المضخة الحرارية للتدفئة المنزلية: الأنواع ، الكفاءة ، تكلفة التركيب

أنظمة التدفئة المستقلة هي ما يجعل المنزل الريفي حقًا "حصنًا". من خلال تثبيت تصميم موثوق وموفر للطاقة ، ستتخلص من إملاءات المحتكرين وستكون قادرًا على تنظيم المناخ في منزلك على النحو الذي تراه مناسبًا. هناك العديد من تصميمات أنظمة التدفئة المستقلة. وهي مقسمة إلى أنواع حسب مصدر الطاقة الحرارية. يمكن أن يكون وقودًا صلبًا أو كهرباء أو إمدادات غاز أو طاقة شمسية. في الآونة الأخيرة ، ظهر ابتكار جديد في هذا السوق - مضخة حرارية تستخدم درجة حرارة ثابتة لداخل الأرض لتدفئة المنزل.

مضخة حرارية لمنزل خاص - مخطط مقطعي عام

مبدأ تشغيل المضخة الحرارية لتدفئة منزل خاص: نفسر على أصابعنا

إذا تجاهلنا جميع النقاط الفنية ، فيمكننا أن نقدم لك مثالاً سيساعدك مرة واحدة وإلى الأبد على فهم كيف يمكن لمضخة الحرارة أن تدفئ منزلك ، بينما تنفق مثل هذا القدر الضئيل من الكهرباء. تخيل أنه في نظام التدفئة في منزلك الخاص: مشعات البطارية والأنابيب (الدائرة الداخلية) - يتم سكب 100 لتر من الماء البارد بدرجة حرارة 2 درجة مئوية. أنت تقوم بوضع أنبوب بلاستيكي طويل جدًا على بعد حوالي مترين تحت الأرض ، مع عمر خدمة يصل إلى 100 عام (كفاف خارجي). يتم وضع ما يقرب من 1000 لتر من سائل العمل في أنبوب تحت الأرض. تدفئ الشمس كوكبنا على مدار السنة وتسخن أمعائه إلى درجة حرارة +7 +8 درجة مئوية. في المجموع ، لدينا 1000 لتر من السائل بدرجة حرارة +7.5 درجة. الآن يتم تشغيل الغلاية الحرارية نفسها ، والتي ، مثل العصارة ، تسحب 7.5 درجة من كل لتر من سائل العمل ، دعنا نكتب الصيغة: 1000 لتر. × 7.5 = 7500 درجة من الطاقة النقية. يتم نقل هذه الطاقة النظيفة إلى الماء في نظام التدفئة نفسه ، ونتيجة لذلك نحصل على 100 لتر من الماء بدرجة حرارة 7500/100 = 75 درجة ، ليس سيئًا ، أليس كذلك؟ يتم إنفاق جميع تكاليف الطاقة الرئيسية على مضختين تقومان بضخ سائل العمل عبر أنظمة الدوائر الخارجية (تحت الأرض) والداخلية (المنزل) والضاغط الذي يولد الضغط. اتضح أن وحدات العمل الرئيسية هي المضخات ، ومن هنا جاء اسم النظام نفسه - "مضخة الحرارة".

ولكن كيف يمكن لهذا "المرجل المعجزة" أن يأخذ الطاقة وتركيزها على درجة حرارة أعلى بكثير؟ الأمر بسيط للغاية ، هل تساءلت يومًا كيف تعمل الثلاجة أو مكيف الهواء؟ ربما يكون مكيف الهواء لغزا بالنسبة لك ، لكنه يعمل ونظام التدفئة المنزلية بمضخة حرارية سيعمل بنفس الطريقة ، مثل الثلاجة في الاتجاه المعاكس. من الناحية التخطيطية ، يمكن تمثيل ذلك على النحو التالي:

يكتسب استخدام المضخات الحرارية زخمًا فقط في روسيا. هذه المعلومات بدأت للتو في الانتشار في بيئة البناء المهنية. أيضًا ، لا تزال المعلومات حول هذه الأنظمة غير معروفة للمستهلكين الروس. ومع ذلك ، فقد انتشر هذا الابتكار بالفعل وعلى مدى ثلاثين عامًا ، تم استخدام هذه الهياكل لتدفئة المنازل الخاصة. ميزة خاصة لهذه الهياكل هي حقيقة أنها تستخدم مصادر الطاقة المتجددة. يتضمن هذا النهج تكاليف لمرة واحدة لشراء النظام وتثبيته ، وتكاليف منخفضة للصيانة الروتينية المنتظمة وطاقة مجانية تمامًا. هذا مهم في سياق التعريفات المتزايدة بسرعة لأي نوع من أنواع الطاقة.

