3 主要類型
在同意安裝帶有循環泵的開放式車庫加熱迴路之前，您需要考慮流體循環的其他選項。如您所知，它可以通過熱力學原理——以自然方式或重力方式。
通過自然循環運行的系統非常適合面積不超過 60 平方米的房間。該設備的最大環路長度為 30 米。
考慮以下因素也很重要：
- 1.建築物的高度。
- 2.地板。
自然循環方案不適合在低溫條件下使用，因為冷卻劑缺乏足夠的加熱將無法達到最佳壓力。該系統的應用領域如下：
- 1. 連接到溫暖的地板。循環泵連接到水迴路。
- 2. 與鍋爐一起工作。加熱裝置固定在系統頂部 - 就在膨脹水箱下方。
固體燃料鍋爐有什麼區別
除了這些熱源通過燃燒各種類型的固體燃料產生熱能之外，它們與其他熱發生器還有許多其他不同之處。這些差異正是燃燒木材的結果，在將鍋爐連接到水加熱系統時，必須將它們視為理所當然並始終考慮在內。特點如下：
- 高慣性。目前，沒有辦法突然熄滅燃燒室中正在燃燒的固體燃料。
- 在燃燒室中形成冷凝水。當低溫（低於 50°C）的熱載體進入鍋爐水箱時，這種特性就會顯現出來。
筆記。慣性現象僅在一種固體燃料裝置——顆粒鍋爐中不存在。他們有一個燃燒器，在其中加入木屑顆粒，在停止供應後，火焰幾乎立即熄滅。
慣性的危險在於加熱器的水套可能過熱，導致冷卻劑在其中沸騰。形成蒸汽，產生高壓，撕裂裝置主體和部分供應管道。結果，爐膛內有大量水，大量蒸汽和固體燃料鍋爐，不適合進一步運行。
當熱發生器連接不正確時，可能會出現類似的情況。畢竟，事實上，燃木鍋爐的正常運行模式是最大的，正是在這個時候，機組達到了它的護照效率。當恆溫器響應熱載體達到85°C的溫度並關閉風門時，爐內的燃燒和陰燃仍在繼續。在停止生長之前，水的溫度會再升高 2-4°C，甚至更多。
為了避免過壓和隨後的事故，固體燃料鍋爐的管道中始終涉及一個重要元素 - 一個安全組，有關它的更多信息將在下面討論。
在木材上運行該裝置的另一個令人不快的特徵是由於未加熱的冷卻劑通過水套，在燃燒室的內壁上出現冷凝物。這種冷凝水根本不是上帝的露水，因為它是一種腐蝕性液體，燃燒室的鋼壁會迅速腐蝕。然後，與灰混合，冷凝物變成粘性物質，不容易將其從表面撕下。該問題通過在固體燃料鍋爐的管道迴路中安裝混合單元來解決。
這種沉積物充當熱絕緣體並降低固體燃料鍋爐的效率。
對於具有不怕腐蝕的鑄鐵熱交換器的熱發生器的所有者來說，現在鬆一口氣還為時過早。他們可以預料到另一個不幸 - 鑄鐵因溫度衝擊而被破壞的可能性。想像一下，在一所私人住宅中，電力被關閉了 20-30 分鐘，並且通過固體燃料鍋爐驅動水的循環泵停止了工作。在此期間，散熱器中的水有時間冷卻，而熱交換器中的水有時間加熱（由於相同的慣性）。
出現電，泵打開並將冷卻的冷卻劑從封閉的加熱系統輸送到加熱的鍋爐。由於溫度急劇下降，熱交換器會發生溫度衝擊，鑄鐵部分會破裂，水會流到地板上。維修非常困難，並非總是可以更換該部分。因此即使在這種情況下，混合單元也會防止事故發生，這將在後面討論。
沒有描述緊急情況及其後果是為了嚇唬固體燃料鍋爐的用戶或鼓勵他們購買不必要的管道迴路元件。描述基於實際經驗，必須始終考慮到這一點。通過正確連接熱單元，出現此類後果的可能性極低，幾乎與使用其他類型燃料的熱發生器相同。
骨料的種類
熱泵設計選項的直觀表示是根據結構外部和內部輪廓上的冷卻劑類型對其進行分類。該設備可以從以下位置接收能量：
- 土壤;
- 水（水庫或水源）；
- 空氣。
在房屋內部，產生的熱能可用於供暖系統，也可用於熱水或空調。因此，根據這些元件和功能的組合，有幾種類型的熱泵。
