Cách chế tạo máy bơm nhiệt không khí: sơ đồ thiết bị và tự lắp ráp

Liên quan đến sự gia tăng thường xuyên của chi phí chất làm mát, các phương pháp sưởi ấm thay thế đang trở nên phổ biến. Ví dụ, một máy bơm nhiệt nước không khí thực tế sử dụng năng lượng không khí để sưởi ấm. Cài đặt không yêu cầu hàng tiêu dùng đắt tiền, dễ sử dụng, an toàn.

Do chi phí đáng kể cho việc lắp ráp nhà máy của đơn vị, nhiều người quan tâm đến việc xây dựng độc lập hệ thống này. Chúng tôi sẽ cho bạn biết những gì một quản đốc nhà sẽ cần để làm một máy bơm nhiệt tự chế. Ở đây bạn sẽ tìm ra những thiết bị kỹ thuật nên được dự trữ.

Các tính năng của hệ thống nhiệt không khí-nước

Máy bơm nhiệt, mà bài viết này được dành cho, trái ngược với các sửa đổi khác của một thiết bị như vậy (đặc biệt, nước-nước và đất-nước), có một số lợi thế:

• tiết kiệm điện;
• việc lắp đặt sẽ không yêu cầu công tác đào đất quy mô lớn, khoan, xin giấy phép đặc biệt;
• nếu bạn kết nối hệ thống với các tấm pin mặt trời, bạn có thể đảm bảo quyền tự chủ hoàn toàn của nó.

Một lợi thế đáng kể của một hệ thống nhiệt chiết xuất năng lượng gió và chuyển nó vào nước là an toàn môi trường một trăm phần trăm.

Trước khi tiến hành thiết kế máy bơm, cần phải tìm hiểu xem trường hợp nào hệ thống có hiệu quả nhất và khi nào việc sử dụng nó là không thực tế.

Một hệ thống bơm nhiệt chiết xuất năng lượng từ khối không khí có thể được sử dụng để làm nóng tất cả các loại chất làm mát được sử dụng trong CIS: nước, không khí, hơi nước

Ứng dụng và chi tiết công việc

Máy bơm nhiệt hoạt động năng suất độc quyền trong phạm vi nhiệt độ từ -5 đến +7 độ.Ở nhiệt độ không khí là +7, hệ thống sẽ tạo ra nhiều nhiệt hơn mức cần thiết và ở giá trị dưới -5, nó không đủ để sưởi ấm. Điều này là do thực tế là freon tập trung trong cấu trúc sôi ở nhiệt độ -55 độ.

Về mặt lý thuyết, hệ thống có thể tạo ra nhiệt ngay cả trong sương giá 30 độ, nhưng nó sẽ không đủ để sưởi ấm, bởi vì nhiệt lượng tỏa ra trực tiếp phụ thuộc vào sự chênh lệch giữa điểm sôi của môi chất lạnh và nhiệt độ không khí.

Do đó, hệ thống này sẽ không hoạt động cho cư dân của các khu vực phía bắc nơi thời tiết lạnh xảy ra sớm hơn và trong các ngôi nhà của khu vực phía Nam, nó có thể phục vụ hiệu quả trong vài tháng lạnh.

Nếu pin tiêu chuẩn được lắp đặt trong phòng, bơm nhiệt sẽ hoạt động kém hiệu quả hơn. Trên hết, thiết bị không khí được kết hợp với các bộ đối lưu và bộ tản nhiệt khác với diện tích lớn, cũng như hệ thống sưởi sàn, "Bức tường ấm" của loại nước.

Ngoài ra, căn phòng phải được cách nhiệt tốt với bên ngoài, có cửa sổ nhiều buồng tích hợp giúp cách nhiệt tốt hơn so với gỗ hoặc nhựa thông thường.

Bơm nhiệt tương tác tốt nhất với hệ thống sưởi dưới sàn, không cần làm nóng chất làm mát trên 40 - 45º С

Tự làm bơm nhiệt có khả năng sưởi ấm nhà hiệu quả lên tới 100 mét vuông. m và được đảm bảo để cung cấp công suất 5 kW. Cần phải hiểu rằng Freon không thể được đổ đủ chất lượng cao vào cấu trúc được tạo ra trong điều kiện trong nước, do đó, người ta nên kỳ vọng điểm sôi của nó là -22 độ.

