Hur man gör en värmepump för uppvärmning av ett hus med egna händer: principen om drift och monteringsschema

De första versionerna av värmepumpar kunde bara delvis tillgodose efterfrågan på värmeenergi. Moderna sorter är mer effektiva och kan användas för värmesystem. Det är därför många husägare försöker montera en värmepump med sina egna händer.

Vi berättar för dig hur du väljer det bästa alternativet för värmepumpen med hänsyn till geodata på den plats där den planeras installeras. Den artikel som föreslås för övervägande beskriver i detalj principen om användning av ”grön energi” -system, skillnaderna är listade. Baserat på våra råd kommer du utan tvekan att fokusera på den effektiva typen.

För oberoende mästare presenterar vi tekniken för att montera en värmepump. Informationen som presenteras för övervägande kompletteras med visuella diagram, val av foton och detaljerad videoutbildning i två delar.

Vad är en värmepump och hur fungerar den?

Termen värmepump avser en uppsättning specifik utrustning. Den viktigaste funktionen för denna utrustning är insamlingen av värmeenergi och dess transport till konsumenten. Källan till sådan energi kan vara varje kropp eller medium med en temperatur på + 1 º eller mer grader.

Det finns mer än tillräckligt med källor till låg temperaturvärme i vår miljö. Det här är industriavfall från företag, värme- och kärnkraftverk, avloppsvatten, etc. För drift av värmepumpar inom området uppvärmning behövs tre oberoende återställda naturkällor - luft, vatten och mark.

Värmepumpar "drar" energi från processer som regelbundet uppstår i miljön. Processen slutar aldrig, eftersom källorna erkänns som outtömliga av mänskliga kriterier

De tre listade potentiella energileverantörerna är direkt relaterade till solens energi, som genom uppvärmning flyttar luft med vinden och överför termisk energi till jorden. Det är valet av källa som är huvudkriteriet enligt vilket värmepumpssystem klassificeras.

Principen för drift av värmepumpar bygger på förmågan hos kroppar eller media att överföra värmeenergi till en annan kropp eller medium. Mottagare och leverantörer av energi i termiska pumpsystem fungerar vanligtvis parvis.

Så urskilja följande typer av värmepumpar:

• Luft är vatten.
• Jorden är vatten.
• Vatten är luft.
• Vatten är vatten.
• Jorden är luft.
• Vatten - vatten
• Luft är luft.

I det här fallet definierar det första ordet typen av medium i vilket systemet tar bort lågtemperaturvärme. Den andra indikerar vilken typ av bärare till vilken denna termiska energi överförs. Så i värmepumpar tas vatten - vatten värme från det vattenhaltiga mediet och vätska används som värmebärare.

Värmepumparna är ångkomprimeringsenheter av strukturell typ. De utvinner värme från naturliga källor, bearbetar och transporterar den till konsumenterna (+)

Moderna värmepumpar använder tre huvudsakliga värmekälla. Detta är jord, vatten och luft. Det enklaste av dessa alternativ är luftvärmepump. Populariteten hos sådana system är förknippad med deras ganska enkla design och enkla installation.

Trots sådan popularitet har emellertid dessa sorter en ganska låg produktivitet. Dessutom är effektiviteten instabil och beror på säsongens temperaturfluktuationer.

Med sjunkande temperatur sjunker deras prestanda avsevärt. Sådana alternativ för värmepumpar kan betraktas som ett tillägg till den befintliga huvudkällan för termisk energi.

Alternativ för utrustning som använder markvärmeanses vara mer effektiva. Jord tar emot och ackumulerar värmeenergi, inte bara från solen, den värms ständigt av jordens kärnor.

Det vill säga, jorden är ett slags termiskt batteri, vars kraft är praktiskt taget obegränsad. Dessutom är jordens temperatur, särskilt på ett visst djup, konstant och varierar obetydligt.

Omfattning av energi genererad av värmepumpar:

Konstantiteten för källtemperaturen är en viktig faktor i den stabila och effektiva driften av denna typ av kraftutrustning. Liknande egenskaper har system där vattenmiljön är den viktigaste källan till termisk energi. Samlaren för sådana pumpar är placerad antingen i brunnen, där den är i akvifären eller i en reservoar.

Den genomsnittliga årliga temperaturen för källor som jord och vatten varierar från + 7º till + 12 ° C. En sådan temperatur är tillräckligt för att säkerställa att systemet fungerar effektivt.

De mest effektiva är värmepumpar som utvinner värmeenergi från källor med stabila temperaturindikatorer, d.v.s. från vatten och jord

De viktigaste konstruktionselementen i värmepumpar

För att kraftproduktionsanläggningen ska fungera enligt värmepumpens principer måste fyra huvudenheter vara närvarande i dess utformning, dessa är:

• Compressor.
• Förångaren.
• Kondensor.
• Gasreglage.

