مضخة حرارة حرارية DIY لتدفئة المنزل: الجهاز ، التصميم ، التجميع الذاتي
يمكن تنظيم التدفئة وإمدادات المياه الساخنة لمنزل خاص بطرق مختلفة ، على سبيل المثال ، عن طريق الاتصال باتصالات إمدادات الغاز المركزية أو عن طريق تحويل أنظمة التدفئة إلى استهلاك الكهرباء. هل توافق على ذلك؟
ويمكنك تجميع مضخة حرارية جوفية بيديك واستخدام حرارة الأرض بفاعلية لخلق ظروف معيشية مريحة. بالطبع ، هذه عملية تستغرق وقتًا إلى حد ما ، ولكن بالنسبة لأولئك الذين هم على الأقل ضليعين في التكنولوجيا ، لن تكون هذه مشكلة كبيرة.
في مقالتنا ، سنتحدث عن مبادئ التشغيل وأنواع المنشآت الحرارية الأرضية. سنخبرك بكيفية بناء مضخة حرارية بنفسك من المواد المرتجلة. بالإضافة إلى ذلك ، ستجد في المقالة مشورة الخبراء حول اختيار المجاميع الجغرافية. وستكشف مقاطع الفيديو المنشورة عن أسرار التثبيت ومبادئ تشغيل المضخات الحرارية الأرضية.
محتوى المقالة:
كيف تعمل الوحدة الجغرافية الحرارية؟
تعتمد خوارزمية تشغيل المضخات الحرارية الأرضية على نقل الحرارة من مصدر منخفض الطاقة الحرارية إلى ناقل حراري. تلعب الأرض هنا دور المبرد في الصيف وهي مصدر نشط للحرارة في فصل الشتاء.
تساعد اختلافات درجة حرارة التربة في تحسين الكفاءة الإجمالية للنظام وتساعد على تقليل تكاليف التشغيل الفعلية.
من الناحية العملية ، يدخل سائل التبريد الحالي إلى خط الأنابيب الموجود في الأرض ويتم تسخينه بعدة درجات. ثم ينتقل التكوين إلى وحدة التبادل الحراري (أو المبخر) وينقل الطاقة الحرارية المتراكمة إلى دائرة النظام الداخلي.
يتم تسخين المبرد الذي يعمل في الدائرة الخارجية في المبخر ، ويتم تحويله إلى غاز ويدخل الضاغط. هناك ، ينكمش تحت تأثير الضغط العالي ويصبح أكثر سخونة.
يمر الغاز الساخن إلى جهاز التكثيف ويمنح الطاقة الحرارية لمبرد العمل في النظام الداخلي المسؤول عن تسخين المنزل. في نهاية العملية ، يعود المبرد الذي فقد الحرارة إلى نقطة انطلاقه في الحالة السائلة.
ما هي المنشآت الحرارية الأرضية؟
تختلف المضخات الحرارية الأرضية عن بعضها البعض في نوع ناقل الحرارة على الخطوط الداخلية والخارجية للهيكل. يتم الحصول على طاقة الجهاز من التربة أو الماء (المياه الجوفية أو الخزان الطبيعي المفتوح) أو الهواء.
داخل المبنى ، يتم استخدام مصدر الحرارة لتدفئة الغرف وتسخين المياه وتكييف الهواء. اعتمادًا على مجموعة العناصر والوظائف المستخدمة ، يتم تصنيف الأنظمة إلى أنواع: "المياه الجوفية" و "المياه المائية" و "المياه والهواء".
الخيار رقم 1. تجميع الأرض إلى الماء
تعد مضخة المياه الجوفية واحدة من أكثر خيارات التدفئة البديلة فعالية للمباني السكنية. مبدأ عملها هو الاختيار بمساعدة مجسات أو مجمعات للطاقة الحرارية من التربة ونقلها إلى نظام تسخين المياه المنزلية.
