مبدأ تشغيل المضخة الحرارية من الهواء إلى الهواء ، مزايا وعيوب الحل

تسجيل الدخول

تاريخ النشر: 11 مارس 2019

غالبًا ما تستخدم المضخات الحرارية من الهواء إلى الهواء حيث يكون من المستحيل تجهيز دائرة مبادل حراري تحت الأرض. قد يكون السبب في ذلك هو القيود المالية ، ونقص المياه الجوفية أو المساحة الحرة في الموقع للتركيب الأفقي للنظام ، ووجود طبقات صلبة على عمق ضحل ، وظروف أخرى. في هذه الحالات ، المضخة الحرارية هي البديل المعقول الوحيد. الحل مناسب لأولئك الأشخاص الذين يرغبون في بناء هيكل تدفئة صديق للبيئة ، ولكن لديهم مبلغ صغير من المال لتنفيذ المشروع.

لماذا لا الحطب؟

يقوم جيراننا بشكل أساسي بتسخين مواقد الحطب ، لكن هذا الخيار لم يكن ممتعًا في البداية. كل عام من الضروري تخزين الوقود وتنظيف الغلاية ومراقبة احتراقها. مع الكهرباء ، أصبح كل شيء أبسط بكثير - ضغطت على مفتاح التبديل ، وبدأت الحرارة. العيب الوحيد لهذه الطريقة هو ارتفاع تكلفة الكهرباء. في وقت بدء تشغيل نظام التدفئة ، كانت تكلفة كيلوواط / ساعة في منطقة موسكو 5.29 روبل.

بطبيعة الحال ، أردنا استخدام مثل هذا المورد القيّم اقتصاديًا قدر الإمكان ، لذلك استقرنا على مضخة حرارية من الهواء إلى الهواء. هذا هو الخيار الأرخص ، فهو يعمل تقريبًا مثل مكيف الهواء.

ترتيب نظام تسخين الهواء

يعد تسخين الهواء أكثر ملاءمة للاستخدام مع المضخة الحرارية من أنظمة المياه التقليدية ذات المشعات الضخمة والمكلفة ، لأنها لا تتطلب تسخين وسط التسخين إلى درجة حرارة عالية جدًا. يتم توزيع الهواء الساخن في منطقة المعيشة من خلال نظام مجاري الهواء. هذا يزيل خسائر الحرارة الكبيرة التي لا مفر منها عند نقل الماء الساخن.

يمكن استخدام أنواع مختلفة من مجاري الهواء لمضخة حرارية من الهواء إلى الهواء ، وغالبًا ما تكون هياكل موثوقة مصنوعة من الفولاذ المجلفن

يدخل الهواء الساخن من المبادل الحراري المرشح ثم إلى نظام مجاري الهواء. في الوقت نفسه ، يتم إضافة كمية معينة من الهواء الخارجي إليها. لا يضمن ذلك تدفئة الغرفة فحسب ، بل يضمن أيضًا تبادل الهواء الصحيح.

بالطبع ، هناك حاجة إلى مروحة قوية بما يكفي لنقل الهواء الدافئ. عادة ما يتم وضع مجاري الهواء على طول جدران الغرف ، ويأتي الهواء الدافئ من شبكات الإمداد ، والتي يُنصح بوضعها بالقرب من النوافذ. بالإضافة إلى ذلك ، تم تجهيز النظام بثرموستات تسمح بالتحكم الآلي في تدفئة المكان.

لتثبيت نظام تسخين الهواء ، يجب عليك تخزين:

• مراوح خاصة
• مجموعة من شبكات الإمداد ؛
• شريط الألمنيوم المقوى
• مجموعة من السحابات
• أداة للعمل مع الفولاذ المجلفن.

يتم استخدام مجاري الهواء الصلبة والمرنة بنجاح لنقل الهواء الساخن. بالنسبة للهياكل الصلبة ، ستكون هناك حاجة إلى انحناءات إضافية لتحويل اتجاه تدفق الهواء بالزاوية المطلوبة (بالدرجات).

