kendin yap ısı pompası

Bir ısı pompası ile ısıtma sadece karlı değil, aynı zamanda pratiktir. Enerji fiyatlarındaki sürekli artış bağlamında, otonom kaynaklar bir eve ısı sağlayabilir ve elektrik maliyetlerini önemli ölçüde azaltabilir. Ayrıca cihaz, çift devreli kazan prensibine göre su besleme sistemine kolayca bağlanır ve sıcak su sağlar..

İçindekiler:

teorik temel

Bir ısı pompasının prensibi, cihazın ısıyı bir yerden çekmesi ve başka bir yere aktarmasıdır, yani. jeotermal fizik yasalarını kullanır. Bir ısı pompasının çalışma prensibini mümkün olduğunca basit düşünürsek, o zaman içinde donma önleyici sıvının aktığı bir boru sistemidir. Harici ısı kaynakları tarafından ısıtılır, daha sonra pompaya hareket eder, ısıtma sistemine ısı verir ve tekrar ısı kaynağına geri döner..

Bu tür ekipmanların iki büyük grubu vardır:

• endüstriyel ısı pompaları;
• ev tipi ısı pompaları.

Endüstriyel tip bir ısı pompasının işi, ısının topraktan çıkarılmasına dayanır. Bunun için, içine metal spirallerin yerleştirildiği birkaç kilometre derinliğe kadar kuyular açılır. Bunlar aracılığıyla ısı, ısı pompasının bağlı olduğu termal devreye aktarılır. Bu yöntem, en yüksek verimliliğe sahip olduğu için en etkilidir. Ancak, ekipmanın kurulum maliyeti 10-15 bin ABD dolarına ulaşıyor. Bu durum, daha az verimli, aynı zamanda daha ucuz olan ev pompalarının ortaya çıkmasına katkıda bulundu..

Ev tipi ısı pompası cihazı

Isı pompası üç ana bölümden oluşur:

• toprak konturu;
• freon konturu;
• ısıtma devresi.

Toprak konturu yapının en basit kısmıdır. Donma önleyici tuzlu suyun dolaştığı, toprağa veya bir su kütlesine monte edilmiş bir boru sistemidir. Sıcaklığı -3 ila -5 santigrat derece arasında değişir. Sıcaklık rejiminde temel bir fark yoktur, çünkü tuzlu su harici ısı kaynakları tarafından yalnızca sıfıra kadar ısıtılabilir..

Bu sıcaklık, zaten -2 sıcaklıkta gaz haline dönüşen freonu kaynatmak için yeterlidir. Ayrıca, freon buharı, basınç oluşturan ve soğutucu akışkanı sıvılaştıran kompresöre aktarılır. Bu durumda, freon sıcaklığı +100 dereceye yükselir.

Ayrıca kaynayan su ısıtma sistemine aktarılır, radyatörlerdeki suyu ısıtır, soğur ve freon devresine geri döner. Böylece enerji tüketimi sadece kompresörün çalışması için gerçekleşir. Gücünün nadiren 1 kW’ı aştığı göz önüne alındığında, elektrik tüketimi açısından bir ısı pompasının bir kazana benzediği söylenmelidir, ancak ondan farklı olarak sadece suyu ısıtmakla kalmaz, aynı zamanda tüm evi ısıtabilir..

Ev tipi ısı pompası çeşitleri

Üç tür termal ekipman arasında ayrım yapmak gelenekseldir:

• açık döngü;
• kapalı bir çevrim ve bir hidro-değiştirici ile;
• kapalı çevrimli ve yatay eşanjörlü.

Açık döngü, ısı eşanjörünün bir yeraltı suyu kaynağına bağlı olduğunu varsayar. Bir pompa kullanırken, bu yöntem eve sadece su değil, aynı zamanda ısı da sağlamanıza izin verir..

Hidrolik eşanjörlü kapalı bir çevrimde, soğutma sıvısı kapalı bir hazneye kurulur. Tuzlu su borularının su ile doğrudan teması yoktur, ısı vücuttan iletilir. Havuzlu veya nehir kenarındaki evler için uygundur.

Yatay ısı eşanjörü, endüstriyel bir ısı pompasının basitleştirilmiş bir versiyonudur. Borular sadece birkaç metre derinliğe kurulur, ancak bu 80-100 metrekarelik yüksek kaliteli ısıtma için yeterlidir. m.Sisteme sirkülasyon pompası takılırsa derinlik 250-300 m’ye çıkarılır.Aşağıdaki sıcaklığın yaklaşık 15-18 derece olacağı düşünüldüğünde ısı pompasının verimi önemli ölçüde artacaktır. Ancak, sirkülasyon pompası yalnızca ağdan çalıştığı için elektrik maliyetinin de daha yüksek olacağı akılda tutulmalıdır..

