熱泵的原理和運行方案，類型
原則
任何熱泵的設計都提供 2 個部分：外部（從外部來源吸收熱量）和內部（將提取的熱量直接傳遞到房間的供暖系統）。外部的 可再生熱能源 例如，地球、空氣或地下水的熱量。這種設計使您可以顯著降低私人住宅的供暖或製冷成本，因為大約 75% 的能源是由免費資源產生的。
工作計劃
加熱裝置的組成包括：蒸發器；電容器；一個降低系統壓力的排放閥；增壓壓縮機。這些節點中的每一個都通過管道的閉合迴路相互連接，製冷劑位於管道內部。第一個循環中的製冷劑是液態的，在下一個循環中是氣態的。這種物質的沸點很低，因此，在選擇地球型設備時，它可以轉化為氣體，達到土壤溫度的水平。接下來，氣體進入壓縮機，在那裡有強烈的壓縮，導致快速加熱。熱蒸汽進入熱泵內部後，已經在這裡直接使用 用於空間供暖 或加熱水。然後製冷劑冷卻、冷凝並重新變成液體。通過膨脹閥，液態物質流入地下部分重複加熱循環。
這種裝置的冷卻原理類似於加熱原理，但不是散熱器，而是使用風機盤管。在這種情況下，壓縮機不工作。井中的冷空氣直接進入空調系統。
熱泵的類型
熱泵的種類有哪些？設備的區別在於系統中使用的外部熱能源。在家庭選項中，有 3 種類型。
地面或地球（“地面-空氣”、“地下水”）
使用土製熱泵作為熱能來源將確保生態清潔和安全。這種設備的成本很高，但它的功能卻是巨大的。無需頻繁維護，保證了較長的使用壽命。
地熱泵可以有兩種類型：管道垂直或水平安裝。垂直鋪設方法成本更高，因為需要在 50-200 米範圍內進行深井鑽探。對於水平佈置，管道鋪設到大約一米的深度。為保證收集到所需的熱能，管道總面積應超過采暖場所面積的1.5-2倍。
水泵（“水-空氣”、“水-水”）
對於氣候溫暖的南部地區，水裝置是合適的。在溫暖 在陽光下 水體上的水溫 一定深度相對穩定。最好將軟管鋪設在溫度較高的底部土壤中。重物用於固定水下管道。
空氣（空氣對水，空氣對空氣）
在空氣型機組中，能源是來自外部環境的空氣，空氣進入液體製冷劑所在的蒸發器熱交換器。製冷劑的溫度總是低於進入系統的空氣溫度，所以物質瞬間沸騰，變成熱蒸汽。
除了經典型號外，還需要組合安裝選項。這種熱泵輔以氣體或電加熱器。在惡劣的氣候條件下，加熱設備的性能會降低，並且設備會切換到替代加熱選項。這種添加與空氣對水或空氣對空氣設備尤其相關，因為正是這些類型往往會降低效率。
對於冬季寒冷漫長的地區，使用地熱（地）熱泵最為可靠。空氣熱泵適用於南方氣候溫和的地區。此外，在安裝使用地球能源的設備時，應考慮土壤的特性。熱泵的生產力在粘土中將比在沙土中高得多。此外，管道的深度也很重要，在寒冷時期，管道必須鋪設在高於地面冰點的深度。
整體式熱泵室內安裝
這種空氣對水熱泵是一個帶有室內選項的整體式熱泵。對於這樣的系統的操作，有必要提供用於泵送所需量的空氣的空氣管道。
在室內安裝一體式空氣對水熱泵的變體
優點
- 熱泵的所有組件都位於室內，因此免受惡劣天氣條件的影響。
- 可見組件的缺失不會影響建築物的外觀。
- 沒有凍結系統的風險。
- 在安裝過程中，無需干預製冷劑（氟利昂）迴路。
缺陷
- 需要在鍋爐房的牆壁上組織大孔，這可能並不總是適合系統的重建。
- 所有噪音發射元件都位於房間內。
安裝設備的特點
連接熱的過程 泳池泵 取決於特定的型號。因此，在開始工作之前，您應該仔細閱讀製造商的說明，並嚴格遵守其中規定的要求和建議。通常，工業模型提供已組裝並帶有一組安裝所需的組件。
與水池相連的熱泵運行示意圖： 1 - 水池熱泵 2 - 遙控裝置 3 - 水池清潔水 4 - 循環泵 5 - 旁通（旁通）和控制閥 6 - 水池供水管 7 - 篩選
在連接過程中，您需要安裝一對管道，並提供電源。在水池維護系統中，加熱器的安裝方式使其位於過濾系統之後和氯化器之前。
如圖所示，熱泵應連接在濾水器之後，水氯化器之前
選擇合適的位置安裝設備非常重要。通常，空氣-水熱泵是一個令人印象深刻的單元，讓人聯想到分體式空調的室外單元。
要安裝空氣源熱泵，有必要選擇一個足夠大且不受外部影響的地方，例如帶頂篷。