إذا كنت تخطط لتركيب تدفئة الهواء حتى في مرحلة بناء منزل ، فيمكنك إخفاء مجاري الهواء في الحائط أو تحت السقف الخاطئ. خلاف ذلك ، فهي مغطاة بعناصر زخرفية خاصة.

من الأفضل تركيب نظام مجاري الهواء في مرحلة بناء المنزل. ثم يمكن بناؤها مباشرة في الجدران. إذا تم اتخاذ القرار لاحقًا ، يتم وضع مجاري الهواء على طول الجدران وإخفائها بشبكات زخرفية.

معلمات تشغيل المعدات

من النادر حدوث صقيع شديد في منطقة موسكو ، وقد أظهرت التجربة أن درجة الحرارة نادراً ما تنخفض إلى ما دون -25 درجة مئوية. تم حساب أنه في مثل هذه الظروف ، ستكون المضخة التي تنتج 15 كيلو واط من الحرارة كافية لمنزل المنطقة المتاحة. كلفتنا ميزانية النظام حوالي 150000 روبل.

تتغير كفاءة مضخات الهواء أيضًا حسب الظروف الخارجية. في حالتنا ، اتضح أنه مع استهلاك 1 كيلو واط / ساعة من الكهرباء ، أنتج النظام 2-2.5 كيلو واط من الحرارة. إنه الحد الأدنى. إذا كان هناك ضوء يذوب في الخارج مع درجة حرارة أعلى بقليل من الصفر ، فإنه يعطي 3.5 كيلو واط من الحرارة.

يتم تدفئة المنزل بالتساوي عن طريق الهواء الدافئ ، ولا توجد مشعات أو أرضيات دافئة. يتم إضافة الهواء الخارجي النقي باستمرار إلى النظام من خلال جهاز التعافي.

تتمثل مهمة جهاز التعافي في توفير الحرارة بشكل إضافي. بمساعدتها ، يتم تسخين الهواء القادم من الشارع بواسطة الهواء الذي يتم طرده بالقوة من المنزل ، على سبيل المثال ، من الحمامات. يتم ضبط درجة حرارة الغرفة المطلوبة على جهاز التحكم عن بعد.

التحكم الآلي ، في الليل تنخفض درجة الحرارة لمزيد من الراحة.

فوائد استخدام

يتم تحقيق الكفاءة العالية للمضخة الحرارية من الهواء إلى الهواء من خلال إنشاء أصغر فرق بين درجة حرارة الهواء الذي يتم أخذ الحرارة منه ودرجة الحرارة في نظام التدفئة. أسهل طريقة لتحقيق هذا الشرط هي في منطقة ذات مناخ معتدل وشتاء معتدل. في خطوط العرض الشمالية ذات درجات الحرارة المنخفضة ، تنخفض فعالية هذه المعدات.

الحل له مزايا عديدة. مزايا تدفئة المنزل بمضخات حرارية من الهواء إلى الهواء:

• تصميم نظام بسيط ، تركيب وتشغيل مناسب. ليست هناك حاجة لحفر الآبار ، ووضع الاتصالات ، وتخصيص غرفة منفصلة للمعدات ؛
• مناسبة لأي مناخ
• يمكن تركيب الجهاز في مبنى مشيد بنظام تدفئة قياسي. الحل يوفر المال على وضع اتصالات إضافية. يتطلب التثبيت تعديلات طفيفة على الهيكل الحالي ؛
• التثبيت أرخص عند مقارنة الحل بأنواع أخرى من المضخات الحرارية ؛
• عمر خدمة طويل
• فترة استرداد قصيرة
• استهلاك الطاقة أقل من المتوسط ​​؛
• تعمل المعدات في وضع مستقل ، ولها أبعاد مضغوطة ، ولا تسبب تلوث ضوضاء ؛
• تسمح دائرة المضخة الحرارية من الهواء إلى الهواء باستخدامها في الصيف لتبريد الفضاء. بفضل فلاتر الهواء عالية الكفاءة ، يتم ضمان مناخ محلي مريح بسهولة داخل المنزل.

