Isı pompası ilginç bir şeydir, ancak pahalıdır. Ekipman + harici devre cihazlarının yaklaşık maliyeti, 1 kW güç başına 300 ila 1000 ABD Doları arasındadır. Rus halkının "becerikli" ğini bilerek, geniş ve çeşitli vatanımızın genişliğinde birden fazla el yapımı ısı pompasının çalıştığını varsaymak kolaydır. Çoğu zaman, "buzdolapları" tarafından yapılan ev yapımı cihazlar vardır. Ve bu anlaşılabilir bir durumdur, çünkü ısı pompası ve dondurucu aynı prensibe göre çalışır, sadece ısıtma tesislerinin sistemi ısıyı çıkarmaya değil, toplamaya odaklanır ve kompresör daha yüksek bir güçle kullanılır.
Nasıl çalıştığını buradan okuyun.
Bir ısı pompası için ısı kaynağı ne olabilir?
Odayı ısıtmak için ısı dışarıdaki havadan alınabilir. Ancak burada operasyondaki zorluklar kaçınılmaz olarak ortaya çıkacaktır: sıcaklık dalgalanmaları, ortalama günlük bile, çok büyüktür, ısı pompasının 0o C'nin üzerindeki sıcaklıklarda normal verimlilik gösterdiği gerçeğinden bahsetmeye gerek yok.Ve kışın böyle bir resme sahip olan kaç bölge var? ? İlkbaharda ve o zaman bile erken değil, bölge genelinde değil ve her zaman değil.
Isı pompası ile ısıtılan eviniz için herhangi bir ortam bir ısı kaynağı olabilir
Suda bulunan bir ısı kaynağı çok daha kabul edilebilir görünüyor. Yakınlarda bir nehir, göl veya yeterli derinlikte bir gölet varsa, bu harika: boru hattını kolayca boğabilirsiniz. Önemli olan tek şey buralarda donekli balıkçıların balık tutmamasıdır.
Bir başka iyi seçenek de kuyu, ancak su seviyesinin düşmesi ve başka bir kaynak aramanız gerekmesi ihtimali var. Ancak şu ana kadar her şey yolunda, iyi çalışacak: yeraltı ufuklarındaki ortalama su sıcaklığı 5-7 oC. Bu, ısı pompasının çalışması için fazlasıyla yeterlidir.
Şaşırmış olabilirsiniz, ancak kanalizasyon sistemini de kullanabilirsiniz - buradaki sıcaklıklar kuyulardakinden daha yüksektir. Boru hattı bir fosseptik veya kuyuya yerleştirilebilir, ancak her zaman su ile kaplı olması şartıyla. Ve borunun kimyasal olarak dayanıklı olması gerekecektir.
Yatay bir yeraltı toplayıcı son derece zahmetli bir iştir: toprağı birkaç yüz metrekareden donma noktasının altındaki bir derinliğe çıkarmak gerekecektir. Bunlar tek başına veya bir asistanla bile ustalaşılamayacak çok büyük hacimlerdir. Ve uygulamanın gösterdiği gibi, iklim koşullarımızda bu tür sistemler etkisizdir: kışlar çok serttir.
Dikey toplayıcılarla işler daha iyi değildir - sondaj ekipmanı olmadan neredeyse hiç yapamazsınız. Kuyuların sayısı ve derinliği toprağa bağlıdır: Bir metrelik kuyudan olası ısı uzaklaştırma aralığı çok geniştir. Kuru kırma taş ve kumlu toprakta 25 W / m'den, ıslak kırma taş ve kumlu topraklarda veya granitte 80-85 W / m'ye kadar. Buna göre kuyu uzunluklarındaki fark 3 kat ve daha fazladır.
İşte bir ısı pompası ile bir evi ısıtmanın bir diyagramı. Açıklanan örnekte olduğu gibi, iki kuyu kullanılırken ve kapalı bir döngü olmadığında, iki kuyu arasındaki mesafe en az 20 metre olmalıdır. Pompadan gelen soğuk suyun "verici" kuyusundaki sıcaklığı düşürmemesi için akış yönünü de hesaba katmanız gerekir.
Ev yapımı bir ısı pompasının tarif edilen örneğinde, ısı kaynağı iyi bir su akış hızına sahip bir kuyudur. Su o kadar hızlı gelir ki, hane halkı ihtiyaçları için tüketimi karşılar ve gerekli miktarda ısıyı transfer etmek için yeterlidir (gerekli su debisi hesaplanmış ve buna göre pompa seçilmiştir)Ancak bu modifikasyon için ısı kaynağı, hava dışında yukarıda açıklananlardan herhangi biri olabilir. Isı kaynağına karar verdikten sonra, evi ısıtmak için bir ısı pompası yapmak mümkün olacak.
