Как да си направим термопомпа въздух-вода: схеми на устройството и самостоятелно сглобяване

Във връзка с редовното увеличаване на цената на охлаждащите течности, алтернативните методи за отопление стават популярни. Например, практична термопомпа въздух-вода, която използва въздушна енергия за отопление. Инсталацията не изисква скъпи консумативи, лесна за използване, безопасна.

Поради значителните разходи за фабричното сглобяване на блока, много от тях имат интерес към независимото изграждане на тази система. Ще ви кажем какво ще трябва на домашния бригадир, за да направи домашна термопомпа. Тук ще разберете какво техническо оборудване трябва да се съхранява.

Характеристики на термичната система въздух-вода

Топлинната помпа, на която е посветена тази статия, за разлика от други модификации на такова устройство (по-специално, вода-вода и почвата-вода), има няколко предимства:

• спестява електроенергия;
• инсталацията няма да изисква мащабни земни работи, пробиване, получаване на специални разрешителни;
• ако свържете системата към соларни панели, можете да осигурите пълната й автономност.

Значително предимство на термичната система, която извлича енергията от вятъра и я пренася във вода, е сто процента екологична безопасност.

Преди да продължите с дизайна на помпата, е необходимо да разберете в кои случаи системата е най-ефективна и кога нейното използване е непрактично.

Система с термопомпа, която извлича енергия от въздушната маса, може да се използва за отопление на всички видове охлаждащи течности, използвани в ОНД: вода, въздух, пара

Специфики за приложение и работа

Термопомпата работи продуктивно изключително в температурния диапазон от -5 до +7 градуса.При температура на въздуха от +7 системата ще генерира повече топлина, отколкото е необходимо, а при стойност под -5 тя не е достатъчна за отопление. Това се дължи на факта, че концентрираният фреон в структурата кипи при температура от -55 градуса.

Теоретично системата може да генерира топлина дори при 30-градусова слана, но това няма да е достатъчно за отопление, тъй като топлинната мощност директно зависи от разликата между температурата на кипене на хладилния агент и температурата на въздуха.

Следователно тази система няма да работи за жителите на северните райони, където студеното време се случва по-рано, а в къщите на южните райони може ефективно да обслужва няколко студени месеца.

Ако в стаята са инсталирани стандартни батерии, термопомпата ще работи по-малко ефективно. Най-хубавото е, че устройството въздух-вода се комбинира с конвектори и други радиатори с голяма площ, както и системи за подово отопление, "Топли стени" от водния тип.

Също така, самата стая трябва да е добре изолирана отвън, да има вградени многокамерни прозорци, които осигуряват по-добра топлоизолация от обикновените дървени или пластмасови.

Термопомпата взаимодейства най-добре със системата за подово отопление, която не изисква загряване на охлаждащата течност над 40 - 45º С

Собствена термопомпа в състояние ефективно да отоплява домове до 100 квадратни метра. м и гарантирано да даде мощност от 5 кВт. Трябва да се разбере, че фреонът не може да се излива достатъчно висококачествено в конструкция, създадена в битови условия, следователно, трябва да се очаква неговата точка на кипене до -22 градуса.

Устройството за домашно сглобяване е идеално за подаване на топлина в гаража, оранжериите, помощните помещения, малък частен басейн Системата обикновено се използва като допълнително отопление.

Електрически бойлер или друго традиционно оборудване за отоплителния сезон ще се изисква във всеки случай. По време на силни студове (-15-30 градуса) се препоръчва да изключите термопомпата, за да не губите електроенергия, тъй като през този период нейната ефективност не е повече от 10%.

Топлинните помпи доставят достатъчно енергия за загряване на вода в закрити частни басейни (+)

Принципът на системата

Работното вещество в дизайна е въздух. Чрез външното тяло, което е инсталирано на улицата, кислородът се подава към изпарителя, където той взаимодейства с хладилния агент.

