Μεταξύ των βασικών κατευθύνσεων για την ανάπτυξη μηχανολογικού εξοπλισμού για ιδιωτικά νοικοκυριά, μπορεί κανείς να ξεχωρίσει την αύξηση της παραγωγικότητας με εργονομία και επέκταση της λειτουργικότητας. Ταυτόχρονα, οι προγραμματιστές δίνουν ολοένα και μεγαλύτερη προσοχή στην ενεργειακή απόδοση του τεχνικού εξοπλισμού των συστημάτων επικοινωνίας. Η υποδομή θέρμανσης θεωρείται η πιο δαπανηρή, επομένως οι εταιρείες δείχνουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον για τα μέσα παροχής της. Από τα πιο απτά αποτελέσματα των εργασιών προς αυτή την κατεύθυνση είναι η αντλία θερμότητας αέρα, η οποία αντικαθιστά τον παραδοσιακό εξοπλισμό θέρμανσης, αυξάνοντας την ενεργειακή απόδοση του σπιτιού.
Χαρακτηριστικά των αντλιών θερμότητας αέρα
Η κύρια διαφορά έγκειται στον τρόπο που παράγεται η θερμότητα. Τα περισσότερα σύγχρονα συστήματα θέρμανσης περιλαμβάνουν τη χρήση παραδοσιακών μεταφορέων ενέργειας ως πηγής. Ωστόσο, στην περίπτωση των αντλιών αέρα τόσο για θέρμανση όσο και για ζεστό νερό, το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας καταναλώνεται απευθείας από φυσικούς πόρους. Περίπου το 20% του συνολικού δυναμικού διατίθεται για προμήθεια από τους συνήθεις σταθμούς. Ετσι,Οι αντλίες θερμότητας με πηγή αέρα για οικιακή θέρμανση χρησιμοποιούν την ενέργεια πιο οικονομικά και προκαλούν λιγότερη ζημιά στο περιβάλλον. Αξίζει να σημειωθεί ότι οι εννοιολογικές εκδόσεις των αντλιών αναπτύχθηκαν με σκοπό την παροχή χώρων γραφείων και επιχειρήσεων. Ωστόσο, στο μέλλον, οι τεχνολογίες κάλυψαν επίσης το τμήμα του οικιακού εξοπλισμού, επιτρέποντας στους απλούς χρήστες να χρησιμοποιούν κερδοφόρες πηγές θερμικής ενέργειας.
Αρχή λειτουργίας
Όλη η διαδικασία εργασίας βασίζεται στην κυκλοφορία του ψυκτικού μέσου, λαμβάνοντας θερμική ενέργεια από την πηγή. Η θέρμανση εμφανίζεται μετά τη συμπύκνωση των ροών αέρα, οι οποίες συμπιέζονται στον συμπιεστή. Περαιτέρω, το ψυκτικό σε υγρή κατάσταση περνά απευθείας στο σύστημα θέρμανσης. Τώρα μπορούμε να ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στην αρχή της κυκλοφορίας του ψυκτικού στο σχεδιασμό της αντλίας. Στην αέρια κατάσταση, το ψυκτικό στέλνεται στον εναλλάκτη θερμότητας που βρίσκεται στην εσωτερική μονάδα. Εκεί εκπέμπει θερμότητα στο δωμάτιο και μετατρέπεται σε υγρό. Σε αυτό το στάδιο, μπαίνει στο παιχνίδι ο δέκτης, ο οποίος παρέχεται επίσης στην αντλία θερμότητας της πηγής αέρα. Η αρχή λειτουργίας της τυπικής έκδοσης αυτής της συσκευής προϋποθέτει ότι σε αυτή τη μονάδα το υγρό θα ανταλλάσσει θερμότητα με ένα ψυκτικό που έχει χαμηλή πίεση. Ως αποτέλεσμα αυτής της διαδικασίας, η θερμοκρασία του σχηματιζόμενου μείγματος θα μειωθεί ξανά και το υγρό θα πάει στην έξοδο του δέκτη. Όταν το αέριο ψυκτικό διέρχεται μέσω του σωλήνα με μειωμένη πίεση στον δέκτη, η υπερθέρμανση του αυξάνεται και μετά γεμίζει τον συμπιεστή.
