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지열 히트 펌프는 스스로 집 난방을합니다 : 장치, 디자인, 자기 조립


예를 들어 중앙 가스 공급 장치의 통신에 연결하거나 난방 시스템을 전기 소비로 전환하는 것과 같이 다양한 방식으로 개인 주택의 난방 및 온수 공급을 구성 할 수 있습니다. 동의하니?

지열 열 펌프를 손으로 조립하고 지구의 열을 효과적으로 사용하여 쾌적한 생활 조건을 조성하는 것이 가능합니다. 물론 이것은 상당히 힘드는 과정이지만 최소한 기술에 정통한 사람들에게는 어렵지 않을 것입니다.

이 기사에서는 운영 원리와 지열 설치 유형에 대해 논의 할 것입니다. 우리는 스크랩 자재로부터 직접 열 펌프를 만드는 방법을 알려 드릴 것입니다. 또한, 자료에서 지리적 단위의 선택에 대한 전문가의 조언을 찾을 수 있습니다. 그리고 게시 된 비디오는 설치의 비밀과 지열 펌프의 원리를 밝힙니다.

열 지구 단위는 어떻게 작동합니까?

지열 열 펌프의 알고리즘은 열 에너지가 낮은 소스에서부터 냉각수로의 열 전달을 토대로 제작되었습니다. 이곳의 토지는 여름에 라디에이터의 역할을하며 겨울철에는 활발한 열원입니다.

토양 온도의 ​​차이는 시스템의 전체 효율을 높이는 데 도움이되며 실제 운영 비용을 절감하는 데 도움이됩니다.

실제로, 지상에 놓인 파이프 라인은 현재 냉각제에 들어가고 몇도 정도 가열됩니다. 그런 다음 구성은 열 교환 장치 (또는 증발기)로 이동하여 축적 된 열 에너지를 내부 시스템 회로로 전송합니다.

외부 회로에서 작동하는 냉매는 증발기에서 가열되고 가스로 전환되어 압축기로 들어갑니다. 저기압은 고압의 영향으로 줄어들고 더워집니다.

고온의 가스는 응축 장치로 전달되어 열 에너지를 집안의 난방을 담당하는 내부 시스템의 작동 냉매로 전달합니다. 공정이 끝나면 열을 잃은 냉매는 액체 상태의 출발점으로 돌아갑니다.

지열 설치 란 무엇입니까?

지열 히트 펌프는 구조의 내부 및 외부 윤곽에 냉각제의 유형이 서로 다릅니다. 장치의 에너지는 토양, 물 (지하수 또는 개방 된 자연 저수지) 또는 공기에서 얻습니다.

주거 지역 내에서 열 자원은 난방실, 난방 수 및 에어컨에 사용됩니다. 사용 된 요소와 기능의 조합에 따라 시스템은 "지하수", "물 - 물"및 "공기 - 물"유형으로 분류됩니다.

옵션 # 1. "지구 - 물"기술 개발

펌프 "토양 수분 (earth-water)"은 주거 지역에서 가장 효과적인 대체 난방 옵션 중 하나입니다. 그 작용의 원리는 토양으로부터의 열 에너지의 탐침 또는 수집기를 사용하는 선택으로 감소되어이를 가정용 물 가열 시스템으로 옮긴다.

실제 토양 동결의 깊이 아래에 배치 된 지열 열 교환기로 구성된 특수 설치 기술을 구현하는 데 도움이되며, 냉장고로 작동하는 히트 펌프 자체는 반대 방향 (Carnot 역순환)입니다.

장치 작동 방법

토양에 의해 생성 된 재생 가능한 열을 사용하여 주거 부지를 가열하는 대 상수 설치는 다음 알고리즘에 따라 작동합니다.

  1. 지열 회로를 따라 움직이는 작동 유체 (염수 또는 부동액)는 토양의 온도를 취하고 펌프를 통해 열교환 기 - 증발기로 이송됩니다. 거기에서 그녀는 수집 된 열을 프레온으로 보내고, 2-5 ° C 더 추워지고 그녀는 출발점으로 돌아 간다.
  2. 열 에너지가 풍부한 프레온은 증발하고, 기체 상태로 가정하여 압축기 설치로 들어간다. 거기에서 가스 온도는 압축 및 응축 물 형태로 인해 상승합니다.
  3. 열 에너지는 국내 난방 시스템의 냉각수로 전달되고 프레온은 다시 액체 형태를 취합니다. 시스템 팽창 밸브를 통과 한 후 그 압력은 떨어지고 냉매는 증발기로 되돌아가 자원의 다음 부분을 수집합니다.

이 절차의 결과로 토양에서 가져 와서 주거용 건물의 난방 시스템으로 전달 된 열 에너지의 양은 압축기 장치, 순환 펌프 및 제어 장치의 올바른 작동을 보장하기 위해 소비 된 전기량의 4 배 이상입니다.

추가 보너스는 시스템이 냉각 방향과 반대 방향으로 작업 할 수있는 능력이 있다고 할 수 있습니다. 사실, 효율 손실은 20 %에 이르지만 장비의 높은 난방 용량을 감안할 때 이는 정당한 것으로 간주됩니다.

지구 - 물 시스템 배치의 변형

지구 - 물 시스템의 외부 윤곽을 만들기 위해 우수한 성능 특성을 지닌 고강도의 폴리머 파이프가 사용됩니다. 그들은 "따뜻한 바닥"단지를위한 의사 소통의 배열을 연상시키는 방식으로 발굴의 바닥에 누워 수평으로 배치됩니다.

설치시에는 장착 된 펌프의 1 킬로와트의 전력 당 25-50 평방 미터의 비율로 영역이 사용됩니다. 피트의 깊이는 동결 한계 이하로 선택되며 정확한 치수와 파이프 배치 단계는 추가 계산에 의해 결정됩니다.

지구 - 대지의 "대지에서 물"시스템의 통신이 더 이상 농업 분야에서 필요하지 않은 지역. 그들은 아름다운 풀밭이나 꽃을 피우며 연례 피를 피울 수 있습니다.

수직 설치는 문제가 많으며 전문 기술을 필요로합니다. 드릴링 장비의 도움을받는 현장에서 우물은 20 미터에서 150 미터 깊이로 뚫고, 특별한 지열 탐침이 그 안에 들어가서 작동 유체를 가정 난방 시스템에 공급하는 펌프에 연결됩니다.

구멍이 뚫린 웰에서 연장 된 프로브 튜브가 수집기 웰에 포함됩니다. 열 펌프에 이르기까지 단열 코팅이 된 2 개의 트렁크 라인 (자원 및 역 공급)이 있습니다. 라인의 직경은 시스템의 총 부피와 가열해야하는 공간에 따라 다릅니다. 때때로 매개 변수가 160 밀리미터에 도달합니다.

토양의 온도가 지구의 중심부의 영향으로 항상 높고 안정적이기 때문에 난방 시스템을 배치하는 수직적 방법이 가장 효과적이라고 인식됩니다. 이는 높은 수준의 효율성을 보여 주며 오류와 고장을주지 않고 수년 동안 안정적으로 작동합니다.

옵션 # 2. 열 펌프 "물 - 물"의 특징

지열 시스템 "수자원"은 수자원의 열에너지로 작업합니다. 토양과 마찬가지로 물의 온도가 심하게 높기 때문에 일년 내내 안정되고 일정한 지표를 유지할 수 있기 때문에 가능합니다.

"지하수"와 "물 - 물"열 펌프 사이에는 근본적인 구조적 차이가 없습니다. 그러나 개방 된 저수지를 기반으로 한 복합 단지는 최소한의 재정적 및 노동 비용이 요구됩니다. 마운팅은 대규모 드릴링 이벤트를 필요로하지 않습니다.

냉각수가 포함 된 파이프 소재에는 단순히 하중이 가해지고 물에 잠겨 연결 통신을 통해 가정용 난방 시스템에 연결됩니다.

그러나이 옵션은 토지 구획이 물과 매우 가깝고 시스템의 모든 통신 부분이 소유주의 통제하에있는 경우에만 가능합니다. 오픈 워터에 접근 할 수 없다면 지하수의 가능성을 이용하십시오.