Isı pompası çeşitleri
Bir ısı pompasının ne olduğunu açıkça anlamak için, evin içindeki ve dışındaki yapısının dış hatlarında onun için ısı taşıyıcısının ne olduğunu bilmeniz gerekir. Bu soğutucular bu cihazı sınıflandırır.
Isı pompası çeşitleri
Cihaz, çalışması için aşağıdaki kaynaklardan enerji alır:
- Su. Kaynak bir su kütlesi, merkezi su kaynağı veya bir kuyu vb. Olabilir;
- hazırlama;
- hava.
İç mekanlarda böyle bir cihazla elde edilen enerji sadece ısıtma için değil aynı zamanda iklimlendirme ve ısıtma suyu için de kullanılmaktadır. Kullanılan çeşitli işlevlerin ve öğelerin kombinasyonu, ısı pompalarını aşağıdakileri içeren birkaç türe ayırmayı mümkün kılar:
- su su;
- hava su;
- toprak-su.
Su-hava
Isıtma için en verimli sistemler su-su sistemleridir. Bu verimlilik, büyük derinliklerde bulunan kullanılan suyun sıcaklığının sabit olması ve oldukça yüksek göstergelere sahip olmasından kaynaklanmaktadır. Bu tür bir kaynaktan enerji elde etmek için kullanabilirler:
- yeraltı suyunun pompalandığı kuyular ve kuyular;
- nehirleri ve gölleri içeren açık su kütleleri;
- Sanayide teknoloji için kullanılan atık su.
Açık tip bir rezervuardan çıkarılan enerjiyi kullanan bir ısı pompası en düşük maliyeti gerektirecektir. Bu durumda, boruları bir soğutucu ile yüklemeniz ve suya indirmeniz gerekecektir. Yeraltı suyu durumunda, uygulanması zaten daha zor olduğu için daha pahalı bir yapı kullanılır. Suyu boşaltmak için bir kuyu inşa etmelisiniz. Bu su ısı eşanjöründen geçecektir.
Havadan suya veya hava devresi
Havadan suya ısı pompası, artıları ve eksileri bir araya getirir. Avantajları arasında, büyük derinlikteki kuyuların geliştirilmesindeki yararsızlık ve toprak temizliği ile ilgili çalışmalar bulunmaktadır. Bu cihazların dezavantajı, diğer modeller arasında en düşük verimliliğini etkileyen soğuk mevsimdeki düşük gücüdür. Bu cihazı kullanmak için uygun ekipmanı evin çatısına monte etmeniz gerekir.
Hava kaynaklı ısı pompası
Bu tasarımın avantajı, ısı pompasını duman, su veya hava şeklinde ısıtan binadan çıkan ısıyı yeniden kullanma kabiliyetine bağlanabilir. Kışın, ısı eksikliğini ortadan kaldırmak için alternatif ısıtma gerekecektir.
Yeraltı suyu
Bu türden bir ısı pompası aynı zamanda ısıtma için çok verimli bir enerji kaynağıdır. Bunun nedeni, 5 metre derinlikteki yerden elde edilen ısının sabit sıcaklık değerlerine sahip olması ve dünya yüzeyindeki hava koşullarındaki değişikliklerden etkilenmemesidir. Harici devrede soğutucu, çevresel açıdan güvenli olan tuzlu su adı verilen özel güvenli bir bileşimdir.
Bu tip ısı pompası için kullanılan harici devre yatay veya dikey tip olabilir.
Bu sistem için kullanılan borular plastik olmalıdır. Yatay uygulama geniş bir arazi alanı gerektirir. Borular yer altına döşendikten sonra bu arsa tarımsal ihtiyaçlar için kullanılamaz.
Aynı yaşta bir çim veya bitki yetiştirmesine izin verilir. Dikey uygulama için, derinliği 50 ila 150 metre arasında değişen birkaç kuyu geliştirmek gerekecektir, çünkü böyle bir derinlikte toprağın sabit ve yüksek bir sıcaklığı vardır. Böyle bir cihaza jeotermal pompa denir.Bu tür derinliklerden enerji aktarmak için özel problar kullanılır.
Isı pompası nasıl çalışır?