Ett viktigt designelement i värmepumpen är kompressorn. Dess huvudfunktion är att öka trycket och temperaturen på ångorna till följd av kylmedlets kokning. Speciellt för klimatteknologi och värmepumpar används moderna rullkompressorer.

Som arbetsfluid, som utför direkt överföring av termisk energi, används vätskor med låg kokpunkt. Som regel används ammoniak och freoner (+)

Sådana kompressorer är konstruerade för drift vid undertemperaturer. Till skillnad från andra sorter producerar rullkompressorer lite brus och fungerar både vid låga gaskokpunkter och vid höga kondensationstemperaturer. Den tveklösa fördelen är deras kompakta storlek och låga specifik vikt.

Nästan all energi från värmepumpen spenderas på att transportera termisk energi från utsidan till insidan av rummet. Så cirka 1 energienhet spenderas på drift av system vid produktion av 4-6 enheter (+)

Förångaren som konstruktionselement är en behållare i vilken flytande köldmedium omvandlas till ånga. Kylmediet, som cirkulerar i en stängd krets, passerar genom förångaren. I den värms köldmediet upp och blir till ånga. Lågtrycksånga riktas mot kompressorn.

I kompressorn utsätts köldmedelsångor för tryck och temperaturen stiger. Kompressorn pumpar den uppvärmda ångan under högt tryck mot kondensorn.

Kompressorn komprimerar mediet som cirkulerar längs kretsen, vilket resulterar i att dess temperatur och tryck ökar. Sedan kommer det komprimerade mediet in i värmeväxlaren (kondensorn), där den kyls och överför värme till vatten eller luft

Det nästa strukturella elementet i systemet är en kondensator. Dess funktion är att överföra termisk energi till den interna kretsen i värmesystemet.

Seriella prover tillverkade av industriföretag är utrustade med plattvärmeväxlare. Huvudmaterialet för sådana kondensatorer är legerat stål eller koppar.

För självgjord värmeväxlare är ett kopparrör med en diameter av en tum tum lämpligt. Väggtjockleken på rören som används för tillverkning av värmeväxlaren måste vara minst 1 mm

En termostat eller på annat sätt gasventil installeras i början av den del av den hydrauliska kretsen där det cirkulerande högtrycksmediet omvandlas till ett lågtrycksmedium. Mer exakt delar gasreglaget i kombination med kompressorn värmepumpskretsen i två delar: en med högtrycksparametrar, den andra med låg.

När man passerar genom en expansionsgasregleringsventil avdunstar vätskan som cirkulerar i en sluten krets delvis, vilket resulterar i att trycket minskar med temperaturen. Sedan kommer den in i värmeväxlaren i kommunikation med miljön. Där fångar det mediets energi och överför det tillbaka till systemet.

Spjällventilen styr flödet av köldmedium mot förångaren. När du väljer en ventil måste systemparametrar beaktas. Ventilen måste uppfylla dessa parametrar.

När man passerar genom en värmebehandlingsventil förångas vätskekylvätskan delvis och flödetemperaturen sjunker (+)

Val av värmepumptyp

Huvudindikatorn för detta värmesystem är ström. Först och främst beror på kapaciteten för inköp av utrustning och valet av en eller annan källa för låg temperaturvärme. Ju högre effekt värmepumpsystemet är, desto högre är kostnaden för komponenter.

Först och främst hänvisar det till kompressorkapaciteten, djupet för brunnarna för geotermiska prober eller området för placering av en horisontell kollektor. Korrekta termodynamiska beräkningar är en typ av garanti för att systemet fungerar effektivt.

Om det finns ett damm nära din personliga webbplats, är det mest kostnadseffektiva och produktiva valet en vatten-vattenvärmepump

Till att börja med bör du studera det område som planeras för installationen av pumpen. Ett idealiskt tillstånd skulle vara närvaron av en vattenmassa i detta avsnitt. användningen av alternativ för vatten-vatten minska markarbetet betydligt.

Att använda landets värme innebär tvärtom ett stort antal verk relaterade till utgrävning. System som använder vattenmiljön som lågvärme anses vara de mest effektiva.

En värmepumps anordning som utvinner värmeenergi från jorden innebär en imponerande mängd jordbearbetning. Samlaren läggs under säsongens frysning

Det finns två sätt att använda jordens termiska energi. Den första innebär borrning av brunnar med en diameter på 100-168 mm. Beroende på systemets parametrar kan djupet på sådana brunnar nå 100 m eller mer.

Speciella sonder placeras i dessa brunnar. I den andra metoden används ett rörgrenrör. En sådan samlare är belägen under jord i ett horisontellt plan. För detta alternativ krävs ett tillräckligt stort område.

