مضخة حرارية للتدفئة المنزلية - مبدأ التشغيل، الأنواع، والتركيب

المضخة الحرارية هي جهاز لنقل الطاقة الحرارية من مصدر إلى مستهلك.

تنتقل الحرارة تلقائيًا من جسم ساخن إلى جسم بارد. أما المضخة فتنقل الحرارة في الاتجاه المعاكس.

يتكون التصميم من ضاغط، وصمام تمدد حراري، ومبخر، ومكثف. ومن الأمثلة الشائعة على المضخات الحرارية مكيفات الهواء.

لتحديد نوع المضخة الأنسب للاستخدام المنزلي، يُنصح بدراسة خصائص كل طراز ومبادئ تشغيله. كما أن لكل نوع قيودًا يجب مراعاتها.

مبدأ تشغيل المضخات الحرارية

بدأت مضخات الحرارة بالانتشار على نطاق واسع في المنازل الخاصة. ومن أهم مزايا هذه الطريقة في التدفئة ما يلي: يتميز باستهلاك منخفض للطاقة، ولكنه يولد حرارة عالية.يعتمد التصنيف على مصدر الحرارة.

صورة - مبدأ تشغيل المضخات الحرارية

يعمل جهاز التدفئة المنزلي على مبدأ أن مادة (المبرد) يمكنها إطلاق أو امتصاص الطاقة الحرارية أثناء تغير حالتها. هذا المبدأ هو أساس عمل الثلاجة (ولهذا السبب يكون الجزء الخلفي من الجهاز ساخنًا).

تعمل مضخة التدفئة الحرارية على النحو التالي:

  1. يتم تبريد العامل الداخل بمقدار 5 درجات في قسم التبخير بناءً على الطاقة من ناقل الحرارة.
  2. يدخل العامل المبرد إلى الضاغط، الذي يقوم بضغطه وتسخينه نتيجة لعملية تشغيله.
  3. يدخل الغاز الساخن بالفعل إلى حجرة التبادل الحراري، حيث يطلق حرارته الخاصة إلى نظام التدفئة.
  4. يعود المبرد المكثف إلى بداية الدورة.

توجد أيضاً بعض الطرازات التي تعمل في الوضع العكسي. وهذا يعني إمكانية استخدامها حتى في فصل الصيف لتبريد المبنى. تُرسل الحرارة إلى وحدة تخزين ثم تُستخدم للتدفئة خلال الأشهر الباردة.

جهاز

تتكون مضخة الحرارة المستخدمة لتدفئة المنزل من عدة عناصر أساسية في الدائرة الكهربائية:

  • دائرة مزودة بسائل تبريد ينقل الطاقة من مصدر الحرارة؛
  • دائرة تحتوي على الفريون، الذي يتبخر بشكل دوري، ويأخذ الطاقة الحرارية من الدائرة الأولى، ثم يستقر مرة أخرى على شكل مكثف، ناقلاً الحرارة إلى الدائرة الثالثة؛
  • دائرة يدور فيها سائل، يعمل كناقل للحرارة للتسخين.
جهاز مضخة حرارية

يُعد استخدام المضخة الحرارية لتدفئة المنزل خيارًا اقتصاديًا. وذلك لأن الجهاز لا يتطلب الكثير من الطاقة (وبالتالي لا يستهلك كهرباء أكثر من الأجهزة المنزلية العادية)، ومع ذلك فإنه ينتج حرارة أكثر بأربعة أضعاف من الكهرباء المستهلكة.

كما لا توجد حاجة لإنشاء خط أسلاك منفصل لتوصيل المضخة.

الإيجابيات والسلبيات

قبل اتخاذ قرار بشأن استخدام مضخة حرارية أم لا، يجب عليك التعرف على مزايا وعيوب تشغيلها. دعونا نلقي نظرة فاحصة على مزايا وعيوب استخدام المضخة الحرارية..

