DIY geotermisk varmepumpe for hjemmevarme: enhet, design, selvmontering

Du kan organisere oppvarming og varmtvannsforsyning til et privat hus på forskjellige måter, for eksempel koble til sentral gassforsyningskommunikasjon eller overføre varmesystemer til strømforbruk. Er du enig?

Og du kan sette sammen en geotermisk varmepumpe med egne hender og effektivt bruke jordens varme for å skape komfortable levekår. Selvfølgelig er dette en ganske tidkrevende prosess, men for de som i det minste er litt kyndige i teknologi, vil dette ikke være noen stor sak.

I vår artikkel vil vi snakke om prinsippene for drift og typer geotermiske installasjoner. Vi vil fortelle deg hvordan du bygger en varmepumpe selv fra improviserte materialer. I tillegg vil du i artikkelen finne ekspertråd for valg av geo-aggregater. Og videoene som legges ut, vil avsløre installasjonshemmelighetene og prinsippene for drift av geotermiske pumper.

Hvordan fungerer en termisk geoenhet?

Den geotermiske varmepumpens driftsalgoritme er basert på overføring av varme fra en kilde med et lite potensiale for termisk energi til en varmebærer. Landet her spiller rollen som en radiator om sommeren og er en aktiv varmekilde i vintersesongen.

Jordtemperaturforskjeller bidrar til å forbedre den generelle systemeffektiviteten og bidra til å redusere de faktiske driftskostnadene.

Grunnlaget for den geotermiske varmepumpen er fenomenet termisk treghet. Jordens temperatur på 6 meters dyp tilsvarer nesten nøyaktig den gjennomsnittlige årlige lufttemperaturen i regionen og endrer seg veldig lite gjennom kalenderåret

I praksis kommer det eksisterende kjølevæsken inn i rørledningen som ligger i bakken og varmes opp der med flere grader. Deretter går komposisjonen til varmevekslerenheten (eller fordamperen) og overfører den akkumulerte termiske energien til den interne systemkretsen.

Prinsippet om drift av geotermiske installasjoner ligner på funksjonen til kjølesystemer. Derfor brukes noen typer varmepumper om sommeren med hell som klimaanlegg, og med deres hjelp kjøler de luften i boliglokaler

Kuldemediet som opererer i den eksterne kretsen varmes opp i fordamperen, omdannes til gass og kommer inn i kompressoren. Der trekker den seg sammen under påvirkning av høyt trykk og blir enda varmere.

Den varme gassen går inn i kondensasjonsanordningen og avgir termisk energi til det arbeidende kjølevæsken i det interne systemet som er ansvarlig for oppvarming av huset. På slutten av prosessen går kjølemediet som har mistet varmen tilbake til sitt utgangspunkt i flytende tilstand.

Hva er geotermiske installasjoner?

Geotermiske varmepumper avviker fra hverandre i typen varmebærer på de indre og ytre konturene av strukturen. Enhetens energi hentes fra jord, vann (grunnvann eller et åpent naturlig reservoar) eller luft.

Inne i lokalene brukes varmeressursen til oppvarming av rom, oppvarming av vann og aircondition. Avhengig av hvilken kombinasjon av elementer og funksjoner som brukes, klassifiseres systemene i typer: "grunnvann", "vann-vann" og "luft-vann".

Alternativ 1. Land-til-vann-montering

Grunnvannspumpen er et av de mest effektive alternative oppvarmingsalternativene for boligbygg. Prinsippet for dets handling er å velge ved hjelp av sonder eller samlere av termisk energi fra jorda og overføre den til et varmtvannssystem for hjemmevann.

Jord-vann geotermiske varmepumper er høyteknologiske, progressive enheter. De er preget av eksepsjonell pålitelighet og viser et høyt effektivitetsnivå. Krever ikke konstant inngrep fra eierne i arbeidet, men trenger profesjonell ettersalgsservice

Den spesielle installasjonen, som består av en geotermisk varmeveksler plassert under dybden av den faktiske frysen av jorda, og selve varmepumpen, som fungerer som et kjøleskap, hjelper til med å implementere teknologien, bare omvendt (Carnot-omvendt syklus).

