DIY-maalämpöpumppu kodin lämmitykseen: laite, suunnittelu, itsekokoonpano

Voit järjestää omakotitalon lämmityksen ja käyttöveden toimittamisen monin tavoin, esimerkiksi kytkemällä keskuskaasuverkkoihin tai siirtämällä lämmitysjärjestelmät sähkönkulutukseen. Oletko samaa mieltä?

Ja voit koota geotermisen lämpöpumpun omilla käsilläsi ja käyttää tehokkaasti maan lämpöä luomaan mukavat elinolosuhteet. Tämä on tietysti melko aikaa vievä prosessi, mutta niille, jotka ovat ainakin vähän perehtyneet tekniikkaan, tämä ei ole iso juttu.

Artikkelissamme puhumme geotermisen asennuksen toimintaperiaatteista ja tyypeistä. Kerromme sinulle, kuinka voit itse rakentaa lämpöpumpun improvisoiduista materiaaleista. Lisäksi artikkelista löydät asiantuntijaneuvoja geoaggregaattien valinnasta. Ja julkaistut videot paljastavat geotermisten pumppujen asennuksen salaisuudet ja toimintaperiaatteet.

Kuinka lämpögeoyksikkö toimii?

Geotermisen lämpöpumpun toimintaalgoritmi perustuu lämmön siirtoon lähteestä, jolla on alhainen lämpöenergian potentiaali, lämmönsiirtoon. Täällä sijaitsevalla maalla on jäähdyttimen rooli kesällä ja se on aktiivinen lämmönlähde talvikaudella.

Maaperän lämpötilaerot parantavat järjestelmän yleistä tehokkuutta ja vähentävät todellisia käyttökustannuksia.

Geotermisen lämpöpumpun perusta on lämpöhitauden ilmiö. Maan lämpötila 6 metrin syvyydessä ja sen alapuolella vastaa melkein tarkalleen alueen keskimääräistä vuosilämpötilaa ja muuttuu hyvin vähän kalenterivuoden aikana

Käytännössä olemassa oleva jäähdytysneste tulee maahan sijoitettuun putkistoon ja kuumennetaan siellä useita asteita. Sitten koostumus menee lämmönvaihtoyksikköön (tai höyrystimeen) ja siirtää kertyneen lämpöenergian sisäiseen järjestelmän piiriin.

Geotermisten laitteistojen toimintaperiaate on samanlainen kuin jäähdytysjärjestelmien toiminta. Siksi eräitä kesällä toimivia lämpöpumpputyyppejä käytetään menestyksekkäästi ilmastointilaitteina ja niiden avulla he jäähdyttävät ilmaa asuintaloissa

Ulkoisessa piirissä toimiva kylmäaine kuumennetaan höyrystimessä, muuttuu kaasuksi ja menee kompressoriin. Siellä se supistuu korkean paineen vaikutuksesta ja kuumenee entisestään.

Kuuma kaasu kulkee kondenssilaitteeseen ja antaa lämpöenergiaa talon lämmityksestä vastaavan sisäisen järjestelmän käyttöjäähdytysnesteelle. Prosessin lopussa lämpöä menettänyt kylmäaine palautuu lähtöpisteeseen nestemäisessä tilassa.

Mitä ovat geotermiset asennukset?

Geotermiset lämpöpumput eroavat toisistaan ​​lämmönsiirtotyypin suhteen rakenteen sisäisissä ja ulkoisissa muodoissa. Laitteen energia saadaan maaperästä, vedestä (pohjavesi tai avoin luonnollinen säiliö) tai ilmasta.

Tilojen sisällä lämpöresurssia käytetään huoneiden lämmitykseen, veden lämmitykseen ja ilmastointiin. Käytettyjen elementtien ja toimintojen yhdistelmästä riippuen järjestelmät luokitellaan tyyppeihin: ”pohjavesi”, “vesi-vesi” ja “ilma-vesi”.

Vaihtoehto 1. Maa-vesi-kokoonpano

Pohjavesipumppu on yksi tehokkaimmista vaihtoehtoisista vaihtoehdoista asuinrakennuksissa. Sen toimintaperiaate on valita koettimien tai lämpöenergian kerääjien avulla maaperästä ja siirtää se kodin vesilämmitysjärjestelmään.

