Bir evi kendi ellerinizle ısıtmak için bir ısı pompası nasıl yapılır: çalışma ve montaj şeması

Isı pompalarının ilk versiyonları termal enerji talebini sadece kısmen karşılayabilir. Modern çeşitler daha etkilidir ve ısıtma sistemleri için kullanılabilir. Bu nedenle birçok ev sahibi kendi elleriyle bir ısı pompası monte etmeye çalışır.

Kurulması planlanan sitenin coğrafi verilerini dikkate alarak ısı pompası için en iyi seçeneği nasıl seçeceğinizi anlatacağız. İncelenmesi önerilen makalede “yeşil enerji” sistemlerinin kullanım prensibi ayrıntılı olarak anlatılmakta, farklılıklar listelenmektedir. Tavsiyemize dayanarak, şüphesiz etkili tipe odaklanacaksınız.

Bağımsız ustalar için, bir ısı pompası monte etme teknolojisini sunuyoruz. Dikkate alınacak bilgiler görsel şemalar, fotoğraf seçimleri ve ayrıntılı video eğitimi ile iki bölüm halinde tamamlanmaktadır.

Isı pompası nedir ve nasıl çalışır?

Isı pompası terimi bir dizi özel ekipmanı ifade eder. Bu ekipmanın ana işlevi termal enerjinin toplanması ve tüketiciye taşınmasıdır. Bu enerjinin kaynağı, + 1º veya daha fazla dereceye sahip herhangi bir vücut veya ortam olabilir.

Çevremizde fazlasıyla düşük sıcaklıkta ısı kaynağı var. Bunlar işletmelerin endüstriyel atıkları, termik ve nükleer santraller, kanalizasyon, vb.

Isı pompaları, çevrede düzenli olarak meydana gelen proseslerden enerji çeker. Süreç asla durmaz, çünkü kaynaklar insan kriterlerine göre tükenmez olarak kabul edilir

Listelenen üç potansiyel enerji tedarikçisi, güneşin ısınmasıyla havayı rüzgarla hareket ettiren ve termal enerjiyi dünyaya aktaran güneş enerjisi ile doğrudan ilgilidir. Isı pompası sistemlerinin sınıflandırıldığı ana kriter kaynak seçimidir.

Isı pompalarının çalışma prensibi, cisimlerin veya ortamların termal enerjiyi başka bir cisme veya ortama aktarma yeteneğine dayanır. Termal pompa sistemlerinde enerji alıcıları ve tedarikçileri genellikle çiftler halinde çalışır.

Bu nedenle, aşağıdaki ısı pompası tiplerini ayırt edin:

• Hava sudur.
• Toprak sudur.
• Su havadır.
• Su sudur.
• Toprak havadır.
• Su - Su
• Hava havadır.

Bu durumda, ilk sözcük, sistemin düşük sıcaklıktaki ısıyı çıkardığı ortam türünü tanımlar. İkincisi, bu termal enerjinin iletildiği taşıyıcı tipini gösterir. Böylece, ısı pompalarında su - su, sulu ortamdan ısı alınır ve ısı taşıyıcı olarak sıvı kullanılır.

Isı pompaları yapısal olarak buhar sıkıştırma üniteleridir. Doğal kaynaklardan ısıyı alır, işler ve tüketicilere taşırlar (+)

Modern ısı pompaları üç ana kullanır ısı kaynağı. Bu toprak, su ve hava. Bu seçeneklerin en basiti hava ısı pompası. Bu tür sistemlerin popülaritesi, oldukça basit tasarımları ve kurulum kolaylığı ile ilişkilidir.

Bununla birlikte, bu popülerliğe rağmen, bu çeşitlerin verimliliği oldukça düşüktür. Ek olarak, verimlilik kararsızdır ve mevsimsel sıcaklık dalgalanmalarına bağlıdır.

Azalan sıcaklık ile performansları önemli ölçüde düşer. Isı pompaları için bu tür seçenekler mevcut ana termal enerji kaynağına ek olarak düşünülebilir.

Ekipman kullanımı için seçenekler yer ısısıdaha etkili olduğu düşünülmektedir. Toprak termal enerjiyi sadece Güneş'ten almakla kalmaz, aynı zamanda dünyanın çekirdeğinin enerjisi ile sürekli ısıtılır.

Yani, toprak gücü neredeyse sınırsız olan bir tür termal bataryadır. Dahası, toprağın sıcaklığı, özellikle belirli bir derinlikte, sabittir ve önemsiz olarak değişir.

