Как да си направим термопомпа въздух-вода: схеми на устройството и самостоятелно сглобяване

Поради редовното увеличаване на цената на отоплителните течности, алтернативните методи за отопление стават търсени.Например практична термопомпа въздух-вода, която използва въздушна енергия за отопление. Монтажът не изисква скъпи консумативи, лесен е за използване и безопасен.

Поради значителната цена на фабричното сглобяване на устройството, много хора се интересуват от самостоятелно изграждане на тази система. Ще ви кажем какво ще трябва на домашен майстор, за да изгради домашна термопомпа. Тук ще разберете с какво техническо оборудване трябва да се запасите.

Характеристики на топлинната система въздух-вода

Термопомпата, на която е посветена тази статия, за разлика от други модификации на подобно устройство (по-специално, вода-вода и почва-вода), има редица предимства:

• спестява електроенергия;
• инсталацията няма да изисква мащабни изкопни работи, пробиване на кладенци или получаване на специални разрешителни;
• Ако свържете системата към соларни панели, можете да си осигурите пълна автономност.

Значително предимство на термалната система, която извлича енергия от вятъра и я пренася във вода, е нейната 100% екологична безопасност.

Преди да започнете да проектирате помпа, трябва да разберете в кои случаи системата е най-ефективна и кога използването й е неподходящо.

Термопомпена система, която извлича енергия от въздушната маса, може да се използва за отопление на всички видове охлаждащи течности, използвани в ОНД: вода, въздух, пара

Специфика на приложение и експлоатация

Термопомпата работи продуктивно изключително в температурен диапазон от -5 до +7 градуса. При температура на въздуха от +7 системата ще генерира повече топлина от необходимото, а при температури под -5 няма да е достатъчно за отопление. Това се дължи на факта, че съдържащият се в структурата концентриран фреон кипи при температура от -55 градуса.

Теоретично системата може да генерира топлина дори при 30-градусов студ, но няма да е достатъчна за отопление, тъй като капацитетът на отопление зависи директно от разликата между точката на кипене на хладилния агент и температурата на въздуха.

Следователно тази система няма да е подходяща за жителите на северните райони, където студеното време настъпва по-рано, но в къщите в южните райони може ефективно да служи за няколко студени месеца.

Ако в стаята са инсталирани стандартни батерии, термопомпата ще работи по-малко ефективно. Устройството въздух-вода се комбинира най-добре с конвектори и други радиатори с голяма площ, както и системи "топъл под"., „топли стени” от воден тип.

Също така самото помещение трябва да е добре изолирано отвън, да има вградена многокамерна дограма, която осигурява по-добра топлоизолация от обикновените дървени или пластмасови.

Термопомпата взаимодейства най-добре с водна система „топъл под“, която не изисква нагряване на охлаждащата течност над 40 - 45º C

Домашно Топлинна помпа ще може ефективно да отоплява къщи до 100 квадратни метра. m и гарантирано произвежда мощност от 5 kW. Трябва да се разбере, че е невъзможно да се напълни фреон с достатъчно качество в структура, създадена в домашни условия, така че трябва да разчитате на неговата точка на кипене до -22 градуса.

Домашно сглобеното устройство е идеално за доставка на топлина в гараж, оранжерия, мокро помещение, малък частен басейн и т.н. Системата обикновено се използва като допълнително отопление.

Електрически бойлер или друго традиционно оборудване за отоплителния сезон ще се изисква във всеки случай. По време на силни студове (-15-30 градуса) се препоръчва да се изключи термопомпата, за да се избегне загубата на електроенергия, тъй като през този период нейната ефективност е не повече от 10%.

Термопомпите доставят достатъчно енергия за загряване на вода в закрити частни басейни (+)

Принцип на работа на системата

Работното вещество в структурата е въздух. Чрез външното тяло, което се монтира на открито, кислородът навлиза по тръби в изпарителя, където взаимодейства с хладилния агент.