Фреонът става газообразен под въздействието на температурата (тъй като кипи при -55 градуса) и в нагрято състояние навлиза в компресора под налягане. Устройството компресира газа, като по този начин повишава температурата си.

Горещият фреон влиза във веригата на резервоара за съхранение (кондензатор), където топлината се прехвърля във вода, която по-късно може да се използва за организиране на отопление и FGP, В кондензатора фреон губи само част от топлината си и все още е в газообразно състояние.

Преминавайки през дросела, хладилният агент се пръска, в резултат на което температурата му спада. Фреонът става течен и в тази форма преминава в изпарителя. Цикълът се повтаря.

Фигурата схематично показва прилагането на принципа на елементарна термопомпа, разделена от компресор и разширител на две вериги - високо и ниско налягане

Тези, които желаят да строят самостоятелно термопомпа от отпадъчни материали и старо оборудване, например от стар хладилник, информацията, описана в статията, която препоръчваме, ще ви помогне.

Конструкция на термопомпа въздух-вода

Системата за термопомпа се състои от четири основни елемента:

• външно тяло;
• капацитети на топлообменник-изпарител;
• агрегат за компресор;
• капацитет за съхранение (кондензатор).

Обмислете дизайнерските характеристики на всеки от блоковете.

Монтаж на външно тяло

За да създадете външен блок, ще трябва:

• жилище, Блок от сплит система, пералня, друго цялостно оборудване е традиционно подходящ, понякога е изграден независимо от заваряване метални елементи. Важно е след монтажа да се обработва металът с антикорозионна боя на прах.
• Вентилаторът. Продуктът може да бъде заимстван от старото произведение климатични системи или закупувайте отделно.

Моделът на вентилатора трябва да има широки пластмасови остриета и за предпочитане с подвижен мотор, за да може да го свърже към сензора.

За да сглобите външното тяло, се нуждаете от калъф и вентилатор от под климатичната система. Приблизителни параметри на блока - 75x85x30 cm

Във външното тяло можете да инсталирате изпарителя и помощните елементи за неговата работа, но е по-препоръчително тези части да се поставят в отделен калъф.

Инсталирайте външното тяло на разстояние 2-10 м от къщата. Важно е да се изгради фундамент под него и да се постави навес, който да предпазва конструкцията от валежи. Необходимо е също така да фиксирате решетката пред вентилатора, за да избегнете замърсяване, отломки, листа от навлизане в лопатките и тръбите на вентилатора.

Освен това е желателно да инсталирате нагреватели, които предпазват страничните стени и панелите от обледеняване. В този случай не се изисква допълнително отопление на корпуса. Мястото за инсталиране на уреда трябва да бъде добре проветрено, далеч от източници на открит пламък.

Агрегат с топлообменник-изпарител

Изпарителят може да бъде закупен готов чрез използване на услугите на доставчици в мрежата или създаден независимо. За целта се нуждаете от 80-литров резервоар и медна тел с диаметър 10 мм и дебелина най-малко 1 мм.

Дължината се изчислява индивидуално, като се вземе предвид необходимата мощност. За устройство с мощност 5 кВт можете да вземете 10 м. В изпарителя ще се случи нагряване и циркулация на фреон, както и контакт с въздух.

За да създадете топлообменник, трябва да проектирате бобина. За това жицата се увива около тръба с дебели стени с диаметър, който не надвишава ширината на резервоара. Важно е да оставите резени стърчащи отвъд височината на корпуса. Те ще са необходими за свързване на намотката с други елементи на системата - компресора и резервоара за съхранение.

За да се създаде бобина, медна тръба със стени от около 1 мм е обвита около газов цилиндър, тръба или пластмасова бутилка, пълна с вода

2 фитинга за свързване на тръбопроводи се врязват в тялото, създават се два съединителя за изхода на проводника. Съединенията са запечатани. Закрепете готовата конструкция с помощта на L-образни скоби.

