Innholdet i artikkelen
Å skape et optimalt mikroklima i rommet er en viktig komponent i et komfortabelt liv. Dette problemet er spesielt bekymret for eiere av privat boligbygging, der organisering av sentralisert oppvarming enten ikke er tilgjengelig eller er for dyrt. I dette tilfellet kan alternative kilder til termisk energi komme til unnsetning, slik at du kan samle varme fra de mest utrolige områdene i naturen. En av disse kildene er jorden, for å hente varme fra tarmene brukes en geotermisk varmepumpe som lar deg motta energiressurser uten å skade miljøet.
Varmepumpe og dens funksjoner
En varmepumpe omdanner energi fra en kilde og overfører den til en forbruker med høyere temperatur. Slike enheter er optimale for å organisere oppvarming og varmtvannsforsyning til et privat hus som ligger langt fra sentralisert gassforsyning, oppvarmingsnett og ikke har muligheten til å bruke kull, gass eller elektrisitet som varmekilde.
Varmepumper, derimot, trenger ikke slike kilder og kan operere på en alternativ og enkleste ressurs, ved å bruke energien til slike naturlige materialer som luft, jord, vann.
Prinsippet for driften av en slik energibærer er ganske enkelt og består i følgende – den akkumulerer avledet varme fra miljøet og overfører den til varmesystemet.
Interessant! Varmepumpen kan ikke bare brukes til oppvarming, men også fungere som klimaanlegg.
Driftsprinsipp og varianter
Et trekk ved driften av slike enheter er det omvendte Carnot-prinsippet, som ligger til grunn for driften av kjøleenheter. Systemet til hver av enhetene inkluderer slike enheter som en kondensator, kompressor, fordamper, kapillær. Ved hjelp av en kraftig vifte hentes energien til bæreren fra miljøet. Ved kontakt med fordamperen varmes den opp, og fordamper kommer inn i kompressoren. Det er en prosess med kompresjon og oppvarming til en viss temperatur. Deretter beveger den seg til kondensatoren, hvor energibæreren går over i flytende tilstand og overfører varmen til bygningens varmesystem. Syklusen gjentas om og om igjen.
Avhengig av energikilden som brukes, finnes det forskjellige typer enheter:
- Varmepumpe "vann-vann". Den bruker grunnvann som den viktigste energikilden. I stedet for dem kan du også akkumulere termisk energi fra reservoarer;
- Varmepumpe "luft-vann". Den mottar varme fra luften, og hovedelementene i en slik pumpe er en vifte og en fordamper;
- Jordvarmepumpe. Bruker jord som varmekilde. For å trekke ut varme brukes sonder og samlere, som er installert under frysenivået til jorda.
- Luft-til-luft varmepumpe .
Etter klasse kan varmepumper som brukes i det moderne arrangementet av varmesystemer være av to hovedklasser:
- termoelektriske;
- Fordampende.
Termoelektriske pumper
Hovedprinsippet for drift av slike installasjoner er bruken av Peltier-effekten. Den består av følgende: mens det påføres en liten konstant spenning på begge sider av skiven av halvledermateriale, begynner den ene siden av skiven å varmes opp, og den andre avkjøles. Essensen av effekten ligger i de strukturelle egenskapene til lagene på sidene av platen. Begge lagene har forskjellige elektronenerginivåer i ledningsbåndet.
Interessant! Peltier-elementet er en plate med enkel design og fravær av elementer som beveger seg. Den fungerer lydløst og er lett i vekt.
Fordampningspumper
Slike pumper kan enten være mekanisk kompresjon (stempel eller turbin) eller absorpsjon (diffusjon) pumper.
Prinsippet for drift av kompresjonsenheter er som følger: et helt gassformig eller delvis kjølemiddel, ved hjelp av en kompressor, komprimeres til en slik tilstand når det blir til en væske. I prosessen varmes det opp. En gang i kondensatoren avkjøles den til romtemperatur, og resten av den frigjorte varmen avgis. Det kalde kjølemediet, som kommer inn i ekspansjonskammeret, passerer gjennom stempelet eller turbinen (avhengig av typen varmepumpe), hvor trykket endres. Som et resultat fordamper det og avkjøles, det går over i en gassform og avkjøles igjen. Syklusen gjentas.
Dette operasjonsprinsippet gjør det mulig å oppnå høy effektivitet ved bruk av alternative varmekilder.
Absorpsjonsvarmepumper bruker samme driftsprinsipp som de tidligere enhetene, med den eneste forskjellen at de bruker et spesielt stoff, en absorbent, for absorpsjon etter fordampning. Den største fordelen med slike enheter er bruken av forskjellige energikilder og nesten fravær av støy.
Enheten til ulike typer varmepumper
Luft-til-luft varmepumpe
En luft-til-luft varmepumpe kan ta varme fra uteluften og sende den til romoppvarming og varmtvannsforsyning.
Selv om bruken av denne utformingen tillater bruk av omgivelsestemperatur, er slike enheter de minst effektive blant varmeovner av denne typen.