Isı pompaları tarafından üretilen enerjinin kapsamı:

Kaynak sıcaklığın sabitliği, bu tür güç ekipmanlarının kararlı ve verimli çalışmasında önemli bir faktördür. Sucul ortamın ana termal enerji kaynağı olduğu sistemler benzer özelliklere sahiptir. Bu tür pompaların toplayıcısı, akiferde olduğu kuyuda veya bir rezervuarda bulunur.

Toprak ve su gibi kaynakların ortalama yıllık sıcaklığı + 7º ila + 12º C arasında değişir. Böyle bir sıcaklık, sistemin etkili çalışmasını sağlamak için oldukça yeterlidir.

En etkili olanı, kararlı sıcaklık göstergeleri olan kaynaklardan termal enerjiyi çıkaran ısı pompalarıdır, yani. su ve topraktan

Isı pompalarının ana yapısal elemanları

Elektrik üretim santralinin ısı pompasının prensiplerine göre çalışması için tasarımında 4 ana ünite bulunmalıdır, bunlar:

• Kompresör.
• Evaporatör.
• Kondenser.
• Gaz kelebeği.

Isı pompasının tasarımında önemli bir unsur kompresördür. Ana işlevi, soğutucu akışkanın kaynamasından kaynaklanan buharların basıncını ve sıcaklığını arttırmaktır. İklim teknolojisi ve ısı pompaları için özellikle modern scroll kompresörler kullanılır.

Termal enerjinin doğrudan transferini gerçekleştiren bir çalışma sıvısı olarak, düşük kaynama noktasına sahip sıvılar kullanılır. Kural olarak, amonyak ve freonlar kullanılır (+)

Bu tür kompresörler sıfır altı sıcaklıklarda çalışmak üzere tasarlanmıştır. Diğer çeşitlerin aksine, scroll kompresörler çok az gürültü üretir ve hem düşük gaz kaynama noktalarında hem de yüksek yoğuşma sıcaklıklarında çalışır. Kuşkusuz avantaj, kompakt boyutları ve düşük özgül ağırlıklarıdır.

Isı pompasının neredeyse tüm enerjisi, termal enerjiyi odanın dışından içine taşımak için harcanmaktadır. Böylece 4-6 adet (+) üretiminde sistemlerin çalışması için yaklaşık 1 enerji birimi harcanmaktadır.

Yapısal bir eleman olarak evaporatör, sıvı soğutucu akışkanın buhara dönüştürüldüğü bir kaptır. Kapalı bir devrede dolaşan soğutucu, evaporatörden geçer. İçinde, soğutucu ısınır ve buhara dönüşür. Düşük basınçlı buhar kompresöre doğru yönlendirilir.

Kompresörde soğutucu akışkan buharları basınca maruz kalır ve sıcaklıkları artar. Kompresör, ısıtılmış buharı yüksek basınç altında kondensere doğru pompalar.

Kompresör devre boyunca dolaşan ortamı sıkıştırır, bunun sonucunda sıcaklığı ve basıncı artar. Daha sonra sıkıştırılmış ortam, ısı eşanjörüne (kondenser) girer, burada soğutulur, ısıyı suya veya havaya aktarır

Sistemin bir sonraki yapısal elemanı bir kapasitördür. Fonksiyonu, termal enerjiyi ısıtma sisteminin iç devresine aktarmaktır.

Sanayi kuruluşları tarafından üretilen seri numuneler plakalı ısı eşanjörleri ile donatılmıştır. Bu tür kapasitörlerin ana malzemesi alaşımlı çelik veya bakırdır.

Kendi kendine yapılan ısı eşanjörü için yarım inç çapında bir bakır boru uygundur. Isı değiştiricinin üretiminde kullanılan boruların et kalınlığı en az 1 mm olmalıdır.

Hidrolik devrenin devridaim yapan yüksek basınçlı ortamın düşük basınçlı bir ortama dönüştürüldüğü kısmının başına bir termostatik veya başka bir şekilde kısma valfi monte edilir. Daha doğrusu, kompresör ile eşleştirilmiş olan gaz kelebeği ısı pompası devresini iki parçaya ayırır: biri yüksek basınç parametreleri, diğeri düşük.

Bir genleşme gaz kelebeği valfinden geçerken, kapalı bir devrede dolaşan sıvı kısmen buharlaşır, bunun sonucu olarak basınç sıcaklıkla azalır. Daha sonra çevre ile iletişim halinde ısı eşanjörüne girer. Orada, ortamın enerjisini yakalar ve sisteme geri aktarır.

Gaz kelebeği, evaporatöre doğru soğutucu akışkan akışını kontrol eder. Bir vana seçerken, sistem parametreleri dikkate alınmalıdır. Valf bu parametrelere uygun olmalıdır.