  • استهلاك منخفض للكهرباء لتدفئة المنزل؛
  • لا حاجة للفحص والصيانة الدورية، مما يجعل تكاليف تشغيل المضخة الحرارية للتدفئة ضئيلة للغاية؛
  • يمكن تركيبها في أي مكان. تعمل المضخة بمصادر حرارية مثل الهواء والتربة والماء، مما يتيح تركيبها في أي مكان تقريبًا يُخطط لبناء منزل فيه. وفي المناطق البعيدة عن شبكة الغاز، يُعد هذا الجهاز أنسب وسيلة للتدفئة. حتى بدون كهرباء، يمكن تشغيل الضاغط بمحرك بنزين أو ديزل.
  • يتم تدفئة المنزل تلقائياً. لا حاجة لإضافة وقود أو إجراء أي صيانة أخرى، كما هو الحال مع معدات الغلايات.
  • لا تلوث البيئة بالغازات والمواد الضارة. جميع المبردات المستخدمة آمنة تمامًا وصديقة للبيئة؛
  • السلامة من الحرائق. لن يكون السكان معرضين لخطر الانفجار أو التلف بسبب ارتفاع درجة حرارة المضخة الحرارية؛
  • إمكانية التشغيل حتى في ظروف الشتاء الباردة (حتى -15 درجة مئوية)؛
  • يمكن أن تدوم مضخة التدفئة المنزلية عالية الجودة حتى 50 عامًا. ولا يحتاج الضاغط إلى الاستبدال إلا كل 20 عامًا.

  • إذا انخفضت درجة الحرارة المحيطة إلى أقل من 15 درجة مئوية، فلن تعمل المضخة. في هذه الحالة، سيلزم تركيب مصدر حرارة ثانٍ. عند درجات الحرارة المنخفضة جدًا، يتم تشغيل غلاية أو مولد كهربائي أو سخان كهربائي.
  • المعدات باهظة الثمن. ستكلف ما يقارب 350,000 إلى 700,000 روبل، بالإضافة إلى 350,000 روبل أخرى لمحطة الطاقة الحرارية الأرضية وتركيبها. أما مضخات الحرارة التي تعمل بالهواء فقط فلا تتطلب أي أعمال تركيب إضافية.
  • يُفضّل تركيب مضخة حرارية مع نظام تدفئة أرضية أو مراوح تدفئة. مع ذلك، في المباني القديمة، يتطلب ذلك إعادة تصميم وربما ترميمات شاملة، مما يستلزم وقتًا وتكلفة إضافيين. أما إذا كان المنزل قيد الإنشاء من الصفر، فلا توجد هذه المشكلة.
  • عند تشغيل المضخة الحرارية، تنخفض درجة حرارة التربة المحيطة بخط أنابيب التبريد، مما يؤدي إلى موت بعض الكائنات الدقيقة التي تُساهم في صحة البيئة. ورغم حدوث بعض الأضرار البيئية، إلا أنها أقل بكثير من تلك الناجمة عن إنتاج الغاز أو النفط.

هل مضخة الحرارة مربحة أم لا؟ من هم الأشخاص الذين لا ينبغي لهم شراء مضخة حرارة؟ (تحليل)

استخدام محطات الطاقة الحرارية في العالم

لقد أصبح استخدام وحدات التدفئة هذه ممارسة شائعة في العالم لأكثر من 50 عامًاكانت القوى الدافعة الرئيسية وراء هذه الظاهرة هي ارتفاع تكلفة موارد الطاقة التقليدية والدعم الواسع النطاق من الحكومات في العديد من البلدان لاستخدام مصادر الطاقة البديلة.

لذلك، يتزايد عدد المضخات الحرارية باستمرار بمعدل مرتفع. بنسبة تصل إلى 10-30% سنوياًعلى الرغم من ارتفاع تكاليف التركيب، إلا أن عدد هذه الأجهزة يتجاوز حاليًا 270 جهازًا.

