히트 펌프 "물 - 물": 장치, 작동 원리, 이를 기반으로 난방을 배치하는 규칙

수집 토양수의 종류

지열 열 펌프의 수집기는 두 가지 유형이 될 수 있습니다(그림 2).

• 수직의;
• 수평의.

쌀. 2 토양 펌프용 수집기 유형: 수직 및 수평

수직 수집기는 길이가 40 ~ 150m 인 우물로 내려가는 긴 파이프 라인입니다.이 유형의 열교환 기는 그러한 깊이에서 온도가 더 높다는 점에서 수평 열교환 기보다 낫습니다. 우물이 매우 깊으면 열교환 기에도 보호 케이스가 장착되어 있으며 깊이가 비교적 작으면 필요하지 않습니다.그러나 저수지 배치 방법의 중요한 단점은 그러한 우물의 높은 비용입니다.

물론 전문가들은 우물을 더 깊게 뚫을 것을 권장합니다. 그러나 기술이나 토양이 허용하지 않으면 여러 우물을 만들 수 있습니다. 예를 들어 깊이가 80m인 우물을 하나 만들거나 각각 20m의 우물을 4개 만들 수 있습니다.. 가장 중요한 것은 전체 결과가 집을 난방하기에 충분하다는 것입니다. 작업하기가 매우 어려운 암석 토양이있을 수 있으며 15-20 미터 이하의 우물을 뚫을 수 있습니다.

수평 수집기 (그림 3) - 토양 - 물 펌프용 토양 수집기 유형은 토양층 아래의 특정 깊이까지 수평 위치에 배치 된 파이프 라인처럼 보입니다. 이 매니폴드는 설치가 쉽습니다.

쌀. 3 지하수 펌프의 외부 회로

토사 히트펌프의 집열기가 설치되는 면적은 작은 땅이 필요한 수직형과 달리 상당히 넓다. 일반적으로 수평 열교환기는 가열된 영역에 따라 25~50m2 및 그 이상을 차지합니다. 이 옵션의 부정적인 요소는 이 수집기가 있는 영역을 잔디밭에만 사용할 수 있다는 것입니다.

다양한 상황에 따라 열교환기는 지그재그, 루프, 스네이크 등으로 배치될 수 있습니다.

열교환기가 설치된 토양의 열전도율이 얼마인지는 매우 중요합니다. 예를 들어 토양이 젖으면 열전도율이 높고 토양이 모래이면 열전도율이 작은 것과 같이 토지의 품질에 따라 다릅니다.

열교환기에 루프가 많은 경우 순환 펌프가 구성에 포함되어야 합니다.

에너지 캐리어 찬성 또는 반대?

하지만 그게 다가 아닙니다. 에너지 운반선의 가격 상승과 높은 배송 비용으로 인해 열 및 전기 비용이 급격히 증가합니다. 그리고 이것은 소비자들로 하여금 새로운 절약 방법을 찾도록 강요합니다. 학교 교과서에서도 열전달은 가열된 물체에서 더 차가운 물체로 흐른다는 것을 기억하지만 그 반대는 아닙니다. 우리의 수세기 전의 경험은 그 반대의 절차를 기억하지 못하며 과학은 이를 증명합니다. 그러나 교활한 현대 공학 기술을 사용하면 덜 가열된 물체에서 더 뜨거운 물체로 반대 방향으로 열을 전달할 수 있습니다.

히트 펌프의 열 전달 방식

예를 들어 냉장고 작동과 같이 우리에게는 놀라운 것이 없습니다. 종종 음의 온도인 냉동고의 열이 환경으로 방출되는 곳입니다. 이 열을 건물 난방에 사용하고 냉장실을 지속적으로 작동하는 입증된 자연 열원으로 대체하면 이것이 소위 열 펌프가 됩니다.

생활 공간을 데울 수 있는 간단한 공랭식 히트 펌프는 난방 기능을 갖춘 모든 사람에게 친숙한 에어컨입니다. 오늘날 상당한 영하의 온도(최대 -15gr)에서도 작동할 수 있는 에어컨이 있기 때문에 성공적으로 사용할 수 있습니다. 그리고 아래. 그러나 이러한 경제적인 방법으로 집 전체를 난방할 때 가장 효율성과 편안함을 얻으려면(그리고 히트 펌프는 기존 히터보다 3배 이상 경제적임) 더 발전된 시스템을 사용해야 합니다.

참고로 많은 사람들이 궁금해하고 있습니다. 에너지 보존 법칙이 있기 때문에 어떻습니까?왜 전기 소비에 대한 열 전달의 비율이 불균형합니까? 전체 비밀은 히트 펌프에서 전기가 압축기의 전자기 권선에만 소비되고 (물론 가열되지만이 열은 방을 가열하는 데 사용되지 않음) 열 에너지가 생성된다는 것입니다. " 히트 펌프의 특수 프로세스 덕분에 외부 환경으로부터 보호됩니다(펌프라는 단어 자체가 이를 나타냄). 이것을 이해하려면 물리학의 학교 과정 이상을 알아야 합니다. 그러나 아래의 기본 사항을 살펴보겠습니다.

