Pampu ya joto kwa kupokanzwa nyumba: kanuni ya uendeshaji, aina na matumizi. Kanuni za uendeshaji wa pampu ya joto Kubuni na kanuni ya uendeshaji wa pampu za joto

Kufikia mwisho wa karne ya 19, vitengo vya majokofu vyenye nguvu vilionekana ambavyo vinaweza kusukuma angalau mara mbili ya joto kuliko nishati inayohitajika kuviendesha. Ilikuwa ni mshtuko, kwa sababu rasmi iligeuka kuwa mashine ya mwendo wa kudumu wa joto inawezekana! Walakini, baada ya uchunguzi wa karibu, ilibainika kuwa mashine ya mwendo wa kudumu bado iko mbali, na joto la chini linalozalishwa kwa kutumia. pampu ya joto, na joto la juu linalopatikana, kwa mfano, kwa kuchoma mafuta, ni tofauti mbili kubwa. Kweli, uundaji sambamba wa kanuni ya pili ulibadilishwa kwa kiasi fulani. Kwa hivyo pampu za joto ni nini? Kwa kifupi, pampu ya joto ni kifaa cha kisasa na cha hali ya juu cha kupokanzwa na hali ya hewa. Pampu ya joto hukusanya joto kutoka mitaani au kutoka chini na kuiongoza ndani ya nyumba.

Kanuni ya kazi ya pampu ya joto

Kanuni ya kazi ya pampu ya joto ni rahisi: kutokana na kazi ya mitambo au aina nyingine za nishati, inahakikisha mkusanyiko wa joto, hapo awali kusambazwa sawasawa juu ya kiasi fulani, katika sehemu moja ya kiasi hiki. Katika sehemu nyingine, ipasavyo, upungufu wa joto hutengenezwa, yaani, baridi.

Kihistoria, pampu za joto zilianza kutumika sana kama friji - kimsingi, jokofu yoyote ni pampu ya joto ambayo husukuma joto kutoka. chumba cha friji nje (ndani ya chumba au nje). Bado hakuna njia mbadala ya vifaa hivi, na kwa aina zote za vifaa vya kisasa vya friji kanuni ya msingi inabakia sawa: kusukuma joto kutoka kwenye chumba cha friji kutokana na nishati ya ziada ya nje.

Kwa kawaida, karibu mara moja waliona kuwa inapokanzwa inayoonekana ya mchanganyiko wa joto wa condenser (katika jokofu ya kaya kawaida hufanywa kwa namna ya jopo nyeusi au grille kwenye ukuta wa nyuma wa baraza la mawaziri) pia inaweza kutumika kwa joto. Hili lilikuwa tayari wazo la hita kulingana na pampu ya joto ndani yake fomu ya kisasa- jokofu ni kinyume chake, wakati joto hupigwa kwa kiasi kilichofungwa (chumba) kutoka kwa kiasi cha nje cha ukomo (kutoka mitaani). Walakini, katika eneo hili, pampu ya joto ina washindani wengi - kutoka kwa majiko ya jadi ya kuni na mahali pa moto hadi kila aina ya kisasa. mifumo ya joto. Kwa hivyo, kwa miaka mingi, wakati mafuta yalikuwa ya bei rahisi, wazo hili lilizingatiwa kama udadisi - katika hali nyingi halikuwa na faida kabisa kiuchumi, na ni mara chache sana matumizi kama haya yalihesabiwa haki - kwa kawaida kurejesha joto lililosukumwa na friji yenye nguvu. vitengo katika nchi zisizo na hali ya hewa baridi sana. Na tu na kupanda kwa kasi kwa bei ya nishati, shida na kupanda kwa bei ya vifaa vya kupokanzwa na kupunguzwa kwa jamaa kwa gharama ya uzalishaji wa pampu za joto dhidi ya msingi huu, wazo kama hilo linakuwa na faida ya kiuchumi yenyewe - baada ya yote, baada ya kulipwa. mara moja kwa usakinishaji mgumu na wa gharama kubwa, basi itawezekana kuokoa kila wakati kwa matumizi ya mafuta yaliyopunguzwa. Pampu za joto ni msingi wa mawazo yanayozidi kuwa maarufu ya ushirikiano - uzalishaji wa wakati huo huo wa joto na baridi - na trigeneration - uzalishaji wa joto, baridi na umeme mara moja.

Kwa kuwa pampu ya joto ni kiini cha kitengo chochote cha friji, tunaweza kusema kwamba dhana ya "mashine ya friji" ni jina lake la siri. Hata hivyo, inapaswa kukumbushwa katika akili kwamba licha ya kanuni za uendeshaji zinazotumiwa ulimwenguni pote, miundo ya mashine za friji bado inalenga hasa katika kuzalisha baridi, sio joto - kwa mfano, baridi inayozalishwa imejilimbikizia sehemu moja, na joto linalosababishwa. inaweza kufutwa katika sehemu kadhaa tofauti za ufungaji , kwa sababu katika friji ya kawaida kazi si kutumia joto hili, lakini tu kuondokana nayo.

Madarasa ya pampu ya joto

Hivi sasa, madarasa mawili ya pampu za joto hutumiwa sana. Darasa moja linajumuisha zile za thermoelectric kwa kutumia athari ya Peltier, na nyingine ni pamoja na zile za kuyeyuka, ambazo kwa upande wake zimegawanywa katika compressor ya mitambo (pistoni au turbine) na zile za kunyonya (kueneza). Kwa kuongeza, riba katika matumizi ya zilizopo za vortex, ambayo athari ya Ranque inafanya kazi, kwani pampu za joto huongezeka kwa hatua.

Pampu za joto kulingana na athari ya Peltier

Kipengele cha Peltier

Athari ya Peltier ni kwamba wakati voltage ndogo ya mara kwa mara inatumiwa kwa pande mbili za kaki ya semiconductor iliyoandaliwa maalum, upande mmoja wa kaki hii huwaka na mwingine hupoa. Kwa hiyo, kimsingi, pampu ya joto ya thermoelectric iko tayari!

Kiini cha kimwili cha athari ni kama ifuatavyo. Sahani ya kipengele cha Peltier (pia inajulikana kama "kipengee cha umeme cha joto", Kiingereza Thermoelectric Cooler, TEC) ina tabaka mbili za semicondukta yenye viwango tofauti vya nishati ya elektroni katika ukanda wa upitishaji. Wakati elektroni inakwenda chini ya ushawishi wa voltage ya nje kwa bendi ya upitishaji wa nishati ya juu ya semiconductor nyingine, lazima ipate nishati. Inapopokea nishati hii, hatua ya mawasiliano kati ya semiconductors inapoa (wakati sasa inapita kwa mwelekeo kinyume, athari kinyume hutokea - hatua ya kuwasiliana kati ya tabaka huwaka kwa kuongeza joto la kawaida la ohmic).

Faida za vipengele vya Peltier

Faida ya vipengele vya Peltier ni unyenyekevu mkubwa wa muundo wao (ni nini kinachoweza kuwa rahisi zaidi kuliko sahani ambayo waya mbili zinauzwa?) na kutokuwepo kabisa kwa sehemu yoyote ya kusonga, pamoja na mtiririko wa ndani wa maji au gesi. Matokeo ya hii ni operesheni ya kimya kabisa, mshikamano, kutojali kabisa kwa mwelekeo wa anga (mradi wa kutosha wa kutosha wa joto unahakikishwa) na upinzani wa juu sana kwa mizigo ya vibration na mshtuko. Na voltage ya uendeshaji ni volts chache tu, hivyo betri chache au betri ya gari ni ya kutosha kwa uendeshaji.

Hasara za vipengele vya Peltier

Hasara kuu ya vipengele vya thermoelectric ni ufanisi wao wa chini - takriban tunaweza kudhani kuwa kwa kila kitengo cha joto la pumped watahitaji mara mbili ya nishati ya nje iliyotolewa. Hiyo ni, kwa kusambaza 1 J ya nishati ya umeme, tunaweza kuondoa 0.5 J tu ya joto kutoka eneo lililopozwa. Ni wazi kwamba jumla ya 1.5 J itatolewa kwa upande wa "joto" wa kipengele cha Peltier na itahitaji kuelekezwa kwenye mazingira ya nje. Hii ni mara nyingi chini kuliko ufanisi wa pampu za joto za uvukizi wa compression.

Kinyume na msingi wa ufanisi wa chini kama huo, hasara zilizobaki kawaida sio muhimu sana - na hii ni tija maalum ya chini pamoja na gharama kubwa maalum.

Matumizi ya vipengele vya Peltier

Kwa mujibu wa sifa zao, eneo kuu la matumizi ya vipengele vya Peltier kwa sasa ni mdogo kwa kesi ambapo ni muhimu kupoza kitu kisicho na nguvu sana, hasa katika hali ya kutetemeka kwa nguvu na vibration na kwa vikwazo vikali juu ya uzito na vipimo; - kwa mfano, vipengele mbalimbali na sehemu za vifaa vya elektroniki, hasa kijeshi, anga na vifaa vya nafasi. Labda matumizi yaliyoenea zaidi ya vipengele vya Peltier katika maisha ya kila siku ni katika friji za gari za chini za nguvu (5..30 W).

Pampu za joto za mgandamizo wa kuyeyuka

Mchoro wa mzunguko wa uendeshaji wa pampu ya joto ya ukandamizaji wa uvukizi

Kanuni ya uendeshaji wa darasa hili la pampu za joto ni kama ifuatavyo. Jokofu ya gesi (kabisa au sehemu) inasisitizwa na compressor kwa shinikizo ambayo inaweza kugeuka kuwa kioevu. Kwa kawaida, hii ina joto. Jokofu iliyoshinikizwa yenye joto hutolewa kwa radiator ya condenser, ambapo imepozwa kwa joto la kawaida, ikitoa joto la ziada kwake. Hii ni eneo la joto (ukuta wa nyuma wa friji ya jikoni). Ikiwa kwenye uingizaji wa condenser sehemu kubwa ya friji ya moto iliyoshinikizwa bado imebakia katika mfumo wa mvuke, basi wakati joto linapungua wakati wa kubadilishana joto, pia hupungua na kugeuka kuwa hali ya kioevu. Jokofu la kioevu kilichopozwa kiasi hutolewa kwa chumba cha upanuzi, ambapo, kupita kwenye koo au kupanua, hupoteza shinikizo, hupanuka na kuyeyuka, angalau kubadilika kwa sehemu kuwa fomu ya gesi, na, ipasavyo, imepozwa - kwa kiasi kikubwa chini ya joto la kawaida na. hata chini ya joto katika eneo la baridi la pampu ya joto. Kupitia njia za jopo la evaporator, mchanganyiko wa baridi wa kioevu na baridi ya mvuke huondoa joto kutoka kwa eneo la baridi. Kutokana na joto hili, sehemu ya kioevu iliyobaki ya jokofu inaendelea kuyeyuka, kudumisha joto la chini la evaporator na kuhakikisha kuondolewa kwa joto kwa ufanisi. Baada ya hayo, jokofu kwa namna ya mvuke hufikia kiingilio cha compressor, ambayo huisukuma na kuiweka tena. Kisha kila kitu kinarudia tena.

Kwa hivyo, katika sehemu ya "moto" ya compressor-condenser-throttle, jokofu ni chini ya shinikizo la juu na hasa katika hali ya kioevu, na katika sehemu ya "baridi" ya throttle-evaporator-compressor, shinikizo ni ya chini, na. jokofu ni hasa katika hali ya mvuke. Ukandamizaji na utupu wote huundwa na compressor sawa. Kwa upande wa njia kinyume na compressor, juu na shinikizo la chini hutenganisha throttle ambayo hupunguza mtiririko wa friji.

Friji zenye nguvu za viwandani hutumia amonia yenye sumu lakini yenye ufanisi kama jokofu, chaja zenye nguvu na wakati mwingine vipanuzi. Katika friji za kaya na viyoyozi, jokofu ni kawaida freons salama, na badala ya vitengo vya turbo, compressors piston na "capillary tubes" (chokes) hutumiwa.

KATIKA kesi ya jumla mabadiliko katika hali ya mkusanyiko wa jokofu sio lazima - kanuni itafanya kazi kwa jokofu ya gesi kila wakati - hata hivyo, joto kubwa la mabadiliko katika hali ya mkusanyiko huongeza sana ufanisi wa mzunguko wa kufanya kazi. Lakini ikiwa jokofu iko katika hali ya kioevu wakati wote, hakutakuwa na athari kimsingi - baada ya yote, kioevu hakiwezi kushinikizwa, na kwa hivyo hakuna kuongezeka au kuondoa shinikizo kutabadilisha joto lake.

Chokes na expanders

Maneno "throttle" na "expander" ambayo hutumiwa mara kwa mara kwenye ukurasa huu kwa kawaida huwa na maana kidogo kwa watu ambao wako mbali na teknolojia ya friji. Kwa hiyo, maneno machache yanapaswa kusema kuhusu vifaa hivi na tofauti kuu kati yao.

Katika teknolojia, throttle ni kifaa kilichoundwa ili kurekebisha mtiririko kwa kuuzuia kwa nguvu. Katika uhandisi wa umeme, jina hili hupewa coil zilizoundwa kupunguza kasi ya kupanda kwa sasa na kwa kawaida hutumiwa kulinda nyaya za umeme kutoka kwa kelele ya msukumo. Katika hydraulics, throttles kawaida huitwa limiters mtiririko, ambayo ni hasa iliyoundwa narrowings ya channel na kibali kwa usahihi mahesabu (calibrated) ambayo hutoa mtiririko taka au upinzani required mtiririko. Mfano wa kawaida wa chokes vile ni jets, ambazo zilitumiwa sana katika injini za carburetor ili kuhakikisha mtiririko uliohesabiwa wa petroli wakati wa maandalizi. mchanganyiko wa mafuta. Valve ya koo katika kabureta sawa ilirekebisha mtiririko wa hewa - kiungo cha pili muhimu cha mchanganyiko huu.

Katika uhandisi wa friji, throttle hutumiwa kuzuia mtiririko wa friji kwenye chumba cha upanuzi na kudumisha huko hali muhimu kwa uvukizi wa ufanisi na upanuzi wa adiabatic. Mtiririko mwingi kwa ujumla unaweza kusababisha chumba cha upanuzi kujazwa na jokofu (compressor haitakuwa na wakati wa kuisukuma nje) au, angalau, kupoteza utupu muhimu hapo. Lakini ni uvukizi wa friji ya kioevu na upanuzi wa adiabatic wa mvuke wake ambayo inahakikisha kushuka kwa joto la friji chini ya joto la kawaida muhimu kwa uendeshaji wa friji.

Kanuni za uendeshaji wa throttle (kushoto), expander piston (katikati) na turboexpander (kushoto).

Katika kipanuzi, chumba cha upanuzi ni cha kisasa. Ndani yake, jokofu ya kuyeyuka na inayopanuka pia hufanya kazi ya mitambo, kusonga bastola iliyoko hapo au kuzungusha turbine. Katika kesi hii, mtiririko wa jokofu unaweza kuwa mdogo kwa sababu ya upinzani wa pistoni au gurudumu la turbine, ingawa kwa kweli hii kawaida inahitaji uteuzi makini na uratibu wa vigezo vyote vya mfumo. Kwa hivyo, wakati wa kutumia vipanuzi, mgao kuu wa mtiririko unaweza kufanywa na koo (kupunguzwa kwa calibrated ya chaneli ya usambazaji wa jokofu ya kioevu).

