設備特點
七十年代的美國，傑出的發明家尤金·弗雷內特向世界展示了他的創造物——弗雷內特熱泵，以其發現者的名字命名。
值得注意的是效率超過 100%。有些人同時相信 700% 和 1000%，但遵循物理定律的懷疑論者並不支持它們——這畢竟是誇大其詞。
Frenett 泵的適用範圍不僅限於生活區。它已成功用於生產。
一時間，這種裝置很受歡迎，因此愛好者們研究它的電路，越來越多地改進熱泵的設計。
基本原理仍然沒有改變：設備的創造者提供了一個簡單但巧妙的簡單發明。一切都基於由於摩擦而釋放的熱量。
當他第一次介紹Frenette熱泵時，方案是這樣的：
- 兩個尺寸極佳的圓柱體：一個較小的一個較大的一個。中間放油。
- 一個小型電機的一側裝有風扇，另一側裝有發動機（電動機）。
- 外殼隱含空氣凹槽，恆溫器優化了安裝的操作。
現在讓我們弄清楚這個單元是如何大致運作的，它的設計與我們熟悉和熟悉的大多數氣候設備不同。
小氣缸的旋轉加熱油。風扇使房間內的熱空氣流通。
儘管該系統被稱為熱泵，但 Frenett 機器僅在加熱器的作用中與該術語的正確表示相吻合。
熱泵必須按照逆卡諾原理工作，將環境的低勢轉化為熱能的高勢。這裡沒有這樣的事情。
許多人試圖改變這項發明，包括其創造者本人。因此，您可以找到不同類型的 Frenett 泵。
例如，與上述細微差別的結構差異可能如下：
帶圓柱體的滾筒處於水平位置，軸穿過中心，軸的末端向外突出。沒有風扇，通常由散熱器代替或將冷卻液直接提供給系統
確保安裝的密封性很重要。從兩個鼓之間查看葉輪。加熱的油從葉輪噴射到轉子和泵殼之間的間隙中，確保了最大的性能。
哈巴羅夫斯克科學家開發的非標準型 Frenett 泵
油被水代替，鹼是蘑菇元素。在加熱和沸騰過程中形成的蒸汽以每分鐘 135 米的速度通過通道。這種設計能夠在沒有外部能量供應的情況下存在。它僅用於工業目的。
加熱的油從葉輪噴射到轉子和泵殼之間的間隙中，確保了最大的性能。
哈巴羅夫斯克科學家開發的非標準型 Frenett 泵。油被水代替，鹼是蘑菇元素。在加熱和沸騰過程中形成的蒸汽以每分鐘 135 米的速度通過通道。這種設計能夠在沒有外部能量供應的情況下存在。它僅用於工業目的。
熱泵組裝技術
詳細考慮創建和組裝的方案：
- 我們進行泵的計算。這可以使用一個特殊的計算器來完成，該計算器將加熱場所的面積與系統的功率相關聯。一般來說，計算過程如下：計算器使用輸入的數據（房間的面積和天花板的高度），將它們轉換為體積，並在輸出時給出關於實用的建議這種情況下的泵浦功率。
- 選擇合適的壓縮機我們將立即規定一點（對於“自製”大師）：熱泵中的壓縮機永遠不會手動創建，因為整個系統的性能將取決於其工作效率，甚至是最輕微的缺陷足以使泵的所有結構元件失效。應根據計算得出的泵功率選擇最佳選項：壓縮機功率應約為泵可能傳熱的 1/3。
- 蒸發器設計。如果您認真對待並在工作時小心，此過程非常簡單。因此，作為這個元素，您可以使用帶蓋的聚合物罐。沿罐內表面拉一根銅線圈，其長度和直徑必須事先確定。首先，我們使用公式 P \u003d M / 0.8ΔT 計算管道面積。 M 是泵浦功率，ΔT 是溫差。結果值與管道一延米的面積相稱。我們將適當彎曲的管道鋪設在水箱中，從上方和下方拉出末端。然後我們安裝兩個插座（金屬配件）。我們將兩條軟管連接到它們：頂部 - 壓力處，底部 - 出口（用於排水）。
- 現在您可以開始組裝電容器的過程了。順便說一句，這與組裝蒸發器的過程幾乎相同，唯一的區別是使用不銹鋼容器代替聚合物罐，並且已經加熱的冷卻劑將在結構本身中循環。