잘 받고 있다

개방형 히트펌프를 설치할 때 가장 큰 문제는 물이 위에서 우물로 배출될 때입니다. 너무 틀렸어. 파이프는 거의 우물의 맨 아래까지 가서 0.5-1m 올라야합니다. 아래의 모든 것이 들끓어야 합니다. 위에서 물이 배출되면 우물이 빠르게 침사되어 물을 받지 못하게 될 수 있습니다. 오버플로가 발생합니다. 거리에서 좋은 마이너스가 발생하면 스케이트장이 제공됩니다. 따라서 근처에 강이나 일종의 저수지, 빗물 배수 또는 배수 트렌치가있는 경우 범람의 경우 오버플로 파이프로 수용 우물을 연결하는 것이 좋습니다. 근처에 아무것도 없으면 수신을 위해 하나가 아니라 두 개 이상의 우물을 뚫어야합니다. 받는 우물이 얼마나 오래 지속될 것인지에 대한 답은 아무도 모릅니다. 몇 년이 걸릴 수도 있고 한 번의 난방 시즌 후에 막힐 수도 있습니다. 따라서 개방 회로의 가장 큰 단점은 예측 불가능성입니다.

또 다른 중요한 점. 수신 우물은 차변 우물에서 최소 6m 떨어진 곳에 위치해야 합니다. 이것은 또 다른 모호함입니다. 지하강이 흐르는 방향을 결정하는 방법. 이 질문에 대한 답은 실험을 통해서만 알 수 있습니다.히트 펌프가 시작된 후 물이 차변에 잘 가라 앉지 않으면 모든 것이 정상입니다. 온도가 떨어지기 시작하면 우물을 교체해야 하고 잠수정 펌프를 옮겨야 합니다. 차변 및 배수관의 파이프 라인은 저렴한 재료로 HDPE 파이프로 만드는 것이 가장 좋습니다. 이러한 파이프의 신뢰성과 내구성도 충분합니다.

이상적인 옵션은 우물이 지하 흐름을 가로질러 위치하는 경우입니다. 그런 다음 우물 우물에서 파이프 라인을 분리 가능하게 연결하고 분리 가능한 방수 플러그로 두 우물에 전원을 공급하면 1 년에 한 번 우물을 뒤집어 차변 및 수령 장소를 변경할 수 있습니다.

작동 원리

주제에 정통하지 않은 사람들을 위해 공랭식 히트 펌프가 무엇인지 설명하는 것이 좋습니다. 사실, 이것은 "역방향 냉장고"입니다. 외부의 공기를 냉각시키고 탱크에 있는 물을 가열하는 장치입니다. 이 물은 가정용 온수나 가정 난방에 사용할 수 있습니다.

히트 펌프는 폐쇄 사이클을 사용하며 전기만 소비합니다. 효율은 받은 열에 대한 소비된 전기 에너지의 비율로 측정됩니다. 히트 펌프의 효율은 COP(성능 계수)로도 측정됩니다. COP 2는 200%의 효율에 해당하며 1kW의 전기에 대해 2kW의 열을 제공함을 의미합니다.

작동 원리

히트 펌프의 작동은 물에서 추출한 열에 의한 것입니다. 호수, 요금, 강, 우물, 우물이 물의 원천이 됩니다. 중부 러시아의 저수지 깊이는 하층이 얼지 않도록 2미터 이상이어야 합니다. 열교환 기의 위치에 따라 열 침전물은 다음과 같이 나뉩니다.

• 수평 (파이프는 바닥에 고리로 놓여 있음);
• 수직 (열 교환기는 우물에 수직으로 위치함).

서리가없는 저수지는 모든 집 근처에 있지 않기 때문에 대부분 파이프가 우물에 놓여 있습니다. 표준 물 대 물 열 펌프에는 몇 가지 주요 부품이 있습니다.

• 난방 파이프;
• 물 공급 및 배출 파이프;
• 증발기(프레온이 증발하는 코일);
• 압축기;
• 콘덴서(프레온이 액화되는 코일).

연중 시기에 따라 지하수의 온도는 4-10 °C이며 작은 범위에서 변합니다. 이것은 히트 펌프의 안정적이고 생산적인 작동을 보장합니다. 두 개의 우물이 서로 8-10m 떨어진 곳에 뚫립니다. 지하수는 첫 번째 우물에서 파이프로 들어가 증발기로 올라가 가열합니다. 동시에 액화 프레온이 증발기로 공급됩니다. 증발기의 압력 강하로 인해 벽의 열이 냉매로 전달됩니다. 냉매(프레온)가 기체가 됩니다.