ısı pompası devresi

Bugün, en yaygın iki tasarım var:

• yoğunlaştırıcı;
• Peltier plakalarında.

Başlamak için, elektrodinamiğe dayalı bir ısı pompasının çalışma prensibini ele alalım. Bu oluşmaktadır:

• farklı elektron enerjisi seviyelerinde farklılık gösteren kaplamalı plakalar;
• güç kaynağı kabloları;
• ısı yoğunlaştırıcı;
• 12V’dan AC güç kaynağı.

Isı pompası sisteminin çalıştırılması son derece basittir. Akımın etkisi altında, plakalardan biri ısınır, ikincisi soğur, polarite değiştiğinde soğuk ve sıcak taraflar değişir. Kondenserler, ısıyı biriktiren ve ısıtma sistemine aktaran plakaların her iki tarafında bulunur..

Aşağıdakiler gibi bariz avantajlarla:

• gürültüsüzlük;
• Kurulum kolaylığı;
• küçük boyutlu.

Önemli bir dezavantaj var – çok düşük verimlilik. Bu sorunla mücadele etmek için plakaların alanını artırmak gerekir ve bu da daha yüksek enerji maliyetlerine yol açacaktır. Ülkemizde ucuz bir zevk olmadığı düşünüldüğünde standart kondenser ısı pompası kullanmak daha verimlidir..

Kendin yap anahtar teslimi ısı pompası

Bir ısı pompasını monte etmek için ihtiyacınız olacak:

• su boruları;
• ısıtma için metal-plastik borular;
• kompresör;
• genleşme tankı kapasitesi;
• kapasitör kapasitesi;
• salamura;
• freon;
• güç kaynağı;
• freon tankı.

İlk aşamada, bir ısı değişim devresi kurmanız gerekecek:

1. Termal kaynağı belirleyin: arazi veya rezervuar.

2. Kaplıcaya borular getiriyoruz.

3. Isı borusunu freon ile genleşme tankına bağlarız.

İkinci aşamada, dolaşım sistemini monte ediyoruz:

1. Freonlu tankı kompresöre bağlarız, bunun için gaz çıkışı genleşme deposunun en üstüne yerleştirilmelidir..

2. Yüksek basınç borusunu kompresöre bağlarız.

3. Kompresörü ve kondansatörü bir jikle ile ayrılması gereken bir boru ile bağlarız..

4. Kondenserden kompresöre ve genleşme deposuna dönüş tahliyesi yapıyoruz.

Son aşama – ısıtma bağlantısı:

1. Isı taşıyıcıyı kondansatöre bağlamak gerekir, kural olarak sudur.

2. Soğutma sıvısı içeren tanktan ısıtma için boruları yapın.

3. Radyatörleri bağlayın.

Önemli: Bir ısı pompası oluşturmak için en basit sistem kabul edilir. Normal çalışması için, sistemdeki suyun hareketini sağlayacak ek bir sirkülasyon pompası kurulumuna ihtiyacınız olacaktır..

Kurulumu yukarıda açıklanan ısı pompası ek olarak bir su pompası ile yükseltilebilir. Bölgede çok fazla yeraltı suyu varsa bu doğrudur. Bu durumda, sistemin yeniden işlenmesi gerekecektir:

1. Pompalama borusu, freonlu tankın altındaki bir halkaya yuvarlanmalıdır..

2. Pompanın çalışması sırasında, dağıtım tankına girmesi gereken bu borudan su yükselecektir..

3. Evin su temini için ayrı ayrı ısıtma için tanktan bir tişört takmak mantıklıdır..

Önemli: Tankın soğutma sıvısı için bir kap görevi göreceği varsayılır, bu nedenle boyutu pompa gücüyle orantılı olmalıdır..

Isı pompası: verimlilik hesaplaması

Birçok uzmana göre ısı pompalarının verimi gaz kazanlarına göre 2-3 kat daha fazladır. Enerji kaynaklarının maliyetini alırsak, itirazımız yok. Ancak yine de bu buluşun gerçek olasılıklarını kontrol etmeye değer..

1 metreküp ısıtmak için gereken ısı enerjisini hesaplamak için. m su, fizikte standart formülü kullanacağız:

Q = c * m * (t2-t1)

• c maddenin özgül ısı kapasitesidir;
• m kütledir; formülle hesaplanır – m = p * V, burada p maddenin yoğunluğudur, V hacimdir;
• t2 istenen sıcaklıktır;
• t1 – soğutma suyu sıcaklığı.

Formülün altındaki belirli değerleri değiştirelim:

• Q = 4183 * 1000 (1 metreküp) * (60-10);
• Q = 209.15 mJ, yaklaşık olarak 58.6 kWh’ye eşittir.