사실 이것은 열 교환 장치를 통과하는 물을 배출하도록 고안된 추가 우물과 같이 복잡한 토목 공사와 복잡한 구조물의 건설을 수반합니다.

일반적으로 중앙 집중식 통신을 연결하거나 다른 유형의 열 전달 매체를 사용할 가능성이없는 곳에 물과 물을 혼합 한 장치를 장착합니다.

전문가들은이 유형의 대체 난방이 열 손실의 최소 지표가있는 현대식 건물에서는 매우 효과적이라고 말합니다.

집이 잘 단열되어 서풍, 습기 및 침투로부터 보호되거나 현대 단열 기술을 사용하여 건축 된 경우 훨씬 낮은 전력의 펌핑 장비를 구입할 기회가 있기 때문에 난방 시스템의 비용이 크게 절감됩니다.

옵션 # 3. 공기 - 물 시스템의 배열

열 펌프 "공기 - 물"은 작업을 위해 가장 저렴하고 무한하며 재생 가능한 천연 에너지 자원을 사용합니다. 이 장비는 팬과 증발기를 통해 하나의 콤플렉스로 결합됩니다.

최대 -15 ° C의 온도에서 최고의 효율을 나타냅니다. 보다 공격적인 성능으로 인해 상당한 부분의 전력이 손실됩니다.

이 장치는 개인 주택 소유주가 설치 및 복잡한 설치 작업을 수행하는 데 필요한 특별한 장비가 필요 없으므로 매우 편리합니다.

굴착, 시추 및 기타 노동 집약적 인 활동이 필요 없습니다. 설치가 쉽고 많은 공간을 차지하지 않습니다. 그것은 주거 지붕에있는 제대로 작동 할 수 있습니다.

장비의 주된 장점은 사실상 조용한 작동과 배출 공기, 물, 가스, 연기 등의 형태로 가열 된 방에서 방출되는 열을 재사용하는 능력을 포함합니다.

시스템 소유자는 자체적으로 유지 관리를 수행합니다.

  • 증발 설치시 팬 블레이드 및 보호 그릴을 먼지, 작은 부스러기 및 잎으로부터 청소하십시오.
  • 제조업체 지침에 명시된 특수 구성으로 압축기에 그리스를 바르십시오.
  • 특정 시간에 전원 장치 (팬, 압축기)의 오일을 변경하십시오.
  • 냉매가 시스템 내에서 순환하는 동력 공급 케이블과 구리 파이프의 무결성을 점검하십시오.

이러한 작업 외에도 펌프 장비 제조업체는 제어 장치의 작동을 반영하여 열 센서 상태를 모니터링 할 것을 고객에게 강력하게 권고합니다.

그들은 표면에서 먼지와 기름 얼룩을 부드럽게 제거하여 청소해야합니다. 이렇게하면 시스템의 "수명"이 연장되고 작업 과정이보다 쉽고 편하게됩니다.

자신의 손으로 장치를 만드는 방법?

난방을 위해 어떤 자원 옵션 (땅, 물 또는 공기)을 선택 하든지 시스템이 올바르게 작동하려면 펌프가 필요합니다. 이 장치는 다음과 같은 요소로 구성됩니다.

  • 압축기 유닛 (콤플렉스의 중간 요소);
  • 상기 증발기는 상기 저 전위 에너지를 상기 열 운반체에 전달하고;
  • 냉매가 증발기로 되돌아가는 것을 발견하는 나비 형 밸브;
  • 프레온이 열 에너지를 방출하고 초기 온도로 냉각되는 응축기.

제조업체로부터 전체 시스템을 구입할 수는 있지만 상당한 비용이 소요됩니다. 손에 돈이 없을 때는 사용 가능한 부품에서 손으로 열 펌프를 만들고, 필요한 경우 누락 된 부품을 구입할 가치가 있습니다.

열 펌프의 제조에 대한 결정이 손으로 이루어지면 집안의 전기 배선 및 전기 계량기의 상태를 확인하는 것이 중요합니다.

이러한 요소가 낡고 오래 되었다면, 작업을 시작하기 전에 모든 영역을 검토하고 가능한 결함을 발견하고 제거해야합니다. 그러면 시스템은 발사 직후 완벽하게 작동 할 것이고 단락, 배선의 점화 및 교통 체증을 두드려서 소유자를 방해하지 않을 것입니다.

방법 # 1. 냉장고 조립

오래된 냉장고에서 자신의 손으로 히트 펌프를 조립하려면 그 뒤에 놓인 코일을 제거하십시오. 이 제품은 커패시터로 사용되며 공격적인 온도에 강한 고강도 용량으로 배치됩니다. 제대로 작동하는 컴프레서가 부착되어 있으며 간단한 플라스틱 배럴이 증발기로 사용됩니다.

준비된 요소는 상호 연결되고 생성 된 장치는 폴리머 파이프를 통해 가열 시스템에 연결되어 장비 작동을 시작합니다.

방법 # 2. 에어컨 히트 펌프

열 펌프를 만들기 위해 에어컨이 개조되어 일부 주요 구성 요소가 재개발됩니다. 먼저 외부 블록과 내부 블록을 서로 바꿉니다.

낮은 등급의 열 전달을 담당하는 증발기는 장치의 실내기에 존재하고 열에너지를 전달하는 응축기가 외부 장치에 배치되어 있기 때문에 추가로 설치되지 않습니다. 공기와 물은 모두 열 운반체로 적합합니다.

이 설치 옵션이 편리하지 않은 경우 응축기는 가열 원과 냉각수 사이의 정확한 열교환을 위해 설계된 별도의 탱크에 설치됩니다.

시스템 자체에는 4 방향 밸브가 장착되어 있습니다. 이 작업을 위해 전문 기술자와 이런 종류의 행사를 수행 한 경험이있는 전문가를 대개 초청합니다.

제 3 변형 예에서, 공기 조화 기는 그 구성 부품으로 완전히 분해 된 다음, 펌프는 증발기, 압축기, 응축기 등의 일반적으로 일반적으로 받아 들여지는 방식에 따라 이들을 갖추고있다. 완성 된 장치는 주택 난방 장비에 부착되어 사용을 시작합니다.

시스템 선택 팁

지하수 장비의 설치는 장비의 수직 배치 또는 통신의 수평 배치를위한 부지의 넓은 자유 구역으로 깊은 굴착 작업을 요구하기 때문에 다른 모든 옵션보다 비용이 많이 든다. 이러한 매개 변수는 시스템의 사용을 제한하고 매력을 크게 줄입니다.

물을 물 펌프에 설치하는 데는 몇 가지 제한이 있습니다. 주변에 접근 가능한 저장소가 있으면 시스템을 그 안에 둘 수 있습니다. 개방 된 물의 부재는 우물과 배수로 우물의 시추를 수반 할 것이며 이는 또한 값이 싸지 않습니다.

공기 - 물 펌프는 설치시 문제가되지 않으며 아파트 건물에서도 제대로 작동 할 수 있지만 저온 표시기가있는 거친 겨울에는 효율이 떨어지며 병렬로 에너지가 필요합니다.

그러나 모든 시스템은 궁극적으로 비용을 지불하고 무료 자원을 생산하기 시작하여 소유주가 유틸리티에 많은 돈을 들이지 않고도 가장 편리하고 쾌적하며 편안한 환경에서 살 수있게합니다.

주제에 대한 유용한 비디오

이 비디오는 지열 공대공 열 장비를 기반으로 한 난방 시스템이 어떻게 가스 실리케이트 블록의 큰 집에 설치되었는지를 명확하게 보여줍니다. 장비 설치와 관련하여 흥미로운 뉘앙스를 밝히고 이달 동안 실용적인 지불액 수치를 발표했습니다.