Turboexpander inafaa tu katika mtiririko wa juu wa giligili inayofanya kazi; kwa mtiririko wa chini ufanisi wake unakaribia kusukuma kwa kawaida. Kipanuzi cha pistoni kinaweza kufanya kazi kwa ufanisi na kiwango cha chini cha mtiririko wa maji ya kufanya kazi, lakini muundo wake ni utaratibu wa ukubwa ngumu zaidi kuliko turbine: pamoja na pistoni yenyewe na miongozo yote muhimu, mihuri na mfumo wa kurudi, kuingia na kuingia. valves za nje na udhibiti unaofaa zinahitajika.

Faida ya expander juu ya koo ni baridi yenye ufanisi zaidi kutokana na ukweli kwamba sehemu ya nishati ya joto ya jokofu inabadilishwa kuwa kazi ya mitambo na kwa fomu hii imeondolewa kwenye mzunguko wa joto. Zaidi ya hayo, kazi hii inaweza kutumika vizuri, tuseme, kuendesha pampu na compressors, kama inavyofanyika kwenye jokofu ya Zysin. Lakini throttle rahisi ina muundo wa primitive kabisa na haina sehemu moja ya kusonga, na kwa hiyo kwa suala la kuegemea, uimara, pamoja na unyenyekevu na gharama ya uzalishaji, inaacha kipanuzi nyuma sana. Ni sababu hizi ambazo kawaida hupunguza wigo wa matumizi ya vipanuzi kwa vifaa vyenye nguvu vya kilio, na katika jokofu za kaya hazifanyi kazi vizuri, lakini choko karibu za milele hutumiwa, inayoitwa "mirija ya capillary" hapo na inawakilisha rahisi. bomba la shaba kutosha urefu mrefu na kibali kidogo cha kipenyo (kawaida kutoka 0.6 hadi 2 mm), ambayo hutoa upinzani muhimu wa majimaji kwa mtiririko wa friji ya kubuni.

Faida za pampu za joto za compression

Faida kuu ya aina hii ya pampu ya joto ni ufanisi wake wa juu, wa juu zaidi kati ya pampu za kisasa za joto. Uwiano wa nishati inayotolewa na kusukuma nje inaweza kufikia 1:3 - yaani, kwa kila joule ya nishati inayotolewa, 3 J ya joto itatolewa kutoka eneo la baridi - kulinganisha na 0.5 J kwa vipengele vya Pelte! Katika kesi hii, compressor inaweza kusimama tofauti, na joto linalozalisha (1 J) sio lazima liondolewe kwenye mazingira ya nje mahali pale ambapo 3 J ya joto hutolewa, ikisukumwa kutoka eneo la baridi.

Kwa njia, kuna nadharia ya matukio ya thermodynamic ambayo inatofautiana na moja inayokubaliwa kwa ujumla, lakini ni ya kuvutia sana na yenye kushawishi. Kwa hivyo, moja ya hitimisho lake ni kwamba kazi ya kukandamiza gesi, kwa kanuni, inaweza tu kuhesabu karibu 30% ya nishati yake yote. Hii ina maana kwamba uwiano wa nishati inayotolewa na pumped ya 1:3 inalingana na kikomo cha kinadharia na haiwezi kuboreshwa kwa kanuni kwa kutumia mbinu za thermodynamic za kusukuma joto. Walakini, wazalishaji wengine tayari wanadai kufikia uwiano wa 1: 5 na hata 1: 6, na hii ni kweli - baada ya yote, katika mizunguko halisi ya friji, sio tu ukandamizaji wa jokofu la gesi hutumiwa, lakini pia mabadiliko katika muundo wake. hali ya kujumlisha, na ni mchakato wa mwisho ambao ndio kuu.. .

Hasara za pampu za joto za compression

Ubaya wa pampu hizi za joto ni pamoja na, kwanza, uwepo wa compressor, ambayo bila shaka husababisha kelele na inaweza kuvaa, na pili, hitaji la kutumia jokofu maalum na kudumisha ugumu kabisa kwenye njia yake yote ya kufanya kazi. Hata hivyo, friji za ukandamizaji wa kaya ambazo hufanya kazi kwa kuendelea kwa miaka 20 au zaidi bila matengenezo yoyote sio kawaida kabisa. Kipengele kingine ni unyeti wa juu sana wa nafasi katika nafasi. Kwa upande wake au chini, jokofu na kiyoyozi haziwezekani kufanya kazi. Lakini hii ni kutokana na sifa za miundo maalum, na si kwa kanuni ya jumla ya uendeshaji.

Kama sheria, pampu za joto za kushinikiza na vitengo vya friji vimeundwa kwa kutarajia kwamba jokofu zote kwenye ingizo la compressor ziko katika hali ya mvuke. Kwa hiyo, ikiwa kiasi kikubwa cha friji ya kioevu isiyo na uvukizi huingia kwenye uingizaji wa compressor, inaweza kusababisha mshtuko wa majimaji na, kwa sababu hiyo, uharibifu mkubwa kwa kitengo. Sababu ya hali hii inaweza kuwa kuvaa kwa vifaa au joto la chini sana la condenser - jokofu inayoingia kwenye evaporator ni baridi sana na huvukiza kwa uvivu sana. Kwa friji ya kawaida Hali hii inaweza kutokea ikiwa unajaribu kugeuka kwenye chumba cha baridi sana (kwa mfano, kwa joto la karibu 0 ° C na chini) au ikiwa imeletwa tu kwenye chumba cha kawaida kutoka kwenye baridi. Kwa pampu ya kukandamiza joto inayofanya kazi kwa kupokanzwa, hii inaweza kutokea ikiwa utajaribu kupasha joto chumba kilichogandishwa nayo, ingawa nje pia ni baridi. Sio ngumu sana ufumbuzi wa kiufundi huondoa hatari hii, lakini huongeza gharama ya kubuni, na wakati wa operesheni ya kawaida wingi vyombo vya nyumbani hakuna haja kwao - hali kama hizo hazitokei.

Kutumia pampu za joto za compression

Kwa sababu ya ufanisi wake wa juu, aina hii ya pampu ya joto imeenea karibu ulimwenguni kote, ikibadilisha zingine zote kuwa matumizi anuwai ya kigeni. Na hata ugumu wa jamaa wa muundo na unyeti wake kwa uharibifu hauwezi kupunguza matumizi yao yaliyoenea - karibu kila jikoni ina friji ya compression au friji, au hata zaidi ya moja!

Pampu za joto za kufyonza (kueneza) joto

Mzunguko wa wajibu wa evaporator pampu za joto za kunyonya inafanana sana na mzunguko wa uendeshaji wa vitengo vya mgandamizo wa kuyeyuka vilivyojadiliwa hapo juu. Tofauti kuu ni kwamba ikiwa katika kesi ya awali utupu muhimu kwa uvukizi wa jokofu huundwa na kufyonza kwa mitambo ya mvuke na compressor, basi katika vitengo vya kunyonya jokofu ya evaporated inapita kutoka kwa evaporator hadi kwenye kizuizi cha kunyonya, ambako inafyonzwa. kufyonzwa) na dutu nyingine - ajizi. Kwa hivyo, mvuke hutolewa kutoka kwa kiasi cha evaporator na utupu hurejeshwa huko, kuhakikisha uvukizi wa sehemu mpya za jokofu. Hali ya lazima ni "mshikamano" kama huo kati ya jokofu na kinyonyaji ili nguvu zao za kumfunga wakati wa kunyonya zinaweza kuunda utupu mkubwa kwa kiasi cha evaporator. Kihistoria, jozi ya kwanza na ambayo bado inatumika sana ni amonia NH3 (jokofu) na maji (ya kunyonya). Wakati wa kufyonzwa, mvuke wa amonia hupasuka katika maji, hupenya (kueneza) ndani ya unene wake. Kutoka kwa mchakato huu kulikuja majina mbadala ya pampu hizo za joto - kuenea au kunyonya-kueneza.
Ili kutenganisha tena jokofu (amonia) na kinyonyaji (maji), mchanganyiko wa amonia-tajiri ya maji ya amonia huwashwa kwenye desorber na chanzo cha nje cha nishati ya joto hadi kuchemsha, kisha kupozwa kwa kiasi fulani. Maji hupungua kwanza, lakini wakati joto la juu Mara baada ya condensation, ni uwezo wa kushikilia amonia kidogo sana, hivyo wingi wa amonia inabakia katika mfumo wa mvuke. Hapa, sehemu ya kioevu iliyoshinikizwa (maji) na sehemu ya gesi (amonia) hutenganishwa na kupozwa kando kwa joto la kawaida. Maji yaliyopozwa yenye maudhui ya chini ya amonia hutumwa kwa kunyonya, na inapopozwa kwenye condenser, amonia inakuwa kioevu na huingia kwenye evaporator. Huko, shinikizo hupungua na amonia huvukiza, tena baridi ya evaporator na kuchukua joto kutoka nje. Kisha mvuke wa amonia huunganishwa tena na maji, kuondoa mvuke ya ziada ya amonia kutoka kwa evaporator na kudumisha shinikizo la chini huko. Suluhisho la amonia-tajiri hutumwa tena kwa desorber kwa kujitenga. Kimsingi, kwa uharibifu wa amonia sio lazima kuchemsha suluhisho, inatosha kuwasha moto karibu na kiwango cha kuchemsha, na amonia "ziada" itayeyuka kutoka kwa maji. Lakini kuchemsha huruhusu utengano ufanyike haraka na kwa ufanisi zaidi. Ubora wa utengano huo ni hali kuu ambayo huamua utupu katika evaporator, na kwa hiyo ufanisi wa kitengo cha kunyonya, na hila nyingi katika kubuni zinalenga kwa usahihi. Matokeo yake, kwa suala la shirika na idadi ya hatua za mzunguko wa uendeshaji, pampu za joto za kunyonya-usambazaji ni labda ngumu zaidi ya aina zote za kawaida za vifaa sawa.

"Kuonyesha" ya kanuni ya uendeshaji ni kwamba hutumia inapokanzwa kwa maji ya kazi (hadi kuchemsha kwake) ili kuzalisha baridi. Katika kesi hiyo, aina ya chanzo cha joto sio muhimu - inaweza hata kuwa moto wazi (moto wa burner), hivyo matumizi ya umeme sio lazima. Ili kuunda tofauti muhimu ya shinikizo ambayo husababisha harakati ya maji ya kufanya kazi, pampu za mitambo wakati mwingine zinaweza kutumika (kawaida katika mitambo yenye nguvu na kiasi kikubwa cha maji ya kufanya kazi), na wakati mwingine, hasa katika friji za kaya, vipengele bila sehemu za kusonga (thermosiphons). .

Kitengo cha friji ya kunyonya-usambazaji (ADHA) ya jokofu ya Morozko-ZM. 1 - mchanganyiko wa joto; 2 - mkusanyiko wa suluhisho; 3 - betri ya hidrojeni; 4 - absorber; 5 - mchanganyiko wa joto wa gesi ya kuzaliwa upya; 6 - reflux condenser ("dehydrator"); 7 - capacitor; 8 - evaporator; 9 - jenereta; 10 - thermosyphon; 11 - regenerator; 12 - zilizopo za ufumbuzi dhaifu; 13 - bomba la mvuke; 14 - hita ya umeme; 15 - insulation ya mafuta.

Mashine ya kwanza ya majokofu ya kunyonya (ABRM) kwa kutumia mchanganyiko wa maji ya amonia ilionekana katika nusu ya pili ya karne ya 19. Hazikutumiwa sana katika maisha ya kila siku kutokana na sumu ya amonia, lakini zilitumiwa sana katika sekta, kutoa baridi hadi -45 ° C. Katika ABCM za hatua moja, kinadharia, uwezo wa juu wa baridi ni sawa na kiasi cha joto kinachotumiwa inapokanzwa (kwa kweli, bila shaka, ni kidogo sana). Ilikuwa ni ukweli huu ambao uliimarisha imani ya watetezi wa uundaji sana wa sheria ya pili ya thermodynamics, ambayo ilijadiliwa mwanzoni mwa ukurasa huu. Walakini, pampu za joto za kunyonya sasa zimeshinda kizuizi hiki. Katika miaka ya 1950, ufanisi zaidi wa hatua mbili (condensers mbili au absorbers mbili) lithiamu bromidi ABHMs (friji - maji, ajizi - lithiamu bromidi LiBr) ilionekana. Lahaja za hatua tatu za ABHM zilipewa hati miliki mnamo 1985-1993. Prototypes zao ni 30-50% bora zaidi kuliko zile za hatua mbili na ziko karibu na mifano inayozalishwa kwa wingi ya vitengo vya ukandamizaji.

Faida za pampu za joto za kunyonya

Faida kuu ya pampu za joto za kunyonya ni uwezo wa kutumia sio tu umeme wa gharama kubwa kwa uendeshaji wao, lakini pia chanzo chochote cha joto cha joto la kutosha na nguvu - yenye joto kali au taka ya mvuke, moto wa gesi, petroli na burners nyingine yoyote - hadi gesi za kutolea nje na nishati ya jua bure.

Faida ya pili ya vitengo hivi, muhimu sana katika maombi ya kaya, ni uwezekano wa kuunda miundo ambayo haina sehemu zinazohamia, na kwa hivyo ni kimya kimya (katika mifano ya Soviet ya aina hii, wakati mwingine unaweza kusikia gurgle ya utulivu au kuzomea kidogo, lakini, kwa kweli, hii haiwezi kulinganishwa na kelele ya compressor inayoendesha).

Hatimaye, katika mifano ya kaya, maji ya kufanya kazi (kawaida mchanganyiko wa maji-ammonia na kuongeza ya hidrojeni au heliamu) kwa kiasi kinachotumiwa haitoi hatari kubwa kwa wengine, hata katika tukio la unyogovu wa dharura wa sehemu ya kazi. hii inaambatana na harufu mbaya sana, kwa hivyo haiwezekani kugundua uvujaji mkubwa hauwezekani, na chumba kilicho na kitengo cha dharura kitalazimika kuachwa na kuingiza hewa "moja kwa moja"; viwango vya chini vya amonia ni vya asili na haina madhara kabisa. ) Katika mitambo ya viwandani, kiasi cha amonia ni kubwa na mkusanyiko wa amonia wakati wa uvujaji unaweza kuwa mbaya, lakini kwa hali yoyote, amonia inachukuliwa kuwa rafiki wa mazingira - inaaminika kuwa, tofauti na freons, haiharibu. Ozoni na haina kusababisha athari ya chafu.

Hasara za pampu za joto za kunyonya

Hasara kuu aina hii ya pampu ya joto- ufanisi wa chini ikilinganishwa na ukandamizaji.

Ubaya wa pili ni ugumu wa muundo wa kitengo yenyewe na mzigo mkubwa wa kutu kutoka kwa giligili inayofanya kazi, ama inayohitaji matumizi ya vifaa vya gharama kubwa na ngumu kusindika sugu, au kupunguza maisha ya huduma ya kitengo hadi 5. .miaka 7. Kama matokeo, gharama ya vifaa ni kubwa zaidi kuliko ile ya vitengo vya ukandamizaji wa utendaji sawa (haswa hii inatumika kwa vitengo vya nguvu vya viwandani).