土壤水系統
從地面接收熱量被認為是這種替代加熱最有效的方式之一，因為距離地表大約 5 米，地面溫度保持相當穩定，幾乎不受天氣條件變化的影響。
地熱熱泵使用特殊的導熱探頭
作為外部迴路上的冷卻劑，使用了一種特殊的液體，通常稱為鹽水。這是一種環保組合物。
地水熱泵的外輪廓由塑料管製成。您可以將它們水平或垂直放置在地面上。在第一種情況下，可能需要在 25 到 50 平方米的大面積上進行工作。 m 為每千瓦泵浦功率。分配用於安裝水平收集器的區域不能用於農業用途。這裡只允許鋪設草坪或種植一年生開花植物。
為了建造垂直收集器，將需要一系列深度為 50-150 米的井。由於在該深度地表溫度更高且更穩定，因此認為這樣的地源熱泵效率更高。在這種情況下，使用特殊的深探頭來傳遞熱量。
水對水泵
一個同樣有效的選擇可以是水對水熱泵，因為在很深的地方，水溫保持相當高和恆定。以下可用作低勢熱能的來源：
- 開放水庫（湖泊、河流）；
- 地下水（井、井）；
- 工業技術循環產生的廢水（逆向供水）。
地-水或水-水熱泵的設計沒有根本區別。使用開放式蓄水池的能量建造熱泵將需要最低的成本：必須為帶有熱載體的管道提供負載並浸入水中。在利用地下水潛力時，將需要更複雜的設計。可能需要建造一口額外的井來排放通過熱交換器的水。
在開放水域使用水對水熱泵可能非常有益
通用的空氣對水選項
在效率方面，空氣-水熱泵不如其他型號，因為在寒冷季節其功率顯著降低。然而，它的安裝不需要復雜的挖掘工作或深井的建造。只需要選擇和安裝合適的設備，例如直接安裝在房屋的屋頂上。
無需大量安裝工作即可安裝空氣對水熱泵
這種設計無可置疑的優勢是能夠再利用由熱泵加熱的房間與廢氣或水以及煙霧、氣體等形式的熱量。以彌補電力的不足。空氣熱泵在冬季，應提供替代供暖選項。
成本最低的選擇是空氣對空氣熱泵，它不需要傳統熱水加熱系統的複雜工作。
熱泵 - 分類
用於加熱房屋的熱泵可以在很寬的溫度範圍內運行 - 從 -30 到 +35 攝氏度。最常見的設備是吸收（它們通過其源傳遞熱量）和壓縮（工作流體的循環由於電力而發生）。然而，最經濟的吸收裝置更昂貴且設計複雜。
按熱源類型對泵的分類：
- 地熱。它們從水或泥土中獲取熱量。
- 空氣。它們從空氣中吸收熱量。
- 二次熱。它們吸收所謂的生產熱——在生產、加熱和其他工業過程中產生的熱量。
熱載體可以是：
- 來自人工或天然水庫的水，地下水。
- 啟動。
- 氣團。
- 上述媒體的組合。
地熱泵 - 設計和運行原理
用於加熱房屋的地熱泵利用土壤的熱量，通過垂直探頭或水平收集器選擇土壤熱量。探頭放置在最深 70 米處，探頭位於離地表很小的距離處。這種類型的設備效率最高，因為熱源全年都有相當高的恆溫。因此，有必要在熱量傳輸上花費更少的能量。
地熱熱泵
這種設備的安裝成本很高。打井成本高。此外，分配給收集器的面積應該比加熱的房子或小屋的面積大幾倍
重要的是要記住：收集器所在的土地不能用於種植蔬菜或果樹 - 植物的根部會過冷
使用水作為熱源
池塘是大量熱量的來源。對於泵，您可以使用 3 米深的非冷凍水庫或高位地下水。該系統可以按如下方式實施：以每 1 延米 5 kg 的負載率稱重的熱交換器管被放置在水箱的底部。管道的長度取決於房子的長度。對於 100 平方米的房間。管道的最佳長度為 300 米。
在使用地下水的情況下，需要在地下水的方向上一個接一個地鑽兩個井。泵放置在第一口井中，向熱交換器供水。冷凍水進入第二口井。這就是所謂的開放式集熱方案。它的主要缺點是地下水位不穩定，變化很大。
空氣是最容易獲得的熱源
