Com fer una bomba de calor aire-aigua: diagrames de dispositius i autoensamblatge

En relació amb l’augment regular del cost dels refrigerants, els mètodes alternatius de calefacció són cada vegada més populars. Per exemple, una pràctica bomba de calor aire-aigua que utilitza energia de l’aire per escalfar. La instal·lació no requereix consumibles cars, fàcils d’utilitzar i segurs.

A causa del cost considerable del muntatge de fàbrica de la unitat, molts tenen interès en la construcció independent d’aquest sistema. Li direm què necessitarà un capatàs per fer una bomba de calor casolana. Aquí trobareu quins equips tècnics han de proveir.

Característiques del sistema tèrmic aire-aigua

La bomba de calor a la qual està dedicat aquest article, a diferència d'altres modificacions d'un dispositiu (en particular, aigua-aigua i l'aigua del sòl), presenta diversos avantatges:

• estalvia electricitat;
• la instal·lació no requerirà treballs de terra a gran escala, perforació, obtenció de permisos especials;
• si connecteu el sistema a plaques solars, podeu garantir la seva total autonomia.

Un avantatge significatiu d’un sistema tèrmic que extreu l’energia eòlica i la transfereix a l’aigua és la seguretat ambiental cent per cent.

Abans de continuar amb el disseny de la bomba, cal esbrinar en quins casos el sistema és més efectiu i quan el seu ús no és pràctic.

Es pot utilitzar un sistema de bombes de calor que extreu energia de la massa d'aire per escalfar tot tipus de refrigerants utilitzats en la CEI: aigua, aire, vapor

Especificacions d’aplicació i treball

La bomba de calor funciona productivament exclusivament en l’interval de temperatures de -5 a +7 graus.A una temperatura de l'aire de +7, el sistema generarà més calor de la necessària i, a un valor inferior a -5, no és suficient per escalfar. Això es deu al fet que el freó concentrat a l'estructura bull a una temperatura de -55 graus.

Teòricament, el sistema pot generar calor fins i tot en un grau de 30 graus, però no serà suficient per escalfar, ja que la sortida de calor depèn directament de la diferència entre el punt d’ebullició del refrigerant i la temperatura de l’aire.

Per tant, aquest sistema no funcionarà per als residents de les regions del nord, quan es produeix el clima fred abans, i a les cases de les regions del sud pot servir efectivament diversos mesos freds.

Si s’instal·len bateries estàndard a l’habitació, la bomba de calor funcionarà amb menys eficiència. El millor de tot és que el dispositiu aire-aigua es combina amb convectors i altres radiadors de gran extensió sistemes de calefacció per terra, "Murs càlids" del tipus d'aigua.

A més, la sala en si hauria d’estar ben aïllada de l’exterior, tenir finestres de cambra integrades que proporcionin un millor aïllament tèrmic que la fusta o el plàstic ordinaris.

La bomba de calor interacciona millor amb el sistema de calefacció per terra radiant, que no necessita escalfar el refrigerant per sobre de 40 - 45º С

Casolans Bomba de calor capaç d’escalfar efectivament habitatges de fins a 100 metres quadrats. m i garantit per donar una potència de 5 kW. S’ha d’entendre que el freó no es pot abocar amb una qualitat suficientment alta en una estructura creada en condicions domèstiques, per tant, cal esperar que el seu punt d’ebullició sigui de -22 º.

El dispositiu de muntatge de la llar és ideal per subministrar calor al garatge, hivernacle, safareigs, petita piscina privada etc. El sistema s'utilitza generalment com a calefacció addicional.

Caldera elèctrica o qualsevol altre equipament tradicional per a la temporada de calefacció serà necessari en qualsevol cas. Durant les gelades severes (-15-30 graus), es recomana apagar la bomba de calor per evitar malgastar electricitat, ja que durant aquest període la seva eficiència no supera el 10%.

Les bombes de calor subministren energia suficient per escalfar aigua a les piscines privades interiors (+)

El principi del sistema

La substància de treball en el disseny és l’aire. A través de la unitat exterior, que s’instal·la al carrer, l’oxigen es canalitza fins a l’evaporador, on interactua amb el refrigerant.

