Kako narediti toplotno črpalko zrak-voda: diagrami naprav in samomontaža

Zaradi rednega povečevanja stroškov ogrevalnih tekočin postajajo povpraševanje po alternativnih načinih ogrevanja.Na primer praktična toplotna črpalka zrak-voda, ki za ogrevanje uporablja energijo zraka. Namestitev ne zahteva dragega potrošnega materiala, je enostavna za uporabo in varna.

Zaradi precejšnje cene tovarniške montaže enote se veliko ljudi zanima za samostojno izdelavo tega sistema. Povedali vam bomo, kaj potrebuje domači mojster za izdelavo domače toplotne črpalke. Tukaj boste izvedeli, s kakšno tehnično opremo se morate založiti.

Značilnosti toplotnega sistema zrak-voda

Toplotna črpalka, ki ji je namenjen ta članek, za razliko od drugih modifikacij podobne naprave (zlasti, voda-voda in zemlja-voda), ima številne prednosti:

• varčuje z električno energijo;
• namestitev ne bo zahtevala obsežnih izkopnih del, vrtanja vodnjakov ali pridobitve posebnih dovoljenj;
• Če sistem povežete s solarnimi paneli, lahko zagotovite njegovo popolno avtonomijo.

Pomembna prednost toplotnega sistema, ki pridobiva energijo vetra in jo prenaša v vodo, je njegova 100-odstotna okoljska varnost.

Preden se lotite načrtovanja črpalke, morate ugotoviti, v katerih primerih je sistem najbolj učinkovit in kdaj je njegova uporaba neprimerna.

Sistem toplotne črpalke, ki pridobiva energijo iz zračne mase, se lahko uporablja za ogrevanje vseh vrst hladilnih sredstev, ki se uporabljajo v CIS: voda, zrak, para

Posebnosti uporabe in delovanja

Toplotna črpalka deluje produktivno izključno v temperaturnem območju od -5 do +7 stopinj. Pri temperaturi zraka +7 bo sistem proizvedel več toplote, kot je potrebno, pri temperaturah pod -5 pa ne bo dovolj za ogrevanje. To je posledica dejstva, da koncentrirani freon, ki ga vsebuje struktura, vre pri temperaturi -55 stopinj.

Teoretično lahko sistem ustvari toploto tudi pri 30-stopinjski zmrzali, vendar to ne bo dovolj za ogrevanje, saj je zmogljivost ogrevanja neposredno odvisna od razlike med vreliščem hladilnega sredstva in temperaturo zraka.

Zato ta sistem ne bo primeren za prebivalce severnih regij, kjer hladno vreme nastopi prej, v hišah v južnih regijah pa lahko učinkovito služi več hladnih mesecev.

Če so v prostoru nameščene standardne baterije, bo toplotna črpalka delovala manj učinkovito. Napravo zrak-voda najbolje kombiniramo s konvektorji in drugimi radiatorji z veliko površino, pa tudi sistemi "topla tla"., “tople stene” vodnega tipa.

Tudi sam prostor mora biti dobro izoliran od zunaj, imeti vgrajena večprekatna okna, ki zagotavljajo boljšo toplotno izolativnost kot klasična lesena ali plastična.

Toplotna črpalka najbolje deluje s sistemom "topla tla" na vodni osnovi, ki ne zahteva segrevanja hladilne tekočine nad 40 - 45 ° C.

Domače Toplotna črpalka bodo lahko učinkovito ogrevali hiše do 100 kvadratnih metrov. m in ima zagotovljeno moč 5 kW. Treba je razumeti, da freona ni mogoče dovolj kakovostno napolniti v strukturo, ustvarjeno v domačih razmerah, zato morate računati na njegovo vrelišče do -22 stopinj.

Doma sestavljena naprava je idealna za oskrbo s toploto garaže, rastlinjaka, pomožne sobe, majhen zasebni bazen itd. Sistem se običajno uporablja kot dodatno ogrevanje.

Električni kotel ali druga tradicionalna oprema za ogrevalno sezono bo v vsakem primeru potrebna. Med hudo zmrzaljo (-15-30 stopinj) je priporočljivo izklopiti toplotno črpalko, da se izognete izgubi električne energije, saj v tem obdobju njena učinkovitost ni večja od 10%.

