Ako vyrobiť tepelné čerpadlo vzduch - voda: schémy zariadení a samo zostavenie

V súvislosti s pravidelným zvyšovaním nákladov na chladiace médiá sa stávajú populárnymi alternatívne spôsoby vykurovania. Napríklad praktické tepelné čerpadlo vzduch-voda, ktoré využíva teplo na vzduch. Inštalácia nevyžaduje drahé spotrebné materiály, jednoduché použitie, bezpečné.

Kvôli značným nákladom na montáž jednotky z výroby majú mnohí záujem o nezávislú konštrukciu tohto systému. Povieme vám, čo bude domáci majster potrebovať na výrobu domáceho tepelného čerpadla. Tu nájdete, aké technické vybavenie by sa malo skladovať.

Vlastnosti tepelného systému vzduch-voda

Tepelné čerpadlo, ktorému je tento výrobok venovaný, na rozdiel od iných úprav takéhoto zariadenia (najmä voda-voda a pôda-voda), má niekoľko výhod:

• šetrí elektrinu;
• inštalácia si nebude vyžadovať rozsiahle zemné práce, vŕtanie, získanie zvláštnych povolení;
• Ak pripojíte systém k solárnym panelom, môžete si zaistiť jeho úplnú autonómiu.

Významnou výhodou tepelného systému, ktorý získava veternú energiu a prenáša ju do vody, je stopercentná bezpečnosť životného prostredia.

Pred začatím návrhu čerpadla je potrebné zistiť, v ktorých prípadoch je systém najúčinnejší a kedy je jeho použitie nepraktické.

Systém tepelného čerpadla, ktorý získava energiu zo vzduchovej hmoty, sa môže použiť na vykurovanie všetkých druhov chladiacich médií používaných v CIS: voda, vzduch, para

Špecifiká aplikácie a práce

Tepelné čerpadlo pracuje produktívne výlučne v teplotnom rozmedzí od -5 do +7 stupňov.Pri teplote vzduchu +7 bude systém generovať viac tepla, ako je potrebné, a pri hodnote pod -5 nestačí na vykurovanie. Je to spôsobené skutočnosťou, že koncentrovaný freón v štruktúre vrie pri teplote -55 ° C.

Teoreticky môže systém generovať teplo aj pri 30 stupňoch mrazu, ale nebude to stačiť na vykurovanie, pretože tepelný výkon priamo závisí od rozdielu medzi bodom varu chladiva a teplotou vzduchu.

Preto tento systém nebude fungovať pre obyvateľov severných oblastí, kde sa skôr vyskytuje chladné počasie, av domoch južných regiónov môže efektívne slúžiť niekoľko chladných mesiacov.

Ak sú v miestnosti nainštalované štandardné batérie, tepelné čerpadlo bude pracovať menej efektívne. Najlepšie zo všetkého je, že zariadenie vzduch-voda je kombinované s konvektormi a inými radiátormi s veľkou plochou, ako aj podlahové kúrenie, „Teplé steny“ typu vody.

Aj samotná miestnosť by mala byť dobre izolovaná zvonka, vstavané viackomorové okná, ktoré poskytujú lepšiu tepelnú izoláciu ako bežné drevené alebo plastové.

Tepelné čerpadlo najlepšie spolupracuje s podlahovým kúrením, ktoré nevyžaduje zahrievanie chladiacej kvapaliny nad 40 - 45 ° С.

self-made tepelné čerpadlo schopné efektívne vykurovať domy až do 100 metrov štvorcových. ma zaručený výkon 5 kW. Malo by byť zrejmé, že freón sa nemôže naliať dostatočne vysoko do štruktúry vytvorenej v domácich podmienkach, preto by sa malo očakávať, že jeho teplota varu bude -22 stupňov.

Zariadenie na montáž do domácnosti je ideálne na dodávku tepla do garáže, skleníka, technickej miestnosti, malý súkromný bazén Systém sa zvyčajne používa ako prídavné kúrenie.

Elektrický kotol alebo iné tradičné vybavenie pre vykurovacie obdobie bude v každom prípade potrebné. Počas silných mrazov (-15-30 stupňov) sa odporúča tepelné čerpadlo vypnúť, aby sa zabránilo plytvaniu elektrinou, pretože v tomto období jeho účinnosť nie je vyššia ako 10%.

Tepelné čerpadlá dodávajú dostatok energie na ohrev vody vo vnútorných súkromných bazénoch (+)

Princíp systému

Pracovnou látkou v návrhu je vzduch. Prostredníctvom vonkajšej jednotky, ktorá je nainštalovaná na ulici, je kyslík vedený do výparníka, kde interaguje s chladivom.