التركيب الخاص ، الذي يتكون من مبادل حراري حراري يقع تحت عمق التجميد الفعلي للتربة ، والمضخة الحرارية نفسها ، التي تعمل بمثابة ثلاجة ، تساعد على تنفيذ التكنولوجيا ، فقط في الاتجاه المعاكس (دورة كارنوت العكسية).
كيف يعمل الجهاز
يعمل تركيب المياه الجوفية ، الذي يسخن أماكن المعيشة بسبب الحرارة المتجددة التي تنتجها التربة ، وفقًا للخوارزمية التالية:
- السائل العامل (محلول ملحي أو مضاد للتجمد) ، يتحرك على طول دائرة الطاقة الحرارية الأرضية ، يأخذ درجة حرارة التربة ويتم نقله إلى المبادل الحراري - المبخر من خلال مضخة. هناك تعطي الحرارة المجمعة للفريون ، وتصبح نفسها أبرد بمقدار 2-5 درجة مئوية ، وتعود إلى نقطة البداية.
- غني بالطاقة الحرارية ، يتبخر الفريون ، وبعد أن يأخذ حالة غازية ، يدخل وحدة الضاغط. هناك ، ترتفع درجة حرارة الغاز بسبب أشكال الضغط والتكثيف.
- يتم نقل الطاقة الحرارية إلى المبرد في نظام التدفئة المنزلية ، ويأخذ الفريون مرة أخرى شكل سائل. ينخفض ضغطه بعد المرور عبر صمام التمدد للنظام ويتم إرجاع المبرد مرة أخرى إلى المبخر للحصول على جزء آخر من المورد.
نتيجة لهذا الإجراء ، فإن كمية الطاقة الحرارية المأخوذة من التربة والمنقولة إلى نظام التدفئة في مبنى سكني تزيد عن 4 أضعاف كمية الكهرباء المستهلكة لضمان التشغيل الصحيح لوحدة الضاغط والمضخة الدائرية ووحدة التحكم.
مكافأة إضافية هي حقيقة أن النظام لديه القدرة على العمل في الاتجاه المعاكس ، أي التبريد. صحيح أن فقدان الكفاءة يصل إلى 20 ٪ ، ولكن هذا يعتبر مبررًا ، نظرًا لقدرة التدفئة العالية للمعدات.
خيارات التنسيب من الأرض إلى الماء
لإنشاء المحيط الخارجي لنظام المياه والأرض ، يتم استخدام أنابيب البوليمر عالية القوة مع خصائص الأداء الجيد. يتم وضعها بشكل أفقي ، يتم وضعها على قاع الحفرة بطريقة تذكرنا بترتيب الاتصالات لمجمعات "الأرضية الدافئة".
عند التثبيت ، يتم استخدام مساحة 25-50 متر مربع. م لكل كيلوواط فردي من المضخة المركبة على الطاقة. يتم اختيار عمق الحفرة أسفل حدود التجميد ، ويتم تحديد الأبعاد الدقيقة ودرجة تركيب الأنابيب عن طريق حساب إضافي.
لم تعد الأقاليم التي يتم فيها ترتيب الاتصالات بين أنظمة المياه الأرضية الحرارية الأرضية للأغراض الزراعية. يمكن تقسيمها إلى حديقة عشبية جميلة أو فراش زهور مع زهور سنوية.
التثبيت الرأسي أكثر إشكالية ويستلزم استخدام المعدات المهنية. يتم حفر بئر من عمق 20 إلى 150 م في الموقع باستخدام جهاز حفر ، ويتم إنزال مسبار خاص بالحرارة الجوفية فيه وتوصيله بمضخة تزود سائل العمل بنظام التدفئة المنزلية.
تدخل أنابيب التحقيق الممتدة من الآبار المحفورة إلى البئر المتعدد. منها إلى المضخة الحرارية خطان رئيسيان (العرض والعودة) ، مجهزان بطبقة عازلة. يعتمد قطر الخط على الحجم الكلي للنظام والغرفة التي تريد تسخينها. في بعض الأحيان تصل المعلمات إلى 160 ملم.
