المضخة الحرارية للمسبح: معايير الاختيار وقواعد التثبيت

تعد المضخات الحرارية بالطبع واحدة من أفضل الاختراعات في مجال أنظمة التدفئة. إنها تجعل حرفيا من الممكن استخراج الطاقة الحرة تقريبا من الهواء مباشرة ، وكذلك من الأرض أو الماء. إذا كنت تستخدم مضخة حرارية للمسبح ، يمكن تقليل تكلفة تسخين المياه بشكل كبير.

سنخبرك بكيفية اختيار أفضل نموذج لاستخدام الطاقة "الخضراء" لتوليد الحرارة لتسخين المياه. المادة المقدمة للتعريف تحدد بالتفصيل مبدأ النظام. هنا سوف تتعلم كيفية تركيب الوحدة ، وكيفية تشغيلها بشكل صحيح في بيئة منزلية.

كيف تعمل مثل هذه المضخة؟

الطاقة في كل مكان ، حتى في تلك الأشياء التي تبدو باردة للغاية بالنسبة لنا. فقط هذه الطاقة لديها إمكانات منخفضة. تسمح لك المضخات الحرارية باستخراجها من البيئة وتحويلها إلى طاقة ذات إمكانات عالية. في هذه الحالة الطاقة الحرارية يمكن استخدامها للتدفئة.

تعمل المضخات الحرارية ، مثل الثلاجات ، وفقًا لمبدأ كارنوت. تنقل الثلاجة الطاقة الحرارية من الغرفة إلى المساحة المحيطة لخلق تأثير تبريد ، ثم تعمل المضخة الحرارية في الاتجاه المعاكس.

يتكون هذا النظام من جزأين رئيسيين - خارجي وداخلي بينهما بينهما ضاغط ومبخر. لذلك ، يدور المبرد من خلال نظام الأنابيب الموجودة خارج. في الوقت نفسه ، يمتص الطاقة المشتتة في الجزء الأكبر من الأرض ، في الماء أو في الهواء ، اعتمادًا على نوع المضخة.

ثم يمر المبرد من خلال حجرة المبخر المملوءة بغاز التبريد (الفريون عادة). يغلي المبرد عند درجة حرارة منخفضة للغاية. يتم تسخينه عند ملامسته للطاقة الحرارية ذات الإمكانات المنخفضة ، ويصبح في حالة غازية ويدخل الضاغط.

يوضح هذا الرسم البياني الجهاز ومبدأ تشغيل المضخة الحرارية ، التي تجمع الحرارة ذات الإمكانات المنخفضة من البيئة وتحولها إلى طاقة حرارية عالية المحتملة (+)

هنا يسخن الغاز وينتقل إلى المكثف. ثم يبرد المبرد ، ويعود مرة أخرى إلى الحالة السائلة ، وتدخل الحرارة التي تم تجميعها في نظام التسخين الداخلي ، أي على نظام التدفئة في المنزل أو في هذه الحالة على حوض السباحة. تتكرر الدورة عدة مرات.

بالطبع ، لتشغيل مثل هذا النظام ، أي وحدات الضخ ، ستكون هناك حاجة إلى كمية معينة من الكهرباء ، دون الوصول إلى النظام الذي لن يكون قادرًا على العمل.

لكن كمية الكهرباء اللازمة لمضخة حرارية أقل بأربع مرات تقريبًا من تكلفة تسخين المياه مباشرة باستخدام سخان كهربائي. باستهلاك أقل من 2.5 كيلو واط من الطاقة للكهرباء ، يمكن للمضخة الحرارية أن تولد أكثر من 10 كيلو واط من الطاقة الحرارية.

كيفية اختيار نظام مناسب؟

ميزات تصميم المضخة الحرارية تجعلها أكثر مقاومة للرطوبة العالية من أي نظام تسخين مياه آخر. ولكن عليك أن تختار الصحيح نوع المضخة الحرارية، أي تحديد مصدر الطاقة الحرارية منخفضة الدرجة.

كلما كانت درجة حرارة الوسط أكثر استقرارًا ، زادت كفاءة المضخة الحرارية. تعتبر الأرض في هذا الصدد الخيار الأفضل ، لكن التنفيذ العملي يتطلب استيفاء عدد من الشروط الصعبة.

يسمح لك هذا الجدول بتحديد قوة المضخة الحرارية للمسبح. يتم إجراء الحسابات مع مراعاة وجود طبقة واقية من الشمس (+)

سوف يأخذ قطعة أرض واسعة وأرض واسعة النطاق. الأنابيب التي يتم من خلالها تدوير المياه يجب أن توضع في سمك التربة ، لتحقيق هذا المطلب ليس ممكنًا ومناسبًا دائمًا. نادرًا ما تستخدم مضخات الحرارة من الأرض إلى الماء في حمامات السباحة.

