DIY geotermisk värmepump för uppvärmning av hem: enhet, design, självmontering

Du kan organisera uppvärmning och varmvattenförsörjning i ett privat hus på olika sätt, till exempel ansluta till central gasförsörjningskommunikation eller överföra värmesystem till elförbrukning. Håller du med?

Och du kan montera en geotermisk värmepump med dina egna händer och effektivt använda jordens värme för att skapa bekväma levnadsförhållanden. Naturligtvis är detta en ganska tidskrävande process, men för dem som är åtminstone lite kända inom teknik kommer detta inte att vara en stor sak.

I vår artikel kommer vi att prata om principerna för drift och typer av geotermiska installationer. Vi kommer att berätta hur du själv bygger en värmepump av improviserade material. I artikeln hittar du dessutom expertråd för att välja geo-aggregat. Och filmerna som publiceras kommer att avslöja installationens hemligheter och principerna för drift av geotermiska pumpar.

Hur fungerar en termisk geoenhet?

Den geotermiska värmepumpens driftsalgoritm baseras på överföring av värme från en källa med en låg potential för termisk energi till en värmebärare. Marken här spelar en radiator på sommaren och är en aktiv värmekälla under vintersäsongen.

Jordtemperaturskillnader bidrar till att förbättra den totala systemeffektiviteten och hjälper till att minska de faktiska driftskostnaderna.

Grunden för den geotermiska värmepumpen är fenomenet termisk tröghet. Jordens temperatur på ett djup av 6 meter och under motsvarar nästan exakt den genomsnittliga årliga lufttemperaturen i regionen och förändras väldigt lite under kalenderåret

I praktiken kommer det befintliga kylmediet in i rörledningen som ligger i marken och värms upp där i flera grader. Sedan går kompositionen till värmeväxlarenheten (eller förångaren) och överför den ackumulerade värmeenergin till den interna systemkretsen.

Principen för drift av geotermiska installationer liknar kylsystemens funktion. Det är därför som vissa typer av värmepumpar på sommaren används framgångsrikt som luftkonditioneringsapparater och med deras hjälp kyler de luften i bostadslokaler

Kylmediet som arbetar i den externa kretsen värms upp i förångaren, omvandlas till gas och kommer in i kompressorn. Där samlas den under påverkan av högt tryck och blir ännu varmare.

Den heta gasen passerar in i kondensationsanordningen och avger värmeenergi till det fungerande kylvätskan i det interna systemet som är ansvarigt för att värma huset. I slutet av processen återgår köldmediet som tappat värme till sin utgångspunkt i flytande tillstånd.

Vad är geotermiska installationer?

Geotermiska värmepumpar skiljer sig från varandra i typen av värmebärare på de inre och yttre konturerna i strukturen. Enhetens energi erhålls från jord, vatten (grundvatten eller en öppen naturreservoar) eller luft.

Inuti lokalerna används värmeresursen för uppvärmning av rum, värmevatten och luftkonditionering. Beroende på kombinationen av använda element och funktioner, klassificeras systemen i typer: "grundvatten", "vatten-vatten" och "luft-vatten".

Alternativ 1. Land-till-vatten-montering

Grundvattenpumpen är ett av de mest effektiva alternativa värmealternativ för bostadshus. Principen för dess åtgärd är att välja med hjälp av sonder eller uppsamlare av värmeenergi från jorden och överföra den till ett uppvärmningssystem för hemmet.

Geotermiska värmepumpar för jordvatten är högteknologiska, progressiva enheter. De kännetecknas av exceptionell tillförlitlighet och visar hög effektivitet. Kräver inte ständigt ingripande av ägarna i arbetet, utan behöver professionell kundservice

Den speciella installationen, som består av en geotermisk värmeväxlare som ligger under djupet för själva frysningen av jorden, och själva värmepumpen, som fungerar som ett kylskåp, hjälper tekniken att implementera den, bara tvärtom (Carnot-omvänd cykel).

