Comment faire une pompe à chaleur air-eau: schémas des appareils et auto-assemblage

En liaison avec l'augmentation régulière du coût des liquides de refroidissement, les méthodes de chauffage alternatives deviennent populaires. Par exemple, une pompe à chaleur air-eau pratique qui utilise l'énergie de l'air pour chauffer. L'installation ne nécessite pas de consommables coûteux, faciles à utiliser, sûrs.

En raison du coût considérable du montage en usine de l'unité, beaucoup ont intérêt à la construction indépendante de ce système. Nous vous dirons ce dont un contremaître à domicile aura besoin pour fabriquer une pompe à chaleur maison. Vous découvrirez ici quels équipements techniques doivent être stockés.

Caractéristiques du système thermique air-eau

La pompe à chaleur, à laquelle cet article est consacré, contrairement à d'autres modifications d'un tel dispositif (notamment, eau-eau et sol-eau), présente plusieurs avantages:

• économise l'électricité;
• l'installation ne nécessitera pas de terrassement à grande échelle, de forage, d'obtention de permis spéciaux;
• si vous connectez le système à des panneaux solaires, vous pouvez assurer sa pleine autonomie.

Un avantage significatif d'un système thermique qui extrait l'énergie éolienne et la transfère à l'eau est la sécurité environnementale à cent pour cent.

Avant de procéder à la conception de la pompe, il est nécessaire de savoir dans quels cas le système est le plus efficace et quand son utilisation n'est pas pratique.

Un système de pompe à chaleur qui extrait l'énergie de la masse d'air peut être utilisé pour chauffer tous les types de liquides de refroidissement utilisés dans la CEI: eau, air, vapeur

Spécificités de l'application et du travail

La pompe à chaleur fonctionne de manière productive exclusivement dans la plage de température de -5 à +7 degrés.À une température de l'air de +7, le système générera plus de chaleur que nécessaire, et à une valeur inférieure à -5, il ne suffit pas pour le chauffage. Cela est dû au fait que le fréon concentré dans la structure bout à une température de -55 degrés.

Théoriquement, le système peut générer de la chaleur même dans un gel de 30 degrés, mais cela ne sera pas suffisant pour le chauffage, car la chaleur dégagée dépend directement de la différence entre le point d'ébullition du réfrigérant et la température de l'air.

Par conséquent, ce système ne fonctionnera pas pour les résidents des régions du nord où le temps froid se produit plus tôt, et dans les maisons des régions du sud, il peut effectivement servir plusieurs mois froids.

Si des piles standard sont installées dans la pièce, la pompe à chaleur fonctionnera moins efficacement. Le meilleur de tous, le dispositif air-eau est combiné avec des convecteurs et d'autres radiateurs avec une grande surface, ainsi que systèmes de chauffage au sol, "Murs chauds" de type eau.

De plus, la pièce elle-même doit être bien isolée de l'extérieur, avoir des fenêtres à plusieurs chambres intégrées qui offrent une meilleure isolation thermique que le bois ou le plastique ordinaire.

La pompe à chaleur interagit mieux avec le système de chauffage par le sol, qui ne nécessite pas de chauffage du liquide de refroidissement au-dessus de 40 - 45º С

Fait maison pompe à chaleur capable de chauffer efficacement des maisons jusqu'à 100 mètres carrés. m et garanti pour donner une puissance de 5 kW. Il faut comprendre que le fréon ne peut pas être versé suffisamment de haute qualité dans une structure créée dans des conditions domestiques, par conséquent, il faut s'attendre à son point d'ébullition à -22 degrés.

Le dispositif de montage à domicile est idéal pour fournir de la chaleur au garage, à la serre, aux pièces de service, petite piscine privée etc. Le système est généralement utilisé comme chauffage supplémentaire.

Chaudière électrique ou tout autre équipement traditionnel pour la saison de chauffage sera requis dans tous les cas. Lors de fortes gelées (-15-30 degrés), il est recommandé d'éteindre la pompe à chaleur afin d'éviter de gaspiller de l'électricité, car pendant cette période son efficacité ne dépasse pas 10%.

Les pompes à chaleur fournissent suffisamment d'énergie pour chauffer l'eau des piscines privées intérieures (+)

Le principe du système

La substance de travail dans la conception est l'air. À travers l'unité extérieure, qui est installée dans la rue, l'oxygène est acheminé vers l'évaporateur, où il interagit avec le réfrigérant.