ما هي اجزاء المضخة الحرارية؟

بناءً على ميزات التصميم ، تنقسم مجموعة أنظمة التدفئة ذات "المضخات الحرارية" إلى ثلاثة مكونات رئيسية:

• كفاف خارجي. يتم وضع هذا التصميم إما في الخزانات أو مباشرة في سمك الأرض ويعمل على جمع الحرارة الطبيعية لأحشاء الأرض.
• المضخة الحرارية نفسها. يعمل هذا الجهاز على المبدأ المعاكس للثلاجة المنزلية التقليدية وينقل الحرارة المتراكمة بواسطة الأرض أو الماء من التعرض السابق للطاقة الشمسية إلى الغرفة.
• كفاف داخلي. هذا نظام كلاسيكي لتوزيع الحرارة والماء الساخن داخل المنزل.

دائرة التسخين الخارجية للمضخة الحرارية

العنصر الرئيسي للدائرة الخارجية لهذه الأنظمة هو المبادل الحراري. يتم تثبيته من أنابيب بلاستيكية موضوعة بطريقة خاصة في سماكة الأرض أو الخزان. يمكن وضع الأنابيب بطريقة رأسية أو أفقية أو بطريقة "مائية". يتم تحديد اختيار طريقة التثبيت بشكل فردي لكل نظام ، نظرًا لوجود قيود معينة. يوجد داخل الأنابيب سائل تبريد - مضاد للتجمد. لديها نقطة تجمد منخفضة. عادة ما يتم استخدام البروبيلين غليكول أو الكحول الإيثيلي لهذه الأغراض.

• عادة ما يتم اللجوء إلى وضع الأنابيب الأفقية في وجود قطعة أرض شخصية كبيرة ، حيث لا ينبغي أن يكون هناك أي مبانٍ فوق الأنابيب. يتم وضع الأنابيب على أعماق فردية لكل منطقة. لذلك ، بالنسبة لسيبيريا ، هذه القيمة هي 1.8 متر. يتم وضع خنادق الأنابيب على طول خط متعرج.
• تتطلب الطريقة الرأسية لوضع الأنابيب تكاليف عمالية ومالية كبيرة ، حيث تتضمن حفر آبار عميقة. يمكن أن يصل عمق الآبار إلى 100 متر. ولكن من ناحية أخرى ، يمكن تثبيت هذه الأنظمة حتى على قطعة أرض صغيرة.
• يجب اختيار طريقة المياه لوضع الأنابيب إذا كانت هناك بحيرة أو نهر قريب. يتم وضع الأنابيب في الماء تحت مستوى التجمد الشتوي. هذه هي أرخص طريقة لوضع الأنابيب ، لأنها تقلل بشكل كبير من طول المحيط الخارجي. يتم حساب عمق وطول موضع خط الأنابيب بشكل فردي حسب المنطقة. في فصل الشتاء ، تتجمد المياه الموجودة في الخزانات على السطح فقط ، وفي أعماق الخزان تظل درجة حرارتها إيجابية.ومع ذلك ، فإن هذا البيان لا ينطبق على جميع الخزانات - فالبحيرات والصخور الصغيرة يمكن أن تتجمد إلى القاع خلال فصل الشتاء القاسي. بالإضافة إلى ذلك ، قد يتضرر خط الأنابيب هذا أثناء انجراف الجليد في الربيع. يثير تساؤلات وموقف المنظمات التنظيمية من وضع الأنابيب مع مانع التجمد على أراضي الخزانات.