من الأسهل قليلاً ترتيب مضخة حرارة المياه ، حيث يتم استخدام المياه كمصدر للطاقة. الخيار الأفضل هو جسم مائي قريب: بركة ، بحيرة ، نهر ، إلخ.

ولا يستطيع جميع ملاك الأراضي الوصول إلى هذه الموارد. الحل الأقل تكلفة للمشكلة هو خفض أنابيب المياه في البئر أو البئر. هذا يعني أن الموقع قد يضطر إلى بناء مصدر إضافي للمياه.

ستكون هناك حاجة إلى وقت وجهد أقل لتركيب مضخة حرارية تستهلك الطاقة التي تبدد في الكتل الهوائية. لتنظيم تبادل الهواء المكثف ، يتم استخدام مراوح قوية. لن يكون من الضروري وضع الأنابيب في الأرض أو حفر بئر جديد.

تتيح المضخات الحرارية من الهواء إلى الماء تسخين كمية كبيرة من الماء في حوض السباحة بأقل استهلاك للطاقة

بالطبع ، يمكن أن تكون كفاءة التسخين بمضخة حرارة الهواء أقل قليلاً من استخدام مصادر طاقة مستقرة مثل الأرض أو الماء. ومع ذلك ، للاستخدام خلال الموسم من الربيع إلى الخريف ، وليس على مدار السنة ، يعتبر هذا النموذج مثاليًا. يتم استخدام معظم التجمعات في المواقع خلال هذه الفترة.

يمكن أيضًا استخدام المضخة الحرارية مع أنظمة التدفئة الأخرى ، على سبيل المثال ، مع التدفئة الكهربائية. لتدفئة المنزل ، يتم دمج هذه النماذج أحيانًا مع غلاية الغاز أو الكهرباء. هذا مناسب بشكل خاص في المناطق ذات المناخ القاسي ، لأنه في درجات حرارة أقل من -20 درجة تقل كفاءة المضخات الحرارية بشكل حاد.

ميزة أي نموذج صناعي لمضخة الحرارة هي سعرها المرتفع. يمكنك تقليل التكاليف إذا قمت ببناء مثل هذا الجهاز بنفسك. هذه ليست مهمة صعبة للغاية ، فقد تعامل معها العديد من الحرفيين بنجاح. لكن النماذج الصناعية أكثر موثوقية وأكثر كفاءة وأسهل في الإدارة.

وفقًا للمراجعات ، فإن التكلفة العالية للنموذج الصناعي لمضخة حرارية تؤتي ثمارها في أول عامين من التشغيل ، وأحيانًا في غضون بضعة أشهر فقط. في الوقت نفسه ، من المهم جدًا اختيار نموذج تتوافق طاقته تمامًا مع الاحتياجات الحرارية للجسم.

فقدان حراري للجسم

من أجل اختيار المضخة الحرارية المناسبة وفقًا لقوتها ، من الضروري تحديد فقدان الحرارة للمجمع الذي سيتم تثبيت الجهاز فيه.

في حالة المسبح ، يجب مراعاة:

• المكان الذي يقع فيه المسبح ؛
• توافر ودرجة موثوقية المجمع ؛
• حجم حوض الاستحمام.
• درجة حرارة الماء الأولية
• درجة حرارة مياه الاستحمام المثلى ؛
• وجود عوامل إضافية تؤثر على التغير في درجة حرارة الماء: تدفئة الهواء في مبنى داخلي وتكييف الهواء ، إلخ.

لحساب فقدان الحرارة للهيكل ، يوصي بعض الخبراء باستخدام المنهجية الموضحة في DBN B.2.5-67: 2013. يجب أن تكون سعة المضخة أعلى بنسبة 30٪ من فقدان الحرارة في المسبح.

يتيح لك هذا المخطط الحصول على فكرة عن فقدان الحرارة المحتمل في حوض السباحة ، اعتمادًا على تأثير العوامل الخارجية. كلما قلت هذه الخسائر ، زادت كفاءة مضخة الحرارة في العمل.

هذه الحسابات محددة تمامًا ، فمن الأفضل أن تعهد بها إلى أخصائي. يمكن الحصول على توصيات مفيدة من المهنيين ذوي الخبرة الذين يشاركون في تصنيع أو بيع المضخات الحرارية. ستكون المعلومات حول سعة المبادل الحراري للجهاز مفيدة أيضًا عند اختيار مضخة حرارية.

