Kako napraviti toplinsku pumpu zrak-voda: dijagrami uređaja i samostalna montaža

U vezi s redovitim povećanjem troškova rashladnih sredstava, alternativne metode grijanja postaju popularne. Na primjer, praktična toplinska pumpa zrak-voda koja koristi zračnu energiju za zagrijavanje. Ugradnja ne zahtijeva skupe potrošne materijale, jednostavna za upotrebu, sigurna.

Zbog znatnih troškova tvorničke montaže jedinice, mnogi su zainteresirani za samostalnu izgradnju ovog sustava. Reći ćemo vam što će trebati kućnom radniku da napravi domaću toplinsku pumpu. Ovdje ćete saznati koja tehnička oprema treba biti opskrbljena.

Značajke toplinskog sustava zrak-voda

Toplinska pumpa, kojoj je ovaj članak posvećen, nasuprot drugim modifikacijama takvog uređaja (posebno, voda vode i zemlja-voda), ima nekoliko prednosti:

• štedi struju;
• instalacija neće zahtijevati velike zemljane radove, bušenje, pribavljanje posebnih dozvola;
• ako sustav povežete sa solarnim pločama, možete osigurati njegovu punu autonomiju.

Značajna prednost toplinskog sustava koji izvlači energiju vjetra i prebacuje je u vodu je sto postotna zaštita okoliša.

Prije nego što nastavite s dizajnom crpke, potrebno je saznati u kojim je slučajevima sustav najučinkovitiji i kada je njegova upotreba nepraktična.

Sustav toplinske pumpe koji izvlači energiju iz zračne mase može se koristiti za zagrijavanje svih vrsta rashladnih sredstava koja se koriste u CIS-u: vode, zraka, pare

Primjena i specifičnosti rada

Toplinska pumpa djeluje produktivno isključivo u temperaturnom rasponu od -5 do +7 stupnjeva.Pri temperaturi zraka od +7, sustav će proizvesti više topline nego što je potrebno, a pri vrijednosti ispod -5 nije dovoljno za grijanje. To je zbog činjenice da koncentrirani freon u strukturi ključa na temperaturi od -55 stupnjeva.

Teoretski, sustav može stvarati toplinu čak i pri 30-stupnjevanoj mrazici, ali to neće biti dovoljno za grijanje, jer toplinski učinak izravno ovisi o razlici vrelišta rashladnog sredstva i temperature zraka.

Stoga ovaj sustav neće raditi za stanovnike sjevernih regija u kojima se hladnije vrijeme javlja ranije, a u kućama južnih regija može učinkovito služiti nekoliko hladnih mjeseci.

Ako su u sobi ugrađene standardne baterije, toplinska crpka će raditi manje učinkovito. Najbolje od svega je to što je uređaj zrak-voda u kombinaciji s konvektorima i drugim radijatorima s velikim površinama, kao i sustavi podnog grijanja, "Topli zidovi" vrste vode.

Također, sama soba treba biti dobro izolirana izvana, imati ugrađene prozore s više komora koji pružaju bolju toplinsku izolaciju od običnih drvenih ili plastičnih.

Toplinska pumpa najbolje reagira na sustav podnog grijanja, koji ne zahtijeva zagrijavanje rashladne tekućine iznad 40 - 45 ° C

self-made toplinska pumpa u mogućnosti učinkovito grijati kuće do 100 četvornih metara. m i zajamčeno će dati snagu od 5 kW. Treba razumjeti da se freon ne može dovoljno kvalitetno sipati u strukturu stvorenu u domaćim uvjetima, pa treba očekivati ​​da će njegova temperatura ključanja pasti na -22 stupnja.

Uređaj za montažu kuće idealan je za opskrbu toplinom u garaži, stakleniku, pomoćnim prostorijama, mali privatni bazen itd. Sustav se obično koristi kao dodatno grijanje.

Električni kotao ili bilo koja druga tradicionalna oprema za sezonu grijanja bit će potrebna u svakom slučaju. Za vrijeme jakih mrazeva (-15-30 stupnjeva) preporučuje se isključiti toplinsku pumpu kako bi se izbjeglo gubljenje električne energije, jer u tom razdoblju njegova učinkovitost nije veća od 10%.

Toplinske pumpe isporučuju dovoljno energije za zagrijavanje vode u zatvorenim privatnim bazenima (+)

Načelo sustava

Radna tvar u dizajnu je zrak. Kroz vanjsku jedinicu, koja je instalirana na ulici, kisik se cijevi do isparivača, gdje djeluje na rashladno sredstvo.