1
2
3

تُستخدم الأنظمة الحرارية على نطاق واسع في الولايات المتحدة وكندا، حيث تمثل ما يصل إلى نصف المنشآت المستخدمة في جميع أنحاء العالم.

على الرغم من الظروف المواتية لاستخدام المضخات الحرارية، إلا أن روسيا متأخرة عن الاتجاهات العالمية في استخدامها. ويرجع ذلك على الأرجح إلى اعتقادنا بتوفر مواردنا الطبيعية بشكل كامل.

مع ذلك، لا تتوفر خطوط أنابيب الغاز في جميع المناطق المأهولة بالسكان في البلاد. وتشير التجارب العالمية مع المضخات الحرارية إلى اتجاهات إيجابية في استخدامها.

حسابات المضخة الحرارية

كما ذكرنا أعلاه، فإن مصادر الحرارة ذات الجهد المنخفض لمثل هذه المضخات غالباً ما تكون الوسائط التالية:

  1. هواء من الفضاء الخارجي بمتوسط ​​درجة حرارة يتراوح بين -15 و +25 درجة.
  2. يأتي الهواء من غرفة مُدفأة، وتتراوح درجة حرارته بين +15 و+25 درجة.
  3. تم تسخين الهواء الخارج من مسبار التربة إلى درجة حرارة تتراوح بين 4 و 10 درجات مئوية.
  4. الهواء المنبعث من التكوينات الحرارية الأرضية، والتي يمكن أن تصل درجة حرارتها إلى 10 درجات أو أكثر.
  5. الهواء من المجسات السفلية للمسطحات المائية غير المتجمدة ذات درجة حرارة تتراوح بين 0 و10 درجات، بما في ذلك الهواء الذي تم الحصول عليه في المجسات المثبتة في قنوات مياه الصرف الصناعي للمؤسسات.

طريقة الحساب

أي حساب حراري عملية معقدة، لا يمكن إجراؤها إلا بواسطة متخصصين مؤهلين. ومع ذلك، يمكن اقتراح منهجية مبسطة كافية للحصول على نتيجة تحدد اختيار نموذج وحدة معين.

تتلخص العملية الحسابية في تنفيذ عدد من الخطوات:

  1. تحديد كمية فقدان الحرارة من خلال العناصر المحيطة بالمبنى – الجدران، والأسقف، والعليات، والنوافذ، والأبواب، وما إلى ذلك. ويمكن تحقيق ذلك باستخدام العلاقة التالية:

Qок = S x (tвн – t нар) x (1 + ؟b) xn : Rт، أين

S – المساحة الإجمالية لجميع عناصر غلاف المبنى، م2؛

درجة الحرارة الخارجية، بالدرجات المئوية؛

درجة حرارة الهواء في الفضاء الخارجي، بالدرجات المئوية؛

n هو معامل يأخذ في الاعتبار هيكل المبنى؛ بالنسبة للمباني المفتوحة يكون مساوياً لـ 1؛ بالنسبة للمباني ذات المساحات العلوية يتم تطبيقه بقيمة 0.9؛ بالنسبة للمباني الموجودة في الطابق السفلي يتم اعتباره مساوياً لـ 0.75؛

ب - معامل فقدان الحرارة الإضافي، اعتمادًا على نوع المبنى وموقعه في المناطق المناخية في روسيا، يمكن أن تتقلب قيمته ضمن نطاق 0.05 - 0.27؛

Rт هي المقاومة الحرارية، والتي يجب حسابها بشكل إضافي باستخدام الصيغة التالية:

Rт = 1( , m2xC/W، حيث

  • القيم المحسوبة للتوصيل الحراري لمواد الهيكل المحيط؛
  • معامل تبديد الحرارة من الأسطح الداخلية؛
  • وينطبق الأمر نفسه على الأسطح الخارجية.

بعد إجراء الحسابات الأولية، نحدد إجمالي فقدان الحرارة من عوامل مختلفة:

Qт.пот = Qок+Qи-Qбл، أين

Qbl – إجمالي انتقال الحرارة الناتج عن تشغيل الأجهزة المنزلية والنشاط البشري؛

Qи – تكاليف الطاقة اللازمة لتعويض فقدان الحرارة الناتج عن التسريبات في الهياكل المحيطة.