För att lägga upp samlaren anses områden med våt jord vara idealiska. Naturligtvis kommer borrbrunnar att kosta mer än behållarens horisontella placering. Men inte alla områden har ledigt utrymme. För en kW värmepumpseffekt behövs 30 till 50 m² yta.

En konstruktion för att samla värmeenergi med en djup brunn kan vara något billigare än att gräva en grop. Men ett betydande plus är den betydande besparingen av utrymme, vilket är viktigt för ägare av små tomter

När det gäller en högt liggande grundvattenhorisont kan värmeväxlare anordnas i två brunnar belägna på ett avstånd av cirka 15 m från varandra.

Val av värmeenergi i sådana system genom att pumpa grundvatten i en sluten slinga, vars delar är belägna i brunnar. Ett sådant system kräver installation av ett filter och periodisk rengöring av värmeväxlaren.

Den enklaste och billigaste värmepumpskretsen är baserad på utvinning av värmeenergi från luften.När det blev grunden för installation av kylskåp, senare, enligt dess principer, utvecklades luftkonditioneringsapparater.

Det enklaste termiska pumpsystemet tar emot energi från luftmassan. På sommaren deltar hon i uppvärmning, på vintern i luftkonditionering. Nackdelen med systemet är att enheten i oberoende utförande har otillräcklig kraft

Effektiviteten hos de olika typerna av utrustning är inte densamma. De lägsta indikatorerna är pumpar som använder luft. Dessutom är dessa indikatorer direkt beroende av väderförhållandena.

Jordvaror av värmepumpar har stabila prestanda. Effektivitetskoefficienten för dessa system varierar mellan 2,8 -3,3. Vatten-vattensystem är mest effektiva. Detta beror främst på källtemperaturens stabilitet.

Det bör noteras att ju djupare pumpkollektorn befinner sig i behållaren, desto stabilare blir temperaturen. För att få en systemkapacitet på 10 kW behöver du cirka 300 meter av rörledningen.

Huvudparametern som kännetecknar värmepumpens effektivitet är dess omvandlingskoefficient. Ju högre omvandlingskoefficient, desto effektivare är värmepumpen.

Omvandlingskoefficienten för värmepumpen uttrycks i förhållandet mellan värmeflödet och den elektriska effekten som används på kompressorn

Gör-det-själv värmepumpsenhet

Genom att känna till åtgärdsplanen och värmepumpenheten, montera och installera själv alternativt värmesystem ganska möjligen. Innan arbetet påbörjas är det nödvändigt att beräkna alla grundläggande parametrar för det framtida systemet. För att beräkna parametrarna för den framtida pumpen kan du använda programvara utformad för att optimera kylsystem.

Det enklaste alternativet att bygga är luft-vattensystem. Det kräver inte komplicerat arbete på den externa kretsenheten, som är inneboende i vatten- och jordvaror av värmepumpar. För installation kommer bara två kanaler att behövas, varav en kommer att tillföra luft, och den andra avger den förbrukade massan.

Det enklaste sättet att göra det själv är att ordna en värmepump med värmeintag från luftmassan. En utomhusfläkt blåser luft till förångaren

Förutom fläkten måste du få en kompressor med den erforderliga kraften. För en sådan enhet är kompressorn som vanlig utrustning är utrustad med lämplig delade system. Det är inte nödvändigt att köpa en ny enhet.

Du kan ta bort den från gammal utrustning eller använda tillbehör för ett gammalt kylskåp. Det är lämpligt att använda en spiralsort. Dessa kompressormöjligheter skapar, förutom att ha tillräcklig effektivitet, höga tryck som ökar temperaturen.

För att bygga en kondensator behöver du en kapacitans och ett kopparrör. En spole är gjord av ett rör. För dess tillverkning används vilken cylindrisk kropp som har den önskade diametern. Genom att linda ett kopparrör på det kan du enkelt och snabbt göra detta konstruktionselement.

Den färdiga spolen monteras i en behållare som tidigare skurits i hälften. För tillverkning av behållare är det bättre att använda material som är resistenta mot korrosionsprocesser. Efter att ha placerat en spole i den svetsas halterna på tanken.

Spolarean beräknas med följande formel:

MT / 0,8 RT,

där:

• MT - kraften hos termisk energi som systemet producerar.
• 0,8 - koefficienten för värmeledningsförmåga i växelverkan mellan vatten och spolens material.
• RT - skillnaden i temperatur på vatten vid inloppet och utloppet.

Om du väljer ett kopparrör för egenproduktion av en spole måste du vara uppmärksam på väggtjockleken. Den ska vara minst 1 mm. Annars kommer röret att deformeras vid lindning. Röret genom vilket kylmedlets inlopp är beläget i tankens övre del.