Hesaptan da anlaşılacağı gibi, ısı pompasının odanın verimli ısıtılması için gücü sistemde 1 metreküp dolaşmak şartıyla yaklaşık 60 kw/h olmalıdır. m. su.

Şimdi freon için gerçek güç göstergelerini hesaplayalım. Matematiğin derinliklerine inmemek için basit ama net bir denklem oluşturalım:

• 209150000 = 2010 * x * 100;
• x = 209150000/2010/100;
• x = 1040.55.

Bu hesaplamada x kütledir. Hacmi bilmeniz gerekir:

• V = m / p;
• V = 1040.55 / 196.2;
• V = 5,3 metreküp m. gaz veya 1,2 metreküp. m. sıvı.

Hesaplardan da anlaşılacağı gibi normal oda ısıtması için 5,3 metreküp gerekli olacaktır. m. freon buharı. Değer, sıcaklığa, sistemdeki basınca, freonun kalitesine ve diğer birçok göstergeye bağlı olduğu için oldukça keyfidir. Ancak bu hesaplama çevresel faktörler hariç referans değerlere dayanmaktadır. Kesin gösterge Clapeyron-Mendeleev denklemine göre hesaplanır.

Hesaplamaların konvansiyonelliğine rağmen, soğutma sıvısının sıcaklığını standart 60 derecede sağlamak için sistemdeki sudan daha fazla freona ihtiyaç duyulacağı görülebilir. Bundan doğrudan doğruya, gerçekten etkili bir ısı pompasının yeterince büyük boyutlara sahip olması gerektiği sonucu çıkar, aksi takdirde ısı sıkıntısı olacaktır..

Kesin bir çözüm, örneğin amonyak bazlı veya buhar sıcaklığının 100 santigrat dereceden önemli ölçüde yüksek olabileceği analogları gibi diğer soğutucuları kullanmak olacaktır. Örneğin, buharı 200 dereceye kadar ısıtırsanız, oran yaklaşık olarak değişecektir. ¾, soğutucu lehine.

Spesifik ısı pompası sistemi birçok faktöre bağlıdır ve ciddi matematiksel araştırma gerektirir, çünkü bu olmadan ısıtma etkili olmayacaktır. Hesaplamalar için, formüllerin çoğu 8-9. sınıf programına girdiğinden uzmanlara başvurmak veya bir okul fizik öğretmenine danışmak daha iyidir. Formülleri her bir vaka için genelleştirmek mümkün olmadığından, makalede belirli örnekler vermek pratik değildir..

Bir evi ısı pompasıyla ısıtmak: fiyat

Termodinamik alanında uzman aramaya başlamadan önce, basit bir prosedürü kendiniz tamamlamanız gerekir – tüketilen elektriği ve pompanın üretim maliyetini hesaplayın.

Yapı malzemelerinin piyasa değeri göz önüne alındığında 600-800 USD civarında bir yatırım yapılması gerekecektir. Ek olarak, kaliteli bir kompresör satın almanız gerekir. Özel isteklere bağlı olduğu için ısıtmanın değiştirilmesi dikkate alınmaz. Örneğin, 10 bölüm için bir alüminyum radyatör 80-150 dolara mal olacak.

Ama bu tek seferlik bir yatırım. Enerji maliyetleri kompresör kapasitesine göre hesaplanır:

• nominal gücü çalışma süresiyle çarpın;
• anma gücü – kompresör gücü;
• çalışma süresi – cihazın elektrik tükettiği süre.

Böylece 12 saat sürekli çalışma için 1 kW gücünde bir kompresör 12 kW elektrik üretecektir..

Kompresörün neredeyse sürekli çalıştığını varsayarsak günlük tüketim yaklaşık 20 kW olacaktır. Bir ay boyunca 600 kW’lık bir tüketim elde edersiniz. Moskova için en yüksek tarifeyi sayarsak, 600 * 4.68 = 2748 ruble çıkıyor. Karşılaştırma için, 1 metreküp. m gaz maliyeti 3.87 ruble. Yüksek kaliteli gazlı ısıtma 600 metreküp. m. 2-3 ay için yeterlidir.

Çoğu kompresörün 2 kW’tan fazla güce sahip olduğu göz önüne alındığında, ısıtma verimliliği sorgulanmaktadır. Sorunun çözümü bağımsız elektrik kaynaklarıdır.

Yukarıdakilere dayanarak, bir ısı pompasının montajı tartışmalı bir konu olmaya devam etmektedir. Belirli koşullara tabi olarak, kesinlikle ve oldukça hızlı bir şekilde karşılığını verir. Öte yandan, yüksek kaliteli performans, büyük finansal maliyetler ve ek ekipman kurulumunu gerektirecektir..