Bir ısı kontrol valfinden geçerken, sıvı soğutucu kısmen buharlaşır ve akış sıcaklığı düşer (+)

Isı pompası tipi seçimi

Bu ısıtma sisteminin ana göstergesi güçtür. Her şeyden önce, ekipman satın almak için finansal maliyetler ve düşük sıcaklıklı bir veya daha fazla ısı kaynağının seçimi kapasiteye bağlı olacaktır. Isı pompası sisteminin gücü arttıkça bileşenlerin maliyeti de artar.

Her şeyden önce, kompresör kapasitesini, jeotermal problar için kuyucukların derinliğini veya yatay bir toplayıcı yerleştirme alanını ifade eder. Doğru termodinamik hesaplamalar sistemin verimli bir şekilde çalışacağını garanti eder.

Kişisel sitenizin yakınında bir gölet varsa, en uygun maliyetli ve verimli seçim su-su ısı pompası olacaktır.

Başlamak için, pompanın montajı için planlanan alanı incelemelisiniz. İdeal bir durum, bu bölümde bir su kütlesinin varlığı olacaktır. kullanımı su-su tipi seçenekleri hafriyat hacmini önemli ölçüde azaltır.

Arazinin ısısını kullanmak, aksine, kazı ile ilgili çok sayıda işi içerir. Sucul ortamı düşük dereceli ısı olarak kullanan sistemler en verimli olarak kabul edilir.

Topraktan termal enerji çeken bir ısı pompasının cihazı, etkileyici miktarda toprak işçiliği içerir. Toplayıcı mevsimsel donma seviyesinin altına serilir

Toprağın termal enerjisini kullanmanın iki yolu vardır. Birincisi 100-168 mm çapında sondaj kuyularını içerir. Bu tür kuyuların derinliği, sistemin parametrelerine bağlı olarak, 100 m veya daha fazla olabilir.

Bu kuyucuklara özel problar yerleştirilir. İkinci yöntemde bir boru manifoldu kullanılır. Böyle bir toplayıcı yeraltında yatay bir düzlemde bulunur. Bu seçenek için yeterince geniş bir alan gereklidir.

Toplayıcının döşenmesi için ıslak topraklı alanlar ideal kabul edilir. Doğal olarak, sondaj kuyuları rezervuarın yatay konumundan daha pahalıya mal olacaktır. Ancak, her alanda boş alan yoktur. Bir kW ısı pompası gücü için 30 ila 50 m² alan gereklidir.

Bir derin kuyu ile termal enerji toplamak için bir yapı, bir çukur kazmaktan biraz daha ucuz olabilir. Ancak önemli bir artı, küçük arazilerin sahipleri için önemli olan önemli yer tasarrufu.

Yüksek yalancı bir yeraltı suyu ufkunun varlığı durumunda, ısı eşanjörleri birbirinden yaklaşık 15 m mesafede bulunan iki kuyuda düzenlenebilir.

Yeraltı suyunu, parçaları kuyularda bulunan kapalı bir döngüde pompalayarak bu tür sistemlerde termal enerji seçimi. Böyle bir sistem bir filtrenin takılmasını ve ısı eşanjörünün periyodik olarak temizlenmesini gerektirir.

En basit ve en ucuz ısı pompası devresi havadan termal enerjinin çekilmesine dayanır.Bir kez buzdolaplarının kurulumu için temel haline geldi, daha sonra ilkelerine göre klimalar geliştirildi.

En basit termal pompalama sistemi hava kütlesinden enerji alır. Yaz aylarında ısıtmaya, kışın klimaya katılır. Sistemin dezavantajı, bağımsız bir yürütmede yetersiz güce sahip birimin

Çeşitli ekipman türlerinin etkinliği aynı değildir. En düşük göstergeler hava kullanan pompalardır. Ayrıca, bu göstergeler doğrudan hava koşullarına bağlıdır.

Isı pompalarının toprak çeşitleri istikrarlı bir performansa sahiptir. Bu sistemlerin verimlilik katsayısı 2.8-3.3 arasında değişmektedir. Su-su sistemleri en etkilidir. Bu öncelikle kaynak sıcaklığının stabilitesinden kaynaklanmaktadır.

Pompa toplayıcının rezervuarda ne kadar derinde bulunduğuna, sıcaklığın o kadar kararlı olacağına dikkat edilmelidir. 10 kW'lık bir sistem kapasitesi elde etmek için, yaklaşık 300 metre boru hattına ihtiyacınız vardır.