에어 컨디셔너로 지열 히트 펌프를 만드는 방법

개인 주택 소유자는 집 난방 비용을 최소화하고자합니다. 이 점에서 히트 펌프는 다른 난방 옵션보다 훨씬 더 수익성이 높습니다. 소비 전력 킬로와트 당 2.5-4.5kW의 열을줍니다. 메달의 뒷면 : 값싼 에너지를 얻으려면 장비에 많은 돈을 투자해야합니다. 10 kW의 출력을 가진 가장 적당한 난방 시설은 3,500 y의 비용이들 것입니다. e. (시작 가격).

자신의 손으로 열 펌프 (TH로 축약 됨)를 만들기 위해 비용을 2 ~ 3 배 줄이는 유일한 방법. 실제적으로 매니아 - 매니아에 의해 수집되고 테스트 된 몇 가지 실제 작업 옵션을 고려하십시오. 복잡한 단위의 제조에는 냉동기의 기본 지식이 필요하기 때문에 이론부터 시작합시다.

TN의 작동 원리 및 원리

이 문제의 핵심을 이해하기 위해 열 설치의 고유 한 기능을 익히는 것이 좋습니다.

  • 보일러 및 히터와 달리이 장치 자체는 열을 발생시키지 않지만 에어컨과 마찬가지로 건물 내부로 열을 발산합니다.
  • TN은 주변 대기, 물 또는 토양과 같은 잠재적 인 열원으로부터 에너지를 "펌프 아웃"하기 때문에 펌프라고합니다.
  • 공장은 압축기, 팬, 순환 펌프 및 제어 보드에 의해 소비되는 전력에 의해 전적으로 전력을 공급받습니다.
  • 장치의 작동은 모든 냉동기에서 사용되는 카르노 사이클 (예 : 에어컨 및 분할 시스템)을 기반으로합니다.
난방 모드에서 전통적인 분할 시스템은 -5도 이상의 온도에서 정상적으로 작동하며 심한 감기에서는 효율이 급격히 떨어집니다

도움말 열은 온도가 절대 영 (273도) 이상인 모든 물질에 포함되어 있습니다. 현대 기술로 인해이 에너지를 대기 중 -30 ° C, 대지 및 물에서 최대 +2 ° C까지 제거 할 수 있습니다.

마이너스 온도에서 끓는 작동유 인 프레온 가스는 카르노 열교환 사이클에 참여합니다. 두 개의 열교환 기에서 번갈아 증발하고 응축되는 냉매는 환경 에너지를 흡수하여 다른 장소로 옮깁니다. 일반적으로 히트 펌프의 작동 원리는 난방을 위해 켜져있는 에어컨의 작동을 반복합니다.

  1. 액상이므로 프레온은 외부 열교환 기 - 증발기의 튜브를 통과합니다 (그림 참조). 금속 벽을 통해 공기 또는 물의 열을 얻으면 냉매는 가열되고 끓고 증발합니다.
  2. 그런 다음 가스가 압축기로 들어가서 압력이 계산 된 값으로 강제됩니다. 그 과제는 프레온이 더 높은 온도에서 응축되도록 물질의 끓는점을 올리는 것입니다.
  3. 응축기 인 내부 열 교환기를 통과하면 가스가 다시 액체로 전환되어 저장된 에너지를 냉각수 - 물 또는 실내 공기로 옮깁니다.
  4. 마지막 단계에서, 액체 냉매는 수분 분리기로 들어간 다음 수조로 들어간다. 물질의 압력이 다시 떨어집니다 - 프레온은 반복주기를 거칠 준비가되어 있습니다.
히트 펌프의 구성은 스플릿 시스템의 원리와 유사합니다

참고 기존의 분할 시스템과 공장의 열 펌프는 공통된 특징을 가지고 있습니다. 즉, 양방향으로 에너지를 전송하고 2 가지 모드로 작동하는 가열 / 냉각 기능입니다. 스위칭은 4 방향 역전 밸브를 사용하여 회로를 따라 가스의 흐름을 변경하여 구현됩니다.

가정용 에어컨 및 히트 펌프에는 증발기를 통과하기 전에 냉매의 압력을 줄이는 다양한 유형의 자동 온도 조절 밸브가 사용됩니다. 첫 번째 경우에는 조절기의 역할이 단순한 모세관 장치에 의해 수행되고 두 번째에는 비싼 자동 온도 조절 밸브 (TPB)가 설치됩니다.

위의 사이클은 모든 유형의 열 펌프에서 발생합니다. 차이점은 열의 공급 / 선택 방법에 있으며, 아래에 나열되어 있습니다.

스로틀 밸브의 유형 : 모세관 (왼쪽) 및 자동 온도 조절 밸브 (TRV)

다양한 설치

일반적으로 받아 들여지는 분류에 따르면, TN은받는 에너지의 원천과 그것이 전달되는 냉각수의 유형에 따라 유형으로 분류됩니다.

  1. Air-to-air 펌프는 전통적인 분할 시스템에 가장 가깝습니다. 차이는 실외 증발기의 영역입니다. 이 장치는 일반적인 에어컨에서 발생하는 것처럼 환경의 온기를 없애고 실내로 직접 공기를 전달합니다.
  2. 공기 - 물 발전기의 설계는 동일하지만 주택가의 난방 시스템을 순환하는 난방 수 또는 부동액을 제공합니다.
  3. 물에서 물로의 설치는 저수위의 열을 받아 열전달 유체로 옮깁니다. 여기에는 우물, 호수, 우물 또는 하수 정화조에 담긴 파이프로 된 추가 외부 열 교환기가 사용됩니다. 증발기를 통한 물의 순환은 두 번째 펌프를 제공합니다.
  4. 지열 펌프는 토양의 열을 이용하여 내부의 열 운반체를 가열합니다. 외부 열교환 회로는 부동액이 1.5-2 m 인 코일로 넓은 영역을 차지합니다. 두 번째 옵션은 우물 속으로 10-100 미터의 깊이로 내려진 파이프로부터의 수직 프로브입니다.

도움말 다양한 종류의 히트 펌프가 설치와 함께 장비 비용이 증가하는 순서로 나열됩니다. 공기 설치 - 가장 저렴한, 지열 - 비싼.

가정 난방용 히트 펌프를 특징 짓는 주된 매개 변수는 COP 효율 계수로,받는 에너지와 소비 된 에너지의 비율과 같습니다. 예를 들어, 상대적으로 저렴한 공기 히터는 높은 COP를 자랑 할 수 없습니다 - 2.5... 3.5. 우리는 1kW의 전기를 소비하면서 설치시 2.5-3.5kW의 열을 주거에 공급한다고 설명합니다.

수원으로부터의 열 추출 방법 : 연못 (왼쪽)과 우물 (오른쪽)

물과 토양 시스템은보다 효율적입니다 - 실제 계수는 3 ~ 4.5 범위에 있습니다. 성능은 열교환 회로 설계, 침수 깊이, 온도 및 물의 흐름과 같은 많은 요소에 따라 달라지는 가변적 인 값입니다.

중요한 포인트. 물과 공기의 지구의 에너지를 추출하는 장치는 난방 네트워크의 냉매를 60-90 ° C까지 가열 할 수 없습니다. TN의 정상적인 지표는 단지 ​​35 ~ 40도이며, 여기서 전통적인 보일러가 분명히 승리합니다. 따라서 제조업체의 권장 사항 : 장비를 저온 가열 - 온수 바닥의 윤곽선에 연결하십시오.

어떤 TN을 수집하는 것이 더 낫습니다.

우리는 작업을 공식화합니다. 가장 저렴한 비용으로 수제 히트 펌프를 제작해야합니다. 이것은 많은 논리적 결론을 내포합니다.