Le fréon devient gazeux sous l'influence de la température (puisqu'il bout à -55 degrés) et à l'état chauffé il entre dans le compresseur sous pression. L'appareil comprime le gaz, augmentant ainsi sa température.

Le fréon chaud pénètre dans le circuit du réservoir de stockage (condenseur), où la chaleur est transférée à l'eau, qui peut ensuite être utilisée pour organiser le chauffage et FGP. Dans le condenseur, le fréon ne perd qu'une partie de sa chaleur et est toujours à l'état gazeux.

En passant à travers le starter, le réfrigérant est pulvérisé, ce qui entraîne une baisse de sa température. Le fréon devient liquide et sous cette forme passe dans l'évaporateur. Le cycle se répète.

La figure montre schématiquement la mise en œuvre du principe d'une pompe à chaleur élémentaire, divisée par un compresseur et un détendeur en deux circuits - haute et basse pression

Ceux qui souhaitent construire leur propre pompe à chaleur à partir de déchets et de vieux équipements, par exemple, d'un vieux réfrigérateur, les informations décrites dans l'article que nous recommandons vous aideront.

Construction de pompe à chaleur air / eau

Le système de pompe à chaleur se compose de quatre éléments principaux:

• unité extérieure;
• capacités d'échangeur de chaleur-évaporateur;
• unité pour compresseur;
• capacité de stockage (condensateur).

Tenez compte des caractéristiques de conception de chacun des blocs.

Assemblage de l'unité extérieure

Pour créer un bloc externe, vous aurez besoin de:

• Logement. Un bloc d'un système divisé, une machine à laver, d'autres équipements globaux sont traditionnellement adaptés, parfois ils sont construits indépendamment par soudage éléments métalliques. Il est important de traiter le métal avec une peinture anti-corrosion de type poudre après assemblage.
• Le ventilateur. Le produit peut être emprunté à l'ancien travail systèmes de climatisation ou acheter séparément.

Le modèle de ventilateur doit avoir de larges pales en plastique et, de préférence, avec un moteur détachable, afin de pouvoir le connecter au capteur.

Pour assembler l'unité extérieure, vous avez besoin d'un boîtier et d'un ventilateur sous le système de climatisation. Paramètres de bloc approximatifs - 75x85x30 cm

Dans l'unité extérieure, vous pouvez installer l'évaporateur et les éléments auxiliaires pour son fonctionnement, mais il est préférable de placer ces pièces dans un boîtier séparé.

Installez l'unité extérieure à une distance de 2 à 10 m de la maison. Il est important de construire une fondation en dessous et de mettre un auvent pour protéger la structure contre les précipitations. Il est également nécessaire de fixer la grille devant le ventilateur pour éviter que la saleté, les débris et les feuilles ne pénètrent dans les pales et les tuyaux du ventilateur.

De plus, il est souhaitable d'installer des radiateurs qui protègent les parois latérales et les panneaux du givrage. Dans ce cas, un chauffage supplémentaire du boîtier n'est pas nécessaire. L'endroit où installer l'unité doit être bien ventilé, loin des sources de flammes nues.

Unité avec échangeur de chaleur-évaporateur

L'évaporateur peut être acheté prêt à l'emploi en utilisant les services de fournisseurs sur le réseau, ou créé indépendamment. Pour ce faire, vous avez besoin d'un réservoir de 80 litres et d'un fil de cuivre d'un diamètre de 10 mm et d'une épaisseur d'au moins 1 mm.

La longueur est calculée individuellement en tenant compte de la puissance requise. Pour un appareil de 5 kW, vous pouvez prendre 10 m. Dans l'évaporateur, le chauffage et la circulation du fréon se produiront, ainsi que le contact avec l'air.

Pour créer un échangeur de chaleur, vous devez concevoir un serpentin. Pour cela, le fil est enroulé autour d'un tuyau à paroi épaisse d'un diamètre ne dépassant pas la largeur de la cuve. Il est important de laisser les tranches dépassant de la hauteur du boîtier. Ils seront nécessaires pour connecter la bobine avec d'autres éléments du système - le compresseur et le réservoir de stockage.

Pour créer une bobine, un tube en cuivre aux parois d'environ 1 mm est enroulé autour d'une bouteille de gaz, d'un tuyau ou d'une bouteille en plastique remplie d'eau

2 raccords pour la connexion des canalisations sont coupés dans le corps, deux connecteurs pour la sortie du fil sont créés. Les composés sont scellés. Fixez la structure finie à l'aide de supports en L.