Toplotne črpalke zagotavljajo dovolj energije za ogrevanje vode v notranjih zasebnih bazenih (+)

Načelo delovanja sistema

Delovna snov v strukturi je zrak. Prek zunanje enote, ki je nameščena na prostem, pride kisik po ceveh v uparjalnik, kjer pride v interakcijo s hladilnim sredstvom.

Pod vplivom temperature freon postane plinast (saj vre pri -55 stopinjah) in vstopi v kompresor v segreti obliki pod pritiskom. Naprava stisne plin in s tem poveča njegovo temperaturo.

Vroči freon vstopi v tokokrog zalogovnika (kondenzatorja), kjer se toplota prenese na vodo, ki se nato lahko uporabi za organizacijo ogrevanja in FGP. V kondenzatorju freon izgubi le del svoje toplote in je še vedno v plinastem stanju.

Skozi dušilko se hladilno sredstvo razprši, zaradi česar se njegova temperatura zniža. Freon postane tekoč in v tej obliki preide v uparjalnik. Cikel se ponavlja.

Slika shematično prikazuje izvedbo principa osnovne toplotne črpalke, razdeljene s kompresorjem in ekspanderjem na dva kroga - visokotlačni in nizkotlačni

Za tiste, ki želijo zgraditi svoje Toplotna črpalka iz odpadnih materialov in rabljene opreme, na primer iz starega hladilnika, vam bodo pomagale informacije iz našega priporočenega članka.

Izdelava toplotne črpalke zrak voda

Sistem toplotne črpalke je sestavljen iz štirih glavnih elementov:

• zunanja enota;
• toplotni izmenjevalnik-posode za uparjanje;
• kompresorska enota;
• hranilnik (kondenzator).

Oglejmo si oblikovne značilnosti vsakega bloka.

Sestavljanje zunanje enote

Če želite ustvariti zunanji blok, boste potrebovali:

• Okvir. Tradicionalno je primerna enota, izdelana iz split sistema, pralnega stroja ali druge velike opreme; včasih jo zgradijo sami varjenje kovinski elementi. Po montaži je pomembno obdelati kovino s protikorozijsko barvo v prahu.
• ventilator Izdelek si lahko izposodite iz starega dela klimatski sistemi ali kupite ločeno.

Model ventilatorja naj ima široke plastične lopatice in po možnosti s snemljivim motorjem, da ga je mogoče priključiti na senzor.

Za montažo zunanje enote boste potrebovali ohišje in ventilator izpod klimatske naprave. Približni parametri bloka - 75x85x30 cm

Uparjalnik in pomožne elemente za njegovo delovanje lahko vgradimo v zunanjo enoto, vendar je bolj priporočljivo te dele postaviti v ločeno ohišje.

Namestite zunanjo enoto na razdalji 2-10 m od hiše. Pomembno je zgraditi temelj zanj in namestiti nadstrešek za zaščito konstrukcije pred padavinami. Prav tako je potrebno pritrditi rešetko pred ventilatorjem, da preprečite, da bi umazanija, ostanki in listi zašli v lopatice in cevi ventilatorja.

Poleg tega je priporočljivo namestiti grelnike, ki ščitijo stranice in plošče pred zaledenitvijo.V tem primeru dodatno segrevanje ohišja ne bo potrebno. Prostor za namestitev enote mora biti dobro prezračen in stran od virov odprtega ognja.

Blok s toplotnim izmenjevalnikom-uparjalnikom

Uparjalnik lahko kupite že pripravljen s storitvami spletnih dobaviteljev ali pa ga ustvarite sami. Za to potrebujete 80-litrski rezervoar in bakreno žico s premerom 10 mm in debelino najmanj 1 mm.

Dolžina se izračuna individualno ob upoštevanju potrebne moči. Za napravo 5 kW lahko vzamete 10 m Freon se bo segreval in krožil v uparjalniku, pa tudi stik z zrakom.

Če želite ustvariti izmenjevalnik toplote, morate zgraditi tuljavo. Da bi to naredili, je žica ovita okoli cevi z debelimi stenami s premerom, ki ne presega širine rezervoarja. Pomembno je, da pustite reze, ki štrlijo čez višino telesa. Potrebni bodo za povezavo tuljave z drugimi elementi sistema - kompresorjem in rezervoarjem za shranjevanje.

Za izdelavo tuljave je bakrena cev s stenami približno 1 mm ovita okoli plinske jeklenke, cevi ali plastične steklenice, napolnjene z vodo.