En värmeväxlare av kopparrör tillverkas genom att linda ett kopparrör på ett cylindriskt föremål. Ju större ytarea på spolen, desto högre pumpprestanda

Värmepumpindunstaren kan tillverkas i två versioner - i form av en behållare med en spole placerad i den och i form av ett rör i ett rör. Eftersom temperaturen på vätskan i förångaren är liten kan kapaciteten göras av en plastfat. I denna kapacitet placeras en krets som är gjord av ett kopparrör.

Till skillnad från en kondensator, måste förångarspolen vara motsvarande diametern och höjden på den valda tanken. Den andra varianten av förångaren: rör i rör. I denna utföringsform placeras köldmedieröret i ett plaströr med en större diameter, genom vilket vatten cirkulerar.

Längden på ett sådant rör beror på den planerade pumpkapaciteten. Det kan vara från 25 till 40 meter. Ett sådant rör är lindat.

Termostatventil avser avstängnings- och styrrörskopplingar. En nål används som ett låselement i expansionsventilen. Positionen för ventilavstängningselementet bestäms av temperaturen i förångaren.

Detta viktiga element i systemet har en ganska komplicerad design. Det inkluderar:

• Termoelement.
• Aperture.
• Kapillärrör.
• Termoballon.

Dessa element kan bli obrukbara vid höga temperaturer. Därför, under lödningsarbeten, bör ventilen isoleras med asbestduk. Reglerventilen måste matcha förångarens kapacitet.

Efter att ha utfört arbetet med tillverkningen av huvudkonstruktionsdelarna kommer ett avgörande ögonblick att montera hela strukturen i en enda enhet. Det viktigaste steget är köldmediuminjektionsprocess eller kylvätska i systemet.

Att självständigt genomföra en sådan operation är troligtvis inte överkomligt för en enkel lekman. Här måste du vända dig till proffs som är engagerade i reparation och underhåll av VVS-utrustning.

Arbetstagare på detta område har som regel den nödvändiga utrustningen. Förutom att ladda köldmedium kan de testa systemet. Självbelastning av kylmedium kan inte bara leda till att strukturen går sönder, utan också till allvarliga skador. Dessutom behövs specialutrustning för att starta systemet.

När systemet startar uppstår en topp startbelastning, som vanligtvis är cirka 40 A. Därför är det inte möjligt att starta systemet utan startrelä. Efter första start måste ventilen och kylmedietrycket justeras.

Valet av köldmedium bör tas på allvar. När allt är det detta ämne som i huvudsak anses vara den viktigaste "bäraren" av användbar värmeenergi. Av de befintliga moderna köldmedierna är freoner de mest populära. Dessa är derivat av kolväteföreningar där en del av kolatomerna ersätts av andra element.

Som ett resultat av sammansättningen av de enskilda elementen i värmepumpen bör en sluten slinga erhållas längs vilken arbetsmediet cirkulerar

Som ett resultat av dessa arbeten erhölls ett slutet system. Kylmediet kommer att cirkulera i det, vilket säkerställer val och överföring av termisk energi från förångaren till kondensorn. Vid anslutning av värmepumpar till ett husets värmeförsörjningssystem bör det noteras att temperaturen på vattnet vid kondensorns utlopp inte överstiger 50-60 grader.

På grund av den låga temperaturen på värmeenergin som genereras av värmepumpen, bör specialvärmeapparater väljas som värmekonsument. Det kan vara ett varmt golv eller volym med låg tröghetsradiatorer tillverkade av aluminium eller stål med ett stort strålningsområde.

Hemlagade versioner av värmepumpar är mest lämpliga att betrakta som hjälputrustning som stöder och kompletterar huvudkällans arbete.

Varje år förbättras designen av värmepumpar. Industriella konstruktioner designade för hushållsbruk använder effektivare värmeöverföringsytor. Som ett resultat växer systemprestanda ständigt.

En viktig faktor som stimulerar utvecklingen av en sådan teknik för produktion av värmeenergi är miljökomponenten. Sådana system förorenar förutom att de är ganska effektiva inte miljön. Frånvaron av öppen låga gör dess drift helt säker.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Video nr 1. Hur man gör den enklaste hemmagjorda värmepumpen med en värmeväxlare från PEX-rör:

Video nr 2. Fortsatt orientering:

Som alternativa värmesystem har värmepumpar länge använts. Dessa system har tillförlitlighet, lång livslängd och är viktigare miljövänliga. De börjar allvarligt betraktas som nästa steg mot utveckling av effektiva och säkra värmesystem.

Vill du ställa en fråga eller prata om en intressant metod för att bygga en värmepump, som inte nämns i artikeln? Skriv kommentarer i blocket nedan.