Com fer una bomba de calor aire-aigua: esquemes de dispositius i automuntatge
A causa de l'augment regular del cost dels fluids de calefacció, s'estan demandant mètodes alternatius de calefacció.Per exemple, una pràctica bomba de calor aire-aigua que utilitza l'energia de l'aire per a la calefacció. La instal·lació no requereix consumibles cars, és fàcil d'utilitzar i segura.
A causa del preu considerable del muntatge de fàbrica de la unitat, moltes persones estan interessades a construir aquest sistema de manera independent. T'explicarem què necessitarà un artesà domèstic per construir una bomba de calor casolana. Aquí trobaràs quin equip tècnic t'has d'aprovisionar.
El contingut de l'article:
- Característiques del sistema tèrmic aire-aigua
- Construcció d'una bomba de calor aire-aigua
- Muntatge de la unitat exterior
- Bloc amb intercanviador de calor-evaporador
- Normes d'instal·lació del compressor
- Disseny d'un dipòsit d'emmagatzematge (condensador)
- Connexió de la unitat exterior a l'evaporador
- Connexió evaporador, compressor i dipòsit
- Implantació de sistemes de control de plantes
- Càlcul de la potència de la bomba de calor aire-aigua
- Manteniment d'una instal·lació casolana
- Conclusions i vídeo útil sobre el tema
Característiques del sistema tèrmic aire-aigua
La bomba de calor a la qual es dedica aquest article, a diferència d'altres modificacions d'un dispositiu similar (en particular, aigua-aigua i el sòl-aigua), té una sèrie d'avantatges:
- estalvia electricitat;
- la instal·lació no requerirà treballs d'excavació a gran escala, perforació de pous o l'obtenció de permisos especials;
- Si connecteu el sistema a plaques solars, podeu assegurar-ne la total autonomia.
Un avantatge important d'un sistema tèrmic que extreu energia eòlica i la transfereix a l'aigua és la seva seguretat 100% ambiental.
Abans de començar a dissenyar una bomba, cal esbrinar en quins casos el sistema és més eficaç i quan el seu ús és inadequat.
Especificacions d'aplicació i funcionament
La bomba de calor funciona productivament exclusivament en el rang de temperatures de -5 a +7 graus. A una temperatura de l'aire de +7, el sistema generarà més calor del necessari i, a temperatures inferiors a -5, no serà suficient per escalfar-se. Això es deu al fet que el freó concentrat contingut a l'estructura bull a una temperatura de -55 graus.
Teòricament, el sistema pot generar calor fins i tot en gelades de 30 graus, però no serà suficient per escalfar-se, perquè la capacitat de calefacció depèn directament de la diferència entre el punt d'ebullició del refrigerant i la temperatura de l'aire.
Per tant, aquest sistema no serà adequat per als residents de les regions del nord, on el clima fred arriba abans, però a les cases de les regions del sud pot servir efectivament durant diversos mesos freds.
Si s'instal·len bateries estàndard a l'habitació, la bomba de calor funcionarà de manera menys eficient. El dispositiu aire-aigua es combina millor amb convectors i altres radiadors amb una gran àrea, així com amb sistemes de "pis calent"., “parets càlides” de tipus aigua.
A més, l'habitació en si ha d'estar ben aïllada de l'exterior, disposar de finestres de múltiples cambres incorporades que proporcionin un millor aïllament tèrmic que les convencionals de fusta o plàstic.
Fet a casa Bomba de calor serà capaç d'escalfar eficaçment cases de fins a 100 metres quadrats. m i està garantit per produir una potència de 5 kW. S'ha d'entendre que és impossible omplir freó amb la qualitat suficient en una estructura creada en condicions domèstiques, per la qual cosa s'ha de comptar amb el seu punt d'ebullició de fins a -22 graus.
El dispositiu muntat a casa és ideal per subministrar calor a un garatge, hivernacle, safareig, petita piscina privada etc. El sistema s'utilitza normalment com a calefacció addicional.
