفضاء الخارجي)، حيث ينقل الطاقة إلى المستهلك. يمكن أن يكون المستهلك إما البيئة المباشرة التي تحتاج إلى تسخين (على سبيل المثال، الهواء الداخلي) أو المبرد (الماء، مضاد التجمد، وما إلى ذلك)، والذي يقوم بعد ذلك بتوزيع الطاقة من خلال نظام التدفئة (المشعات، الأرضيات الساخنة، الألواح الساخنة، المسخنات الحرارية ، ملفات المروحة، وما إلى ذلك). وفي هذه الحالة، تنخفض درجة حرارة الغاز بشكل طبيعي، وتتغير حالة تجمعه من الحالة الغازية إلى الحالة السائلة (عملية متساوية الحرارة، أي عملية تحدث عند درجة حرارة ثابتة).

بعد ذلك، يكون المبرد في حالة سائلة يدخل المبخر، مروراً عبر صمام ترموستاتي (TRV)، وهو أمر ضروري لتقليل الضغط وجرعة تدفق الفريون إلى المبادل الحراري التبخيري. نتيجة لانخفاض الضغط عند المرور عبر قنوات المبخر، يحدث انتقال طوري، وتتغير حالة تجميع مادة التبريد مرة أخرى إلى الحالة الغازية. في هذه الحالة، يتم تقليل إنتروبيا الغاز (استنادًا إلى الخصائص الفيزيائية الحرارية للفريون)، مما يؤدي إلى انخفاض حاد في درجة الحرارة، ويتم "إزالة" الحرارة من مصدر خارجي. يمكن أن يكون المصدر الخارجي هو هواء الشوارع وأحشاء الأرض والأنهار والبحيرات. بعد ذلك، يتم إرجاع الفريون الغازي المبرد إلى الضاغط، وتتكرر الدورة مرة أخرى.

وفي الواقع، تبين أن المحرك الحراري نفسه لا ينتج حرارة، بل هو جهاز لنقل وتعديل وتعديل الطاقة من البيئة إلى الغرفة.

إلا أن هذه العملية تحتاج إلى كهرباء، والمستهلك الرئيسي لها هو وحدة الضاغط. تسمى نسبة الطاقة الحرارية المستقبلة إلى الطاقة الكهربائية المستهلكة بعامل التحويل (COR). ويختلف حسب نوع الشاحن التوربيني والشركة المصنعة له وعوامل أخرى ويتراوح من 2 إلى 6.

حاليًا، يتم استخدام أنواع مختلفة من الفريونات الصديقة للأوزون (R410A، R407C) كمبرد، مما يسبب الحد الأدنى من الضرر للبيئة. تستخدم المحركات الحرارية الحديثة ضواغط من النوع اللولبي لا تحتاج إلى صيانة، ولا يوجد بها أي احتكاك تقريبًا، ويمكن أن تعمل بشكل مستمر لمدة 30-40 عامًا. وهذا يضمن عمر خدمة طويل للوحدة بأكملها. على سبيل المثال، شركة ألمانيةستيبل الترون هناك TNs التي عملت من دونإصلاح

منذ أوائل السبعينيات من القرن الماضي.

اعتمادًا على الوسائط المستخدمة لاختيار وإعادة توزيع الطاقة أيضًا ميزات التصميموطرق التطبيق، هناك أربعة أنواع رئيسية من HP:

مضخة حرارة الهواء إلى الهواء

يستخدم هذا النوع من المعدات هواء الشارع كمصدر طاقة منخفض الإمكانات. ظاهريًا، لا يختلف عن نظام تكييف الهواء المنفصل التقليدي، ولكنه يحتوي على عدد من الميزات الوظيفية التي تسمح له بالعمل في درجات حرارة منخفضة (تصل إلى -30 درجة مئوية) و"إزالة" الطاقة من البيئة. يتم تدفئة المنزل مباشرة عن طريق الهواء الدافئ الذي يتم تسخينه في مكثف المضخة الحرارية.