그런 다음 프레온은 압축기에 들어가 압축됩니다. 그런 다음 콘덴서에 들어가 액체로 변하고 이 과정의 결과로 방출된 열이 냉각수로 전달됩니다(대부분 물임). 냉각수는 차례로 라디에이터 파이프를 가열합니다. 이것이 집이 가열되는 방식입니다. 지하수는 두 번째 우물로 배출됩니다. 작동 원리에 대한 완전한 그림은 히트 펌프 다이어그램으로 제공됩니다. 지하수의 온도는 저수지의 하층의 온도보다 안정적이기 때문에 우물을 사용하는 것이 훨씬 효율적입니다. 그러나 여기서 우리는 또한 우물을 시추하는 비용을 고려해야합니다.물-물 보일러가 있는 히트 펌프가 설치되어 방을 난방하고 가정에 필요한 물을 가열합니다. 펌프 작동에 소비되는 전기 에너지는 펌프가 생성하는 에너지보다 4-5배 적습니다.

물-물 히트 펌프를 사용한 주택 난방 방식

이것은 흥미 롭습니다. 개인 주택 난방용 태양열 집열기 - 수제 배터리

유용한 팁들

설계 단계부터 집을 짓는 모든 단계에서 HP는 관성 시스템이라는 것을 기억해야 합니다. 그것은 보통 요리하는 동안 하루에 한 번 가열되는 거대한 러시아 스토브에 비교할 수 있습니다. 그런 다음 축적 된 열이 다음날 아침까지 거주지를 가열했습니다.

무거운 통나무로 만든 벽은 상당히 높은 수준의 열 관성을 가지고 있습니다. 간단히 말해서 밤이 추워지면 천천히 식습니다. 두꺼운 석조 벽과 무거운 콘크리트 또는 벽돌에 대한 우수한 열 관성.

폴리 폼 및 폼 콘크리트는 우수한 단열 특성을 가지고 있습니다. 그러나 비중이 낮기 때문에 열 관성이 낮습니다. 이러한 재료로 만들어진 벽이 있는 건물의 열 펌프는 실외 온도가 급격히 떨어지면 외부에서 "따뜻한 바닥" 난방 시스템으로 충분한 열을 항상 "펌핑"할 수 없습니다.

다음과 같은 다른 요소도 고려해야 합니다.

1. 열 손실을 줄이거 나 집과 우물 또는 수집기 사이의 라인에서 파이프를 전혀 동결하지 않으려면 동결 수준 아래의 깊이로 놓을 필요가 있습니다. 크리미아에서는 0.75미터면 충분하고 모스크바 위도에서는 1.5미터면 충분합니다.
2. 가장 큰 열 손실은 일반적으로 창을 통해 발생합니다. 따라서 삼중창은 사치품이 아니라 경제적으로 건전한 건축 솔루션입니다.이상적인 옵션은 적외선을 반사할 수 있는 유리를 사용하는 것입니다.
3. 물의 취수 및 배출을 위해 2 개의 우물 옵션을 사용하는 경우 두 우물 사이의 거리는 최소 20m 이상이어야합니다.
4. 다용도실이나 차고에서 집에서 만든 TN을 먼저 시도하는 것이 좋습니다. 주거 지역에 바닥 난방을 설치하려면 추가 비용이 필요합니다.

오래된 냉장고로 만든 수제

전문적인 엔지니어링 지식 없이 자신의 손으로 개별 압축기와 응축기에서 공대공 히트 펌프를 조립하는 것은 매우 어렵습니다. 그러나 작은 방이나 온실의 경우 오래된 냉장고를 사용할 수 있습니다.

가장 간단한 공기 열 펌프는 거리에서 공기 덕트를 확장하고 열교환기의 후면 그릴에 팬을 걸어 냉장고에서 만들 수 있습니다.

이렇게하려면 냉장고 앞문에 두 개의 구멍을 만들어야합니다. 첫 번째를 통해 거리 공기가 냉동실로 들어가고 두 번째 아래쪽을 통해 거리로 다시 가져옵니다.

동시에 내부 챔버를 통과하는 동안 내부 챔버에 포함된 열의 일부를 프레온으로 방출합니다.

또한 문이 외부로 열려 있는 벽에 냉장고를 간단하게 구축하고 방 뒤쪽에 열교환기를 구축하는 것도 가능합니다. 그러나 그러한 히터의 전력은 작고 많은 전기를 소비한다는 점을 명심해야합니다.

방의 공기는 냉장고 뒤에 있는 열교환기에 의해 가열됩니다. 그러나 이러한 열 펌프는 영하 5도 이상의 실외 온도에서만 작동할 수 있습니다.

이 기기는 실내에서만 사용하도록 설계되었습니다.

큰 코티지에서 공기 난방 시스템은 따뜻한 공기를 모든 방에 고르게 분배하는 공기 덕트로 보완되어야 합니다.

