Kuinka tehdä lämpöpumppu talon lämmitykseen omilla käsillä: toimintaperiaate ja kokoonpanokaavio

Lämpöpumppujen ensimmäiset versiot pystyivät vastaamaan vain osittain lämpöenergian kysyntää. Nykyaikaiset lajikkeet ovat tehokkaampia ja niitä voidaan käyttää lämmitysjärjestelmiin. Siksi monet asunnonomistajat yrittävät asentaa lämpöpumpun omilla käsillään.

Kerromme sinulle, kuinka valita paras vaihtoehto lämpöpumpulle ottaen huomioon sen paikkatiedon, johon se on tarkoitus asentaa. Harkittavana oleva artikkeli kuvaa yksityiskohtaisesti vihreän energian järjestelmien käytön periaatetta, erot on lueteltu. Neuvomme perusteella keskityt epäilemättä tehokkaaseen tyyppiin.

Esittelemme itsenäisille mestareille lämpöpumpun kokoamistekniikan. Harkittavana olevia tietoja täydennetään visuaalisilla kaavioilla, valokuvilla ja yksityiskohtaisella videoharjoittelulla kahdesta osasta.

Mikä on lämpöpumppu ja miten se toimii?

Termillä lämpöpumppu tarkoitetaan joukko erityisiä laitteita. Tämän laitteen päätehtävä on lämpöenergian kerääminen ja kuljetus kuluttajalle. Tällaisen energian lähde voi olla mikä tahansa ruumis tai väliaine, jonka lämpötila on + 1º tai enemmän.

Ympäristössämme on enemmän kuin tarpeeksi matalan lämpötilan lämmönlähteitä. Nämä ovat yritysten, lämpö- ja ydinvoimalaitosten, jäteveden jne. Teollisuusjätettä. Lämpöpumppujen käyttämiseksi kodin lämmityksen alalla tarvitaan kolme itsenäisesti palautettua luonnonlähdettä - ilma, vesi ja maa.

Lämpöpumput “käyttävät” energiaa prosesseista, joita tapahtuu säännöllisesti ympäristössä. Prosessi ei lopu koskaan, koska lähteet tunnistetaan inhimillisten kriteerien perusteella tyhjentyviksi

Luettelossa mainitut kolme potentiaalista energiantoimittajaa liittyvät suoraan aurinkoenergiaan, joka kuumentamalla siirtää ilmaa tuulen mukana ja siirtää lämpöenergiaa maahan. Lähteen valinta on tärkein kriteeri, jonka perusteella lämpöpumppujärjestelmät luokitellaan.

Lämpöpumppujen toimintaperiaate perustuu kappaleiden tai välineiden kykyyn siirtää lämpöenergiaa toiseen kappaleeseen tai väliaineeseen. Lämpöpumppujärjestelmien energian vastaanottajat ja toimittajat toimivat yleensä pareittain.

Joten erota seuraavat lämpöpumpputyypit:

• Ilma on vettä.
• Maa on vettä.
• Vesi on ilmaa.
• Vesi on vettä.
• Maa on ilma.
• Vesi - Vesi
• Ilma on ilmaa.

Tässä tapauksessa ensimmäinen sana määrittelee välineen tyypin, jolla järjestelmä poistaa matalan lämpötilan lämmön. Toinen osoittaa kantajan tyypin, johon tämä lämpöenergia siirretään. Joten lämpöpumppuissa vesi - vesi, lämpö otetaan vesipitoisesta väliaineesta ja nestettä käytetään lämmön kantajana.

Lämpöpumput ovat rakenteellisesti tyyppisiä höyrykompressioyksiköitä. He ottavat lämpöä luonnollisista lähteistä, prosessoivat ja kuljettavat sen kuluttajille (+)

Nykyaikaiset lämpöpumput käyttävät kolmea pääosaa lämmönlähde. Tämä on maaperää, vettä ja ilmaa. Yksinkertaisin näistä vaihtoehdoista on ilmalämpöpumppu. Tällaisten järjestelmien suosio liittyy niiden melko yksinkertaiseen suunnitteluun ja helppoon asennukseen.