Hvordan enheten fungerer

Grunnvannsinstallasjonen, som varmer boligkvarteret på grunn av fornybar varme produsert av jorda, fungerer i henhold til følgende algoritme:

1. Arbeidsvæsken (saltlake eller frostvæske), som beveger seg langs den geotermiske kretsen, tar temperaturen på jorda og overføres til varmeveksleren - fordamperen gjennom en pumpe. Der gir hun den innsamlede varmen til freon, og seg selv, blir kaldere med 2-5 ° C, vender tilbake til utgangspunktet.
2. Beriket med termisk energi fordamper freon, og etter å ha tatt en gassformig tilstand, kommer den inn i kompressorenheten. Der stiger gasstemperaturen på grunn av komprimerings- og kondensasjonsformer.
3. Termisk energi overføres til kjølevæsken i hjemmevarme-systemet, og freon får igjen en flytende form. Trykket synker etter å ha passert gjennom ekspansjonsventilen til systemet og kjølemediet føres tilbake til fordamperen for å få en annen del av ressursen.

Som et resultat av denne prosedyren er mengden termisk energi hentet fra jorden og overført til varmesystemet i et boligbygg mer enn fire ganger strømforbruket for å sikre korrekt drift av kompressorenheten, sirkulærpumpen og kontrollenheten.

En glykolblanding med god viskositetsindeks, vann med alkohol eller saltoppløsning - dette er de ikke-frysende væskene som brukes i jordvannssystemet. De er miljøvennlige, tar effektivt varme og transporterer den til pumpestasjonen

En ekstra bonus er det faktum at systemet har muligheten til å jobbe i motsatt retning, det vil si for avkjøling. Riktignok når tapet av effektivitet 20%, men dette anses som berettiget, gitt utstyrets høye varmeevne.

Land-til-vann-plasseringsalternativer

For å lage den ytre konturen til jordvannssystemet, brukes polymerrør med høy styrke med gode ytelsesegenskaper. De er plassert horisontalt og legger seg på bunnen av gropen på en måte som minner om arrangementet for kommunikasjon for "varme gulv" -komplekser.

Grunnvannsvarmepumpen er pålitelig, effektiv og rolig i drift, men installasjonen koster anstendige penger og tar mye tid (minst 1 måned for bygging, installasjon og idriftsettelsesaktiviteter). Dette punktet må tas i betraktning før du bestemmer deg for et varmesystem av denne typen

Ved installasjon brukes et område på 25-50 kvadratmeter. m for hver enkelt kilowatt kraftmontert pumpe. Dybden på gropen velges under frysegrensen, og de nøyaktige dimensjonene og stigningen for rørleggingen bestemmes av en tilleggsberegning.

Det anbefales at eiere av store jordbruksbedrifter som har valgt en jordvarmepumpe for å varme opp hjemmet, installere horisontale samlere. Det er mer sannsynlig at eierne av små tomter installerer dype sonder, siden de går langt ned i jorden og ikke "spiser" det nyttige området i nærheten av huset

Territorier som kommuniserer med geotermiske land-vannsystemer er ikke lenger brukt til landbruksformål. De kan deles inn i en vakker gressplen eller blomstereng med blomstrende ettårige.

Vertikal installasjon er mye mer problematisk og innebærer bruk av profesjonelt utstyr. En brønn fra 20 til 150 m dybde bores på stedet ved hjelp av en borerigg, en spesiell geotermisk sonde senkes ned i den og kobles til en pumpe som forsyner arbeidsvæsken til hjemmevarme-systemet.

Den vertikale sonden for jord-vann geotermisk system er et hode med tilkoblede rør. Den ligger i en brønn med en dybde på 18 m eller mer. Det nøyaktige antallet brønner og sonder, dybden til ønsket dykk og den faktiske diameteren på rørledningen beregnes separat for hvert enkelt tilfelle, basert på informasjon innhentet som et resultat av geologisk undersøkelse av spesialister på stedet.

Sonde-rør som strekker seg fra de borede brønnene, kommer inn i manifoldbrønnen. Fra den til varmepumpen er to hovedledninger (tilførsel og retur) utstyrt med isolasjonsbelegg. Linjens diameter avhenger av det totale volumet til systemet og rommet du vil varme opp. Noen ganger når parametrene 160 mm.