مميزات HP جو-جو:

• تكلفة منخفضة
• وقت قصير أعمال التركيبوالسهولة النسبية للتثبيت
• لا يوجد احتمال لتسرب سائل التبريد

عيوب:

• أداء مستقر حتى -20 درجة مئوية
• ضرورة تركيب وحدة داخلية في كل غرفة أو تنظيم نظام مجاري الهواء لتزويد جميع الغرف بالهواء الساخن.
• عدم القدرة على الحصول على الماء الساخن (DHW)

ومن الناحية العملية، تُستخدم هذه الأنظمة للسكن الموسمي ولا يمكن أن تكون بمثابة المصدر الرئيسي للتدفئة.

مضخة حرارة الهواء إلى الماء

مبدأ تشغيلها مشابه للنوع السابق، إلا أنها لا تقوم بتسخين الهواء داخل الغرفة مباشرة، بل المبرد الذي بدوره يستخدم لتدفئة المنزل وتحضير الماء الساخن.

مميزات TN “الهواء – الماء” :

• لا يتطلب تنظيم “كفاف خارجي” (الحفر)
• الموثوقية والمتانة
• مؤشرات الكفاءة العالية (COP) في فترتي الخريف والربيع

مساوئ TN:

• انخفاض كبير في COP عند درجات حرارة منخفضة (تصل إلى 1.2)
• الحاجة إلى تذويب الوحدة الخارجية (الوضع العكسي)
• عدم القدرة على العمل في درجات حرارة أقل من -25 درجة مئوية - -30 درجة مئوية

لا تزال مثل هذه المضخات في مناخنا غير قادرة على العمل كمصدر وحيد للتدفئة. لذلك، غالبا ما يتم تركيبها (وفقا لمخطط ثنائي التكافؤ) بالتزامن مع معدات التدفئة الإضافية (الكهربائية، بيليه، الوقود الصلب، غلاية الديزل، الموقد مع سترة المياه). كما أنها مناسبة لإعادة بناء وأتمتة بيوت الغلايات القديمة باستخدام الوقود التقليدي. يتيح لك ذلك تشغيل النظام في الوضع التلقائي طوال معظم أيام العام (ليست هناك حاجة للتنزيل الوقود الصلبأو إعادة تزويد وقود الديزل بالوقود) باستخدام قوة الشاحن التوربيني فقط.

مضخة حرارة الماء المالح

واحدة من الأكثر شيوعا في جمهورية بيلاروسيا. باستخدام إحصائيات منظمتنا، فإن 90% من المضخات الحرارية المثبتة هي طاقة حرارية أرضية. في هذه الحالة، يتم استخدام أحشاء الأرض باعتبارها "الكفاف الخارجي". ونتيجة لذلك، تتمتع هذه المضخات الحرارية بالميزة الأكثر أهمية على الأنواع الأخرى من المضخات الحرارية - وهي مؤشر كفاءة التشغيل المستقر (COP) بغض النظر عن الوقت من السنة.

وفقا للمصطلحات المعمول بها، تسمى الدائرة الخارجية الطاقة الحرارية الأرضية.

هناك نوعان رئيسيان من دوائر الطاقة الحرارية الأرضية:

• أفقي
• رَأسِيّ

دعونا ننظر إلى كل واحد منهم بمزيد من التفصيل.

مخطط أفقي

مخطط أفقيهو نظام أنابيب البولي ايثيلينتوضع تحت الطبقة العليا من التربة على عمق حوالي 1.5 - 2 متر تحت مستوى التجمد. تظل درجة الحرارة في هذه المنطقة إيجابية (من +3 إلى +15 درجة مئوية) طوال العام التقويمي، وتصل إلى الحد الأقصى في أكتوبر والحد الأدنى في مايو. تعتمد المساحة التي يشغلها المجمع على مساحة المبنى ودرجة عزله وحجم الزجاج. لذلك، على سبيل المثال، بالنسبة لمبنى سكني من طابقين بمساحة 200 متر مربع، والذي يتمتع بعزل جيد يلبي المعايير الحديثة، يجب تخصيص حوالي أربعة أفدنة من الأرض (400 متر مربع) لحقل الطاقة الحرارية الأرضية. وبطبيعة الحال، للحصول على تقييم أكثر دقة لقطر الأنابيب المستخدمة والمنطقة المحتلة، هناك حاجة إلى حساب هندسي حراري مفصل.