Caldera elèctrica o altres equipaments tradicionals per a la temporada de calefacció caldrà en tot cas. Durant les gelades severes (-15-30 graus), es recomana apagar la bomba de calor per evitar malgastar electricitat, ja que durant aquest període la seva eficiència no supera el 10%.
Principi de funcionament del sistema
La substància de treball de l'estructura és l'aire. A través de la unitat exterior, que s'instal·la a l'exterior, l'oxigen entra a l'evaporador a través de canonades, on interacciona amb el refrigerant.
Sota la influència de la temperatura, el freó es torna gasós (ja que bull a -55 graus) i entra al compressor en forma escalfada a pressió. El dispositiu comprimeix el gas, augmentant així la seva temperatura.
El freó calent entra al circuit del dipòsit d'emmagatzematge (condensador), on la calor es transfereix a l'aigua, que posteriorment es pot utilitzar per organitzar la calefacció i FGP. En el condensador, el freó només perd una part de la seva calor i encara es troba en estat gasós.
En passar per l'accelerador, el refrigerant es ruixa, com a resultat de la qual cosa la seva temperatura disminueix. El freó es torna líquid i d'aquesta forma passa a l'evaporador. El cicle es repeteix.
Per a aquells que volen construir el seu propi Bomba de calor a partir de materials de rebuig i equips usats, per exemple, d'una nevera antiga, la informació continguda al nostre article recomanat us ajudarà.
Construcció d'una bomba de calor aire-aigua
Un sistema de bomba de calor consta de quatre elements principals:
- unitat exterior;
- dipòsits d'intercanviador de calor-evaporador;
- unitat de compressor;
- dipòsit d'emmagatzematge (condensador).
Vegem les característiques de disseny de cada bloc.
Muntatge de la unitat exterior
Per crear un bloc extern necessitareu:
- Marc. Tradicionalment, una unitat feta amb un sistema dividit, una rentadora o un altre equip gran és adequada; de vegades la construeixen ells mateixos. soldadura elements metàl·lics. Després del muntatge, és important tractar el metall amb pintura en pols anticorrosió.
- Ventilador. El producte es pot agafar en préstec d'una antiga obra sistemes de climatització o comprar per separat.
El model de ventilador ha de tenir pales de plàstic amples i, preferiblement, amb un motor desmuntable per poder connectar-lo al sensor.
A la unitat exterior es pot instal·lar un evaporador i elements auxiliars per al seu funcionament, però és més aconsellable col·locar aquestes peces en una carcassa separada.
Instal·leu la unitat exterior a una distància de 2-10 m de la casa. És important construir-hi una base i instal·lar un dosser per protegir l'estructura de la precipitació. També cal fixar una reixa davant del ventilador per evitar que la brutícia, els residus i les fulles entrin a les pales i canonades del ventilador.
A més, s'aconsella instal·lar escalfadors que protegeixen els laterals i panells de la gelada.En aquest cas, l'escalfament addicional de la caixa no serà necessari. El lloc per instal·lar la unitat ha d'estar ben ventilat i allunyat de fonts de foc obert.
Bloc amb intercanviador de calor-evaporador
L'evaporador es pot comprar ja fet mitjançant els serveis de proveïdors en línia, o podeu crear-lo vosaltres mateixos. Per fer-ho, necessiteu un dipòsit de 80 litres i un cable de coure amb un diàmetre de 10 mm i un gruix d'almenys 1 mm.
La longitud es calcula individualment tenint en compte la potència requerida. Per a un dispositiu de 5 kW, podeu agafar 10 m. El freó s'escalfarà i farà circular per l'evaporador, així com el contacte amb l'aire.
Per crear un intercanviador de calor, cal construir una bobina. Per fer-ho, el cable s'embolica al voltant d'una canonada de paret gruixuda amb un diàmetre que no superi l'amplada del dipòsit. És important deixar talls que sobresurtin més enllà de l'alçada del cos. Seran necessaris per connectar la bobina a altres elements del sistema: el compressor i el dipòsit d'emmagatzematge.