Hur enheten fungerar

Grundvatteninstallationen, som värmer bostäderna på grund av den förnybara värmen som produceras av jorden, fungerar enligt följande algoritm:

1. Arbetsvätskan (saltlösning eller frostskyddsmedel), som rör sig längs den geotermiska kretsen, tar jordens temperatur och överförs till värmeväxlaren - förångaren genom en pump. Där ger hon den uppsamlade värmen till freon, och sig själv, som blir kallare med 2-5 ° C, återvänder till utgångspunkten.
2. Berikad med värmeenergi avdunstar freon och, efter att ha tagit ett gasformigt tillstånd, kommer in i kompressorenheten. Där stiger gastemperaturen på grund av kompressions- och kondensationsformer.
3. Värmeenergi överförs till kylvätskan i hemvärmesystemet, och freon får igen en flytande form. Dess tryck sjunker efter att ha passerat genom expansionsventilen i systemet och köldmediet återförs tillbaka till förångaren för att få en annan del av resursen.

Som ett resultat av detta förfarande är mängden värmeenergi som tas ut från jorden och överförd till värmesystemet i bostadshuset mer än fyra gånger den mängd elektricitet som användes för att säkerställa korrekt drift av kompressorenheten, cirkulärpumpen och styrenheten.

En glykolblandning med ett bra viskositetsindex, vatten med alkohol eller saltlösning - det är de icke-frysande vätskorna som används i jordvattensystemet. De är miljövänliga, tar effektivt värme och transporterar den till pumpstationen

En ytterligare bonus är det faktum att systemet har förmågan att arbeta i motsatt riktning, det vill säga för kylning. Det är sant att förlusten av effektivitet når 20%, men detta anses vara motiverat med tanke på utrustningens höga uppvärmningsförmåga.

Land-till-vatten placering alternativ

För att skapa den yttre konturen i jordvattensystemet används polymerrör med hög hållfasthet med goda egenskaper. De placeras horisontellt, lägger på botten av gropen på ett sätt som påminner om arrangemanget för kommunikation för "varma golv" -komplex.

Grundvattenvärmepumpen är pålitlig, effektiv och tyst i drift, men installationen kostar anständiga pengar och tar mycket tid (minst en månad för konstruktion, installation och idrifttagning). Denna punkt måste beaktas innan man beslutar om ett värmesystem av denna typ

Vid installationen används ett område på 25-50 kvadratmeter. m för varje enskild kilowatt kraftmonterad pump. Gravens djup väljs under frysgränsen, och de exakta måtten och tonhöjden för rörläggningen bestäms genom en ytterligare beräkning.

Det rekommenderas att ägare av stora markanläggningar som har valt en jordvärmepump för grundvatten för att värma sitt hem, installerar horisontella samlare. Ägarna till små tomter är mer benägna att installera djupa sonder, eftersom de går långt in i jorden och inte "äter" det användbara området nära huset

Områden där kommunikation av geotermiska markvattenanordningar är anordnade används inte längre för jordbruksändamål. De kan delas in i en vacker gräsmatta eller blomsterrabatt med blommande ettåriga.

Vertikal installation är mycket mer problematisk och innebär användning av professionell utrustning. En borrning från 20 till 150 m djup borras på platsen med hjälp av en borrigg, en speciell geotermisk sond sänks ned i den och ansluts till en pump som tillför arbetsvätskan till hemvärmesystemet.

Den vertikala sonden för jordvattens geotermiska system är ett huvud med anslutna rör. Den är nedsänkt i en brunn med ett djup på 18 m eller mer. Det exakta antalet brunnar och prober, djupet för den erforderliga nedsänkning och den verkliga diametern på rörledningen beräknas separat för varje enskilt fall, baserat på information som erhållits som ett resultat av geologisk undersökning av specialister på platsen

Sondrör som sträcker sig från de borrade brunnarna kommer in i grenrörsbrunnen. Från den till värmepumpen finns två huvudledningar (matning och retur) utrustade med isoleringsbeläggning. Linjens diameter beror på systemets totala volym och det rum som du vill värma. Ibland når parametrarna 160 mm.