Под въздействието на температурата фреонът става газообразен (тъй като кипи при -55 градуса) и влиза в компресора в загрята форма под налягане. Устройството компресира газа, като по този начин повишава неговата температура.

Горещият фреон влиза във веригата на резервоара за съхранение (кондензатор), където топлината се прехвърля на вода, която впоследствие може да се използва за организиране на отопление и FGP. В кондензатора фреонът губи само част от топлината си и все още е в газообразно състояние.

Преминавайки през дросела, хладилният агент се пръска, в резултат на което температурата му намалява. Фреонът става течен и в тази форма преминава в изпарителя. Цикълът се повтаря.

Фигурата схематично показва изпълнението на принципа на елементарна термопомпа, разделена от компресор и разширител на два кръга - високо и ниско налягане

За тези, които искат да изградят свои собствени Топлинна помпа от отпадъчни материали и използвано оборудване, например от стар хладилник, информацията, съдържаща се в нашата препоръчана статия, ще ви помогне.

Изграждане на термопомпа въздух-вода

Термопомпената система се състои от четири основни елемента:

• външно тяло;
• резервоари за топлообменник-изпарител;
• компресорна единица;
• резервоар за съхранение (кондензатор).

Нека да разгледаме дизайнерските характеристики на всеки блок.

Сглобяване на външното тяло

За да създадете външен блок, ще ви трябва:

• Кадър. Традиционно е подходящ модул, направен от сплит система, пералня или друго голямо оборудване; понякога те го изграждат сами чрез заваряване метални елементи. След монтажа е важно металът да се третира с антикорозионна прахова боя.
• Вентилатор. Продуктът може да бъде взет назаем от стар работещ климатични системи или закупете отделно.

Моделът на вентилатора трябва да е с широки пластмасови лопатки и за предпочитане с разглобяем двигател, за да може да се свърже към сензора.

За да сглобите външното тяло ще ви трябва корпус и вентилатор от под климатичната система. Приблизителни параметри на блока – 75х85х30 см

Във външното тяло може да се монтира изпарител и спомагателни елементи за работата му, но е по-препоръчително тези части да се поставят в отделен корпус.

Монтирайте външното тяло на разстояние 2-10 м от къщата. Важно е да се изгради основа за него и да се монтира козирка, за да се предпази конструкцията от валежи. Също така е необходимо да поставите решетка пред вентилатора, за да предотвратите попадането на мръсотия, отломки и листа в лопатките и тръбите на вентилатора.

Освен това е препоръчително да се монтират нагреватели, които предпазват страните и панелите от заледяване.В този случай няма да е необходимо допълнително загряване на корпуса. Мястото за инсталиране на уреда трябва да бъде добре проветрено и далеч от източници на открит огън.

Блок с топлообменник-изпарител

Изпарителят може да бъде закупен готов с помощта на услугите на онлайн доставчици или можете да го създадете сами. За да направите това, имате нужда от 80-литров резервоар и медна тел с диаметър 10 mm и дебелина най-малко 1 mm.

Дължината се изчислява индивидуално, като се вземе предвид необходимата мощност. За устройство с мощност 5 kW можете да вземете 10 м. Фреонът ще се нагрява и циркулира в изпарителя, както и контакт с въздуха.

За да създадете топлообменник, трябва да конструирате намотка. За да направите това, жицата се увива около дебелостенна тръба с диаметър, който не надвишава ширината на резервоара. Важно е да оставите разрези, които излизат извън височината на тялото. Те ще са необходими за свързване на намотката към други елементи на системата - компресора и резервоара за съхранение.

За да се създаде намотка, медна тръба със стени около 1 mm се увива около газов цилиндър, тръба или пластмасова бутилка, пълна с вода.

В тялото са изрязани 2 фитинга за свързване на тръбопроводи и са създадени два съединителя за изхода на проводника. Връзките са запечатани. Готовата конструкция се закрепва с помощта на L-образни скоби.