Çevremizdeki ortam, bir derecenin üzerindeki sıcaklıklarda belli bir miktarda enerjiye sahiptir. Bir ısı pompası yardımıyla bu enerji kullanılabilir. Çalışma prensibi, termal enerjili düşük potansiyelli bir kaynaktan, sıcaklığı çok daha yüksek olan bir ısı taşıyıcıya ısı transferine dayanır.
Isı pompası nasıl çalışır?
Bu, aşağıdaki şekilde uygulanır:
- Soğutucu, zeminde bulunan boru hattına girer. Birkaç derece ısınır.
- Bundan sonra, evaporatöre geçen soğutucu, evaporatörde toplanan enerjiyi dahili devreye aktarır.
- Soğutucu, bir ısı eşanjöründe ısıtıldıktan sonra gaza dönüşen harici devrede bulunur.
- Bu soğutucu akışkanın sıcaklığını artırmak için kompresöre yüksek basınçta kompresöre girer.
- Zaten ısıtılmış olan soğutucu gaz, kondansatöre girer ve bu da odanın ısıtma sistemindeki soğutucuya ısı verir.
- Döngünün sona ermesinden sonra, ısı kaybeden soğutucu akışkan sıvı hale gelir ve orijinal konumuna geri döner.
Soğutma üniteleri benzer bir prensipte çalışır. Bu nedenle ısı pompaları sıcak havalarda havayı yoğunlaştırmak için kullanılabilir yıllar (bölünmüş sistemler), buzdolabından itibaren.
Kendin yap ısı pompasının işletim deneyiminden
Uygulamanın gösterdiği gibi, sunulan seçeneğin performansı düşüktür: 2.6-2.8 kW. Bu ısı pompasının yüksek verimliliğinden bahsetmeye gerek yok: Dış mekanda -5 oC'de 60 m2 alanda, kendisi + 17oC'yi muhafaza ediyor. Ancak sistem, kazanın altına yerleştirildi ve kuruldu - radyatörler, + 45oC giriş sıcaklığında, daha fazlasını veremezler. Evdeki sistem eski çalıştı ve radyatör sayısı artmadı, ancak şimdiye kadar soğukta bir soba ile ısıtıldı.
Yapıya rejeneratif bir ısı eşanjörü eklenirse bu verimi% 10-15 artıracaktır. Maliyetlerin düşük olduğu göz önüne alındığında, bunu yapabilirsiniz. Her biri 1,5 metre olan iki bakır boruya ihtiyacınız olacak. Biri 22 mm çapında, ikincisi - 10 mm. Isı değişim alanını arttırmak için 4 damarlı bir iletken (uzunluk 3-4 metre, çap 4 mm) daha ince olanın üzerine sarılır, uçları çözülmemesi için boruya lehimlenir. Tel sargılı tüp, daha büyük çaplı tüpe nazikçe yerleştirilir. Kompresör ile evaporatör arasına kurulmalıdır. İyileştirme önemsizdir, ancak verimliliği önemli ölçüde artırır. Doğru, belirli koşullar altında güvensizdir: sıcak freon kompresöre girebilir ve bu da arızasına yol açar.
Devrenin iyileştirilmesi: Verimliliği yaklaşık% 15-20 artıracak rejeneratif bir ısı eşanjörü ekleyebilirsiniz.
Verimliliği artırmak için daha güvenli ve daha az etkili olmayan ikinci seçenek, su veya glikol ısıtmak için ek bir ısı eşanjörü oluşturmaktır.
Kendi ısı pompanızı yapmaya karar verirseniz nelere dikkat etmelisiniz. Yalnızca deneyimden öğrenilebilecek birkaç şey var:
- Bu özel kurulumun başlangıç akımları çok iyiydi. Kurulumu çalıştırmak için her zaman yeterli ağ kaynağı yoktu. Bu nedenle, ciddi bir kurulum yaparsanız, sırasıyla üç fazlı bir kompresör almak ve üç fazlı bir giriş sağlamak daha iyidir. Evet, ucuz değil, ancak tek fazlı bir kompresörün kararlı bir şekilde başlatılması için, ucuz olarak da adlandırılamayan, makul bir güçte elektronik bir dengeleyici gereklidir.
- Bitmiş bir radyatör sistemindeki bir ısı pompası normal bir oda sıcaklığı vermeyecektir. Bu kurulumların, özellikle ev yapımı olanların son derece nadiren verebildiği farklı bir soğutma sıvısı sıcaklığı için tasarlanmıştır.Bu nedenle, sistemi yükseltin (en azından aynı sayıda radyatör bölümü ekleyerek) veya su tabanları kurun.