Isı pompasının verimliliğini karakterize eden ana parametre, dönüşüm katsayısıdır. Dönüşüm katsayısı ne kadar yüksek olursa, ısı pompası o kadar verimli olur.

Isı pompasının dönüşüm katsayısı, ısı akısı ve kompresörde harcanan elektrik gücü oranı olarak ifade edilir.

Kendin yap ısı pompası montajı

Eylem şemasını ve ısı pompası cihazını bilmek, kendiniz monte edin ve kurun alternatif ısıtma sistemi büyük olasılıkla. Çalışmaya başlamadan önce, gelecekteki sistemin tüm temel parametrelerini hesaplamak gerekir. Gelecekteki pompanın parametrelerini hesaplamak için soğutma sistemlerini optimize etmek için tasarlanmış yazılımı kullanabilirsiniz.

İnşa etmenin en kolay yolu hava-su sistemi. Isı devresinin su ve toprak çeşitlerinde bulunan harici devrenin cihazında karmaşık bir çalışma gerektirmez. Kurulum için, biri hava sağlayacak ve ikincisi harcanan kütleyi tahliye edecek olan sadece iki kanala ihtiyaç duyulacaktır.

Bunu kendiniz yapmanın en kolay yolu, hava kütlesinden ısı girişi olan bir ısı pompası düzenlemektir. Dış ünite fanı evaporatöre hava üfler

Fana ek olarak, gerekli güçte bir kompresör almanız gerekir. Böyle bir ünite için, sıradan ekipmanla donatılmış kompresör oldukça uygundur bölünmüş sistemler. Yeni bir birim satın almak gerekli değildir.

Eski ekipmandan çıkarabilir veya kullanabilirsiniz eski bir buzdolabı için aksesuarlar. Spiral bir çeşit kullanılması tavsiye edilir. Bu kompresör seçenekleri, yeterli verimliliğe sahip olmanın yanı sıra, sıcaklığı artıran yüksek basınçlar oluşturur.

Bir kondansatör oluşturmak için bir kapasitans ve bir bakır boruya ihtiyacınız olacaktır. Bir bobin bir borudan yapılır. Üretimi için, istenen çaptaki herhangi bir silindirik gövde kullanılır. Üzerine bir bakır boru sararak, bu yapısal elemanı kolayca ve hızlı bir şekilde yapabilirsiniz.

Bitmiş bobin daha önce yarıya kesilmiş bir kaba monte edilir. Konteynerlerin üretimi için korozyon işlemlerine dayanıklı malzemeler kullanmak daha iyidir. İçine bir bobin yerleştirdikten sonra, tankın yarısı kaynak yapılır.

Bobin alanı aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır:

MT / 0.8 RT,

burada:

• MT - sistemin ürettiği termal enerjinin gücü.
• 0,8 - suyun bobinin malzemesi ile etkileşimindeki termal iletkenlik katsayısı.
• RT - giriş ve çıkıştaki su sıcaklığı farkı.

Bir bobinin kendi üretimi için bir bakır boru seçerken, duvar kalınlığına dikkat etmeniz gerekir. En az 1 mm olmalıdır. Aksi takdirde, sarım yaparken boru deforme olur. Soğutucu akışkan girişinin tankın üst kısmında bulunduğu boru.

Bir bakır boru ısı eşanjörü, bir bakır borunun silindirik bir nesneye sarılmasıyla yapılır. Bobinin yüzey alanı ne kadar büyük olursa, pompa performansı da o kadar yüksek olur

Isı pompası evaporatörü iki versiyonda yapılabilir - içinde bir bobin bulunan bir kap formunda ve bir borudaki bir boru formunda. Evaporatördeki sıvının sıcaklığı küçük olduğundan, kapasite plastik bir varilden yapılabilir. Bu kapasitede bakır bir borudan yapılmış bir devre yerleştirilir.

Bir kondansatörün aksine, evaporatör bobininin bobini seçilen tankın çapına ve yüksekliğine karşılık gelmelidir. Evaporatörün ikinci varyantı: borudaki boru. Bu düzenlemede, soğutucu akışkan borusu, suyun dolaştığı daha büyük çaplı bir plastik boruya yerleştirilir.

Böyle bir borunun uzunluğu planlanan pompa kapasitesine bağlıdır. 25 ila 40 metre arasında olabilir. Böyle bir boru sarılır.

Termostatik vana, kapatma ve kontrol boru bağlantılarını ifade eder. Genleşme valfinde bir kilitleme elemanı olarak bir iğne kullanılır. Valf kapama elemanının konumu, evaporatördeki sıcaklık ile belirlenir.