Thiết bị lắp ráp tại nhà lý tưởng để cung cấp nhiệt cho nhà để xe, nhà kính, phòng tiện ích, hồ bơi nhỏ vv Hệ thống thường được sử dụng như hệ thống sưởi bổ sung.

Lò hơi điện hoặc các thiết bị truyền thống khác cho mùa nóng sẽ được yêu cầu trong mọi trường hợp. Trong thời gian sương giá nghiêm trọng (-15-30 độ), nên tắt bơm nhiệt để tránh lãng phí điện, vì trong thời gian này hiệu suất của nó không quá 10%.

Bơm nhiệt cung cấp đủ năng lượng để làm nóng nước trong bể riêng trong nhà (+)

Nguyên lý của hệ thống

Chất làm việc trong thiết kế là không khí. Thông qua các đơn vị ngoài trời, được cài đặt trên đường phố, oxy được dẫn đến thiết bị bay hơi, nơi nó tương tác với chất làm lạnh.

Freon trở nên khí dưới tác động của nhiệt độ (vì nó sôi ở -55 độ) và ở trạng thái nóng, nó đi vào máy nén dưới áp suất. Thiết bị nén khí, do đó làm tăng nhiệt độ của nó.

Freon nóng đi vào mạch của bể chứa (bình ngưng), nơi nhiệt được truyền vào nước, sau này có thể được sử dụng để tổ chức sưởi ấm và FGP. Trong thiết bị ngưng tụ, freon chỉ mất một phần nhiệt và vẫn ở trạng thái khí.

Đi qua cuộn cảm, chất làm lạnh được phun, do đó nhiệt độ của nó giảm xuống. Freon trở thành chất lỏng và ở dạng này truyền vào thiết bị bay hơi. Chu kỳ lặp lại.

Hình vẽ dưới dạng sơ đồ cho thấy việc thực hiện nguyên lý của một bơm nhiệt cơ bản, được chia cho một máy nén và giãn nở thành hai mạch - áp suất cao và thấp

Những người muốn tự xây dựng bơm nhiệt từ vật liệu phế thải và thiết bị cũ, ví dụ, từ tủ lạnh cũ, thông tin được mô tả trong bài viết chúng tôi đề xuất sẽ giúp ích.

Thi công bơm nhiệt không khí

Hệ thống bơm nhiệt bao gồm bốn yếu tố chính:

• dàn nóng;
• năng lực trao đổi nhiệt-bay hơi;
• đơn vị cho máy nén;
• dung lượng lưu trữ (tụ điện).

Hãy xem xét các tính năng thiết kế của từng khối.

Lắp ráp dàn nóng

Để tạo một khối bên ngoài, bạn sẽ cần:

• Nhà ở. Một khối từ hệ thống tách, máy giặt, thiết bị tổng thể khác là phù hợp theo truyền thống, đôi khi nó được xây dựng độc lập bởi hàn nguyên tố kim loại. Điều quan trọng là phải xử lý kim loại bằng sơn chống ăn mòn dạng bột sau khi lắp ráp.
• Cái quạt. Sản phẩm có thể được mượn từ công việc cũ hệ thống điều hòa không khí hoặc mua riêng.

Mô hình quạt nên có cánh quạt bằng nhựa rộng và tốt nhất là với động cơ có thể tháo rời, để có thể kết nối nó với cảm biến.

Để lắp ráp dàn nóng, bạn cần có vỏ và quạt từ dưới hệ thống điều hòa. Thông số khối gần đúng - 75x85x30 cm

Trong dàn nóng, bạn có thể cài đặt thiết bị bay hơi và các bộ phận phụ trợ cho hoạt động của nó, nhưng nên đặt các bộ phận này trong một trường hợp riêng biệt.