Freon postaje plinovit pod utjecajem temperature (budući da vreli na -55 stupnjeva), a u zagrijanom stanju pod pritiskom ulazi u kompresor. Uređaj komprimira plin, povećavajući na taj način njegovu temperaturu.

Vrući freon ulazi u krug akumulacijskog spremnika (kondenzatora), gdje se toplina prenosi u vodu, koja se kasnije može koristiti za organiziranje grijanja i FGP, U kondenzatoru freon gubi samo dio svoje topline i još uvijek je u plinovitom stanju.

Prolazeći kroz prigušnicu, rashladno sredstvo se raspršuje, zbog čega njegova temperatura opada. Freon postaje tečan i u tom obliku prelazi u isparivač. Ciklus se ponavlja.

Na slici je shematski prikazana primjena principa elementarne toplinske pumpe, podijeljene kompresorom i ekspanzatorom u dva kruga - visoki i niski tlak

Oni koji žele graditi sami toplinska pumpa od otpadnih materijala i stare opreme, na primjer, iz starog hladnjaka, pomoći će vam informacije opisane u članku koji preporučamo.

Izgradnja toplinske pumpe zrak-voda

Sustav toplinske pumpe sastoji se od četiri glavna elementa:

• vanjska jedinica;
• kapaciteti izmjenjivača i isparivača topline;
• jedinica za kompresor;
• kapacitet skladištenja (kondenzator).

Razmotrite značajke dizajna svakog od blokova.

Sastavljanje vanjske jedinice

Za izradu vanjskog bloka trebat će vam:

• kućište, Blok iz podijeljenog sustava, perilica rublja, ostala cjelokupna oprema tradicionalno je prikladna, ponekad je samostalno izgrađena zavarivanje metalni elementi. Važno je nakon montaže metal tretirati antikorozivnom bojom u prahu.
• Ventilator. Proizvod se može posuditi iz starog djela klimatizacijski sustavi ili kupiti zasebno.

Model ventilatora treba imati široke plastične noževe i, po mogućnosti, s odvojivim motorom kako bi se mogao spojiti na senzor.

Za sastavljanje vanjske jedinice potrebni su vam kućište i ventilator ispod klima uređaja. Približni parametri bloka - 75x85x30 cm

U vanjsku jedinicu možete ugraditi isparivač i pomoćne elemente za njegov rad, no preporučljivo je te dijelove smjestiti u zaseban kovčeg.

Ugradite vanjsku jedinicu na udaljenosti od 2-10 m od kuće. Važno je izgraditi temelj ispod nje i staviti nadstrešnicu za zaštitu građevine od padalina. Također je potrebno učvrstiti rešetku ispred ventilatora kako ne bi došlo do prljavštine, nečistoća, lišća koje bi ušle u noževe i cijevi ventilatora.

Osim toga, poželjno je ugraditi grijače koji štite bočne zidove i ploče od zaleđivanja. U tom slučaju nije potrebno dodatno grijanje kućišta. Mjesto za postavljanje jedinice mora biti dobro ventilirano, daleko od izvora otvorenog plamena.

Jedinica s izmjenjivačem topline-isparivačem

Isparivač se može kupiti gotovim uslugama dobavljača na mreži ili samostalno stvoriti. Da biste to učinili, potreban vam je spremnik od 80 litara i bakrena žica promjera 10 mm i debljine najmanje 1 mm.

Duljina se izračunava pojedinačno uzimajući u obzir potrebnu snagu. Za uređaj od 5 kW možete uzeti 10 m. U isparivaču će se dogoditi grijanje i cirkulacija freona, kao i kontakt s zrakom.

Da biste stvorili izmjenjivač topline, morate dizajnirati zavojnicu. Za to se žica omota oko cijevi s debelim zidom promjera koji ne prelazi širinu spremnika. Važno je da kriške ostave iznad visine kućišta. Oni će im biti potrebni za spajanje zavojnice s drugim elementima sustava - kompresorom i spremnikom.

Za stvaranje zavojnice bakrena cijev sa zidovima od oko 1 mm omotana je oko plinskog cilindra, cijevi ili plastične boce napunjene vodom

U tijelo su izrezana 2 priključka za spajanje cjevovoda, stvorena su dva priključka za izlaz žice. Spojevi su zatvoreni. Pričvrstite gotovu konstrukciju pomoću nosača u obliku slova L.