عند اختيار مضخة حرارة الهواء لتسخين المياه في حوض السباحة ، يجب مراعاة عدد من العوامل التي تؤثر على درجة فقدان الحرارة للمبنى ، على سبيل المثال ، وجود أو عدم وجود مأوى

يعكس هذا المؤشر استهلاك الطاقة الحرارية لتسخين المياه في حوض السباحة لفترة معينة من الزمن.

في شكل مبسط ، قد تبدو الصيغة كما يلي:

P = 1.16 X ΔT / t X V (كيلوواط)

أين:

• 1.16 - معامل تصحيح فقدان الحرارة ؛
• ΔT - عدد الدرجات التي تفصل المؤشر الأولي والنهائي لدرجة حرارة الماء في البركة ، ºС ؛
• t هو وقت تشغيل الجهاز حتى تصل درجة حرارة الماء المطلوبة ، ساعة ؛
• V هو حجم حوض الاستحمام المكعب م

بالطبع ، لا تأخذ هذه الصيغة في الاعتبار عددًا من العوامل مثل تأثير التسخين في المسبح الداخلي ووجود تكييف الهواء ووجود العزل وما إلى ذلك.

ولكن عند اختيار نموذج المضخة الحرارية المناسب ، يمكن أن يكون هذا الحساب مفيدًا جدًا.في سياق الحسابات ، من المفيد أن تأخذ في الاعتبار أن درجة الحرارة المثلى للمسبح الداخلي تعتبر درجة حرارة الهواء 28 درجة ، ودرجة حرارة الماء 24 درجة.

نقاط مهمة عند اختيار المضخة

عند اختيار مضخة حرارية مناسبة ، يجب ألا تركز فقط على قوتها. عوامل أخرى مهمة أيضا. على سبيل المثال ، هذه هي أبعاد المضخة التي تشبه صندوقًا معدنيًا كبيرًا.

عادة ما يتم اختيار موقع التثبيت مقدمًا ، يجب عليك التأكد من أن النموذج المحدد يناسبه بحرية ، مع ترك مساحة كافية للشخص الذي سيقوم بتثبيت الجهاز وصيانته.

كلما صغر الفرق بين درجة حرارة الهواء الخارجي ودرجة حرارة الماء في حوض السباحة ، كلما زاد تأثير استخدام المضخة الحرارية ، وزادت إنتاجيتها.

يتيح لك التحكم التلقائي في بعض الموديلات تغيير تشغيل المضخة ، مع مراعاة ليس فقط درجة الحرارة الخارجية ، ولكن أيضًا معدل تبريد المياه في المسبح ، بالإضافة إلى قدرة المبنى (إذا كنا نتحدث عن مسبح داخلي) للحفاظ على الحرارة.

أثناء التشغيل ، تهتز المضخة الحرارية وتصدر ضوضاء. كلما قل التشويش على الموقع ، كان ذلك أفضل. قبل الشراء ، يجب أن تجد طريقة لتقييم مستوى الضوضاء التي تصدرها نماذج المضخات الحرارية المختلفة.

يمكن أن تتأثر تكلفة الوحدة بشكل كبير بوجود وحدة تحكم أوتوماتيكية. إذا سمحت الأموال ، لا تتخلى عن هذه الإضافة الحديثة والمريحة. أولاً ، تعمل الأتمتة على زيادة الراحة أثناء استخدام المعدات ، حيث لا يلزم تشتيت انتباهك باستمرار لتشغيلها وتعديلها وإيقاف تشغيلها ، وما إلى ذلك.

يعمل نظام التحكم الأوتوماتيكي لمضخات الحرارة الحديثة على تسهيل تشغيل الجهاز وزيادة كفاءته وإطالة عمره التشغيلي

ثانيًا ، يزيد تشغيل الجهاز في الوضع التلقائي بشكل كبير من موارد تشغيله ، أي عمر الخدمة. لكن الضرر لا يزال ممكنا. لتقليل المشاكل المرتبطة بتشغيل المضخة الحرارية ، سيساعدك توفر المستندات المنفذة بشكل صحيح لخدمة الضمان للجهاز.

ومع ذلك ، فإن وجود نموذج رسمي بختم ليس كافياً. في بعض الأحيان ، يصمت البائعون بشكل متواضع حول حقيقة أن إصلاحات الضمان لا تتم إلا من قبل مؤسسة متخصصة ، تقع على بعد مائة كيلومتر من موقع التثبيت.