공기 대 공기 열 펌프의 설치는 매우 간단합니다. 외부 및 내부 장치를 설치 한 다음 냉각수가있는 회로로 서로 연결해야합니다.

시스템의 첫 번째 부분은 실외, 즉 정면, 지붕 또는 건물 옆에 직접 설치됩니다. 집의 두 번째는 천장이나 벽에 놓을 수 있습니다.

코티지 입구에서 몇 미터 떨어진 곳에 실외기를 설치하고 창문에서 멀리 떨어진 곳에 설치하는 것이 좋습니다. 팬에서 발생하는 소음을 잊지 마십시오.

그리고 내부는 따뜻한 공기의 흐름이 실내 전체에 고르게 분포되도록 설치됩니다.

공기 대 공기 열 펌프로 여러 층에 여러 개의 방이 있는 집을 난방할 계획이라면 환기 덕트 시스템에 강제 주입을 장착해야 합니다.

이 경우 유능한 엔지니어에게 프로젝트를 주문하는 것이 좋습니다. 그렇지 않으면 열 펌프의 전력이 모든 건물에 충분하지 않을 수 있습니다.

전기 계량기와 보호 장치는 히트 펌프에서 발생하는 최대 부하를 견딜 수 있어야 합니다. 창밖의 날카로운 한파와 함께 압축기는 평소보다 몇 배나 더 많은 전기를 소비하기 시작합니다.

이러한 에어 히터의 경우 배전반과 별도의 공급 라인을 배치하는 것이 가장 좋습니다.

프레온 용 파이프 설치에 특별한주의를 기울여야합니다. 내부의 가장 작은 칩도 압축기 장비를 손상시킬 수 있습니다.

여기에서는 구리 납땜 기술 없이는 할 수 없습니다. 냉매 보충은 일반적으로 나중에 누수 문제를 피하기 위해 전문가에게 맡겨야 합니다.

히트펌프의 효율과 작동원리

난방을 위한 열 펌프의 효율은 항상 1보다 큽니다. 지열 시스템의 경우 열 변환 계수가 더 정확합니다. 4와 같으면 1kW의 전력에서 출력의 열 펌프가 4kW의 에너지를 제공하고 그 중 3kW는 지구에서 제공됨을 의미합니다.

집을 난방하기 위한 열 펌프의 작동 원리는 19세기 초에 개발되었습니다. 엔지니어 사디 카르노(Sadi Carnot)는 카르노 사이클(Carnot cycle)이라고 불렀습니다. 이를 바탕으로 기존 가정용 냉장고의 작동, 방열된 열이 라디에이터를 통해 외부로 제거되기 때문에 제품이 냉각됩니다. 그러나 난방 주택에 적용하려면 모든 것이 정반대로 일어날 때, 즉 히트 펌프의 작동이 역 카르노 사이클의 원리를 기반으로 합니다. 최근에는 그렇게 되었습니다.

가정 난방용 히트 펌프는 저온의 열을 고온의 열로 변환하여 난방에 사용하는 장치입니다. 열원은 흙, 물 및 공기입니다(첫 번째는 가장 널리 퍼져 있습니다. 왜냐하면 집의 단열 수준이 중요하지만 집을 난방하는 데 사용되는 방법 등)하기 때문입니다. 가격과 소비자 품질의 최적 비율).

집을 난방하기 위해 설계된 히트 펌프의 작동에는 전기가 필요하지만 1kW의 전기 비용으로 4-6kW의 열 에너지가 반환됩니다.

여름에 집을 난방하는 것 외에도 히트 펌프는 에어컨으로 작동 할 수 있으므로 시스템이 역동작이 가능하기에 충분합니다. 히트 펌프는 여러 유형으로 분류됩니다.

• "땅 - 물";
• "지구 - 공기";
• "물 - 물";
• "물 - 공기"
• "공기 - 물";
• "공기-공기".

다음은 주택 난방을 위해 다양한 유형의 열 펌프가 작동하는 방식에 대한 자세한 설명입니다.

장착 기술

이 유형의 장비 조립은 여러 단계로 수행됩니다.

• 프로젝트가 작성 중입니다.
• 수집기 통신이 조립됩니다.
• 열 펌프가 시스템에 설치됩니다.
• 장비는 집 안에 설치됩니다.
• 냉각수가 채워지고 있습니다.

다음으로 자신의 손으로 턴키 히트 펌프를 단계별로 설치하는 방법을 고려할 것입니다.

프로젝트를 만드는 방법

물론 이러한 유형의 통신 조립을 진행하기 전에 필요한 모든 계산을 수행해야 합니다. 시스템의 외부 부분의 작업은 내부 작업과 완전히 조정되어야 합니다. 선택한 장비 유형에 따라 계산됩니다. 수평 수집기의 경우 다음과 같이 수행됩니다.