Lắp đặt dàn nóng ở khoảng cách 2-10 m từ nhà. Điều quan trọng là xây dựng một nền tảng dưới nó và đặt một tán cây để bảo vệ cấu trúc khỏi lượng mưa. Cũng cần phải cố định lưới tản nhiệt phía trước quạt để tránh bụi bẩn, mảnh vụn, lá cây xâm nhập vào cánh quạt và đường ống.

Ngoài ra, nó là mong muốn để cài đặt máy sưởi bảo vệ các bên và bảng khỏi đóng băng. Trong trường hợp này, không cần sưởi ấm thêm nhà ở. Nơi để lắp đặt các đơn vị phải được thông gió tốt, tránh xa các nguồn lửa mở.

Đơn vị với thiết bị trao đổi nhiệt-bay hơi

Thiết bị bay hơi có thể được mua sẵn bằng cách sử dụng dịch vụ của các nhà cung cấp trên mạng hoặc được tạo độc lập. Để làm điều này, bạn cần một chiếc xe tăng 80 lít và dây đồng có đường kính 10 mm và độ dày ít nhất là 1 mm.

Độ dài được tính riêng có tính đến công suất cần thiết. Đối với thiết bị 5 kW, bạn có thể mất 10 m. Trong thiết bị bay hơi, quá trình làm nóng và lưu thông freon sẽ xảy ra, cũng như tiếp xúc với không khí.

Để tạo ra một bộ trao đổi nhiệt, bạn cần thiết kế một cuộn dây. Đối với điều này, dây được quấn quanh một ống có thành dày với đường kính không vượt quá chiều rộng của bể. Điều quan trọng là để lại các lát nhô ra ngoài chiều cao của nhà ở. Chúng sẽ cần thiết để kết nối cuộn dây với các yếu tố khác của hệ thống - máy nén và bể chứa.

Để tạo ra một cuộn dây, một ống đồng có thành khoảng 1 mm được quấn quanh một bình chứa khí, ống hoặc chai nhựa chứa đầy nước

2 phụ kiện để kết nối đường ống được cắt vào thân máy, hai đầu nối cho lối ra dây được tạo ra. Các hợp chất được niêm phong. Vặn chặt cấu trúc đã hoàn thành bằng cách sử dụng dấu ngoặc hình chữ L.

Ngoài ra, nên lắp đặt rơle rã đông trên thiết bị bay hơi, vì không khí sẽ được lưu thông trong bể, nhiệt độ của nó là âm.Trong trường hợp này, ngưng tụ tích tụ trong hệ thống có thể làm cho thiết bị bay hơi đóng băng. Ngoài ra, để loại trừ sự hình thành độ ẩm, máy sấy lọc có thể được đưa vào hệ thống.

Quy tắc cài đặt máy nén

Để cài đặt máy nén, bạn sẽ cần một vỏ riêng biệt với cách ly âm thanh và rung, vì hầu như tất cả các sửa đổi của thiết bị đều ồn trong quá trình hoạt động. Bạn có thể lấy một máy nén đã qua sử dụng từ dưới tủ lạnh, máy điều hòa không khí hoặc mua một mô hình mới.

Các loại máy nén khí sau đây phù hợp cho máy bơm nhiệt:

1. Xoay máy nén khí là rẻ nhất, nhưng có một số nhược điểm - chúng gây tiếng ồn, có hiệu quả thấp và kéo dài 8-10 năm.
2. Xoắn ốc Sửa đổi được cài đặt trong tất cả các mô hình hiện đại của điều hòa không khí, tủ lạnh. Chúng bền (15-20 năm), không ồn ào, hiệu quả, nhưng có chi phí cao.
3. Pít-tông mô hình chủ yếu được cài đặt trên tủ lạnh công nghiệp. Sản phẩm có hiệu quả tốt, bền (15-20 năm), nhưng vô cùng ồn ào và đắt tiền.

Đối với bơm nhiệt, phải chọn máy nén một pha. Trước khi mua, điều quan trọng là tìm hiểu loại thiết bị nào hoạt động với. Nên mua một mô hình chạy trên R22, tốt nhất là trên R422. Làm việc với chất làm lạnh loại này sẽ dễ hơn bất kỳ loại freon nào khác.