  1. 설치시 비싼 부품을 최소한으로 사용해야하므로 높은 COP 값을 얻을 수 없습니다. 성능 계수의 관점에서, 우리의 장치는 공장 모델로 손실됩니다.
  2. 따라서, 순수한 공기 형태의 히트 펌프를 만드는 것은 무의미하며, 난방 모드에서 인버터 에어컨을 사용하는 것이 더 쉽습니다.
  3. 실질적인 이익을 얻으려면 히트 펌프 "공기 - 물", "물 - 물"을 생산하거나 지열 발전소를 건설해야합니다. 첫 번째 경우에는 약 2-2.2의 COP를 얻을 수 있으며 나머지는 3-3.5의 수치에 도달 할 수 있습니다.
  4. 언더 플로어의 등고선이 없으면 난방을 할 수 없습니다. 30-35도까지 가열 된 열 운반체는 남부 지역을 제외하고 라디에이터 네트워크와 호환되지 않습니다.
펌프의 외부 윤곽을 저장소에 배치

비고 제조업체는 인버터 분리 시스템이 15-30 ° C의 실외 온도에서 작동한다고 주장합니다. 사실, 가열 효율이 현저하게 감소합니다. 주택 소유자에 따르면, 서리가 내린 날에는 실내기가 간헐적으로 따뜻한 공기 흐름을 제공합니다.

물 버전을 구현하려면 특정 조건이 필요합니다 (선택 사항).

  • 거주지에서 25-50m 떨어진 저수지, 더 먼 거리에서 강력한 순환 펌프로 인해 전기 소비가 크게 증가합니다.
  • 물의 충분한 공급 (직불)과 배출구 (구멍, 두 번째 우물, 거터, 하수도)가있는 우물.
  • 수거함 하수도 (당신이 충돌 할 수 있다면).

지하수의 흐름은 계산하기 쉽습니다. 열을 선택하는 과정에서 수제 TH는 4-5 ° C만큼 온도를 낮추므로 덕트의 부피는 물의 열용량을 통해 결정됩니다. 1 kW의 열 (5 도의 수온을 얻는 델타)을 얻으려면 1 시간 내에 약 170 리터의 펌프를 운전해야합니다.

100 평방 미터의 주택을 난방하기 위해서는 10kW의 전력과 시간당 1.7 톤의 물 소비가 필요합니다. 그 양은 인상적입니다. 이러한 열 펌프는 30-40㎡ 크기의 작은 시골집에 적합하며 바람직하게는 단열됩니다.

지열 펌프에 의한 열 추출 방법

지열 시스템의 조립은 좀더 힘들지만 프로세스가 더 현실적입니다. 1.5m 깊이의 수평 파이프 레이아웃이있는 옵션은 즉시 해제됩니다. 전체 이동 구역을 삽으로 옮기거나 토양 이동 장비의 서비스 비용을 지불해야합니다. 펀치 구멍을 뚫는 방법은 실제 상황을 방해하지 않으면 서 구현하기가 훨씬 쉽고 저렴합니다.

창 에어 컨디셔너에서 가장 간단한 히트 펌프

추측 할 수 있듯이 "물 공기"펌프의 제조를 위해서는 작업 조건에서 창 냉각기가 필요합니다. 반전 밸브가 장착 된 모델을 구입하여 난방을 할 수있는 것이 바람직합니다. 그렇지 않으면 프레온 회로를 다시해야합니다.

협의회 중고 에어 컨디셔너를 구입할 때는 가전 제품의 기술적 특성이 표시된 라벨에주의하십시오. 관심있는 매개 변수는 감기 동안 장치의 성능입니다 (킬로와트 또는 영국 열량 단위 - BTU로 표시).

장치의 가열 용량은 냉각 용량 이상이며 성능과 압축기에서 생성 된 열 두 가지 매개 변수의 합과 같습니다.

일정량의 운이 있으면 프레온을 풀고 파이프를 다시 납땜하지 않아도됩니다. 에어컨을 열 펌프로 변환하는 방법 :

  1. 장치의 상부 케이싱을 제거하고 기름 통에서 외부 열교환기를 푸십시오. 냉매 파이프를 구부리지 않도록 조심하면서 라디에이터를 부드럽게 뒤로 움직입니다.
  2. 공통 축에서 외부 임펠러를 분리하십시오.
  3. 외부 열교환 기의 길이를 따라 금속 탱크를 만들고 너비를 10-15cm로 만듭니다. 측벽에 흐르는 물 연결을 삽입하십시오.
  4. 라디에이터가 서리로 덥지 않도록하려면 열교환 기 물질에 따라 측면에 구리 또는 알루미늄 플레이트를 추가하여 교환 영역을 늘리십시오.
  5. 프리온 튜브를 절단하지 않고 라디에이터를 탱크에 담그십시오. 밀폐 된 덮개를 만들고 윤곽 입구를 밀봉하십시오.
  6. 급수 및 추출 호스를 피팅에 연결하고 순환 펌프를 연결하십시오. 탱크를 채우고 기밀을 확인하십시오.

추천. 열 교환기가 프레온 라인을 방해하지 않고 탱크에 배치 될 수없는 경우 가스를 배출하고 올바른 지점 (증발기에서 떨어진 위치)에서 튜브를 절단하십시오. 수 열교환기를 조립 한 후 회로를 납땜하고 프레온으로 채워야합니다. 냉매의 양은 또한 판에 표시되어 있습니다.

수제 TN을 실행하고 물의 흐름을 조절하여 최대의 효율을 얻습니다. 주의를 기울이십시오 : 즉석에서 가열 된 히터는 완전히 공장에서 "채우는"것을 사용합니다. 방공을 공기 환경에서 액체로 옮겼습니다. 시스템이 어떻게 작동하는지, 장인의 비디오를보십시오.

지열 설치

이전 버전으로 약 2 배의 비용 절감이 가능하다면 수제 접지 회로조차도 COP 3 (소비 전력 1kW 당 열 킬로와트)을 줄 것입니다. 사실, 재정적 및 노동 비용도 상당히 증가 할 것입니다.

이러한 장치를 조립하는 많은 사례가 인터넷에 게시되었지만 도면이있는 보편적 인 교육은 없습니다. 히트 펌프에 대한 모든 정보는 한 출판물에 담기가 어렵습니다. 많은 것들이 스스로 생각하고 완성해야하지만 실제 가정 주인이 편집하고 테스트 한 작업 버전을 제공 할 것입니다.

토양 회로 및 펌프 열교환 기 계산

우리 자신의 권고에 따라 우물에 수직 U 자형 프로브가있는 지열 펌프를 계산합니다. 외부 윤곽의 전체 길이를 확인한 다음 수직 축의 수와 깊이를 찾아야합니다.

예를 들어 초기 데이터 : 중앙 차선에 위치한 80m²의 면적과 천장 높이 2.8m의 개인 주택을 따뜻하게해야합니다. 우리는 난방에 대한 부하를 계산하지 않을 것이며, 우리는 단열 - 7 kW를 고려하여 지역별로 열의 필요성을 결정할 것입니다.

선택적으로 수평 수집기를 장비 할 수 있지만 토공 작업을위한 넓은 영역을 할당해야합니다

중요한 설명. 열 펌프의 공학 계산은 매우 복잡하며 고도로 숙련 된 수행자가 필요합니다. 전체 책은이 주제에 전념합니다. 이 기사는 건축가와 장인 - 수제 애호가의 실질적인 경험에서 가져온 간단한 계산을 제공합니다.

지면과 윤곽을 따라 순환하는 비 동결 유체 사이의 열교환 강도는 토양의 유형에 따라 다릅니다.

  • 지하수에 잠긴 수직 탐침의 1 선형 미터는 약 80W의 열을받습니다.
  • 스토니 (stony) 토양에서, 열 제거는 약 70W / m 일 것이다.
  • 수분으로 포화 된 찰흙 토양은 1m 콜렉터 당 약 50W를 제공 할 것이다.
  • 건조한 품종 - 20W / m.

도움말 수직 형 프로브는 2 개의 파이프 루프로 구성되어 있으며 우물 바닥으로 내려져 콘크리트로 채워져 있습니다.

파이프 길이 계산의 예. 원시 점토에서 필요한 7 kW의 열 에너지를 추출하려면 7000 W를 50 W / m으로 나눈 값이 필요합니다. 이제 프로브의 전체 깊이가 140 m가됩니다. 이제 파이프 라인을 20 m 깊이의 우물에 배포하여 직접 드릴 할 수 있습니다. 2 열교환 루프 총 7 개의 구멍, 파이프의 전체 길이 - 7 x 20 x 4 = 560 m.