- 最後但同樣重要的階段是將所有結構元件組裝在一起。因此，首先，將壓縮機安裝在準備好的平台/基礎上。然後，上冷凝器出口連接到其排放支管，下冷凝器出口連接到蒸發器出口。為此，使用銅管，其直徑必須對應於安裝在系統結構元件內的線圈的直徑。它仍然將上部蒸發器出口與吸入壓縮機連接件連接起來。現在你可以加註冷卻液了。
至此，我們對水對水熱泵的特點以及我們自己動手安裝它的技術的思考就結束了。執行所有工作時要格外小心。祝你好運！
空氣對水熱泵
AIR-WATER熱泵的安裝和運行
空氣作為低溫熱能的來源
從理論上講，無論其溫度如何，空氣都可以用作低溫熱能的來源。在實踐中，空氣對水的熱泵在至少 -15 攝氏度的空氣溫度下是有效的。迄今為止，已經有在售的熱泵在 -25 攝氏度的溫度下運行，但到目前為止它們的成本太高，這使得普通消費者無法接觸到這種類型的熱力工程設備。
在其最原始的形式中，空氣對水熱泵可以被認為是一種用於冷卻環境並將“多餘”熱量排放到加熱房間中的空調。
同時，空氣對水熱泵不需要挖坑或打井、沿水庫底部鋪設管道或安裝垂直集熱器以使水對水或地對水熱泵能夠操作。它易於操作，同時可以讓您獲得廉價的熱量來為您的家供暖。
除了空調系統，這種類型的熱泵可以根據 2 佈局方案製造：
- 以由通過通信連接的 2 個塊組成的拆分系統的形式
- 以整體形式
通常，單塊是組裝在一個外殼中並安裝在房屋內部或外部的單個設備。對於室內安裝，需要提供一個自由的進氣通道。同時，室外安裝更可取：它允許您將壓縮機作為房間外的噪音源移動。
迄今為止，許多製造商以整體形式生產空氣對水熱泵。方便實用，讓您可以自由移動泵和安裝它，無需複雜的安裝和連接。唯一的缺點是這種類型的泵功率低：從 3 到 16 kW。
分體系統分為兩個模塊，其中一個包括冷凝器和自動控制系統。它安裝在室內。第二個（室外）單元包括一個壓縮機。安裝空氣對水熱泵的經濟可行性
空氣對水熱泵在正外部溫度下是有效的。它們在我國南部地區得到了廣泛的應用：庫班、斯塔夫羅波爾地區等。那裡很少有嚴重的霜凍，冬天的溫度很少低於零。
這並不意味著在我國其他氣候條件更惡劣的地區，不能使用這種類型的熱泵。一點也不。只是空氣-水泵的效率會隨著氣溫的下降而降低，同時運行泵所需的電力成本也會增加。
因此，在負空氣溫度下操作熱泵的權宜之計，以及根據所需功率選擇設備，應由合格的加熱工程師進行。
迄今為止，最好的選擇是使用空氣-水熱泵在正環境溫度下進行加熱和熱水供應，並在結霜時打開鍋爐或其他熱能來源。
使用熱泵為房屋供暖的另一個條件是建築物的高熱效率，沒有與質量差的隔熱和通風相關的熱量損失。
熱泵的工作原理是什麼？
該系統由一個熱泵、一個用於吸收和分配熱量的裝置組成。在創建熱泵的內部迴路時，使用了壓縮機、蒸發器、節流閥和冷凝器。僅需要電力來運行壓縮機。
該設備的工作原理的發展是在 19 世紀進行的。即便如此，它也被稱為“卡諾循環”。泵的運行如下：
- 向收集器提供防凍混合物，該混合物可以是水與酒精、鹽水或乙二醇混合物。它的任務是吸收熱能並隨後輸送到泵；
- 在蒸發器中，能量傳遞給製冷劑，結果製冷劑開始沸騰，變成蒸汽；
- 由於壓縮機壓力增加，溫度升高；
- 通過冷凝器，所有熱能都轉移到位於房屋內部的供暖系統的熱載體，而製冷劑冷卻後變成液態並返回到收集器。
優點和缺點
安裝泵並將其連接到加熱系統具有許多優點：
- 自治 - 從一個集中的元素，值得只強調與電源的連接。
- 大大節省了昂貴的能源載體，它們用於供暖，並可以降低公用事業的財務成本。從 1 kW 的電力，該設備產生 3 到 7 kW 的熱量 - 這些是使用不同類型燃料運行的鍋爐中的最高係數。
- 環境安全——設備不會危害環境或居民的健康。
- 元素的耐火性和不燃性。這種泵不會過熱，不會燃燒，也不會排放一氧化碳。
- 該設備可以冷卻或提高房間內的溫度，從而在房間內創造必要的小氣候。它適合在冬季和夏季使用。