El freó es fa gasós sota la influència de la temperatura (ja que bull a -55 graus) i en estat escalfat entra al compressor a pressió. L’aparell comprimeix el gas, augmentant així la seva temperatura.

El Freon calent entra al circuit del dipòsit d'emmagatzematge (condensador), on es transfereix la calor a l'aigua, que posteriorment es pot utilitzar per organitzar calefacció i FGP. Al condensador, el freó perd només una part de la seva calor i es troba encara en estat gasós.

Al passar per l’engròs, es ruixa el refrigerant, a conseqüència del qual baixa la seva temperatura. El freó es converteix en líquid i en aquesta forma passa a l'evaporador. El cicle es repeteix.

La figura mostra esquemàticament la implementació del principi d’una bomba de calor elemental, dividida per un compressor i un expansor en dos circuits: alta i baixa pressió

Aquells que desitgin construir-se pel seu compte Bomba de calor a partir de materials de rebuig i equips antics, per exemple, d’un refrigerador antic, la informació descrita a l’article que recomanem us ajudarà.

Construcció de bombes de calor aire-aigua

El sistema de bombes de calor es compon de quatre elements principals:

• unitat exterior;
• intercanviador de calor-capacitats evaporadores;
• unitat per compressor;
• capacitat d’emmagatzematge (condensador).

Considereu les característiques de disseny de cadascun dels blocs.

Muntatge d'unitat a l'aire lliure

Per crear un bloc extern, necessitareu:

• Habitatge. Un bloc d'un sistema de divisió, una rentadora, altres equipaments generals és tradicionalment adequat, de vegades és construït de forma independent per soldadura elements metàl·lics. És important tractar el metall amb pintura anticorrosió tipus pols després del muntatge.
• Ventilador. El producte es pot agafar en préstec del treball antic sistemes de climatització o comprar per separat.

El model del ventilador ha de tenir àmplies fulles de plàstic i, preferiblement, amb un motor desmuntable per poder connectar-lo al sensor.

Per muntar la unitat exterior, necessiteu una caixa i un ventilador a sota del sistema de climatització. Paràmetres aproximats del bloc: 75x85x30 cm

A la unitat exterior, podeu instal·lar l’evaporador i elements auxiliars per al seu funcionament, però és més recomanable col·locar aquestes peces en un cas independent.

Instal·leu la unitat exterior a una distància de 2-10 m de la casa. És important construir una base sota ella i posar una marquesina per protegir l'estructura de les precipitacions. També és necessari fixar la reixeta davant del ventilador per evitar que es deixin sucques, deixalles, que les fulles entrin a les fulles i a les canonades del ventilador.

A més, és desitjable instal·lar calefactors que protegeixin els vidres laterals i els panells. En aquest cas, no cal requerir una calefacció addicional. El lloc on instal·lar la unitat ha d'estar ben ventilat, lluny de fonts de flama obertes.

Unitat amb intercanviador de calor-evaporador

L’evaporador es pot comprar a punt fent servir els serveis de proveïdors de la xarxa, o crear-se de manera independent. Per fer-ho, necessiteu un dipòsit de 80 litres i filferro de coure amb un diàmetre de 10 mm i un gruix d'almenys 1 mm.

La longitud es calcula individualment tenint en compte la potència necessària. Per a un dispositiu de 5 kW, podeu agafar 10 m. A l’evaporador es produirà escalfament i circulació del freó, així com el contacte amb l’aire.

Per crear un intercanviador de calor, heu de dissenyar una bobina. Per això, el filferro s’embolica al voltant d’una canonada de parets gruixudes amb un diàmetre que no excedeixi l’amplada del dipòsit. És important deixar les rodanxes sobresortint més enllà de l’alçada de l’habitatge. Seran necessaris per connectar la bobina amb altres elements del sistema, el compressor i el dipòsit d'emmagatzematge.

Per crear una bobina s’embolica un tub de coure amb parets d’uns 1 mm al voltant d’un cilindre de gas, una canonada o una ampolla de plàstic plena d’aigua

Es tallen 2 accessoris per connectar canonades a la carrosseria, es creen dos connectors per a la sortida del cable. Els compostos estan segellats. Fixeu l'estructura acabada amb suports en forma de L.