هذا هو شكل تركيب المجمع الأفقي في إحدى منشآتنا في دزيرجينسك (جمهورية بيلاروسيا):

مزايا المجمع الأفقي:

• تكلفة أقل مقارنة بالآبار الحرارية الأرضية
• إمكانية تنفيذ العمل على تركيبه مع مد الاتصالات الأخرى (إمدادات المياه والصرف الصحي)

عيوب المجمع الأفقي:

• مساحة كبيرة مشغولة (يحظر إقامة هياكل دائمة أو أسفلت أو وضع ألواح الرصف، من الضروري توفير الوصول الطبيعي للضوء وهطول الأمطار)
• عدم إمكانية الترتيب عندما تكون جاهزة تصميم المناظر الطبيعيةحبكة
• استقرار أقل مقارنة بالمجمع العمودي.

عادة ما يتم تنفيذ ترتيب هذا النوع من المجمعات بطريقتين. في الحالة الأولىعلى كامل منطقة التمديد، قم بإزالة الجزء العلوي طبقة من التربة بسمك 1.5-2 م، يتم الآن مد أنابيب المبادل الحراري بخطوة معينة (من 0.6 إلى 1.5 م)ويتم الردم. للقيام بهذا العمل، تكون المعدات القوية مناسبة، مثل اللودر الأمامي والجرافة والحفارات ذات المدى الكبير وحجم الجرافة.

في الحالة الثانيةيتم وضع حلقات كفاف الأرض خطوة بخطوة خنادق بعرض من 0.6 م إلى 1 م. الحفارات الصغيرة واللوادر ذات المحراث الخلفي مناسبة لهذا الغرض.

مخطط عمودي

جامع عمودييمثل الآبار بأعماق من 50 إلى 200 موأكثر من ذلك، حيث يتم إنزال الأجهزة الخاصة - تحقيقات الطاقة الحرارية الأرضية. تظل درجة الحرارة في هذه المنطقة ثابتة لسنوات وعقود عديدة وتزداد مع زيادة العمق. وتحدث الزيادة في المتوسط ​​بمقدار 2-5 درجة مئوية لكل 100 متر. وتسمى هذه القيمة المميزة بتدرج درجة الحرارة.

عملية تركيب أداة تجميع عمودية في منشأتنا الواقعة في قرية كريزوفكا بالقرب من مينسك:

وبدراسة خرائط توزيع درجات الحرارة على أعماق مختلفة على أراضي جمهورية بيلاروسيا ومدينة مينسك على وجه الخصوص، يمكن ملاحظة أن درجة الحرارة تختلف من منطقة إلى أخرى، ويمكن أن تختلف بشكل كبير حسب الموقع. لذلك، على سبيل المثال، عند عمق 100 متر في منطقة سفيتلوغورسك يمكن أن تصل إلى +13 درجة مئوية، وفي بعض مناطق منطقة فيتيبسك على نفس العمق لا تتجاوز +8.5 درجة مئوية.

وبطبيعة الحال، عند حساب عمق الحفر وتصميم الحجم والقطر وغيرها من خصائص مجسات الطاقة الحرارية الأرضية، من الضروري أخذ هذا العامل في الاعتبار. وبالإضافة إلى ذلك، من الضروري أن تأخذ في الاعتبار التكوين الجيولوجي للصخور التي تمر عبرها. فقط بناءً على هذه البيانات يمكنك تصميم دائرة الطاقة الحرارية الأرضية بشكل صحيح.