Tatu, miundo mingi ni muhimu sana kwa kuwekwa wakati wa ufungaji - hasa, baadhi ya mifano ya friji za kaya zilihitaji ufungaji madhubuti kwa usawa, na kukataa kufanya kazi hata ikiwa zimepotoka kwa digrii chache. Matumizi ya harakati ya kulazimishwa ya maji ya kufanya kazi kwa kutumia pampu kwa kiasi kikubwa hupunguza ukali wa tatizo hili, lakini kuinua na thermosiphon ya kimya na kukimbia kwa mvuto inahitaji usawa wa makini sana wa kitengo.

Tofauti na mashine za kushinikiza, mashine za kunyonya haziogopi joto la chini sana - ufanisi wao umepunguzwa tu. Lakini sio bure kwamba niliweka aya hii katika sehemu ya hasara, kwa sababu hii haimaanishi kuwa wanaweza kufanya kazi kwenye baridi kali - kwenye baridi, suluhisho la maji la amonia litafungia tu, tofauti na freons zinazotumiwa katika mashine za compression, kufungia. kiwango chake ambacho kawaida huwa chini ya -100 ° C. Ukweli, ikiwa barafu haivunji chochote, basi baada ya kuyeyusha kitengo cha kunyonya kitaendelea kufanya kazi, hata ikiwa haijatengwa na mtandao wakati huu wote - baada ya yote, haina pampu za mitambo na compressors, na inapokanzwa. nguvu katika mifano ya kaya ni ya chini ya kutosha kwa kuchemsha katika eneo hilo heater hakuwa na makali sana. Walakini, hii yote inategemea sifa maalum za muundo ...

Kutumia pampu za joto za kunyonya

Licha ya ufanisi wa chini na gharama ya juu ikilinganishwa na vitengo vya kukandamiza, utumiaji wa injini za joto za kunyonya ni sawa kabisa ambapo hakuna umeme au mahali ambapo kuna joto la taka (mvuke taka, moshi wa moto au gesi za moshi, nk. hadi inapokanzwa kwa jua). Hasa, mifano maalum ya friji zinazotumiwa na burners za gesi zinazalishwa, zinazolengwa kwa wapanda magari na yachtsmen.

Hivi sasa huko Uropa boilers ya gesi wakati mwingine hubadilishwa na pampu za joto za kunyonya zinazopashwa na burner ya gesi au kutoka kwa mafuta ya dizeli - hukuruhusu sio tu kutumia joto la mwako wa mafuta, lakini pia "kusukuma" joto la ziada kutoka mitaani au kutoka chini kabisa ya ardhi!

Kama uzoefu unavyoonyesha, chaguzi zilizo na kupokanzwa kwa umeme pia ni za ushindani katika maisha ya kila siku, haswa katika safu ya nguvu ya chini - mahali fulani kutoka 20 hadi 100 W. Nguvu za chini ni uwanja wa vipengele vya thermoelectric, lakini kwa nguvu za juu faida za mifumo ya ukandamizaji bado hazikubaliki. Hasa, kati ya bidhaa za friji za Soviet na za baada ya Soviet za aina hii, "Morozko", "Sever", "Kristall", "Kiev" zilijulikana na kiasi cha kawaida cha chumba cha friji kutoka lita 30 hadi 140, ingawa kulikuwa na. pia ni mifano yenye lita 260 (" Crystal-12"). Kwa njia, wakati wa kutathmini utumiaji wa nishati, inafaa kuzingatia ukweli kwamba friji za compression karibu kila wakati hufanya kazi katika hali ya muda mfupi, wakati friji za kunyonya kawaida huwashwa kwa muda mrefu zaidi au kwa ujumla hufanya kazi kwa kuendelea. Kwa hiyo, hata kama nguvu iliyopimwa ya heater ni ndogo sana kuliko nguvu ya compressor, uwiano wa wastani wa matumizi ya nishati ya kila siku inaweza kuwa tofauti kabisa.

Pampu za joto za Vortex

Pampu za joto za Vortex Athari ya Ranque hutumiwa kutenganisha hewa ya joto na baridi. Kiini cha athari ni kwamba gesi, inayotolewa kwa tangentially ndani ya bomba kwa kasi ya juu, inazunguka na kutenganisha ndani ya bomba hili: gesi iliyopozwa inaweza kuchukuliwa kutoka katikati ya bomba, na gesi yenye joto kutoka kwa pembeni. Athari sawa, ingawa kwa kiwango kidogo, pia inatumika kwa vinywaji.

Faida za pampu za joto za vortex

Faida kuu ya aina hii ya pampu ya joto ni unyenyekevu wake wa kubuni na utendaji wa juu. Bomba la vortex haina sehemu zinazohamia, na hii inahakikisha uaminifu wake wa juu na maisha ya huduma ya muda mrefu. Mtetemo na nafasi katika nafasi kwa hakika hakuna athari kwa uendeshaji wake.

Mtiririko wa hewa wenye nguvu huzuia kufungia vizuri, na ufanisi wa zilizopo za vortex hutegemea kidogo joto la mtiririko wa inlet. Ukosefu wa vitendo wa vikwazo vya msingi vya joto vinavyohusishwa na hypothermia, overheating au kufungia kwa maji ya kazi pia ni muhimu sana.

Katika baadhi ya matukio, uwezo wa kufikia rekodi ya kujitenga kwa joto la juu katika hatua moja ina jukumu: katika maandiko, takwimu za baridi za 200 ° au zaidi zinatolewa. Kwa kawaida hatua moja hupoza hewa kwa 50..80°C.

Hasara za pampu za joto za vortex

Kwa bahati mbaya, ufanisi wa vifaa hivi kwa sasa ni duni kuliko ule wa vitengo vya mgandamizo wa kuyeyuka. Aidha, kwa kazi yenye ufanisi zinahitaji kiwango cha juu cha mtiririko wa maji ya kazi. Ufanisi wa juu imebainishwa kwa kiwango cha mtiririko wa pembejeo sawa na 40..50% ya kasi ya sauti - mtiririko kama huo yenyewe hutengeneza kelele nyingi, na kwa kuongeza, inahitaji compressor yenye tija na yenye nguvu - kifaa pia sio kimya na. badala hazibadiliki.

Ukosefu wa nadharia inayokubalika kwa ujumla ya jambo hili, inayofaa kwa matumizi ya uhandisi ya vitendo, hufanya muundo wa vitengo kama hivyo kuwa zoezi la majaribio, ambapo matokeo hutegemea sana bahati: "sawa au mbaya." Matokeo ya kuaminika zaidi au chini yanapatikana tu kwa kuzaliana sampuli zilizofanikiwa tayari, na matokeo ya majaribio mabadiliko makubwa vigezo fulani si mara zote kutabirika na wakati mwingine kuangalia paradoxical.

Kutumia pampu za joto za vortex

Hata hivyo, matumizi ya vifaa hivyo kwa sasa yanapanuka. Wanahesabiwa haki hasa ambapo tayari kuna gesi chini ya shinikizo, na pia katika tasnia mbalimbali za hatari za moto na mlipuko - baada ya yote, kusambaza mkondo wa hewa chini ya shinikizo kwenye eneo la hatari mara nyingi ni salama na nafuu zaidi kuliko kuvuta waya za umeme zilizolindwa huko na. kufunga motors umeme katika kubuni maalum.

Vikomo vya ufanisi wa pampu ya joto

Kwa nini pampu za joto bado hazitumiwi sana kwa kupokanzwa (labda darasa pekee la kawaida la vifaa vile ni viyoyozi na inverters)? Kuna sababu kadhaa za hii, na pamoja na zile zinazohusika zinazohusishwa na ukosefu wa mila ya kupokanzwa kwa kutumia mbinu hii, pia kuna zile za kusudi, zile kuu ni kufungia kwa bomba la joto na safu nyembamba ya joto kwa operesheni bora.

Katika mitambo ya vortex (hasa gesi), kuna kawaida hakuna matatizo ya overcooling na kufungia. Hawatumii mabadiliko katika hali ya jumla ya maji ya kufanya kazi, na mtiririko wa hewa wenye nguvu hufanya kazi za mfumo wa "No Frost". Hata hivyo, ufanisi wao ni mdogo sana kuliko ule wa pampu za joto za uvukizi.

Hypothermia

Katika pampu za joto za uvukizi, ufanisi mkubwa unahakikishwa kwa kubadilisha hali ya mkusanyiko wa maji ya kazi - mpito kutoka kioevu hadi gesi na nyuma. Ipasavyo, mchakato huu unawezekana katika safu nyembamba ya joto. Kwa joto la juu sana, maji ya kazi daima yatabaki gesi, na kwa joto la chini sana, itaondoka kwa shida kubwa au hata kufungia. Kama matokeo, wakati hali ya joto inapita zaidi ya safu bora, mpito wa awamu ya ufanisi zaidi wa nishati inakuwa ngumu au kutengwa kabisa na mzunguko wa kufanya kazi, na ufanisi wa kitengo cha compression hupungua sana, na ikiwa jokofu hubaki kioevu kila wakati, haitafanya kazi hata kidogo.

Kuganda

Uchimbaji wa joto kutoka kwa hewa

Hata kama hali ya joto ya vitengo vyote vya pampu ya joto hubakia ndani ya safu inayohitajika, wakati wa operesheni kitengo cha uchimbaji wa joto - evaporator - daima hufunikwa na matone ya unyevu kutoka kwa hewa inayozunguka. Lakini maji ya kioevu hutoka kwa yenyewe, bila kuingilia hasa kubadilishana joto. Wakati joto la evaporator linapungua sana, matone ya condensate yanafungia, na unyevu mpya uliofupishwa mara moja hubadilika kuwa baridi, ambayo inabaki kwenye evaporator, hatua kwa hatua kutengeneza "kanzu" ya theluji - hii ndio hasa hufanyika kwenye friji ya friji ya kawaida. . Matokeo yake, ufanisi wa kubadilishana joto hupunguzwa kwa kiasi kikubwa, na kisha ni muhimu kuacha operesheni na kufuta evaporator. Kama sheria, katika evaporator ya friji joto hupungua kwa 25..50 ° C, na katika viyoyozi, kutokana na maalum yao, tofauti ya joto ni ndogo - 10..15 ° C. Kujua hili, inakuwa wazi kwa nini wengi viyoyozi haviwezi kubadilishwa kwa joto la chini +13. + 17 ° С - kizingiti hiki kinawekwa na wabunifu wao ili kuepuka icing ya evaporator, kwa sababu hali yake ya kufuta kwa kawaida haitolewa. Hii pia ni moja ya sababu kwa nini karibu viyoyozi vyote na hali ya inverter haifanyi kazi hata kwa joto la juu sana. joto hasi- tu sana Hivi majuzi Mifano zilizoundwa kufanya kazi katika halijoto ya chini hadi -25°C zilianza kuonekana. Katika hali nyingi, tayari saa -5..-10 ° C, gharama za nishati kwa kufuta baridi hulinganishwa na kiasi cha joto kinachosukumwa kutoka mitaani, na kusukuma joto kutoka mitaani hugeuka kuwa haifai, hasa ikiwa unyevu wa nje. hewa iko karibu na 100% - basi shimoni la joto la nje linafunikwa na barafu haswa haraka.

Uchimbaji wa joto kutoka kwa udongo na maji

Katika suala hili, joto kutoka kwa kina cha dunia hivi karibuni limezingatiwa kuwa chanzo kisicho na baridi cha "joto baridi" kwa pampu za joto. Hii haimaanishi tabaka za joto ukoko wa dunia iko kwenye kina cha kilomita nyingi, na sio hata jotoardhi vyanzo vya maji(ingawa, ikiwa una bahati na wako karibu, itakuwa ni upumbavu kupuuza zawadi kama hiyo ya hatima). Hii inahusu joto la "kawaida" la tabaka za udongo ziko kwa kina cha mita 5 hadi 50. Kama inavyojulikana, katika njia ya kati udongo kwa kina vile una joto la karibu +5 ° C, ambayo hubadilika kidogo sana mwaka mzima. Katika maeneo ya kusini zaidi, joto hili linaweza kufikia +10 ° C na zaidi. Kwa hivyo, tofauti ya joto kati ya +25 ° C na ardhi karibu na shimoni la joto ni thabiti sana na haizidi 20 ° C, bila kujali baridi ya nje (inapaswa kuzingatiwa kuwa kawaida joto kwenye sehemu ya joto. pampu ni +50. + 60 ° C, lakini tofauti ya joto ya 50 ° C inawezekana kabisa kwa pampu za joto, ikiwa ni pamoja na friji za kisasa za nyumbani, ambazo zinaweza kutoa -18 ° C kwenye friji kwa joto la kawaida zaidi ya +30 °. C).

Hata hivyo, ikiwa unazika mchanganyiko mmoja wa joto lakini wenye nguvu, hakuna uwezekano kwamba utaweza kufikia athari inayotaka. Kwa kweli, kuzama kwa joto katika kesi hii hufanya kama evaporator freezer, na ikiwa mahali ambapo huwekwa hakuna uingizaji wa joto wenye nguvu (chanzo cha joto au mto wa chini ya ardhi), itafungia haraka udongo unaozunguka, ambao utaisha kusukuma joto. Suluhisho linaweza kuwa kutoa joto sio kutoka kwa sehemu moja, lakini sawasawa kutoka kwa kiasi kikubwa cha chini ya ardhi, hata hivyo, gharama ya kujenga mtoaji wa joto unaofunika maelfu ya mita za ujazo za mchanga kwa kina kirefu itafanya suluhisho hili kuwa lisilo na faida kabisa kiuchumi. Chaguo la gharama nafuu ni kuchimba visima kadhaa kwa muda wa mita kadhaa kutoka kwa kila mmoja, kama ilifanyika katika "nyumba ya kazi" ya majaribio karibu na Moscow, lakini hii pia sio nafuu - mtu yeyote ambaye ametengeneza kisima cha maji anaweza kukadiria kwa uhuru. gharama za kuunda mashamba ya jotoardhi ya angalau visima kadhaa vya mita 30. Kwa kuongezea, uchimbaji wa joto mara kwa mara, ingawa hauna nguvu kidogo kuliko katika kibadilishaji joto cha kompakt, bado utapunguza joto la udongo karibu na vichochezi vya joto ikilinganishwa na ile ya asili. Hii itasababisha kupungua kwa ufanisi wa pampu ya joto wakati wa uendeshaji wake wa muda mrefu, na kipindi cha utulivu wa joto katika ngazi mpya inaweza kuchukua miaka kadhaa, wakati ambapo hali ya uchimbaji wa joto itaharibika. Walakini, unaweza kujaribu kufidia sehemu ya upotezaji wa joto la msimu wa baridi kwa kuongeza sindano yake kwa kina katika msimu wa joto. Lakini hata bila kuzingatia gharama za ziada za nishati kwa utaratibu huu, faida kutoka kwake haitakuwa kubwa sana - uwezo wa joto wa mkusanyiko wa joto la ardhi wa ukubwa unaofaa ni mdogo sana, na ni wazi haitoshi kwa Kirusi nzima. msimu wa baridi, ingawa usambazaji kama huo wa joto bado ni bora kuliko chochote. Aidha, kuna sana umuhimu mkubwa ina kiwango, kiasi na kiwango cha mtiririko maji ya ardhini- udongo wenye unyevu mwingi na kasi ya kutosha ya mtiririko wa maji hautakuruhusu kufanya "hifadhi kwa msimu wa baridi" - maji yanayotiririka yatachukua joto la pumped nayo (hata harakati ndogo ya maji ya ardhini kwa mita 1 kwa siku kwa wiki moja tu. itabeba joto lililohifadhiwa kando kwa mita 7, na itakuwa nje eneo la kazi mchanganyiko wa joto). Kweli, mtiririko huo wa maji ya chini ya ardhi utapunguza kiwango cha baridi ya udongo wakati wa baridi - sehemu mpya za maji zitaleta joto jipya lililopokelewa kutoka kwa mchanganyiko wa joto. Kwa hivyo, ikiwa kuna ziwa lenye kina kirefu, bwawa kubwa au mto karibu ambao haujafungia chini, basi ni bora sio kuchimba mchanga, lakini kuweka kibadilishaji joto kidogo kwenye hifadhi - tofauti na udongo wa stationary, hata kwenye ardhi. bwawa au ziwa lililotuama, upitishaji wa maji ya bure unaweza kutoa ugavi bora zaidi wa joto kwa kichota joto kutoka kwa kiasi kikubwa cha hifadhi. Lakini hapa inahitajika kuhakikisha kuwa kibadilishaji joto chini ya hali yoyote kinazidi baridi hadi kiwango cha kufungia cha maji na haanza kufungia barafu, kwani tofauti kati ya uhamishaji wa joto la maji na uhamishaji wa joto wa kanzu ya barafu ni kubwa ( wakati huo huo, conductivity ya mafuta ya udongo waliohifadhiwa na isiyohifadhiwa mara nyingi sio tofauti sana, na jaribio la kutumia joto kubwa la fuwele la maji katika kuondolewa kwa joto la ardhi chini ya hali fulani linaweza kuhesabiwa haki).