Enligt grova uppskattningar kommer cirka 7,5 kW / h energi att behövas för att värma en bostadshus med en yta på cirka 100 m2. I detta fall måste de vertikala proberna för att skapa ett värmesystem "landvatten" sänkas ned i marken med 110-115 meter, eller tas under horisontella kommunikationer 250 m2 av det intilliggande avsnittet (+)

Eftersom jordtemperaturen på ett djup alltid är högre och mer stabil på grund av påverkan av jordens kärna, erkänns det vertikala sättet att lägga värmesystemet som det mest effektiva. Det visar en hög effektivitetsnivå och fungerar pålitligt under många år utan att ge fel och uppdelningar.

Alternativ # 2. Funktioner i vatten-till-vatten-värmepumpar

Det geotermiska systemet vatten-vatten använder en vattenresurs värmeenergi i sitt arbete. Detta är möjligt eftersom, vid stora djup, vattnets temperatur, liksom jorden, förblir ganska hög och håller stabila, konstanta indikatorer under hela året.

För att utrusta vatten-vattensystemet och erhålla lågpotential termisk energi kan du använda öppna vattendrag (sjöar, floder), brunnar, brunnar och till och med avloppsvatten från teknologiska cykler för industriell produktion (omvänd vattenförsörjning)

Det finns ingen grundläggande strukturell skillnad mellan en grundvattenvärmepump och en vatten-vattenvärmepump.Men de minsta finansiella kostnaderna och arbetskraftskostnaderna kräver ett komplex utrustat på basis av en öppen reservoar. Installation kräver inte storskalig borraktivitet.

Rörmaterialet med en kylvätska är helt enkelt utrustad med en last, nedsänkt i vatten och ansluten till hemvärmesystemet genom anslutningskommunikation.

Detta alternativ är dock endast möjligt om marken ligger intill vattnet och alla kommunikationsdelar i systemet är under ägarnas kontroll. Om det inte finns tillgång till en öppen behållare används potentialen för grundvatten.

Det innebär riktigt allvarligt markarbete och konstruktion av komplexa strukturer, till exempel en ytterligare brunn, utformad för att tömma vatten som passerar genom värmeväxlarenheten.

Vid installation av en vatten-till-vatten-värmepump är inte en utan två brunnar utrustade. Arbetsvatten tas genom det ena, och passerar värmeväxlaren, omdirigeras till det andra, som är beläget i jordens flödesriktning. Under placering bör det noteras att den mottagande brunnen måste vara minst 6 meter från den producerande brunnen och måste vara nedströms

vanligtvis vatten-till-vatten-installationer Montera där det inte finns något sätt att ansluta central kommunikation eller använda andra typer av kylvätskor.

Experter hävdar att alternativ uppvärmning av denna typ är extremt effektiv i moderna byggnader som har en minimal värmeförlust.

När du tillverkar och installerar gör-det-själv-vatten-värmevärmningssystem är det mycket viktigt att använda material med hög resistens mot korrosion, frysning och andra aggressiva manifestationer av den yttre miljön. Då kommer utrustningen att hålla länge och inte ge ägaren några problem

Om huset är välisolerat, skyddat från drag, fukt och genomträngning av frostig luft eller byggts med modern värmeisoleringsteknologi, minskas kostnaden för värmesystemet betydligt på grund av möjligheten att köpa pumputrustning med mycket lägre effekt.

Alternativ 3. Arrangemang av luft-vattensystem

Luft-vatten värmepumpen använder den mest prisvärda, obegränsade och förnybara naturliga energiresursen - luft för drift. Utrustningen fungerar genom fläktar och förångare, kombinerade till ett enda komplex.

Det är mest effektivt vid temperaturer upp till -15 ° C. Med mer aggressiva indikatorer förlorar den en betydande del av makten.

Luft-till-vatten-värmepumpen är betydligt billigare än modellerna vatten-till-vatten och mark-till-vatten. Modulen är lämplig för regioner med relativt varma vintrar. I kalla norra regioner där frost överstiger -20 ... 25 ° C anses installation av luftutrustning vara olämplig

Enheten är extremt bekväm eftersom den inte kräver att ägarna till ett privat hem har specialutrustning för installation och komplicerat installationsarbete.