I følge grove anslag vil det være behov for omtrent 7,5 kW / t energi for å varme opp et boligbygg med et areal på rundt 100 m2. I dette tilfellet må de vertikale sonder for å lage varmesystemet "landvann" senkes ned i bakken med 110-115 meter, eller tas inn i horisontal kommunikasjon 250 m2 av den tilstøtende delen (+)

På grunn av det faktum at jordstemperaturen på en dybde alltid er høyere og mer stabil på grunn av påvirkningen fra jordens kjerne, anerkjennes den vertikale måten å legge varmesystemet på som den mest effektive. Det demonstrerer et høyt effektivitetsnivå og fungerer pålitelig i mange år, uten å gi feil og sammenbrudd.

Alternativ 2. Funksjoner av vann-til-vann varmepumper

Det vann-vann geotermiske systemet bruker den termiske energien til en vannressurs i sitt arbeid. Dette er mulig fordi temperaturen på vannet, som jorda, på store dyp, forblir ganske høy og holder stabile, konstante indikatorer gjennom året.

For å utstyre vann-vannsystemet og oppnå lavpotensiell termisk energi, kan du bruke åpne vannforekomster (innsjøer, elver), brønner, brønner og til og med avløpsvann fra teknologiske sykluser for industriell produksjon (revers vannforsyning)

Det er ingen grunnleggende strukturell forskjell mellom en grunnvanns varmepumpe og en vann-vann varmepumpe.Men de minste økonomiske og lønnskostnader krever et kompleks utstyrt på basis av et åpent reservoar. Installasjon krever ikke storskala boreaktiviteter.

Rørmaterialet med kjølevæske er ganske enkelt utstyrt med en belastning, nedsenket i vann og koblet til hjemmevarme-systemet gjennom tilkoblingskommunikasjon.

Dette alternativet er imidlertid bare mulig hvis landet ligger ved siden av vannet og alle kommunikasjonsdeler av systemet er under kontroll av eierne. Hvis det ikke er tilgang til et åpent reservoar, brukes potensialet til grunnvann.

Riktig nok innebærer dette alvorlig landarbeid og konstruksjon av komplekse strukturer, for eksempel en ekstra brønn, designet for å tømme vann som går gjennom varmevekslerenheten.

Når du installerer en vann-til-vann varmepumpe, er ikke en, men to brønner utstyrt. Arbeidsvann føres gjennom det ene, og passerer varmeveksleren, blir omdirigert til det andre, som ligger i bevegelsesretningen til bakkenes strømmer. Under plassering skal det bemerkes at mottaksbrønnen må være minst 6 meter fra den produserende brønnen og må være nedstrøms

vanligvis vann-til-vann-installasjoner Monter der det ikke er noen måte å koble til sentral kommunikasjon eller bruke andre typer kjølevæsker.

Eksperter hevder at alternativ oppvarming av denne typen er ekstremt effektiv i moderne bygninger som har et minimum av varmetap.

Når du lager og installerer gjør-det-selv-vann-geotermisk varmesystem, er det veldig viktig å bruke materialer med høy motstand mot korrosjon, frysing og andre aggressive manifestasjoner av det ytre miljø. Da vil utstyret vare lenge og ikke gi eieren noen problemer

Hvis huset er godt isolert, beskyttet mot trekk, fuktighet og inntrengning av frostig luft, eller bygget ved hjelp av moderne varmeisolasjonsteknologier, reduseres kostnadene for varmesystemet betydelig på grunn av muligheten til å kjøpe pumpeutstyr med mye lavere effekt.

Alternativ 3. Ordning av luft-vann systemer

Luft-vann-varmepumpen bruker den rimeligste, ubegrensede og fornybare naturlige energiressursen - luft for drift. Utstyret fungerer gjennom vifter og fordamper, kombinert til et enkelt kompleks.

Det er mest effektivt ved temperaturer opp til -15 ° C. Med mer aggressive indikatorer mister den en betydelig del av makten.

Luft-til-vann-varmepumpen er betydelig billigere enn vann-til-vann- og grunn-til-vann-modellene. Modulen er egnet for regioner med relativt varme vintre. I kalde nordlige regioner der frost overstiger -20 ... 25 ° C, anses installasjon av luftutstyr som upassende

Enheten er ekstremt praktisk ved at det ikke krever at eierne av et privat hjem har spesialutstyr for installasjon og komplekst installasjonsarbeid.