• 필요한 부동액의 양이 결정됩니다. 이 경우 Vs = Qo 3600 / (1.05 3.7 t) 공식이 사용됩니다. 여기서 Qo는 소스의 화력, t는 공급 라인과 리턴 라인 사이의 온도 차이입니다. Qo 매개변수는 펌프 전력과 냉매를 가열하는 데 사용되는 전력 간의 차이로 계산됩니다.
• 필요한 수집기 길이가 결정됩니다. 이 경우 계산 공식은 다음과 같습니다. L = Qo / q, 여기서 q는 비열 제거입니다. 후자의 지표 값은 현장의 토양 유형에 따라 다릅니다. 예를 들어 점토의 경우 rm당 20W, 모래의 경우 10W 등입니다.
• 수집기를 놓는 데 필요한 면적이 결정됩니다. 이 경우 계산은 공식 A = L da에 따라 수행됩니다. 여기서 da는 파이프 설치 단계입니다.

히트 펌프의 전력은 천장 높이가 2.7m인 1m2당 약 70W의 열의 비율로 결정되며, 수집 파이프는 일반적으로 서로 0.8m 또는 그 이상 떨어진 곳에 배치됩니다.

히트 펌프를 조립하는 방법

이러한 유형의 장비는 상당히 비쌉니다. 히트 펌프의 설계는 비교적 간단합니다. 따라서 직접 만들 수 있습니다. 이 절차는 다음과 같이 수행됩니다.

• 압축기를 구입했습니다(에어컨 장비가 적합함).
• 커패시터 하우징이 만들어집니다. 이를 위해 100리터 스테인리스 스틸 탱크를 반으로 자릅니다.
• 코일을 만들고 있습니다. 가스 또는 산소 실린더는 냉장고의 구리 튜브로 싸여 있습니다. 후자는 알루미늄 천공 모서리로 고정할 수 있습니다.
• 코일은 몸체에 설치되고 후자는 밀봉됩니다.
• 증발기는 80리터의 플라스틱 용기로 만들어집니다. ¾ 인치 파이프의 코일이 장착되어 있습니다.
• 물 파이프는 증발기에 연결되어 물을 전달하고 배출합니다.
• 시스템이 냉매로 채워져 있습니다. 이 작업은 전문가에게 맡겨야 합니다. 부적절 한 행동으로 조립 된 장비를 망칠뿐만 아니라 부상을 입을 수 있습니다.

수집기 통신 설치

난방 시스템의 외부 회로를 설치하는 기술도 유형에 따라 다릅니다. 수직 수집기의 경우 깊이 20-100m로 우물을 뚫고 수평 수집기 아래에서 1.5m 깊이로 트렌치를 뚫고 다음 단계에서 파이프를 놓습니다. 나무는 뿌리가 본관을 손상시킬 수 있으므로 수평 수집기 근처에서 자라지 않아야 합니다. 후자의 조립을 위해 저압 폴리에틸렌 파이프를 사용할 수 있습니다.

장비 설치

이 작업은 일반적인 방식으로 수행됩니다. 즉, 난방 라디에이터가 구내에 설치되고 라인이 배치되고 보일러에 연결됩니다. 팽창 탱크, 필터 및 바이패스의 순환 펌프가 리턴 파이프에 장착됩니다. "따뜻한 바닥" 시스템을 조립하여 히트 펌프에 연결할 수도 있습니다. 마지막 단계에서 선택한 유형의 냉각수가 외부 및 내부 회로에 부어집니다.

보시다시피 히트 펌프와 수집기를 직접 장착 할 수 있습니다. 기술적으로 절차는 특별히 복잡하지 않습니다. 그러나 다른 유형의 유사한 장비와 달리 이러한 시스템의 조립은 수평 유형의 경우에도 물리적으로 다소 힘든 작업입니다. 특별한 장비없이 수직 드릴링을위한 드릴링 우물은 실제로 불가능합니다. 따라서 전문가를 고용하여 계산을 수행하고 시스템 조립 작업을 수행하는 것이 좋습니다. 오늘날 시장에는 히트 펌프와 같은 장비를 턴키 방식으로 설치하는 회사가 있습니다.

개인 주택 난방용 히트 펌프 란 무엇입니까? 어떻게 작동합니까?

환경에서 열을 추출할 수 있는 특수 장치를 히트 펌프라고 합니다.

이러한 장치는 공간 난방의 주요 또는 추가 방법으로 사용됩니다. 일부 장치는 건물의 수동 냉각에도 작동하지만 펌프는 여름 냉방과 겨울 난방 모두에 사용됩니다.

환경 에너지는 연료로 사용됩니다. 이러한 히터는 공기, 물, 지하수 등에서 열을 추출하므로 이 장치는 재생 가능한 에너지원으로 분류됩니다.

