در میان جهات اصلی برای توسعه تجهیزات مهندسی برای خانوارهای خصوصی، می توان افزایش بهره وری را با ارگونومی و گسترش عملکرد مشخص کرد. در همان زمان، توسعه دهندگان به طور فزاینده ای به بهره وری انرژی تجهیزات فنی سیستم های ارتباطی توجه می کنند. زیرساخت های گرمایشی پرهزینه ترین در نظر گرفته می شود، بنابراین شرکت ها علاقه خاصی به وسایل تهیه آن نشان می دهند. از ملموس ترین نتایج کار در این راستا می توان به پمپ حرارتی هوا اشاره کرد که جایگزین تجهیزات گرمایش سنتی و افزایش بهره وری انرژی خانه می شود.
ویژگی های پمپ های حرارتی هوا
تفاوت اصلی در نحوه تولید گرما نهفته است. اکثر سیستم های گرمایش مدرن شامل استفاده از حامل های انرژی سنتی به عنوان منبع هستند. با این حال، در مورد پمپ های هوا برای گرمایش و آب گرم، بیشتر انرژی مستقیماً از منابع طبیعی مصرف می شود. حدود 20 درصد از کل پتانسیل برای تامین از ایستگاه های معمولی تخصیص داده می شود. بدین ترتیب،پمپ های حرارتی منبع هوا برای گرمایش منازل از انرژی به صرفه تری استفاده می کنند و آسیب کمتری به محیط زیست وارد می کنند. قابل ذکر است که نسخه های مفهومی پمپ ها به منظور تامین فضای اداری و شرکت ها توسعه یافته است. اما در آینده، فناوری‌ها بخش تجهیزات خانگی را نیز پوشش می‌دهند و به کاربران عادی اجازه می‌دهند از منابع سودآور انرژی حرارتی استفاده کنند.
اصل کار
کل فرآیند کار بر اساس گردش مبرد، گرفتن انرژی گرمایی از منبع است. گرمایش پس از متراکم شدن جریان های هوا که در کمپرسور فشرده می شوند، اتفاق می افتد. علاوه بر این، مبرد در حالت مایع مستقیماً وارد سیستم گرمایش می شود. اکنون می‌توانیم نگاه دقیق‌تری به اصل گردش مایع خنک‌کننده در طراحی پمپ بیندازیم. در حالت گازی، مبرد به مبدل حرارتی محصور در واحد داخلی فرستاده می شود. در آنجا گرما به اتاق می دهد و به مایع تبدیل می شود. در این مرحله گیرنده وارد بازی می شود که به پمپ حرارتی منبع هوا نیز عرضه می شود. اصل عملکرد نسخه استاندارد این دستگاه فرض می کند که در این واحد مایع با مبردی که فشار پایینی دارد تبادل گرما می کند. در نتیجه این فرآیند دمای مخلوط تشکیل شده دوباره کاهش می یابد و مایع به خروجی گیرنده می رود. هنگامی که مبرد گازی با کاهش فشار در گیرنده از لوله عبور می کند، گرمای فوق العاده آن افزایش می یابد و پس از آن کمپرسور را پر می کند.
مشخصات
شاخص فنی اصلی قدرت است که در مدل های خانگی از 2.5 تا 6 کیلو وات متغیر است. در صورت نیاز به پتانسیل توان بیش از 10 کیلو وات، می توان از نیمه صنعتی ها نیز در پشتیبانی ارتباطی خانه های خصوصی استفاده کرد. در مورد ابعاد پمپ ها، آنها با تهویه مطبوع سنتی مطابقت دارند. علاوه بر این، آنها را می توان از نظر ظاهری با یک سیستم تقسیم اشتباه گرفت. بلوک استاندارد می تواند پارامترهای 90x50x35 سانتی متر داشته باشد وزن نیز با تنظیمات آب و هوایی معمولی مطابقت دارد - به طور متوسط 40-60 کیلوگرم. البته سوال اصلی مربوط به محدوده دماهای تحت پوشش است. از آنجایی که پمپ حرارتی منبع هوا بر روی عملکرد گرمایش متمرکز است، حد بالایی به عنوان یک هدف در نظر گرفته می شود و به طور متوسط به 30-40 درجه سانتی گراد می رسد. درست است، نسخه هایی با عملکردهای ترکیبی نیز وجود دارد که اتاق را خنک می کند.
انواع طرح ها
مفاهیم مختلفی برای تولید گرما با پمپ هوا وجود دارد. در نتیجه، طراحی به طور خاص برای نیازهای یک طرح تولید خاص تیز می شود. محبوب ترین مدل شامل تعامل در یک سیستم از جریان هوا و یک حامل آب است. طبقه بندی اصلی ساختارها را بر اساس نوع سازماندهی بلوک های عملکردی تقسیم می کند. بنابراین، یک پمپ هوای گرما در یک محفظه تک بلوک وجود دارد، و همچنین مدل هایی وجود دارد که با استفاده از یک بخش کمکی، خروجی سیستم را به بیرون ارائه می کنند. به طور کلی، هر دو مدل اصل عملکرد سیستم های تهویه مطبوع معمولی، فقط عملکرد آنها وعملکرد به سطح جدیدی رسیده است.