V telo sta vrezana 2 priključka za povezovanje cevovodov, za izhod žice pa sta ustvarjena dva priključka. Priključki so zatesnjeni. Končana konstrukcija je pritrjena z nosilci v obliki črke L.

Priporočljivo je dodatno namestiti rele za odmrzovanje na uparjalnik, saj bo zrak krožil v rezervoarju, katerega temperatura je negativna. V tem primeru lahko kondenzacija, ki se nabira v sistemu, povzroči zaledenitev uparjalnika. Prav tako lahko za preprečitev nastajanja vlage v sistem vnesete filter-sušilec.

Pravila za namestitev kompresorja

Za namestitev kompresorja boste potrebovali ločeno ohišje z zvočno in vibracijsko izolacijo, saj so skoraj vse modifikacije naprave med delovanjem hrupne. Rabljeni kompresor lahko vzamete izpod hladilnika, klimatske naprave ali kupite nov model.

Za toplotne črpalke so primerni naslednji tipi kompresorjev:

1. Rotacijski kompresorji so najbolj poceni, vendar imajo številne pomanjkljivosti - so hrupni, imajo nizko učinkovitost in trajajo 8-10 let.
2. Spirala modifikacije so nameščene v vseh sodobnih modelih klimatskih naprav in hladilnikov. So vzdržljivi (15-20 let), tihi, učinkoviti, vendar dragi.
3. Bat modeli so večinoma nameščeni na industrijskih hladilnikih. Izdelki imajo dobro učinkovitost, so vzdržljivi (15-20 let), vendar so izjemno hrupni in dragi.

Za toplotno črpalko je treba izbrati enofazni kompresor. Pred nakupom je pomembno ugotoviti, s katero vrsto freona deluje naprava. Priporočljivo je, da kupite model, ki deluje na R22, po možnosti na R422. S to vrsto hladilnega sredstva je lažje delati kot s katero koli drugo vrsto freona.

Kompresor je s cevmi povezan z uparjalnikom in kondenzatorsko enoto. Zahvaljujoč napravi freon poveča svojo temperaturo.

Zasnova hranilnika (kondenzatorja)

Za izdelavo kondenzatorja boste potrebovali ohišje iz 100-litrskega kotla ali katerega koli drugega nerjavečega rezervoarja enake prostornine. Potrebna je tudi tuljava iz bakrene cevi. Črpalka z močjo 5 kW lahko porabi 12 metrov žice. Vroči freon bo šel skozi tuljavo, kar bo povzročilo segrevanje vode.

1. korak: Ustvarjanje tuljave

Za izdelavo tuljave boste potrebovali bakreno žico s premerom najmanj 26 mm in debelino stene 1 mm. Naviti ga je treba na cev, ki ima manjši prečni prerez kot rezervoar.

Višina spirale se mora ujemati z višino telesa. Pomembno je, da pustite izhode cevi zunaj rezervoarja, da lahko tuljavo povežete z uparjalnikom in kompresorjem.

2. korak: Priprava ohišja

Za namestitev tuljave je treba rezervoar rezati. Na vrhu in na dnu boste morali narediti luknje za izhode bakrene žice in izrezati dodatne predelke za namestitev 2 nastavkov, od katerih je eden zasnovan za odtok vode, drugi pa za njen dovod. Po teh postopkih je treba rezervoar zapreti.

Toplotni izmenjevalnik-kompresor je mogoče kupiti ločeno kot končno konstrukcijo. S tovarniško sestavljeno napravo lahko povečate moč in učinkovitost namestitve.

Hladilno sredstvo z oznako R22 naj bi postopno opustili do leta 2030 v skladu s predpisi Montreala. Za polnjenje sistema je bolje uporabiti njegov nadomestek - hladilno sredstvo R422

Priključitev zunanje enote na uparjalnik

Za povezavo zunanje enote in uparjalnika bosta potrebni 2 polietilenski cevi HDPE 32. Zrak bo šel skozi eno cev in izstopil skozi drugo.

Cevi lahko zakopljete v zemljo, potem ko ste v jarek dodali kakršen koli pesek, ali pa jih pustite na površini, če je zunanji plašč v bližini hiše.

Povezava uparjalnika, kompresorja in rezervoarja

V tem sistemu kroži freon. Za priključitev tuljav s kompresorjem in plinom se morate obrniti na strokovnjake za hlajenje.Osebi, ki nima izkušenj s spajkanjem, bo težko pravilno povezati vse elemente v en sistem, tudi če ima orodja in materiale, da zagotovi delovanje konstrukcije.