نظرًا لحقيقة أن درجة حرارة التربة دائمًا ما تكون أعلى وأكثر استقرارًا بسبب تأثير قلب الأرض ، فإن الطريقة الرأسية لوضع نظام التدفئة هي الأكثر فعالية. يظهر مستوى عال من الكفاءة ويعمل بشكل موثوق به لسنوات عديدة ، دون إعطاء الفشل والأعطال.
الخيار رقم 2. ملامح مضخات الحرارة من الماء إلى الماء
يستخدم نظام المياه الجوفية الحرارية المائية الطاقة الحرارية لمورد مائي في عمله. هذا ممكن لأنه ، في أعماق كبيرة ، تظل درجة حرارة الماء ، مثل التربة ، عالية جدًا وتحافظ على مؤشرات ثابتة وثابتة على مدار العام.
لا يوجد فرق هيكلي أساسي بين مضخة تسخين المياه الجوفية ومضخة تسخين الماء والمياه.لكن أصغر التكاليف المالية والعمالية تتطلب مجمعًا مجهزًا على أساس خزان مفتوح. لا يتطلب التثبيت أنشطة حفر واسعة النطاق.
تم تجهيز مادة الأنبوب مع سائل التبريد ببساطة بحمل مغمور في الماء ومتصل بنظام التدفئة المنزلية من خلال توصيل الاتصالات.
ومع ذلك ، فإن هذا الخيار ممكن فقط إذا كانت الأرض مجاورة للماء وكانت جميع أجزاء الاتصال في النظام تحت سيطرة الملاك. إذا لم يكن هناك وصول إلى خزان مفتوح ، يتم استخدام إمكانات المياه الجوفية.
صحيح أن هذا يستدعي عملًا جادًا في الأرض وبناء هياكل معقدة ، على سبيل المثال ، بئر إضافي ، مصمم لتصريف المياه التي تمر عبر وحدة التبادل الحراري.
عادة منشآت المياه إلى المياه قم بالتثبيت حيث لا توجد طريقة لتوصيل الاتصالات المركزية أو استخدام أنواع أخرى من المبردات.
يجادل الخبراء بأن التسخين البديل من هذا النوع فعال للغاية في المباني الحديثة التي لديها الحد الأدنى من معدل فقدان الحرارة.
إذا كان المنزل معزولًا جيدًا ، أو محميًا من المسودات ، أو الرطوبة ، أو دخول الهواء البارد ، أو تم بناؤه باستخدام تقنيات العزل الحراري الحديثة ، يتم تقليل تكلفة نظام التدفئة بشكل كبير بسبب فرصة شراء معدات الضخ بطاقة أقل بكثير.
الخيار رقم 3. ترتيب شبكات المياه والهواء
تستخدم المضخة الحرارية المائية والهوائية أكثر مصادر الطاقة الطبيعية بأسعار معقولة وغير محدودة ومتجددة - الهواء للتشغيل. تعمل المعدات من خلال المراوح والمبخرات ، مجمعة في مجمع واحد.
وهي أكثر فعالية عند درجات حرارة تصل إلى -15 درجة مئوية. بمؤشرات أكثر عدوانية ، تفقد جزءًا كبيرًا من السلطة.
الوحدة مريحة للغاية لأنها لا تتطلب من أصحاب المنزل الخاص أن يكون لديهم معدات خاصة للتركيب وأعمال التركيب المعقدة.
أنها لا تحتاج إلى حفر ، حفر الآبار وغيرها من التدابير الكثيفة العمالة. سهل التثبيت ولا يشغل مساحة كبيرة. يمكن أن تعمل بشكل صحيح ، وتقع على سطح غرفة المعيشة.
تشمل المزايا الرئيسية للمعدات التشغيل الصامت تقريبًا وإمكانية إعادة استخدام الحرارة المنبعثة من الغرفة الساخنة في شكل هواء العادم والماء والغاز والدخان وما إلى ذلك.