  1. بناءً على النتائج التي تم الحصول عليها، يمكننا حساب الطلب السنوي على الكهرباء. وللقيام بذلك، نستخدم النسبة التالية:

Qyear = 24 × 0.63 × Qt.pot × ((dx (tin-toutdoor) : (tin-tout)) (كيلوواط/ساعة) في السنة، أين:

  • tvn - قيمة درجة الحرارة المطلوبة داخل المنزل؛
  • درجة الحرارة الخارجية الفعلية (t nar)؛
  • tнар.ср – متوسط ​​درجة الحرارة السنوية في المنطقة؛
  • د – مدة فترة التسخين، بالأيام.
  1. للحصول على فهم أدق لمضخة الحرارة، عليك حساب كمية الحرارة اللازمة لتسخين الماء في نظام التدفئة بمنزلك. ويمكن القيام بذلك باستخدام معادلة الحساب التالية:

Qhor.v = V × 17 كيلوواط/سنة، أين:

V – حجم الاستهلاك اليومي من الماء المسخن إلى 50يا مع.

ونتيجة لذلك، ستصل تكاليف الطاقة اللازمة لتلبية احتياجات التدفئة والمياه الساخنة إلى ما يلي:

Q = Qyear + Qgv، (كيلوواط/ساعة في السنة).

يُنصح بزيادة النتيجة المُحَصَّلة بنسبة 10%، مع الأخذ في الاعتبار زيادة كثافة تشغيل النظام خلال فترات ذروة الاستهلاك. يُتيح حسابٌ أوليٌّ لسعة المضخة الحرارية لتدفئة المنزل اختيارًا دقيقًا للتركيب.

لإجراء الحساب، يمكنك استخدام آلة حاسبة خاصة، وهي متوفرة بكثرة على الإنترنت.

أنواع المضخات الحرارية

توجد أنواع عديدة من أجهزة التدفئة المنزلية، وذلك بحسب مصدر الحرارة المستخدم. ويعتمد مبدأ عملها على سحب الحرارة من مصادر قادرة على تجميع الطاقة الشمسية على مدار الموسم.

مضخة حرارية. الحقيقة حول كفاءتها.

تتوفر الأنواع التالية من الأجهزة للبيع:

  • الأرض (الأرض - الماء)؛
  • هواء (هواء - هواء)؛
  • هواء - ماء؛
  • ماء (ماء - ماء).

دعونا نلقي نظرة عليها بمزيد من التفصيل أدناه.

هواء - ماء

كيف تعمل المضخة هواء-ماء تتضمن العملية تسخين سائل التبريد في نظام المضخة الحرارية بالهواء الدافئ. تقوم مروحة بدفع الهواء الدافئ من البيئة المحيطة إلى داخل النظام.

مضخة حرارية من الهواء إلى الماء

هناك، يتفاعل مع مادة التبريد، التي تسخن نتيجة لهذا التفاعل، متحولةً إلى غاز. ثم يدخل الغاز إلى الضاغط، حيث يُدفع تحت ضغط إلى المكثف الداخلي، ناقلاً حرارته إلى الماء.

صورة - مضخة حرارية هوائية مائية

الأرض - الماء

تُعدّ التربة المصدر الحراري الأكثر استقرارًا، ولذلك فهي شائعة الاستخدام. فعلى عمق يتراوح بين 4 و8 أمتار، تكون درجة الحرارة ثابتة عند 5 إلى 8 درجات مئوية فوق الصفر، بينما ترتفع إلى 10 درجات مئوية عند عمق 10 أمتار. وهناك طريقتان رئيسيتان لجمع الطاقة الحرارية:

  • باستخدام مُجمِّع أفقي؛
  • عن طريق مسبار حراري أرضي رأسي.
صورة - مضخة حرارية أرضية مائية

يتكون النوع الأول من مجموعة أنابيب موضوعة أفقياً لنقل سائل التبريد. يجب حساب عمق التركيب بشكل فردي لكل حالة، بناءً على التضاريس والمناخ وعوامل أخرى.

