Cum se face o pompă de căldură aer-apă: diagrame ale dispozitivului și auto-asamblare

În legătură cu creșterea obișnuită a costurilor lichidelor de răcire, metodele alternative de încălzire devin populare. De exemplu, o pompă de căldură practică aer-apă care folosește energia aerului pentru a se încălzi. Instalarea nu necesită consumabile costisitoare, ușor de utilizat, sigure.

Datorită costului considerabil al ansamblului din fabrică al unității, mulți interesează construcția independentă a acestui sistem. Vă vom spune de ce va avea nevoie un maistru de casă pentru a face o pompă de căldură de casă. Aici veți afla ce echipamente tehnice trebuie să fie stocate.

Caracteristici ale sistemului termic aer-apă

Pompa de căldură, la care este dedicat acest articol, spre deosebire de alte modificări ale unui astfel de dispozitiv (în special, apă-apă și solul-apă), are mai multe avantaje:

• economisește energie electrică;
• instalația nu va necesita lucrări de sol la scară largă, foraj, obținerea de autorizații speciale;
• dacă conectați sistemul la panouri solare, puteți asigura autonomia deplină a acestuia.

Un avantaj semnificativ al unui sistem termic care extrage energia eoliană și o transferă în apă este siguranța de mediu sută la sută.

Înainte de a continua cu proiectarea pompei, este necesar să aflăm în ce cazuri sistemul este cel mai eficient și când utilizarea acestuia este imposibilă.

Un sistem de pompe de căldură care extrage energie din masa de aer poate fi utilizat pentru încălzirea tuturor tipurilor de lichide de răcire utilizate în CSI: apă, aer, abur

Specificul aplicației și al muncii

Pompa de căldură funcționează productiv exclusiv în intervalul de temperatură de la -5 până la +7 grade.La temperatura aerului de +7, sistemul va genera mai multă căldură decât este necesar, iar la o valoare sub -5 nu este suficient pentru încălzire. Acest lucru se datorează faptului că freonul concentrat din structură fierbe la o temperatură de -55 grade.

Teoretic, sistemul poate genera căldură chiar și într-un ger de 30 de grade, dar nu va fi suficient pentru încălzire, deoarece puterea de căldură depinde direct de diferența dintre punctul de fierbere al agentului frigorific și temperatura aerului.

Prin urmare, acest sistem nu va funcționa pentru locuitorii din regiunile nordice, unde vremea se întâmplă mai devreme, iar în casele din regiunile sudice poate servi eficient câteva luni reci.

Dacă în cameră sunt instalate baterii standard, pompa de căldură funcționează mai puțin eficient. Cel mai bine, dispozitivul aer-apă este combinat cu convectoare și alte radiatoare cu o suprafață mare, precum și sisteme de încălzire a podelei, "Pereți calzi" de tipul apei.

De asemenea, camera în sine ar trebui să fie bine izolată de exterior, să aibă ferestre cu mai multe camere încorporate, care asigură o izolare termică mai bună decât lemnul sau plasticul obișnuit.

Pompa de căldură interacționează cel mai bine cu sistemul de încălzire în pardoseală, care nu necesită încălzirea lichidului de răcire peste 40 - 45 ° С

Făcut singur pompa de caldura capabil să încălzească eficient casele de până la 100 de metri pătrați. m și garantat să dea o putere de 5 kW. Trebuie înțeles că freonul nu poate fi turnat cu o calitate suficient de înaltă într-o structură creată în condiții interne, prin urmare, ar trebui să se aștepte ca punctul de fierbere la -22 grade.

Dispozitivul de asamblare a locuinței este ideal pentru furnizarea de căldură către garaj, seră, săli, mică piscină privată etc. Sistemul este folosit de obicei ca încălzire suplimentară.

Cazan electric sau în orice caz vor fi necesare alte echipamente tradiționale pentru sezonul de încălzire. În timpul înghețurilor severe (-15-30 grade), se recomandă oprirea pompei de căldură pentru a evita risipa de electricitate, deoarece în această perioadă eficiența sa nu depășește 10%.

Pompele de căldură furnizează suficientă energie pentru a încălzi apa în bazinele private interioare (+)

Principiul sistemului

Substanța de lucru din proiectare este aerul. Prin unitatea exterioară, care este instalată pe stradă, oxigenul este canalizat la evaporator, unde interacționează cu agentul frigorific.