Det behöver inte grävas, borrborrning och andra arbetsintensiva åtgärder. Lätt att installera och tar inte mycket plats. Den kan fungera korrekt på taket i vardagsrummet.

Det är möjligt att installera en luft-vatten geotermisk pump på en plats direkt i närheten av bostadshus. Det fungerar tyst och har ett modernt, attraktivt utseende, vilket inte förstör den övergripande utformningen av territoriet

De viktigaste fördelarna med utrustningen inkluderar nästan tyst drift och möjligheten att återanvända värme som frigörs från det uppvärmda rummet i form av frånluft, vatten, gas, rök etc.

Ägarna utför systemunderhåll på egen hand:

• rengör fläktbladen och skyddsgaller på förångarinstallationen från damm, små skräp och löv;
• smörj kompressorn speciell sammansättning som anges i tillverkarens instruktioner;
• byt olja i kraftaggregat (fläkt, kompressor) med en viss frekvens;
• kontrollera integriteten på strömkabeln tillförsel- och kopparrör genom vilka köldmediet cirkulerar i systemet.

Utöver dessa åtgärder rekommenderar tillverkare av pumputrustning kunderna starkt att övervaka tillståndet hos termiska sensorer som återspeglar driften av styrenheten.

De måste rengöras genom att försiktigt ta bort damm- och oljefläckar från ytan. Det kommer att förlänga "livet" medluft-till-luft-system och kommer att göra operationen mer enkel och bekväm.

Hur gör du enheten med dina egna händer?

Oavsett vilket resursalternativ (jord, vatten eller luft) som väljs för uppvärmning, behövs en pump för att systemet ska fungera korrekt.

Den här enheten består av element som:

• kompressorenhet (mellankomponent i komplexet);
• stareöverföra energi med låg potential till kylvätskan;
• gasventilgenom vilken köldmediet hittar returvägen till förångaren;
• kondensatordär freon avger termisk energi och kyls till den ursprungliga temperaturen.

Du kan köpa ett komplett system från tillverkaren, men det kostar ett anständigt belopp. När det inte finns några gratis pengar till hands bör du skapa en värmepump med egna händer från tillgängliga delar och vid behov köpa de saknade delarna.

När man planerar installationen av ett geotermiskt värmesystem i ett privat hus måste man först se till att värmeförlusten minskar. För detta måste väggarna isoleras med speciellt material, dörrarna och fönsterkarmarna ska vara försedda med skumplastar och golvet och taket ska skyddas med skumpaneler. Då förblir värmen som pumpen tilldelar i maximal utsträckning inomhus

När beslutet att göra en värmepump med egna händer måste du definitivt kontrollera tillståndet för den elektriska ledningen och den elektriska mätaren som finns i huset.

Om dessa element är slitna och gamla är det nödvändigt att titta på alla områden, upptäcka eventuella fel och eliminera dem innan du börjar arbeta. Sedan kommer systemet omedelbart efter start att fungera felfritt och kommer inte att störa ägarna med kortslutningar, brandkablar och slå ut trafikstockningar.

Metod nr 1. Montering från kylen

För att montera värmepumpen med dina egna händer, ta bort spolen på baksidan av det gamla kylskåpet. Denna del används som kondensator och placeras i en hög hållfasthetsbehållare som är resistent mot aggressiva temperaturer. En korrekt fungerande kompressor är ansluten till den och en enkel plastfat används som förångare.

Om ett mycket gammalt kylskåp används för att skapa pumpen är det bättre att ersätta freon i den med en ny. Du kommer inte att kunna göra det på egen hand, så du måste bjuda in en mästare med specialutrustning. Det kommer snabbt att ersätta arbetsvätskan och systemet fungerar i rätt läge

De förberedda elementen är sammankopplade och sedan ansluts den skapade enheten till värmesystemet med hjälp av polymerrör och utrustningen tas i drift.

En steg-för-steg-instruktion om hur man monterar en värmepump från kylskåpet beskrivs i den här artikeln.