Kanuni ya uendeshaji wa pampu ya joto ya mvuke inategemea kukusanya joto kutoka kwa udongo au maji na kuhamisha kwenye mfumo wa joto wa jengo. Ili kukusanya joto, kioevu cha antifreeze kinapita kupitia bomba iliyo kwenye udongo au mwili wa maji karibu na jengo hadi pampu ya joto. Pampu ya joto, kama jokofu, hupoza kioevu (huondoa joto), na kioevu hicho hupozwa kwa takriban 5 °C. Kioevu tena kinapita kupitia bomba kwenye udongo wa nje au maji, kurejesha joto lake, na tena huingia kwenye pampu ya joto. Joto lililokusanywa na pampu ya joto huhamishiwa kwenye mfumo wa joto na / au kwa joto la maji ya moto.

Inawezekana kutoa joto kutoka kwa maji ya chini ya ardhi - maji ya chini ya ardhi yenye joto la karibu 10 °C hutolewa kutoka kwa kisima hadi kwenye pampu ya joto, ambayo hupunguza maji hadi +1 ... +2 °C, na kurejesha maji chini ya ardhi. . Kitu chochote kilicho na joto zaidi ya digrii mia mbili na sabini na tatu kina nishati ya joto - kinachojulikana kama "sifuri kabisa".

Hiyo ni, pampu ya joto inaweza kuchukua joto kutoka kwa kitu chochote - ardhi, hifadhi, barafu, mwamba, nk. Ikiwa jengo, kwa mfano katika majira ya joto, linahitaji kupozwa (conditioned), basi mchakato wa kurudi nyuma- joto huchukuliwa kutoka kwa jengo na kuruhusiwa ndani ya ardhi (hifadhi). Pampu hiyo ya joto inaweza kufanya kazi kwa kupokanzwa wakati wa baridi na kwa ajili ya baridi ya jengo katika majira ya joto. Kwa wazi, pampu ya joto inaweza kupasha maji kwa usambazaji wa maji ya moto ya ndani, hali ya hewa kupitia vitengo vya coil ya shabiki, joto la bwawa la kuogelea, baridi, kwa mfano, rink ya skating ya barafu, paa za joto na njia za barafu ...
Kipande kimoja cha vifaa kinaweza kufanya kazi zote za kupokanzwa na baridi ya jengo.

Kuwa na friji na viyoyozi ndani ya nyumba zao, watu wachache wanajua kwamba kanuni ya uendeshaji wa pampu ya joto inatekelezwa ndani yao.

Takriban 80% ya nguvu zinazotolewa na pampu ya joto hutoka kwenye joto iliyoko kwa njia ya joto lisiloweza kutolewa. mionzi ya jua. Ni pampu hii ambayo "inasukuma" tu kutoka mitaani hadi nyumbani. Uendeshaji wa pampu ya joto ni sawa na kanuni ya uendeshaji wa jokofu, lakini mwelekeo wa uhamisho wa joto ni tofauti.

Kuweka tu…

Ili baridi chupa maji ya madini, Unaiweka kwenye jokofu. Jokofu lazima "ichukue" sehemu ya nishati ya joto kutoka kwenye chupa na, kwa mujibu wa sheria ya uhifadhi wa nishati, uhamishe mahali fulani na uipe. Jokofu huhamisha joto kwa radiator, kwa kawaida iko kwenye ukuta wa nyuma. Wakati huo huo, radiator inapokanzwa, ikitoa joto lake ndani ya chumba. Kwa kweli, inapokanzwa chumba. Hii inaonekana hasa katika minimarkets ndogo katika majira ya joto, wakati friji kadhaa zinawashwa kwenye chumba.

Tunakualika uote mawazo yako. Hebu tuchukue kwamba tutaweka vitu vya joto mara kwa mara kwenye jokofu, na kwa kuzipunguza, itawasha hewa ndani ya chumba. Hebu tuende kwa "uliokithiri"... Hebu tuweke friji ndani kufungua dirisha na mlango wa friji wazi kwa nje. Radiator ya friji itakuwa iko ndani ya nyumba. Wakati wa operesheni, friji itapunguza hewa nje, kuhamisha joto "lililochukuliwa" ndani ya chumba. Hivi ndivyo pampu ya joto inavyofanya kazi, ikichukua joto la kutawanywa kutoka kwa mazingira na kuihamisha ndani ya chumba.

Pampu hupata wapi joto?

Kanuni ya uendeshaji wa pampu ya joto inategemea "unyonyaji" wa vyanzo vya asili vya chini vya uwezo wa joto kutoka kwa mazingira.

Wanaweza kuwa:

• hewa ya nje tu;
• joto la miili ya maji (maziwa, bahari, mito);
• joto la udongo, maji ya chini (joto na sanaa).

Je! pampu ya joto na mfumo wa kupokanzwa nayo hufanya kazije?

Pampu ya joto imeunganishwa katika mfumo wa joto, ambayo ina nyaya 2 + mzunguko wa tatu - mfumo wa pampu yenyewe. Kipozaji kisicho na kufungia huzunguka kwenye mzunguko wa nje, ambao unachukua joto kutoka kwa nafasi inayozunguka.

Kuingia kwenye pampu ya joto, au kwa usahihi zaidi kivukizi chake, kipozezi hutoa wastani wa 4 hadi 7 °C kwenye jokofu la pampu ya joto. Na kiwango chake cha kuchemsha ni -10 °C. Matokeo yake, majipu ya friji na kisha hubadilika kuwa hali ya gesi. Kipozaji cha mzunguko wa nje, tayari kilichopozwa, huenda kwenye "zamu" inayofuata kwenye mfumo ili kuweka hali ya joto.

Mzunguko wa kazi wa pampu ya joto ni pamoja na:

• evaporator;
• compressor (umeme);
• kapilari;
• capacitor;
• jokofu;
• kifaa cha kudhibiti thermostatic.

Mchakato unaonekana kama hii!

Jokofu ambayo "imechemsha" katika evaporator hutolewa kwa njia ya bomba kwa compressor inayotumiwa na umeme. "Mfanyakazi huyu mwenye bidii" anasisitiza jokofu ya gesi kwa shinikizo la juu, ambayo, ipasavyo, husababisha kuongezeka kwa joto lake.

Gesi ya sasa ya moto kisha huingia kwenye mchanganyiko mwingine wa joto, unaoitwa condenser. Hapa, joto la jokofu huhamishiwa kwenye chumba cha hewa au baridi, ambayo huzunguka kupitia mzunguko wa ndani wa mfumo wa joto.

Jokofu hupoa wakati huo huo kugeuka kuwa kioevu. Kisha hupita kupitia capillary valve ya kupunguza shinikizo, ambapo "hupoteza" shinikizo na tena huingia kwenye evaporator.

Mzunguko umefungwa na uko tayari kurudia!

Takriban hesabu ya pato la joto la ufungaji

Ndani ya saa moja, hadi 2.5-3 m 3 ya baridi inapita kupitia mtozaji wa nje kupitia pampu, ambayo dunia inaweza joto kwa ∆t = 5-7 °C.

Ili kuhesabu nguvu ya joto ya mzunguko kama huo, tumia formula:

Q = (T_1 - T_2)*V_joto

V_heat - kiwango cha mtiririko wa volumetric ya baridi kwa saa (m ^ 3 / saa);

T_1 - T_2 - tofauti ya halijoto kati ya ingizo na ingizo (°C).

Aina za pampu za joto

Pampu za joto zimeainishwa kulingana na aina ya joto linalotumiwa:

• maji ya chini (tumia contours ya ardhi iliyofungwa au probes ya kina ya joto na mfumo wa kupokanzwa maji);
• maji-maji (hutumia visima wazi kwa ulaji na kutokwa kwa maji ya chini ya ardhi - mzunguko wa nje haujafungwa, mfumo wa joto wa ndani ni maji);
• maji-hewa (matumizi ya nyaya za nje za maji na mfumo wa joto wa aina ya hewa);
• (matumizi ya joto la nje kutoka nje raia wa hewa kamili na mfumo wa kupokanzwa hewa wa nyumba).

Faida na faida za pampu za joto

Gharama nafuu. Kanuni ya uendeshaji wa pampu ya joto haitegemei uzalishaji, lakini kwa uhamisho (usafirishaji) wa nishati ya joto, hivyo inaweza kusema kuwa ufanisi wake ni mkubwa zaidi kuliko moja. Upuuzi gani? - unasema Mada ya pampu za joto ni pamoja na thamani - mgawo wa ubadilishaji wa joto (HCT). Ni kwa paramu hii kwamba vitengo vya aina zinazofanana vinalinganishwa na kila mmoja. Maana yake ya kimwili ni kuonyesha uwiano wa kiasi cha joto kilichopokelewa kwa kiasi cha nishati inayotumiwa kwa hili. Kwa mfano, na KPT = 4.8, 1 kW ya umeme inayotumiwa na pampu itatuwezesha kupata 4.8 kW ya joto bila malipo, yaani, bila malipo kutoka kwa asili.

Ubiquity wa Universal wa maombi. Hata kwa kutokuwepo kwa mistari ya nguvu inayopatikana, compressor ya pampu ya joto inaweza kuendeshwa na gari la dizeli. Na joto la "asili" linapatikana katika kila kona ya sayari - pampu ya joto haitabaki "njaa".

Matumizi rafiki kwa mazingira. Hakuna bidhaa za mwako katika pampu ya joto, na matumizi yake ya chini ya nishati "hufanya kazi" mimea ya nguvu kidogo, kwa njia isiyo ya moja kwa moja kupunguza uzalishaji wa madhara kutoka kwao. Jokofu inayotumika katika pampu za joto ni rafiki wa ozoni na haina klorokaboni.

Njia ya uendeshaji ya pande mbili. Pampu ya joto inaweza kupasha joto chumba wakati wa msimu wa baridi na baridi katika msimu wa joto. "Joto" lililochukuliwa kutoka kwenye chumba linaweza kutumika kwa ufanisi, kwa mfano, kwa joto la maji katika kuogelea au katika mfumo wa maji ya moto.

Usalama wa uendeshaji. Katika kanuni ya uendeshaji wa pampu ya joto, hutazingatia michakato hatari. Kutokuwepo moto wazi na uzalishaji unaodhuru ambao ni hatari kwa wanadamu, halijoto ya chini ya kipozezi hufanya pampu ya joto kuwa kifaa "kisichodhuru" lakini muhimu cha nyumbani.

Baadhi ya nuances ya uendeshaji

Ufanisi wa matumizi ya kanuni ya uendeshaji wa pampu ya joto inahitaji kufuata masharti kadhaa:

• chumba ambacho kinapokanzwa lazima kiwe na maboksi (hasara ya joto hadi 100 W / m2) - vinginevyo, kuchukua joto kutoka mitaani, utakuwa joto mitaani kwa gharama yako mwenyewe;
• Pampu za joto ni faida kutumia kwa mifumo ya joto ya chini ya joto. Mifumo ya kupokanzwa chini ya sakafu (35-40 ° C) ni bora kwa vigezo vile. Mgawo wa uongofu wa joto kwa kiasi kikubwa inategemea uwiano wa joto wa nyaya za pembejeo na pato.

Wacha tufanye muhtasari wa kile ambacho kimesemwa!

Kiini cha kanuni ya uendeshaji wa pampu ya joto sio katika uzalishaji, lakini katika uhamisho wa joto. Hii inakuwezesha kupata mgawo wa juu(kutoka 3 hadi 5) ubadilishaji wa nishati ya joto. Kuweka tu, kila kW 1 ya umeme inayotumiwa "itahamisha" 3-5 kW ya joto ndani ya nyumba. Kitu kingine chochote kinachohitaji kusemwa?

Hebu jaribu kueleza kwa lugha ya mtu wa kawaida nini " PAmpu ya JOTO«:

Pampu ya joto - Hii ni kifaa maalum kinachochanganya boiler, chanzo cha maji ya moto na kiyoyozi kwa ajili ya baridi. Tofauti kuu kati ya pampu ya joto na vyanzo vingine vya joto ni uwezo wa kutumia nishati mbadala inayoweza kurejeshwa kutoka kwa mazingira (ardhi, maji, hewa, nk). Maji machafu) kufunika mahitaji ya joto wakati msimu wa joto, inapokanzwa maji kwa ajili ya usambazaji wa maji ya moto na baridi ya nyumba. Kwa hivyo pampu ya joto hutoa usambazaji wa nishati bora bila gesi au hidrokaboni nyingine.

Pampu ya joto ni kifaa kinachofanya kazi kwa kanuni ya kibaridi cha kinyume, kinachohamisha joto kutoka chanzo cha halijoto ya chini hadi kwenye mazingira ya halijoto ya juu, kama vile mfumo wa kuongeza joto nyumbani mwako.

Kila mfumo wa pampu ya joto una sehemu kuu zifuatazo:

- mzunguko wa msingi - imefungwa mfumo wa mzunguko, ambayo hutumikia kuhamisha joto kutoka chini, maji au hewa kwenye pampu ya joto.
- mzunguko wa sekondari - mfumo uliofungwa, ambayo hutumikia kuhamisha joto kutoka kwa pampu ya joto hadi mfumo wa joto, ugavi wa maji ya moto au uingizaji hewa (ugavi wa joto) ndani ya nyumba.