Máy nén được nối bằng ống với thiết bị bay hơi và thiết bị ngưng tụ. Nhờ thiết bị, freon tăng nhiệt độ của nó.

Thiết kế dung lượng lưu trữ (tụ điện)

Để chế tạo bình ngưng, bạn cần có vỏ từ nồi hơi 100 lít hoặc bất kỳ bình không gỉ nào khác có cùng thể tích. Một cuộn dây làm bằng ống đồng cũng cần thiết. Trên máy bơm 5 kW, bạn có thể đi dây 12 mét. Freon nóng sẽ đi qua ống cuộn, do đó nước được làm nóng.

Bước # 1: Tạo cuộn dây

Để sản xuất một cuộn dây, bạn cần một dây đồng có đường kính ít nhất 26 mm và độ dày thành 1 mm. Nó phải được vết thương trên một đường ống có tiết diện nhỏ hơn bể.

Chiều cao của xoắn ốc phải phù hợp với chiều cao của vỏ. Điều quan trọng là để các đầu ra ống bên ngoài bể để có thể kết nối cuộn dây với thiết bị bay hơi và máy nén.

Bước # 2: chuẩn bị vụ án

Để cài đặt cuộn dây, bể phải được cắt. Trên và dưới, bạn cần tạo các lỗ cho lối thoát của dây đồng, cũng như cắt các ngăn bổ sung để lắp đặt 2 phụ kiện, một trong số đó được thiết kế để thoát nước và cái còn lại để vào. Sau khi làm thủ tục xong, bể phải được niêm phong.

Máy nén trao đổi nhiệt có thể được mua riêng ở dạng thiết kế đã hoàn thành. Sử dụng một thiết bị lắp ráp tại nhà máy, bạn có thể tăng sức mạnh và hiệu quả của việc cài đặt.

Môi chất lạnh có nhãn R22 theo quy định của Montreal dự kiến ​​sẽ ngừng hoạt động vào năm 2030. Để lấp đầy hệ thống, tốt hơn là sử dụng chất thay thế của nó - chất làm lạnh R422

Kết nối bộ phận bên ngoài với thiết bị bay hơi

Để kết nối dàn nóng và thiết bị bay hơi, sẽ cần 2 ống polyetylen PND 32. Không khí sẽ đi qua một đường ống, và thoát qua một đường ống khác.

Ống có thể được chôn trong lòng đất, sau khi thêm bất kỳ vật liệu cát nào vào mương, hoặc để lại trên bề mặt nếu vỏ ngoài nằm gần nhà.

Thiết bị bay hơi, máy nén và bể

Freon lưu hành trong hệ thống này. Để kết nối các cuộn dây với máy nén và van tiết lưu, cần phải liên hệ với các chuyên gia trong thiết bị làm lạnh. Một người không có kinh nghiệm trong công việc hàn sẽ khó có thể kết hợp chính xác tất cả các yếu tố vào một hệ thống để đảm bảo công trình xây dựng.

Hơn nữa, nhiều vật liệu bổ sung sẽ được yêu cầu - ống có đường kính khác nhau, sửa đổi khác nhau vòi thoát nướcvan để khắc khí, van an toàn, cũng như kẹp cho đường ống, kẹp, máy cắt ống để cắt các phần của đường ống.

Các thiết bị chuyên dụng khác có sẵn trong bất kỳ xưởng sửa chữa tủ lạnh và điều hòa không khí sẽ cần thiết.

Việc tiêm freon chất lượng cao cũng được thực hiện bằng thiết bị đặc biệt. Do đó, để kết hợp các bộ trao đổi nhiệt, máy nén và van tiết lưu vào hệ thống làm việc, việc chuyển sang các chuyên gia sẽ thuận tiện và có lợi hơn.

Cài đặt hệ thống quản lý thực hiện

Để theo dõi áp suất và nhiệt độ của freon, bạn có thể sử dụng bảng với màn hình hiển thị dưới bất kỳ máy điều hòa nào. Trong quá trình hàn làm việc với sự giúp đỡ của các chuyên gia, thiết kế có thể được thực hiện chính xác trong quá trình cài đặt.

