W związku z regularnym wzrostem kosztów nośników ciepła, popularne stają się alternatywne metody ogrzewania. Na przykład praktyczna pompa ciepła powietrze / woda, która wykorzystuje energię powietrza do ogrzewania. Instalacja nie wymaga drogich materiałów eksploatacyjnych, jest łatwa w użyciu, bezpieczna.
W związku ze znaczną ceną montażu fabrycznego urządzenia wiele osób jest zainteresowanych samodzielną budową tego systemu. Opowiemy Ci, co rzemieślnik domu będzie potrzebował do zbudowania domowej pompy ciepła. Dowiesz się od nas, jaki sprzęt techniczny należy zaopatrzyć.
Cechy systemu ogrzewania powietrze-woda
Pompa ciepła, której poświęcony jest ten artykuł, w przeciwieństwie do innych modyfikacji takiego urządzenia (w szczególności woda-woda i woda gruntowa), ma kilka zalet:
- oszczędza energię elektryczną;
- instalacja nie będzie wymagać robót ziemnych na dużą skalę, wiercenia studni, uzyskiwania specjalnych zezwoleń;
- Jeśli podłączysz system do paneli słonecznych, możesz zapewnić jego pełną autonomię.
Ważna zaleta systemu termicznego, który wydobywa energię wiatru i wody, która go przekazuje, jest w 100% bezpieczna dla środowiska.
Zanim zaczniesz projektować pompę, musisz dowiedzieć się, w jakich przypadkach system przejawia się tak efektywnie, jak to możliwe, i kiedy jego użycie jest niepraktyczne.
System pompy ciepła, który pobiera energię z masy powietrza, może być wykorzystany do ogrzania wszystkich rodzajów nośników ciepła wykorzystywanych w WNP: wody, powietrza, pary
Specyfika aplikacji i pracy
Pompa ciepła działa wydajnie tylko w zakresie temperatur od -5 do +7 stopni. Gdy temperatura powietrza wynosi od +7, system wytworzy więcej ciepła niż jest to konieczne i z szybkością poniżej -5 - nie wystarcza do ogrzewania. Wynika to z faktu, że skoncentrowany freon w strukturze wrze w temperaturze -55 stopni.
Podczas budowy pompy ciepła powietrze i woda pojawią się na przedniej części domu jako małe, schludne urządzenie. 
Podobnie jak każda pompa ciepła, system powietrze-woda składa się z dwóch połączonych ze sobą części: zewnętrznej i wewnętrznej 
Urządzenie znajdujące się wewnątrz domu przetwarza energię pożyczoną z powietrza, wody grzewczej do ogrzewania i obiegów ciepłej wody. 
Jeśli konieczne jest zwiększenie wydajności systemu, zewnętrzny kompleks jest uzupełniany o niezbędną liczbę modułów 
Pompy ciepła powietrze / woda doskonale sprawdzają się w podgrzewaniu wody w systemach grzewczych. 
Instalacje termiczne powietrze woda zapewnia ciepłą wodę łazienki i kuchnie domów prywatnych z autonomicznymi systemami inżynieryjnymi 
Jednym z najczęstszych odbiorników energii pomp ciepła powietrze-woda jest podłoga ogrzewana wodą. 
Obwody niskotemperaturowe są podłączone do pompy ciepła jako źródło energii.
Teoretycznie system może wytwarzać ciepło w 30-stopniowym mrozie, ale nie wystarczy do ogrzewania, ponieważ moc cieplna zależy bezpośrednio od różnicy między temperaturą wrzenia czynnika chłodniczego a temperaturą powietrza.
Dlatego też mieszkańcy północnych regionów, gdzie wcześniej przychodzi zimno, system ten nie zadziała, aw domach południowych regionów będzie w stanie skutecznie służyć przez kilka zimnych miesięcy.