다음 단계는 증발기와 응축기의 열교환 면적을 계산하는 것입니다. 다양한 인터넷 자원 및 포럼에는 대부분의 경우 일부 계산 공식이 제공됩니다. 우리는 그러한 방법을 추천하고 당신을 오도하는 자유를 취하지 않겠지 만, 우리는 몇 가지 까다로운 옵션을 제공 할 것입니다 :

  1. Alfa Laval, Kaori, Anvitek 등과 같이 판형 열교환 기의 잘 알려진 제조업체에 문의하십시오. 브랜드의 공식 웹 사이트로 이동할 수 있습니다.
  2. 열 교환기의 선택 양식을 채우거나 관리자에게 전화하여 장치 (부동액, 프레온)의 매개 변수 (입구 및 출구 온도, 열 부하)를 나열한 장치 선택을 주문하십시오.
  3. 회사의 전문가는 필요한 계산을하고 열교환 기의 적합한 모델을 제안 할 것입니다. 그 특성 중 중요한 것은 교환 표면적입니다.

판상 골재는 매우 효과적이지만 비싸다 (200-500 유로). 외경이 9.5 또는 12.7 mm 인 구리 튜브에서 쉘 및 튜브 열교환기를 조립하는 것이 더 저렴합니다. 제조자가 발행 한 숫자는 계수 1.1을 곱하여 파이프 둘레의 길이로 나누고 영상을 얻습니다.

스테인레스 강판 열교환 기는 이상적인 증발기로 효율적이며 공간을 거의 차지하지 않습니다. 문제는 제품의 높은 가격입니다.

예제. 제안 된 장치의 열교환 면적은 0.9m²이다. 직경 12.7 mm의 ½ "구리 튜브를 선택하면 12.7 x 3.14 / 1000 ≈ 0.04 m의 원주를 미터로 계산합니다. 총 푸티지를 결정합니다. 0.9 x 1.1 / 0.04 ≈ 25 m.

장비 및 재료

미래의 히트 펌프는 적절한 용량의 실외 유닛 스플릿 시스템 (플레이트에 표시)을 기반으로 제작하도록 제안되었습니다. 왜 중고 에어 컨디셔너를 사용하는 것이 더 낫습니다 :

  • 장치는 이미 압축기, 스로틀, 수신기 및 시동 전기 장치와 같은 모든 구성 요소가 장착되어 있습니다.
  • 자체 제작 된 열 교환기를 섀시에 설치할 수 있습니다.
  • 프레온을 보충하기위한 편리한 서비스 포트가 있습니다.

참고 주제를 이해하는 사용자는 압축기, TRV, 컨트롤러 등 장비를 별도로 선택합니다. 경험과 지식이 있다면이 접근법을 환영합니다.

오래 된 냉장고를 기준으로 TN을 조립하는 것은 비효율적이며 장치의 힘은 너무 작습니다. 기껏해야 1 kW의 열을 "쥐어 짜는 것"이 ​​가능합니다. 이는 1 개의 작은 방을 데우기에 충분합니다.

외부 유닛 "분할"이외에도 다음 자료가 필요합니다.

  • 토양 윤곽에 HDPE 관 Ø20 mm -;
  • 매니 폴드 조립 및 열교환 기 연결 용 폴리에틸렌 피팅;
  • 순환 펌프 - 2 개;
  • 압력계, 온도계;
  • 증발기 및 응축기의 껍질에 25-32 mm 직경의 고품질 배관 호스 또는 파이프 PND;
  • 구리 튜브 Ø9.5-12.7 mm (벽 두께는 1 mm 이상);
  • 파이프 라인 및 프레온 고속도로의 단열;
  • (구리 튜브의 끝 부분을 밀봉하기 위해 필요) 급수 시스템 내부에 놓인 가열 케이블 밀봉 용 키트.
구리 튜브의 밀폐 삽입 용 슬리브 세트

식염수 또는 가열 용 부동액 - 에틸렌 글리콜이 외부 열 운반체로 사용됩니다. 또한 브랜드가 분리 시스템의 명판에 표시된 프레온 공급 장치가 필요합니다.

열교환 유닛의 조립

설치하기 전에 실외 모듈을 분해해야합니다. 모든 덮개를 제거하고 팬과 대형 일반 라디에이터를 분리하십시오. 펌프를 냉각기로 사용하지 않으려면 반전 밸브를 제어하는 ​​전자석을 끄십시오. 온도 및 압력 센서를 유지해야합니다.

본체의 조립 순서 TN :

  1. 구리 튜브를 예상 길이의 호스에 밀어 넣어 응축기와 증발기를 제작하십시오. 끝에서 티와 지상을 연결하는 히터를 설치하고 히팅 케이블 용 특수 키트를 사용하여 튀어 나온 구리 튜브를 밀봉하십시오.
  2. 플라스틱 파이프 Ø150-250 mm를 코어로 사용하여 아래에서 비디오와 같이 집에서 만든 두 개의 파이프 윤곽을 감아 출력물을 올바른 방향으로 출력하십시오.
  3. 표준 라디에이터 대신 셀 및 튜브 열교환기를 놓고 고정시키고 동관을 해당 단자에 납땜하십시오. "뜨거운"열교환 기 - 응축기가 서비스 포트에 연결하는 것이 좋습니다.
  4. 냉매 온도를 측정하는 공장 설치 센서를 설치하십시오. 베어 파이프 섹션과 열교환기를 절연하십시오.
  5. 물줄기에 온도계와 압력 게이지를 놓으십시오.

협의회 본체를 거리에 설치하려는 경우 압축기의 오일을 고정시키기위한 조치를 취해야합니다. 겨울 전기 오일 웅덩이 키트를 구입하여 조립하십시오.

주제 포럼에서는 증발기를 제조하는 또 다른 방법이 있습니다. 구리 튜브를 나선형으로 감은 후 밀폐 된 용기 (예 : 탱크 또는 배럴)에 넣습니다. 이 옵션은 열 교환기가 에어컨의 경우에 적합하지 않을 때 많은 수의 선회가있어 상당히 합리적입니다.

토양 윤곽 장치

이 단계에서 간단하지만 시간 소모적 인 굴착 작업과 프로브 레이아웃이 수행됩니다. 후자는 수동으로 수행하거나 드릴링 머신을 초대 할 수 있습니다. 인접한 우물 사이의 거리는 적어도 5m입니다. 추가 작업 지시 :

  1. 파이프 라인을 배치하기위한 구멍 사이에 얕은 홈을 파십시오.
  2. 각 구멍에 폴리에틸렌 파이프 2 개를 넣고 콘크리트로 구멍을 채 웁니다.
  3. 라인을 접합부에 연결하고 HDPE 피팅을 사용하여 공통 컬렉터를 장착하십시오.
  4. 땅에 깔린 파이프 라인은 따뜻하게하고 흙으로 덮어야합니다.

중요한 포인트. concreting 및 backfilling하기 전에 회로의 견고성을 확인하십시오. 예를 들어, 공기 압축기를 매니 폴드에 연결하고 3 ~ 4bar의 압력을 높이고 몇 시간 동안 그대로 두십시오.

고속도로를 연결할 때는 아래의 계획을 따르십시오. 시스템에 염수 또는 에틸렌 글리콜을 채울 때 탭이있는 탭이 필요할 것입니다. 콜렉터의 두 개의 주요 파이프를 히트 펌프에 연결하고 "콜드"열교환 기 - 증발기에 연결하십시오.

두 물 회로의 가장 높은 지점에서 공기 벤트를 배치해야하며, 일반적으로 다이어그램에 표시되지 않습니다

증발기의 프레온 방향으로 흐르는 유체의 흐름을 담당하는 펌프 장치를 설치하는 것을 잊지 마십시오. 응축기와 증발기를 통과하는 환경은 서로를 향해 움직여야합니다. 고속도로 "차가운"쪽을 채우는 방법, 비디오를보십시오 :

유사하게, 콘덴서는 집 바닥 난방 시스템에 연결된다. 유동 온도가 낮기 때문에 3 방향 밸브로 혼합 장치를 설치할 필요가 없습니다. 히트 펌프를 다른 열원 (태양열 집열기, 보일러)과 결합해야하는 경우 여러 지점에서 완충기를 사용하십시오.