Tällaisesta suosituksesta huolimatta näiden lajikkeiden tuottavuus on melko alhainen. Lisäksi hyötysuhde on epävakaa ja riippuu vuodenajan lämpötilanvaihteluista.

Lämpötilan laskiessa niiden suorituskyky laskee merkittävästi. Tällaisia ​​lämpöpumppuvaihtoehtoja voidaan pitää lisäyksenä olemassa olevaan pääenergian lähteeseen.

Lisävarusteita käyttäville laitteille maan lämpöäpidetään tehokkaampana. Maaperä vastaanottaa ja kerää lämpöenergiaa paitsi Auringosta, sitä lämmittää jatkuvasti maan ytimen energia.

Toisin sanoen maaperä on eräänlainen lämpöakku, jonka teho on käytännössä rajaton. Lisäksi maaperän lämpötila, erityisesti tietyllä syvyydellä, on vakio ja vaihtelee merkityksettömästi.

Lämpöpumppujen tuottama energian laajuus:

Lähteen lämpötilan vakio on tärkeä tekijä tämän tyyppisten voimalaitteiden vakaassa ja tehokkaassa toiminnassa. Samanlaisia ​​ominaisuuksia ovat järjestelmät, joissa vesiympäristö on tärkein lämpöenergian lähde. Tällaisten pumppujen kerääjä sijaitsee joko kaivossa, missä se on pohjavesikerroksessa, tai säiliössä.

Lähteiden, kuten maaperän ja veden, keskimääräinen vuosilämpötila vaihtelee välillä +7º - +12ºC. Tällainen lämpötila on aivan riittävä järjestelmän tehokkaan toiminnan varmistamiseksi.

Tehokkaimpia ovat lämpöpumput, jotka ottavat lämpöenergiaa lähteistä, joilla on vakaat lämpötilaindikaattorit, ts. vedestä ja maaperästä

Lämpöpumppujen päärakenteet

Jotta voimalaitos toimisi lämpöpumpun periaatteiden mukaisesti, suunnittelussa on oltava läsnä 4 pääyksikköä, jotka ovat:

• Kompressori.
• Höyrystimen.
• Lauhdutin.
• Kaasuventtiili.

Tärkeä elementti lämpöpumpun suunnittelussa on kompressori. Sen päätehtävänä on nostaa kylmäaineen kiehumisesta johtuvien höyryjen paineita ja lämpötilaa. Erityisesti ilmasto- ja lämpöpumppuissa käytetään nykyaikaisia ​​vierityskompressoreita.

Työnesteenä, joka suorittaa lämpöenergian suoran siirron, käytetään nesteitä, joiden kiehumispiste on alhainen. Yleensä käytetään ammoniakkia ja freoneja (+)

Tällaiset kompressorit on suunniteltu toimimaan nolla-lämpötiloissa. Toisin kuin muut lajikkeet, vierityskompressorit tuottavat vähän melua ja toimivat sekä alhaisissa kaasun kiehumispisteissä että korkeissa kondenssilämpötiloissa. Kiistaton etu on niiden kompakti koko ja pieni ominaispaino.

Lähes kaikki lämpöpumpun energia kulutetaan lämpöenergian kuljettamiseen ulkopuolelta huoneen sisälle. Joten noin 1 energiayksikkö kuluu järjestelmien toimintaan 4-6 yksikön tuotannossa (+)

Höyrystin rakenneosana on säiliö, jossa nestemäinen kylmäaine muuttuu höyryksi. Suljetussa kierrossa kiertävä kylmäaine kulkee höyrystimen läpi. Siinä kylmäaine lämpenee ja muuttuu höyryksi. Matalapaineinen höyry ohjataan kompressoria kohti.

Kompressorissa kylmäainehöyryt altistetaan paineelle ja niiden lämpötila nousee. Kompressori pumppaa kuumennettua höyryä korkeassa paineessa kohti lauhdutinta.