يقوم الملاك بصيانة النظام بأنفسهم:
- تنظيف شفرات المروحة والشبكات الواقية على تركيب المبخر من الغبار والحطام الصغير والأوراق ؛
- ضاغط تزييت التكوين الخاص المحدد في تعليمات الشركة المصنعة ؛
- تغيير الزيت في وحدات الطاقة (المروحة ، الضاغط) بتردد معين ؛
- تحقق من سلامة كابل الطاقة إمدادات الأنابيب والنحاس التي يتم من خلالها تدوير غاز التبريد في النظام.
بالإضافة إلى هذه الإجراءات ، ينصح مصنعو معدات الضخ العملاء بشدة بمراقبة حالة أجهزة الاستشعار الحرارية التي تعكس تشغيل وحدة التحكم.
يجب تنظيفها عن طريق إزالة بقع الغبار والزيت برفق من السطح. وسوف تمتد "الحياة" معأنظمة جو - جو وستجعل عملية التشغيل أكثر بساطة وراحة.
كيف تصنع الوحدة بيديك؟
بغض النظر عن خيار الموارد (الأرض أو الماء أو الهواء) الذي يتم اختياره للتدفئة ، ستكون هناك حاجة إلى مضخة لكي يعمل النظام بشكل صحيح.
يتكون هذا الجهاز من عناصر مثل:
- وحدة الضاغط (عنصر وسيط من المجمع) ؛
- المرذاذنقل الطاقة الكامنة المنخفضة إلى المبرد ؛
- صمام الاختناقالتي من خلالها يجد المبرد مسار العودة إلى المبخر ؛
- مكثفحيث يمنح الفريون الطاقة الحرارية ويبرد إلى درجة الحرارة الأصلية.
يمكنك شراء نظام كامل من الشركة المصنعة ، لكنه سيكلف مبلغًا لائقًا. عندما لا تكون هناك أموال مجانية في متناول اليد ، يجب عليك عمل مضخة حرارية بيديك من الأجزاء المتاحة ، وإذا لزم الأمر ، شراء الأجزاء المفقودة.
عند اتخاذ قرار صنع مضخة حرارية بيديك ، يجب عليك بالتأكيد التحقق من حالة الأسلاك الكهربائية والعدادات الكهربائية المتوفرة في المنزل.
إذا كانت هذه العناصر تالفة وقديمة ، فمن الضروري النظر إلى جميع المناطق واكتشاف الأعطال المحتملة والقضاء عليها قبل بدء العمل. ثم يعمل النظام مباشرة بعد بدء التشغيل بشكل لا تشوبه شائبة ولن يزعج المالكين بدوائر قصيرة وأسلاك الحريق ويزيل الاختناقات المرورية.
الطريقة رقم 1. تجميع من الثلاجة
لتجميع المضخة الحرارية بيديك ، قم بإزالة الملف الموجود في الجزء الخلفي من الثلاجة القديمة. يستخدم هذا الجزء كمكثف ويوضع في حاوية عالية القوة مقاومة لدرجات الحرارة القاسية. يتم إرفاق ضاغط يعمل بشكل صحيح ، ويتم استخدام برميل بلاستيكي بسيط كمبخر.
ترتبط العناصر المعدة ببعضها البعض ، ثم يتم توصيل الوحدة التي تم إنشاؤها بنظام التدفئة عن طريق أنابيب البوليمر ويتم تشغيل المعدات.
يوصف تعليمات خطوة بخطوة حول كيفية تجميع مضخة حرارية من الثلاجة هذه المقالة.
الطريقة رقم 2. مضخة حرارة تكييف الهواء
من أجل صنع مضخة حرارية ، تم تعديل مكيف الهواء وإعادة تطوير بعض الوحدات الأساسية. أولاً ، يتم تبادل الكتل الخارجية والداخلية.
المبخر ، المسؤول عن نقل الحرارة المنخفضة الدرجة ، غير مثبت بشكل إضافي ، لأنه متوفر في الوحدة الداخلية للوحدة ، ومكثف نقل الحرارة موجود في الوحدة الخارجية. كل من الهواء والماء مناسبان كحامل حرارة.