- 使用壽命長——系統平均使用壽命可達40-50年，安裝得當，操作條件舒適，使用壽命可再延長數年。
- 運行時靜音——系統自動控制，非常方便。
- 泵的安裝不需要許可證，例如氣體設備的安裝。您可以隨時購買和安裝任何型號的設備，無需前往各個部門，無需等待許可。
但像所有設備一樣，這種泵也有缺點：
- 該設備的購置和安裝相當昂貴，並不是每個人都能負擔得起。設備的回報取決於其使用強度。但即使在最好的情況下，購買也將在至少 5 年內得到回報。
- 對於安裝，您需要尋求專家的幫助，您需要鑽孔和其他設備來佈置深度可達200 m的垂直迴路的地熱泵。如果您有適當的知識和工具，您可以自行安裝。
- 在冬季氣溫低於-15度的地區，應使用其他熱源。例如，一個二價加熱系統，該設備在室外溫度為 -20 度時加熱房間。當它不執行任務時，會打開電加熱器或燃氣鍋爐。
位於低層建築中的業主和公司需要循環泵。這些設備只獲得了正面評價。
首先，將熱泵用於家庭供暖可以節省大量資金。最有效的供暖系統基於地源熱泵。每個月，它的成本都遠低於燃氣或顆粒加熱的成本。通過安裝熱泵，用戶可以在一個設計中同時獲得空調和房屋的高效供暖。有些型號可以遠程控制，例如，通過互聯網使用智能手機或使用位於房屋中的恆溫器。而且通過安裝太陽能集熱器或電池，可以讓系統完全自主，完全不用擔心能源價格上漲。
地熱熱泵的主要類型
總共有四種類型的專業收集器提供熱能。這些包括：
- 臥式熱泵位於大約一米半的深度 - 恰好位於比土壤凍結更深的水平面上。此選項是住宅物業的首選。
- 立式熱泵位於深約一米半的特殊井中。當輪廓的水平放置根本沒有區域時，該決定變得相關。
- 地下水泵涉及通過地源熱泵系統的水循環，該系統充當工作熱交換流體。在它沿著整個輪廓通過後，最後一個階段是它安全返回地面。
- 就成本而言，水源熱泵是最具吸引力的選擇。它們可以位於任何水體中，其結冰深度高於設備鋪設的深度。此外，在安裝過程中，必須符合現有對蓄水池水量及其大小的要求。
迄今為止，所有四種類型的收集器都被非常積極地使用，它們是根據操作條件和用戶能力——建築特性、預算等來選擇的。
推薦設備
選擇熱泵的類型
該加熱系統的主要指標是功率。首先，購買設備和選擇一種或另一種低溫熱源的財務成本將取決於功率。熱泵系統的功率越高，部件的成本就越高。
首先，這指的是壓縮機功率、地熱探測器的井深，或容納水平收集器的區域。正確的熱力學計算是系統高效工作的一種保證。
如果個人區域附近有水庫，最經濟高效的選擇將是水對水熱泵
相反，地熱的利用涉及大量與挖掘相關的工作。使用水作為低品位熱量的系統被認為是最有效的。
從地面提取熱能的熱泵裝置涉及大量土方工程。收集器放置在季節性凍結水平以下
有兩種方法可以利用土壤的熱能。第一個涉及鑽探直徑為 100-168 毫米的井。根據系統的參數，這種井的深度可以達到 100 m 或更多。
特殊的探針放置在這些孔中。第二種方法使用管道收集器。這種收集器放置在地下的水平面中。此選項需要相當大的區域。
建造一口深井獲取熱能可能比挖坑便宜一點
但一個顯著的優勢在於空間的顯著節省，這對於小地塊的所有者來說很重要。在現場存在高位地下水的情況下，熱交換器可以佈置在彼此相距約 15 m 的兩個井中。在現場存在高位地下水位的情況下，可以將熱交換器佈置在彼此相距約 15 m 的兩個井中
在現場存在高位地下水的情況下，熱交換器可以佈置在彼此相距約 15 m 的兩個井中。
通過在封閉迴路中抽取地下水來提取此類系統中的熱能，其中一部分位於井中。這種系統需要安裝過濾器並定期清潔熱交換器。
最簡單和最便宜的熱泵方案是基於從空氣中提取熱能。一旦它成為製造冰箱的基礎，後來的空調就是按照它的原理髮展起來的。