Kompressori puristaa piiriä kiertävää väliainetta, jonka seurauksena sen lämpötila ja paine nousevat. Sitten puristettu väliaine tulee lämmönvaihtimeen (lauhduttimeen), missä se jäähdytetään siirtäen lämpöä veteen tai ilmaan

Järjestelmän seuraava rakenneosa on kondensaattori. Sen tehtävänä on siirtää lämpöenergiaa lämmitysjärjestelmän sisäpiiriin.

Teollisuusyritysten valmistamat sarjanäytteet on varustettu levylämmönvaihtimilla. Tällaisten kondensaattoreiden päämateriaali on seosterästä tai kuparia.

Itse valmistettuun lämmönvaihtimeen sopii halkaisijaltaan puolituumainen kupariputki. Lämmönvaihtimen valmistukseen käytettävien putkien seinämän paksuuden on oltava vähintään 1 mm

Termostaattinen tai muuten kuristusventtiili asennetaan hydraulipiirin sen osan alkuun, jossa kiertävä korkeapaineväliaine muuttuu matalapaineiseksi väliaineeksi. Tarkemmin sanottuna kompressorin kanssa pariksi liitetty kaasu jakaa lämpöpumppupiirin kahteen osaan: toisessa on korkeat paineparametrit ja toisessa matala.

Kun se kulkee paisuntakaasuventtiilin läpi, suljetussa piirissä kiertävä neste haihtuu osittain, minkä seurauksena paine laskee lämpötilan mukana. Sitten se tulee lämmönvaihtimeen kommunikoidessaan ympäristön kanssa. Siellä se vangitsee väliaineen energian ja siirtää sen takaisin järjestelmään.

Kaasuventtiili säätelee kylmäaineen virtausta kohti höyrystintä. Venttiiliä valittaessa on otettava huomioon järjestelmän parametrit. Venttiilin on oltava näiden parametrien mukainen.

Läpäistyään lämmön säätöventtiilin läpi nestemäinen jäähdytysneste haihtuu osittain ja menoveden lämpötila laskee (+)

Lämpöpumpputyypin valinta

Tämän lämmitysjärjestelmän pääindikaattori on teho. Ensinnäkin laitteiden oston taloudelliset kustannukset ja yhden tai toisen matalan lämpötilan lämmön lähteen valinta riippuvat kapasiteetista. Mitä suurempi lämpöpumppujärjestelmän teho on, sitä korkeammat komponentit ovat.

Ensinnäkin se viittaa kompressorin kapasiteettiin, geotermisten koettimien kaivojen syvyyteen tai vaakasuoran kollektorin sijoitusalueeseen. Oikeat termodynaamiset laskelmat ovat eräänlainen tae järjestelmän tehokkaalle toiminnalle.

Jos henkilökohtaisen sivustosi lähellä on lampi, kustannustehokkain ja tuottavin valinta on vesi-vesi-lämpöpumppu

Ensin sinun tulisi tutkia aluetta, joka on suunniteltu pumpun asennusta varten. Ihanteellinen olosuhde olisi vesimuodostuman läsnäolo tässä osassa. käyttö vesi-vesi-tyypin vaihtoehdot vähentää huomattavasti maanrakennuksen määrää.

Maan lämmön käyttämiseen päinvastoin liittyy suuri määrä louhintaan liittyviä töitä. Järjestelmiä, jotka käyttävät vesiympäristöä heikkolaatuisena lämmönä, pidetään tehokkaimpana.

Lämpöpumpun laitteeseen, joka poistaa lämpöenergiaa maaperästä, kuuluu vaikuttava määrä maanrakennustöitä. Keräin asetetaan kausittaisen jäätymisen alapuolelle

Maaperän lämpöenergiaa voidaan käyttää kahdella tavalla. Ensimmäisessä vaiheessa porataan kaivoja, joiden halkaisija on 100-168 mm. Tällaisten kaivojen syvyys voi järjestelmän parametreista riippuen olla 100 metriä tai enemmän.