إذا لم يكن خيار التثبيت هذا مناسبًا ، فسيتم تركيب المكثف في خزان منفصل ، مصمم للتبادل الحراري الصحيح بين مورد التسخين وناقل الحرارة.
النظام نفسه مجهز بصمام رباعي الاتجاهات.عادة ما يتم دعوة متخصص ذو مهارات وخبرة مهنية في إجراء أحداث من هذا النوع لهذا العمل.
في الإصدار الثالث ، يتم تفكيك مكيف الهواء تمامًا في الأجزاء المكونة له ، ثم تكتمل المضخة منها وفقًا للمخطط التقليدي المقبول بشكل عام: المبخر ، الضاغط ، المكثف. يتم توصيل الجهاز النهائي بالمعدات التي تسخن المنزل وتبدأ في استخدامه.
يحتوي الموقع على سلسلة من المقالات حول تصنيع المضخات الحرارية بأيديهم ، نوصي بقراءة:
- كيفية صنع مضخة حرارية لتسخين المنزل بيديك: مبدأ التشغيل والتركيب
- كيفية عمل مضخة حرارية في الهواء والماء: الرسوم البيانية للجهاز والتجمع الذاتي
تلميحات النظام
إن تركيب معدات المياه الأرضية أكثر تكلفة من جميع الخيارات الأخرى ، لأنه يتطلب أعمال حفر عميقة مع ترتيب رأسي للمعدات أو منطقة حرة كبيرة للموقع مع وضع أفقي للاتصالات.
تحد هذه المعلمات من استخدام النظام وتقلل بشكل كبير من جاذبيته.
تركيب مضخة المياه إلى الماء له أيضًا بعض القيود. إذا كان هناك جسم مائي يمكن الوصول إليه في مكان قريب ، فيمكنك وضع النظام فيه. سوف يستتبع نقص المياه المفتوحة حفر الآبار وتجاوز الآبار ، وهي ليست رخيصة أيضًا.
لا تطرح مضخة الماء والهواء مشاكل التثبيت ، ويمكن أن تعمل بشكل صحيح حتى في المباني السكنية ، ولكن في الشتاء القاسي مع مؤشرات درجة الحرارة المنخفضة ، تنخفض كفاءتها ويتطلب مصدر طاقة موازٍ لدعمها.
ومع ذلك ترتيب التدفئة الحرارية الأرضية ونتيجة لذلك ، فإنها تسدد تكاليفها وتبدأ في تطوير مورد مجاني ، مما يسمح للمالكين بالعيش في أفضل الظروف الملائمة والممتعة والمريحة ، دون إنفاق الكثير من المال على فواتير الخدمات.
استنتاجات وفيديو مفيد حول الموضوع
يوضح الفيديو كيف تم تجهيز نظام التدفئة القائم على معدات تسخين الهواء والمياه الجوفية في منزل كبير من كتلة سيليكات الغاز. يتم الكشف عن بعض الفروق الدقيقة المثيرة للاهتمام فيما يتعلق بتركيب المعدات ويتم الإعلان عن الأعداد الحقيقية لفواتير المرافق للشهر.
كيف تعمل معدات المياه الجوفية؟ وصف مفصل من أخصائي في تركيب المراجل الحرارية الأرضية والتوصيات والنصائح المفيدة للسادة المنزل من محترف في مجالهم.
يشارك مستخدم حقيقي للمعدات انطباعاته عن المضخة الحرارية الأرضية.
يخبر الأقفال المحترف كيفية صنع مضخة حرارية في المنزل على أساس ضاغط قوي وأجزاء التبادل الحراري الأنبوبي. تعليمات تفصيلية خطوة بخطوة.
تعد المضخات الحرارية الأرضية لتدفئة منزل خاص طريقة جيدة لخلق ظروف معيشية مريحة حتى في حالة عدم توفر أنظمة اتصالات مركزية ومصادر طاقة مألوفة أكثر.
يعتمد اختيار النظام على الموقع الإقليمي للعقار والقدرات المالية للمالكين.