중요한! 이 펌프를 작동하려면 전기 연결이 필요합니다. 모든 열 장치의 구성에는 증발기, 압축기, 응축기 및 팽창 밸브가 포함됩니다. 열원에 따라 물, 공기 및 기타 장치가 구별됩니다.

작동 원리는 냉장고의 원리와 매우 유사합니다(냉장고만 뜨거운 공기를 내보내고 펌프는 열을 흡수)

열원에 따라 물, 공기 및 기타 장치가 구별됩니다. 작동 원리는 냉장고의 원리와 매우 유사합니다(냉장고만 뜨거운 공기를 내보내고 펌프는 열을 흡수)

모든 열 장치의 구성에는 증발기, 압축기, 응축기 및 팽창 밸브가 포함됩니다. 열원에 따라 물, 공기 및 기타 장치가 구별됩니다. 작동 원리는 냉장고와 매우 유사합니다(냉장고만 뜨거운 공기를 내보내고 펌프는 열을 흡수합니다).

대부분의 장치는 양의 온도와 음의 온도 모두에서 작동하지만 장치의 효율성은 외부 조건에 직접적으로 의존합니다(즉, 주변 온도가 높을수록 장치의 성능이 더 높아짐). 일반적으로 장치는 다음과 같이 작동합니다.

1. 히트 펌프는 주변 조건과 접촉합니다. 일반적으로 장치는 땅, 공기 또는 물에서 열을 추출합니다(장치 유형에 따라 다름).
2. 장치 내부에는 냉매로 채워진 특수 증발기가 설치되어 있습니다.
3. 환경과 접촉하면 냉매가 끓고 증발합니다.
4. 그 후, 증기 형태의 냉매가 압축기로 들어갑니다.
5. 거기에서 수축합니다. 이로 인해 온도가 심각하게 상승합니다.
6. 그 후 가열 된 가스가 난방 시스템에 들어가 공간 난방에 사용되는 주 냉각수가 가열됩니다.
7. 냉매가 조금씩 냉각됩니다. 결국 다시 액체로 변합니다.
8. 그런 다음 액체 냉매는 온도를 심각하게 낮추는 특수 밸브로 들어갑니다.
9. 결국 냉매는 증발기로 다시 들어간 후 가열 사이클이 반복됩니다.

사진 1. 지중 열 펌프의 작동 원리. 파란색은 차가움, 빨간색은 덥음을 나타냅니다.

장점:

• 환경 친화. 이러한 장치는 배출물로 대기를 오염시키지 않는 재생 가능한 에너지원입니다(천연 가스는 유해한 온실 가스를 생성하고 전기는 종종 석탄을 태우는 데 사용되며 공기도 오염됨).
• 가스에 대한 좋은 대안. 열 펌프는 여러 가지 이유로 가스 사용이 어려운 경우(예: 집이 모든 주요 유틸리티에서 멀리 떨어져 있는 경우) 공간 난방에 이상적입니다. 펌프는 또한 이러한 장치의 설치에 국가 허가가 필요하지 않다는 점에서 가스 가열과 유리하게 비교됩니다(그러나 깊은 우물을 드릴링할 때는 여전히 얻어야 함).
• 저렴한 추가 열원. 펌프는 저렴한 보조 전원으로 이상적입니다(가장 좋은 옵션은 겨울에는 가스를 사용하고 봄과 가을에는 펌프를 사용하는 것입니다).

결점:

1. 워터 펌프를 사용하는 경우 열 제한.모든 열 장치는 양의 온도에서 잘 작동하지만 음의 온도에서 작동하는 경우 많은 펌프가 작동을 멈춥니다. 이것은 주로 물이 얼어서 열원으로 사용할 수 없기 때문입니다.
2. 물을 사용하는 장치에는 문제가 있을 수 있습니다. 물이 난방에 사용되는 경우 안정적인 소스를 찾아야 합니다. 대부분의 경우 이를 위해 우물을 뚫어야 하므로 장치의 설치 비용이 증가할 수 있습니다.

주목! 펌프는 일반적으로 가스 보일러보다 5-10배 더 비싸므로 경우에 따라 비용을 절약하기 위해 이러한 장치를 사용하는 것이 비실용적일 수 있습니다(펌프가 비용을 지불하려면 몇 년을 기다려야 함)

히트 펌프의 작동 원리

거의 모든 매체에는 열 에너지가 있습니다. 사용 가능한 열을 사용하여 집을 난방하지 않는 이유는 무엇입니까? 히트 펌프가 도움이 될 것입니다.

열 펌프의 작동 원리는 다음과 같습니다. 열은 잠재력이 낮은 에너지원에서 냉각수로 전달됩니다. 실제로 모든 것은 다음과 같이 발생합니다.