Metod # 2. Luftkonditionering värmepump

För att skapa en värmepump modifieras luftkonditioneringsapparaten och vissa basenheter ombyggs. Först byts de yttre och inre blocken ut.

Förångaren, som ansvarar för överföringen av lågvärme, installeras inte ytterligare eftersom den finns i inomhusenheten på enheten, och den värmeöverförande kondensorn finns i utomhusenheten. Både luft och vatten är lämpliga som värmebärare.

Om detta installationsalternativ inte är bekvämt installeras kondensorn i en separat tank utformad för rätt värmeväxling mellan värmeresursen och kylvätskan.

Själva systemet är utrustat med en fyrvägsventil.En specialist med professionell kompetens och erfarenhet av att genomföra evenemang av detta slag bjuds vanligtvis till detta arbete.

Moderna split-system är ineffektiva vid låga temperaturer, så proffs rekommenderar inte att använda dem för oberoende tillverkning av värmepumpar

I den tredje versionen demonteras luftkonditioneringsapparaten helt i sina beståndsdelar, och sedan är pumpen färdigställd från dem enligt det traditionellt allmänt accepterade schemat: förångare, kompressor, kondensor. Den färdiga enheten är ansluten till utrustningen som värmer huset och börjar använda.

Webbplatsen har en serie artiklar om tillverkning av värmepumpar med sina egna händer. Vi rekommenderar att du läser:

1. Hur man gör en värmepump för uppvärmning av ett hus med egna händer: principen om drift och monteringsschema
2. Hur man gör en luft-vatten-värmepump: enhetsdiagram och självmontering

Systemtips

Installation av land-vattenutrustning är dyrare än alla andra alternativ, eftersom det kräver djupgrävningsarbete med ett vertikalt arrangemang av utrustning eller ett stort fritt område på en plats med horisontell kommunikation.

Dessa parametrar begränsar användningen av systemet och minskar det attraktivt.

Att installera en vatten-till-vatten-pump har också vissa begränsningar. Om det finns en tillgänglig vattenmassa i närheten kan du placera systemet i det. Bristen på öppet vatten kommer att medföra borrning av brunnar och förbikopplingsbrunnar, vilket inte heller är billigt.

Luft-vattenpumpen uppvisar inte installationsproblem och kan fungera korrekt även i hyreshus, men i svåra vintrar med låg temperaturindikatorer minskar dess effektivitet och en parallell energikälla krävs för att stödja den.

Men arrangemang av geotermisk uppvärmning Som ett resultat betalar det sina kostnader och börjar utveckla en gratis resurs, vilket gör det möjligt för ägarna att bo under de mest bekväma, trevliga och bekväma förhållandena, utan att spendera mycket pengar på verktygsräkningar.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Videon illustrerar hur ett värmesystem baserat på geotermisk luft-vattenuppvärmningsutrustning är utrustat i ett stort hus från ett gassilikatblock. Några intressanta nyanser beträffande installation av utrustning avslöjas och de verkliga siffrorna för månatliga betalningar för månaden tillkännages.

Hur fungerar grundvattenutrustning? En detaljerad beskrivning från en specialist på installation av värmepannor, rekommendationer och användbara tips för husmästare från en professionell inom sitt område.

En riktig användare av utrustning delar sina intryck av den termiska geotermiska pumpen.

En professionell låssmed berättar hur man gör en värmepump hemma baserad på en kraftfull kompressor och rörformiga värmeväxlingsdelar. Detaljerade steg-för-steg-instruktioner.

En geotermisk pump för uppvärmning av ett privat hem är ett bra sätt att skapa bekväma levnadsförhållanden även om centraliserade kommunikationssystem och mer kända energikällor inte finns tillgängliga.

Valet av system beror på fastighetens territoriella placering och ägarnas ekonomiska kapacitet.

Har du erfarenhet av att tillverka en geotermisk värmepump? Vänligen dela information med våra läsare, föreslå din version av församlingen. Du kan lämna kommentarer och bifoga foton på dina hemlagade produkter i formuläret nedan.