كما حدث أنه يجب إرسال الجهاز إلى الخارج لإصلاحه. خدمة الضمان هذه غير مريحة للغاية ، حيث تستغرق المالك أشهرًا كاملة من الوقت.

يمكن للحرفيين الذين يمكنهم إصلاح الأجهزة المنزلية بسهولة دراسة ميزات الجهاز للنموذج المحدد والوصول إلى قطع الغيار مقدمًا. إذا لم تكن الأجزاء الضرورية متوفرة في مكان قريب ، فسيتعين عليك طلبها بشكل خاص ، والدفع مقابل التوصيل الطويل ، وما إلى ذلك. الحكمة ستساعد على تجنب مثل هذه المشاكل.

إذا كانت تكلفة المضخة الحرارية المصنوعة في المصنع تبدو عالية "عالية" ، يمكنك ذلك افعلها بنفسك. تم وصف كيفية بناء الركام من النفايات الأولية عمليا في المقالة التي أوصينا بها.

ميزات تركيب الجهاز

يعتمد إجراء توصيل مضخة حرارية لتجمع على خصائص نموذج معين. لذلك ، قبل البدء في العمل ، يجب عليك دراسة تعليمات الشركة المصنعة بعناية والامتثال الدقيق للمتطلبات والتوصيات الواردة فيها. عادة ، يتم تسليم النماذج الصناعية مجمعة مسبقًا ومع مجموعة من المكونات اللازمة للتثبيت.

رسم تخطيطي وظيفي لمضخة الحرارة المتصلة بالمجمع:
1 - المضخة الحرارية للمسبح
2 - جهاز تحكم عن بعد
3 - ماء نظيف للمسبح
4 - مضخة الدوران
5- تجاوز (تجاوز) وصمامات تحكم
6 - ماسورة مياه البركة
7 - مرشح

أثناء الاتصال ، ستحتاج إلى تثبيت زوج من الأنابيب ، بالإضافة إلى توفير الطاقة. يتم تثبيت السخان في نظام صيانة المسبح بحيث يكون موجودًا بعد نظام الترشيح وأمام جهاز الكلورة.

كما هو موضح في هذا الرسم التخطيطي ، يجب توصيل المضخة الحرارية بعد مرشح المياه ، ولكن قبل جهاز الكلورة

من المهم جدًا اختيار المكان المناسب لتثبيت المعدات. عادة مضخة حرارية من الهواء إلى الماء إنه عبارة عن مجموعة من الأبعاد الرائعة ، تذكرنا بالوحدة الخارجية لنظام تكييف الهواء المنفصل.

لتثبيت مضخة حرارة الهواء ، من الضروري اختيار مكان واسع بما فيه الكفاية ، والذي يجب حمايته من العوامل الخارجية ، على سبيل المثال ، استخدام مظلة

يجب أن يستوفي مكان تركيب هذه المعدات المتطلبات التالية:

• تهوية جيدة
• عدم وجود عقبات أمام حركة الكتل الهوائية ؛
• البعد عن اللهب المكشوف ومصادر الحرارة الأخرى ؛
• الحماية من العوامل البيئية الخارجية: هطول الأمطار ، الحطام المتساقط من الأعلى ، وما إلى ذلك ؛
• توافر للصيانة والإصلاحات اللازمة.

في معظم الأحيان ، يتم تثبيت المضخة الحرارية تحت مظلة. لمزيد من الحماية ، يمكنك تثبيت زوج من الجدران الجانبية ، ولكن لا يجب أن تتداخل مع تدفق الهواء الذي تفرضه المراوح.

يتم تركيب المضخة على إطار معدني ، ويجب أن تكون القاعدة أفقية تمامًا. سيؤدي ذلك إلى تقليل مشاكل مثل الاهتزاز والضوضاء أثناء تشغيل الجهاز ، بالإضافة إلى حماية الجهاز من الأعطال.

يجب تركيب مضخة تسخين الهواء على قاعدة صلبة وأفقية بصرامة. سيؤدي ذلك إلى تقليل الاهتزاز أثناء التشغيل وتقليل الضوضاء.

عند تثبيت المضخة الحرارية وتوصيلها بالنظام ، من المهم التأكد من نظافة جميع عناصره. لا يضر للتحقق من السطح الداخلي للأنابيب التي يتم الاتصال بها.

يجب إغلاق جميع تقاطعات الأنابيب التي يتم من خلالها تدوير المياه بعناية وفحص التسربات. لمنع انتقال الاهتزاز من المضخة الحرارية أثناء تشغيلها إلى بقية النظام ، من المنطقي التفكير في خيار التوصيل باستخدام خراطيم مرنة.