Kanuni ya kazi ya pampu ya joto sawa na uendeshaji wa friji ya kawaida, tu kinyume chake. Jokofu huchukua joto kutoka kwa chakula na kuihamisha nje (kwa radiator iko kwenye ukuta wake wa nyuma). Pampu ya joto huhamisha joto lililokusanywa kwenye udongo, ardhi, hifadhi, maji ya ardhini au hewa ndani ya nyumba yako. Kama jokofu, jenereta hii ya joto yenye ufanisi wa nishati ina mambo makuu yafuatayo:

- condenser (mchanganyiko wa joto ambao joto huhamishwa kutoka kwenye jokofu hadi kwa vipengele vya mfumo wa kupokanzwa chumba: radiators za joto la chini, coil za shabiki; sakafu ya joto, paneli za kupokanzwa / baridi zinazoangaza);
- koo (kifaa ambacho hutumikia kupunguza shinikizo, joto na, kwa sababu hiyo, funga mzunguko wa joto katika pampu ya joto);
- evaporator (mchanganyiko wa joto ambao joto huchukuliwa kutoka kwa chanzo cha chini cha joto hadi pampu ya joto);
- compressor (kifaa kinachoongeza shinikizo na joto la mvuke za friji).

Pampu ya joto kupangwa kwa namna ya kufanya joto liende kwa njia tofauti. Kwa mfano, inapokanzwa nyumba, joto huchukuliwa kutoka kwa chanzo cha nje cha baridi (ardhi, mto, ziwa, hewa ya nje) na kuhamishiwa kwenye nyumba. Ili kupoza (hali) nyumba, joto huchukuliwa kutoka zaidi hewa ya joto ndani ya nyumba na hupitishwa nje (kutolewa). Katika suala hili, pampu ya joto ni sawa na pampu ya kawaida ya hydraulic, ambayo inasukuma kioevu kutoka ngazi ya chini hadi ngazi ya juu, ambapo katika hali ya kawaida kioevu daima huhamia. ngazi ya juu hadi ya chini.

Leo, ya kawaida ni pampu za joto za compression ya mvuke. Kanuni ya hatua yao inategemea matukio mawili: kwanza, ngozi na kutolewa kwa joto na kioevu wakati hali ya mkusanyiko inabadilika - uvukizi na condensation, kwa mtiririko huo; pili, mabadiliko ya uvukizi (na condensation) joto na mabadiliko ya shinikizo.

Katika evaporator ya pampu ya joto, giligili ya kufanya kazi ni jokofu ambayo haina klorini; iko chini ya shinikizo la chini na inachemka kwa joto la chini, inachukua joto kutoka kwa chanzo cha chini (kwa mfano, udongo). Kisha giligili ya kufanya kazi inashinikizwa kwenye compressor, ambayo inaendeshwa na umeme au motor nyingine, na huingia kwenye condenser, ambapo kwa shinikizo la juu hupungua kwa joto la juu, ikitoa joto la condensation kwa mpokeaji wa joto (kwa mfano, baridi. mfumo wa joto). Kutoka kwa condenser, maji ya kazi tena huingia kwenye evaporator kwa njia ya koo, ambapo shinikizo lake hupungua na mchakato wa kuchemsha friji huanza upya.

Pampu ya joto uwezo wa kuondoa joto kutoka vyanzo mbalimbali, kwa mfano, hewa, maji, udongo. Pia, inaweza kutolewa joto ndani ya hewa, maji au ardhi. Njia ya joto zaidi inayopokea joto inaitwa shimo la joto.

Pampu ya joto X/Y hutumia X ya wastani kama chanzo cha joto na kibeba joto cha Y. Pampu zinajulikana "maji-hewa", "maji ya ardhini", "maji-maji", "hewa-hewa", "hewa ya ardhini", "maji-hewa".

Pampu ya joto ya ardhi hadi maji:

Pampu ya joto ya hewa hadi maji:

Udhibiti wa uendeshaji wa mfumo wa joto kwa kutumia pampu za joto katika hali nyingi hufanywa kwa kuiwasha na kuzima kulingana na ishara kutoka kwa sensor ya joto, ambayo imewekwa kwenye mpokeaji (wakati inapokanzwa) au chanzo (wakati wa baridi). joto. Kuweka pampu ya joto kawaida hufanyika kwa kubadilisha sehemu ya msalaba wa koo (valve ya thermostatic).

Kama mashine ya friji, pampu ya joto hutumia nishati ya mitambo (ya umeme au nyingine) kuendesha mzunguko wa thermodynamic. Nishati hii hutumiwa kuendesha compressor (pampu za kisasa za joto na nguvu ya hadi 100 kW zina vifaa vya kushinikiza vyema vya kusonga).

(uwiano wa mabadiliko au ufanisi) wa pampu ya joto ni uwiano wa kiasi cha nishati ya joto ambayo pampu ya joto hutoa kwa kiasi cha nishati ya umeme ambayo hutumia.

Kigezo cha ubadilishaji cha COP inategemea kiwango cha joto katika evaporator na condenser ya pampu ya joto. Thamani hii inatofautiana kwa mifumo mbali mbali ya pampu ya joto katika safu kutoka 2.5 hadi 7, ambayo ni, kwa 1 kW ya nishati ya umeme inayotumika, pampu ya joto hutoa kutoka 2.5 hadi 7 kW ya nishati ya joto, ambayo ni zaidi ya nguvu ya boiler ya gesi inayopunguza. au joto lingine lolote la jenereta.

Kwa hiyo inaweza kuwa na hoja kwamba Pampu za joto huzalisha joto kwa kutumia kiasi kidogo cha nishati ya gharama kubwa ya umeme.

Kuokoa nishati na ufanisi wa matumizi ya pampu ya joto inategemea ambapo unaamua kuteka joto la chini kutoka, pili - kutoka kwa njia ya kupokanzwa nyumba yako (maji au hewa) .

Ukweli ni kwamba pampu ya joto hufanya kazi kama "msingi wa uhamishaji" kati ya mizunguko miwili ya joto: inapokanzwa moja kwenye mlango (upande wa evaporator) na pili, inapokanzwa kwenye duka (condenser).

Aina zote za pampu za joto zina idadi ya vipengele ambavyo unahitaji kukumbuka wakati wa kuchagua mfano:

Kwanza, pampu ya joto hulipa tu katika nyumba iliyohifadhiwa vizuri. Kadiri nyumba inavyozidi kuwa na joto, ndivyo faida inavyokuwa kubwa kutokana na kutumia kifaa hiki. Kama unavyoelewa, inapokanzwa barabara kwa kutumia pampu ya joto, kukusanya makombo ya joto kutoka kwake sio busara kabisa.

Pili, tofauti kubwa ya halijoto ya kupozea katika saketi za pembejeo na pato, ndivyo mgawo wa ubadilishaji wa joto (COR) unavyopungua, yaani, ndivyo uokoaji wa nishati ya umeme unavyopungua. Ndiyo maana uunganisho wa faida zaidi wa pampu ya joto kwa mifumo ya joto ya chini ya joto. Kwanza kabisa, tunazungumza juu ya kupokanzwa na sakafu ya maji yenye joto au dari ya maji ya infrared au paneli za ukuta. Lakini zaidi maji ya moto Pampu ya joto huandaa kwa mzunguko wa pato (radiators au oga), nguvu ndogo inakua na hutumia umeme zaidi.

Tatu, ili kufikia faida kubwa, inafanywa kutumia pampu ya joto na jenereta ya ziada ya joto (katika hali kama hizi wanazungumza juu ya kutumia. mzunguko wa joto wa bivalent ).

<<< к разделу ТЕПЛОВОЙ НАСОС

<<< выбор вентиляционного оборудования

<<< назад к СТАТЬЯМ

Pampu za joto za kupokanzwa nyumba: faida na hasara

1. Makala ya pampu za joto
2. Aina za pampu za joto
3. Pampu za joto la mvuke
4. Faida na hasara za pampu za joto

Mojawapo ya njia zenye ufanisi zaidi za kupokanzwa nyumba ya nchi ni matumizi ya pampu za joto.

Kanuni ya uendeshaji wa pampu za joto inategemea uchimbaji wa nishati ya joto kutoka kwenye udongo, hifadhi, maji ya chini ya ardhi, na hewa. Pampu za joto za kupokanzwa nyumba yako hazina athari mbaya kwa mazingira. Unaweza kuona jinsi mifumo ya joto kama hiyo inavyoonekana kwenye picha.

Shirika hilo la kupokanzwa nyumba na maji ya moto limewezekana kwa miaka mingi, lakini ilianza kuenea hivi karibuni tu.

Makala ya pampu za joto

Kanuni ya uendeshaji wa vifaa vile ni sawa na vifaa vya friji.

Pampu za joto huchukua joto, huikusanya na kuiboresha, na kisha kuihamisha kwenye baridi. Condenser hutumiwa kama kifaa cha kuzalisha joto, na evaporator hutumiwa kurejesha joto la chini.

Kuongezeka kwa mara kwa mara kwa gharama ya umeme na kuwekwa kwa mahitaji kali ya ulinzi wa mazingira kunasababisha kutafuta njia mbadala za kuzalisha joto kwa ajili ya kupokanzwa nyumba na kupokanzwa maji.

Mmoja wao ni matumizi ya pampu za joto, kwa kuwa kiasi cha nishati ya joto iliyopokelewa ni mara kadhaa zaidi kuliko umeme unaotumiwa (maelezo zaidi: "Kupokanzwa kwa uchumi na umeme: faida na hasara").

Ikiwa tunalinganisha inapokanzwa na gesi, mafuta imara au kioevu, na pampu za joto, mwisho huo utageuka kuwa wa kiuchumi zaidi. Hata hivyo, ufungaji wa mfumo wa joto na vitengo vile ni ghali zaidi.

Pampu za joto hutumia umeme unaohitajika kuendesha compressor. Kwa hiyo, aina hii ya kupokanzwa kwa majengo haifai ikiwa kuna matatizo ya mara kwa mara na ugavi wa umeme katika eneo hilo.

Inapokanzwa nyumba ya kibinafsi na pampu ya joto inaweza kuwa na ufanisi tofauti; kiashiria chake kuu ni ubadilishaji wa joto - tofauti kati ya umeme unaotumiwa na joto lililopokelewa.

Daima kuna tofauti kati ya evaporator na joto la condenser.

Ya juu ni, chini ya ufanisi wa kifaa. Kwa sababu hii, unapotumia pampu ya joto, unahitaji kuwa na chanzo kikubwa cha joto la chini. Kulingana na hili, inafuata kwamba ukubwa mkubwa wa mchanganyiko wa joto, chini ya matumizi ya nishati. Lakini wakati huo huo, vifaa vilivyo na vipimo vikubwa vina gharama kubwa zaidi.

Inapokanzwa kwa kutumia pampu ya joto hupatikana katika nchi nyingi zilizoendelea.

Kwa kuongezea, hutumiwa pia kupokanzwa vyumba na majengo ya umma - hii ni ya kiuchumi zaidi kuliko mfumo wa joto unaojulikana katika nchi yetu.

Aina za pampu za joto

Vifaa hivi vinaweza kutumika kwa kiwango kikubwa cha joto. Kawaida hufanya kazi kwa kawaida kwa joto kutoka -30 hadi + 35 digrii.

Maarufu zaidi ni kunyonya na pampu za joto za compression.

Mwisho wao hutumia nishati ya mitambo na umeme kuhamisha joto. Pampu za kunyonya ni ngumu zaidi, lakini zina uwezo wa kuhamisha joto kwa kutumia chanzo yenyewe, na hivyo kupunguza kwa kiasi kikubwa gharama za nishati.

Kuhusu vyanzo vya joto, vitengo hivi vimegawanywa katika aina zifuatazo:

• hewa;
• jotoardhi;
• joto la sekondari.

Pampu za joto za hewa za kupokanzwa huchukua joto kutoka kwa hewa inayozunguka.

Jotoardhi hutumia nishati ya joto ya dunia, chini ya ardhi na maji ya juu ya ardhi (kwa maelezo zaidi: "Upashaji joto wa jotoardhi: kanuni za uendeshaji na mifano"). Pampu za joto zilizorejeshwa huchukua nishati kutoka kwa maji taka na inapokanzwa kati - vifaa hivi hutumiwa hasa kwa joto la majengo ya viwanda.

Hii ni ya manufaa hasa ikiwa kuna vyanzo vya joto ambavyo vinapaswa kusindika tena (soma pia: "Tunatumia joto la dunia ili joto la nyumba").

Pampu za joto pia zimeainishwa kulingana na aina ya kupoeza; zinaweza kuwa hewa, udongo, maji, au michanganyiko yake.

Pampu za joto za mvuke

Mifumo ya joto inayotumia pampu za joto imegawanywa katika aina mbili - wazi na imefungwa. Miundo ya wazi imeundwa ili joto la maji kupita kupitia pampu ya joto. Baada ya kupozea kupita kwenye mfumo, hutolewa tena kwenye ardhi.

Mfumo kama huo hufanya kazi vyema tu ikiwa kuna kiasi kikubwa cha maji safi, kwa kuzingatia ukweli kwamba matumizi yake hayatadhuru mazingira na hayatapingana na sheria za sasa. Kwa hiyo, kabla ya kutumia mfumo wa joto unaopokea nishati kutoka kwa maji ya chini, unapaswa kushauriana na mashirika husika.

Mifumo iliyofungwa imegawanywa katika aina kadhaa:

1. Jotoardhi yenye mpangilio wa usawa inahusisha kuweka mtoza kwenye mfereji chini ya kina cha kufungia cha udongo.

   Hii ni takriban mita 1.5. Mtoza amewekwa kwenye pete ili kupunguza eneo la kuchimba kwa kiwango cha chini na kutoa mzunguko wa kutosha katika eneo ndogo (soma: "Pampu za joto za joto za joto: kanuni ya mfumo").

   Njia hii inafaa tu ikiwa kuna eneo la bure la kutosha.

2. Miundo ya jotoardhi yenye mpangilio wima inahusisha kuweka mtoza kwenye kisima hadi kina cha mita 200. Njia hii hutumiwa wakati haiwezekani kuweka mchanganyiko wa joto juu ya eneo kubwa, ambalo ni muhimu kwa kisima cha usawa.

   Pia, mifumo ya mvuke yenye visima vya wima hufanywa katika kesi ya eneo la kutofautiana la tovuti.

3. Maji ya jotoardhi ina maana ya kuweka mtozaji kwenye hifadhi kwa kina chini ya kiwango cha kuganda. Kuweka hufanywa kwa pete. Mifumo hiyo haiwezi kutumika ikiwa hifadhi ni ndogo au haitoshi kina.

   Ni lazima izingatiwe kwamba ikiwa hifadhi inafungia kwenye ngazi ambapo mtoza iko, pampu haitaweza kufanya kazi.

Maji ya hewa ya pampu ya joto - vipengele, maelezo kwenye video:

Faida na hasara za pampu za joto

Inapokanzwa nyumba ya nchi na pampu ya joto ina pande nzuri na hasi. Moja ya faida kuu za mifumo ya joto ni urafiki wa mazingira.

Pampu za joto pia ni za kiuchumi, tofauti na hita zingine zinazotumia umeme. Kwa hivyo, kiasi cha nishati ya mafuta inayozalishwa ni kubwa mara kadhaa kuliko umeme unaotumiwa.

Pampu za joto zina sifa ya kuongezeka kwa usalama wa moto, zinaweza kutumika bila uingizaji hewa wa ziada.

Kwa kuwa mfumo una kitanzi kilichofungwa, gharama za kifedha wakati wa operesheni hupunguzwa - unapaswa kulipa tu kwa umeme unaotumiwa.

Matumizi ya pampu za joto pia hukuruhusu kupoza chumba katika msimu wa joto - hii inawezekana kwa kuunganisha coil za shabiki na mfumo wa "dari baridi" kwa mtoza.