Freón sa pod vplyvom teploty stáva plynným (pretože vrie pri -55 stupňov) a vo vyhrievanom stave vstupuje do kompresora pod tlakom. Zariadenie stlačuje plyn, čím zvyšuje jeho teplotu.

Hot Freon vstupuje do okruhu akumulačnej nádrže (kondenzátora), kde sa teplo prenáša do vody, ktorá sa neskôr môže použiť na organizáciu vykurovania a FGP, V kondenzátore freón stráca iba časť svojho tepla a je stále v plynnom stave.

Chladivom prechádzajúcim sýtič sa rozprašuje, v dôsledku čoho klesá jeho teplota. Freón sa stáva tekutým a v tejto forme prechádza do výparníka. Cyklus sa opakuje.

Obrázok schematicky zobrazuje implementáciu princípu elementárneho tepelného čerpadla rozdeleného kompresorom a expandérom na dva okruhy - vysoký a nízky tlak

Tí, ktorí chcú stavať na vlastnú päsť tepelné čerpadlo z odpadových materiálov a starých zariadení, napríklad zo starej chladničky, pomôžu informácie uvedené v článku, ktorý odporúčame.

Konštrukcia tepelného čerpadla vzduch-voda

Systém tepelného čerpadla sa skladá zo štyroch hlavných prvkov:

• vonkajšia jednotka;
• kapacity výmenníka tepla a výparníka;
• jednotka kompresora;
• skladovacia kapacita (kondenzátor).

Zvážte konštrukčné vlastnosti každého z blokov.

Montáž vonkajšej jednotky

Na vytvorenie externého bloku budete potrebovať:

• bývanie, Blok z deleného systému, práčka, iné celkové vybavenie je tradične vhodné, niekedy je postavený nezávisle zváranie kovové prvky. Po montáži je dôležité kov ošetriť práškovou antikoróznou farbou.
• Ventilátor. Produkt si môžete požičať zo starého diela klimatizačné systémy alebo zakúpiť samostatne.

Model ventilátora by mal mať široké plastové listy a pokiaľ možno s odnímateľným motorom, aby bolo možné ich pripojiť k senzoru.

Na zostavenie vonkajšej jednotky potrebujete skrinku a ventilátor z klimatizačného systému. Približné parametre bloku - 75x85x30 cm

Vo vonkajšej jednotke môžete nainštalovať výparník a pomocné prvky pre jeho prevádzku, ale je lepšie umiestniť tieto časti do samostatného prípadu.

Vonkajšiu jednotku inštalujte vo vzdialenosti 2 až 10 m od domu. Je dôležité postaviť pod ňu základ a položiť vrchlík, aby bola štruktúra chránená pred zrážkami. Mriežku je potrebné pripevniť aj pred ventilátor, aby sa zabránilo vniknutiu nečistôt, zvyškov, listov do lopatiek a rúrok ventilátora.

Okrem toho je žiaduce inštalovať ohrievače, ktoré chránia bočné steny a panely pred námrazou. V takom prípade nie je potrebné ďalšie vyhrievanie krytu. Miesto inštalácie jednotky musí byť dobre vetrané, mimo zdrojov otvoreného ohňa.

Jednotka s výmenníkom-odparovačom

Výparník je možné zakúpiť hotový pomocou služieb dodávateľov v sieti alebo vytvoriť samostatne. Na to potrebujete 80-litrový tank a medený drôt s priemerom 10 mm a hrúbkou najmenej 1 mm.

Dĺžka sa počíta individuálne s ohľadom na požadovaný výkon. Pri zariadení s výkonom 5 kW môžete vziať 10 m. Vo výparníku dôjde k zahrievaniu a cirkulácii freónu, ako aj ku kontaktu so vzduchom.

Ak chcete vytvoriť výmenník tepla, musíte navrhnúť cievku. Za týmto účelom je drôt ovinutý okolo silnostennej rúrky, ktorej priemer nepresahuje šírku nádrže. Je dôležité nechať plátky vyčnievajúce nad výšku krytu. Budú potrebné na pripojenie cievky s inými prvkami systému - kompresorom a zásobnou nádržou.

Na vytvorenie cievky sa medená rúrka so stenami približne 1 mm obalí okolo plynovej fľaše, potrubia alebo plastovej fľaše naplnenej vodou.

Do telesa sú vyrezané 2 armatúry pre pripojenie potrubí, sú vytvorené dva konektory pre výstup z drôtu. Zlúčeniny sú utesnené. Hotovú štruktúru pripevnite pomocou konzol tvaru L.