此類設備的安裝位置必須符合以下要求：
- 通風良好；
- 氣團運動沒有障礙；
- 與明火和其他熱源的距離；
- 保護免受外部環境因素影響：降水、從上方墜落的碎片等；
- 維護和必要維修的可用性。
大多數情況下，熱泵安裝在天篷下。為了增加保護，您可以安裝幾個側壁，但它們不應干擾風扇泵送的氣流。
泵安裝在金屬框架上，底座必須嚴格水平。這將最大限度地減少設備運行過程中的振動和噪音等問題，並保護設備免受損壞。
空氣源熱泵必須安裝在堅固且嚴格水平的底座上。這將減少其運行過程中的振動並減少噪音。
安裝熱泵並將其連接到系統時，確保其所有部件清潔非常重要。檢查與之連接的管道的內表面並沒有什麼壞處。
水循環通過的所有管道接頭必須仔細密封並檢查是否洩漏。因此，熱泵在運行期間產生的振動不會傳遞到系統的其餘部分，因此考慮使用柔性軟管的連接選項是有意義的。
熱泵的電源需要特別注意。它必須完全符合電氣設備安裝規則，同時考慮到所有消防安全要求。
游泳池周圍通常濕度很高，電氣設備與水接觸的可能性顯著增加。因此，有必要仔細隔離所有電觸點位置，另外保護它們免受可能的濕氣接觸。
必須在將熱泵連接到電源的電路中包括斷路器，這些斷路器配備有響應溫度升高的傳感器。您還需要防止電流洩漏的保護裝置。
所有導電節點必須可靠接地。要連接電源和控制電纜，您需要特殊的接線端子。製造商的說明通常會指明電纜的所需橫截面，設備可以通過該橫截面連接到電源。
必須遵守這些數據。電纜的橫截面可能比推薦的多，但不能少。
根據製造商的建議安裝用於加熱水池中的水的熱泵。它通常安裝在水處理系統之後，但如果有的話，則在氯化裝置之前。
空氣對水熱泵安裝的建議和規則
空氣對水熱泵安裝在當地的任何地方。有關安裝的一般規則：
- 與住宅樓的距離為 2 至 20 m。
到鍋爐房的最小距離，設備通過幾根管道和電纜連接。
鍋爐房內設有儲罐，安裝循環設備。
運行過程中會有輕微的噪音。但是，如果您打算安裝一個用於室內安裝的單塊，則值得為其分配一個單獨的隔音室。
室外機看起來像一個空調外殼。底部是用於安裝的支腿以及壁掛支架。
大多數型號具有防凍功能。因此，室外機不需要保溫。
關於熱泵運行的最常見決定之一是使用泳池加熱系統。在設備的幫助下，夏天加熱水，冬天加熱空間。
空氣對水熱泵的利潤有多大
自 COP 出現以來，使用空氣對水熱泵的好處變得尤為明顯。在此項下隱藏了一個係數，用於比較使用空氣-水熱泵加熱時所需的能源成本。在實踐中，這意味著以下內容：
- VT 需要電力才能運行。壓縮機需要電壓，從而對系統加壓。 COP 表示由於每天消耗電力而接收了多少熱量。
如果 COP 為 3，則泵每消耗 kW 電力就會產生 3 kW 的熱能。
似乎一切都很簡單，如果不是為了一件事，但是！空氣-水泵具有溫度依賴性。隨著溫度下降，傳熱顯著下降。冬季工作效率降低。正是由於這個原因，真正的業主對來自俄羅斯中部的空氣對水熱泵的評論與北緯地區居民的評論相反。
空氣對水熱泵運行的所有缺點主要歸結為對外部溫度因素的依賴
但在選擇機型時可以考慮到這一點，注意指示溫度下限的參數以保持HP性能
在做出購買決定之前，值得閱讀一些評論，顯示熱泵的優缺點，以及設備的可能性和範圍。
熱泵的類型
- 空對空；
- 空氣-水；
- 土水；
- 水-水。
這些組合中的第一個詞表示從中獲取能量的外部環境。第二個詞是冷卻劑的類型，它提供空間加熱。
使用地熱和水熱裝置的利潤較低。事實是，從水庫中的土壤或水中獲取熱能需要增加鑽井成本，以確保保護系統的下部免受腐蝕和淤積的影響。從周圍空氣中提取熱量使 熱泵的運行 由於資本成本的快速回報，利潤更高且經濟合理。同時，設備使用壽命延長數倍。
世界熱泵的使用前景
油價下跌影響了其他傳熱介質，因此對熱泵的需求有所減少。然而，它正在增長，這刺激了生產。這在很大程度上取決於這樣一個事實，即可以在不連接基礎設施的情況下安裝此類裝置，但電源除外。
將替代能源與熱泵結合使用可以提高其效率。例如，對於它的運行，您可以從太陽能電池板和風力渦輪機接收電力，並使用 太陽能真空或平板集熱器.