Препоръчва се допълнително инсталиране на реле за размразяване на изпарителя, тъй като в резервоара ще циркулира въздух, чиято температура е отрицателна.В този случай натрупването на конденз в системата може да доведе до замръзване на изпарителя. Също така, за да се изключи образуването на влага, в системата може да се въведе филтър сушилня.

Правила за инсталиране на компресора

За да инсталирате компресора, ще ви е необходим отделен корпус със звукова и вибрационна изолация, тъй като почти всички модификации на устройството са шумни по време на работа. Можете да вземете използван компресор под хладилник, климатик или да закупите нов модел.

Следните видове компресори са подходящи за термопомпи:

1. ротационен компресорите са най-евтините, но имат редица недостатъци - издават шум, имат ниска ефективност и издържат 8-10 години.
2. спирала модификации са инсталирани във всички съвременни модели климатици, хладилници. Те са издръжливи (15-20 години), безшумни, ефективни, но имат висока цена.
3. бутало моделите се инсталират главно на промишлени хладилници. Продуктите имат добра ефективност, издръжливи (15-20 години), но изключително шумни и скъпи.

За термопомпа трябва да бъде избран еднофазен компресор. Преди да купите, е важно да разберете с какъв тип фреон работи устройството. Препоръчително е да закупите модел, работещ на R22, за предпочитане на R422. По-лесно е да работите с хладилен агент от този тип, отколкото с всеки друг тип фреон.

Компресорът е свързан с тръби към изпарителя и кондензатора. Благодарение на устройството фреонът повишава температурата си.

Проектиране на капацитет за съхранение (кондензатор)

За да направите кондензатор, имате нужда от корпус под 100-литров котел или друг неръждаем резервоар със същия обем. Необходима е и серпентина, изработена от медна тръба. На помпа с мощност 5 кВт можете да вземете 12-метров проводник. Горещият фреон ще премине през тръбата на серпентината, поради което водата се нагрява.

Стъпка # 1: Създаване на бобина

За производството на бобина се нуждаете от медна тел с диаметър най-малко 26 мм и дебелина на стената 1 мм. Той трябва да бъде навит на тръба с по-малко напречно сечение от резервоара.

Височината на спиралата трябва да съответства на височината на корпуса. Важно е да оставите изводите на тръбите извън резервоара, за да можете да свържете намотката с изпарителя и компресора.

Стъпка # 2: подготовка на случая

За да инсталирате бобината, резервоарът трябва да бъде отрязан. Отгоре и отдолу трябва да създадете дупки за изходите на медната тел, както и да изрежете допълнителни отделения за монтиране на 2 фитинга, едната от които е предназначена за излизане от водата, а другата за влизане в нея. След извършените процедури резервоарът трябва да бъде запечатан.

Топлообменникът-компресор може да бъде закупен отделно под формата на завършен дизайн. С помощта на фабрично сглобено устройство можете да увеличите мощността и ефективността на инсталацията.

Планира се хладилен агент с етикет R22 в съответствие с правилата на Монреал да бъде изведен от експлоатация до 2030 г. За да напълните системата, е по-добре да използвате нейния заместител - хладилен агент R422

Свързване на външния блок към изпарителя

За да свържете външното тяло и изпарителя, ще са необходими 2 полиетиленови тръби HDPE 32. Въздухът ще преминава през една тръба, а изходът през друг.

Тръбите могат да бъдат заровени в земята, след добавяне на какъвто и да е пясъчен материал към канавката, или да се оставят на повърхността, ако външната обвивка е разположена близо до къщата.

Изпарител, компресор и връзка с резервоара

Фреон циркулира в тази система. За да свържете бобините с компресор и дросела, е необходимо да се свържете със специалисти по хладилно оборудване. За човек, който няма опит в запояване, дори и с инструменти и материали, ще бъде трудно да комбинира правилно всички елементи в една система, за да осигури строителните работи.