Jeśli standardowe baterie są zainstalowane wewnątrz, pompa ciepła będzie działać mniej wydajnie. Co najważniejsze, urządzenie powietrze-woda jest połączone z konwektorami i innymi grzejnikami o dużej powierzchni, a także z systemami „ciepłej podłogi” i „ciepłych ścian” typu wodnego.
Ponadto samo pomieszczenie powinno być dobrze izolowane od zewnątrz, mieć wbudowane wielokomorowe okna, które zapewniają lepszą izolację termiczną niż zwykłe drewniane lub plastikowe.
Pompa ciepła najlepiej współpracuje z systemem ciepłej wody, który nie wymaga płynu grzewczego powyżej 40–45 ° C
Domowa pompa ciepła może skutecznie ogrzewać domy do 100 metrów kwadratowych. m gwarantowana moc 5 kW. Należy rozumieć, że nie można wlać freonu wystarczająco jakościowo do konstrukcji stworzonej w warunkach życia, dlatego należy liczyć na jego temperaturę wrzenia do -22 stopni.
Domowy montaż urządzenia jest idealny do dostarczania ciepła do garażu, szklarni, budynków gospodarczych, małego prywatnego basenu itp. System jest zwykle używany jako dodatkowe ogrzewanie.
W każdym przypadku wymagany będzie kocioł elektryczny lub inny tradycyjny sprzęt na sezon grzewczy. Podczas silnych mrozów (-15-30 stopni) zaleca się wyłączenie pompy ciepła, aby uniknąć strat energii, ponieważ w tym okresie jej wydajność nie przekracza 10%.
Pompy ciepła dostarczają wystarczającą ilość energii do podgrzewania wody w prywatnych basenach wewnętrznych (+)
Zasada działania systemu
Substancją roboczą w strukturze jest powietrze. Poprzez jednostkę zewnętrzną, zainstalowaną na ulicy, tlen wchodzi przez rury do parownika, gdzie oddziałuje z czynnikiem chłodniczym.
Freon pod działaniem temperatury staje się gazowy (ponieważ wrze w temperaturze -55 stopni) i w postaci podgrzanej pod ciśnieniem wchodzi do sprężarki. Urządzenie spręża gaz, zwiększając w ten sposób jego temperaturę.
Gorący freon wchodzi do obwodu zbiornika (skraplacza), gdzie ciepło jest uwalniane do wody, które może być później wykorzystane do zorganizowania ogrzewania i FGP. W kondensatorze freon traci tylko część swojego ciepła i nadal znajduje się w stanie gazowym.
Przechodząc przez przepustnicę, czynnik chłodniczy jest rozpylany, co powoduje spadek jego temperatury. Freon staje się płynny iw tej postaci przechodzi do parownika. Cykl jest powtarzany.
Rysunek pokazuje schematycznie realizację zasady elementarnej pompy ciepła, podzielonej przez sprężarkę i ekspander na dwa obwody - wysokie i niskie ciśnienie.
Ci, którzy chcą zbudować pompę ciepła z materiałów odpadowych i przestarzałego sprzętu, na przykład ze starej lodówki, otrzymają informacje zawarte w zalecanym przez nas artykule.
Budowa pompy ciepła powietrze / woda
System pompy ciepła składa się z czterech głównych elementów:
- jednostka zewnętrzna;
- pojemność wymiennika ciepła-parownika;
- jednostka do sprężarki;
- pojemność pamięci (kondensator).
Rozważ cechy konstrukcyjne każdego z bloków.
Montaż jednostki zewnętrznej
Aby utworzyć jednostkę zewnętrzną, musisz:
- Ciało Blok spod systemu podziału, pralka, inny sprzęt wymiarowy jest tradycyjnie odpowiedni, czasami jest zbudowany niezależnie przez spawanie elementów metalowych. Po montażu ważne jest, aby traktować metal farbą proszkową antykorozyjną.
- Fan Produkt można wypożyczyć ze starego działającego systemu klimatyzacji lub zakupić osobno.