Näihin kaivoihin asetetaan erityiset koettimet. Toisessa menetelmässä käytetään putkistojakoa. Tällainen keräin sijaitsee maan alla vaakatasossa. Tätä vaihtoehtoa varten tarvitaan riittävän suuri ala.

Keräimen asettamista varten märän maaperän alueita pidetään ihanteellisina. Kaivojen poraaminen maksaa luonnollisesti enemmän kuin säiliön vaakasuora sijainti. Kaikilla alueilla ei kuitenkaan ole vapaata tilaa. Yhdelle kW: lle lämpöpumpun tehoa tarvitaan 30-50 m²: n pinta-ala.

Lämpöenergian keräämiseen tarkoitettu rakenne yhdellä syväkuopalla voi olla hieman halvempaa kuin kaivoksen kaivaminen. Mutta merkittävä lisä on tilan merkittävä säästö, mikä on tärkeää pienten tonttien omistajille

Jos kyseessä on korkealla oleva pohjaveden horisontti, lämmönvaihtimet voidaan järjestää kahteen kaivoon, jotka sijaitsevat noin 15 m etäisyydellä toisistaan.

Lämpöenergian valinta tällaisissa järjestelmissä pumppaamalla pohjavettä suljetussa silmukassa, jonka osat sijaitsevat kaivoissa. Tällainen järjestelmä vaatii suodattimen asentamisen ja lämmönvaihtimen säännöllisen puhdistuksen.

Yksinkertaisin ja halvin lämpöpumppupiiri perustuu lämpöenergian uuttamiseen ilmasta.Kun siitä tuli jääkaappien asennuksen perusta, myöhemmin sen periaatteiden mukaisesti kehitettiin ilmastointilaitteita.

Yksinkertaisin lämpöpumppujärjestelmä vastaanottaa energiaa ilmamassasta. Kesällä hän osallistuu lämmitykseen, talvella ilmastointiin. Järjestelmän haittana on, että itsenäisessä toteutuksessa yksikkö, jolla ei ole riittävästi tehoa

Erityyppisten laitteiden tehokkuus ei ole sama. Alhaisimmat indikaattorit ovat pumppuja, jotka käyttävät ilmaa. Lisäksi nämä indikaattorit ovat suoraan riippuvaisia ​​sääolosuhteista.

Lämpöpumppujen maaperän lajikkeilla on vakaa suorituskyky. Näiden järjestelmien hyötysuhdekerroin vaihtelee välillä 2,8-3,3. Vesi-vesi-järjestelmät ovat tehokkaimpia. Tämä johtuu pääasiassa lähteen lämpötilan vakaudesta.

On huomattava, että mitä syvemmälle pumpunkeräin sijaitsee säiliössä, sitä vakaampi lämpötila on. Jotta järjestelmäkapasiteetti olisi 10 kW, tarvitset noin 300 metriä putkilinjaa.

Lämpöpumpun tehokkuutta kuvaava pääparametri on sen muuntokerroin. Mitä suurempi muuntokerroin, sitä tehokkaampi lämpöpumppu on.

Lämpöpumpun muuntokerroin ilmaistaan ​​lämpövuon ja kompressoriin käytetyn sähkövoiman suhteena

Tee-se-itse-lämpöpumppukokoonpano

Koko ja asenna itse toimintaohjelma ja lämpöpumppulaite vaihtoehtoinen lämmitysjärjestelmä melko mahdollisesti. Ennen työn aloittamista on laskettava kaikki tulevan järjestelmän perusparametrit. Voit laskea tulevan pumpun parametrit käyttämällä ohjelmistoja, jotka on suunniteltu optimoimaan jäähdytysjärjestelmiä.

Helpoin vaihtoehto rakentaa on ilma-vesi-järjestelmä. Se ei vaadi monimutkaista työtä ulkoisen piirin laitteella, mikä on ominaista lämpöpumppujen veden ja maaperän lajikkeille. Asennusta varten tarvitaan vain kaksi kanavaa, joista toinen syöttää ilmaa ja toinen purkaa käytetyn massan.