Odporúča sa do výparníka dodatočne nainštalovať odmrazovacie relé, pretože v nádrži cirkuluje vzduch, ktorého teplota je záporná.V takom prípade môže kondenzácia v systéme spôsobiť zamrznutie výparníka. Aby sa vylúčila tvorba vlhkosti, môže sa do systému zaviesť aj sušička s filtrom.

Pravidlá inštalácie kompresora

Na inštaláciu kompresora budete potrebovať samostatný kryt so zvukovou a vibračnou izoláciou, pretože takmer všetky úpravy zariadenia sú počas prevádzky hlučné. Použitý kompresor si môžete zobrať z chladničky, klimatizácie alebo si kúpiť nový model.

Pre tepelné čerpadlá sú vhodné nasledujúce typy kompresorov:

1. otáčavý Kompresory sú najvýhodnejšie, ale majú množstvo nevýhod - spôsobujú hluk, majú nízku účinnosť a trvajú 8 až 10 rokov.
2. špirála úpravy sú inštalované vo všetkých moderných modeloch klimatizácie, chladničky. Sú odolné (15 - 20 rokov), nehlučné, efektívne, ale majú vysoké náklady.
3. piest modely sa inštalujú hlavne do priemyselných chladničiek. Výrobky majú dobrú účinnosť, trvanlivé (15 - 20 rokov), ale sú mimoriadne hlučné a drahé.

Pre tepelné čerpadlo sa musí zvoliť jednofázový kompresor. Pred nákupom je dôležité zistiť, s akým typom freónu zariadenie pracuje. Je vhodné kúpiť si model bežiaci na R22, najlepšie na R422. S týmto chladivom je ľahšie pracovať ako s akýmkoľvek iným typom freónu.

Kompresor je rúrkou spojený s výparníkom a kondenzátorovou jednotkou. Vďaka tomuto zariadeniu freón zvyšuje svoju teplotu.

Návrh skladovacej kapacity (kondenzátor)

Na výrobu kondenzátora potrebujete kryt zo 100 litrového kotla alebo inej nehrdzavejúcej nádrže rovnakého objemu. Potrebná je tiež cievka vyrobená z medenej trubice. Na čerpadlo s výkonom 5 kW môžete zobrať 12-metrový vodič. Horúci freón bude prechádzať cez špirálovú trubicu, vďaka ktorej je voda ohrievaná.

Krok č. 1: Vytvorenie cievky

Na výrobu zvitku potrebujete medený drôt s priemerom najmenej 26 mm a hrúbkou steny 1 mm. Musí byť navinutá na potrubie, ktoré má menší prierez ako nádrž.

Výška špirály sa musí zhodovať s výškou krytu. Je dôležité nechať potrubné výstupy mimo nádrže, aby bolo možné spojiť cievku s výparníkom a kompresorom.

Krok č. 2: príprava prípadu

Ak chcete nainštalovať cievku, musí byť nádrž odrezaná. Hore a dole musíte vytvoriť otvory pre výstupy z medeného drôtu, ako aj vyrezať ďalšie oddiely na inštaláciu 2 tvaroviek, z ktorých jeden je určený na výstup z vody a druhý na vstup do neho. Po ukončení postupu musí byť nádrž zapečatená.

Výmenník tepla-kompresor je možné zakúpiť samostatne vo forme hotového návrhu. Pomocou zariadenia namontovaného vo výrobe môžete zvýšiť výkon a efektívnosť inštalácie.

Do roku 2030 sa má vyradiť z prevádzky chladivo označené R22 v súlade s Montrealskými predpismi. Na naplnenie systému je lepšie použiť jeho náhradné - R422 chladivo

Pripojenie externej jednotky k výparníku

Na pripojenie vonkajšej jednotky a výparníka sú potrebné 2 polyetylénové rúry HDPE 32. Vzduch prechádza jednou rúrkou a vystupuje druhou.

Potrubia môžu byť pochované v zemi, po pridaní akéhokoľvek pieskového materiálu do priekopy, alebo môžu byť ponechané na povrchu, ak je vonkajšie puzdro umiestnené blízko domu.

Pripojenie výparníka, kompresora a nádrže

Freón cirkuluje v tomto systéme. Na spojenie cievok s kompresorom a škrtiacou klapkou je potrebné kontaktovať špecialistov na chladiace zariadenie. Pre osobu, ktorá nemá skúsenosti s spájkovacími prácami, bude ťažké, dokonca aj s nástrojmi a materiálmi, správne spojiť všetky prvky do jedného systému, aby sa zabezpečili stavebné práce.

