Принцип на работа на термопомпи - схеми и видеопровод

Схемата и технологията на термопомпата

Изгарянето на класически горива (газ, дърво, торф) е един от древните начини за получаване на топлина. Изчерпването на традиционните източници на енергия обаче принуди дадено лице да търси по-сложни, но не по-малко ефективни алтернативни варианти. Едно от нововъведенията е изобретяването на термопомпа, чиято работа се основава на училищните закони на физиката.

Работа с термопомпа

Много сложно на пръв поглед принципът на работа на термопомпите се основава на няколко прости закона на термодинамиката и свойствата на течностите и газовете:

1. Когато газът преминава в течно състояние (кондензация), се отделя топлина
2. Когато течността преминава в газ (изпарение), се абсорбира топлината

Повечето течности могат да кипят при достатъчно високи температури, близо до 100 градуса. Но има вещества с достатъчно ниски точки на кипене. Freon е около 3-4 градуса. Превръщайки се в газ, той лесно се компресира и температурата започва да се покачва в резервоара.

Теоретично Фреон може да се компресира, за да се постигнат желаните температури, но на практика той е ограничен до 80-90 градуса, необходим за пълната работа на класическата отоплителна система.

Всеки е изправен пред термопомпа повече от веднъж на ден, когато минава през хладилника. Въпреки това, в него работи в обратна посока, като отнема топлината на продуктите и се разсейва в атмосферата.

Видео за технологията на работа:

Помпа с термопомпа

Ефективността на повечето термопомпи се основава на топлината на почвата, при която температурата практически не се колебае през годината (в рамките на 7-10 градуса). Топлината се движи между три вериги:

1. Отоплителна схема
2. Топлинна помпа
3. Контур на саламура (известен още като земя)

Класическият принцип на работа на термопомпите в отоплителната система се състои от следните елементи:

1. Топлообменник, който дава топлина на вътрешната верига, отнета от земята
2. компресиране устройство
3. Вторият топлообменник, който предава получената енергия във вътрешната верига към отоплителната система
4. Механизмът, който намалява налягането в системата (дроселна клапа)
5. Сух кръг
6. Земна сонда
7. Отоплителна схема

Тръбата, която служи като първичен кръг, е поставена в кладенец или е заровена директно в земята. От него се движи размразяваща течна охлаждаща течност, чиято температура се повишава до подобна характеристика на земята (около + 8 градуса) и навлиза в втората верига.

Вторичната верига извлича топлина от течността. Циркулиращият вътрешен фреон започва да кипи и се превръща в газ, който се изпраща към компресора. Буталото го компресира до 24-28 atm, поради което температурата се увеличава до + 70-80 градуса.

На този работен етап енергията се концентрира в един малък куп. Това повишава температурата.

Отопляемият газ влиза в третата верига, която се представя чрез системи за захранване с топла вода или дори за отопление на къщата. С прехвърлянето на топлината са възможни загуби до 10-15 градуса, но те не са значителни.

Когато Фреон се охлади, налягането намалява и отново се превръща в течно състояние. При температура от 2-3 градуса се връща към втората верига. Цикълът се повтаря отново и отново.

Основни изгледи

Принципът на работа на термопомпите е разположен така, че да се управляват лесно без прекъсвания в широк диапазон от температури - от -30 до +40 градуса. Следните два типа модели са най-популярни:

• Тип абсорбция
• Тип на компресията

Моделите тип абсорбция имат сравнително сложно устройство. Те предават получената топлинна енергия директно чрез източник. Тяхната работа значително намалява материалните разходи за консумация на електроенергия и гориво. Модели от компресионен тип за топлопредаване консумират енергия (механични и електрически).

В зависимост от използвания източник на топлина, помпите са разделени на следните типове:

1. Рециклиране на вторична топлина - най-скъпите модели, които са придобили популярност за отопление на обекти в индустрията, в които вторичната топлина, произведена от други източници, се губи никъде
2. Въздух - като топлина от околния въздух
3. Геотермална енергия - изберете топлина от вода или земя

Според типовете входен / изходящ охладител, всички модели могат да бъдат класифицирани по следния начин: почва, вода, въздух и техните различни комбинации.