Es tallen 2 accessoris al cos per connectar canonades i es creen dos connectors per a la sortida del cable. Les connexions estan segellades. L'estructura acabada es fixa amb suports en forma de L.
Es recomana instal·lar addicionalment un relé de descongelació a l'evaporador, ja que l'aire circularà al dipòsit, la temperatura del qual és negativa. En aquest cas, la condensació acumulada al sistema pot provocar la formació de gel de l'evaporador. A més, per evitar la formació d'humitat, podeu introduir un filtre-secador al sistema.
Normes d'instal·lació del compressor
Per instal·lar el compressor, necessitareu una carcassa independent amb aïllament acústic i de vibracions, ja que gairebé totes les modificacions del dispositiu són sorolloses durant el funcionament. Podeu agafar un compressor usat sota una nevera, aire condicionat o comprar un model nou.
Els següents tipus de compressors són adequats per a bombes de calor:
- Rotativa Els compressors són els més barats, però tenen una sèrie de desavantatges: són sorollosos, tenen una eficiència baixa i duren entre 8 i 10 anys.
- Espiral S'instal·len modificacions en tots els models moderns d'aire condicionat i frigorífic. Són duradors (15-20 anys), silenciosos, eficients, però són cars.
- Pistó Els models s'instal·len principalment en frigorífics industrials. Els productes tenen una bona eficiència, són duradors (15-20 anys), però són extremadament sorollosos i cars.
Per a una bomba de calor, cal seleccionar un compressor monofàsic. Abans de comprar, és important esbrinar amb quin tipus de freó funciona el dispositiu. És recomanable comprar un model que funcioni amb R22, preferiblement amb R422. Aquest tipus de refrigerant és més fàcil de treballar que qualsevol altre tipus de freó.
El compressor està connectat per tubs a la unitat de l'evaporador i del condensador. Gràcies al dispositiu, el freó augmenta la seva temperatura.
Disseny d'un dipòsit d'emmagatzematge (condensador)
Per fer un condensador, necessitareu una carcassa d'una caldera de 100 litres o qualsevol altre dipòsit inoxidable del mateix volum. També es necessita una bobina feta de tub de coure. Una bomba de 5 kW pot utilitzar 12 metres de cable. El freó calent passarà pel tub de la bobina, fent que l'aigua s'escalfi.
Pas 1: Creació d'una bobina
Per fer una bobina necessitareu filferro de coure amb un diàmetre d'almenys 26 mm i un gruix de paret d'1 mm. S'ha d'enrotllar en una canonada que tingui una secció transversal més petita que la del dipòsit.
L'alçada de l'espiral ha de coincidir amb l'alçada del cos. És important deixar les sortides de canonades fora del dipòsit per poder connectar la bobina a l'evaporador i al compressor.
Pas 2: Preparació del cas
Per instal·lar la bobina, cal tallar el dipòsit. Haureu de crear forats a la part superior i inferior per a les sortides de filferro de coure i també tallar compartiments addicionals per instal·lar 2 accessoris, un dels quals està dissenyat per a la sortida d'aigua i l'altre per a la seva entrada. Després d'aquests procediments, el dipòsit s'ha de segellar.
L'intercanviador de calor-compressor es pot comprar per separat com a estructura acabada. Amb un dispositiu muntat de fàbrica, podeu augmentar la potència i l'eficiència de la instal·lació.
Connexió de la unitat exterior a l'evaporador
Per connectar la unitat exterior i l'evaporador, seran necessaris 2 tubs de polietilè HDPE 32. L'aire passarà per una canonada i sortirà per una altra.
Les canonades es poden enterrar a terra, després d'afegir qualsevol material sorrenc a la rasa, o deixar-se a la superfície si la carcassa exterior es troba a prop de la casa.
Connexió evaporador, compressor i dipòsit
El freó circula en aquest sistema. Per connectar les bobines amb un compressor i un accelerador, heu de contactar amb especialistes en refrigeració.Serà difícil per a una persona que no tingui experiència en treballs de soldadura, fins i tot si té les eines i els materials, connectar correctament tots els elements en un sol sistema per garantir el funcionament de l'estructura.