Cũng có thể kết nối một thiết bị đặc biệt - cảm biến quay quạt. Nó điều chỉnh tốc độ quay của cánh quạt, và cũng tự động hóa tốc độ của bơm tuần hoàn freon.

Ngoài ra, bạn có thể đặt hẹn giờ, khởi động điệnthiết bị bảo vệ máy nén khỏi quá nóng. Tất cả các bộ phận này có thể được mua tại các cửa hàng sửa chữa hoặc thị trường phụ tùng.

Tính toán công suất của bơm nhiệt không khí-nước

Đối với phòng sưởi ấm với diện tích 100 mét vuông. m cần một máy bơm nhiệt lớn hơn. Công suất cần thiết của cài đặt có thể được tính toán bằng cách sử dụng bảng:

Các bảng này sẽ giúp tính toán diện tích của cuộn dây để tạo ra việc lắp đặt một công suất cụ thể

Để xác định công suất của máy nén, nên sử dụng đường kính nào và dữ liệu quan trọng khác khi thiết kế bơm nhiệt không khí, bạn cần chuyển sang một trong các phương pháp sau:

• Sử dụng máy tính trực tuyến được đăng trên trang web của các nhà sản xuất bộ trao đổi nhiệt.
• Áp dụng phần mềm Coolpack 1,46, Đồng hương.
• Mời một chuyên gia sẽ thực hiện các phép đo và tính toán cần thiết.

Khu vực cuộn dây ngưng tụ (PZK) có thể được tính theo công thức:

PZK = M / 0,8DT,

Trong đó M là công suất đơn vị tính bằng kW; 0,8 - hệ số dẫn nhiệt tiếp xúc với nước và đồng; DT là chênh lệch nhiệt độ giữa không khí đến và đi trong hệ thống.

Các thông số của bơm nhiệt ở trên phù hợp cho các phòng rộng tới 100 mét vuông. mét. Công suất lắp đặt là 5 kW. Nếu bạn mua bộ trao đổi nhiệt đặc biệt, hoàn toàn có thể tăng công suất lắp đặt lên 10-15 kw.

Hình vẽ cho thấy một hệ thống trong đó các bộ trao đổi nhiệt, máy nén, van tiết lưu được kết hợp trong một bể. Thiết kế sử dụng bộ trao đổi nhiệt nhà máy (+)

Dịch vụ lắp đặt tại nhà

Để vận hành chất lượng cao, bơm nhiệt cần được bảo trì bổ sung. Nếu bạn sử dụng thiết bị vào mùa đông (trong trường hợp không có hệ thống sưởi bổ sung được cài đặt trong trường hợp), thì thiết bị sẽ phải được làm nóng định kỳ, vì một lớp băng sẽ hình thành trên bề mặt của nó.

Nó cũng cần thiết theo định kỳ:

• Làm sạch cánh quạt của các mảnh vụn - lá, bụi, bẩn, tuyết, v.v.
• Bôi trơn máy nén theo hướng dẫn của nó.
• Thay dầu trong máy nén và quạt.

Ngoài ra, để hoạt động bình thường của hệ thống, cần thường xuyên kiểm tra tính toàn vẹn của đường ống đồng, cáp nguồn cung cấp cho máy nén, quạt và các thiết bị khác.

Kết luận và video hữu ích về chủ đề này

Video sau đây sẽ giúp bạn làm quen với nguyên tắc hoạt động và thiết kế của một máy bơm nhiệt xử lý năng lượng gió:

Máy bơm nhiệt không khí làm tại nhà là một trong những thiết bị hiệu quả nhất và chi phí thấp để sưởi ấm thêm cho ngôi nhà. Bất cứ ai cũng có thể thực hiện và cài đặt hệ thống này.

Hãy viết bình luận trong khối bên dưới. Có lẽ bạn có thông tin thú vị và hình ảnh về chủ đề của bài viết? Đặt câu hỏi, chia sẻ ý kiến ​​của riêng bạn và lời khuyên hữu ích cho khách truy cập trang web.