Es recomana instal·lar, a més, un relé de descongelació a l'evaporador, ja que circularà aire pel dipòsit, la temperatura és negativa.En aquest cas, la condensació que s’acumula al sistema pot fer que l’evaporador es congeli. També, per tal d’excloure la formació d’humitat, es pot introduir un sistema de secador de filtre.

Regles d’instal·lació del compressor

Per instal·lar el compressor, necessitareu una carcassa separada amb aïllament de so i vibració, ja que gairebé totes les modificacions del dispositiu són sorolloses durant el funcionament. Podeu agafar un compressor usat de sota un refrigerador, un aire condicionat o comprar un model nou.

Els tipus següents de compressors són adequats per a bombes de calor:

1. Rotatiu Els compressors són els més barats, però presenten diversos inconvenients: fan soroll, tenen una eficiència baixa i duren entre 8 i 10 anys.
2. Espiral s’instal·len modificacions a tots els models moderns d’aire condicionat, refrigeradors. Són durables (15-20 anys), sense soroll, eficients, però tenen un cost elevat.
3. Pistó els models s’instal·len principalment en frigorífics industrials. Els productes tenen una bona eficàcia, duradors (15-20 anys), però extremadament sorollosos i cars.

Per a una bomba de calor, s'ha de seleccionar un compressor monofàsic. Abans de comprar, és important esbrinar amb quin tipus de freon funciona el dispositiu. És recomanable comprar un model que funcioni amb R22, preferiblement a R422. És més fàcil treballar amb un refrigerant d’aquest tipus que amb qualsevol altre tipus de freó.

El compressor està connectat per tubs a la unitat d’evaporador i condensador. Gràcies al dispositiu, el freó augmenta la seva temperatura.

Disseny de la capacitat d'emmagatzematge (condensador)

Per fer un condensador, necessiteu una carcassa de sota una caldera de 100 litres o qualsevol altre dipòsit inoxidable del mateix volum. També es necessita una bobina feta d’un tub de coure. Amb una bomba de 5 kW, podeu agafar un filferro de 12 metres. El freó calent passarà pel tub de la bobina, degut al qual s’escalfa l’aigua.

Pas 1: crear una bobina

Per a la fabricació d'una bobina, es necessita un filferro de coure amb un diàmetre d'almenys 26 mm i un gruix de paret d'1 mm. Ha de ser enrotllat en una canonada que tingui una secció més petita que el dipòsit.

L’alçada de l’espiral ha de coincidir amb l’altura de la caixa. És important deixar les sortides de les canonades fora del dipòsit per tal de poder connectar la bobina amb l’evaporador i el compressor.

Pas 2: preparació del cas

Per instal·lar la bobina, s’ha de tallar el dipòsit. Per sobre i per sota, cal crear forats per a les sortides del fil de coure, així com tallar compartiments addicionals per a la instal·lació de 2 accessoris, un dels quals està dissenyat per sortir de l'aigua i l'altre per entrar-hi. Després dels procediments fets, s’ha de segellar el dipòsit.

L’intercanviador-compressor de calor es pot comprar per separat en forma de disseny acabat. Mitjançant un dispositiu muntat de fàbrica, podeu augmentar la potència i l'eficiència de la instal·lació.

El refrigerant amb l’etiqueta R22 d’acord amb la normativa de Mont-real està previst que es posi en funcionament per al 2030. Per omplir el sistema, és millor utilitzar el seu substitut refrigerant R422

Connexió de la unitat externa a l’evaporador

Per connectar la unitat exterior i l’evaporador, es necessitaran 2 canonades de polietilè PND 32. L’aire passarà per una canonada i sortirà per una altra.

Les canonades es poden enterrar al terra, després d’afegir qualsevol material de sorra a la rasa, o deixar-se a la superfície si la carcassa exterior es troba a prop de la casa.

Connexió per evaporador, compressor i dipòsit

Freon circula per aquest sistema. Per connectar les bobines amb compressor i accelerador, cal contactar amb especialistes en equips de refrigeració. Serà difícil que una persona que no tingui experiència en treballs de soldadura, fins i tot amb eines i materials, combini correctament tots els elements en un sol sistema per assegurar les obres de construcció.