Den trenger ikke utgraving, brønnboring og andre arbeidskrevende tiltak. Enkel å installere og tar ikke mye plass. Den kan fungere riktig, plassert på taket av stuen.

Det er mulig å installere en luft-vann geotermisk pumpe på et område direkte i nærheten av boligbygg. Det fungerer stille og har et moderne, attraktivt utseende, og ødelegger ikke den generelle utformingen av territoriet

De viktigste fordelene med utstyret inkluderer nesten lydløs drift og muligheten til å gjenbruke varme som frigjøres fra det oppvarmede rommet i form av avtrekksluft, vann, gass, røyk, etc.

Eierne utfører systemvedlikehold på egen hånd:

• rengjør viftebladene og beskyttelsesgitter på fordamperinstallasjonen mot støv, lite rusk og blader;
• smør kompressor spesiell sammensetning spesifisert i produsentens instruksjoner;
• skift olje i kraftenheter (vifte, kompressor) med en viss frekvens;
• kontroller integriteten til strømkabelen forsynings- og kobberrør som kjølemediet sirkulerer gjennom systemet.

I tillegg til disse handlingene, anbefaler produsenter av pumpeutstyr kunder sterkt å overvåke tilstanden til termiske sensorer som gjenspeiler driften av kontrollenheten.

De må rengjøres ved å fjerne støv og oljeflekker forsiktig fra overflaten. Det vil forlenge "livet" medluft-til-luft-systemer og vil gjøre operasjonsprosessen mer enkel og komfortabel.

Hvordan lage enheten med egne hender?

Uansett hvilket ressursalternativ (jord, vann eller luft) som er valgt for oppvarming, vil det være behov for en pumpe for at systemet skal fungere ordentlig.

Denne enheten består av elementer som:

• kompressorenhet (mellomelement i komplekset);
• fordamperenoverføring av lavpotensiell energi til kjølevæsken;
• gassventilhvor kjølemediet finner returveien til fordamperen;
• kondensatorenhvor freon avgir termisk energi og avkjøles til den opprinnelige temperaturen.

Du kan kjøpe et komplett system fra produsenten, men det vil koste et anstendig beløp. Når det ikke er gratis penger for hånden, bør du lage en varmepumpe med egne hender fra de tilgjengelige delene, og om nødvendig kjøpe de manglende delene.

Når du planlegger installasjonen av et geotermisk varmesystem i et privat hus, må det først og fremst tas hensyn til å redusere varmetapet. For dette må veggene isoleres med spesielt materiale, dørene og vinduskarmer skal være utstyrt med skumplater, og gulvet og taket skal beskyttes med skumplater. Da vil varmen som tildeles pumpen i maksimal grad forbli innendørs

Når beslutningen om å lage en varmepumpe med egne hender tas, må du definitivt sjekke tilstanden til den elektriske ledningen og den elektriske måleren som er tilgjengelig i huset.

Hvis disse elementene er slitte og gamle, er det nødvendig å se på alle områdene, oppdage mulige funksjonsfeil og eliminere dem før du starter arbeidet. Da vil systemet umiddelbart etter oppstart fungere feilfritt og vil ikke forstyrre eierne med kortslutning, brannkabling og slå ut trafikkork.

Metode nr. 1. Montering fra kjøleskapet

For å sette sammen varmepumpen med egne hender, fjern spolen som ligger på baksiden av det gamle kjøleskapet. Denne delen brukes som kondensator og plasseres i en høy styrkebeholder som er motstandsdyktig mot aggressive temperaturer. En riktig fungerende kompressor er festet til den, og en enkel plastfat brukes som fordamper.

Hvis du bruker et veldig gammelt kjøleskap for å lage pumpen, er det bedre å erstatte freon i den med en ny. Du vil ikke kunne gjøre dette på egen hånd, så du må invitere en mester med spesialutstyr. Den vil raskt erstatte arbeidsvæsken, og systemet vil fungere i riktig modus

De forberedte elementene kobles sammen, og deretter kobles den opprettede enheten til varmesystemet ved hjelp av polymerrør og utstyret settes i drift.

En trinn-for-trinn-instruksjon om hvordan du monterer en varmepumpe fra et kjøleskap er beskrevet i denne artikkelen.