Varmesystemet i dette tilfellet består av en ekstern enhet, som ligner på en delt systemenhet, men den har ikke en kompressor inni. I stedet er det komponenter som en platevarmeveksler og en vifte. Betjeningen av platen er basert på Peltier-effekten, og viften gir luftinjeksjon i økte volumer, og sender den til platen
Varmepumpe "vann-vann"
Et slikt system er mer effektivt enn en luft-til-luft varmepumpe. Ved hjelp av en slik enhet er det mulig å hente ut varme fra et reservoar, til og med 100 meter unna huset. Men mer vanlig er bruk av grunnvannsvarme gjennom en brønn. For å organisere oppvarming i henhold til dette prinsippet, trenger du to brønner – en for å motta vann, den andre for å drenere det.
Driftsskjemaet til en slik pumpe er vist i figuren.
Merk følgende! Et slikt system krever organisering av forbehandling av vann som kommer inn i varmeveksleren. I dette tilfellet må rørene legges under frysedybden til jorda.
Hvis vann tas fra et reservoar, er det mulig å organisere en krets fylt med en frostvæske (propylenglykol), som vil passere langs bunnen og spille rollen som et mellomledd mellom kjølemediet og vannet.
Jordvarmepumpe
Dette systemet er det mest stabile og effektive. Den lar deg bruke jordens varme på en dybde der temperaturen alltid er + 7ºС.
For å organisere oppvarming ved hjelp av en varmepumpe av denne typen, er det mulig å ta jordens energi på to måter: ved å bruke en horisontal krets bestående av rør, eller fra en 25 meter lang brønn hvor sonder senkes.
I hvert tilfelle er kjølevæsken frostvæske.
Fordeler og ulemper med varmepumper
Effektiviteten til denne metoden for oppvarming og organisering av varmtvannsforsyning har ubestridelige fordeler i forhold til andre kilder til termisk energi:
- Luft, grunnvann og jordens varme er gratis ressurser som stadig fylles på, og konstant bruk reduserer ikke antallet;
- Enhetene er ikke for eksponert for atmosfæren og mottar energi selv under ekstreme forhold;
- Muligheten for å organisere automatisk kontroll av systemet;
- Høy brukssikkerhet og ingen skadelige effekter på miljøet i prosessen med arbeidet;
- Høy pålitelighet på grunn av uavhengighet fra strømbrudd;
- Komfortabel og stillegående drift, uten økt støy og vibrasjoner;
- Kompatibilitet med ulike typer sirkulerende varmesystemer og mulighet for installasjon i rom av enhver type;
- Ikke behov for en skorstein;
- Allsidighet og muligheten til å bruke ikke bare for oppvarming, men også for klimaanlegg;
- Rask tilbakebetaling;
- Holdbarhet og praktisk.
Et slikt system vil bidra til effektivt å organisere en pumpe- og blandeenhet for gulvvarme, velge antall varmeradiatorer i lokalene i henhold til behovene og oppfylle eierens ideer.
Ytterligere nyttig og interessant informasjon om ulike typer varmepumper kan fås ved å se videoen:
Kompleksitet kan bare være forårsaket av installasjon og korrekt beregning av systemet for et bestemt objekt. Men for slikt arbeid bør fagfolk involveres for ikke å deaktivere det helt.
Lage en varmepumpe
Anmeldelser av ekte eiere om disse enhetene er i de fleste tilfeller positive og gjenspeiler deres entusiastiske ønske om å råde andre mennesker til å bruke alternative energikilder.
Men ikke alle har råd til å kjøpe en slik enhet, men når du kjenner til funksjonene i organiseringen av et slikt system, kan du lage en varmepumpe med egne hender.
Før du starter installasjonsarbeidet på egen hånd, bør du studere bygningens varmeisolasjonsegenskaper grundig. Hvis kvaliteten ikke er den beste, bør tetnings- og isolasjonsarbeid utføres.
Sammensetningen av det skjematiske diagrammet til en varmepumpe av noe slag inkluderer slike elementer som:
- Kompressor. Det er best å velge den mest lydløse enheten, den må festes til veggen med en brakett;
- Fordamper. Som denne komponenten kan du bruke hvilken som helst beholder med et volum på omtrent 100 liter, for eksempel en gummi- eller plastfat;
- Kondensator. For å gjøre dette kan du bruke en tank med et volum på 120 liter, laget av rustfritt stål. Den skal kuttes i 2 deler, sett inn en spole laget av kobberrør, og brygg den deretter tilbake;
- Termostatventilen må kjøpes separat, gitt dens kompatibilitet med systemet som viste seg.
Tilførsel og utslipp av vann kan utføres med vanlige avløpsrør. For varmeveksleren kan du bruke et rør fra et gammelt kjøleskap, og ta vare på rensligheten på forhånd.
Merk følgende! Det er bedre å overlate lodding av forbindelser, påfylling av freon og andre teknologisk komplekse oppgaver til fagfolk som vil utføre disse arbeidene trygt og med høy kvalitet.
For å automatisere arbeid og kontroll bør du også kjøpe et startrelé og et temperaturrelé, ulike sikringer.
Hvordan lage en varmepumpe med egne hender ved hjelp av et gammelt klimaanlegg vil fortelle videoen:
Et annet alternativ for selv å produsere en varmekilde er vist i videoen:
Ved å velge alternative kilder til termisk energi for oppvarming av husets områder, velger en person beskyttelse av naturen og effektiv bruk av ressursene uten skade på miljøet.