在以空氣為熱源的情況下，熱交換器是由風扇強制鼓風的散熱器。如果熱泵使用空氣對水系統為房屋供暖，用戶將受益於：
- 可以加熱整個房子。作為熱載體的水通過加熱裝置被稀釋。
- 以最少的電力消耗 - 為居民提供熱水的能力。這是可能的，因為存在具有存儲容量的附加絕熱熱交換器。
- 類似類型的泵可用於加熱游泳池中的水。
使用空氣源熱泵為房屋供暖的方案。
如果泵在空氣對空氣系統上運行，則不使用熱載體來加熱空間。熱量是由接收到的熱能產生的。這種方案的實施示例是設置為加熱模式的傳統空調。今天，所有使用空氣作為熱源的設備都是基於逆變器的。它們將交流電轉換為直流電，從而靈活地控制壓縮機及其運行而無需停機。這增加了設備的資源。
熱泵的工作原理
在任何 HP 中都有一種稱為製冷劑的工作介質。通常氟利昂以這種能力起作用，不太常見 - 氨。該設備本身僅由三個組件組成：
- 蒸發器；
- 壓縮機;
- 電容器。
蒸發器和冷凝器是兩個看起來像長彎管 - 盤管的容器。冷凝器的一端連接到壓縮機出口，蒸發器連接到入口。線圈的末端連接在一起，並在它們之間的連接處安裝減壓閥。蒸發器與源介質直接或間接接觸，而冷凝器與加熱或 DHW 系統接觸。
熱泵的工作原理
HP 的操作基於氣體的體積、壓力和溫度的相互依賴性。以下是聚合內部發生的情況：
- 移動通過蒸發器的氨、氟利昂或其他製冷劑從源介質加熱到例如+5度的溫度。
- 通過蒸發器後，氣體到達壓縮機，壓縮機將其泵入冷凝器。
- 由壓縮機泵送的製冷劑通過減壓閥保持在冷凝器中，因此這裡的壓力高於蒸發器中的壓力。如您所知，隨著壓力的增加，任何氣體的溫度都會升高。這正是製冷劑發生的情況 - 它加熱到 60 - 70 度。由於冷凝器被加熱系統中循環的冷卻劑清洗，後者也被加熱。
- 通過減壓閥，製冷劑小部分排入蒸發器，在那裡其壓力再次下降。氣體膨脹並冷卻，由於前一階段的熱傳遞，部分內能被其損失，其溫度降至初始+5度以下。在蒸發器之後，它再次加熱，然後被壓縮機泵入冷凝器 - 以此類推。在科學上，這個過程被稱為卡諾循環。
HP 的主要特點是從環境中獲取熱能是毫無意義的。誠然，為了生產它，有必要花費一定的電力（用於壓縮機和循環泵/風扇）。
但惠普仍然非常有利可圖：每消耗一千瓦時的電力，就有可能獲得 3 到 5 千瓦時的熱量。
電加熱器安裝
安裝這種設備並不是特別困難。很有可能用自己的雙手來完成。
如果我們正在處理壁掛式設備，那麼要安裝它，有必要在牆上鑽孔以安裝銷釘。
在牆上鑽孔
落地式鍋爐通常放置在支架上。之後，必須使用聯軸器和適配器將其連接到加熱系統。
電鍋爐接線圖
完成這項工作後，有必要將水吸入系統並打開設備。如果管道開始升溫，那麼一切都正確完成。有關安裝過程的更詳細說明，您可以觀看我們網站上的視頻。
我們希望上述論點使您確信電加熱可以成為一個非常合適和方便的選擇來加熱避暑別墅。您可以根據自己的經驗通過安裝電鍋爐來驗證這一點。
特點和工作原理
在簡化的形式中，泵裝置與空調的設計非常相似，只是規模更大。它不需要燃料鍋爐。工作的本質 - 泵將熱量從帶有少量能量的源傳遞到冷卻劑，其特點是溫度升高。
實際上，聚丙烯系統的工作原理如下：
- 熱載體被輸送到隱藏在土壤或其他地方的管道中，其溫度變得更高。
- 冷卻劑被轉移到熱交換器並將能量傳輸到迴路。
- 外殼中有製冷劑 - 這是一種具有最低沸點和低壓的材料。在蒸發器中，製冷劑的溫度顯著升高並轉化為氣體。
- 氣體在壓縮機中循環，在壓力升高的影響下，被壓縮和加熱。
- 可燃氣體被轉移到冷凝器，在那裡能量進入內部加熱系統的熱載體。