في بعض الحالات، يُنصح بوضع خط الأنابيب على عمق تجمد التربة (1.4 - 1.8 متر). 2.5 - 3.5 متر (إذا كان من الضروري تقليل فرق درجة الحرارة وتحقيق ثبات أكبر) أو 1 - 1.3 متر (عند هذا العمق، تسخن التربة بشكل أسرع في الربيع.) في بعض الأحيان، يتم تركيب جامع خاص يتكون من طبقتين.

يستخدم هذا النوع من المجمعات أنابيب ذات مقطع عرضي يبلغ 25 أو 32 أو 40 ملم. ويمكن وضعها في أنماط مختلفة: حلزونية، أو على شكل صاعقة، أو متعرجة، أو حلقية، وما إلى ذلك. في حالة استخدام نمط متعرج، يجب أن تكون المسافة بين الأنابيب من 0.6 إلى 1 متر (في أغلب الأحيان، 80 سنتيمترًا).

لحساب معدل انتقال الحرارة في خط الأنابيب، يجب مراعاة نوع التربة. بالنسبة للرمل الجاف أو الطين الجاف، يبلغ معدل انتقال الحرارة 10 و20 واط لكل متر طولي على التوالي؛ أما بالنسبة للطين الرطب، فيبلغ معدل انتقال الحرارة 25 واط؛ وبالنسبة للطين ذي المحتوى الرطوبي العالي، فيبلغ معدل انتقال الحرارة 35 واط.

من عيوب هذا النوع من أنظمة تجميع المياه الحاجة إلى نظام كبير. فإذا كانت مساحة المنزل المراد تدفئته 100 متر مربع، وكانت التربة طينية رطبة، فإن نظام التجميع سيحتاج إلى 400 متر مربع من الأرض، أو حوالي 500 متر مربع.

وبالنظر إلى أنه لا يمكن وضع المباني والأشياء الأخرى على السطح (لا يمكن وضع سوى حديقة بها نباتات عمرها عام واحد)، فلن يتمكن جميع الملاك من تخصيص مساحة حرة كافية.

في هذه الحالة، يُعدّ المسبار العمودي حلاً أنسب. ويتكون من مبادل حراري تُدفن فيه الأنابيب في الأرض حتى عمق يصل إلى 200 متر. ويعتمد عدد المسابير المُثبّتة على قدرة التسخين المطلوبة.

1
في بعض الحالات يُنصح بتركيب أنبوب واحد على شكل حرف U على عمق 100 متر، وفي حالات أخرى من الأفضل اختيار مجموعة من الأنابيب المماثلة التي تم إنزالها إلى عمق 20 متر.
2
لتحقيق امتصاص الطاقة الحرارية على سطح ممتد، سيتطلب مثل هذا الأنبوب استثمارًا أقل بكثير.

ينبغي أن تكون المسافة بين الآبار الضحلة حوالي 5-8 أمتار. إن حفر أنبوب واحد بعمق 100-200 متر غير مجدٍ اقتصاديًا، كما يتطلب الحصول على تصاريح من الجهات المختصة. ولتجنب ذلك، يُنصح بتركيب عدة أنابيب.

وبالتالي، فإن العيب الوحيد للهياكل الرأسية هو التكلفة العالية لحفر الآبار العميقة.

ومع ذلك، وعلى الرغم من ذلك، فإن المسبار هو حل أكثر شيوعًا، لأنه يوفر كفاءة كافية دون أي متطلبات لمساحة الموقع أو عوامل أخرى مقيدة.