Προδιαγραφές
Ο κύριος τεχνικός δείκτης είναι η ισχύς, η οποία στην περίπτωση των οικιακών μοντέλων κυμαίνεται από 2,5 έως 6 kW. Οι ημιβιομηχανικές μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν στην επικοινωνιακή υποστήριξη ιδιωτικών κατοικιών εάν απαιτείται δυναμικό ισχύος άνω των 10 kW. Όσο για τις διαστάσεις των αντλιών, αντιστοιχούν σε παραδοσιακά κλιματιστικά. Επιπλέον, μπορούν να συγχέονται στην εμφάνιση με ένα σύστημα split. Το τυπικό μπλοκ μπορεί να έχει παραμέτρους 90x50x35 εκ. Το βάρος αντιστοιχεί επίσης σε τυπικές κλιματικές ρυθμίσεις - κατά μέσο όρο 40-60 κιλά. Φυσικά, το κύριο ερώτημα αφορά το εύρος των θερμοκρασιών που καλύπτονται. Δεδομένου ότι η αντλία θερμότητας της πηγής αέρα εστιάζει στη λειτουργία θέρμανσης, το ανώτερο όριο θεωρείται στόχος και φτάνει κατά μέσο όρο τους 30-40 °C. Είναι αλήθεια ότι υπάρχουν και εκδόσεις με συνδυασμένες λειτουργίες που δροσίζουν επίσης το δωμάτιο.
Ποικιλίες σχεδίων
Υπάρχουν διάφορες έννοιες για την παραγωγή θερμότητας με μια αντλία αέρα. Ως αποτέλεσμα, ο σχεδιασμός ακονίζεται ειδικά για τις ανάγκες ενός συγκεκριμένου συστήματος παραγωγής. Το πιο δημοφιλές μοντέλο περιλαμβάνει την αλληλεπίδραση σε ένα σύστημα ροών αέρα και ενός φορέα νερού. Η κύρια ταξινόμηση χωρίζει τις δομές ανάλογα με τον τύπο οργάνωσης των λειτουργικών μπλοκ. Έτσι, υπάρχει μια αντλία αέρα θερμότητας σε ένα περίβλημα μονομπλόκ και υπάρχουν επίσης μοντέλα που παρέχουν την έξοδο του συστήματος προς τα έξω χρησιμοποιώντας ένα βοηθητικό τμήμα. Σε γενικές γραμμές, και τα δύο μοντέλα επαναλαμβάνουν την αρχή λειτουργίας των συμβατικών κλιματιστικών, μόνο τις λειτουργίες τους καιαπόδοση σε νέο επίπεδο.
Εφαρμογή σύγχρονων τεχνολογιών
Οι καινοτόμες εξελίξεις οδήγησαν σε μεγάλο βαθμό στην ανάπτυξη κλασικών συστημάτων ελέγχου του κλίματος. Συγκεκριμένα, η Mitsubishi χρησιμοποιεί στα μοντέλα της έναν κυλιόμενο συμπιεστή ψυκτικού ψεκασμού δύο φάσεων, ο οποίος επιτρέπει στον εξοπλισμό να εκτελεί τη λειτουργία του ανεξάρτητα από τις συνθήκες θερμοκρασίας. Ακόμη και στους -15 °C, μια αντλία αέρα θερμότητας ιαπωνικής σχεδίασης επιδεικνύει απόδοση έως και 80%. Επιπλέον, τα τελευταία μοντέλα είναι εξοπλισμένα με νέα συστήματα ελέγχου, τα οποία παρέχουν πιο άνετη, ασφαλέστερη και αποτελεσματικότερη λειτουργία των εγκαταστάσεων. Με όλη την κατασκευαστική ικανότητα του εξοπλισμού, παραμένει η δυνατότητα ενσωμάτωσής του σε παραδοσιακά συστήματα θέρμανσης με λέβητες και λέβητες.
Φτιάξτε τις δικές σας αντλίες αέρα
Πρώτα απ' όλα, πρέπει να αγοράσετε έναν συμπιεστή για μελλοντική εγκατάσταση. Είναι στερεωμένο στον τοίχο και εκτελεί τη λειτουργία μιας εξωτερικής μονάδας ενός συμβατικού συστήματος split. Περαιτέρω, το συγκρότημα συμπληρώνεται με έναν πυκνωτή, ο οποίος μπορεί να κατασκευαστεί ανεξάρτητα. Για αυτή τη λειτουργία, απαιτείται ένα χάλκινο «πηνίο» πάχους περίπου 1 mm, το οποίο στη συνέχεια πρέπει να τοποθετηθεί σε πλαστική ή μεταλλική θήκη - για παράδειγμα, δεξαμενή ή καζανάκι. Ο προετοιμασμένος σωλήνας τυλίγεται γύρω από τον πυρήνα, ο οποίος μπορεί να είναι ένας κύλινδρος με διαστάσεις που του επιτρέπουν να ενσωματωθεί στη δεξαμενή. Χρησιμοποιώντας μια διάτρητη γωνία αλουμινίου, είναι δυνατό να σχηματιστούν πηνία με ίσα διαστήματα, τα οποία θα κάνουνπιο αποδοτική αντλία θερμότητας με πηγή αέρα. Με τα χέρια τους, πολλοί οικιακόι τεχνίτες εκτελούν επίσης συγκόλληση ενός χάλκινου σωλήνα, ακολουθούμενη από άντληση φρέον, το οποίο θα λειτουργήσει ως ψυκτικό. Περαιτέρω, η συναρμολογημένη κατασκευή συνδέεται με το σύστημα θέρμανσης του σπιτιού μέσω ενός εξωτερικού κυκλώματος.