Sistemin bu önemli unsuru oldukça karmaşık bir tasarıma sahiptir. Şunları içerir:

• Termokupl.
• Diyafram.
• Kılcal boru.
• Termoballon.

Bu elemanlar yüksek sıcaklıklarda kullanılamaz hale gelebilir. Bu nedenle, lehim çalışması sırasında vana asbest bezi ile yalıtılmalıdır. Kontrol vanası evaporatörün kapasitesine uygun olmalıdır.

Ana yapısal parçaların imalatı üzerinde çalışmalar yaptıktan sonra, tüm yapıyı tek bir üniteye monte etmek için önemli bir an gelir. En önemli adım soğutucu akışkan enjeksiyon işlemi veya soğutma suyunu sisteme yerleştirin.

Bağımsız bir şekilde böyle bir operasyon yürütmek, basit bir meslekten olmayanlar için uygun değildir. Burada HVAC ekipmanlarının bakım ve onarımıyla uğraşan profesyonellere başvurmanız gerekecektir.

Bu alandaki işçiler, kural olarak, gerekli ekipmana sahiptir. Soğutucu şarjına ek olarak, sistemi test edebilirler. Soğutucu akışkanın kendi kendine yüklenmesi sadece yapının bozulmasına değil, aynı zamanda ciddi yaralanmalara da yol açabilir. Ayrıca, sistemi başlatmak için özel ekipmanlara da ihtiyaç vardır.

Sistem başladığında, genellikle yaklaşık 40 A olan bir pik başlatma yükü oluşur. Bu nedenle, sistemi bir başlatma rölesi olmadan başlatmak mümkün değildir. İlk çalıştırmadan sonra vana ve soğutucu akışkan basıncı ayarlanmalıdır.

Soğutucu akışkan seçimi ciddiye alınmalıdır. Sonuçta, aslında yararlı termal enerjinin ana “taşıyıcısı” olarak kabul edilen bu maddedir. Mevcut modern soğutucu akışkanlardan freonlar en popüler olanıdır. Bunlar, karbon atomlarının bir kısmının diğer elementlerle değiştirildiği hidrokarbon bileşiklerinin türevleridir.

Isı pompasının münferit elemanlarının montajının bir sonucu olarak, çalışma ortamının dolaştığı kapalı bir halka elde edilmelidir.

Bu çalışmalar sonucunda kapalı bir döngü sistemi elde edildi. Soğutucu akışkan içinde dolaşarak termal enerjinin evaporatörden kondensere seçilmesini ve aktarılmasını sağlar. Isı pompalarını bir evin ısı besleme sistemine bağlarken, kondenserin çıkışındaki suyun sıcaklığının 50-60 dereceyi geçmediğine dikkat edilmelidir.

Isı pompası tarafından üretilen termal enerjinin düşük sıcaklığı nedeniyle, ısı tüketicisi olarak özel ısıtma cihazları seçilmelidir. Sıcak bir zemin veya geniş bir radyasyon alanına sahip alüminyum veya çelikten yapılmış düşük ataletli radyatörler olabilir.

Isı pompalarının ev yapımı versiyonları, ana kaynağın çalışmasını destekleyen ve tamamlayan yardımcı ekipman olarak düşünülmeye en uygun olanlardır.

Her yıl ısı pompası tasarımları geliştirilmektedir. Evde kullanım için tasarlanmış endüstriyel tasarımlar daha verimli ısı transfer yüzeyleri kullanır. Sonuç olarak, sistem performansı sürekli artmaktadır.

Termal enerji üretimi için böyle bir teknolojinin gelişimini uyaran önemli bir faktör çevresel bileşendir. Bu tür sistemler, oldukça etkili olmasının yanı sıra, çevreyi kirletmez. Açık alevin olmaması, çalışmasını kesinlikle güvenli hale getirir.

Konu hakkında sonuçlar ve faydalı video

Video # 1. PEX borulardan bir ısı eşanjörü ile en basit ev yapımı ısı pompası nasıl yapılır:

Video # 2. Devam brifingi:

Alternatif ısıtma sistemleri olarak, ısı pompaları uzun süredir kullanılmaktadır. Bu sistemler güvenilirliğe, uzun hizmet ömrüne sahiptir ve daha da önemlisi çevre dostudur. Verimli ve güvenli ısıtma sistemlerinin geliştirilmesinde bir sonraki adım olarak ciddiye alınmaya başlarlar.

Makalede belirtilmeyen, bir ısı pompası oluşturmak için ilginç bir yöntem hakkında soru sormak veya konuşmak ister misiniz? Lütfen aşağıdaki bloğa yorum yazınız.