ほとんどお金をかけずに暖房！家庭用ヒートポンプ：装置の動作原理

ヒートポンプは 蒸気圧縮ユニットの形態をとる代替加熱オプション。 この装置は、冷たい熱源から高熱源へ暖かい空気を移動させます。

冷媒の凝縮によりエネルギーが伝達される そして、その後蒸気に変換されます。ヒートポンプの運転中、冷媒は閉回路を通過します。ヒートポンプは、強制循環によって蒸発した冷媒を凝縮するために電力を消費します。

家を暖めるヒートポンプはどのように機能するのでしょうか?

インストールは 3 つのコンポーネントで構成されます。：

1. 熱を集めるために設計されたプローブ。
2. TNとコンプレッサー。
3. 加熱システムを備えたコンデンサーチャンバー。

凝縮器または熱交換室 パイプとラジエーターで構成されています。

プローブ — 熱が供給される導体です。プローブは動作原理と設置方法によって異なります。 3つのタイプに分けられます。

• 水平 （深さの土の溝に置かれた 1.2メートル以上）;
• 垂直 （深い井戸に設置） 最大200メートル）;
• 水 （氷点下の貯水池に貯められます）。

ヒートポンプ 6つのコンポーネントで構成されています。

冷却剤 装置の内部構造の一部であり、閉回路内で循環するように設計されている。さらに、設置には 毛細管とコンプレッサー。 ポンプの中にあります 蒸発器冷たい温度によって物質が加熱されます。 コンデンサ 熱を保持し、さらに使用できるようにします。TNは サーモスタット、必要な温度を設定できます。

ヒートポンプの種類と動作原理

TN の目的は、キャリア間の温度交換です。 インストールにはいくつかの種類があります:

• 土地;
• 空中;
• 水。

この設備は、これらの自然エネルギー源から建物に熱を供給します。このようなポンプの設置と動作原理は若干異なります。これらの装置は、 オープンタイプとクローズタイプ両方あります。

土壌水

TN土地タイプ 3つの回路で構成されています。 外部回路は地中に設置され、熱エネルギーを集めます。冷媒はヒートポンプに入り、蒸発器へと送られます。そこで温度が上昇し始めます。最後の回路は、建物や住宅の暖房システムに組み込まれます。 水循環このため、TN は地下水と呼ばれます。

このようなシステムでは、冷却剤は フロンこの冷媒は低温で液体から気体状態に変化することができます。

冷媒が沸騰すると、蒸気は凝縮器に入り、熱エネルギーは水が存在する最終回路に送られます。冷媒は冷却されると液体となり、地上回路へと流れ込みます。 このプロセスは循環的であり、常に繰り返されます。

写真1. 地下水ヒートポンプを用いた設計の概略図。高温の冷媒は赤、低温の冷媒は青で示されています。

水水

水冷式ヒートポンプの動作原理は、低温エネルギーを熱に変換することです。水冷式ヒートポンプ 3つの回路で構成されています。 フロンは主要な熱交換器として機能します。

冷媒が回路を循環すると、 物質は8℃に加熱されます。 次に、冷媒はユニット本体とコンプレッサーに入ります。この時点では、フロンガスは既に気体状態です。冷媒が建物内で冷却されると、液体に変化します。そして、物質は第一回路に流れ込み、このプロセスが繰り返されます。

水と空気

水空気システムで作動するヒートポンプの動作原理は、 冷蔵庫のように低い空気温度により、第 1 回路にあるフレオンが加熱され始めます。

このユニットは熱蒸発器と凝縮器に接続されており、熱放射器でフレオンは液体になります。この過程で エネルギーは暖房システムに伝達されます。

液体状態のフロンは最初の回路に入り、再び蒸発してガスになります。

空対空

エアタイプTN ファンの助けを借りて動作します。 この装置は、蒸発器を備えた回路に外気を取り入れます。蒸発器にはフロンが含まれており、これが加熱されて膨張します。蒸気はコンプレッサーに送られ、圧力上昇の影響で温まります。

コンプレッサーの後、フロンはコンデンサーに入ります。そこで物質は熱エネルギーを失い、冷却されます。冷媒は液体になり、コンデンサーに蓄えられた熱は 建物の暖房に使用されるフレオンが冷えると、蒸発器に戻り、このプロセスが繰り返されます。

ヒートポンプの効率を向上させるには、放熱器と蒸発器の間に熱交換器を使用することをお勧めします。 スロットルバルブ。 この熱発生サイクルは逆カルノー原理と呼ばれています。プロセスを自動化するために、システムには制御要素が組み込まれています。

写真2. 空気対空気ヒートポンプの装置。蒸発器としてフロンが使用されています。

内部回路の動作

どのタイプのヒートポンプでも、内部回路の動作原理は同じです。部屋の暖房や冷房には 水を熱媒体として床を温める内部暖房は、各部屋にパイプまたはラジエーターを設置することで実現されます。ヒートポンプの種類に応じて、内部回路はエアコンまたはファンコイルとして機能します。

内側の輪郭は 外部環境に熱を放射するコンデンサ。

役に立つビデオ

ヒートポンプの仕組みを説明するビデオをご覧ください。

デバイス操作の特徴

ヒートポンプの種類を選択する際には、 デバイスの使いやすさに注意してください。 外部回路が水中にある場合、貯水池が近くにある個人住宅への設置に適しています。それ以外の場合、TNはアパートのセントラルヒーティングの代わりに使用できます。