냉각수는 예를 들어 땅에 묻힌 파이프를 통과합니다. 그런 다음 냉각수는 열 교환기로 들어가고 수집된 열 에너지는 두 번째 회로로 전달됩니다. 외부 회로에 있는 냉매는 가열되어 기체로 변합니다. 그 후, 기체 냉매는 압축기로 들어가 압축됩니다. 이로 인해 냉매가 더욱 가열됩니다. 뜨거운 가스는 콘덴서로 이동하고 거기에서 열이 냉각수로 전달되어 이미 집 자체를 가열합니다.

집에서의 지열 난방: 작동 원리

냉동 시스템은 동일한 원리에 따라 배열됩니다. 이는 냉장 장치를 사용하여 실내 공기를 냉각할 수 있음을 의미합니다.

히트펌프의 종류

열 펌프에는 여러 유형이 있습니다. 그러나 대부분의 경우 장치는 외부 회로의 냉각수 특성에 따라 분류됩니다.

장치는 다음에서 에너지를 끌어낼 수 있습니다.

• 물,
• 토양,
• 공기.

집의 결과 에너지는 공간 난방, 물 가열에 사용할 수 있습니다. 따라서 여러 유형의 열 펌프가 있습니다.

히트 펌프: 지상 - 물

대체 난방을 위한 최선의 선택은 지면에서 열 에너지를 얻는 것입니다. 따라서 이미 6 미터 깊이에서 지구는 일정하고 변하지 않는 온도를 가지고 있습니다. 특수 액체가 파이프의 열 운반체로 사용됩니다. 시스템의 외부 윤곽은 플라스틱 파이프로 만들어집니다. 지면에 있는 파이프는 수직 또는 수평으로 배치할 수 있습니다. 파이프를 수평으로 배치하면 넓은 면적을 할당해야 합니다. 파이프를 수평으로 설치하는 경우 토지를 농업용으로 사용할 수 없습니다. 잔디를 배열하거나 연간 식물을 심을 수 있습니다.

파이프를지면에 수직으로 배치하려면 최대 150m 깊이의 여러 우물을 만들어야합니다. 이것은 지구 근처의 깊은 곳에서 온도가 높기 때문에 효율적인 지열 펌프가 될 것입니다. 깊은 프로브는 열 전달에 사용됩니다.

물 대 물 펌프의 유형

또한 지하 깊숙이 위치한 물에서 열을 얻을 수 있습니다. 연못, 지하수 또는 폐수를 사용할 수 있습니다.

두 시스템 사이에는 근본적인 차이가 없다는 점에 유의해야 합니다. 저장소에서 열을 얻기 위한 시스템을 만들 때 가장 적은 비용이 필요합니다. 파이프는 냉각수로 채워지고 물에 잠겨야 합니다. 지하수에서 열을 발생시키는 시스템을 만들기 위해서는 보다 복잡한 설계가 필요합니다.

공랭식 펌프

공기에서 열을 모으는 것이 가능하지만 겨울이 매우 추운 지역에서는 이러한 시스템이 효과적이지 않습니다. 동시에 시스템 설치는 매우 간단합니다. 원하는 장치를 선택하여 설치하기만 하면 됩니다.

지열 펌프의 작동 원리에 대해 조금 더

난방을 위해 열 펌프를 사용하는 것이 매우 유리합니다. 면적이 400제곱미터 이상인 주택은 시스템 비용을 매우 빠르게 지불합니다. 그러나 집이 그리 크지 않다면 자신의 손으로 난방 시스템을 만들 수 있습니다.

먼저 압축기를 구입해야 합니다. 기존의 에어컨이 장착된 장치가 적합합니다. 우리는 그것을 벽에 장착합니다. 자신의 커패시터를 만들 수 있습니다. 구리 파이프로 코일을 만들어야합니다. 플라스틱 케이스에 담겨 있습니다. 증발기도 벽에 장착됩니다. 납땜, 프레온 재충전 및 이와 유사한 작업은 반드시 전문가만이 수행해야 합니다. 부적절한 행동은 좋은 결과로 이어지지 않습니다. 게다가 부상을 입을 수 있습니다.

히트 펌프를 작동시키기 전에 집의 통전 상태를 확인해야합니다. 미터의 전력은 40암페어로 평가되어야 합니다.

집에서 만든 지열 히트 펌프

자신이 만든 히트 펌프가 항상 기대에 부응하는 것은 아닙니다. 그 이유는 정확한 열 계산이 없기 때문입니다. 시스템 전원이 부족하고 유지 관리 비용이 증가합니다.

따라서 모든 계산을 정확하게 수행하는 것이 중요합니다.

열 공기-물 시스템의 특징

이 기사에서 다루는 열 펌프는 그러한 장치의 다른 수정(특히 물에서 물 및 땅에서 물로)과 달리 다음과 같은 여러 가지 장점이 있습니다.

• 전기를 절약합니다.
• 설치에는 대규모 토지 작업, 우물 드릴링, 특별 허가 획득이 필요하지 않습니다.
• 시스템을 태양 전지판에 연결하면 완전한 자율성을 보장할 수 있습니다.