Okrem toho bude potrebných mnoho ďalších materiálov - rúrky rôznych priemerov, rôzne modifikácie vypúšťacie kohútikyventily na leptanie vzduchu, poistné ventily, ako aj spony na potrubia, svorky, rezačky rúrok na rezanie úsekov potrubia.

Budú potrebné ďalšie špecializované zariadenia, ktoré sú k dispozícii v akejkoľvek dielni na opravu chladničiek a klimatizačných zariadení.

Kvalitné vstrekovanie freónu sa vykonáva aj pomocou špeciálneho vybavenia. Preto je kombináciou výmenníkov tepla, kompresora a škrtiacej klapky do pracovného systému výhodnejšie a výhodnejšie sa obrátiť na profesionálov.

Implementácia systému riadenia inštalácie

Na monitorovanie tlaku a teploty freónu môžete použiť dosku s displejom z ktoréhokoľvek klimatizačného zariadenia. V procese spájkovania pomocou odborníkov je možné návrh správne implementovať do inštalácie.

Je tiež možné pripojiť špeciálne zariadenie - snímač otáčok ventilátora. Reguluje rýchlosť otáčania lopatiek a tiež automatizuje rýchlosť obehového čerpadla freónu.

Okrem toho môžete nastaviť časovač, elektrický štartérzariadenie chrániace kompresor pred prehriatím. Všetky tieto diely je možné zakúpiť v opravárňach alebo na trhu s náhradnými dielmi.

Výpočet výkonu tepelného čerpadla vzduch - voda

Na vykurovanie miestností s rozlohou 100 metrov štvorcových. Potrebujem väčšie tepelné čerpadlo. Požadovaný výkon zariadenia sa dá vypočítať približne pomocou tabuľky:

Tieto tabuľky pomôžu vypočítať plochu cievky na vytvorenie inštalácie konkrétnej energie

Ak chcete určiť, aký výkon by mal mať kompresor, ktoré priemery by sa mali používať, a ďalšie dôležité údaje pri navrhovaní tepelného čerpadla vzduch-voda, musíte sa obrátiť na jednu z nasledujúcich metód:

• Používajte online kalkulačky uverejnené na webových stránkach výrobcov výmenníkov tepla.
• Aplikujte softvér CoolPack 1,46, Copeland.
• Pozvite odborníka, ktorý vykoná potrebné merania a výpočty.

Oblasť cievky kondenzátora (PCO) možno vypočítať podľa vzorca:

PCO = M / 0,8 DT,

kde M je výkon jednotky v kW; 0,8 - koeficient tepelnej vodivosti pri kontakte s vodou a meďou; DT je ​​teplotný rozdiel medzi vstupujúcim a výstupným vzduchom v systéme.

Vyššie uvedené parametre tepelného čerpadla sú vhodné pre miestnosti do 100 metrov štvorcových. metre. Výkon zariadenia je 5 kW. Ak si kúpite špeciálne výmenníky tepla, je celkom možné zvýšiť kapacitu zariadenia až na 10 - 15 kW.

Obrázok ukazuje systém, v ktorom sú tepelné výmenníky, kompresor a škrtiaca klapka kombinované v jednej nádrži. Konštrukcia využíva továrenské výmenníky tepla (+)

Domáca inštalácia

Na kvalitnú prevádzku vyžaduje tepelné čerpadlo ďalšiu údržbu. Ak zariadenie používate v zime (za predpokladu, že v skrinke nie je nainštalované žiadne ďalšie vykurovanie), bude sa musieť zariadenie pravidelne zahrievať, pretože na jeho povrchu sa vytvorí ľadová kôra.

Je tiež potrebné pravidelne:

• Vyčistite lopatky ventilátora od zvyškov - lístia, prach, nečistoty, sneh atď.
• Namažte kompresor podľa jeho pokynov.
• Vymeňte olej v kompresore a ventilátore.

Okrem toho je pri normálnej funkcii systému potrebné pravidelne kontrolovať integritu medeného potrubia, napájacieho kábla napájajúceho kompresor, ventilátor a ďalšie zariadenia.

Závery a užitočné video na túto tému

Nasledujúce video vás oboznámi s princípom činnosti a návrhom tepelného čerpadla, ktoré spracúva veternú energiu:

Domáce tepelné čerpadlo vzduch-voda je jedným z najúčinnejších a lacných zariadení na dodatočné vykurovanie domácností. Tento systém môže vytvoriť a nainštalovať každý.

Prosím, napíšte komentár do nižšie uvedeného bloku. Možno máte zaujímavé informácie a fotografie k téme článku? Pýtajte sa, zdieľajte svoje vlastné názory a tipy užitočné pre návštevníkov webových stránok.