Helpoin tapa tehdä se itse on järjestää lämpöpumppu, jonka lämpöä otetaan ilmamassasta. Ulkoilmapuhallin puhaltaa ilmaa haihduttimeen

Tuulettimen lisäksi sinun täytyy hankkia tarvittavan tehon kompressori. Tällaiselle yksikölle kompressori, jolla tavalliset laitteet on varustettu, on melko sopiva split järjestelmät. Uutta yksikköä ei tarvitse ostaa.

Voit poistaa sen vanhasta laitteesta tai käyttää tarvikkeet vanhalle jääkaapille. On suositeltavaa käyttää spiraalimuotoa. Nämä kompressorivaihtoehdot riittävän hyötysuhteen lisäksi luovat korkeita paineita, jotka nostavat lämpötilaa.

Kondensaattorin rakentamiseksi tarvitset kapasitanssin ja kupariputken. Kela on valmistettu putkesta. Sen valmistukseen käytetään mitä tahansa halutun halkaisijan omaavaa lieriömäistä runkoa. Käämittämällä kupariputki siihen, voit helposti ja nopeasti tehdä tämän rakenneosan.

Valmiit kelat asennetaan astiaan, joka on aiemmin leikattu puoliksi. Konttien valmistuksessa on parempi käyttää korroosioprosesseja kestäviä materiaaleja. Kun se on asetettu kelaan, säiliön puolikkaat hitsataan.

Kelan pinta-ala lasketaan seuraavan kaavan avulla:

MT / 0,8 RT,

missä:

• MT - lämpöenergian teho, jonka järjestelmä tuottaa.
• 0,8 - lämmönjohtavuuskerroin veden vuorovaikutuksessa kelan materiaalin kanssa.
• RT - veden lämpötilaero tulo- ja poistoaukkoissa.

Kun valitset kupariputken käämin itsetuotantoon, sinun on kiinnitettävä huomiota seinämän paksuuteen. Sen tulee olla vähintään 1 mm. Muuten putki vääntyy, kun käämitys tapahtuu. Putki, jonka läpi kylmäaineen sisääntulo sijaitsee säiliön yläosassa.

Kupariputkinen lämmönvaihdin valmistetaan käämittämällä kupariputki lieriömäiseen esineeseen. Mitä suurempi kelan pinta-ala on, sitä suurempi pumpun suorituskyky on

Lämpöpumpun höyrystin voidaan valmistaa kahdessa versiossa - säiliön muodossa, jossa on kela, ja putken muodossa. Koska nesteen lämpötila höyrystimessä on pieni, kapasiteetti voidaan tehdä muovisesta tynnyristä. Tähän kapasiteettiin sijoitetaan piiri, joka on valmistettu kupariputkesta.

Toisin kuin lauhdutin, höyrystimen kelan on vastattava valitun säiliön halkaisijaa ja korkeutta. Höyrystimen toinen vaihtoehto: putki putkessa. Tässä suoritusmuodossa kylmäaineputki asetetaan halkaisijaltaan suurempaan muoviputkeen, jonka läpi vesi kiertää.

Tällaisen putken pituus riippuu suunnitellusta pumpun kapasiteetista. Se voi olla 25 - 40 metriä. Tällainen putki on kelattu.

Termostaattiventtiili tarkoittaa sulku- ja ohjausputken liitososia. Neulaa käytetään lukituselimenä paisuntaventtiilissä. Venttiilin sulkuelimen sijainti määritetään lämpötilassa haihduttimessa.

Tämän tärkeän järjestelmän elementin rakenne on melko monimutkainen. Se sisältää:

• Termopari.
• Aukko.
• Kapillaariputki.
• Termoballon.

Nämä elementit voivat tulla käyttökelvottomiksi korkeissa lämpötiloissa. Siksi juottamistöiden aikana venttiili olisi eristettävä asbestikankaalla. Säätöventtiilin on vastattava haihduttimen kapasiteettia.

Päärakenteellisten osien valmistustyön jälkeen tulee ratkaiseva hetki koko rakenteen kokoamisesta yhdeksi yksiköksi. Tärkein vaihe on kylmäaineen injektioprosessi tai jäähdytysnestettä järjestelmään.