A més, es necessitaran molts materials addicionals: tubs de diferents diàmetres, diverses modificacions aixetes de desguàs, vàlvules de purga d'aire, vàlvules de seguretat, així com clips de canonada, pinces, talladores de tubs per tallar seccions de canonades.
També necessitareu altres aparells especialitzats que estiguin disponibles a qualsevol taller de reparació de neveres i aire condicionat.
La injecció de freó d'alta qualitat també es realitza amb equips especials. Per tant, combinar intercanviadors de calor, un compressor i un accelerador en un sistema de treball, és més convenient i rendible recórrer als professionals.
Implantació de sistemes de control de plantes
Per controlar la pressió i la temperatura del freó, podeu utilitzar un tauler amb una pantalla sota qualsevol aparell d'aire condicionat. Durant el procés de soldadura, amb l'ajuda d'especialistes, el disseny es pot implementar correctament a la instal·lació.
També és possible connectar un dispositiu especial: un sensor de rotació del ventilador. Regula la velocitat de gir de les pales i també automatitza la velocitat de la bomba de circulació de freó.
A més, podeu configurar un temporitzador arrencada elèctrica, un dispositiu que protegeix el compressor del sobreescalfament. Totes aquestes peces es poden comprar als tallers de reparació o al mercat de recanvi.
Càlcul de la potència de la bomba de calor aire-aigua
Per escalfar una habitació amb una superfície de 100 metres quadrats. m requerirà una bomba de calor de major potència. Podeu calcular aproximadament la potència d'instal·lació necessària mitjançant la taula:
Per determinar quina potència ha de tenir el compressor, quins diàmetres de canonades s'han d'utilitzar i altres dades importants a l'hora de dissenyar una bomba de calor aire-aigua, heu d'utilitzar un dels mètodes següents:
- Utilitzeu calculadores en línia publicades als llocs web dels fabricants d'intercanviadors de calor.
- Aplicar programari CoolPack 1,46, Copeland.
- Convida un especialista que faci les mesures i càlculs necessaris.
Àrea de la bobina del condensador (PZK) es pot calcular mitjançant la fórmula:
PZK = M/0,8DT,
on M és la potència de la instal·lació en kW; 0,8 - coeficient de conductivitat tèrmica en contacte amb aigua i coure; DT és la diferència de temperatura entre l'aire entrant i sortint del sistema.
Els paràmetres de la bomba de calor indicats anteriorment són adequats per a habitacions de fins a 100 metres quadrats. metres. Potència d'instal·lació - 5 kW. Si compreu intercanviadors de calor especials, és molt possible augmentar la potència d'instal·lació a 10-15 kW.
Manteniment d'una instal·lació casolana
Per a un funcionament d'alta qualitat, la bomba de calor requereix un manteniment addicional. Si utilitzeu el dispositiu a l'hivern (atès que no hi ha calefacció addicional instal·lada a l'habitatge), s'haurà d'escalfar la unitat periòdicament, ja que es formarà una crosta de gel a la seva superfície.
També és necessari periòdicament:
- Netegeu les pales del ventilador dels residus: fulles, pols, brutícia, neu, etc.
- Lubriqueu el compressor segons les seves instruccions.
- Canvieu l'oli del compressor i del ventilador.
A més, per al funcionament normal del sistema, cal comprovar regularment la integritat de la canonada de coure, el cable d'alimentació que subministra el compressor, el ventilador i altres dispositius.
Conclusions i vídeo útil sobre el tema
El següent vídeo us presentarà el principi de funcionament i disseny d'una bomba de calor que processa l'energia eòlica:
Una bomba de calor d'aire-aigua casolana és un dels dispositius eficaços i econòmics per a la calefacció addicional de la llar. Qualsevol pot crear i instal·lar aquest sistema.
Escriu comentaris al bloc següent. Potser teniu informació i fotos interessants sobre el tema de l'article? Feu preguntes, compartiu les vostres pròpies opinions i consells que siguin útils per als visitants del lloc.