Κριτικές για οικιακές εγκαταστάσεις
Δεν είναι δύσκολο να εφαρμοστεί ένα σύστημα που θα αναπαράγει τη λειτουργία αυτού του τύπου εργοστασιακών αντλιών. Ωστόσο, η απόδοση μιας τέτοιας μονάδας σε ένα μεγάλο σπίτι δύσκολα θα είναι αισθητή. Οι χρήστες τέτοιων εγκαταστάσεων διαμαρτύρονται επίσης για την ταλαιπωρία της διαχείρισης του συστήματος. Η ρύθμιση των λειτουργικών παραμέτρων γίνεται χειροκίνητα, κάτι που είναι πολύ άβολο. Και αυτό για να μην αναφέρουμε τους κινδύνους, όσον αφορά την ασφάλεια - αυτό είναι ένα από τα μεγαλύτερα μειονεκτήματα που έχουν οι αντλίες θερμότητας με πηγή αέρα. Οι κριτικές, ειδικότερα, σημειώνουν προβλήματα με την κίνηση του ψυκτικού μέσου, τα οποία μπορούν να λυθούν μόνο με τη βοήθεια ειδικών. Υπάρχουν και άλλες αρνητικές αποχρώσεις της χρήσης σπιτικών αντλιών αέρα, αλλά αντισταθμίζονται από το πλεονέκτημα με τη μορφή κόστους συναρμολόγησης σεντς για μια τέτοια μονάδα. Για σύγκριση, μια επώνυμη εγκατάσταση εκτιμάται σε 20-30 χιλιάδες ρούβλια.
Μια εναλλακτική στις αντλίες αέρα
Παράλληλα με την ιδέα της χρήσης της φυσικής ενέργειας του νερού και του αέρα, η έννοια της απόκτησης θερμότητας από τη γη αναπτύσσεται επίσης τα τελευταία χρόνια. Από πολλές απόψεις, παρόμοιες εγκαταστάσεις λειτουργούν σύμφωνα με αυτήν την αρχή, οι οποίες χρησιμοποιούν το έδαφος ως πηγή. Ένα χαρακτηριστικό τέτοιων συστημάτων είναι η χρήση γεωθερμικών ανιχνευτών ως εναλλάκτες θερμότητας. Αν θερμικόη αντλία αέρα προβλέπει τη χρήση ψυκτικού με σωληνωτούς συμπυκνωτές, σε αυτήν την περίπτωση θεωρείται ότι τα λειτουργικά στοιχεία βυθίζονται στο έδαφος για να συσσωρεύσει τη δική του ενέργεια. Στην πραγματικότητα, αυτή είναι η κύρια δυσκολία στη χρήση τέτοιων συστημάτων - ιδανικά, θα πρέπει να βουτήξουν σε βάθος περίπου 10 μέτρων, κάτι που δεν είναι πάντα δυνατό.
Συμπέρασμα
Η απομάκρυνση από τις παραδοσιακές πηγές ενέργειας δεν δίνει πάντα τα αναμενόμενα αποτελέσματα. Κατά κανόνα, οι προγραμματιστές προσπαθούν να δημιουργήσουν συστήματα που στο μέλλον θα σώσουν τον χρήστη από την οικονομική εξάρτηση από το λογισμικό επικοινωνίας. Υπό αυτή την έννοια, μια αντλία θερμότητας με πηγή αέρα για το σπίτι είναι μια από τις πιο επιτυχημένες λύσεις. Αναλαμβάνει ελάχιστο κόστος ηλεκτρικής ενέργειας για τη διατήρηση της θέρμανσης, αλλά ταυτόχρονα δεν χάνει από τα κλασικά συστήματα θέρμανσης όσον αφορά την απόδοση. Η εγκατάσταση αντλιών θερμότητας είναι ωφέλιμη όχι μόνο λόγω της οικονομίας τους, αλλά και της ευκολίας χρήσης τους. Ο σχεδιασμός πρακτικά δεν επιβάλλει περιορισμούς στη χρήση της σύγχρονης ηλεκτρονικής πλήρωσης, επομένως οι κατασκευαστές προσπαθούν να προμηθεύουν μοντέλα με συστήματα ελέγχου τελευταίας γενιάς.