الميزات التقنية لجهاز المضخة الحرارية

يتم شراء هذه الهياكل ، كقاعدة عامة ، "تجميع" وتتكون من المكونات التالية:

• سخان مياه،
• وحدة ضخ الدائرة الخارجية ،
• وحدة الضخ لدائرة توزيع الحرارة الداخلية ،
• نظام التحكم الآلي.

تتميز المضخة الحرارية نفسها بمظهر غلاية غاز كبيرة متصلة بأربعة أنابيب:

• مدخل ومخرج الدائرة الخارجية
• لتزويد وعودة نظام التدفئة.

مثل هذا التثبيت ، على الرغم من غرضه القوي ، له حجم صغير إلى حد ما ويشبه ثلاجة منزلية عادية في المظهر ومستوى الضوضاء. يمكن تثبيت هذا التصميم في أي غرفة مرافق في المبنى الخاص بك ، ولا توجد متطلبات هندسية خاصة به.

يمكن أن تعمل المضخة الحرارية كمصدر للحرارة للتدفئة أو نظام الماء الساخن ، أو يمكن أن تنتج البرد لتكييف الهواء. يتلقى حوالي 80 في المائة من الطاقة التي يحتاجها للعمل من الطاقة المتجددة الخارجية المخزنة في الأرض أو عمود الماء.

كيف هي الدائرة الداخلية للمضخة الحرارية

الرقابة الداخلية على هذه الأنظمة تقليدية تمامًا. غرف التدفئة أو ، على العكس من ذلك ، تبريدها يمكن أن تكون أرضيات مسخنة بمبرد مياه أو أجهزة خاصة - وحدات لفائف المروحة ، تذكرنا بتكييف الهواء المحسن.

في مثل هذه الأنظمة ، لا يتم استخدام مشعات التدفئة التقليدية ، حيث لا تتجاوز درجة الحرارة القصوى لسائل التبريد 55 درجة مئوية.

يُفضل تركيب وحدات لفائف المروحة ، حيث يمكنها العمل بكفاءة أكبر في وضع سخان المروحة في الشتاء البارد وفي وضع مكيف الهواء البارد في الصيف الحار. في الصيف ، يمكن أن تصل درجة حرارة الهواء القادم من المروحة إلى حد أدنى قدره 7 درجات ، وهو ما سيكون بالتأكيد كافياً لتبريد المنزل بشكل فعال.

المزايا الواضحة لتركيب مضخة حرارية لتدفئة منزل خاص

ضع في اعتبارك المزايا الرئيسية لهذه الأنظمة:

• بادئ ذي بدء ، فهي اقتصادية للغاية. تظهر الحسابات أن تكاليف التدفئة عند استخدام مثل هذا النظام تقل سبع مرات. يتطلب النظام الكهرباء لتشغيله ، ولكن فقط 1 كيلوواط من الكهرباء سوف يمنحك 4-7 كيلوواط من الطاقة الحرارية ، والتي ستحصل عليها بنسبة تصل إلى 85 بالمائة مجانًا تمامًا. في الوقت نفسه ، يمكن للنظام تسخين الغرفة وتبريدها بشكل فعال.
• هذه الأنظمة لها تكاليف تشغيل منخفضة للغاية. سيكون عليك فقط أن تدفع مقابل كمية صغيرة من الطاقة الكهربائية التي يتم إنفاقها.
• لست مضطرًا للالتفاف حول السلطات ، وتنسيق توصيل المنزل بخطوط إمداد الحرارة الرئيسية ، بأنابيب الغاز. لا داعي للقلق بشأن الاختراقات والتسريبات على هذه المسارات.
• العيب الوحيد لهذا النظام هو تكلفة تركيبه. ومع ذلك ، يمكنك بسهولة تقدير عدد السنوات التي يمكن أن يدفعها النظام المثبت لشرائه وتثبيته.

هل من المربح تركيب مضخة حرارية في الظروف الحديثة (فيديو):

تركيب أجزاء من نظام المضخات الحرارية

بعد دراسة إجراءات تركيب أنظمة التدفئة وتكييف الهواء على أساس المضخات الحرارية ، يمكنك بسهولة تنفيذ هذه العملية بنفسك. على أي حال ، مع المعرفة اللازمة ، ستتمكن من التحقق بشكل صحيح من تقدم هذا العمل من قبل أطراف ثالثة.