據專家介紹，儘管新的化石燃料礦床正在積極開發，但熱泵市場將在未來幾年內增長。結果，競爭將增加，這將導致設備成本的下降。
在第二和第三世界的許多國家，政府正在實施鼓勵使用替代能源的計劃。因此，這將導致熱泵裝置的廣泛分佈和銷售量的增加。
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家用空氣對空氣熱泵
空對空系統最為人所知的是空調（更準確地說，是分體式系統）。儘管名稱很多，但我們談論的是同一設備，其設計基於卡諾循環的使用。它描述了在液體的連續蒸發、產生的氣體的強烈壓縮、液體的冷凝和重新形成過程中發生的過程。在壓縮過程中，氣體的溫度大大升高，而當液體蒸發時，它會降低。這兩種現像用於冰箱、空調和熱泵，只有在前兩種情況下冷是有用的產品，在最後一種情況下是熱。
工作原則
空對空 HP 設計基於填充製冷劑（氟利昂）的閉合迴路。該迴路由蒸發器和冷凝器兩部分組成。在蒸發器中，液態氟利昂變成氣態，主動帶走環境中的熱能。產生的氣體被送入壓縮機，在那裡被高度壓縮，導致其溫度升高。來自壓縮機的熱氣體進入冷凝器，在那裡它進入液相。之後，氟利昂通過降壓閥進入蒸發器，整個循環再次重複。
因此，對於空對空熱泵的運行，只需要一個帶有氟利昂的閉合迴路和兩個風扇，與其他類型的熱泵相比，這大大簡化了設計並降低了設計成本。如果需要冷卻房間，則將來自蒸發器的空氣供應到內部，並將來自冷凝器的氣流排放到外部。
的優點和缺點
空氣源熱泵的優點包括：
- 多功能性。該系統無需任何修改或複雜的重新配置即可冷卻或加熱房間
- 生態純淨。該系統不需要碳氫燃料，不使用對環境有害的物質
- 設計的簡單性。安裝您購買的熱泵很容易
- 自我生產的可能性
- 效率。空氣加熱可以快速加熱房間並且具有低慣性，這可以讓您在必要時快速冷卻它。
- 經濟。壓縮機和風扇的電力成本得到了很多倍的回報
- 低價。與其他類型的熱泵相比，此選項是最便宜的。
- 消防安全
也有缺點：
- 需要用電，而且系統不能容忍停電
- 工作結果與外部氣溫直接相關，這會降低穩定性並迫使您不斷調整操作模式
- 由於積極的空氣對流，細塵和懸浮物的持續存在
- 系統運行期間的小而明顯的背景聲音
裝機容量計算
不建議自行計算熱泵。有必要使用許多只有專家才能使用的特殊數據、係數和其他值。如果需要計算系統，需要聯繫專業人士。他們擁有這項業務所需的經驗和知識。
如何自己製作熱泵？ ↑
熱泵的成本，即使不請專家來安裝，也是相當高的。不幸的是，即使是希望在不久的將來存錢，也不是每個人都有機會一次花這麼多錢。是否可以用自己的雙手製作熱泵？是的，相當。此外，您可以使用現有零件構建它或偶爾購買使用過的備件。
所以讓我們開始吧。如果您要在老房子中安裝類似的供暖系統，請務必檢查接線和電錶的狀況。確保測量設備的電流至少為 40 安培。
首先，您需要注意購買壓縮機。在專業公司或正規的製冷維修店，您可以從空調購買壓縮機。它非常適合我們的目的。它需要固定在牆上。 帶支架 L-300。現在我們轉向電容器的製造。為此，我們需要一個容積為 100-120 升的不銹鋼罐。它必須切成兩半並安裝在線圈內，這很容易用冰箱的銅管或小直徑的普通管道銅管製成
重要的！不應該使用非常薄的管子 - 它的脆弱性會在操作過程中造成很多不便。銅管的壁厚至少應為1毫米