Il est recommandé d'installer en plus un relais de dégivrage sur l'évaporateur, car l'air circulera dans le réservoir, dont la température est négative.Dans ce cas, la condensation qui s'accumule dans le système peut provoquer le gel de l'évaporateur. De plus, afin d'exclure la formation d'humidité, un filtre déshydrateur peut être introduit dans le système.

Règles d'installation du compresseur

Pour installer le compresseur, vous aurez besoin d'un boîtier séparé avec isolation acoustique et antivibratoire, car presque toutes les modifications de l'appareil sont bruyantes pendant le fonctionnement. Vous pouvez prendre un compresseur usagé sous un réfrigérateur, un climatiseur ou acheter un nouveau modèle.

Les types de compresseurs suivants conviennent aux pompes à chaleur:

1. Rotary les compresseurs sont les plus économiques, mais présentent un certain nombre d'inconvénients - ils font du bruit, ont une faible efficacité et durent 8 à 10 ans.
2. Spirale des modifications sont installées dans tous les modèles modernes de climatiseurs, réfrigérateurs. Ils sont durables (15-20 ans), silencieux, efficaces, mais ont un coût élevé.
3. Piston les modèles sont principalement installés sur des réfrigérateurs industriels. Les produits ont une bonne efficacité, une durabilité (15-20 ans), mais extrêmement bruyants et coûteux.

Pour une pompe à chaleur, un compresseur monophasé doit être sélectionné. Avant d'acheter, il est important de savoir avec quel type de fréon l'appareil fonctionne. Il est conseillé d'acheter un modèle fonctionnant sur R22, de préférence sur R422. Il est plus facile de travailler avec un réfrigérant de ce type qu'avec tout autre type de fréon.

Le compresseur est relié par des tubes à l'évaporateur et au condenseur. Grâce au dispositif, le fréon augmente sa température.

Conception de la capacité de stockage (condensateur)

Pour faire un condenseur, vous avez besoin d'un boîtier sous une chaudière de 100 litres ou tout autre réservoir en acier inoxydable du même volume. Une bobine en tube de cuivre est également nécessaire. Sur une pompe de 5 kW, vous pouvez prendre un fil de 12 mètres. Le fréon chaud passera à travers le tube de la bobine, grâce auquel l'eau est chauffée.

Étape # 1: création d'une bobine

Pour la fabrication d'une bobine, vous avez besoin d'un fil de cuivre d'un diamètre d'au moins 26 mm et d'une épaisseur de paroi de 1 mm. Il doit être enroulé sur un tuyau ayant une section plus petite que le réservoir.

La hauteur de la spirale doit correspondre à la hauteur du boîtier. Il est important de laisser les sorties de tuyaux à l'extérieur du réservoir afin de pouvoir connecter le serpentin à l'évaporateur et au compresseur.

Étape # 2: préparer le cas

Pour installer la bobine, le réservoir doit être coupé. Au-dessus et en dessous, vous devez créer des trous pour les sorties du fil de cuivre, ainsi que des compartiments supplémentaires pour l'installation de 2 raccords, dont l'un est conçu pour sortir de l'eau et l'autre pour y entrer. Après les procédures effectuées, le réservoir doit être scellé.

L'échangeur de chaleur-compresseur peut être acheté séparément sous la forme d'un design fini. À l'aide d'un appareil assemblé en usine, vous pouvez augmenter la puissance et l'efficacité de l'installation.

Le réfrigérant étiqueté R22 conformément aux règlements de Montréal devrait être mis hors service d'ici 2030. Pour remplir le système, il est préférable d'utiliser son substitut - le réfrigérant R422

Connexion de l'unité externe à l'évaporateur

Pour connecter l'unité extérieure et l'évaporateur, 2 tuyaux en polyéthylène seront nécessaires PND 32. L'air passera par un tuyau et sortira par un autre.

Les tuyaux peuvent être enfouis dans le sol, après avoir ajouté du sable dans le fossé, ou laissés en surface si le boîtier extérieur est situé près de la maison.

Raccordement évaporateur, compresseur et réservoir

Le fréon circule dans ce système. Pour connecter les bobines avec compresseur et accélérateur, il est nécessaire de contacter des spécialistes en équipement de réfrigération. Il sera difficile pour une personne qui n'a pas d'expérience dans les travaux de soudure, même avec des outils et des matériaux, de combiner correctement tous les éléments en un seul système pour assurer les travaux de construction.