- Bir kuyuda üç su halkası varsa, bu onun büyük bir borcu olduğu anlamına gelmez. Sürekli seçimi ile ne kadar su verebileceğini bilmeniz gerekir.
Isı pompasının çalışma prensibi
Isı pompalarının özelliği, doğal enerji kaynaklarından çalışmasıdır. Pompanın ısı enerjisini serbest bırakmak için dizel, elektrik veya katı yakıtlara ihtiyacı yoktur.
Enerji kaynağı su, atmosfer ve topraktır. Pompalar ısı üretmez, sadece onu binaya aktarır. Bu, az miktarda elektrik kullanır.
Bir eve ısı sağlamak için yalnızca bir ısı pompasına ve bir ısı kaynağına ihtiyacınız vardır. Sistemin çalışma prensibi, geleneksel bir buzdolabına benzer, tam tersi. Bu durumda ısı dışarıdan alınarak eve aktarılır.
Önemli bir nokta: Alternatif bir ısıtma sistemindeki ana unsur tam olarak ısı pompasıdır, bu nedenle yapısına çok dikkatli bir şekilde yaklaşılmalıdır.
Pompa aşağıdaki unsurlardan oluşur:
Havadan havaya ısı pompasının özellikleri:
- sistemin ara elemanı olan kompresör;
- evaporatör. Düşük potansiyelli enerji transferi bunun içinde gerçekleşir;
- soğutucu akışkanın (freon) evaporatöre geri döndüğü bir gaz kelebeği valfi;
- freonun soğutulduğu ve ısı enerjisinin serbest bırakıldığı kondansatör.
Pompa belli bir prensibe göre çalışır. Şuna benzer:
Isı pompasının çalışma prensibi. (Büyütmek için tıklayın)
- Dış enerji kaynaklarından salınan düşük dereceli ısı, borular aracılığıyla evaporatöre - pompa tasarımındaki ilk elemana - aktarılır. Isı, düşük sıcaklıklara dayanabilen ve aynı zamanda donmayan ısı taşıyıcıları tarafından aktarılır.
- Burada ısı, sistemin kapalı bir döngüsünde dolaşan soğutucuya aktarılır. Freon genellikle soğutucu olarak kullanılır.
- Kompresörde, yüksek basınç, sıcaklığını önemli ölçüde artıran freona etki eder.
- Bir sonraki aşamada, soğutucu akışkan, ısının ısıtma sistemi devresine aktarıldığı kondansatöre girer. Sonuç olarak, ısı odaya girer ve soğutulduğunda freon sıvı hale döner.
- Basınç düşürücü valf sayesinde freon, işlemin tekrarlandığı buharlaştırıcıya geri döner.
Pompanın çalışma prensibine göre, elektrik sadece kompresörün çalışması için harcanır. Sonuç olarak, bu, ısı pompasını ısıyı aktarmanın en ekonomik yolu haline getirir.
Ev ısıtması için ısı pompalarının özellikleri hakkında bir makale ilginizi çekebilir. Bu makalede ayrıntılı bir ısı pompaları sınıflandırmasını inceleyebilirsiniz.
Sonuçlar
Kuşkusuz, bir klimadan ısı pompasının maliyeti, Çin'de üretilenler bile, hazır fabrika seçeneklerinden birkaç kat daha düşüktür. Ancak burada birçok nüans var: sağlanan ısının kaynağına ve miktarına dikkat etmeniz, ısı eşanjörlerinin (bobinler) uzunluğunu doğru bir şekilde hesaplamanız, otomasyonu kurmanız, garantili güç sağlamanız vb. Ancak bu sorunları çözebilirseniz, o zaman şüphesiz faydalıdır. Size biraz tavsiyede bulunalım: ilk yıl yedek ısıtmanın, test ve deneme çalıştırmasının olması çok arzu edilir, yaz aylarında yapılması daha iyidir, böylece başlamadan önce üniteyi revize etmek için zamanınız olur. ısıtma mevsiminin.
Isı pompalarının artıları ve eksileri
Artılara ısı pompalarının kullanımına dayalı ısıtma sistemlerinin kullanımı atfedilebilir devamındaki:
- Operasyon sırasında karlılık;
- Tesislerin çevre güvenliği;
- Tesisatların yangın güvenliği;
- Operasyonel güvenilirlik;
- İşin özerkliği.
Dezavantajları şunları içerir:
- Yüksek fiyat;
- Tüm iş kompleksinin karmaşıklığı;
- Önemli maddi yatırımlarla ilişkili, hizmet ömrünün sona ermesinden sonra büyük onarım ihtiyacı.