Maan ja veden geotermiset lämpöpumput ovat korkean teknologian, progressiivisia laitteita. Niille on ominaista poikkeuksellinen luotettavuus ja ne osoittavat korkeaa tehokkuutta. Älä vaadi omistajien jatkuvaa puuttumista töihin, mutta tarvitset ammattitaitoisen huoltopalvelun

Erityinen asennus, joka koostuu geotermisestä lämmönvaihtimesta, joka sijaitsee maan todellisen jäätymisen syvyyden alapuolella, ja itse lämpöpumpusta, joka toimii jääkaapina, auttaa tekniikan toteuttamisessa, vain päinvastoin (Carnot-käänteinen sykli).

Kuinka laite toimii

Pohjavesijärjestelmä, joka lämmittää asuintiloja maaperän tuottaman uusiutuvan lämmön takia, toimii seuraavan algoritmin mukaisesti:

1. Geotermistä piiriä pitkin liikkuva käyttöneste (suolavesi tai jäätymisenestoaine) ottaa maaperän lämpötilan ja siirretään pumpun kautta lämmönvaihtimeen - höyrystimeen. Siellä hän antaa kerätyn lämmön freonille ja itsensä, tultuaan kylmemmäksi 2–5 ° C, palaa lähtöpisteeseen.
2. Lämpöenergialla rikastettu freoni haihtuu ja kaasumaisen tilan ollessaan menossa kompressoriyksikköön. Kaasun lämpötila nousee siellä puristus- ja tiivistymismuotojen vuoksi.
3. Lämpöenergia siirtyy kodin lämmitysjärjestelmän jäähdytysnesteeseen, ja freoni saa taas nestemäisen muodon. Sen paine laskee sen jälkeen kun se on kulkenut järjestelmän paisuntaventtiilin läpi ja kylmäaine palautetaan takaisin höyrystimeen uuden osan saamiseksi resurssista.

Tämän menettelyn tuloksena maaperästä otetun ja asuinrakennuksen lämmitysjärjestelmään siirretyn lämpöenergian määrä on yli 4-kertainen käytetyn sähkömäärän kanssa kompressoriyksikön, pyöreän pumpun ja ohjausyksikön moitteettoman toiminnan varmistamiseksi.

Glykoliseos, jolla on hyvä viskositeetti-indeksi, vesi alkoholin kanssa tai suolaliuos - nämä ovat ei-jäätyviä nesteitä, joita käytetään maa-vesijärjestelmässä. Ne ovat ympäristöystävällisiä, ottavat tehokkaasti lämpöä ja kuljettavat sen pumppuasemalle

Lisäbonuksena on se, että järjestelmällä on kyky toimia vastakkaiseen suuntaan, ts. Jäähdytykseen. Totta, hyötysuhteen menetys nousee 20%: iin, mutta sitä pidetään perusteltuna ottaen huomioon laitteiden korkea lämmityskyky.

Maa-vesi-sijoitusvaihtoehdot

Maa-vesijärjestelmän ulkomuodon luomiseksi käytetään polymeeriputkia, joilla on korkea lujuus ja joilla on hyvät suorituskykyominaisuudet. Ne on sijoitettu vaakasuoraan, asettamalla kuopan pohjalle tavalla, joka muistuttaa viestinnän järjestelyä ”lämpimän lattian” komplekseille.

Pohjavesilämpöpumppu on luotettava, tehokas ja hiljainen toiminnassa, mutta sen asennus maksaa kohtuullista rahaa ja vie paljon aikaa (vähintään 1 kuukausi rakennus-, asennus- ja käyttöönottovaiheisiin). Tämä kohta on otettava huomioon ennen kuin päätetään tämän tyyppisestä lämmitysjärjestelmästä

Asennuksessa käytetään 25-50 neliömetriä pintaa. m jokaisesta yksittäisestä kilowatista moottoriin asennettua pumppua. Kuopan syvyys valitaan jäätymisrajan alapuolelle, ja putkenlaskun tarkat mitat ja nousu määritetään lisälaskelmalla.