Vifaa hivi ni vya kuaminika, na udhibiti wa michakato ya kazi ni moja kwa moja. Kwa hiyo, hakuna ujuzi maalum unahitajika kuendesha pampu za joto.

Saizi ya kompakt ya vifaa pia ni muhimu.

Ubaya kuu wa pampu za joto:

• bei ya juu na gharama kubwa za ufungaji. Haiwezekani kwamba utaweza kujenga inapokanzwa na pampu ya joto mwenyewe bila ujuzi maalum. Itachukua zaidi ya mwaka mmoja kwa uwekezaji kulipa;
• Maisha ya huduma ya vifaa ni takriban miaka 20, baada ya hapo kuna uwezekano mkubwa kwamba matengenezo makubwa yatahitajika.

  Hii haitakuwa nafuu pia;

• bei ya pampu za joto ni mara kadhaa zaidi kuliko gharama ya boilers inayoendesha gesi, mafuta imara au kioevu. Utalazimika kulipa pesa nyingi kwa kuchimba visima.

Lakini kwa upande mwingine, pampu za joto hazihitaji matengenezo ya mara kwa mara, kama ilivyo kwa vifaa vingine vingi vya kupokanzwa.

Licha ya faida zote za pampu za joto, bado hazitumiwi sana. Hii ni kutokana, kwanza kabisa, kwa gharama kubwa ya vifaa yenyewe na ufungaji wake. Itawezekana kuokoa tu ikiwa utaunda mfumo na mchanganyiko wa joto wa usawa, ikiwa unachimba mitaro mwenyewe, lakini hii itachukua zaidi ya siku moja. Kuhusu uendeshaji, vifaa vinageuka kuwa faida sana.

Pampu za joto ni njia ya kiuchumi ya joto la majengo ambayo ni rafiki wa mazingira.

Huenda zisitumike sana kwa sababu ya gharama kubwa, lakini hali inaweza kubadilika katika siku zijazo. Katika nchi zilizoendelea, wamiliki wengi wa nyumba za kibinafsi hutumia pampu za joto - huko serikali inahimiza wasiwasi wa mazingira, na gharama ya aina hii ya joto ni ya chini.

Ardhi ya joto au pampu ya jotoardhi ni mojawapo ya mifumo ya nishati mbadala yenye ufanisi zaidi. Uendeshaji wake hautegemei msimu na hali ya joto iliyoko, kama kwa pampu ya hewa hadi hewa, na haizuiliwi na uwepo wa hifadhi au kisima kilicho na maji ya chini ya ardhi karibu na nyumba, kama mfumo wa maji hadi maji.

Pampu ya joto kutoka ardhini hadi maji, ambayo hutumia joto linalochukuliwa kutoka kwa udongo ili kupasha joto baridi katika mfumo wa joto, ina ufanisi wa juu na wa mara kwa mara, pamoja na mgawo wa ubadilishaji wa nishati (ECR).

Thamani yake ni 1: 3.5-5, yaani, kila kilowati ya umeme inayotumiwa kwenye uendeshaji wa pampu inarudi kwa kilowati 3.5-5 za nishati ya joto. Kwa hivyo, nguvu ya joto ya pampu ya udongo hufanya iwezekanavyo kuitumia kama chanzo pekee cha joto hata katika nyumba yenye eneo kubwa, bila shaka, wakati wa kufunga kitengo cha nguvu zinazofaa.

Pampu ya udongo inayoweza kuzamishwa inahitaji vifaa katika mzunguko wa udongo na kipozezi kinachozunguka ili kutoa joto kutoka duniani.

Kuna chaguzi mbili zinazowezekana kwa uwekaji wake: mtoza mchanga wa usawa (mfumo wa bomba kwa kina kirefu, lakini eneo kubwa) na uchunguzi wa wima uliowekwa kwenye kisima kutoka 50 hadi 200 m kirefu.

Ufanisi wa kubadilishana joto na udongo kwa kiasi kikubwa inategemea aina ya udongo - udongo uliojaa unyevu hutoa joto zaidi kuliko, kwa mfano, udongo wa mchanga.

Ya kawaida zaidi ni pampu zinazofanya kazi kwa kanuni ya maji ya chini, ambayo baridi huhifadhi nishati ya udongo na, kama matokeo ya kupita kwa compressor na exchanger joto, huihamisha kwa maji kama baridi katika mfumo wa joto. Bei za aina hii ya pampu za udongo zinalingana na ufanisi wao wa juu na tija.

Pumpu ya Udongo Inayozama

Vitengo vyovyote changamano vya hali ya juu, kama vile pampu za ardhini za GRAT, pamoja na pampu za joto za udongo, zinahitaji uangalizi wa wataalamu.

Pampu ya joto

Tunatoa huduma kamili kwa ajili ya uuzaji, ufungaji na matengenezo ya mifumo ya joto na maji ya moto kulingana na pampu za joto.

Leo, kati ya nchi zinazozalisha vitengo hivyo kwenye soko, nchi za Ulaya na China ni maarufu sana.

Mifano maarufu zaidi ya pampu ya joto: Nibe, Stiebel Eltron, Mitsubishi Zubadan, Waterkotte. Pampu ya joto ya chanzo cha ndani pia haihitajiki kidogo.

Kampuni yetu inapendelea kufanya kazi tu na vifaa kutoka kwa wazalishaji wa kuaminika wa Ulaya: Viessmann na Nibe.

pampu ya joto Extracts kusanyiko nishati kutoka vyanzo mbalimbali - chini ya ardhi, artesian na maji ya mafuta - maji ya mito, maziwa, bahari; kutibiwa maji machafu ya viwandani na majumbani; uzalishaji wa uingizaji hewa na gesi za flue; udongo na matumbo ya dunia - huhamisha na kubadilisha joto la juu kuwa nishati.

Pampu ya joto - teknolojia ya juu ya kiuchumi, ya kirafiki ya joto na faraja

Nishati ya joto iko karibu nasi, shida ni jinsi ya kuiondoa bila kutumia rasilimali kubwa za nishati.

Pampu za joto huondoa nishati iliyokusanywa kutoka kwa vyanzo mbalimbali - ardhi, sanaa na maji ya joto - maji ya mito, maziwa, bahari; kutibiwa maji machafu ya viwandani na majumbani; uzalishaji wa uingizaji hewa na gesi za flue; udongo na matumbo ya dunia - huhamisha na kubadilisha joto la juu kuwa nishati.

Uchaguzi wa chanzo bora cha joto hutegemea mambo mengi: ukubwa wa mahitaji ya nishati ya nyumba yako, mfumo wa joto uliowekwa, na hali ya asili ya eneo unapoishi.

Kubuni na kanuni ya uendeshaji wa pampu ya joto

Pampu ya joto hufanya kazi kama jokofu - kinyume chake.

Jokofu huhamisha joto kutoka ndani hadi nje.

Pampu ya joto huhamisha joto lililokusanywa katika hewa, udongo, udongo au maji ndani ya nyumba yako.

Pampu ya joto ina vitengo 4 kuu:

Evaporator,

Capacitor,

Valve ya upanuzi (valve ya kutokwa-
kusukuma, kupunguza shinikizo),

Compressor (huongeza shinikizo).

Vitengo hivi vinaunganishwa na bomba lililofungwa.

Mfumo wa mabomba huzunguka jokofu, ambayo ni kioevu katika sehemu moja ya mzunguko na gesi katika nyingine.

Mambo ya ndani ya Dunia kama chanzo cha joto kirefu

Mambo ya ndani ya dunia ni chanzo cha joto cha bure ambacho hudumisha joto sawa mwaka mzima. Kutumia joto la mambo ya ndani ya dunia ni teknolojia ya kirafiki, ya kuaminika na salama kwa kutoa joto na maji ya moto kwa kila aina ya majengo, makubwa na madogo, ya umma na ya kibinafsi. Kiwango cha uwekezaji ni cha juu kabisa, lakini kwa kurudi utapokea mfumo mbadala wa kupokanzwa ambao ni salama kufanya kazi, na mahitaji madogo ya matengenezo na una maisha marefu zaidi ya huduma. Mgawo wa ubadilishaji wa joto (tazama. ukurasa wa 6) juu, hufikia 3. Ufungaji hauhitaji nafasi nyingi na inaweza kuwekwa kwenye shamba ndogo la ardhi. Kiasi cha kazi ya kurejesha baada ya kuchimba visima haina maana, athari ya kisima kilichochombwa kwenye mazingira ni ndogo. Hakuna athari kwa viwango vya maji ya chini ya ardhi kwani maji ya ardhini hayatumiwi. Nishati ya joto huhamishiwa kwenye mfumo wa kupokanzwa maji ya convection na kutumika kwa usambazaji wa maji ya moto.

Joto la chini - nishati iliyo karibu

Joto hujilimbikiza kwenye safu ya uso wa dunia wakati wa kiangazi.

Kutumia nishati hii kwa kupokanzwa inashauriwa kwa majengo yenye matumizi ya juu ya nishati. Kiasi kikubwa cha nishati hutolewa kutoka kwa udongo wenye unyevu wa juu zaidi.

Pampu ya joto ya chini

Vyanzo vya joto la maji

Jua hupasha joto maji katika bahari, maziwa na vyanzo vingine vya maji.

Nishati ya jua hujilimbikiza kwenye tabaka za maji na chini. Mara chache halijoto hupungua chini ya +4 °C. Kadiri uso unavyokaribia, ndivyo joto hubadilika kwa mwaka mzima, lakini kwa kina ni thabiti.

Pampu ya joto na chanzo cha joto cha maji

Hose ya kuhamisha joto huwekwa chini au kwenye udongo wa chini, ambapo hali ya joto bado iko juu kidogo;
kuliko joto la maji.

Ni muhimu kwamba hose iwe na uzito ili kuzuia
hose inaelea juu ya uso. Chini ni uongo, chini ya hatari ya uharibifu.

Chanzo cha maji kama chanzo cha joto ni bora sana kwa majengo yenye mahitaji ya juu ya nishati ya joto.

Joto la maji ya chini ya ardhi

Hata maji ya chini ya ardhi yanaweza kutumika kupasha joto majengo.

Hii inahitaji kisima kilichochimbwa, kutoka ambapo maji hupigwa kwenye pampu ya joto.

Wakati wa kutumia maji ya chini ya ardhi, mahitaji makubwa yanawekwa kwenye ubora wake.

Pampu ya joto na maji ya chini kama chanzo cha joto

Baada ya kupitia pampu ya joto, maji yanaweza kusafirishwa kwenye njia ya mifereji ya maji au vizuri. Suluhisho kama hilo linaweza kusababisha kupungua kwa kiwango cha chini cha maji, na pia kupunguza uaminifu wa uendeshaji wa ufungaji na kuwa na athari mbaya kwenye visima vya karibu.

Siku hizi, njia hii hutumiwa kidogo na kidogo.

Maji ya chini ya ardhi pia yanaweza kurudishwa chini kwa kupenya kwa sehemu au kamili.

Pampu ya joto kama hiyo yenye faida

Mgawo wa ubadilishaji wa joto Ya juu ya ufanisi wa pampu ya joto, ni faida zaidi. Ufanisi huamuliwa na kinachojulikana kama mgawo wa ubadilishaji joto au mgawo wa mabadiliko ya joto, ambayo ni uwiano wa kiasi cha nishati inayozalishwa na pampu ya joto kwa kiasi cha nishati inayotumiwa katika mchakato wa uhamisho wa joto. Kwa mfano: Mgawo wa kubadilisha halijoto ni 3. Hii ina maana kwamba pampu ya joto hutoa nishati mara 3 zaidi kuliko hutumia. Kwa maneno mengine, 2/3 ilipokelewa "bila malipo" kutoka kwa chanzo cha joto. Jinsi ya kufanya pampu ya joto kwa kupokanzwa nyumba kwa mikono yako mwenyewe: kanuni ya uendeshaji na michoro Kadiri mahitaji ya nishati ya nyumba yako yanavyoongezeka, ndivyo unavyookoa pesa zaidi. Kumbuka Thamani ya mgawo wa mabadiliko ya joto huathiriwa na kuwepo / kupuuza kwa vigezo vya vifaa vya ziada (pampu za mzunguko) katika mahesabu, pamoja na hali mbalimbali za joto. Kadiri usambazaji wa halijoto unavyopungua, ndivyo mgawo wa mabadiliko ya halijoto unavyokuwa juu; pampu za joto zinafaa zaidi katika mifumo ya joto yenye sifa za joto la chini.

Wakati wa kuchagua pampu ya joto kwa ajili ya mfumo wako wa joto, sio faida kuelekeza viashiria vya nguvu vya pampu ya joto kwa mahitaji ya juu ya nguvu (ili kufidia gharama za nishati katika mzunguko wa joto siku ya baridi zaidi ya mwaka). Uzoefu unaonyesha kwamba pampu ya joto inapaswa kuzalisha karibu 50-70% ya kiwango cha juu hiki, pampu ya joto inapaswa kufunika 70-90% (kulingana na chanzo cha joto) ya mahitaji ya kila mwaka ya nishati ya joto na usambazaji wa maji ya moto. Kwa joto la chini la nje, pampu ya joto hutumiwa na vifaa vya boiler vilivyopo au kilele cha karibu, ambacho kina vifaa vya pampu ya joto.

Ulinganisho wa gharama za kufunga mfumo wa joto kwa nyumba ya mtu binafsi kulingana na pampu ya joto na boiler ya mafuta.

Kwa uchambuzi, hebu tuchukue nyumba yenye eneo la 150-200 sq.m.

Toleo la kawaida la nyumba ya kisasa ya nchi kwa matumizi ya kudumu leo.
Matumizi ya vifaa vya kisasa vya ujenzi na teknolojia huhakikisha kupoteza joto la jengo kwa kiwango cha 55 W / sq.m ya sakafu.
Ili kufunika mahitaji ya jumla ya nishati ya joto inayotumiwa inapokanzwa na maji ya moto ya nyumba hiyo, ni muhimu kufunga pampu ya joto au boiler yenye uwezo wa joto wa takriban 12 kW / h.
Gharama ya pampu ya joto au boiler ya dizeli yenyewe ni sehemu tu ya gharama ambazo lazima zifanyike ili kuagiza mfumo wa joto kwa ujumla.

Chini ni orodha kamili ya gharama kuu zinazohusiana za kufunga mfumo wa kupokanzwa wa turnkey kulingana na boiler ya mafuta ya kioevu, ambayo haipo wakati wa kutumia pampu ya joto:

chujio cha matundu ya hewa, kifurushi cha kurekebisha, kikundi cha usalama, kichomaji, mfumo wa bomba la boiler, paneli ya kudhibiti yenye otomatiki zinazotegemea hali ya hewa, boiler ya dharura ya umeme, tanki la mafuta, chimney, boiler.

Yote hii inaongeza hadi angalau euro 8000-9000. Kwa kuzingatia hitaji la kufunga chumba cha boiler yenyewe, gharama ambayo, kwa kuzingatia mahitaji yote ya mamlaka ya usimamizi, ni euro elfu kadhaa, tunafikia hitimisho ambalo ni la kushangaza kwa mtazamo wa kwanza, yaani, kulinganisha kwa vitendo. ya gharama za awali za mtaji wakati wa kufunga mfumo wa kupokanzwa wa turnkey kulingana na pampu ya joto na boiler ya mafuta ya kioevu.