Preporučuje se dodatno instalirati relej za odmrzavanje na isparivaču, jer će u spremniku cirkulirati zrak, čija je temperatura negativna.U ovom slučaju kondenzacija koja se nakuplja u sustavu može uzrokovati smrzavanje isparivača. Također, kako bi se isključilo stvaranje vlage, u sustav se može uvesti filterski sušač.

Pravila instalacije kompresora

Za postavljanje kompresora trebat će vam zasebno kućište sa zvučnom i vibracijskom izolacijom, jer su gotovo sve modifikacije uređaja bučne tijekom rada. Rabljeni kompresor možete uzeti iz hladnjaka, klima uređaja ili kupiti novi model.

Sljedeće vrste kompresora pogodne su za toplinske pumpe:

1. rotacioni kompresori su najjeftiniji, ali imaju niz nedostataka - stvaraju buku, imaju malu učinkovitost i traju 8-10 godina.
2. spirala modifikacije su instalirane na svim modernim modelima klima uređaja, hladnjaka. Oni su izdržljivi (15-20 godina), bez buke, učinkoviti, ali imaju velike troškove.
3. klip modeli se uglavnom instaliraju na industrijskim hladnjacima. Proizvodi imaju dobru učinkovitost, izdržljivi (15-20 godina), ali izuzetno bučni i skupi.

Za toplinsku pumpu mora se odabrati jednofazni kompresor. Prije kupnje važno je saznati s kojom vrstom freona uređaj radi. Preporučljivo je kupiti model koji radi na R22, po mogućnosti na R422. Lakše je raditi s rashladnim sredstvom ove vrste nego s bilo kojom drugom vrstom freona.

Kompresor je povezan cijevima na isparivač i jedinicu kondenzatora. Zahvaljujući uređaju, freon povećava svoju temperaturu.

Dizajn kapaciteta za spremanje (kondenzator)

Da biste napravili kondenzator, treba vam kućište ispod 100-litrenog kotla ili bilo koji drugi nehrđajući spremnik iste zapremine. Također je potrebna zavojnica izrađena od bakrene cijevi. Na pumpi od 5 kW možete uzeti žicu od 12 metara. Vrući freon proći će kroz cijev zavojnice, zbog koje se voda zagrijava.

Korak # 1: Izrada zavojnice

Za proizvodnju zavojnice potrebna vam je bakrena žica promjera najmanje 26 mm i debljine stijenke od 1 mm. Mora biti namotana na cijevi s manjim presjekom od spremnika.

Visina spirale mora odgovarati visini kućišta. Važno je ostaviti otvore cijevi izvan spremnika kako biste mogli spojiti zavojnicu s isparivačem i kompresorom.

Korak # 2: priprema slučaja

Da biste instalirali zavojnicu, spremnik se mora rezati. Iznad i dolje, morate stvoriti rupe za izlaze bakrene žice, kao i izrezati dodatne odjeljke za ugradnju 2 priključka, od kojih je jedan predviđen za izlaz iz vode, a drugi za ulazak u njega. Nakon obavljenih postupaka, spremnik mora biti zapečaćen.

Izmjenjivač topline-kompresor može se kupiti zasebno u obliku gotovog dizajna. Korištenjem tvornički sastavljenog uređaja možete povećati snagu i učinkovitost instalacije.

Rashladno sredstvo s oznakom R22 u skladu s uredbama Montreala predviđeno je za stavljanje u pogon do 2030. godine. Za punjenje sustava, bolje je koristiti njegov zamjenski - R422 rashladno sredstvo

Spajanje vanjske jedinice na isparivač

Za spajanje vanjske jedinice i isparivača potrebne su dvije polietilenske cijevi HDPE 32. Zrak će prolaziti kroz jednu cijev, a izlaz kroz drugu.

Cijevi se mogu zakopati u zemlju, nakon dodavanja bilo kakvog pijeska materijala u jarak, ili ostaviti na površini ako se vanjsko kućište nalazi u blizini kuće.

Priključak za isparavanje, kompresor i spremnik

Freon cirkulira u ovom sustavu. Za spajanje svitaka s kompresorom i leptirom za gas potrebno je kontaktirati stručnjake za rashladnu opremu. Osobi koja nema iskustva u lemljenju, čak i s alatima i materijalima, bit će teško pravilno kombinirati sve elemente u jedan sustav kako bi se osigurali građevinski radovi.