A més, es requeriran molts materials addicionals: tubs de diferents diàmetres, diverses modificacions aixetes de desguàsvàlvules de gravat a l'aire, vàlvules de seguretat, així com pinces per a canonades, pinces, talladors de canonades per tallar seccions del conducte.

Es necessitaran altres dispositius especialitzats disponibles en qualsevol taller per reparar refrigeradors i climatitzadors.

La injecció de freó d'alta qualitat també es realitza mitjançant equips especials. Per tant, combinar intercanviadors de calor, un compressor i un accelerador en un sistema de treball, és més convenient i rendible recórrer a professionals.

Implementació del sistema de gestió d’instal·lacions

Per controlar la pressió i la temperatura del freó, podeu utilitzar una placa amb pantalla des de qualsevol aire condicionat. En el procés de soldadura amb l’ajuda d’especialistes, el disseny es pot implementar correctament a la instal·lació.

També és possible connectar un dispositiu especial: un sensor de rotació del ventilador. Regula la velocitat de gir de les fulles i també automatitza la velocitat de la bomba de circulació de freons.

A més, podeu definir un temporitzador, arrencador elèctricdispositiu que protegeix el compressor de sobreescalfament. Totes aquestes peces es poden comprar en tallers de reparació o al mercat de recanvis.

Càlcul de la potència de la bomba de calor aire-aigua

Per a calefacció d’habitacions amb una superfície de 100 metres quadrats. Necessito una bomba de calor més gran. La potència necessària de la instal·lació es pot calcular aproximadament mitjançant la taula:

Aquestes taules ajudaran a calcular l’àrea de la bobina per crear la instal·lació d’una potència particular

Per determinar quina potència ha de tenir el compressor, quins diàmetres s’han d’utilitzar i altres dades importants a l’hora de dissenyar una bomba de calor aire-aigua, cal recórrer a un dels mètodes següents:

• Utilitzeu calculadores en línia publicades als llocs web dels fabricants d’intercanviadors de calor.
• Aplicar programari Coolpack 1,46, Copeland.
• Convida a un especialista que faci les mesures i càlculs necessaris.

Zona de la bobina de condensador (PZK) es pot calcular mitjançant la fórmula:

PZK = M / 0.8DT,

on M és la potència unitària en kW; 0,8 - coeficient de conductivitat tèrmica en contacte amb l'aigua i el coure; La TD és la diferència de temperatura entre l’aire entrant i l’aire sortint del sistema.

Els paràmetres de la bomba de calor anteriors són adequats per a habitacions de fins a 100 metres quadrats. metres. La potència de la instal·lació és de 5 kW. Si compres intercanviadors de calor especials, és molt possible augmentar la capacitat de la instal·lació fins a 10-15 kW.

La figura mostra un sistema en el qual es combinen intercanviadors de calor, un compressor, un accelerador en un tanc. El disseny utilitza intercanviadors de calor de fàbrica (+)

Servei d’instal·lació casolana

Per a un funcionament d'alta qualitat, la bomba de calor necessita un manteniment addicional. Si feu servir l’aparell a l’hivern (donat que no hi ha cap calefacció addicional instal·lada al cas), caldrà que la unitat s’hagi d’escalfar periòdicament, ja que es formarà una crosta de gel a la seva superfície.

També és necessari de forma periòdica:

• Netegeu les fulles dels ventiladors de les restes: fulles, pols, brutícia, neu, etc.
• Lubriqueu el compressor segons les seves instruccions.
• Canvieu l’oli al compressor i ventilador.

A més, per al funcionament normal del sistema, cal comprovar regularment la integritat de la canonada de coure, el cable d’alimentació que subministra el compressor, el ventilador i altres dispositius.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

El següent vídeo us familiaritzarà amb el principi de funcionament i el disseny d’una bomba de calor que processa l’energia eòlica:

Una bomba de calor d'aigua-aigua casolana és un dels dispositius més eficients i de baix cost per a la calefacció addicional de les llars. Qualsevol pot fer i instal·lar aquest sistema.

Escriviu els comentaris al bloc següent. Potser teniu informació i fotografies interessants sobre el tema de l’article? Feu preguntes, compartiu les vostres opinions i consells útils per als visitants del lloc web.