Suurten maatilojen omistajille, jotka ovat valinneet pohjaveden geotermisen lämpöpumpun, on suositeltavaa asentaa kotisi lämmitykseen ja asentaa vaakasuorat kollektorit. Pienten tonttien omistajat asentavat todennäköisemmin syvät anturit, koska ne menevät kauas maaperään eivätkä "syö" hyödyllistä aluetta talon lähellä

Alueita, joille on järjestetty geotermisen maa-vesijärjestelmän viestintä, ei enää käytetä maatalouden tarkoituksiin. Ne voidaan hajottaa kauniiksi nurmettuneeksi nurmikkoksi tai kukkapenkkiin, jossa kukkivat yksivuotiset lehdet.

Pystysuora asennus on paljon ongelmallisempaa ja edellyttää ammattimaisten laitteiden käyttöä. Kaivo, jonka syvyys on 20 - 150 m, porataan paikalle porauslaitteella, erityinen geoterminen anturi lasketaan siihen ja liitetään pumppuun, joka toimittaa työnestettä kodin lämmitysjärjestelmään.

Maan ja veden geotermisen järjestelmän pystysuuntainen anturi on pää, johon on liitetty putket. Se on upotettu kaivoon, jonka syvyys on vähintään 18 m. Kaivojen ja koettimien tarkka lukumäärä, tarvittavan upotuksen syvyys ja putkilinjan todellinen halkaisija lasketaan erikseen kullekin yksittäiselle tapaukselle perustuen tietoihin, jotka on saatu geologisen tutkimuksen tuloksena asiantuntijoilta alueella

Porattuista kaivoista ulottuvat anturiputket tulevat jakoputken kaivoon. Siitä lämpöpumppuun on 2 päälinjaa (syöttö ja paluu), jotka on varustettu eristepinnoitteella. Linjan halkaisija riippuu järjestelmän kokonaistilavuudesta ja huoneesta, jota haluat lämmittää. Joskus parametrit saavuttavat 160 mm.

Karkeiden arvioiden mukaan noin 100 m2 alueen asuinrakennuksen lämmittämiseen tarvitaan noin 7,5 kW / h energiaa. Tässä tapauksessa pystysuuntaiset anturit lämmitysjärjestelmän “maa-vesi” luomiseksi on laskettava maahan 110–115 metriä tai otettava vaakaviestinnän alla viereisen osan 250 m2 (+)

Koska syvyydessä maan lämpötila on aina korkeampi ja vakaampi maan ytimen vaikutuksesta, lämmitysjärjestelmän pystysuora asennus tunnustetaan tehokkaimmaksi. Se osoittaa korkean tehokkuuden ja toimii luotettavasti useita vuosia antamatta vikoja ja vikoja.

Vaihtoehto 2. Vesi-vesi-lämpöpumppujen ominaisuudet

Vesi-vesi-geoterminen järjestelmä käyttää vesivarojen lämpöenergiaa työssään. Tämä on mahdollista, koska veden, kuten maaperän, lämpötila pysyy suurilla syvyyksillä melko korkealla ja ylläpitää vakaita, vakioita indikaattoreita ympäri vuoden.

Vesi-vesijärjestelmän varustamiseksi ja matalan potentiaalin lämpöenergian saamiseksi voit käyttää avoimia vesistöjä (järviä, jokia), kaivoja, kaivoja ja jopa jätevettä teollisen tuotannon teknologisista sykleistä (käänteinen vesihuolto)

Pohjavesilämpöpumpun ja vesi-vesilämpöpumpun välillä ei ole perustavanlaatuista rakenteellista eroa.Mutta pienimmät taloudelliset ja työvoimakustannukset vaativat avoimen säiliön pohjalta varustetun kompleksin. Asennus ei vaadi laajamittaisia ​​poraustoimintoja.

Jäähdytysnesteellä varustettu putkimateriaali on yksinkertaisesti varustettu kuormalla, upotettu veteen ja kytketty kodin lämmitysjärjestelmään kytkentäviestinnän kautta.

Tämä vaihtoehto on kuitenkin mahdollista vain, jos maa on veden vieressä ja kaikki järjestelmän viestintäosat ovat omistajien valvonnassa. Jos avoimeen säiliöön ei päästä, pohjaveden potentiaalia käytetään.

Totta, tämä merkitsee vakavia maan töitä ja monimutkaisten rakenteiden rakentamista, esimerkiksi ylimääräinen kaivo, joka on suunniteltu tyhjentämään lämmönvaihtoyksikön läpi kulkevaa vettä.