الماء هو الماء

يُعد الماء مصدرًا شائعًا آخر للتدفئة المنزلية. وهناك ثلاثة أنواع من هذه الأنظمة، وذلك بحسب مصدر السائل:

  • مجمع يوضع في قاع مسطح مائي مفتوح (يجب ألا يتجمد) - البحار والأنهار والبحيرات؛
  • مجمع موجود في المجاري؛
  • باستخدام المياه من الآبار أو المياه الجوفية.

الخيار الأول يتضمن وضع أنابيب مانع التجمد تحت الماء. ولمنعها من الصعود إلى السطح، تُثبّت بأوزان إضافية. ونظرًا لارتفاع درجة حرارة سائل التبريد، تُعتبر هذه الطريقة فعّالة واقتصادية.

أما الجانب السلبي فهو أن مثل هذا الهيكل لا يمكن بناؤه إلا إذا كانت البركة لا تبعد أكثر من 50 متراً عن العقار. وإلا، فسيكون تركيبه وتشغيله غير اقتصاديين. مع ذلك، يُعدّ استخدام مضخة حرارية تعمل بمصدر مائي حلاً مثالياً لتدفئة المنازل بالنسبة لسكان المناطق الساحلية.

صورة - مضخة حرارية مائية

باستخدام مياه الصرف الصحي المعالجة ومياه الصرف الناتجة عن محطات المعالجة، يمكن لجهاز تجميع المياه تدفئة المباني متعددة الطوابق والمنشآت الصناعية وتوفير المياه الساخنة. ونادراً ما يُستخدم هذا النظام لتدفئة المنازل الخاصة، لأنها غالباً ما تقع بعيداً عن شبكة الصرف الصحي المركزية.

يُستخدم نظام تجميع المياه من الآبار أو المياه الجوفية بشكل أقل تكرارًا من الأنواع الأخرى. ويعود ذلك في الغالب إلى الحاجة إلى إنشاء حفرتين. تجمع الأولى السائل، الذي ينقل بدوره طاقته الحرارية إلى مادة التبريد، بينما تستقبل الثانية الماء المبرد.

في بعض الحالات، يتم إنشاء بئر ترشيح بدلاً من البئر الحفرية. يجب أن يقع بئر التصريف أسفل مستوى المياه الجوفية وعلى بعد 20 متراً من البئر الأصلية.

هذا النظام جيد للغاية يصعب تركيبه وصيانتهيُعدّ الرصد المنتظم لمكونات المضخة للكشف عن التآكل والتلوث أمراً ضرورياً. كما يُعدّ من المهم أيضاً مراقبة جودة المياه الواردة وتصفيتها فوراً.

هواء - هواء

تتميز المضخات الحرارية الهوائية بميزة واضحة مقارنةً بأنواع الوحدات الأخرى. فهي تستخدم الهواء فقط كمصدر للحرارة، مما يُغني عن حفر الآبار الأرضية أو تركيب خزانات تجميع المياه. ونتيجةً لذلك، تُعدّ المضخات الحرارية الهوائية أقل تكلفةً بكثير.

يتميز هذا النوع بأبسط بنية ومبدأ تشغيل. يدخل الهواء إلى المبخر، حيث ينقل الحرارة إلى المبرد. ثم تنتقل هذه الحرارة من المبخر إلى ناقل الحرارة مباشرةً في المنزل. يمكن تمثيل هذا النوع من التدفئة، على سبيل المثال، بواسطة وحدات التهوية الحرارية (ملفات المروحة) أو نظام التدفئة الأرضية.

صورة - مضخة حرارية هوائية

تُعدّ تكلفة تركيب هذا الجهاز منخفضة نسبيًا مقارنةً بالأنظمة المائية أو الأرضية، وتعتمد كفاءته بشكل أساسي على درجة حرارة الهواء. إذا كنت تعيش في منطقة ذات شتاء دافئ (لا تقل درجة حرارته عن صفر مئوية)، فإن هذه الطريقة تُعتبر الأكثر فعالية من حيث التكلفة.