De plus, de nombreux matériaux supplémentaires seront nécessaires - tubes de différents diamètres, diverses modifications robinets de vidangevannes pour gravure à l'air, soupapes de sécurité, ainsi que clips pour tuyaux, colliers, coupe-tubes pour couper des sections du pipeline.

D'autres appareils spécialisés disponibles dans n'importe quel atelier pour réparer les réfrigérateurs et les climatiseurs seront nécessaires.

L'injection de fréon de haute qualité est également réalisée à l'aide d'un équipement spécial. Par conséquent, pour combiner des échangeurs de chaleur, un compresseur et un étranglement dans un système de travail, il est plus pratique et rentable de se tourner vers des professionnels.

Mise en œuvre du système de gestion de l'installation

Pour surveiller la pression et la température du fréon, vous pouvez utiliser une planche avec un affichage sous n'importe quel climatiseur. Dans le processus de soudage avec l'aide de spécialistes, la conception peut être correctement mise en œuvre dans l'installation.

Il est également possible de connecter un appareil spécial - un capteur de rotation du ventilateur. Il régule la vitesse de rotation des pales et automatise également la vitesse de la pompe de circulation du fréon.

De plus, vous pouvez définir une minuterie, démarreur électriquedispositif protégeant le compresseur de la surchauffe. Toutes ces pièces peuvent être achetées dans des ateliers de réparation ou sur le marché des pièces détachées.

Calcul de la puissance de la pompe à chaleur air-eau

Pour chauffer des pièces d'une superficie de 100 mètres carrés. m besoin d'une pompe à chaleur plus grande. La puissance requise de l'installation peut être calculée approximativement à l'aide du tableau:

Ces tableaux aideront à calculer l'aire de la bobine pour créer l'installation d'une puissance particulière

Pour déterminer la puissance du compresseur, les diamètres à utiliser et d'autres données importantes lors de la conception d'une pompe à chaleur air-eau, vous devez vous tourner vers l'une des méthodes suivantes:

• Utilisez des calculatrices en ligne publiées sur les sites Web des fabricants d'échangeurs de chaleur.
• Appliquer un logiciel Coolpack 1,46, Copeland.
• Invitez un spécialiste qui fera les mesures et les calculs nécessaires.

Zone de bobine de condenseur (PZK) peut être calculé par la formule:

PZK = M / 0,8DT,

où M est la puissance unitaire en kW; 0,8 - coefficient de conductivité thermique au contact de l'eau et du cuivre; DT est la différence de température entre l'air entrant et l'air sortant du système.

Les paramètres de la pompe à chaleur ci-dessus conviennent aux pièces jusqu'à 100 mètres carrés. mètres. La puissance de l'installation est de 5 kW. Si vous achetez des échangeurs de chaleur spéciaux, il est tout à fait possible d'augmenter la capacité de l'installation jusqu'à 10-15 kW.

La figure montre un système dans lequel des échangeurs de chaleur, un compresseur, un étranglement sont combinés dans un réservoir. La conception utilise des échangeurs de chaleur d'usine (+)

Service d'installation fait maison

Pour un fonctionnement de haute qualité, la pompe à chaleur nécessite un entretien supplémentaire. Si vous utilisez l'appareil en hiver (étant donné qu'aucun chauffage supplémentaire n'est installé dans le boîtier), l'unité devra être chauffée périodiquement, car une croûte de glace se formera à sa surface.

Il faut aussi périodiquement:

• Nettoyez les pales du ventilateur des débris - feuilles, poussière, saleté, neige, etc.
• Lubrifiez le compresseur conformément à ses instructions.
• Changez l'huile dans le compresseur et le ventilateur.

De plus, pour le fonctionnement normal du système, il est nécessaire de vérifier régulièrement l'intégrité de la canalisation en cuivre, le câble d'alimentation alimentant le compresseur, le ventilateur et d'autres appareils.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

La vidéo suivante vous familiarisera avec le principe de fonctionnement et la conception d'une pompe à chaleur qui traite l'énergie éolienne:

Une pompe à chaleur air-eau faite maison est l'un des appareils les plus efficaces et les plus économiques pour le chauffage supplémentaire des maisons. Tout le monde peut créer et installer ce système.

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