- 為了得到一個線圈，我們拿一個氣瓶或氧氣瓶，在它周圍纏繞一根銅管，觀察線圈之間的距離。為了將管子固定在這個位置，最簡單的方法是取一個穿孔的鋁角，用於在膩子下保護角落，並將其連接到線圈上，使每一圈都與角落中的孔相對。這將確保轉彎的相同間距和整個結構的強度。
- 安裝線圈後，我們焊接水箱的兩半，不要忘記焊接螺紋連接。
自製熱泵蒸發器
蒸發器可以是容積為 60-80 升的塑料容器，其中盤管安裝在直徑為 3/4 英寸的管道上。 用於輸送和排水 可以使用普通的水管。蒸發器還必須使用所需尺寸的 L 型支架安裝在牆上。一切準備就緒後，就該邀請製冷專家了。組裝系統、焊接銅管和泵送氟利昂需要它
重要的！如果您沒有使用製冷設備的特殊教育或技能，請不要自己嘗試工作的最後一步。這不僅會導致您的結構失效，還會導致受傷。
主要品種、工作原理
所有熱泵在能源方面都各不相同。設備的主要類別是：地下水、水-水、空氣-水和空氣-空氣。
第一個詞指的是熱源，第二個詞指的是它在設備中變成了什麼。
例如，在地下水裝置的情況下，從地下提取熱量，然後將其轉化為熱水，用作供暖系統中的加熱器。下面我們將更詳細地考慮用於加熱的熱泵類型。
地下水
地下水裝置使用特殊的渦輪機或收集器直接從地下提取熱量。在這種情況下，地球被用作加熱氟利昂的源。它加熱冷凝水箱中的水。在這種情況下，氟利昂被冷卻並反饋到泵入口，加熱的水在主加熱系統中用作熱載體。
只要泵從網絡接收電力，液體加熱循環就會繼續。從經濟角度來看，成本最高的是地下水法，因為安裝渦輪機和集熱器需要在大片土地上鑽深井或改變土壤的位置。
水水
由他們自己 規格泵類型 水-水與地下水類的設備非常相似，唯一的區別是在這種情況下，水不是主要的熱源。作為水源，可以使用地下水和各種水庫。
照片 2. 水-水熱泵結構安裝：特殊管道浸入蓄水池中。
水對水設備比地水泵便宜得多，因為它們不需要安裝深井。
參考。 用於水泵操作 將幾根管道浸入最近的水體中就足夠了，因此它不需要為操作而打井。
空氣變水
空氣對水裝置直接從環境中接收熱量。這樣的設備不需要一個大的外部 收集熱量的收集器，而普通的街道空氣用於加熱氟利昂。加熱後，氟利昂向水放熱，熱水通過管道進入供暖系統。這種類型的設備非常便宜，因為不需要昂貴的收集器來操作泵。
空氣
空氣對空氣裝置也直接從環境中接收熱量，並且它也不需要外部收集器來運行。與熱空氣接觸後，氟利昂被加熱，然後氟利昂加熱泵中的空氣。然後這些空氣被扔進房間，導致局部溫度升高。這種類型的設備也很便宜，因為它們不需要安裝昂貴的收集器。
圖 3. 空對空熱泵的工作原理。溫度為 35 度的冷卻劑進入加熱散熱器。
結論
通過他們的例子，用戶打破了關於空氣對水熱泵在低溫下運行效率低下的刻板印象
重要的。空氣-水熱泵與 水暖地暖系統, 不需要將冷卻液加熱到高溫
如果將暖氣片連接到 HP，則必須將其面積增加 3-4 倍才能切換到低溫模式，而不會降低工作效率。在嚴重的霜凍中，空氣-水熱泵由電加熱元件提供支持。
熱泵 - 在分配電力不足的情況下輸出。
萬一發生事故或停電，為了不讓冬天沒有暖氣，請提供備用的獨立熱發生器，例如燃氣對流器或壁爐爐。考慮到能源載體、電力價格的穩步上漲以及連接主要燃氣的高昂成本，計算惠普的長期回報。不要忘記熱泵和整個系統的易於操作性。
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