إذا انخفضت درجة الحرارة إلى ما دون -15 درجة، فلن تتمكن المضخة من توفير التدفئة الكافية للغرفة، وبالتالي، سيكون من الأنسب استخدام التدفئة الكهربائية أو التدفئة بواسطة الغلاية.

إذا كان من المهم تشغيل مضخة هواء في المناطق ذات الشتاء البارد، فسيتم تركيب مصدر حرارة احتياطي إضافي، والذي سيتم توصيله أثناء الصقيع الشديد.

من الممكن أيضاً في بعض الحالات تركيب نظام تكييف إذا كان المناخ جافاً ولم تنخفض درجة الحرارة عن -15 درجة.

في الظروف الرطبة والباردة، ستتشكل طبقة من الجليد على جسم الجهاز، مما سيعيق عمل الجهاز وقد يتسبب في تعطله بسرعة.

الأسعار والشركات المصنعة

متوسط ​​القيمة السوقية التقريبية للمعدات وتركيبها هو:

المجمع الأفقي:

  • مضخة – 4500 دولار؛
  • تكلفة التركيب 2500 دولار.
  • تكلفة التشغيل - 350 دولارًا سنويًا.

مسبار حراري أرضي:

  • مضخة – 4500 دولار؛
  • تكلفة التركيب 4500 دولار.
  • تكلفة التشغيل - 320 دولارًا سنويًا.

هواء - للمنزل:

  • مضخة – 6500 دولار؛
  • تكلفة التركيب 400 دولار.
  • تكلفة التشغيل - 480 دولارًا سنويًا.

مضخة مياه منزلية:

  • مضخة حرارية – 4500 دولار؛
  • تكلفة التركيب 3500 دولار.
  • تكلفة التشغيل - 280 دولارًا سنويًا.

الأسعار المذكورة ليست نهائية. ستعتمد التكلفة النهائية على البلد والشركة المصنعة للجهاز، ونوع التضاريس، والمناخ، وتكاليف الحفر، وظروف البناء، وما إلى ذلك.

فعلى سبيل المثال، سيكون سعر مضخة الهواء من شركة تصنيع روسية حوالي 7000 دولار، بينما سيكون سعرها من شركة أجنبية 13000 دولار.

لا تنسَ تكلفة الكهرباء أيضاً. فرغم أن الجهاز لا يستهلك الكثير من الطاقة، إلا أنه يجب بالتأكيد أخذ هذه النفقات في الحسبان عند وضع تقديراتك وميزانيتك الإجمالية.

أي مضخة نختار؟

لتحديد الجهاز الذي يجب اختياره، ينبغي مراعاة العوامل التالية:

  • الميزانية التقديرية - مقدار المال الذي يرغب المالك في إنفاقه على تركيب وتوصيل النظام بالكامل؛
  • ما هو نظام التدفئة الحالي أو المخطط له داخل المنزل - التدفئة تحت الأرضية، المشعاع، إلخ؛
  • كم متراً مربعاً يرغب المالك في تخصيصه في الموقع لإنشاء مجمع؟
  • هل من الممكن الحفر إلى أعماق كبيرة؟
  • الحاجة إلى إجراء مسح جيولوجي (إذا تم التخطيط لمسبار حراري أرضي) لتحديد مدى عمق موقع المجمع؛
  • هل من الضروري تكييف تدفق الهواء في الصيف؟
  • هل سيتم تركيب أجهزة تدفئة الهواء؟

عند اختيار مضخة حرارية، يُنصح بالانتباه إلى "معامل تحويل الحرارة" (المُشار إليه بـ ϕ). فهو يُحدد كفاءة الجهاز. فإذا تم تحديد قيمة ϕ=4 عند الشراء، فإن المضخة الحرارية ستنتج 4 كيلوواط من الطاقة الحرارية باستهلاك 1 كيلوواط من الكهرباء.

صورة - مخطط نظام تسخين المياه

عند التخطيط لميزانيتك، من المهم مراعاة ليس فقط تكلفة شراء المضخة، بل أيضًا تكاليف التشغيل المستقبلية. غالبًا ما تختلف هذه العوامل.