Asennettaessa vettä veteen -pumppua ei ole yksi, mutta kaksi kaivoa. Käyttövesi otetaan yhden läpi ja, läpäisseen lämmönvaihtimen, ohjataan toiseen, joka sijaitsee maan virtausten liikesuunnassa. Sijoituksen aikana on huomattava, että vastaanottokaivon on oltava vähintään 6 metrin päässä tuotantolähteestä ja sen on oltava alavirtaan

yleensä vesi-vesi-asennukset Asenna paikkaan, jossa ei ole mitään tapaa kytkeä keskusviestintää tai käyttää muun tyyppisiä jäähdytysnesteita.

Asiantuntijat väittävät, että tämäntyyppinen vaihtoehtoinen lämmitys on erittäin tehokasta nykyaikaisissa rakennuksissa, joiden lämpöhäviöt ovat vähimmäisvaatimukset.

Valmistettaessa ja asennettaessa geotermisiä vesi-vesi-lämmitysjärjestelmiä on erittäin tärkeää käyttää materiaaleja, joilla on korkea korroosionkestävyys, jäätyminen ja muut ulkoisen ympäristön aggressiiviset ilmenemismuodot. Tällöin laitteet kestävät kauan ja eivät aiheuta omistajalle ongelmia

Jos talo on hyvin eristetty, suojattu vetoomuksilta, kosteudelta ja huurreilman tunkeutumiselta tai rakennetaan moderneilla lämmöneristystekniikoilla, lämmitysjärjestelmän kustannukset vähenevät huomattavasti, koska mahdollisuus ostaa paljon pienemmän tehon pumppauslaitteita.

Vaihtoehto 3. Ilma-vesi-järjestelmien järjestely

Ilma-vesilämpöpumppu käyttää edullisinta, rajatonta ja uusiutuvaa luonnonlähdettä - ilmaa. Laite toimii puhaltimien ja höyrystimien kautta, yhdistäen yhdeksi kokonaisuudeksi.

Se on tehokkain lämpötiloissa -15 ° C. Agressiivisemmilla indikaattoreilla se menettää merkittävän osan voimasta.

Ilma-vesi-lämpöpumppu on huomattavasti halvempi kuin vesi-vesi-ja maa-vesi-mallit. Moduuli sopii alueille, joilla on suhteellisen lämmin talvi. Kylmillä pohjoisilla alueilla, joissa pakkaset ylittävät -20 ... 25 ° C, ilmalaitteiden asentamista pidetään sopimattomana

Yksikkö on erittäin kätevä siinä mielessä, että se ei vaadi yksityiskodin omistajia olemaan erityisiä laitteita asennusta varten ja monimutkaisia ​​asennustöitä varten.

Se ei tarvitse kaivamista, kaivojen poraamista ja muita työvoimavaltaisia ​​toimenpiteitä. Helppo asentaa eikä vie paljon tilaa. Se voi toimia oikein, ja se sijaitsee olohuoneen katolla.

Ilma-vesi-maalämpöpumppu on mahdollista asentaa suoraan asuinrakennusten läheisyyteen. Se toimii hiljaisesti ja on moderni houkutteleva ulkonäkö, pilaamatta alueen yleistä suunnittelua

Laitteiden tärkeimpiä etuja ovat melkein hiljainen toiminta ja kyky käyttää uudelleen lämmitetystä huoneesta vapautunutta lämpöä poistoilman, veden, kaasun, savun muodossa.

Omistajat suorittavat järjestelmän ylläpidon yksin:

• puhdista tuulettimen siivet ja suojaristikot höyrystimen asennuksessa pölyltä, pieniltä roskilta ja lehtiiltä;
• voitele kompressori valmistajan ohjeissa määritelty erityinen koostumus;
• vaihda öljy tehoyksiköissä (tuuletin, kompressori), joilla on tietty taajuus;
• tarkista virtajohdon eheys syöttö- ja kupariputkistot, joiden läpi kylmäaine kiertää järjestelmässä.

Näiden toimien lisäksi pumppauslaitteiden valmistajat suosittelevat asiakkaita voimakkaasti seuraamaan lämpöanturien kuntoa, joka heijastaa ohjausyksikön toimintaa.