Freonul devine gazos sub influența temperaturii (deoarece fierbe la -55 grade) și într-o stare încălzită intră în compresor sub presiune. Dispozitivul comprimă gazul, crescând astfel temperatura.

Freonul fierbinte intră în circuitul rezervorului de stocare (condensator), unde se transferă căldura în apă, care poate fi utilizată ulterior pentru organizarea încălzirii și FGP. În condensator, freonul pierde doar o parte din căldură și este încă într-o stare gazoasă.

Trecând prin sufocare, agentul frigorific este pulverizat, ca urmare a temperaturii sale scade. Freonul devine lichid și în această formă trece în evaporator. Ciclul se repetă.

Figura arată schematic punerea în aplicare a principiului unei pompe de căldură elementare, împărțită de un compresor și un expansor în două circuite - presiune înaltă și joasă

Cei care doresc să construiască singuri pompa de caldura din materiale reziduale și echipamente vechi, de exemplu, de la un frigider vechi, informațiile descrise în articolul pe care îl recomandăm vă vor fi de ajutor.

Construcția pompei de căldură aer-apă

Sistemul de pompe de căldură este format din patru elemente principale:

• unitate exterioară;
• capacitățile schimbătorului de căldură-evaporator;
• unitate pentru compresor;
• capacitate de stocare (condensator).

Luați în considerare caracteristicile de proiectare ale fiecărui bloc.

Ansamblu unitate exterioară

Pentru a crea un bloc extern, veți avea nevoie de:

• carcasă. Un bloc dintr-un sistem despărțit, o mașină de spălat, alte echipamente generale este potrivit în mod tradițional, uneori este construit independent de sudare elemente metalice. Este important să tratați metalul cu vopsea anticorozivă de tip pudră după asamblare.
• Ventilatorul. Produsul poate fi împrumutat din lucrarea veche sisteme de climatizare sau cumpărați separat.

Modelul ventilatorului trebuie să aibă lamele late din plastic și, de preferință, cu un motor detașabil, pentru a putea conecta-l la senzor.

Pentru a asambla unitatea exterioară, aveți nevoie de o carcasă și un ventilator de sub sistemul de aer condiționat. Parametri de bloc aproximativ - 75x85x30 cm

În unitatea exterioară, puteți instala evaporatorul și elementele auxiliare pentru funcționarea acestuia, dar este mai indicat să așezați aceste piese într-un caz separat.

Instalați unitatea exterioară la o distanță de 2-10 m de casă. Este important să construiți o fundație sub ea și să puneți un baldachin pentru a proteja structura de precipitații. De asemenea, este necesar să fixați grila în fața ventilatorului pentru a evita murdărirea, resturile, frunzele să nu intre în paletele și conductele ventilatorului.

În plus, este de dorit să instalați încălzitoare care protejează pereții laterali și panourile de îngheț. În acest caz, nu este necesară încălzirea suplimentară a carcasei. Locul pentru instalarea unității trebuie să fie bine ventilat, ferit de surse de flacără deschise.

Unitate cu schimbător de căldură-evaporator

Evaporatorul poate fi achiziționat gata, folosind serviciile furnizorilor din rețea sau creat independent. Pentru a face acest lucru, aveți nevoie de un rezervor de 80 de litri și sârmă de cupru cu un diametru de 10 mm și o grosime de cel puțin 1 mm.

Lungimea este calculată individual, luând în considerare puterea necesară. Pentru un dispozitiv de 5 kW, puteți lua 10 m. În evaporator, încălzirea și circulația freonului vor avea loc, precum și contactul cu aerul.

Pentru a crea un schimbător de căldură, trebuie să proiectați o bobină. Pentru aceasta, sârma este înfășurată în jurul unei conducte cu pereți groși, cu un diametru care nu depășește lățimea rezervorului. Este important să lăsați feliile proeminente dincolo de înălțimea carcasei. Vor fi necesare pentru a conecta bobina cu alte elemente ale sistemului - compresorul și rezervorul de stocare.

Pentru a crea o bobină, un tub de cupru cu pereți de aproximativ 1 mm este înfășurat în jurul unui cilindru de gaz, conductă sau sticlă de plastic umplută cu apă

2 fitinguri pentru conectarea conductelor sunt tăiate în caroserie, sunt create doi conectori pentru ieșirea firului. Compușii sunt sigilați. Fixați structura finisată folosind paranteze în formă de L.