Препоръчително е допълнително да инсталирате реле за размразяване на изпарителя, тъй като в резервоара ще циркулира въздух, чиято температура е отрицателна. В този случай натрупаният в системата конденз може да доведе до заледяване на изпарителя. Също така, за да предотвратите образуването на влага, можете да въведете филтър-изсушител в системата.

Правила за инсталиране на компресор

За да инсталирате компресора, ще ви е необходим отделен корпус със звуко- и виброизолация, тъй като почти всички модификации на устройството са шумни по време на работа. Можете да вземете използван компресор изпод хладилник, климатик или да закупите нов модел.

Следните видове компресори са подходящи за термопомпи:

1. Ротари компресорите са най-евтини, но имат редица недостатъци - шумят, имат ниска ефективност и издържат 8-10 години.
2. Спирала модификации се монтират във всички съвременни модели климатици и хладилници. Те са издръжливи (15-20 години), безшумни, ефективни, но са скъпи.
3. бутало моделите се инсталират главно на индустриални хладилници. Продуктите имат добра ефективност, издръжливи са (15-20 години), но са изключително шумни и скъпи.

За термопомпа е необходимо да изберете монофазен компресор. Преди закупуване е важно да разберете с какъв тип фреон работи устройството. Препоръчително е да закупите модел, който работи с R22, за предпочитане с R422. Този тип хладилен агент е по-лесен за работа от всеки друг вид фреон.

Компресорът е свързан чрез тръби към изпарителя и кондензатора. Благодарение на устройството фреонът повишава температурата си.

Дизайн на резервоар за съхранение (кондензатор)

За да направите кондензатор, ще ви е необходим корпус от 100-литров бойлер или друг неръждаем резервоар със същия обем. Необходима е и намотка от медна тръба. Помпа с мощност 5 kW може да използва 12 метра тел. Горещият фреон ще премине през тръбата на намотката, причинявайки нагряване на водата.

Стъпка # 1: Създаване на намотка

За да направите намотка, ще ви е необходима медна жица с диаметър най-малко 26 mm и дебелина на стената 1 mm. Тя трябва да бъде навита на тръба, която има по-малко напречно сечение от това на резервоара.

Височината на спиралата трябва да съответства на височината на тялото. Важно е да оставите изходите на тръбите извън резервоара, за да можете да свържете намотката към изпарителя и компресора.

Стъпка 2: Подготовка на кутията

За да инсталирате намотката, резервоарът трябва да бъде изрязан. Ще трябва да създадете дупки в горната и долната част за изходите за медни проводници, както и да изрежете допълнителни отделения за инсталиране на 2 фитинга, единият от които е предназначен за изхода на водата, а другият за неговия вход. След тези процедури резервоарът трябва да бъде запечатан.

Топлообменник-компресор може да се закупи отделно като готова конструкция. С помощта на фабрично сглобено устройство можете да увеличите мощността и ефективността на инсталацията.

Хладилният агент с етикет R22 е планиран да бъде премахнат до 2030 г. съгласно разпоредбите на Монреал. За да напълните системата, по-добре е да използвате нейния заместител - хладилен агент R422

Свързване на външното тяло към изпарителя

За свързване на външното тяло и изпарителя са необходими 2 полиетиленови тръби HDPE 32. Въздухът ще минава през една тръба и ще излиза през друга.

Тръбите могат да бъдат заровени в земята след добавяне на пясъчен материал към канавката или оставени на повърхността, ако външната обвивка е разположена близо до къщата.

Свързване на изпарител, компресор и резервоар

В тази система циркулира фреон. За да свържете намотки с компресор и дросел, трябва да се свържете със специалисти по хладилни системи.Ще бъде трудно за човек, който няма опит в работата по запояване, дори ако разполага с инструменти и материали, да свърже правилно всички елементи в една система, за да осигури работата на конструкцията.