Katika visa vyote viwili, kiasi cha gharama ni karibu na euro elfu 15.

Kwa kuzingatia faida zifuatazo zisizoweza kuepukika za pampu ya joto, kama vile:
Kiuchumi. Kwa gharama ya kW 1 ya umeme ni 1 ruble kopecks 40, 1 kW ya nguvu ya mafuta itatugharimu si zaidi ya kopecks 30-45, wakati kW 1 ya nishati ya mafuta kutoka kwa boiler tayari itagharimu ruble 1 kopecks 70 (kwa bei. mafuta ya dizeli ya rubles 17 / l;
Ikolojia. Njia ya joto ya kirafiki kwa mazingira na watu katika chumba;
Usalama. Hakuna moto wazi, hakuna moshi, hakuna masizi, hakuna harufu ya dizeli, hakuna kuvuja kwa gesi, hakuna kumwagika kwa mafuta ya mafuta.

Hakuna vifaa vya kuhifadhi hatari kwa moto kwa makaa ya mawe, kuni, mafuta ya mafuta au mafuta ya dizeli;

Kuegemea. Kiwango cha chini cha sehemu zinazohamia na maisha ya huduma ya juu. Kujitegemea kutoka kwa usambazaji wa nyenzo za mafuta na ubora wake. Kwa kweli hakuna matengenezo yanayohitajika. Maisha ya huduma ya pampu ya joto ni miaka 15 - 25;
Faraja. Pampu ya joto hufanya kazi kimya (hakuna sauti zaidi kuliko friji);
Kubadilika. Pampu ya joto inaambatana na mfumo wowote wa kupokanzwa wa mzunguko, na muundo wake wa kisasa unaruhusu kuwekwa kwenye chumba chochote;

Idadi inayoongezeka ya wamiliki wa nyumba binafsi wanachagua pampu ya joto kwa ajili ya kupokanzwa, katika ujenzi mpya na wakati wa kuboresha mfumo wa joto uliopo.

Kifaa cha pampu ya joto

Teknolojia ya uso wa karibu ya kutumia nishati ya joto ya kiwango cha chini kwa kutumia pampu ya joto inaweza kuzingatiwa kama aina fulani ya hali ya kiufundi na kiuchumi au mapinduzi ya kweli katika mfumo wa usambazaji wa joto.

Kifaa cha pampu ya joto. Mambo kuu ya pampu ya joto ni evaporator, compressor, condenser na mdhibiti wa mtiririko unaounganishwa na bomba - bomba, expander au vortex tube (Mchoro 16).

Kwa utaratibu, pampu ya joto inaweza kuwakilishwa kama mfumo wa mizunguko mitatu iliyofungwa: kwa kwanza, nje, kuzama kwa joto (kipozezi kinachokusanya joto kutoka kwa mazingira) huzunguka, kwa pili - jokofu (dutu ambayo huvukiza, ikichukua. mbali na joto la kuzama kwa joto, na huunganisha, kutoa joto kwa mtoaji wa joto) , katika tatu - mpokeaji wa joto (maji katika mifumo ya joto na maji ya moto ya jengo).

16. Kifaa cha pampu ya joto

Mzunguko wa nje (mtoza) ni bomba iliyowekwa chini au ndani ya maji ambayo kioevu kisicho na kufungia - antifreeze - huzunguka. Ikumbukwe kwamba chanzo cha nishati yenye uwezo mdogo kinaweza kuwa joto la asili (nje ya hewa; joto la ardhi, maji ya sanaa na ya joto; maji ya mito, maziwa, bahari na vyanzo vingine vya asili vya maji visivyoganda) na asili ya mwanadamu (uvujaji wa viwandani, mitambo ya kutibu maji machafu, joto kutoka kwa transfoma za nguvu na joto lingine lolote la taka).

Joto linalohitajika kwa operesheni ya pampu kawaida ni 5-15 ° C.

Mzunguko wa pili, ambapo jokofu huzunguka, ina vibadilishaji vya joto vilivyojengwa - evaporator na condenser, pamoja na vifaa vinavyobadilisha shinikizo la jokofu - choko (shimo nyembamba iliyorekebishwa) ambayo huinyunyiza katika awamu ya kioevu na. compressor ambayo inaikandamiza katika hali ya gesi.

Mzunguko wa wajibu. Jokofu ya kioevu inalazimika kupitia koo, shinikizo lake hupungua, na huingia ndani ya evaporator, ambako huchemsha, na kuchukua joto linalotolewa na mtozaji kutoka kwa mazingira.

Ifuatayo, gesi ambayo jokofu imegeuka huingizwa ndani ya compressor, imesisitizwa na, moto, kusukuma ndani ya condenser. Condenser ni kitengo cha kutolewa kwa joto cha pampu ya joto: hapa joto hupokelewa na maji katika mfumo wa mzunguko wa joto. Katika kesi hii, gesi hupungua na kuunganishwa ili kutolewa tena kwenye valve ya upanuzi na kurudi kwenye evaporator. Baada ya hayo, mzunguko wa kazi unarudiwa.

Ili compressor kufanya kazi (kudumisha shinikizo la juu na mzunguko), lazima iunganishwe na umeme.

Lakini kwa kila saa ya kilowati ya umeme inayotumiwa, pampu ya joto hutoa 2.5-5 kilowatt-saa ya nishati ya joto.

Pampu ya joto kwa kupokanzwa: kanuni ya uendeshaji na faida za matumizi

Uwiano huu unaitwa uwiano wa mabadiliko (au uwiano wa uongofu wa joto) na hutumika kama kiashiria cha ufanisi wa pampu ya joto.

Thamani ya thamani hii inategemea tofauti katika viwango vya joto katika evaporator na condenser: tofauti kubwa, ndogo ni. Kwa sababu hii, pampu ya joto inapaswa kutumia kiasi kikubwa cha chanzo cha joto cha chini iwezekanavyo, bila kujaribu kuipunguza sana.

Aina za pampu za joto.

Pampu za joto huja katika aina mbili kuu - kitanzi kilichofungwa na kitanzi wazi.

Fungua pampu za mzunguko Wanatumia maji kutoka kwa vyanzo vya chini ya ardhi kama chanzo cha joto - hutupwa kupitia kisima kilichochimbwa kwenye pampu ya joto, ambapo ubadilishanaji wa joto hutokea, na maji yaliyopozwa hutolewa tena kwenye upeo wa chini wa maji kupitia kisima kingine.

Aina hii ya pampu ni nzuri kwa sababu maji ya chini ya ardhi hudumisha hali ya joto thabiti na ya juu mwaka mzima.

Pampu za mzunguko zilizofungwa Kuna aina kadhaa: wima na g mlalo(Mchoro 17).

Pampu zilizo na mchanganyiko wa joto wa usawa zina mzunguko wa nje uliofungwa, sehemu kuu ambayo inachimbwa kwa usawa ndani ya ardhi, au kuwekwa kando ya chini ya ziwa au bwawa la karibu.

Ya kina cha mabomba ya chini ya ardhi katika mitambo hiyo ni hadi mita. Njia hii ya kupata nishati ya jotoardhi ni ya bei nafuu zaidi, lakini matumizi yake yanahitaji hali kadhaa za kiufundi ambazo hazipatikani kila mara katika eneo linaloendelezwa.

Jambo kuu ni kwamba mabomba yanapaswa kuwekwa kwa njia ili wasiingiliane na ukuaji wa miti au kazi ya kilimo, ili kuna uwezekano mdogo wa uharibifu wa mabomba ya chini ya maji wakati wa shughuli za kilimo au nyingine.

Mchele. 17. Mfumo wa mvuke wa uso wa karibu na ubadilishanaji wa joto

Pampu zilizo na mchanganyiko wa joto wima ni pamoja na contour ya nje kuchimbwa ndani ya ardhi - 50-200 m.

Hii ni aina ya ufanisi zaidi ya pampu na hutoa joto la bei nafuu, lakini ni ghali zaidi kufunga kuliko aina zilizopita. Faida katika kesi hii ni kutokana na ukweli kwamba kwa kina cha zaidi ya mita 20, joto la dunia ni imara mwaka mzima na ni sawa na digrii 15-20, na huongezeka tu kwa kuongezeka kwa kina.

Kiyoyozi kwa kutumia pampu za joto. Moja ya sifa muhimu za pampu za joto ni uwezo wa kubadili kutoka kwa hali ya joto wakati wa baridi hadi hali ya hewa katika majira ya joto: coil za shabiki tu hutumiwa badala ya radiators.

Coil ya shabiki ni kitengo cha ndani ambacho joto au baridi na hewa inayoendeshwa na shabiki hutolewa, ambayo, kulingana na joto la maji, huwashwa au kupozwa.

Inajumuisha: kibadilisha joto, feni, kichujio cha hewa na jopo la kudhibiti.

Kwa kuwa vitengo vya coil za shabiki vinaweza kufanya kazi kwa kupokanzwa na kupoeza, chaguzi kadhaa za bomba zinawezekana:
- S2 - bomba - wakati jukumu la joto na baridi linachezwa na maji na mchanganyiko wao unaruhusiwa (na, kama chaguo, kifaa kilicho na heater ya umeme na mchanganyiko wa joto ambao hufanya kazi tu kwa baridi);
- S4 - bomba - wakati baridi (kwa mfano, ethilini glikoli) haiwezi kuchanganywa na baridi (maji).

Nguvu ya vitengo vya coil vya shabiki kwa baridi huanzia 0.5 hadi 8.5 kW, na kwa joto - kutoka 1.0 hadi 20.5 kW.

Wana vifaa vya kelele ya chini (kutoka 12 hadi 45 dB) mashabiki na hadi kasi 7 za mzunguko.

Matarajio. Matumizi mengi ya pampu za joto yanatatizwa na ukosefu wa ufahamu wa umma. Wanunuzi wanaowezekana wanaogopa na gharama kubwa za awali: gharama ya pampu na ufungaji wa mfumo ni $ 300-1200 kwa kW 1 ya nguvu zinazohitajika za joto. Lakini hesabu yenye uwezo inathibitisha kwa uthabiti uwezekano wa kiuchumi wa kutumia mitambo hii: uwekezaji wa mtaji hulipa, kulingana na makadirio mabaya, katika miaka 4-9, na pampu za joto hudumu miaka 15-20 kabla ya matengenezo makubwa.

Kulipa umeme na inapokanzwa inakuwa ngumu zaidi kila mwaka. Wakati wa kujenga au kununua nyumba mpya, shida ya usambazaji wa nishati ya kiuchumi inakuwa kali sana. Kwa sababu ya migogoro ya mara kwa mara ya nishati, ni faida zaidi kuongeza gharama za awali za vifaa vya hali ya juu ili kisha kupokea joto kwa gharama ndogo kwa miongo kadhaa.

Chaguo la gharama nafuu zaidi katika baadhi ya matukio ni pampu ya joto ya kupokanzwa nyumba; kanuni ya uendeshaji wa kifaa hiki ni rahisi sana. Haiwezekani kusukuma joto kwa maana halisi ya neno. Lakini sheria ya uhifadhi wa nishati inaruhusu vifaa vya kiufundi kupunguza joto la dutu kwa kiasi kimoja, wakati huo huo inapokanzwa kitu kingine.

Pampu ya joto ni nini (HP)

Wacha tuchukue friji ya kawaida ya kaya kama mfano. Ndani ya jokofu, maji hubadilika haraka kuwa barafu. Kwa nje kuna grille ya radiator ambayo ni moto kwa kugusa. Kutoka humo, joto lililokusanywa ndani ya friji huhamishiwa kwenye hewa ya chumba.

TN hufanya vivyo hivyo, lakini kwa mpangilio wa nyuma. Grille ya radiator, iko nje ya jengo, ni kubwa zaidi ili kukusanya joto la kutosha kutoka kwa mazingira ili joto la nyumba. Kimiminiko cha kupozea ndani ya radiator au mirija mingi huhamisha nishati kwenye mfumo wa joto ndani ya nyumba na kisha huwashwa tena nje ya nyumba.

Kifaa

Kutoa joto kwa nyumba ni kazi ngumu zaidi ya kiufundi kuliko kupoza kiasi kidogo cha jokofu ambapo compressor na nyaya za kufungia na radiator imewekwa. Muundo wa pampu ya joto ya hewa ni karibu rahisi, inapokea joto kutoka anga na inapokanzwa hewa ya ndani. Mashabiki pekee ndio wanaongezwa kupiga mizunguko.

Ni vigumu kupata athari kubwa ya kiuchumi kutokana na kufunga mfumo wa hewa-hewa kutokana na mvuto wa chini maalum wa gesi za anga. Mita moja ya ujazo ya hewa ina uzito wa kilo 1.2 tu. Maji ni karibu mara 800 nzito, hivyo thamani ya kalori pia ina tofauti nyingi. Kutoka kW 1 ya nishati ya umeme inayotumiwa na kifaa cha hewa-hewa, 2 kW tu ya joto inaweza kupatikana, na pampu ya joto ya maji kwa maji hutoa 5-6 kW. TN inaweza kuhakikisha mgawo wa juu wa ufanisi (ufanisi).

Muundo wa vipengele vya pampu:

1. Mfumo wa kupokanzwa nyumbani, ambayo ni bora kutumia sakafu ya joto.
2. Boiler kwa usambazaji wa maji ya moto.
3. Condenser ambayo huhamisha nishati iliyokusanywa nje hadi kwenye maji ya joto ya ndani.
4. Kivukizi ambacho huchukua nishati kutoka kwa kipozezi kinachozunguka katika saketi ya nje.
5. Compressor ambayo inasukuma friji kutoka kwa evaporator, kuibadilisha kutoka kwa gesi hadi hali ya kioevu, kuongeza shinikizo na kuipunguza kwenye condenser.
6. Valve ya upanuzi imewekwa mbele ya evaporator ili kudhibiti mtiririko wa friji.
7. Mtaro wa nje umewekwa chini ya hifadhi, kuzikwa kwenye mitaro au kupunguzwa ndani ya visima. Kwa pampu za joto za hewa hadi hewa, mzunguko ni grille ya nje ya radiator, iliyopigwa na shabiki.
8. Pampu husukuma kipozezi kupitia mabomba nje na ndani ya nyumba.
9. Automatisering kwa udhibiti kulingana na mpango fulani wa kupokanzwa chumba, ambayo inategemea mabadiliko ya joto la nje la hewa.

Ndani ya evaporator, baridi ya rejista ya bomba ya nje imepozwa, ikitoa joto kwa friji ya mzunguko wa compressor, na kisha hupigwa kupitia mabomba chini ya hifadhi. Huko inapokanzwa na mzunguko unarudia tena. Condenser huhamisha joto kwenye mfumo wa joto wa kottage.

Bei ya mifano tofauti ya pampu ya joto

Pampu ya joto

Kanuni ya uendeshaji

Kanuni ya thermodynamic ya uhamisho wa joto, iliyogunduliwa mwanzoni mwa karne ya 19 na mwanasayansi wa Kifaransa Carnot, baadaye ilielezwa kwa kina na Lord Kelvin. Lakini faida za vitendo za kazi zao zinazotolewa kwa kutatua tatizo la kupokanzwa nyumba kutoka kwa vyanzo mbadala zimeonekana tu katika miaka hamsini iliyopita.