Model wentylatora powinien mieć szerokie plastikowe ostrza, a najlepiej z odłączanym silnikiem, aby móc podłączyć go do czujnika.
Aby zmontować jednostkę zewnętrzną, potrzebujesz obudowy i wentylatora spod systemu klimatyzacji. Przybliżone parametry bloku - 75x85x30 cm
Parownik i elementy pomocnicze mogą być zainstalowane w jednostce zewnętrznej w celu jej działania, ale bardziej wskazane jest umieszczenie tych części w oddzielnej obudowie.
Zainstaluj jednostkę zewnętrzną w odległości 2-10 m od domu. Ważne jest, aby zbudować dla niego fundament i umieścić go w osłonie, aby chronić strukturę przed opadami atmosferycznymi. Konieczne jest również przymocowanie kratki przed wentylatorem, aby uniknąć zabrudzeń, zanieczyszczeń, liści w łopatkach i rurach wentylatora.
Dodatkowo pożądane jest zainstalowanie grzejników, które chronią ściany boczne i panele przed oblodzeniem. W takim przypadku dodatkowe rozgrzewanie obudowy nie jest wymagane. Miejsce instalacji urządzenia musi być dobrze wentylowane, z dala od źródeł otwartego ognia.
Jednostka z wymiennikiem ciepła-parownikiem
Parownik można kupić w gotowej formie, korzystając z usług dostawców w sieci, lub stworzyć go samodzielnie. W tym celu potrzebny jest zbiornik o pojemności 80 litrów i drut miedziany o średnicy 10 mm i grubości co najmniej 1 mm.
Długość obliczana jest indywidualnie na podstawie wymaganej mocy. W przypadku urządzenia o mocy 5 kW można uzyskać 10 m. W parowniku freon będzie ogrzewany i cyrkulowany, a także kontakt z powietrzem.
Aby stworzyć wymiennik ciepła, należy zaprojektować cewkę. Drut jest owinięty wokół grubościennej rury o średnicy nieprzekraczającej szerokości zbiornika. Ważne jest, aby pozostawić kawałki wystające poza wysokość ciała. Będą one potrzebne do połączenia cewki z innymi elementami systemu - sprężarką i zasobnikiem.
Aby utworzyć cewkę, rurkę miedzianą o ściankach około 1 mm owinięto wokół butli gazowej, rury lub plastikowej butelki wypełnionej wodą.
W obudowie wycięte są dwa łączniki rurowe, tworzone są dwa złącza, aby drut mógł wyjść. Połączenia są uszczelnione. Dołącz gotowy projekt za pomocą wsporników w kształcie litery L.
Zaleca się dodatkowo zainstalować przekaźnik odszraniania na parowniku, ponieważ powietrze będzie krążyć w zbiorniku, którego temperatura jest ujemna. W takim przypadku kondensat gromadzący się w systemie może spowodować oblodzenie parownika. Ponadto, aby wyeliminować powstawanie wilgoci, można zaimplementować w systemie osuszacz filtra.
Zasady instalacji sprężarki
Aby zainstalować sprężarkę, będziesz potrzebować oddzielnej obudowy z izolacją akustyczną i wibracyjną, ponieważ prawie wszystkie modyfikacje urządzenia są głośne podczas pracy. Sprężarka może być używana pod lodówką, klimatyzatorem lub kupić nowy model.
Następujące typy sprężarek są odpowiednie dla pomp ciepła:
- Sprężarki rotacyjne są najtańsze, ale mają szereg wad - wytwarzają hałas, mają niską wydajność i działają przez 8-10 lat.
- Modyfikacje spiralne są instalowane we wszystkich nowoczesnych modelach klimatyzatorów, lodówek. Są trwałe (15-20 lat), bezgłośne, skuteczne, ale wyróżniają się wysokimi kosztami.
- Modele tłokowe są instalowane głównie na lodówkach przemysłowych. Produkty mają dobrą wydajność, są trwałe (15-20 lat), ale bardzo głośne i drogie.