Ne on puhdistettava poistamalla pöly- ja öljy tahrat varovasti pinnalta. Se pidentää "elämää"ilma-ilma-järjestelmät ja tekee käyttöprosessista yksinkertaisemman ja mukavamman.

Kuinka tehdä yksikkö omilla käsillä?

Riippumatta siitä, mikä resurssivaihtoehto (maa, vesi tai ilma) on valittu lämmitykseen, tarvitaan pumppu, jotta järjestelmä toimii oikein.

Tämä laite koostuu elementeistä, kuten:

• kompressoriyksikkö (kompleksin välielementti);
• höyrystinsiirtämällä potentiaalista energiaa jäähdytysnesteeseen;
• kaasuventtiilijonka läpi kylmäaine löytää palautuspolun höyrystimeen;
• kondensaattorijossa freoni antaa lämpöenergiaa ja jäähtyy alkuperäiseen lämpötilaan.

Voit ostaa täydellisen järjestelmän valmistajalta, mutta se maksaa kunnollisen summan. Kun vapaata rahaa ei ole käsillä, sinun tulee tehdä lämpöpumppu omilla käsillä saatavissa olevista osista ja tarvittaessa ostaa puuttuvat osat.

Suunnitellessaan geotermisen lämmitysjärjestelmän asentamista omakotitaloon on ensinnäkin kiinnitettävä huomiota lämpöhäviön vähentämiseen. Tätä varten seinät on eristettävä erikoismateriaalilla, ovet ja ikkunoiden rungot on varustettava vaahtomuovilla ja lattia ja katto on suojattava vaahtolevyillä. Tällöin pumpun tuottama lämpö pysyy sisätiloissa maksimissaan

Kun päätetään tehdä lämpöpumppu omilla käsillä, sinun on ehdottomasti tarkistettava talon sähköjohdotuksen ja sähkömittarin kunto.

Jos nämä osat ovat kuluneita ja vanhoja, on tarpeen tarkastella kaikkia alueita, havaita mahdolliset toimintahäiriöt ja poistaa ne ennen työn aloittamista. Sitten järjestelmä heti käynnistyksen jälkeen toimii moitteettomasti eikä häiritse omistajia oikosululla, palojohdotuksella ja liikenneruuhien kaatamisella.

Menetelmä # 1. Kokoonpano jääkaapista

Kokoa lämpöpumppu omilla käsilläsi poistamalla vanhan jääkaapin takana oleva kela. Tätä osaa käytetään kondensaattorina ja asetetaan erittäin lujaan astiaan, joka kestää aggressiivisia lämpötiloja. Siihen on liitetty oikein toimiva kompressori, ja höyrystimenä käytetään yksinkertaista muovisylinteriä.

Jos pumpun luomiseen käytetään hyvin vanhaa jääkaappia, on parempi korvata siinä oleva freoni uudella. Et voi tehdä tätä yksin, joten joudut kutsumaan mestarin erityisvälineillä. Se korvaa käyttönesteen nopeasti, ja järjestelmä toimii oikeassa tilassa

Valmistetut elementit kytketään toisiinsa, ja sitten luotu yksikkö kytketään lämmitysjärjestelmään polymeeriputkien avulla ja laitteet otetaan käyttöön.

Kohdassa kuvataan vaiheittainen ohje siitä, kuinka lämpöpumppu kootaan jääkaapista tämä artikkeli.

Menetelmä 2. Ilmastointi lämpöpumppu

Lämpöpumpun valmistamiseksi ilmastointilaitetta muokataan ja joitain perusyksiköitä kehitetään uudelleen. Ensinnäkin, ulko- ja sisälohkot vaihdetaan.

Höyrystintä, joka on vastuussa heikkolaatuisen lämmön siirrosta, ei asenneta ylimääräisesti, koska sitä on saatavana yksikön sisäyksikköön ja lämmönsiirtojäähdytin sijaitsee ulkoyksikössä. Sekä ilma että vesi ovat sopivia lämmön kantajana.

Jos tämä asennusvaihtoehto ei ole kätevä, lauhdutin asennetaan erilliseen säiliöön, joka on suunniteltu oikeaan lämmönvaihtoon lämmitysresurssin ja jäähdytysnesteen välillä.