Геотермални термопомпи

Популярни са геотермалните модели на помпи, които са разделени на два вида: затворен или отворен тип.

Едно просто устройство на отворените системи позволява нагряването на водата да минава вътре, която впоследствие се връща на земята. В идеалния случай тя работи в присъствието на неограничен обем чиста течност охладител, който след консумация не вреди на околната среда.

Затворените системи от геотермални термопомпи са разделени на следните сортове:

• Вода - колекторът се намира в езерото при дълбочина на замръзване
• При вертикално подреждане - колекторът се поставя в кладенеца на дълбочина до 200 m и е приложим в райони с неравен терен
• При хоризонтално подреждане - колекторът се поставя в земята на дълбочина от 0,5-1 м, е много важно да се осигури голяма площ в ограничена площ

Въздушна помпа

Една от най-универсалните опции е моделът въздух-вода. През топлите периоди на годината тя е много ефективна, но през зимата производителността може да спадне значително.

Предимството на системата е лесна инсталация. Подходящо оборудване може да се монтира на всяко удобно място, например на покрива. Топлината, която се отстранява от помещението под формата на газ или дим, може да бъде използвана отново.

Въведете вода-вода

Термопомпата вода-вода е една от най-ефективните. Но използването му може да бъде ограничено от наличието на близко водно тяло или недостатъчна дълбочина, при което няма рязък спад на температурата през зимата.

Ниска потенциална енергия може да бъде избрана от следните източници:

• подпочвени води
• Отворете резервоари
• Промишлени отпадъчни води

Принципът на работа на термопомпи в модели, които приемат топлина в резервоар, е най-простият. Ако решите да използвате подземни води, може да се наложи да пробиете добре.

Тип на почвата

Топлина от земята може да се получи през цялата година, тъй като на дълбочина от 1 м температурата остава практически непроменена. Като топлоносител се използва "саламура" - антифриз, която циркулира през пластмасови тръби.

Един от недостатъците на системата "почви-вода" е необходимостта от голяма площ за постигане на желаната ефективност. За да го нагласите, опитайте да поставите тръби с пръстени.

Колекторът може да бъде поставен в изправено положение, но се изисква кладенец с дълбочина до 150 м. В долната част са монтирани чадъри, които отнемат топлината от земята.

Предимства и недостатъци на отоплителните системи с термопомпа

Топлинните помпи са намерили широко приложение в отоплителните системи за частни жилищни райони или промишлени зони. Те постепенно заместват по-класическите източници на енергия поради надеждността и икономичността.

Сред многобройните предимства, които предлага термопомпата, има:

• Спестяване на материални ресурси за поддръжка на системи и охлаждаща течност
• Помпите работят напълно офлайн
• В околната среда не се отделят вредни горивни продукти и други токсични вещества
• Пожарна безопасност на монтирано оборудване
• Възможност за лесно обръщане на работата на системата

Въпреки многобройните предимства, е необходимо да се вземат предвид отрицателните аспекти на работата на термопомпата:

• Големи първоначални инвестиции в подреждането на отоплителната система - от 3 до 10 хиляди долара
• В студени периоди, когато температурата се освобождава под -15 градуса, трябва да помислите за алтернативни опции за отопление
• Отоплението, базирано на работата на термопомпата, е най-ефективно само при системи с нискотемпературна охладителна течност

Друго скептично видео:

Обобщение

След като научи и усвои принципа на работа на термопомпата, е възможно да се мисли и да се вземе решение за целесъобразността на нейното инсталиране и използване. Първоначалните разходи, които може да изглеждат много големи, скоро ще се отплатят и ще започнат да донесат някаква печалба под формата на спестявания на класическо гориво.