재충전 및 시스템 시동

장치를 설치하고 전력망에 연결 한 후에 중요한 단계가 시작되어 시스템에 냉매가 채워집니다. 함부로 여기에서 기다리고 있습니다 - 주 회로의 부피가 증발기가있는 자체 제작 콘덴서의 설치로 인해 크게 증가했기 때문에 프레온을 얼마만큼 리필해야하는지 모릅니다.

문제는 압축기 입구에서 측정 된 냉매 과열의 압력과 온도로 채우는 방법으로 해결됩니다 (프레온은 가스 상태로 공급 됨). 온도 측정 방법으로 채우기에 대한 자세한 지침은 다음 가이드에서 제공됩니다.

제시된 비디오의 두 번째 부분에서는 압력과 냉매 과열 온도 측면에서 R22 브랜드 냉매로 시스템을 채우는 방법을 설명합니다.

급유가 끝나면 양쪽 순환 펌프를 1 단으로 켜고 압축기를 작동시킵니다. 염수 온도와 내부 냉각수 모니터 온도계를 모니터하십시오. 예열 단계에서 냉매 배관이 서리를 칠 수 있고 서리가 녹아야합니다.

결론

열 지열 펌프를 만들고 가동하는 것은 쉽지 않습니다. 확실히 결함을 수정하고 수정해야합니다. 대체로, 즉석 열 펌프의 대부분의 문제점은 부적절한 조립 또는 주 열교환 회로의 재급유 때문입니다. 장치가 즉시 고장 나거나 (안전 자동화 장치가 작동 한 경우) 냉각액이 가열되지 않으면 냉동 장치 마법사를 호출해야합니다. 그러면 그는 실수를 진단하고 지적합니다.

기후

현재 난방을하는 가장 보편적 인 방법은 난방 보일러 (가스, 고체 연료, 디젤 및 훨씬 덜 빈번한 전기)를 사용하는 것입니다. 그러나 열 펌프와 같은 단순하고 동시에 첨단 기술 시스템은 널리 보급되지 않았으며 헛된 것이 었습니다. 모든 것을 사전에 계산하는 방법을 사랑하고 아는 사람들에게는 이점이 분명합니다. 난방용 히트 펌프는 대체 할 수없는 천연 자원을 태우지 않으며 환경 보호 차원에서 중요 할뿐 아니라 해가 갈수록 비쌉니다. 또한 히트 펌프 덕분에 실내 온도를 높일 수있을뿐만 아니라 가정에서 필요로하는 온수를 가열하고 여름철 난방을 조절할 수 있습니다.

히트 펌프의 작동 원리

히트 펌프의 원리에 대해 자세히 살펴 보겠습니다. 냉장고가 어떻게 작동하는지 기억하십시오. 그 안에 놓인 제품의 열이 펌프로 배출되어 후면 벽에있는 라디에이터에 방출됩니다. 이것은 그것을 만져서 쉽게 볼 수 있습니다. 가정용 에어 컨디셔너와 거의 동일한 원리 : 그들은 방의 열을 펌프로 보내어 건물 외벽에있는 라디에이터에 버립니다.

열 펌프, 냉장고 및 에어컨의 기본은 카르노 사이클입니다.

  1. 저온 열원, 예를 들어지면에서 움직이는 냉각제는 몇도 가열됩니다.
  2. 그런 다음 증발기라고 불리는 열 교환기로 들어갑니다. 증발기에서, 냉각제는 축적 된 열을 냉매로 전달한다. 냉각제는 저온에서 증기로 변하는 특수 액체입니다.
  3. 냉매로부터 온도를 받으면 가열 된 냉매는 증기로 변하여 압축기로 들어갑니다. 압축기에서, 냉매는 압축된다. 그것의 압력을 증가시켜 온도를 상승시킨다.
  4. 고온의 압축 냉매는 응축기라고하는 다른 열 교환기로 들어갑니다. 여기서, 냉매는 집의 난방 시스템 (물, 부동액, 공기)에 제공되는 다른 냉각제로 열을 전달합니다. 이 경우 냉매는 냉각되어 다시 액체로 변합니다.
  5. 다음으로, 냉매는 증발기로 유입되어 가열 된 냉각제의 새로운 부분에서 가열되고 사이클이 반복됩니다.

히트 펌프의 작동을 보장하려면 전기가 필요합니다. 그러나 전기 히터 만 사용하는 것보다 훨씬 수익성이 좋습니다. 전기 보일러 또는 전기 히터는 열 발생과 동일한 양의 전기를 소비하므로 예를 들어, 히터에 2 kW의 출력이 기록되면 시간당 2 kW를 소비하고 2 kW의 열이 발생합니다. 그리고 열 펌프는 전기를 소비하는 것보다 3-7 배 더 많은 열을 생산합니다. 예를 들어 압축기 및 펌프 작동에는 5.5 kW / 시간이 사용되며 열은 17 kW / 시간입니다. 이러한 고효율은 열 펌프의 주된 이점입니다.

난방 시스템 "열 펌프"의 장단점

이것이 혁신적이고 첨단 발명품이 아니라는 사실에도 불구하고 열 펌프 주위에는 많은 전설과 망상이 있습니다. 히트 펌프의 도움으로 거의 모든 유럽과 일본의 온난 한 국가가 가열되어 거의 이상적이고 오랜 기간 동안 기술이 개발되었습니다. 그건 그렇고, 그러한 장비는 순수 외국 과학 기술이라고 생각하지 마십시오. 그리고 그것은 아주 최근에 우리에게 왔습니다. 실제로 소련에서도 그러한 부대가 실험 현장에 사용되었습니다. 예를 들어 얄타시의 요양원 "우정"이 있습니다. "닭 다리 다리"를 연상케하는 미래 지향적 인 건축 외에도이 요양소는 20 세기 80 년대부터 산업 난방용 열 펌프를 사용한다는 점에서 유명합니다. 열원은 인근 바다이며, 펌핑 스테이션 자체는 요양원의 모든 방을 가열 할뿐만 아니라 뜨거운 물을 제공하고 수영장에서 물을 가열하고 뜨거운시기에는 물을 식혀줍니다. 그래서 우리가 신화를 물리 치고 이런 식으로 주거를 데우는 것이 합리적인지 여부를 결정합시다.

히트 펌프로 난방 시스템의 장점 :