سوف يلزم اهتمام خاص لتوفير الطاقة للمضخة الحرارية. يجب أن يتوافق تمامًا مع قواعد تركيب المعدات الكهربائية ، مع مراعاة جميع متطلبات السلامة من الحرائق.

بالقرب من المسبح ، عادة ما يتم الحفاظ على مستوى عالٍ من الرطوبة ، ويزداد احتمال التلامس الكهربائي مع الماء بشكل كبير. لذلك ، من الضروري عزل جميع أماكن التلامس الكهربائية بعناية ، بالإضافة إلى حمايتها من التلامس المحتمل مع الرطوبة.

من الضروري تضمين قواطع الدائرة في الدائرة لتوصيل المضخة الحرارية بمصدر الطاقة ، وهي مجهزة بأجهزة استشعار تستجيب لزيادات درجة الحرارة. أجهزة الحماية التي تمنع التسرب الحالي مطلوبة أيضًا.

يجب تأريض جميع العقد الموصلة دون فشل. لتوصيل الكابلات ، الطاقة والتحكم ، ستحتاج إلى كتل طرفية خاصة. تشير تعليمات الشركة المصنعة عادةً إلى المقطع العرضي المطلوب للكابلات الكهربائية التي يمكنك من خلالها توصيل الجهاز بمصدر الطاقة.

يجب الالتزام بهذه البيانات. قد يكون المقطع العرضي للكابل أكثر من موصى به ، ولكن ليس أقل.

يتم تركيب مضخة حرارية لتسخين المياه في حوض السباحة وفقًا لتوصيات الشركة المصنعة. عادة ما يتم تثبيته بعد نظام معالجة المياه ، ولكن قبل جهاز الكلورة ، إن وجد

مضخة حرارية منزلية الصنع - هل هي حقيقية؟

إذا قمت بعمل مضخة حرارية بنفسك ، يمكنك التوفير بشكل كبير ، ولكن فعالية هذه الأجهزة أقل قليلاً من تلك الخاصة بالنماذج الصناعية. أولاً ، يتم تصنيع العناصر الفردية للمضخة ، ثم يتم توصيلها بنظام مشترك. يمكن صنع المبخر من خزان بلاستيك كبير. يتم تثبيت لفائف نحاسية بالداخل.

لصنع ملف ، يمكن لف أنبوب نحاسي بعناية حول زجاجة غاز أو أي شيء أسطواني مناسب لإعطائه الشكل المطلوب. بنفس الطريقة يصنعون ملفًا آخر - للمبخر. يتم وضع هذا العنصر داخل صهريج آخر ، هذه المرة معدنية ، مطلوب عمل لحام.

يتم شراء الضاغط أو إزالته ببساطة من جهاز آخر ، على سبيل المثال ، من مكيف الهواء المكسور. عندما تكون هذه الأجهزة الثلاثة جاهزة ، يتم توصيلها بنظام مشترك. ثم يتم شحن الضاغط بمبرد. يبقى توصيل المبخر بالمروحة ، التي تضخ الهواء ، والمكثف إلى نظام تسخين مياه البركة.

أكثر صعوبة بشكل ملحوظ في الجهاز مضخة حرارية من ماء إلى ماء. يتطلب بنائه وجود نهر أو خزان طبيعي بالقرب من الموقع ، إذا لم يكن هناك ، يتم حفر الآبار. ومع ذلك ، إذا كان من المستحيل الحصول على الطاقة من الهواء لأسباب فنية ، فسيكون هذا الخيار مفيدًا أيضًا.

استنتاجات وفيديو مفيد حول الموضوع

يتم عرض التجربة العملية لتسخين مياه المسبح باستخدام مضخات الحرارة في الفيديو التالي:

تم توضيح مبدأ تشغيل مضخة حرارة الهواء بوضوح هنا:

يقدم هذا الفيديو نظرة عامة تفصيلية للغاية على تشغيل وتصميم نموذج مضخة حرارة الماء والهواء:

المضخة الحرارية هي طريقة ملائمة وفعالة وصديقة للبيئة لتسخين حمام السباحة. مع التشغيل السليم ، ستؤتي تكلفة النموذج بسرعة كبيرة ، وسيزيد التثبيت المناسب بشكل كبير من عمر الجهاز.

هل تريد مشاركة معلومات مفيدة حول موضوع مقال؟ ربما تعرف كيف تصنع مضخة حرارية لترتيب حمام سباحة خاص بيديك؟ يرجى كتابة التعليقات في المربع أدناه وطرح الأسئلة ومشاركة رأيك والصور المواضيعية.