كما تظهر الممارسة والإحصائيات الخاصة بمنظمتنا، فإن 99٪ من المشاكل أثناء تشغيل HP ترتبط بعمل الدائرة الخارجية، ولا تظهر هذه المشكلة مباشرة بعد تشغيل الجهاز. وهناك تفسير لذلك، لأنه إذا تم حساب المحيط الجغرافي بشكل غير صحيح (على سبيل المثال، في إقليم منطقة فيتيبسك، حيث، كما نتذكر، يعد التدرج الحراري الأرضي أحد أدنى المعدلات في الجمهورية)، فإن عمله الأولي هو ليس مرضيًا، ولكن بمرور الوقت "يبرد" سمك الأرض. ينتهك التوازن الديناميكي الحراري وتبدأ المشاكل، ولا يمكن أن تنشأ المشكلة إلا في موسم التسخين الثاني أو الثالث. يبدو الكفاف الضخم أقل إشكالية، لكن العميل يضطر إلى دفع ثمن أمتار الحفر غير الضرورية بسبب عدم كفاءة المقاول، الأمر الذي يؤدي حتما إلى زيادة في تكلفة المشروع بأكمله.

يجب أن تكون دراسة باطن الأرض حاسمة بشكل خاص أثناء بناء المنشآت التجارية الكبيرة، حيث يكون عدد الآبار بالعشرات، ويمكن أن تكون الأموال المحفوظة (أو المهدرة) في بنائها كبيرة جدًا.

مضخة حرارة الماء إلى الماء

يمكن أن يكون أحد أنواع مصادر الحرارة الأرضية هو المياه الجوفية. لديهم درجة حرارة ثابتة (من +7 درجة مئوية وما فوق)، وتوجد بكميات كبيرة على أعماق مختلفة في أراضي جمهورية بيلاروسيا. ووفقا لهذه التقنية، يتم رفع المياه الجوفية من البئر بواسطة مضخة طرد مركزي وتدخل إلى محطة نقل الحرارة والكتلة، حيث تنقل الطاقة إلى مانع التجمد في الدائرة السفلية للمضخة الحرارية. تعتمد كفاءة تشغيل هذا النظام على مستوى المياه الجوفية (اعتمادا على عمق الارتفاع، يلزم قوة مضخة معينة)، والمسافة من بئر السحب إلى محطة التبادل. تتمتع هذه التقنية بواحدة من أعلى قيم COP، ولكنها تحتوي على عدد من الميزات التي تحد من استخدامها.

فيما بينها:

• قلة المياه الجوفية، أو انخفاض مستوى تواجدها؛
• عدم وجود تدفق مستمر للبئر، وانخفاض في المستويات الثابتة والديناميكية؛
• ضرورة مراعاة تركيبة الأملاح والتلوث (إذا كانت نوعية المياه غير كافية، يصبح المبادل الحراري مسدوداً وتنخفض مؤشرات الأداء)
• الحاجة إلى تركيب بئر صرف لتصريف كميات كبيرة من مياه الصرف الصحي (من 2200 لتر/ساعة أو أكثر)

كما تبين الممارسة، فمن المستحسن تركيب مثل هذه الأنظمة إذا كان هناك بركة أو نهر في المنطقة المجاورة مباشرة. ويمكن أيضًا استخدام مياه الصرف الصحي للأغراض الاقتصادية والصناعية، على سبيل المثال، للري أو لتنظيم الخزانات الاصطناعية.

أما بالنسبة لجودة المياه الداخلة، فمثلا شركة ألمانية لتصنيع أنظمة التدفئة البديلة تستخدم المحركات الحرارية الحديثة ضواغط من النوع اللولبي لا تحتاج إلى صيانة، ولا يوجد بها أي احتكاك تقريبًا، ويمكن أن تعمل بشكل مستمر لمدة 30-40 عامًا. وهذا يضمن عمر خدمة طويل للوحدة بأكملها. على سبيل المثال، شركة ألمانيةتوصي بالإعدادات التالية: النسبة الإجمالية للحديد والمغنيسيوم لا تزيد عن 0.5 ملغم / لتر، محتوى الكلوريد أقل من 300 ملغم / لتر، غياب المواد المترسبة. إذا تم تجاوز هذه المعايير، فمن الضروري تركيب نظام تنقية إضافي - محطة تحضير وتحلية، مما يزيد من استهلاك المواد للمشروع.