W przypadku pompy ciepła konieczne jest wybranie sprężarki jednofazowej. Przed zakupem ważne jest, aby dowiedzieć się, z jakim freonem współpracuje urządzenie. Zaleca się zakup modelu działającego na R22, najlepiej na R422. Łatwiej jest pracować z tym typem czynnika chłodniczego niż z jakimkolwiek innym typem freonu.
Sprężarka jest podłączona do parownika i skraplacza. Dzięki urządzeniu freon zwiększa swoją temperaturę.
Budowa zbiornika magazynowego (kondensator)
Do produkcji skraplacza potrzebna jest obudowa spod 100-litrowego kotła lub innego zbiornika ze stali nierdzewnej o tej samej objętości. Potrzebna jest również cewka z rurki miedzianej. Przy mocy pompy 5 kW możesz wziąć 12-metrowy przewód. Gorący freon przejdzie przez rurkę cewki, dzięki czemu woda jest podgrzewana.
Krok 1: Utwórz serpentynę
Do produkcji cewki potrzebny jest drut miedziany o średnicy nie mniejszej niż 26 mm i grubości ścianki 1 mm. Musi być nawinięty na rurę o mniejszym przekroju niż zbiornik.
Wysokość spirali powinna pokrywać się z wysokością ciała. Ważne jest, aby opuścić rurę ze zbiornika, aby móc połączyć cewkę z parownikiem i sprężarką.
Krok 2: Przygotowanie kadłuba
Aby zainstalować zbiornik cewki należy wyciąć. Górne i dolne elementy muszą tworzyć otwory na wyjścia miedzianego drutu, a także wycinać dodatkowe przedziały na instalację 2 łączników, z których jeden jest przeznaczony do wyjścia z wody, a drugi - do wejścia. Po przeprowadzonych procedurach zbiornik musi zostać zaplombowany.
Wymiennik ciepła-sprężarkę można zakupić oddzielnie jako gotowy projekt. Za pomocą urządzenia fabrycznego montażu można zwiększyć moc i wydajność instalacji.
Czynnik chłodniczy oznaczony R22 zgodnie z rozporządzeniami montrealskimi ma zostać usunięty z obiegu do 2030 roku. W celu napełnienia systemu lepiej użyć jego zamiennika - czynnika chłodniczego R422
Podłączenie jednostki zewnętrznej do parownika
Aby podłączyć jednostkę zewnętrzną i parownik, wymagane będą 2 rury polietylenowe HDPE 32. Powietrze będzie przepływać przez jedną rurę i przez drugą.
Rury mogą być zakopane w ziemi, zanim jakikolwiek piaszczysty materiał zostanie wlany do fosy lub pozostawiony na powierzchni, jeśli zewnętrzny kadłub znajduje się w pobliżu domu.
Podłączenie parownika, sprężarki i zbiornika
W tym systemie krąży freon. Aby połączyć cewki ze sprężarką i przepustnicą, należy skontaktować się ze specjalistami w dziedzinie chłodzenia. Osoba, która nie ma doświadczenia w pracy lutowniczej, nawet z narzędziami i materiałami, trudno będzie kompetentnie połączyć wszystkie elementy w jeden system, aby zapewnić działanie konstrukcji.
Ponadto wymagane są liczne dodatkowe materiały - rury o różnych średnicach, różne modyfikacje zaworów spustowych, zawory wytrawiające powietrze, zawory bezpieczeństwa, a także zaciski do rur, zaciski, obcinaki do cięcia odcinków rurociągów.
Potrzebne będą inne specjalistyczne urządzenia dostępne w każdym warsztacie do naprawy lodówek i klimatyzatorów.
Wysokiej jakości wtrysk freonu odbywa się również przy użyciu specjalnego sprzętu. Dlatego, aby połączyć wymienniki ciepła, sprężarkę i dławik w działający system, wygodniej i bardziej opłacalnie jest zwrócić się do profesjonalistów.