Освен това ще са необходими много допълнителни материали - тръби с различни диаметри, различни модификации дренажни кранове, вентили за обезвъздушаване, предпазни клапани, както и скоби за тръби, скоби, резачки за тръби за рязане на тръбопроводни секции.

Ще ви трябват и други специализирани уреди, които има във всеки сервиз за хладилници и климатици.

Висококачественото инжектиране на фреон се извършва и с помощта на специално оборудване. Следователно, за да комбинирате топлообменници, компресор и дросел в работеща система, е по-удобно и изгодно да се обърнете към професионалисти.

Внедряване на системи за управление на завода

За да следите налягането и температурата на фреона, можете да използвате табло с дисплей от под всеки климатик. По време на процеса на запояване, с помощта на специалисти, дизайнът може да бъде правилно внедрен в инсталацията.

Възможно е също така да свържете специално устройство - сензор за въртене на вентилатора. Той регулира скоростта на въртене на лопатките и също така автоматизира скоростта на фреоновата циркулационна помпа.

Освен това можете да зададете таймер електрически стартер, устройство, което предпазва компресора от прегряване. Всички тези части могат да бъдат закупени в сервизи или на пазара за резервни части.

Изчисляване на мощността на термопомпа въздух-вода

За отопление на помещение с площ от 100 кв.м. m ще изисква термопомпа с по-голяма мощност. Можете приблизително да изчислите необходимата инсталационна мощност, като използвате таблицата:

Тези таблици ще ви помогнат да изчислите площта на бобината, за да създадете инсталация с определена мощност

За да определите каква мощност трябва да има компресорът, какъв диаметър на тръбите да се използват и други важни данни при проектирането на термопомпа въздух-вода, трябва да използвате един от следните методи:

• Използвайте онлайн калкулатори, публикувани на уебсайтовете на производителите на топлообменници.
• Прилагане на софтуер CoolPack 1,46, Копланд.
• Поканете специалист, който ще направи необходимите измервания и изчисления.

Площ на кондензаторната намотка (PZK) може да се изчисли по формулата:

PZK = M/0,8DT,

където M е инсталационната мощност в kW; 0,8 - коефициент на топлопроводимост при контакт с вода и мед; DT е температурната разлика между входящия и изходящия въздух в системата.

Посочените по-горе параметри на термопомпата са подходящи за помещения до 100 квадратни метра. метра. Инсталационна мощност - 5 kW. Ако закупите специални топлообменници, е напълно възможно да увеличите инсталационната мощност до 10-15 kW.

Фигурата показва система, в която топлообменници, компресор и дросел са комбинирани в един резервоар. Дизайнът използва фабрични топлообменници (+)

Поддръжка на самоделна инсталация

За висококачествена работа термопомпата изисква допълнителна поддръжка. Ако използвате устройството през зимата (като се има предвид, че в корпуса няма инсталирано допълнително отопление), тогава уредът ще трябва периодично да се затопля, тъй като на повърхността му ще се образува ледена кора.

Също така е необходимо периодично:

• Почистете лопатките на вентилатора от остатъци - листа, прах, мръсотия, сняг и др.
• Смажете компресора според неговите инструкции.
• Смени маслото в компресора и вентилатора.

Освен това, за нормалното функциониране на системата е необходимо редовно да се проверява целостта на медния тръбопровод, захранващия кабел, захранващ компресора, вентилатора и други устройства.

Изводи и полезно видео по темата

Следващият видеоклип ще ви запознае с принципа на работа и дизайна на термопомпа, която обработва вятърна енергия:

Самоделната термопомпа въздух-вода е едно от ефективните и евтини устройства за допълнително отопление на дома. Всеки може да направи и инсталира тази система.

Моля, напишете коментари в блока по-долу. Може би имате интересна информация и снимки по темата на статията? Задавайте въпроси, споделяйте собствени мнения и съвети, които са полезни за посетителите на сайта.