Štoviše, bit će potrebno mnogo dodatnih materijala - cijevi različitog promjera, različite modifikacije slavine za odvodventili za jetkanje zraka, sigurnosni ventili, kao i obujmice za cijevi, stezaljke, rezači cijevi za rezanje dijelova cjevovoda.

Bit će potrebni i drugi specijalizirani uređaji koji su dostupni u bilo kojoj radionici za popravak hladnjaka i klima uređaja.

Visokokvalitetno ubrizgavanje freona također se provodi pomoću posebne opreme. Stoga je za kombiniranje izmjenjivača topline, kompresora i leptira za rad u radni sustav pogodnije i isplativije obratiti se profesionalcima.

Implementacija sustava za upravljanje instalacijama

Za nadzor tlaka i temperature freona možete koristiti ploču s zaslonom ispod bilo kojeg klima uređaja. U procesu rada na lemljenju uz pomoć stručnjaka, dizajn se može pravilno implementirati u instalaciji.

Također je moguće spojiti poseban uređaj - senzor rotacije ventilatora. Regulira brzinu rotacije lopatica, a također automatizira brzinu freonske cirkulacijske pumpe.

Uz to možete postaviti tajmer, električni starteruređaj koji štiti kompresor od pregrijavanja. Svi ti dijelovi mogu se kupiti u servisima ili na tržištu rezervnih dijelova.

Proračun snage toplinske pumpe zrak-voda

Za grijanje prostorija s površinom od 100 četvornih metara. Trebam veću toplinsku pumpu. Potrebna snaga instalacije može se izračunati približno pomoću tablice:

Ove tablice pomoći će izračunati površinu zavojnice kako bi se stvorila instalacija određene snage

Da biste odredili snagu koju kompresor treba imati, koje promjere treba upotrijebiti i ostale važne podatke prilikom projektiranja toplinske pumpe zrak-voda, morate se okrenuti jednoj od sljedećih metoda:

• Koristite mrežne kalkulatore objavljene na web stranicama proizvođača izmjenjivača topline.
• Primjena softvera CoolPack 1,46, Copeland.
• Pozovite stručnjaka koji će obaviti potrebna mjerenja i proračune.

Područje zavojnice kondenzatora (PVR) može se izračunati formulom:

PVR = M / 0.8DT,

gdje je M jedinica jedinice u kW; 0,8 - koeficijent toplinske vodljivosti u kontaktu s vodom i bakrom; DT je ​​temperaturna razlika između dolaznog i odlaznog zraka u sustavu.

Gore navedeni parametri toplinske pumpe prikladni su za prostorije do 100 četvornih metara. metara. Snaga instalacije je 5 kW. Ako kupite posebne izmjenjivače topline, sasvim je moguće povećati kapacitet instalacije do 10-15 kW.

Na slici je prikazan sustav u kojem se izmjenjivači topline, kompresor, leptira za gas kombiniraju u jednom spremniku. Dizajn koristi tvorničke izmjenjivače topline (+)

Usluga domaće instalacije

Za kvalitetan rad, toplinskoj pumpi je potrebno dodatno održavanje. Ako uređaj koristite zimi (s obzirom na to da u kućištu nije instalirano dodatno grijanje), tada će se jedinica morati periodično grijati, jer će se na njenoj površini formirati ledena kora.

Povremeno je također potrebno:

• Očistite krilce ventilatora od ostataka - lišća, prašine, prljavštine, snijega itd.
• Kompresor podmažite prema njegovim uputama.
• Zamijenite ulje u kompresoru i ventilatoru.

Osim toga, za normalno funkcioniranje sustava potrebno je redovito provjeravati integritet bakrenog cjevovoda, strujnog kabela koji napaja kompresor, ventilator i druge uređaje.

Zaključci i korisni video na temu

Sljedeći video će vas upoznati s principom rada i dizajnom toplinske pumpe koja obrađuje energiju vjetra:

Domaća toplinska pumpa zrak-voda jedan je od najučinkovitijih i najjeftinijih uređaja za dodatno grijanje domova. Svatko može napraviti i instalirati ovaj sustav.

Napišite komentare u donji blok. Možda imate zanimljive informacije i fotografije o temi članka? Postavljajte pitanja, dijelite svoja mišljenja i savjete korisne za posjetitelje web stranice.