توزيع الحرارة على الغرف

كل غرفة تحتاج إلى كمية الحرارة الخاصة بها. على سبيل المثال ، في غرف الزاوية ، مطلوب دائمًا المزيد منها ، لأن لها جداران باردان. قمنا بحل مشكلة التوزيع بمساعدة صمامات البوابة.

في أماكن أخرى ، يتم تنظيم التدفق بواسطة صمامات على الشبكات. لا يقفون فقط في السقف ، ولكن أيضًا في الأرضية. هذا مهم جدًا للتدفئة الموحدة والراحة - يعلم الجميع أن الهواء الدافئ يرتفع لأعلى. يتم ترتيب سحب الهواء للعادم من المبنى بطريقة مماثلة - يتم إنتاجه من السقف ومن الأرضية.

وقد سبق ذكر كيفية إخراج الهواء من الحمامات: إلى الشارع من خلال جهاز التعافي ، فلا تنتشر الروائح في جميع أنحاء المنزل.

كيف تعمل المضخة الحرارية من الهواء إلى الهواء

يعتمد النظام على نفس المبدأ الذي ينطبق على وحدات ضخ الطاقة الحرارية الأرضية. الفرق الرئيسي هو أن الحرارة لا تؤخذ من التربة أو البيئة المائية ، ولكن من الهواء الخارجي. في هذه الحالة ، يتم تسخين المبنى عن طريق تسخين الهواء داخل المبنى.

تتميز المضخة الحرارية لتدفئة المنزل بالهواء بتصميم بسيط نسبيًا. لاستخدامه ، لا تحتاج إلى حفر الآبار ووضع المحيط تحت الأرض.تم تصميم الوحدة بوحدات داخلية وخارجية. يسمى الجزء الخارجي من النظام بالتبخير ويتم تثبيته بحيث يكون مجاورًا للمبنى من الشارع.

مبدأ تشغيل الوحدة بسيط للغاية. تستخرج الوحدة الخارجية الحرارة من الكتل الهوائية المحيطة ، والتي تقوم بعد ذلك بتسخين المبرد. يبدأ في الغليان ويتحول إلى غاز. ثم يضغط الضاغط على المادة ، مما يزيد من درجة حرارتها. يتم توجيه الحرارة إلى داخل المكثف الموجود في المبنى. تعمل الدائرة بشكل دائم ويتم التحكم فيها عن طريق الأتمتة. تتوقف العملية فقط عندما يتمكن النظام من توفير درجة الحرارة المحددة في الغرفة.

إذا كانت لديك أي أسئلة حول تشغيل الجهاز ، فيمكنك طلب توضيح من العمال الذين يقومون بتركيب النظام. سيخبرونك بمزيد من التفصيل عن كيفية عمل المضخة الحرارية ، ويطلعونك على قواعد تشغيل المعدات.

الجزء الخارجي

تقع الوحدة الخارجية للمضخة الحرارية خلف فتحات التهوية الشفافة. إنه كبير بما يكفي ويشبه مكيف الهواء الصناعي. في فصل الشتاء ، يتجمد جسم المضخة ويغطى بطبقة ثلجية كثيفة. هذه عملية منصوص عليها في عملها - وفقًا لخوارزمياتها الداخلية ، يذهب الجهاز بانتظام لإزالة الجليد وإذابة الجليد تمامًا. بعد ذلك يتكرر كل شيء.

هل من الممكن أن تفعل ذلك بنفسك

على الرغم من التعقيد التقني للمضخات الحرارية ، يمكن تركيبها بشكل مستقل. لكي تكون أكثر دقة ، أنت حر بأيديك في تنفيذ جميع "الأعمال القذرة": مد خطوط الأنابيب التقنية وشبكات الإمداد بالطاقة ، وتعليق الوحدات الداخلية والخارجية. تحتوي وثائق جواز السفر لكل نوع محدد من المضخات الحرارية على معلومات شاملة حول شروط تركيب الكتل ، والمنحدر ، والطول ، والانحناءات المسموح بها للمسارات التقنية.