풍력 에너지를 추출하여 물로 변환하는 열 시스템의 중요한 이점은 100% 환경 안전입니다.

펌프 설계를 진행하기 전에 시스템이 가능한 한 효율적으로 나타나는 경우와 사용이 불가능한 경우를 알아내는 것이 필요합니다.

기단에서 에너지를 추출하는 열 펌프 시스템은 CIS에서 사용되는 모든 유형의 열 운반체(물, 공기, 증기)를 가열하는 데 사용할 수 있습니다.

지원 및 작업의 세부 사항

열 펌프는 -5도에서 +7도 사이의 온도 범위에서만 생산적으로 작동합니다. +7의 공기 온도에서 시스템은 필요한 것보다 더 많은 열을 생성하고 -5 미만의 표시기에서는 난방에 충분하지 않습니다. 이것은 구조의 농축 된 프레온이 -55 도의 온도에서 끓기 때문입니다.

이론상으로는 30도의 서리에서도 열을 발생시킬 수 있지만 난방에는 충분하지 않습니다. 왜냐하면 열 출력은 냉매의 끓는점과 공기 온도의 차이에 직접적으로 의존하기 때문입니다.

따라서 감기가 더 빨리 오는 북부 지역의 주민들은이 시스템이 작동하지 않으며 남부 지역의 가정에서는 몇 개월 동안 효과적으로 봉사 할 수 있습니다.

표준 배터리가 실내에 설치되어 있으면 히트 펌프가 덜 효율적으로 작동합니다. 무엇보다도 공기 대 물 장치는 "따뜻한 바닥", "따뜻한 벽"수형 시스템뿐만 아니라 넓은 면적의 대류 및 기타 라디에이터와 결합됩니다.

또한 방 자체는 외부와 잘 단열되어야 하며 일반 목재 또는 플라스틱보다 단열이 우수한 다중 챔버 창문이 내장되어 있어야 합니다.

히트 펌프는 40~45ºC 이상의 냉각수 가열이 필요하지 않은 "따뜻한 바닥" 급수 시스템과 가장 잘 상호 작용합니다.

집에서 만든 열 펌프는 최대 100제곱미터의 집을 효과적으로 데울 수 있습니다. m이며 5kW의 전력을 생산하도록 보장됩니다. 프레온은 집에서 만든 구조에 충분한 품질로 부을 수 없으므로 끓는점을 -22도까지 계산해야합니다.

주택 조립 장치는 차고, 온실, 다용도실, 작은 개인 수영장 등에 열을 공급하는 데 이상적입니다. 시스템은 일반적으로 추가 난방으로 사용됩니다.

어떤 경우에도 난방 시즌을 위한 전기 보일러 또는 기타 기존 장비가 필요합니다. 심한 서리 (-15-30도) 중에는 효율이 10 % 이하이므로 전기 낭비를 피하기 위해 열 펌프를 끄는 것이 좋습니다.

열 펌프는 실내 개인 수영장의 물을 가열하기에 충분한 에너지를 공급합니다(+)

시스템 작동 방식

구조의 작동 물질은 공기입니다. 거리에 설치된 실외기를 통해 산소는 파이프를 통해 증발기로 들어가 냉매와 상호 작용합니다.

온도의 영향을받는 프레온은 기체 상태가되고 (-55도에서 끓기 때문에) 압력 하에서 가열 된 형태로 압축기에 들어갑니다. 장치는 가스를 압축하여 온도를 높입니다.

뜨거운 프레온은 저장 탱크(응축기) 회로로 들어가 열이 물로 전달되어 나중에 난방 및 DHW를 구성하는 데 사용할 수 있습니다. 응축기에서 프레온은 열의 일부만 손실하고 여전히 기체 상태입니다.

스로틀을 통과하면 냉매가 분사되어 온도가 낮아집니다. 프레온은 액체가 되고 이 형태로 증발기로 전달됩니다. 주기가 반복됩니다.

그림은 압축기와 팽창기로 고압 및 저압의 두 회로로 나누어진 기본 열 펌프의 원리 구현을 개략적으로 보여줍니다.

예를 들어 오래된 냉장고와 같이 폐자재 및 구식 장비로 열 펌프를 독립적으로 구축하려는 사람들은 우리가 권장하는 기사에 제시된 정보가 도움이 될 것입니다.

주제에 대한 결론 및 유용한 비디오

비디오는 장치의 작동 원리와 기능을 소개합니다.

결과적으로 우리는 물 대 물 열 펌프가 최대 150 평방 미터의 주택을 가열하도록 설계된 효과적인 환경 친화적 인 장비로 간주된다는 결론을 내릴 수 있습니다. 더 넓은 지역을 배치하려면 이미 상당히 복잡한 엔지니어링 조사가 필요할 수 있습니다.

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