Tällaisen operaation itsenäinen suorittaminen ei todennäköisesti ole edullista yksinkertaiselle maallikolle. Täällä joudut kääntymään ammattilaisten puoleen, jotka harjoittavat LVI-laitteiden korjausta ja huoltoa.

Tämän alueen työntekijöillä on pääsääntöisesti tarvittavat välineet. Kylmäaineen lataamisen lisäksi he voivat testata järjestelmää. Kylmäaineen oma lastaus voi johtaa rakenteen rikkoutumiseen, mutta myös vakaviin vammoihin. Lisäksi järjestelmän käynnistämiseen tarvitaan myös erikoislaitteita.

Järjestelmän käynnistyessä tapahtuu huippukäyttökuorma, joka on yleensä noin 40 A. Siksi järjestelmän käynnistäminen ilman käynnistysrelettä ei ole mahdollista. Ensimmäisen käynnistyksen jälkeen venttiili ja kylmäaineen paine on säädettävä.

Kylmäaineen valintaan tulisi suhtautua vakavasti. Loppujen lopuksi juuri tätä ainetta pidetään käytännössä tärkeimmän hyödyllisen lämpöenergian “kantajana”. Nykyisistä nykyaikaisista kylmäaineista freonit ovat suosituimpia. Nämä ovat hiilivetyyhdisteiden johdannaisia, joissa osa hiiliatomeista on korvattu muilla elementeillä.

Lämpöpumpun yksittäisten elementtien kokoamisen tuloksena tulisi saada suljettu silmukka, jota pitkin työväliaine kiertää

Näiden töiden tuloksena saatiin suljettu silmukkajärjestelmä. Kylmäaine kiertää siinä, mikä varmistaa lämpöenergian valinnan ja siirron höyrystimestä lauhduttimeen. Kytkettäessä lämpöpumppuja talon lämmönjakelujärjestelmään on huomioitava, että veden lämpötila lauhduttimen ulostulossa ei ylitä 50-60 astetta.

Lämpöpumpun tuottaman lämpöenergian alhaisen lämpötilan vuoksi lämmön kuluttajaksi tulisi valita erikoistuneet lämmityslaitteet. Se voi olla lämmin lattia tai alumiinista tai teräksestä valmistettu, pienen inertin omaava säteilijä, jolla on suuri säteilyalue.

Lämpöpumppujen kotitekoisia versioita on aiheellisinta harkita apulaitteina, jotka tukevat ja täydentävät päälähteen työtä.

Lämpöpumppujen rakenteita parannetaan joka vuosi. Kotitalouskäyttöön suunnitellut teollisuusmallit käyttävät tehokkaampia lämmönsiirtopintoja. Seurauksena on, että järjestelmän suorituskyky kasvaa jatkuvasti.

Ympäristökomponentti on tärkeä tekijä, joka stimuloi tällaisen lämpöenergian tuotantoteknologian kehittämistä. Tällaiset järjestelmät ovat melko tehokkaiden lisäksi saastuttavia ympäristöä. Avoimen liekin puuttuminen tekee sen käytöstä täysin turvallisen.

Päätelmät ja hyödyllinen video aiheesta

Video # 1. Kuinka tehdä yksinkertaisin kotitekoinen lämpöpumppu lämmönvaihtimella PEX-putkista:

Video # 2. Jatkuu tiedotustilaisuus:

Vaihtoehtoisina lämmitysjärjestelminä lämpöpumppuja on käytetty jo kauan. Näillä järjestelmillä on luotettavuus, pitkä käyttöikä ja mikä tärkeintä, ne ovat ympäristöystävällisiä. Niitä aletaan vakavasti pitää seuraavana askeleena tehokkaiden ja turvallisten lämmitysjärjestelmien kehittämisessä.

Haluatko kysyä tai puhua mielenkiintoisesta menetelmästä lämpöpumpun rakentamiseksi, jota ei mainita artikkelissa? Kirjoita kommentit alla olevaan kohtaan.