هل لديك خبرة في تصنيع مضخة حرارية جوفية؟ يرجى مشاركة المعلومات مع قرائنا ، اقتراح نسختك من التجميع. يمكنك ترك التعليقات وإرفاق صور لمنتجاتك محلية الصنع في النموذج أدناه.
إن شعبنا ليس مستعدًا بعد لمصدر الطاقة الحرارية الأرضية. يبدو لي أن جميع أنواع المرافق المرتبطة بأساليب مماثلة لتوليد الطاقة تجد تطبيقها في أوروبا ، حيث تعلم الناس منذ فترة طويلة الادخار. ونحن بعيدون عن هذا. هذه التقنيات ، للأسف ، شاقة للغاية ، من الأسهل بكثير الاتصال بخط أنابيب الغاز. وأكثر من ذلك حاول القيام بذلك بنفسك. لا ، هذا ليس لنا بعد. هنا على الأقل لمعرفة كيفية استخدام الألواح الشمسية.
لكنني لا أتفق مع التعليق السابق. ماذا يعني: "شعبنا ليس مستعدًا لمصدر الطاقة هذا"؟ إذا لم يحاول أحد استخدامه ، فلن نكون مستعدين أبدًا لأي شيء. أشياء كهذه لا تحدث من تلقاء نفسها. أنا شخصياً سأجهز نظام الماء إلى الهواء وأنا متأكد من النجاح. أفهم الموضوع جيدًا ولا أخشى تجربة شيء جديد.
أنا اختلف جوهريا مع التعليق الأول. على ما يبدو ، لا يعتقد ألكسندر أنه في روسيا خارج جبال الأورال ، سيكون من الصعب الاتصال بخط أنابيب الغاز ، لأن جميع خطوط أنابيب الغاز تؤدي إلى أوروبا نفسها التي تعلموا منذ فترة طويلة أنها تدخرها. نظرًا للزيادة السنوية في أسعار الفحم والحطب ، فقد حان الوقت للتفكير بجدية في تركيب مضخة حرارية.
تعلمنا أليكسي في أوروبا أيضًا لأن هناك حكومات تدعم بنشاط تقنيات توفير الطاقة. على سبيل المثال ، قروض بدون فوائد لشراء مثل هذه المعدات. حسنًا ، الدعاية عالمية بالمعنى الإيجابي للكلمة.
ليست هناك حاجة لإيماءة إلى أوروبا. كم كمية الغاز الموجودة؟ كم يكلف؟ الطاقة؟ ما مقدار الفحم الموجود؟ وأكثر ... وما هو مستوى دخلهم الشهري من حيث الروبل؟ من هنا يأتي كل شيء.
هنا مثال للسيد أوغليتش. تكلفة كيلوواط من الطاقة الحرارية: حطب البتولا - 2.28 روبل ، الغاز الطبيعي - 0.63 روبل ، سائل - 2.02 روبل ، الفحم من الدرجة D - 1.11 روبل ، الكريات الخفيفة - 1.72 روبل. مضخة الحرارة الحرارية الأرضية (مع توصيل 1 كيلو واط من الطاقة الكهربائية - بمقدار 4.5 كيلو واط من الحرارة) - 1.51 روبل. ومع الأخذ في الاعتبار تكلفة العمل والمضخة الحرارية ... لن يتم دفع التكاليف حتى بعد 10 سنوات. وليس هناك حاجة إلى ضمان لمدة 15 عامًا ... فكر بنفسك ، ولكن هل ستوجد هذه الشركات (المورد أو المقاول) في 5-10-15 سنة؟ في اقتصادنا ، هذا الضمان أشبه بالزيلية.
أعني ، يمكنك إعطاء ضمانات لمدة 100 عام 🙂 هناك استنتاج واحد فقط. اسحب الغاز الطبيعي نحو منزلك. حسنًا ، أثناء السحب (العملية ليست سريعة في بعض الأحيان) ، ثم ضع غلاية الفحم الأوتوماتيكية.