  • 에너지 절약. 가스 및 디젤 연료의 가격 상승과 관련하여 매우 중요한 이점이 있습니다. "월간 지출"란에는 전기 만있을 것이며, 이미 작성한 바와 같이 실제 생성 된 열보다 훨씬 적습니다. 단위를 구입할 때는 열 변환 계수 "φ"(열 변환 계수, 동력 또는 온도 변형 비율이라고도 함)와 같은 매개 변수에주의를 기울여야합니다. 소비 된 에너지에 대한 열량의 비율을 나타냅니다. 예를 들어 φ = 4이면 1kW / 시간의 소비로 4kW / 시간의 열에너지가 발생합니다.
  • 유지 보수 비용 절감. 열 펌프는 그 자체와 특별한 관계가 필요 없습니다. 유지 보수 비용은 최소화됩니다.
  • 어떤 지형에도 설치할 수 있습니다. 열 펌프 작동을위한 저온 열원은 땅, 물 또는 공기 일 수 있습니다. 바위 같은 지형에서도 집을 지을 때마다 항상 유닛을위한 "음식"을 찾을 수있는 기회가 생깁니다. 가스 메인에서 멀리 떨어져있는 지역에서, 이것은 가장 최적의 난방 시스템 중 하나입니다. 또한 동력선이없는 지역에서도 가솔린 또는 디젤 엔진을 설치하여 압축기의 작동을 보장 할 수 있습니다.
  • 고체 연료 또는 디젤 보일러의 경우와 같이 펌프의 작동을 모니터링하거나 연료를 추가 할 필요가 없습니다. 열 펌프가 장착 된 전체 난방 시스템이 자동화되었습니다.
  • 오랫동안 떠날 수 있고 시스템이 정지 할까 봐 걱정하지 않아도됩니다. 동시에, 거실에 + 10 ° C의 온도를 제공하도록 펌프를 설정하여 비용을 절약 할 수 있습니다.
  • 환경을위한 안전. 비교를 위해, 연료를 태우는 전통적인 보일러를 사용할 때, CO, CO2, NOx, SO2, PbO2의 다양한 산화물이 항상 형성되고 결과적으로 인산, 아질산, 황산 및 벤조산 화합물이 집 주변의 토양에 정착됩니다. 히트 펌프가 작동 중이면 아무 것도 버려지지 않습니다. 그리고 시스템에 사용 된 냉매는 절대 안전합니다.
  • 이것은 또한 행성의 바꿀 수없는 천연 자원의 보존에 주목할 수 있습니다.
  • 인간과 재산에 대한 안전. 열 펌프에서는 과열이나 폭발을 일으키는 온도까지 가열 할 수 없습니다. 또한, 그것은 단순히 폭발 할 것이 없습니다. 따라서 완전히 내화성 단위에 기인 할 수 있습니다.
  • 열 펌프는 -15 ° C의 주변 온도에서도 성공적으로 작동합니다. 따라서 그러한 시스템이 따뜻한 겨울이 최고 +5 ° C 인 지역에서만 집을 데울 수있는 것처럼 보이는 경우, 그들은 오판됩니다.
  • 열 펌프 가역성. 확실한 장점은 설치의 다양성으로 겨울철에는 더위를 식힐 수 있고 여름에는 시원할 수 있습니다. 뜨거운 날에는 열 펌프가 방의 열을 받아 땅에 보내서 저장합니다. 겨울이면 다시 열 수 있습니다. 모든 히트 펌프가 아니라 일부 모델 만 역전 용량이 있음을 유의하십시오.
  • 내구성 적절한주의를 기울이면 난방 시스템의 열 펌프는 주요 수리없이 25 년에서 50 년까지만 사용할 수 있으며 15 ~ 20 년에 한 번만 압축기를 교체해야합니다.

히트 펌프로 난방 시스템의 단점 :

  • 대규모 선행 투자. 난방을위한 열 펌프의 가격이 매우 높다는 사실 (3,000 ~ 10,000,000 cu) 외에도, 펌프 자체보다 지열 시스템을 배치하는 데에도 많은 돈을 쓸 필요가 있습니다. 단, 추가 작업이 필요없는 공기 열 펌프는 예외입니다. 열 펌프는 곧 갚을 수 없습니다 (5-10 년 후). 난방을 위해 히트 펌프를 사용할지 여부에 대한 질문에 대한 답변은 오히려 소유자의 선호, 재정적 가능성 및 건설 조건에 달려 있습니다. 예를 들어, 가스 파이프 라인 연결과 연결에 히트 펌프만큼 비용이 드는 지역에서는 후자를 선호하는 것이 좋습니다.
  • 겨울철 기온이 -15 ° C 아래로 떨어지는 지역에서는 추가적인 열원을 사용해야합니다. 이것은 히트 펌프가 -20 ° C 외부에서 열을 제공하고 예를 들어 전기 히터 또는 가스 보일러에 대처할 수 없거나 열 발생기가 연결된 2가 난방 시스템이라고합니다.
  • "따뜻한 바닥"시스템 (+ 35 ° C) 및 팬 코일 장치 (+35 - + 45 ° C)와 같은 저온 절삭유가있는 시스템에서 히트 펌프를 사용하는 것이 가장 좋습니다. 팬 코일은 열 / 냉기가 물에서 공기로 전달되는 팬 대류 체입니다. 오래된 주택에 이러한 시스템을 배치하기 위해서는 추가 비용이들 수있는 완전한 재개발 및 구조 조정이 필요합니다. 새 집을 지을 때 이것은 불리한 점이 아닙니다.
  • 물과 토양에서 열을 흡수하는 열 펌프의 친환경 성은 다소 친척입니다. 사실은 작업 과정에서 냉각수가있는 파이프 주변의 공간이 냉각되고 이는 확립 된 생태계에 위배됩니다. 결국, 토양의 깊이에서도 더 복잡한 시스템의 중요한 활동을 보장하는 혐기성 미생물을 살고 있습니다. 반면에 가스 나 오일의 추출과 비교할 때 히트 펌프의 손상은 최소화됩니다.

모든 찬반 양론에 대해 올바른 결정을 내려야한다고 평가하십시오.

열 펌프 작동 용 열원

열 펌프는 따뜻한 기간에 태양 복사를 축적하는 자연적 열원에서 열을받습니다. 열원에 따라 열 펌프도 다릅니다.

그라운드

토양은 계절에 걸쳐 축적되는 가장 안정적인 열원입니다. 5-7m의 깊이에서 토양의 온도는 거의 항상 일정하며 약 +5 - + 8 ° С, 깊이는 10 - 항상 +10 ° С입니다. 지상에서 열을 수집하는 두 가지 방법이 있습니다.

수평 토양 수집기는 냉각수가 순환하는 수평으로 놓인 파이프입니다. 수평 집열기의 깊이는 조건에 따라 개별적으로 계산됩니다. 때로는 1.5-1.7m - 온도의 안정성과 작은 차이를 보장하기 위해 토양 동결의 깊이, 때로는 2-3m 이하입니다. 때로는 단지 1 - 1.2 여기에서 토양은 봄에 더 빨리 워밍업하기 시작합니다. 2 층 수평 컬렉터를 장비하는 경우가 있습니다.

수평 집 수관은 25mm, 32mm 및 40mm의 서로 다른 지름을 가질 수 있습니다. 그들의 레이아웃의 모양은 또한 달라질 수 있습니다 - 뱀, 루프, 지그재그, 다양한 나선형. 뱀의 파이프 사이의 거리는 적어도 0.6m가되어야하며 보통 0.8-1m입니다.

파이프의 각 작동중인 계량기에서의 특정 열 제거는 토양 구조에 따라 다릅니다.

  • 마른 모래 - 10 W / m;
  • 점토 건조 - 20W / m;
  • 점토 습윤 - 25 W / m;
  • 수분 함량이 매우 높은 점토 - 35W / m.

토양이 젖은 흙이라면 100 m2의 집을 난방하기 위해 수집가를 위해 400 m2의 토지가 필요합니다. 이것은 꽤 많이 있습니다 - 4 - 5 에이커. 그리고이 지역에 건물이 없어야하고 연례 꽃이있는 잔디와 화단 만 허용되어야한다는 사실을 감안할 때 모든 사람들이 수평 수집기를 준비 할 여력이 없습니다.

특수 유체는 수집 관을 통해 흐르고, "염수"또는 부동액 (예 : 30 % 에틸렌 글리콜 또는 프로필렌 글리콜 용액)이라고도합니다. "피클 (pickle)"은 땅에서 열을 모아 열 펌프로 보내어 열교환기를 냉매로 옮깁니다. 냉각 된 "피클"은 지상 수집기로 다시 흐릅니다.

수직 토양 탐침은 50-150m에 파묻힌 파이프 시스템으로 U 자형 파이프 1 개로 80-100m 깊이까지 내려 콘크리트로 채워져 있습니다. 또는 U 자형 튜브 시스템을 20 미터로 낮추어 넓은 지역에서 에너지를 수집 할 수도 있습니다. 100-150m의 깊이로 시추하는 것은 비쌀뿐만 아니라 특별한 승인이 필요하기 때문에 종종 간계에 들어가고 얕은 깊이의 여러 가지 탐침을 장비합니다. 이 프로브 사이의 거리는 5-7m입니다.

수직 집열기로부터의 열 제거율 또한 품종에 따라 다릅니다 :

  • 퇴적암은 건조하다 - 20W / m;
  • 물과 돌이 많은 토양으로 포화 된 퇴적암 - 50W / m;
  • 열전도율이 높은 돌이 많은 토양 - 70W / m;
  • 지하 (타박상) 물 - 80W / m.