Wdrożenie systemów zarządzania instalacją
Aby monitorować ciśnienie i temperaturę freonu, można użyć płyty z wyświetlaczem spod dowolnego klimatyzatora. W procesie lutowania z pomocą specjalistów, konstrukcja może być kompetentnie wprowadzona do instalacji.
Możliwe jest również podłączenie specjalnego urządzenia - czujnika obrotów wentylatora. Reguluje prędkość obrotową łopatek, a także automatyzuje prędkość freonu pompy obiegowej.
Dodatkowo można zainstalować timer, rozrusznik elektryczny, urządzenie chroniące sprężarkę przed przegrzaniem. Wszystkie te części można kupić w warsztatach naprawczych lub na rynku wtórnym.
Obliczanie mocy pompy ciepła powietrze / woda
Do ogrzewania pomieszczeń o powierzchni 100 metrów kwadratowych. m będzie wymagać pompy o wyższej mocy. Oblicz wymaganą pojemność instalacji może być w przybliżeniu przy użyciu tabeli:
Te tabele pomogą obliczyć obszar cewki, aby utworzyć instalację określonej mocy
Aby określić, jaką moc powinna mieć sprężarka, jakie średnice rur należy zastosować, oraz inne ważne dane przy projektowaniu pompy ciepła powietrze-woda, należy przejść na jeden ze sposobów:
- Użyj kalkulatorów online zamieszczonych na stronach internetowych producentów wymienników ciepła.
- Zastosuj oprogramowanie CoolPack 1.46, Copeland.
- Zaproś specjalistę, który dokona niezbędnych pomiarów i obliczeń.
Obszar skraplacza cewki (PZK) można obliczyć według wzoru:
PZK = M / 0, 8DT,
gdzie M oznacza moc instalacji w kW; 0, 8 to współczynnik przewodności cieplnej w kontakcie z wodą i miedzią; DT to różnica temperatur pomiędzy powietrzem wchodzącym i wychodzącym w systemie.
Podane powyżej parametry pompy ciepła są odpowiednie dla pomieszczeń o powierzchni do 100 metrów kwadratowych. metrów Moc instalacyjna - 5 kW. Jeśli kupujesz specjalne wymienniki ciepła, całkiem możliwe jest zwiększenie wydajności zakładu do 10-15 kW.
Rysunek przedstawia układ, w którym wymienniki ciepła, sprężarka, przepustnica są połączone w jednym zbiorniku. Projekt wykorzystuje fabryczne wymienniki ciepła (+)
Instalacja samoobsługowa
W celu zapewnienia wysokiej jakości pracy pompa ciepła wymaga dodatkowej konserwacji. Jeśli korzystasz z urządzenia zimą (biorąc pod uwagę, że w obudowie nie ma dodatkowego ogrzewania), okresowo urządzenie będzie musiało być rozgrzane, ponieważ na jego powierzchni utworzy się skorupa lodowa.
Konieczne jest również okresowe:
- Oczyść łopatki wentylatora z gruzu - liści, kurzu, brudu, śniegu itp.
- Nasmaruj sprężarkę zgodnie z jej instrukcjami.
- Wymień olej w sprężarce i wentylatorze.
Dodatkowo, dla normalnego funkcjonowania systemu, konieczne jest regularne sprawdzanie integralności rury miedzianej, kabla zasilającego sprężarkę, wentylatora i innych urządzeń.
Wnioski i przydatne wideo na ten temat
Dzięki zasadzie działania i urządzeniu pompy ciepła przetwarzającej energię wiatru wprowadzimy następujący film:
Samodzielna pompa ciepła powietrze / woda jest jednym z najskuteczniejszych i najtańszych urządzeń do dodatkowego ogrzewania obudowy. Każdy może tworzyć i instalować ten system.
Napisz komentarze w polu poniżej. Być może masz interesujące informacje i zdjęcia na temat artykułu? Zadawaj pytania, udostępniaj własne opinie i przydatne wskazówki dla odwiedzających witrynę.