- 結果，溫度降低的製冷劑再次以液態進入。
製冷結構按照類似的方案工作，因此夏季某些類型的系統可以安全地用作空調。
揮發性加熱裝置的設計有 3 個主要組成部分：
- 壓縮機。旨在提高由於製冷劑沸騰而形成的蒸汽的溫度和壓力。今天，可以在霜凍中運行的渦旋壓縮機很受歡迎。這種類型的元件運行安靜，結構緊湊，重量輕。
- 蒸發器。在其中，液態製冷劑被轉化為蒸汽，然後被輸送到壓縮機。
- 電容器。它用於將能量轉移到加熱設備的電路中。
水泵的運行需要接上市電，但是這種設備的性能和功率比電暖器高很多，用電量也比較少。加熱係數取決於設備的類型。
家用空氣對水熱泵
空氣對水系統的一個特點是供暖系統中冷卻劑的溫度對源（外部空氣）的溫度有很強的依賴性。這種設備的效率在季節性和天氣條件下都在不斷變化。這表明航空熱系統和地熱系統之間存在顯著差異，地熱系統在整個使用壽命期間運行穩定，不依賴於外部條件。
此外，空氣對水熱泵能夠加熱和冷卻室內空氣，這使得它們在冬季相對寒冷和夏季相對炎熱的地區有需求。一般來說，這種系統的使用在相對溫暖的地區最為有效，而對於北方地區，則需要額外的加熱方式（通常使用電加熱器）。
空氣對水熱泵如何工作？
空氣對水熱泵基於卡諾原理。用一種更容易理解的語言，使用了氟利昂冰箱的設計。製冷劑（氟利昂）在封閉系統中循環，依次通過以下階段：
- 蒸發伴隨著強烈的冷卻
- 從進入的外部空氣的熱量中加熱
- 強烈的壓縮，在它的溫度變高
- 液體冷凝
- 通過節流閥，壓力和蒸發急劇下降
對於製冷劑的正常循環，有必要有兩個隔間 - 一個蒸發器和一個冷凝器。首先，溫度低（負）；來自環境空氣的熱能用於加熱。第二隔間用於冷凝製冷劑並將熱能傳遞給加熱系統的熱載體。
進入空氣的作用是將熱量傳遞到蒸發器，蒸發器的溫度非常低，需要升高以進行即將到來的壓縮。即使在負溫度下，空氣的熱能也是可用的，並被儲存起來，直到溫度降至絕對零。低電位熱能來源可以獲得系統的高效率，但當室外溫度降至-20°C或-25°C時，系統停止並需要連接額外的熱源。
的優點和缺點
空氣對水熱泵的優點是：
- 安裝方便，無需挖掘
- 熱能的來源——空氣——隨處可見，而且完全免費。系統只需為循環設備、壓縮機和風機供電
- 熱泵可以在結構上與通風相結合，這將顯著提高兩個系統的效率
- 加熱系統環保且操作安全
- 系統運行幾乎無聲，可由自動化系統控制
空氣對水熱泵的缺點是：
- 有限的應用。 HP 的家用型號需要連接額外的加熱系統，溫度已經達到 -7°C，工業設計能夠將溫度保持在 -25°C，這對於俄羅斯的大多數地區來說太低了
- 系統效率對室外溫度的依賴性使系統不穩定，需要不斷重新配置運行模式
- 風扇、壓縮機等設備需要穩定的電源
在計劃使用這種加熱和熱水系統時，必須考慮到這些特徵。
裝機容量計算
計算裝置功率的程序簡化為確定要加熱的房屋面積，計算所需的熱能並選擇與獲得的值相對應的設備。提出詳細的計算方法是沒有意義的，因為它非常複雜，需要了解許多參數、係數和其他值。此外，需要執行此類計算的經驗，否則結果將完全錯誤。
要解決這個問題，建議使用網上找到的在線計算器。使用起來很簡單，你只需要在窗口中替換你的數據並得到答案。如果有疑問，可以在另一個資源上重複計算以獲得平衡的數據。
技術的優點和缺點
TN 最重要的優點是：
- 盈利能力：每消耗一千瓦電力，HP 就會產生 3 到 5 千瓦的熱量。也就是說，我們談論的是幾乎無償的加熱。
- 環保和安全：HP 的運行不會產生任何對環境有害的物質並釋放到大氣中，並且沒有火焰使這項技術絕對安全。