Mwanzoni mwa miaka ya sabini ya karne iliyopita, shida ya kwanza ya nishati ulimwenguni ilitokea. Utafutaji wa mbinu za kupokanzwa kiuchumi umesababisha kuundwa kwa vifaa vinavyoweza kukusanya nishati kutoka kwa mazingira, kuzingatia na kuielekeza kwa joto la nyumba.

Kama matokeo, muundo wa HP ulitengenezwa na michakato kadhaa ya thermodynamic inayoingiliana:

1. Wakati jokofu kutoka kwa mzunguko wa compressor inapoingia kwenye evaporator, shinikizo na joto la freon hupungua karibu mara moja. Tofauti ya joto inayosababishwa huchangia uchimbaji wa nishati ya joto kutoka kwa baridi ya mtozaji wa nje. Awamu hii inaitwa upanuzi wa isothermal.
2. Kisha ukandamizaji wa adiabatic hutokea - compressor huongeza shinikizo la friji. Wakati huo huo, joto lake huongezeka hadi +70 ° C.
3. Kupitisha condenser, freon inakuwa kioevu, kwa kuwa kwa shinikizo la kuongezeka hutoa joto kwa mzunguko wa joto ndani ya nyumba. Awamu hii inaitwa compression isothermal.
4. Wakati freon inapita kupitia choko, shinikizo na joto hupungua kwa kasi. Upanuzi wa Adiabatic hutokea.

Inapokanzwa kiasi cha ndani cha chumba kulingana na kanuni ya HP inawezekana tu kwa matumizi ya vifaa vya hali ya juu vilivyo na otomatiki kudhibiti michakato yote hapo juu. Kwa kuongeza, vidhibiti vinavyoweza kupangwa hudhibiti ukubwa wa uzalishaji wa joto kulingana na kushuka kwa joto la nje ya hewa.

Mafuta mbadala kwa pampu

Hakuna haja ya kutumia mafuta ya kaboni kwa njia ya kuni, makaa ya mawe, au gesi kuendesha HP. Chanzo cha nishati ni joto la sayari iliyotawanyika katika nafasi inayozunguka, ambayo ndani yake kuna kinu cha nyuklia kinachofanya kazi kila wakati.

Ganda gumu la sahani za bara huelea juu ya uso wa magma ya maji ya moto. Wakati mwingine huzuka wakati wa milipuko ya volkeno. Karibu na volkano kuna chemchemi za joto, ambapo unaweza kuogelea na kuchomwa na jua hata wakati wa baridi. Pampu ya joto inaweza kukusanya nishati karibu popote.

Ili kufanya kazi na vyanzo anuwai vya joto, kuna aina kadhaa za pampu za joto:

1. "Hewa-kwa-hewa." Huondoa nishati kutoka kwenye angahewa na kupasha joto hewa ndani ya nyumba.
2. "Maji-hewa". Joto hukusanywa na mzunguko wa nje kutoka chini ya hifadhi kwa matumizi ya baadaye katika mifumo ya uingizaji hewa.
3. "Maji ya chini". Mabomba ya kukusanya joto yapo chini ya ardhi kwa usawa chini ya kiwango cha kufungia, ili hata katika baridi kali zaidi wanaweza kupokea nishati ya joto la baridi katika mfumo wa joto wa jengo.
4. "Maji-maji." Mtoza amewekwa kando ya chini ya hifadhi kwa kina cha mita tatu, joto lililokusanywa huwasha maji yanayozunguka kwenye sakafu ya joto ndani ya nyumba.

Kuna chaguo na mtoza wazi wa nje, wakati unaweza kupata na visima viwili: moja kwa ajili ya kukusanya maji ya chini ya ardhi, na ya pili kwa kukimbia nyuma kwenye chemichemi. Chaguo hili linawezekana tu ikiwa ubora wa kioevu ni mzuri, kwa sababu vichungi huziba haraka ikiwa kipozezi kina chumvi nyingi za ugumu au chembe ndogo ndogo zilizosimamishwa. Kabla ya ufungaji, ni muhimu kufanya uchambuzi wa maji.

Ikiwa kisima kilichochimbwa huteleza haraka au maji yana chumvi nyingi za ugumu, basi operesheni thabiti ya HP inahakikishwa kwa kuchimba mashimo zaidi ardhini. Loops ya contour ya nje iliyofungwa hupunguzwa ndani yao. Kisha visima huunganishwa kwa kutumia kuziba kutoka kwa mchanganyiko wa udongo na mchanga.

Kutumia pampu za dredge

Unaweza kupata manufaa ya ziada kutoka kwa maeneo yanayokaliwa na nyasi au vitanda vya maua kwa kutumia HP ya ardhini hadi maji. Ili kufanya hivyo, unahitaji kuweka mabomba kwenye mitaro kwa kina chini ya kiwango cha kufungia kukusanya joto la chini ya ardhi. Umbali kati ya mitaro sambamba ni angalau 1.5 m.

Katika kusini mwa Urusi, hata katika msimu wa baridi wa baridi sana, ardhi huganda hadi kiwango cha juu cha 0.5 m, kwa hivyo ni rahisi kuondoa safu ya ardhi kwenye tovuti ya ufungaji na grader, kuweka mtoza, na kisha kujaza shimo. na mchimbaji. Vichaka na miti, ambayo mizizi inaweza kuharibu contour ya nje, haipaswi kupandwa mahali hapa.

Kiasi cha joto kilichopokelewa kutoka kwa kila mita ya bomba inategemea aina ya udongo:

• mchanga kavu, udongo - 10-20 W / m;
• udongo wa mvua - 25 W / m;
• mchanga wenye unyevu na changarawe - 35 W / m.

Eneo la ardhi karibu na nyumba inaweza kuwa haitoshi kubeba rejista ya bomba la nje. Udongo wa mchanga kavu hautoi mtiririko wa kutosha wa joto. Kisha hutumia visima vya kuchimba visima hadi mita 50 kwa kina ili kufikia chemichemi ya maji. Vitanzi vya ushuru vya umbo la U hupunguzwa ndani ya visima.

Ya kina zaidi, juu ya ufanisi wa joto wa probes ndani ya visima huongezeka. Joto la mambo ya ndani ya dunia huongezeka kwa digrii 3 kila m 100. Ufanisi wa kuondolewa kwa nishati kutoka kwa mtozaji wa kisima unaweza kufikia 50 W / m.

Ufungaji na uagizaji wa mifumo ya HP ni seti ngumu ya kiteknolojia ya kazi ambayo inaweza tu kufanywa na wataalam wenye uzoefu. Gharama ya jumla ya vifaa na vifaa vya sehemu ni kubwa zaidi ikilinganishwa na vifaa vya kupokanzwa gesi ya kawaida. Kwa hiyo, muda wa malipo kwa gharama za awali huendelea kwa miaka. Lakini nyumba imejengwa ili kudumu kwa miongo kadhaa, na pampu za joto la joto ni njia ya kupokanzwa yenye faida zaidi kwa nyumba za nchi.

Akiba ya kila mwaka ikilinganishwa na:

• boiler ya gesi - 70%;
• inapokanzwa umeme - 350%;
• boiler ya mafuta imara - 50%.

Wakati wa kuhesabu kipindi cha malipo ya HP, ni muhimu kuzingatia gharama za uendeshaji kwa maisha yote ya huduma ya vifaa - angalau miaka 30, basi akiba itazidi mara nyingi gharama za awali.

Pampu za maji kwa maji

Karibu mtu yeyote anaweza kuweka mabomba ya ushuru wa polyethilini chini ya hifadhi iliyo karibu. Hii haihitaji ujuzi mwingi wa kitaaluma, ujuzi, au zana. Inatosha kusambaza sawasawa coils ya coil juu ya uso wa maji. Lazima kuwe na umbali kati ya zamu ya angalau 30 cm, na kina cha mafuriko cha angalau m 3. Kisha unahitaji kuunganisha uzito kwenye mabomba ili waende chini. Matofali ya chini au mawe ya asili yanafaa kabisa hapa.

Kufunga mtozaji wa maji kwa maji wa HP itahitaji muda na pesa kidogo sana kuliko kuchimba mitaro au visima vya kuchimba visima. Gharama ya ununuzi wa mabomba pia itakuwa ndogo, tangu kuondolewa kwa joto wakati wa kubadilishana joto la convective katika mazingira ya majini hufikia 80 W / m. Faida dhahiri ya kutumia HP ni kwamba hakuna haja ya kuchoma mafuta ya kaboni ili kutoa joto.

Njia mbadala ya kupokanzwa nyumba inazidi kuwa maarufu, kwani ina faida kadhaa zaidi:

1. Rafiki wa mazingira.
2. Hutumia chanzo cha nishati mbadala.
3. Baada ya kuwaagiza kukamilika, hakuna gharama za kawaida za matumizi.
4. Hurekebisha kiotomati joto ndani ya nyumba kulingana na hali ya joto ya nje.
5. Muda wa malipo kwa gharama za awali ni miaka 5-10.
6. Unaweza kuunganisha boiler kwa usambazaji wa maji ya moto kwenye kottage.
7. Katika majira ya joto hufanya kazi kama kiyoyozi, kupoza hewa ya usambazaji.
8. Maisha ya huduma ya kifaa ni zaidi ya miaka 30.
9. Kiwango cha chini cha matumizi ya nishati - huzalisha hadi 6 kW ya joto kwa kutumia 1 kW ya umeme.
10. Uhuru kamili wa kupokanzwa na hali ya hewa ya Cottage mbele ya jenereta ya umeme ya aina yoyote.
11. Kukabiliana na mfumo wa "smart home" kwa udhibiti wa kijijini na kuokoa nishati ya ziada kunawezekana.

Ili kuendesha HP ya maji kwa maji, mifumo mitatu ya kujitegemea inahitajika: nyaya za nje, za ndani na za compressor. Zinajumuishwa katika mzunguko mmoja na vibadilishaji joto ambavyo vipozezi mbalimbali huzunguka.

Wakati wa kuunda mfumo wa usambazaji wa umeme, inapaswa kuzingatiwa kuwa kusukuma baridi kupitia mzunguko wa nje hutumia umeme. Urefu wa urefu wa mabomba, bend, na zamu, faida ya chini ya VT. Umbali mzuri kutoka kwa nyumba hadi pwani ni m 100. Inaweza kupanuliwa kwa 25% kwa kuongeza kipenyo cha mabomba ya mtoza kutoka 32 hadi 40 mm.

Air - mgawanyiko na mono

Ni faida zaidi kutumia hewa HP katika mikoa ya kusini, ambapo joto mara chache hupungua chini ya 0 ° C, lakini vifaa vya kisasa vinaweza kufanya kazi saa -25 ° C. Mara nyingi, mifumo ya mgawanyiko imewekwa, inayojumuisha vitengo vya ndani na nje. Seti ya nje inajumuisha shabiki anayepiga kupitia grille ya radiator, seti ya ndani inajumuisha mchanganyiko wa joto wa condenser na compressor.

Ubunifu wa mifumo ya mgawanyiko hutoa ubadilishaji wa njia za kufanya kazi kwa kutumia valve. Wakati wa msimu wa baridi, kitengo cha nje ni jenereta ya joto, na katika msimu wa joto, kinyume chake, huitoa kwa hewa ya nje, ikifanya kazi kama kiyoyozi. Pampu za joto za hewa zina sifa ya ufungaji rahisi sana wa kitengo cha nje.

Faida zingine:

1. Ufanisi wa juu wa kitengo cha nje unahakikishwa na eneo kubwa la kubadilishana joto la grille ya radiator ya evaporator.
2. Uendeshaji usioingiliwa unawezekana kwa joto la nje hadi -25 °C.
3. Shabiki iko nje ya chumba, hivyo kiwango cha kelele kiko ndani ya mipaka inayokubalika.
4. Katika msimu wa joto, mfumo wa mgawanyiko hufanya kazi kama kiyoyozi.
5. Joto la kuweka ndani ya chumba huhifadhiwa moja kwa moja.

Wakati wa kubuni inapokanzwa kwa majengo yaliyo katika mikoa yenye majira ya baridi ya muda mrefu na ya baridi, ni muhimu kuzingatia ufanisi mdogo wa hita za hewa kwenye joto la chini ya sifuri. Kwa kW 1 ya umeme unaotumiwa kuna 1.5-2 kW ya joto. Kwa hiyo, ni muhimu kutoa vyanzo vya ziada vya usambazaji wa joto.

Ufungaji rahisi zaidi wa VT unawezekana wakati wa kutumia mifumo ya monoblock. Mabomba ya baridi tu huingia ndani ya chumba, na taratibu nyingine zote ziko nje katika nyumba moja. Muundo huu kwa kiasi kikubwa huongeza uaminifu wa vifaa na pia hupunguza kelele hadi chini ya 35 dB - hii ni katika ngazi ya mazungumzo ya kawaida kati ya watu wawili.

Wakati wa kufunga pampu sio gharama nafuu

Karibu haiwezekani kupata viwanja vya bure vya ardhi katika jiji kwa eneo la contour ya nje ya HP ya chini hadi maji. Ni rahisi zaidi kufunga pampu ya joto ya chanzo cha hewa kwenye ukuta wa nje wa jengo, ambayo ni ya manufaa hasa katika mikoa ya kusini. Kwa maeneo ya baridi na baridi ya muda mrefu, kuna uwezekano wa icing ya grille ya nje ya radiator ya mfumo wa kupasuliwa.

Ufanisi wa juu wa HP unahakikishwa ikiwa masharti yafuatayo yamefikiwa:

1. Chumba cha joto lazima kiwe na miundo ya nje ya maboksi. Kiwango cha juu cha upotezaji wa joto hakiwezi kuzidi 100 W/m2.
2. TN inaweza kufanya kazi kwa ufanisi tu na mfumo wa "sakafu ya joto" isiyo na joto.
3. Katika mikoa ya kaskazini, HP inapaswa kutumika kwa kushirikiana na vyanzo vya ziada vya joto.

Wakati hali ya joto ya hewa ya nje inapungua sana, mzunguko wa inertia wa "sakafu ya joto" hauna wakati wa kupasha joto chumba. Hii hutokea mara nyingi katika majira ya baridi. Wakati wa mchana jua lilikuwa na joto, kipimajoto kilionyesha -5 °C. Usiku, joto linaweza kushuka haraka hadi -15 ° C, na ikiwa upepo mkali unavuma, baridi itakuwa na nguvu zaidi.

Kisha unahitaji kufunga betri za kawaida chini ya madirisha na kando ya kuta za nje. Lakini hali ya joto ya baridi ndani yao inapaswa kuwa mara mbili zaidi kuliko katika mzunguko wa "sakafu ya joto". Sehemu ya moto yenye mzunguko wa maji inaweza kutoa nishati ya ziada katika jumba la nchi, na boiler ya umeme inaweza kutoa nishati ya ziada katika ghorofa ya jiji.

Inabakia tu kuamua ikiwa HP itakuwa chanzo kikuu au cha ziada cha joto. Katika kesi ya kwanza, ni lazima kulipa fidia kwa 70% ya jumla ya hasara ya joto ya chumba, na kwa pili - 30%.

Video

Video hutoa kulinganisha kwa kuona ya faida na hasara za aina mbalimbali za pampu za joto na inaelezea kwa undani muundo wa mfumo wa hewa-maji.

Evgeniy AfanasyevMhariri Mkuu

Mwandishi wa uchapishaji 05.02.2019

Rudi