Itse järjestelmä on varustettu nelitoimisella venttiilillä.Tähän työhön kutsutaan yleensä asiantuntija, jolla on ammattitaito ja kokemus tällaisten tapahtumien johtamisesta.

Nykyaikaiset jakojärjestelmät ovat tehottomia alhaisissa lämpötiloissa, joten ammattilaiset eivät suosittele niiden käyttöä lämpöpumppujen itsenäiseen valmistukseen

Kolmannessa versiossa ilmastointilaite puretaan kokonaan osiinsa, ja sitten pumppu valmistetaan niistä perinteisen yleisesti hyväksytyn järjestelmän mukaisesti: höyrystin, kompressori, lauhdutin. Valmis laite kytketään taloa lämmittäviin laitteisiin ja alkaa käyttää.

Sivustolla on useita artikkeleita lämpöpumppujen valmistuksesta omilla käsillään, suosittelemme lukemaan:

1. Kuinka tehdä lämpöpumppu talon lämmitykseen omilla käsillä: toimintaperiaate ja kokoonpanokaavio
2. Kuinka tehdä ilma-vesi-lämpöpumppu: laitekaaviot ja itsekokoonpano

Järjestelmävinkit

Maavesilaitteiden asennus on kalliimpaa kuin kaikki muut vaihtoehdot, koska se vaatii syviä louhintatyökaluja pystysuorassa järjestelyssä tai suuren vapaan alueen, jolla on vaakaviestintä.

Nämä parametrit rajoittavat järjestelmän käyttöä ja vähentävät merkittävästi sen houkuttelevuutta.

Vesipumppujen asentamisella on myös joitain rajoituksia. Jos lähellä on pääsyvesistö, voit sijoittaa järjestelmän siihen. Avoimen veden puute edellyttää kaivojen ja ohituskaivojen poraamista, mikä ei myöskään ole halpaa.

Ilma-vesipumppu ei aiheuta asennusongelmia ja voi toimia oikein jopa kerrostaloissa, mutta ankarissa talvissa, joissa on alhaiset lämpötilanilmaisimet, sen hyötysuhde heikkenee ja sen tukemiseksi tarvitaan rinnakkainen energialähde.

kuitenkin geotermisen lämmityksen järjestely Seurauksena on, että se maksaa kustannuksensa ja alkaa kehittää ilmaista resurssia, jonka avulla omistajat voivat elää sopivimmissa, miellyttävimmissä ja mukavimmissa olosuhteissa kuluttamatta paljon rahaa yleishyödyllisiin laskuihin.

Päätelmät ja hyödyllinen video aiheesta

Video havainnollistaa, kuinka geotermisissä ilma-vesilämmityslaitteissa oleva lämmitysjärjestelmä varustetaan suuressa talossa kaasusilikaattilohkon avulla. Joitakin mielenkiintoisia laitteiden asennukseen liittyviä vivahteita paljastetaan ja ilmoitetaan kuukauden todellisten kiinteistöjen laskujen lukumäärät.

Kuinka pohjavesilaitteet toimivat? Yksityiskohtainen kuvaus geotermisten lämpökattiloiden asennuksen asiantuntijalta, suositukset ja hyödyllisiä neuvoja kotimestarille alan ammattilaiselta.

Todellinen laitteiden käyttäjä jakaa vaikutelmansa maalämpöpumpusta.

Ammattitaitoinen lukkoseppä kertoo kuinka tehdä lämpöpumppu kotona tehokkaan kompressorin ja putkimaisten lämmönvaihtoosien perusteella. Yksityiskohtaiset vaiheittaiset ohjeet.

Geoterminen pumppu omakotitalon lämmitykseen on hyvä tapa luoda mukavat elinolosuhteet jopa silloin, kun keskitettyjä viestintäjärjestelmiä ja tutumpia energialähteitä ei ole saatavana.

Järjestelmän valinta riippuu kiinteistön alueellisesta sijainnista ja omistajien taloudellisista mahdollisuuksista.

Onko sinulla kokemusta geotermisen lämpöpumpun valmistuksesta? Ole hyvä ja jaa tietoja lukijoillemme, ehdottaa versioosi kokoonpanosta. Voit jättää kommentteja ja liittää valokuvia kotitekoisista tuotteistasi alla olevassa muodossa.