کاربرد فناوری های نوین
تحولات نوآورانه تا حد زیادی به توسعه سیستم های کنترل آب و هوا کلاسیک منجر شد. به طور خاص، میتسوبیشی در مدل های خود از کمپرسور اسکرول تزریق مبرد دو فاز استفاده می کند که به تجهیزات اجازه می دهد بدون توجه به شرایط دما، عملکرد خود را انجام دهند. حتی در دمای 15- درجه سانتیگراد، یک پمپ هوای حرارتی طراحی شده ژاپنی عملکردی تا 80 درصد را نشان می دهد. علاوه بر این، آخرین مدل‌ها مجهز به سیستم‌های کنترلی جدید هستند که عملکرد راحت‌تر، ایمن‌تر و کارآمدتر از تاسیسات را فراهم می‌کنند. با تمام قابلیت ساخت تجهیزات، امکان ادغام آن در سیستم های گرمایش سنتی با دیگ و دیگ وجود دارد.
پمپ های هوای خود را بسازید
اول از همه، شما باید یک کمپرسور برای نصب در آینده خریداری کنید. در دیوار ثابت می شود و عملکرد یک واحد بیرونی یک سیستم اسپلیت معمولی را انجام می دهد. علاوه بر این، مجتمع با یک خازن تکمیل می شود که می تواند به طور مستقل ساخته شود. برای این عملیات، یک "کویل" مسی با ضخامت حدود 1 میلی متر مورد نیاز است، که سپس باید در یک جعبه پلاستیکی یا فلزی - به عنوان مثال، مخزن یا مخزن قرار گیرد. لوله آماده شده به دور هسته پیچیده می شود که می تواند یک استوانه با ابعادی باشد که به آن اجازه می دهد در مخزن ادغام شود. با استفاده از زاویه آلومینیوم سوراخ دار می توان سیم پیچ هایی با فواصل مساوی ایجاد کرد که باعث می شودپمپ حرارتی منبع هوا کارآمدتر بسیاری از صنعتگران خانگی با دست خود لحیم کاری لوله مسی را انجام می دهند و به دنبال آن فریون را پمپ می کنند که به عنوان مبرد عمل می کند. علاوه بر این، ساختار مونتاژ شده از طریق یک مدار خارجی به سیستم گرمایش خانه متصل می شود.
بررسی نصب های خانگی
پیاده‌سازی سیستمی که عملکرد این نوع پمپ‌های کارخانه‌ای را تکرار کند، کار دشواری نیست. با این حال، عملکرد چنین واحدی در یک خانه بزرگ به سختی قابل توجه خواهد بود. کاربران چنین تاسیساتی نیز از ناراحتی مدیریت سیستم شکایت دارند. تنظیم پارامترهای عملیاتی به صورت دستی انجام می شود که بسیار ناخوشایند است. و این از نظر ایمنی خطرات را ذکر نمی کند - این یکی از بزرگترین معایب پمپ های حرارتی منبع هوا است. بررسی ها به ویژه به مشکلات حرکت مبرد اشاره می کند که فقط با کمک متخصصان قابل حل است. تفاوت های ظریف منفی دیگری در استفاده از پمپ های هوای خانگی وجود دارد، اما آنها با مزیت به شکل هزینه مونتاژ پنی برای چنین واحدی جبران می شوند. برای مقایسه، نصب مارک 20-30 هزار روبل تخمین زده می شود.
جایگزینی برای پمپ های هوا
به موازات ایده استفاده از انرژی طبیعی آب و هوا، مفهوم دریافت گرما از زمین نیز در سال های اخیر در حال توسعه است. از بسیاری جهات، تاسیسات مشابه بر اساس این اصل کار می کنند که از خاک به عنوان منبع استفاده می کنند. یکی از ویژگی های چنین سیستم هایی استفاده از کاوشگرهای زمین گرمایی به عنوان مبدل حرارتی است. اگر حرارتیپمپ هوا استفاده از مبرد را با کندانسورهای لوله ای فراهم می کند، در این مورد فرض می شود که عناصر عملکردی در زمین غوطه ور شده اند تا انرژی خود را جمع کنند. در واقع، این مشکل اصلی در استفاده از چنین سیستم هایی است - در حالت ایده آل، آنها باید تا عمق حدود 10 متر شیرجه بزنند، که همیشه ممکن نیست.
نتیجه گیری
خروج از منابع انرژی سنتی همیشه نتایج مورد انتظار را به همراه ندارد. به عنوان یک قاعده، توسعه دهندگان در تلاش برای ایجاد سیستم هایی هستند که در آینده کاربر را از وابستگی مالی به نرم افزار ارتباطی نجات دهد. از این نظر، پمپ حرارتی منبع هوا برای خانه یکی از موفق ترین راه حل ها است. حداقل هزینه برق را برای حفظ گرمایش متحمل می شود، اما در عین حال از نظر عملکرد نسبت به سیستم های گرمایش کلاسیک ضرر نمی کند. نصب و راه اندازی پمپ های حرارتی نه تنها به دلیل صرفه جویی در آنها، بلکه به دلیل سهولت استفاده نیز مفید است. این طراحی عملاً محدودیتی در استفاده از پرکننده های الکترونیکی مدرن اعمال نمی کند، بنابراین تولید کنندگان تلاش می کنند مدل هایی را با آخرین نسل از سیستم های کنترل عرضه کنند.