Se recomandă instalarea suplimentară a unui releu de dezgheț pe evaporator, deoarece aerul va circula în rezervor, a cărui temperatură este negativă.În acest caz, condensul care se acumulează în sistem poate cauza înghețarea evaporatorului. De asemenea, pentru a exclude formarea umidității, un sistem de uscare a filtrului poate fi introdus în sistem.

Reguli de instalare a compresorului

Pentru a instala compresorul, veți avea nevoie de o carcasă separată cu izolare de sunet și vibrații, deoarece aproape toate modificările dispozitivului sunt zgomotoase în timpul funcționării. Puteți lua un compresor uzat de sub frigider, aer condiționat sau puteți achiziționa un model nou.

Următoarele tipuri de compresoare sunt potrivite pentru pompele de căldură:

1. rotativ compresoarele sunt cele mai ieftine, dar au o serie de dezavantaje - fac zgomot, au o eficiență scăzută și durează 8-10 ani.
2. spirală modificările sunt instalate în toate modelele moderne de aparate de aer condiționat, frigidere. Sunt durabile (15-20 de ani), inutile, eficiente, dar au un cost ridicat.
3. piston modelele sunt instalate în principal pe frigidere industriale. Produsele au o eficiență bună, durabile (15-20 de ani), dar extrem de zgomotoase și costisitoare.

Pentru o pompă de căldură trebuie selectat un compresor monofazat. Înainte de a cumpăra, este important să aflați cu ce tip de freon funcționează dispozitivul. Este recomandabil să achiziționați un model care rulează pe R22, de preferință pe R422. Este mai ușor să lucrați cu un agent frigorific de acest tip decât cu orice alt tip de freon.

Compresorul este conectat prin tuburi la unitatea de evaporare și condensator. Datorită dispozitivului, freonul își crește temperatura.

Proiectarea capacității de stocare (condensator)

Pentru a face un condensator, aveți nevoie de o carcasă de sub un cazan de 100 de litri sau orice alt rezervor inoxidabil cu același volum. Este necesară și o bobină dintr-un tub de cupru. La o pompă de 5 kW, puteți lua un fir de 12 metri. Freonul fierbinte va trece prin tubul bobinei, datorită căreia apa este încălzită.

Pasul 1: Crearea unei bobine

Pentru fabricarea unei bobine, aveți nevoie de un fir de cupru cu un diametru de cel puțin 26 mm și o grosime a peretelui de 1 mm. Trebuie să fie înfășurat pe o țeavă având o secțiune mai mică decât rezervorul.

Înălțimea spiralei trebuie să se potrivească cu înălțimea carcasei. Este important să lăsați ieșirile conductelor în afara rezervorului pentru a putea conecta bobina cu evaporatorul și compresorul.

Pasul 2: pregătirea cazului

Pentru a instala bobina, rezervorul trebuie tăiat. Deasupra și de dedesubt, trebuie să creați găuri pentru ieșirile sârmei de cupru, precum și să tăiați compartimente suplimentare pentru instalarea a 2 fitinguri, dintre care unul este conceput pentru a ieși din apă, iar celălalt pentru a intra în ea. După procedurile efectuate, rezervorul trebuie sigilat.

Compresorul schimbător de căldură poate fi achiziționat separat, sub forma unui design finalizat. Folosind un dispozitiv asamblat din fabrică, puteți crește puterea și eficiența instalației.

Refrigerantul etichetat R22 în conformitate cu reglementările Montreal este programat să fie dezafectat până în 2030. Pentru a umple sistemul, este mai bine să utilizați înlocuitorul său - agent frigorific R422

Conectarea unității externe la evaporator

Pentru conectarea unității exterioare și a evaporatorului, vor fi necesare 2 țevi din polietilenă HDPE 32. Aerul va trece printr-o conductă și va ieși prin alta.

Conductele pot fi îngropate în pământ, după adăugarea oricărui material de nisip în șanț, sau lăsate la suprafață dacă carcasa exterioară este amplasată în apropierea casei.

Racordul evaporatorului, compresorului și rezervorului

Freon circulă în acest sistem. Pentru a conecta bobinele cu compresorul și clapeta de accelerație, este necesar să contactați specialiști în echipamente frigorifice. O persoană care nu are experiență în lucrul de lipit, chiar și cu unelte și materiale, va combina corect toate elementele într-un singur sistem pentru a asigura lucrările de construcție.