Poleg tega bo potrebnih veliko dodatnih materialov - cevi različnih premerov, različne modifikacije odtočne pipe, ventili za odzračevanje zraka, varnostni ventili, kot tudi sponke za cevi, objemke, rezalnik cevi za rezanje delov cevovoda.

Potrebovali boste tudi druge specializirane naprave, ki so na voljo v vsakem servisu za hladilnike in klimatske naprave.

Visokokakovostno vbrizgavanje freona se izvaja tudi s posebno opremo. Zato je za združevanje izmenjevalnikov toplote, kompresorja in dušilke v delujoč sistem bolj priročno in donosno, da se obrnete na strokovnjake.

Implementacija nadzornih sistemov rastlin

Za spremljanje tlaka in temperature freona lahko uporabite ploščo z zaslonom izpod katere koli klimatske naprave. Med postopkom spajkanja lahko s pomočjo strokovnjakov dizajn pravilno implementiramo v instalacijo.

Prav tako je mogoče priključiti posebno napravo - senzor vrtenja ventilatorja. Uravnava hitrost vrtenja lopatic in avtomatizira tudi hitrost freonske obtočne črpalke.

Poleg tega lahko nastavite časovnik električni zaganjalnik, naprava, ki ščiti kompresor pred pregrevanjem. Vse te dele je mogoče kupiti v servisih ali na poprodajnem trgu.

Izračun moči toplotne črpalke zrak voda

Za ogrevanje prostora s površino 100 m2. m bo zahtevala toplotno črpalko večje moči. Približno potrebno moč namestitve lahko izračunate s tabelo:

Te tabele vam bodo pomagale izračunati površino tuljave, da ustvarite namestitev določene moči

Za določitev moči kompresorja, premera cevi in ​​drugih pomembnih podatkov pri načrtovanju toplotne črpalke zrak-voda morate uporabiti eno od naslednjih metod:

• Uporabite spletne kalkulatorje, objavljene na spletnih mestih proizvajalcev toplotnih izmenjevalcev.
• Uporabite programsko opremo CoolPack 1,46, Copeland.
• Povabite strokovnjaka, ki bo opravil potrebne meritve in izračune.

Območje kondenzatorske tuljave (PZK) lahko izračunate po formuli:

PZK = M/0,8DT,

kjer je M instalacijska moč v kW; 0,8 - koeficient toplotne prevodnosti pri stiku z vodo in bakrom; DT je ​​temperaturna razlika med vstopnim in izstopnim zrakom v sistemu.

Zgoraj navedeni parametri toplotne črpalke so primerni za prostore do 100 kvadratnih metrov. metrov. Inštalacijska moč - 5 kW. Če kupite posebne izmenjevalnike toplote, je povsem mogoče povečati moč namestitve na 10-15 kW.

Na sliki je prikazan sistem, v katerem so izmenjevalniki toplote, kompresor in dušilna loputa združeni v enem rezervoarju. Zasnova uporablja tovarniške izmenjevalnike toplote (+)

Vzdrževanje domače inštalacije

Za kakovostno delovanje je potrebno toplotno črpalko dodatno vzdrževati. Če napravo uporabljate pozimi (glede na to, da v ohišju ni nameščenega dodatnega ogrevanja), bo treba enoto občasno segreti, saj se na njeni površini oblikuje ledena skorja.

Občasno je potrebno tudi:

• Očistite lopatice ventilatorja iz smeti - listja, prahu, umazanije, snega itd.
• Kompresor namažite v skladu z njegovimi navodili.
• Zamenjajte olje v kompresorju in ventilatorju.

Poleg tega je za normalno delovanje sistema potrebno redno preverjati celovitost bakrenega cevovoda, napajalnega kabla, ki napaja kompresor, ventilator in druge naprave.

Zaključki in uporaben video na to temo

Naslednji video vam bo predstavil princip delovanja in zasnovo toplotne črpalke, ki predeluje energijo vetra:

Doma narejena toplotna črpalka zrak-voda je ena izmed učinkovitih in poceni naprav za dodatno ogrevanje doma. Vsakdo lahko naredi in namesti ta sistem.

Napišite komentarje v spodnji blok. Imate morda zanimive informacije in fotografije na temo članka? Postavljajte vprašanja, delite svoja mnenja in nasvete, ki so koristni za obiskovalce spletnega mesta.