수직 컬렉터 아래의 영역은 매우 작아야하지만, 배치 비용은 수평 컬렉터의 비용보다 높습니다. 수직 집열기의 장점은 또한보다 안정적인 온도와 더 큰 열 제거입니다.

물을 열원으로 사용하는 것은 다를 수 있습니다.

강가, 호수, 바다가 아닌 개방형 저수지 저수지의 바닥에있는 수집기는화물의 도움으로 물에 잠기는 "소금물"이있는 파이프입니다. 냉각수의 온도가 높기 때문에이 방법이 가장 경제적이며 경제적입니다. 집수 장치를 설치하기 위해서는 저장소가 50m 이하인 사람 만 설치할 수 있습니다. 그렇지 않으면 설치 효율이 떨어집니다. 이해하시는대로 모든 사람이 그런 조건을 가진 것은 아닙니다. 그러나 해안의 거주자에게 히트 펌프를 사용하지 않는 것은 근시안적인 일이며 어리 석다.

기술 설치 후 하수 또는 폐수의 수집기는 온수를 생산할뿐만 아니라 주택을 비롯하여 도시의 고층 건물 및 산업 기업을 가열하는 데 사용할 수 있습니다. 우리 조국의 일부 도시에서 성공적으로 수행되는 것.

시추공이나 지하수는 다른 수집가보다 덜 자주 사용됩니다. 그러한 시스템은 두 개의 우물을 건설하는 것을 포함하는데, 그 중 하나는 물을 끌어 들여 열을 열 펌프의 냉매로 옮기고 두 번째 우물은 냉각 된 물을 떨어 뜨린다. 우물 대신 여과가 잘 될 수 있습니다. 어떤 경우에도, 배출 우물은 첫 번째 및 심지어 하류 (지하수 또한 자체 흐름을 가짐)로부터 15-20m의 거리에 있어야합니다. 이 시스템은 유입수의 품질을 모니터링하고 열 펌프 (증발기)의 부식 및 오염으로부터 보호 된 부분을 모니터링해야하므로 작동하기가 매우 어렵습니다.

공기

가장 단순한 설계는 공기 열 펌프가 장착 된 난방 시스템을 갖추고 있습니다. 추가 수집기가 필요하지 않습니다. 환경으로부터의 공기는 증발기로 직접 이동하여 열을 냉매로 전달하며, 냉매는 집 내부의 냉매로 열을 전달합니다. 팬 코일 유닛의 공기 또는 난방 바닥 및 라디에이터의 물일 수 있습니다.

공기 열 펌프를 설치하는 데 드는 비용은 최소한이지만 설비 용량은 공기 온도에 따라 크게 달라집니다. 겨울이 따뜻한 지역 (최대 +5 - 0 ° С)에서는 가장 경제적 인 열원 중 하나입니다. 그러나 공기 온도가 -15 ° C 이하로 떨어지면 용량이 너무 많이 떨어져 펌프를 사용하는 것이 타당하지 않으며 일반 전기 히터 또는 보일러를 켜는 것이 더 유리합니다.

난방 검토를위한 공기 열 펌프에 대해서는 매우 논쟁의 여지가 있습니다. 그것은 모두 사용 지역에 따라 다릅니다. 혹독한 서리의 경우 백업 열원이 필요하지 않은 소치 (Sochi)와 같이 따뜻한 겨울 날씨가있는 지역에서 사용하는 것이 좋습니다. 공기가 비교적 건조하고 겨울의 기온이 -15 ℃ 인 지역에 공기 열 펌프를 설치할 수도 있습니다. 그러나 습하고 추운 기후에서 이러한 설치는 착빙 및 서리로 덥습니다. 팬에 쏟아지는 고드름 때문에 전체 시스템이 정상적으로 작동하지 않습니다.

열 펌프 난방 : 시스템 비용 및 운영 비용

히트 펌프의 전원은 할당 될 기능에 따라 선택됩니다. 난방 만하는 경우 건물의 열 손실을 고려하여 특수 계산기로 계산할 수 있습니다. 그런데, 건물의 열 손실에 열 펌프의 최고의 성능은 80 - 100 W / m2보다 크지 않습니다. 간소화를 위해 천정 높이 3m, 열 손실 60W / m2 인 100㎡의 주택을 난방하기 위해서는 용량이 10kW 인 펌프가 필요하다고 가정합니다. 물을 가열하려면 12 또는 16kW의 마진으로 장치를 가져 가야합니다.

열 펌프의 비용은 전력뿐만 아니라 제조업체의 신뢰성 및 요구 사항에 따라 달라집니다. 예를 들어, 러시아 생산량이 16kW 인 장비의 원가는 7,000cu이며, 17kW 용량의 외국 펌프 RFM17은 약 13,200cu입니다. 수집기를 제외한 모든 관련 장비와 함께

비용의 다음 라인은 수집가의 배열 것입니다. 또한 설치 용량에 따라 다릅니다. 예를 들어 따뜻한 바닥 (100m2)이 80m2의 모든 방열기에 설치되는 100m2의 집과 150m3 / h의 물을 +40 ° C로 가열하는 경우 수집가를위한 시추 우물이 필요합니다. 이러한 수직 컬렉터는 13,000 달러의 비용이 듭니다.

저수지 바닥에있는 수집기는 약간 더 싸게들 것입니다. 동일한 조건 하에서, 그것은 $ 11,000를 요할 것이다. 그러나 전문 회사에 지열 시스템을 설치하는 비용을 지정하는 것이 더 낫습니다. 이는 매우 다를 수 있습니다. 예를 들어, 17kW의 출력을 갖는 펌프 용 수평 매니 폴드의 배치는 2500 USD 그리고 공기 열 펌프의 경우 수집기가 전혀 필요하지 않습니다.

합계, 열 펌프의 비용은 8000 cu이다. 평균적으로 컬렉터의 배열은 6000 cu 평균.

히트 펌프 난방 월간 비용에는 전기 요금 만 포함됩니다. 당신은 다음과 같이 그들을 계산할 수 있습니다 - 펌프에 표시된 전력 소비가 있어야합니다. 예를 들어, 위의 17kW 펌프의 경우 소비 전력은 5.5kW / 시간입니다. 전체적으로, 난방 시스템은 일년에 225 일, 즉 5400 시간. 히트 펌프와 압축기가 주기적으로 작동한다는 사실을 감안할 때 전력 소비는 절반으로 줄여야합니다. 난방 시즌에는 5400 h * 5.5 kW / h / 2 = 14850 kW가 소비됩니다.

귀하 지역의 에너지 비용에 kWh를 곱하십시오. 예를 들어 0.05 cu 1 kW / 시간 동안. 연간 총 지출액은 742.5 달러입니다. 히트 펌프가 가열을 위해 일하는 매달마다, 100 cu 전기 비용. 비용을 12 개월로 나누면 한 달에 60 cu가 나옵니다.

히트 펌프의 전력 소비가 낮을수록 월 비용이 낮아집니다. 예를 들어, 1 년에 10,000kW 만 소비하는 17kW 펌프 (500 달러 비용)가 있습니다. 열 펌프와 열원 사이의 온도차가 작을수록 열 펌프의 성능이 더 중요하다는 점도 중요합니다. 그래서 그들은 난방 바닥과 팬 코일 장치를 설치하는 것이 더 유리하다고 말합니다. 고온 절삭유 (+65 - + 95 ° C)가있는 표준 난방용 라디에이터를 설치할 수 있지만 간접 난방용 보일러와 같은 추가 열용량 어큐뮬레이터를 설치할 수도 있습니다. DHW의 물 과열로 보일러에도 사용됩니다.

열 펌프는 2가 시스템에서 사용될 때 유익합니다. 펌프 외에도 여름에 펌프에 전기를 공급할 수있는 태양열 수집기를 설치할 수 있습니다.이 콜렉터는 냉각시 작동합니다. 겨울 안전망의 경우 온수 공급 및 고온 라디에이터 용으로 물을 재가열하는 열 발생기를 추가 할 수 있습니다.

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