أعمال الحفر لمضخة حرارية.

بناءً على الخبرة في تركيب وتشغيل الوحدات الحرارية الأرضية، نوصي بحفر آبار لا يقل عمقها عن 100 متر. تظهر الممارسة أنه سيتم ملاحظة أداء واستقرار أفضل للمحرك الحراري، على سبيل المثال، في بئرين يبلغ طول كل منهما 150 مترًا مقارنة بثلاثة آبار يبلغ طول كل منها 100 متر. وبطبيعة الحال، يتطلب بناء مثل هذه المناجم معدات خاصة وطريقة حفر دوارة. المنشآت الصغيرة الحجم غير قادرة على توفير الطول المطلوب للآبار.

نظرًا لأن دائرة الطاقة الحرارية الأرضية هي العنصر الأكثر أهمية، وصحة ترتيبها هي مفتاح التشغيل الناجح للنظام بأكمله، يجب على مقاول الحفر تلبية عدد من المعايير:

• ومن الضروري أن يكون لديك خبرة في إنتاج هذا النوع من الخدمة؛
• لديك أداة خاصة لغمر المجسات.
• توفير ضمان بأن المسبار سيتم غمره في العمق المصمم وضمان سلامته وضيقه أثناء عملية العمل؛
• بعد الغمر، قم بتنفيذ تدابير لسد البئر لزيادة نقل الحرارة والإنتاجية، وسد عمود المنجم قبل الردم.

بشكل عام، مع التصميم المناسب والتركيب المؤهل، تكون مجسات الطاقة الحرارية الأرضية موثوقة للغاية ويمكن أن تستمر لمدة تصل إلى 100 عام.

عملية إنزال مسبار الطاقة الحرارية الأرضية في بئر محفور:

مسبار الطاقة الحرارية الأرضية على الإطار، قبل إجراء اختبار التسرب ("اختبار الضغط"):

الاستنتاجات

بناءً على خبرتنا في تصميم أنظمة الطاقة البديلة، يمكننا تسليط الضوء على الحقائق الأساسية التي تعتبر أساسية عندما يختار عملاؤنا المضخات الحرارية:

• ممتلىء السلامة والود البيئي(لا توجد عمليات احتراق أو أجزاء متحركة)
• فرصة طلب النظام "اليوم" والاستمتاع باستخدامه خلال ثلاثة أسابيع دون أي تنسيق مع الجهات التنظيمية والترخيصية.
• الحكم الذاتي الكامل والحد الأدنى من الصيانة(ليست هناك حاجة لأن تكون عضوًا في جمعية تعاونية للغاز، لتعتمد عليها؛ ليست هناك حاجة لرمي الحطب أو إجراء تنظيف شهري لمجاري الهواء، وتنظيم وصول ناقلة وقود، وما إلى ذلك)
• تكلفة قطعة أرض لبناء منزل فردي بدون إمدادات الغاز أقل بكثير وفترة التسليم لا تعتمد على خدمات الغاز
• فرصة التحكم عن بعد عبر الإنترنت
• معدات متطورة ومبتكرة ذات تصميم أنيق، لا عيب في عرضها للأصدقاء والمعارف، مما يؤكد بالتأكيد على مكانة صاحب المنزل.

إذا لم نتطرق إلى أي أسئلة في هذه المقالة وتريد طرحها شخصيًا، فيمكنك الحضور إلى مكتبنا على العنوان: Minsk, st. Odoevsky، 117، Nova Gros LLC واستشر مهندسينا.

لدينا أيضًا الفرصة لتنظيم زيارات مجانية لمرافق التشغيل المكتملة بالفعل.

رقم هاتف الاتصال: 0447652958; 0173997051