كل ما تبقى بعد ذلك هو دعوة متخصص يتحقق من صحة تركيب النظام ويضمن تشغيله بشكل صحيح. لا يمكن القيام بهذه الأعمال بنفسك: المعدات مطلوبة لتنظيف وإخراج الهواء من النظام ، وشحن المبرد - بشكل عام ، هذه العملية تقنية ومعقدة تمامًا.

يجب التأكيد على أن تركيب أنظمة التكييف هذه لا يتم "بين عشية وضحاها". مطلوب حساب أولي مفصل ، على وجه الخصوص ، من الضروري تحديد فئة المعدات المناسبة لظروف مناخية محددة وحساب قوتها الكافية. بالطبع ، فإن تدفئة المناطق على أساس المضخات الحرارية تسبب المزيد من الصعوبات في تصميم وتنسيق العمل مع مقاولي البناء

الاستنتاجات على أساس نتائج الاستخدام

يكلف نظام التهوية والتدفئة بالكامل حوالي 280.000 روبل. من الضروري هنا مراعاة أن العمل قد تم بمفردنا ، وعند شراء المعدات والمواد ، تم استخدام مواهب التخفيضات "الضائعة" إلى أقصى حد.

لا يعتقد الكثيرون أنه في خطوط العرض لدينا من الممكن تسخين الهواء المسخن بالكهرباء. من تجربتنا الخاصة ، يمكننا القول أن هذا حقيقي. مثل هذه الأنظمة تعمل وتوفر المال. متوسط ​​المبلغ الشهري للتدفئة في بلدنا هو 6000-8000 روبل. من تجربة الجيران الذين لديهم منازل من نفس الحجم ، نعلم أنهم يدفعون 20000 و 25000 روبل شهريًا. اتضح أن جميع تكاليفنا لتركيب مضخة حرارية من الهواء إلى الهواء ستؤتي ثمارها بالكامل في حوالي عامين.

كيف يتم حساب قوة المعدات

توجد كمية صغيرة من الحرارة في المجال الجوي حتى عندما تنخفض درجة الحرارة إلى -20 درجة مئوية. من المهم أن تكون مناسبة لتدفئة المنزل باستخدام تصميم مستقل. لحساب المعلمات المطلوبة ، عادة ما يتم استخدام برامج خاصة. يمكنك استخدام الأنظمة عبر الإنترنت التي تحتوي على حقول لتحديد القيم الرقمية.في نفوسهم يمكنك تحديد مساحة الغرفة وارتفاع الأسقف. في بعض الأحيان يُسمح بضبط نطاق درجة الحرارة الخاص بالمنطقة.

المضخة الحرارية قادرة على العمل حتى في الصقيع الشديد ، لكنها ستعمل بكفاءة أقل. نطاق درجة الحرارة من -10 إلى +10 درجة مئوية مناسب للنظام. لكي لا نخطئ عند اختيار المضخة ، يجدر النظر في العوامل:

• حجم المبرد
• مساحة السطح الإجمالية للملفات في الكتل الخارجية والداخلية ؛
• الحجم المخطط لنقل الحرارة.

نظرًا لأن النظام يتميز بتصميم بسيط نسبيًا ، يمكن حتى لمن لديه خبرة قليلة في التعامل مع المعدات تثبيته. لكن يُنصح بتكليف المتخصصين بالحسابات. كحد أدنى ، ينبغي استشارتهم. سيساعد الخبراء في تحديد المعاملات اللازمة ، وحساب المضخة الحرارية من الهواء إلى الهواء مع مراعاة جميع العوامل. في وسط روسيا ، تكفي وحدة بسعة 5 كيلووات لمنزل بمساحة 100 متر مربع.