- 易於操作：與燃氣和固體燃料鍋爐不同，HP 不需要清除煙塵和煙塵。您也不必建造和維護煙囪。
該技術的一個顯著缺點是設備和安裝工作的高成本。
讓我們做一個簡單的計算。對於 120 平方米。 m 將需要容量為 120x0.1 = 12 kW 的 HP（以每 1 平方米 100 W 的速率計算）。具有這種性能的 Thermia 的 Diplomat 模型售價約為 6800 歐元。同一製造商的 DUO 模型會便宜一點，但它的成本也不能稱為民主：約 5900 歐元。
熱泵 Thermia Diplomat
即使與最昂貴的傳統加熱類型相比 - 電（每個 4 盧布）。1千瓦時，3個月-滿負荷工作，3個月-半），投資回收期將超過4年，這還不包括安裝外電路的成本。實際上，HP 並不總是與計算的性能分別工作，投資回收期可能會更長。
環保安全↑
對於那些關心家中環境安全的人來說，熱泵可能是舒適供暖系統的理想選擇，其工作原理不會排放 CO、CO2、SO2、PbO2 等有害化合物, NOx 進入大氣。
至於發生爆炸或火災的可能性，那麼，在電線的正常絕緣情況下，它是不存在的。不幸的是，不能說用於液體燃料或天然氣的鍋爐。熱泵系統的設計使其部件過熱到足以引起爆炸或著火的程度是不可能的。
什麼是熱泵，它是如何工作的？
熱泵一詞是指一組特定的設備。該設備的主要功能是收集熱能並將其輸送給消費者。這種能量的來源可以是溫度為 +1º 或更多度的任何物體或介質。
我們的環境中有足夠多的低溫熱源。這些是來自企業、熱電廠和核電廠、污水等的工業廢物。對於家庭供暖領域的熱泵的運行，需要三個獨立回收的自然資源——空氣、水、泥土。
熱泵從環境中經常發生的過程中“汲取”能量。流程的流動永遠不會停止，因此根據人類標準，資源被認為是取之不盡的。
列出的三個潛在能源供應商與太陽的能量直接相關，太陽通過加熱使空氣和風運動並將熱能傳遞到地球。熱泵系統分類的主要標準是熱源的選擇。
熱泵的工作原理是基於物體或介質將熱能傳遞到另一個物體或環境的能力。熱泵系統中的能量接收者和供應者通常成對工作。
所以有以下幾種類型的熱泵：
- 空氣就是水。
- 地球是水。
- 水是空氣。
- 水就是水。
- 地球是空氣。
- 水-水
- 空氣就是空氣。
在這種情況下，第一個詞定義了系統從中獲取低溫熱量的介質類型。第二個表示該熱能傳遞到的載體類型。因此，在熱泵中，水就是水，熱量來自水生環境，液體用作熱載體。
按設計類型劃分的熱泵是蒸汽壓縮設備。他們從自然資源中提取熱量，加工並將其輸送給消費者 (+)
現代熱泵使用三種主要的熱能來源。它們是土壤、水和空氣。這些選項中最簡單的是空氣源熱泵。這種系統的流行與其相當簡單的設計和易於安裝有關。
然而，儘管如此受歡迎，但這些品種的生產力相當低。此外，效率不穩定並取決於季節性溫度波動。
隨著溫度的降低，它們的性能會顯著下降。這種熱泵的變體可以被認為是對現有主要熱能源的補充。
使用地熱的設備選項被認為更有效。土壤不僅接收和積累來自太陽的熱能，而且不斷地被地核的能量加熱。
也就是說，土壤是一種蓄熱體，其能量實際上是無限的。此外，土壤的溫度，特別是在一定深度，是恆定的並且在微不足道的範圍內波動。
熱泵產生的能量範圍：
源溫的恆定性是這類電力設備穩定高效運行的重要因素。以水生環境為主要熱能來源的系統具有相似的特徵。這種泵的收集器位於井中，它位於含水層中，或位於水庫中。
土壤和水等來源的年平均溫度在 +7º 到 +12º C 之間變化。這個溫度足以確保系統的有效運行。
最有效的是熱泵，它從具有穩定溫度指標的來源中提取熱能，即來自水和土壤