على سبيل المثال، يتميز نظام التبريد بالهواء والماء بانخفاض تكاليف تركيبه، ولكنه يتطلب تكاليف تشغيل مرتفعة نظرًا لانخفاض كفاءته. إذا كنت ترغب في تقليل تكاليف التشغيل إلى أدنى حد، فإن مضخة الحرارة الأرضية العمودية هي الخيار الأمثل.

تُعدّ تكلفة نظام التدفئة الأرضية أو المائية وتركيبه مرتفعة نسبيًا، ما يتطلب استثمارًا أوليًا كبيرًا. مع ذلك، فإنّ مضخة الحرارة المستخدمة للتدفئة تُعوّض تكلفتها خلال 5 إلى 10 سنوات. لذا، ينبغي أن يستند قرار شراء هذا الجهاز إلى الإمكانيات المالية وظروف بناء المبنى (الموقع، المناخ، إلخ).

إذا لم يكن الحفر العميق ممكناً في موقع ما، على سبيل المثال، ولم تسمح مساحته بوضع مجمع أفقي، ولم تكن هناك مسطحات مائية قريبة، فإن الحل الوحيد هو تركيب مضخة حرارية تعمل بمصدر هواء لتسخين المنزل.

تركيب ذاتي

إذا كان صاحب المنزل مُلِمًّا جيدًا بمبادئ تشغيل الجهاز وتصميم دوائره الكهربائية، فبإمكانه تجميع المضخة بنفسه. مع ذلك، يلزم إجراء حسابات أولية؛ ولذلك، يُنصح باستخدام برامج جاهزة لتحسين أنظمة التبريد.

مضخة حرارية بسيطة وغير مكلفة 1

أبسط أنواع التركيب هو نظام تسخين الهواء بالماء الذي يمكنك تركيبه بنفسك. ويتكون من قناتين (واحدة لتزويد الهواء والأخرى لسحبه)، ومروحة، وضاغط هواء.

لستَ مضطراً لشراء ضاغط جديد؛ يمكنك استخدام وحدة عاملة من ثلاجة أو جهاز آخر. يُنصح باستخدام ضاغط حلزوني.

مراحل العمل:

  1. اصنع ملفًا من أنبوب نحاسي. ضع الأنبوب الذي يحمل غاز التبريد في الأعلى.
  2. قم بتركيب الملف في وعاء بلاستيكي مقسوم إلى نصفين. سيعمل هذا كجهاز تبخير.
  3. قم بتوصيل صمام منظم الحرارة وعزله.
  4. قم بتجميع جميع العناصر في كتلة واحدة وتحقق من وظائفها.

من المهم ملاحظة أن هذه العملية معقدة للغاية بالنسبة للشخص العادي. لن يتمكن غير المختص من تجميع جميع الأجزاء وتوصيل صمام التحكم الحراري بشكل صحيح.

من الأفضل إسناد العمل إلى محترفين، لأن الأخطاء في الإجراء ستؤدي إلى تعطل المعدات أو استهلاك غير فعال للطاقة.

لذا، تُعدّ المضخة الحرارية وسيلة فعّالة لتدفئة المنازل الخاصة. ورغم أن هذا النوع من المعدات ليس شائع الاستخدام في روسيا ودول الكومنولث المستقلة، إلا أنه يُستخدم على نطاق واسع للتدفئة في أوروبا والولايات المتحدة.

يوصى باختيار المضخة الحرارية المناسبة ليس فقط بناءً على تكلفة التركيب والتشغيل، ولكن أيضًا بناءً على منطقة الاستخدام وظروف البناء ومساحة الموقع وعوامل أخرى.

  1. أوليغ

    كل شيء مُغطى بوضوح ودقة، ويشمل جميع النقاط. لقد كنت مهتمًا بشكل خاص بالمعلومات المتعلقة بالحسابات الحرارية. شكرًا على هذه المادة!