Metode nr. 2. Klimaanlegg varmepumpe

For å lage en varmepumpe blir klimaanlegget modifisert og noen grunnenheter er omutviklet. Først byttes de ytre og indre blokker.

Fordamperen, som er ansvarlig for overføring av lav kvalitet, er ikke installert i tillegg, siden den er tilgjengelig i innendørsenheten på enheten, og den varmeoverførende kondensatoren er plassert i utendørsenheten. Både luft og vann er egnet som varmebærer.

Hvis dette installasjonsalternativet ikke er praktisk, blir kondensatoren installert i en egen tank designet for riktig varmeveksling mellom oppvarmingsressursen og kjølevæsken.

Selve systemet er utstyrt med en fireveis ventil.En spesialist med faglige ferdigheter og erfaring med å gjennomføre arrangementer av denne typen inviteres vanligvis til dette arbeidet.

Moderne delte systemer er ineffektive ved lave temperaturer, så fagpersoner anbefaler ikke å bruke dem til uavhengig produksjon av varmepumper

I den tredje versjonen er klimaanlegget demontert fullstendig i sine bestanddeler, og deretter fullføres pumpen fra dem i henhold til den tradisjonelle allment aksepterte ordningen: fordamper, kompressor, kondensator. Den ferdige enheten er koblet til utstyret som varmer huset og begynner å bruke.

Nettstedet har en serie artikler om produksjon av varmepumper med egne hender, vi anbefaler at du leser:

1. Hvordan lage en varmepumpe for oppvarming av et hus med egne hender: prinsippet om drift og monteringsplan
2. Hvordan lage en luft-vann varmepumpe: diagrammer og selvmontering

Systemtips

Installasjon av land-vann utstyr er dyrere enn alle andre alternativer, fordi det krever dypt gravearbeid med et vertikalt arrangement av utstyr eller et stort fritt område på et sted med horisontal kommunikasjon.

Disse parametrene begrenser bruken av systemet og reduserer det attraktive.

Å installere en vann-til-vann-pumpe har også noen begrensninger. Hvis det er en tilgjengelig vannmasse i nærheten, kan du plassere systemet i det. Mangelen på åpent vann vil medføre boring av brønner og omløpsbrønner, noe som heller ikke er billig.

Luft-vannpumpen gir ikke installasjonsproblemer, og kan fungere korrekt selv i leilighetsbygg, men under alvorlige vintre med lave temperaturindikatorer reduseres dens virkningsgrad og det kreves en parallell energikilde for å støtte den.

Men arrangement av geotermisk oppvarming som et resultat, betaler det kostnadene og begynner å utvikle en gratis ressurs, slik at eierne kan leve under de mest praktiske, behagelige og komfortable forholdene, uten å bruke mye penger på bruksregninger.

Konklusjoner og nyttig video om emnet

Videoen illustrerer hvordan et varmesystem basert på geotermisk luft-vannoppvarmingsutstyr er utstyrt i et stort hus fra en gass-silikatblokk. Noen interessante nyanser angående installasjon av utstyr blir avslørt, og det reelle antallet bruksregninger for måneden blir kunngjort.

Hvordan fungerer grunnvannsutstyr? En detaljert beskrivelse fra en spesialist innen installasjon av geotermiske varmekjeler, anbefalinger og nyttige tips for hjemmemestere fra en profesjonell innen sitt felt.

En ekte bruker av utstyr deler sine inntrykk av den termiske jordvarmepumpen.

En profesjonell låsesmed forteller hvordan du lager en varmepumpe hjemme basert på en kraftig kompressor og rørformede varmevekslingsdeler. Detaljerte trinnvise instruksjoner.

En geotermisk pumpe for oppvarming av et privat hjem er en god måte å skape komfortable levekår, selv der sentraliserte kommunikasjonssystemer og mer kjente energikilder ikke er tilgjengelige.

Valg av system avhenger av eiendommens territoriale beliggenhet og eiernes økonomiske muligheter.

Har du erfaring med å produsere en geotermisk varmepumpe? Del informasjon med leserne våre, foreslå din versjon av forsamlingen. Du kan legge igjen kommentarer og legge ved bilder av hjemmelagde produkter i skjemaet nedenfor.