Освен това ще са необходими много допълнителни материали - тръби с различен диаметър, различни модификации кранове за източванеклапани за ецване на въздух, предпазни клапани, както и скоби за тръби, скоби, резачки за тръби за рязане на участъци от тръбопровода.

Ще бъдат необходими и други специализирани устройства, които се предлагат във всеки сервиз за ремонт на хладилници и климатици.

Висококачественото инжектиране на фреон също се извършва с помощта на специално оборудване. Ето защо, за да комбинирате топлообменници, компресор и дроселова клапа в работеща система, е по-удобно и изгодно да се обърнете към професионалисти.

Внедряване на система за управление на инсталациите

За да наблюдавате налягането и температурата на фреона, можете да използвате платка с дисплей от под всеки климатик. В процеса на запояване работа с помощта на специалисти, дизайнът може да бъде правилно изпълнен в инсталацията.

Възможно е също така да свържете специално устройство - сензор за въртене на вентилатора. Той регулира скоростта на въртене на лопатките, а също така автоматизира скоростта на циркулационната помпа на фреона.

Освен това можете да зададете таймер, електрически стартерустройство, предпазващо компресора от прегряване. Всички тези части могат да бъдат закупени в сервизи или на пазара на резервни части.

Изчисляване на мощността на термопомпата въздух-вода

За отопление на помещения с площ от 100 квадратни метра. имам нужда от по-голяма термопомпа. Необходимата мощност на инсталацията може да се изчисли приблизително с помощта на таблицата:

Тези таблици ще ви помогнат да се изчисли площта на бобината, за да се създаде инсталация на определена мощност

За да определите каква мощност трябва да има компресорът, какви диаметри трябва да се използват и други важни данни при проектирането на термопомпа въздух-вода, трябва да се обърнете към един от следните методи:

• Използвайте онлайн калкулатори, публикувани на уебсайтовете на производителите на топлообменници.
• Прилагайте софтуер CoolPack 1,46, Копланд.
• Поканете специалист, който ще направи необходимите измервания и изчисления.

Област на кондензаторната бобина (РСО) може да се изчисли по формулата:

РСО = M / 0.8DT,

където M е единичната мощност в kW; 0,8 - коефициент на топлопроводимост при контакт с вода и мед; DT е температурната разлика между входящия и изходящия въздух в системата.

Параметрите на термопомпата по-горе са подходящи за помещения до 100 квадратни метра. м. Мощността на инсталацията е 5 kW. Ако закупите специални топлообменници, е напълно възможно да увеличите капацитета на инсталацията до 10-15 кВт.

Фигурата показва система, в която топлообменниците, компресорът, дроселът са комбинирани в един резервоар. Дизайнът използва фабрични топлообменници (+)

Услуга за домашно инсталиране

За висококачествена работа термопомпата се нуждае от допълнителна поддръжка. Ако използвате устройството през зимата (като се има предвид, че в случая не е инсталирано допълнително отопление), тогава устройството ще трябва да се нагрява периодично, тъй като върху повърхността му ще се образува ледена кора.

Също така е необходимо периодично:

• Почистете лопатките на вентилатора от отпадъци - листа, прах, мръсотия, сняг и т.н.
• Смажете компресора според неговите инструкции.
• Сменете маслото в компресора и вентилатора.

В допълнение, за нормалното функциониране на системата е необходимо редовно да се проверява целостта на медния тръбопровод, захранващ кабел, захранващ компресора, вентилатора и други устройства.

Изводи и полезно видео по темата

Следното видео ще ви запознае с принципа на работа и дизайна на термопомпа, която обработва вятърната енергия:

Домашната термопомпа въздух-вода е едно от най-ефективните и евтини устройства за допълнително отопление на домовете. Всеки може да направи и инсталира тази система.

Моля, напишете коментари в блока по-долу. Може би имате интересна информация и снимки по темата на статията? Задавайте въпроси, споделяйте собствени мнения и съвети, полезни за посетителите на уебсайта.