Mai mult, vor fi necesare multe materiale suplimentare - tuburi de diferite diametre, diverse modificări robinete de scurgeresupape pentru gravarea aerului, supape de siguranță, precum și cleme pentru conducte, cleme, freze de conducte pentru tăierea secțiunilor conductei.

Vor fi necesare alte dispozitive specializate care sunt disponibile în orice atelier pentru repararea frigiderelor și a aparatelor de aer condiționat.

Injecția de freon de înaltă calitate este, de asemenea, efectuată folosind echipamente speciale. Prin urmare, pentru a combina schimbătoarele de căldură, un compresor și clapeta de accelerație într-un sistem de lucru, este mai convenabil și mai profitabil să apelați la profesioniști.

Implementarea sistemului de management al instalării

Pentru a monitoriza presiunea și temperatura freonului, puteți utiliza o placă cu afișaj de sub orice aparat de aer condiționat. În procesul de lipire cu ajutorul specialiștilor, proiectarea poate fi implementată corect în instalație.

De asemenea, este posibil să conectați un dispozitiv special - un senzor de rotație a ventilatorului. Reglează viteza de rotație a lamelor și automatizează, de asemenea, viteza pompei de circulație a freonului.

În plus, puteți seta un cronometru, demaror electricdispozitiv care protejează compresorul de supraîncălzire. Toate aceste piese pot fi achiziționate de la magazinele de reparații sau de pe piața pieselor de schimb.

Calculul puterii pompei de căldură aer-apă

Pentru incalzirea camerelor cu o suprafata de 100 mp. Am nevoie de o pompă de căldură mai mare. Puterea necesară a instalației poate fi calculată aproximativ folosind tabelul:

Aceste tabele vor ajuta la calcularea ariei bobinei pentru a crea instalarea unei anumite puteri

Pentru a determina câtă putere ar trebui să aibă compresorul, care diametrele conductelor să folosească și alte date importante la proiectarea unei pompe de căldură aer-apă, trebuie să apelați la una dintre următoarele metode:

• Folosiți calculatoare online postate pe site-urile producătorilor de schimbătoare de căldură.
• Aplicați software CoolPack 1,46, Copeland.
• Invitați un specialist care va face măsurătorile și calculele necesare.

Zona de bobina a condensatorului (PCO) poate fi calculat după formula:

PCO = M / 0,8DT,

unde M este puterea unității în kW; 0,8 - coeficient de conductivitate termică în contact cu apa și cupru; DT este diferența de temperatură dintre aerul care intră și cel care iese în sistem.

Parametrii pompei de căldură de mai sus sunt potriviți pentru camere de până la 100 de metri pătrați. metri. Puterea instalatiei este de 5 kW. Dacă achiziționați schimbătoare de căldură speciale, este foarte posibil să creșteți capacitatea instalației până la 10-15 kW.

Figura arată un sistem în care schimbătoarele de căldură, un compresor, un accelerator sunt combinate într-un rezervor. Proiectarea utilizează schimbătoare de căldură din fabrică (+)

Serviciul de instalare casnic

Pentru o funcționare de înaltă calitate, pompa de căldură necesită o întreținere suplimentară. Dacă utilizați dispozitivul pe timp de iarnă (având în vedere că nu este instalată o încălzire suplimentară în carcasă), atunci unitatea va trebui să fie încălzită periodic, deoarece pe suprafața sa se va forma o crustă de gheață.

De asemenea, este necesar periodic:

• Curățați lamele ventilatorului de resturi - frunze, praf, murdărie, zăpadă etc.
• Ungeți compresorul conform instrucțiunilor sale.
• Schimbați uleiul în compresor și ventilator.

În plus, pentru funcționarea normală a sistemului, este necesar să verificați în mod regulat integritatea conductei de cupru, cablul de alimentare care alimentează compresorul, ventilatorul și alte dispozitive.

Concluzii și video util pe această temă

Următorul videoclip vă va familiariza cu principiul funcționării și designul unei pompe de căldură care procesează energia eoliană:

O pompă de căldură aer-apă fabricată de casă este unul dintre cele mai eficiente și cu costuri reduse pentru încălzirea suplimentară a locuințelor. Oricine poate realiza și instala acest sistem.

Vă rugăm să scrieți comentarii în blocul de mai jos. Poate aveți informații și fotografii interesante pe tema articolului? Puneți întrebări, împărtășiți-vă opiniile și sfaturile utile pentru vizitatorii site-ului.