في المرحلة الأولية ، يتم حساب الطاقة المطلوبة للنظام. للقيام بذلك ، يتم تقييم فقد الحرارة المحتمل للمبنى.

بعد ذلك ، يتم تحديد تكوين النظام المطلوب: يتم حساب الطول والعمق المطلوبين للدائرة الخارجية ، وقوة "المضخة الحرارية" وحجم وموقع أجهزة التدفئة والتبريد للدائرة الداخلية.

في المرحلة التالية ، يتم حفر الآبار تحت المحيط الخارجي لنظام التدفئة والتبريد.

ثقب جيد

يتم تركيب مجسات حرارية أرضية خاصة مسبقة الصنع في الآبار المحفورة.

مجسات حرارة الأرض (المظهر)

إنزال المستشعر في البئر

الدائرة الخارجية للنظام متصلة بمجمع موجود داخل المبنى. في موازاة ذلك ، يتم تصنيع وتركيب مجمع الدائرة الخارجية نفسه.

اتصال متشعب 1

اتصال متعدد 2

خندق لنظام التدفئة

مشعب الدائرة الخارجية

يتم حساب وتصميم نظام التدفئة والتبريد. مباشرة بعد الحساب ، يتم تثبيته: يتم بناء نظام تدفئة تحت الأرضية أو مراوح مدمجة. عند استخدام وحدات لفائف المروحة ، يتم تركيب قنوات التهوية في مكانها.

fakenol الكلمة

معلقة faknoll

مجمع التدفئة الأرضية

مشعب نظام التدفئة

تركيب جامع

النظام بأكمله متصل بكلي واحد.بعد التجميع ، يتم ملء النظام بأكمله بسوائل العمل ويتم إجراء اتصال اختبار.

معدات تسخين كاملة

لبعض الوقت ، يتم تشغيل النظام المبني في أوضاع تشغيل مختلفة. اعتمادًا على المؤشرات التي تم تحقيقها ، يتم إجراء الضبط والضبط الدقيق.

بسبب التعقيد التكنولوجي للتعديل ، يتم أخذ مؤشرات التحكم من النظام شهريًا لمدة عام واحد. في المستقبل ، يبدأ النظام ، كقاعدة عامة ، في العمل في دورة سنوية ولا يتطلب مثل هذه الفحوصات المتكررة.

يقدم عدد من المنظمات التي تقوم بتركيب أنظمة التدفئة والتبريد باستخدام "مضخات الحرارة" خدمات للضبط عن بُعد وتكوين معلمات النظام. في هذه الحالة ، لا يلزم التواجد الفعلي للمُثبت في منزلك.

ما زلت لا أفهم كيف يمكن للمضخة الحرارية تدفئة منزلك؟ شاهد الفيديو التعليمي

أنواع المضخات الحرارية حسب نوع النظام (فيديو)

هناك عدة أنواع من أنظمة المضخات الحرارية ، نقترح أن تتعرف على ميزات كل نوع على حدة ، ويتم عرض جميع الإيجابيات والسلبيات في الفيديو. نأمل بعد المشاهدة أن تقرر بنفسك أي نوع يناسب حالتك بشكل أفضل!

المياه المياه

هواء إلى ماء

جو إلى هواء

مياه جوفية

هل من الممكن صنع مضخة حرارية بيديك؟

إذا كنت تشعر بالقوة الكافية في داخلك لإنشاء شيء فخم ، يمكنك البدء ببناء نظام تدفئة مستقل مستقل لمنزلك. يتم وصف عملية إنشاء مضخة حرارية من مكيف هواء قديم بالتفصيل في هذا الفيديو ، إذا اتبعت جميع نصائحه ، فستنجح بالتأكيد وستوفر الكثير من المال ، ونتمنى لك التوفيق في التصميم!

بعد التثبيت - اكتب إلينا عن نتيجتك ، وسنكون سعداء لمعرفة مقدار ما وفرته بعد تثبيت المضخة الحرارية. بنصيحتك ، سوف تساعد أولئك الذين هم على وشك الانضمام إلى الجزء التقدمي من الإنسانية!