最簡單的熱泵系統從氣團中獲取能量。在夏天它參與供暖，在冬天參與空調。該系統的缺點是，在獨立版本中，單元功率不足
不同類型的這種設備的功效是不一樣的。使用空氣的泵性能最低。此外，這些指標直接取決於天氣狀況。
地面熱泵品種性能穩定。這些系統的效率係數在 2.8 -3.3 之間變化。水對水系統是最有效的。這主要是由於源溫度的穩定性。
表徵熱泵效率的主要參數是其轉換係數。轉換係數越高，熱泵的效率越高。
熱泵的轉換係數通過熱流量與壓縮機運行所消耗的電能之比來表示
選擇熱泵的類型
該加熱系統的主要指標是功率。首先，購買設備和選擇一種或另一種低溫熱源的財務成本將取決於功率。熱泵系統的功率越高，部件的成本就越高。
首先，這指的是壓縮機功率、地熱探測器的井深，或容納水平收集器的區域。正確的熱力學計算是系統高效工作的一種保證。
如果個人區域附近有水庫，最經濟高效的選擇將是水對水熱泵
首先，您需要研究計劃安裝泵的區域。理想的條件是該地區存在水庫。使用水對水選項將顯著減少挖掘工作量。
相反，地熱的利用涉及大量與挖掘相關的工作。使用水作為低品位熱量的系統被認為是最有效的。
從地面提取熱能的熱泵裝置涉及大量土方工程。收集器放置在季節性凍結水平以下
有兩種方法可以利用土壤的熱能。第一個涉及鑽探直徑為 100-168 毫米的井。根據系統的參數，這種井的深度可以達到 100 m 或更多。
特殊的探針放置在這些孔中。第二種方法使用管道收集器。這種收集器放置在地下的水平面中。此選項需要相當大的區域。
對於鋪設收集器，潮濕土壤的區域被認為是理想的。自然，鑽井的成本將高於水平油藏。但是，並非每個站點都有可用空間。對於 1 kW 的熱泵功率，您需要 30 到 50 平方米的面積。
建造一口深井獲取熱能可能比挖坑便宜一點
但一個顯著的優勢在於空間的顯著節省，這對於小地塊的所有者來說很重要。在現場存在高位地下水位的情況下，可以將熱交換器佈置在彼此相距約 15 m 的兩個井中
在現場存在高位地下水的情況下，熱交換器可以佈置在彼此相距約 15 m 的兩個井中。
通過在封閉迴路中抽取地下水來提取此類系統中的熱能，其中一部分位於井中。這種系統需要安裝過濾器並定期清潔熱交換器。
最簡單和最便宜的熱泵方案是基於從空氣中提取熱能。一旦它成為製造冰箱的基礎，後來的空調就是按照它的原理髮展起來的。
最簡單的熱泵系統從氣團中獲取能量。在夏天它參與供暖，在冬天參與空調。該系統的缺點是，在獨立版本中，單元功率不足
不同類型的這種設備的功效是不一樣的。使用空氣的泵性能最低。此外，這些指標直接取決於天氣狀況。
地面熱泵品種性能穩定。這些系統的效率係數在 2.8 -3.3 之間變化。水對水系統是最有效的。這主要是由於源溫度的穩定性。
需要注意的是，泵收集器在水庫中的位置越深，溫度就越穩定。要獲得 10 kW 的系統功率，需要大約 300 米的管道。
表徵熱泵效率的主要參數是其轉換係數。轉換係數越高，熱泵的效率越高。
熱泵的轉換係數通過熱流量與壓縮機運行所消耗的電能之比來表示
在俄羅斯氣候中使用熱泵
熟悉了上述各種熱泵的描述後，您可以輕鬆回答哪種熱泵最適合在俄羅斯氣候下運行的問題。
空氣熱泵僅適用於我國有限數量的地區——冬季氣溫幾乎從不低於零。當然，西伯利亞、遠東、俄羅斯歐洲北部的居民甚至不應該考慮空氣熱泵。
水源熱泵的應用存在諸多限制。我們已經談到了其中的一些，這裡還需要再提一個。我國一半以上的領土位於多年凍土帶。即使東西伯利亞或遠東北部的某些居民“幸運”，並且他所在地區有不太深的地下水，那麼這些地下水都是冰的形式，這意味著它不是適用於供暖系統。
因此，我們大多數同胞不得不依靠唯一的雙贏選擇——地源熱泵。同時，在俄羅斯氣候條件下，泵更適合不帶臥式集熱器，而是帶地熱探頭，這樣可以到達土壤溫度更穩定的深度。
