Hur man gör en luft-till-vatten värmepump: enhetsdiagram och självmontering

På grund av den regelbundna ökningen av kostnaderna för uppvärmningsvätskor blir alternativa uppvärmningsmetoder efterfrågade.Till exempel en praktisk luft-vattenvärmepump som använder luftenergi för uppvärmning. Installationen kräver inga dyra förbrukningsvaror, är enkel att använda och säker.

På grund av det betydande priset för fabriksmontering av enheten är många människor intresserade av att självständigt bygga detta system. Vi berättar vad en hemhantverkare behöver för att bygga en hemmagjord värmepump. Här får du reda på vilken teknisk utrustning du bör fylla på med.

Funktioner i luft-vatten termiska systemet

Värmepumpen som denna artikel är tillägnad, till skillnad från andra modifieringar av en liknande enhet (i synnerhet, vatten-vatten och jord-vatten), har ett antal fördelar:

• sparar el;
• installation kommer inte att kräva storskaligt utgrävningsarbete, borrning av brunnar eller erhållande av speciella tillstånd;
• Om du ansluter systemet till solpaneler kan du säkerställa dess fullständiga autonomi.

En betydande fördel med ett termiskt system som utvinner vindenergi och överför den till vatten är dess 100 % miljösäkerhet.

Innan du börjar designa en pump måste du ta reda på i vilka fall systemet är mest effektivt och när dess användning är olämplig.

Ett värmepumpsystem som utvinner energi från luftmassan kan användas för att värma alla typer av kylmedel som används i CIS: vatten, luft, ånga

Specifikationer för tillämpning och drift

Värmepumpen arbetar produktivt uteslutande i temperaturområdet från -5 till +7 grader. Vid en lufttemperatur på +7 kommer systemet att generera mer värme än nödvändigt, och vid temperaturer under -5 räcker det inte för uppvärmning. Detta beror på det faktum att den koncentrerade freon som finns i strukturen kokar vid en temperatur på -55 grader.

Teoretiskt kan systemet generera värme även i 30-graders frost, men det räcker inte för uppvärmning, eftersom uppvärmningskapaciteten direkt beror på skillnaden mellan köldmediets kokpunkt och lufttemperaturen.

Därför kommer detta system inte att vara lämpligt för invånare i de norra regionerna, där kallt väder inträder tidigare, men i hus i de södra regionerna kan det effektivt tjäna i flera kalla månader.

Om standardbatterier är installerade i rummet kommer värmepumpen att fungera mindre effektivt. Luft-till-vatten-anordningen kombineras bäst med konvektorer och andra radiatorer med stor yta, samt "varma golv"-system, "varma väggar" av vattentyp.

Dessutom måste själva rummet vara välisolerat från utsidan, ha inbyggda flerkammarfönster som ger bättre värmeisolering än konventionella trä- eller plastfönster.

Värmepumpen samverkar bäst med ett vattenbaserat "varmt golv"-system, som inte kräver uppvärmning av kylvätskan över 40 - 45ºC

Hemlagad Värmepump kommer att effektivt kunna värma hus upp till 100 kvadratmeter. m och är garanterad att producera en effekt på 5 kW. Det bör förstås att det är omöjligt att fylla freon med tillräcklig kvalitet i en struktur skapad i hushållsförhållanden, så du bör räkna med dess kokpunkt på upp till -22 grader.

Den hemmonterade enheten är idealisk för att leverera värme till ett garage, växthus, grovkök, liten privat pool etc. Systemet används vanligtvis som tilläggsvärme.

Elpanna eller annan traditionell utrustning för eldningssäsongen kommer att krävas i alla fall. Under svår frost (-15-30 grader) rekommenderas att stänga av värmepumpen för att undvika slöseri med el, eftersom dess effektivitet under denna period inte är mer än 10%.

Värmepumpar levererar tillräckligt med energi för att värma vatten i privata inomhuspooler (+)

Systemets funktionsprincip

Arbetsämnet i strukturen är luft. Genom utomhusenheten, som är installerad utomhus, kommer syre in i förångaren genom rör, där det samverkar med köldmediet.

Under påverkan av temperaturen blir freon gasformig (eftersom den kokar vid -55 grader) och kommer in i kompressorn i uppvärmd form under tryck. Enheten komprimerar gasen och ökar därmed dess temperatur.

Het freon kommer in i kretsen av lagringstanken (kondensorn), där värme överförs till vatten, som sedan kan användas för att organisera uppvärmning och FGP. I kondensorn förlorar freonen bara en del av sin värme och är fortfarande i ett gasformigt tillstånd.

Genom att passera genom gasreglaget sprutas köldmediet, vilket resulterar i att dess temperatur minskar. Freon blir flytande och passerar i denna form in i förångaren. Cykeln upprepas.

Figuren visar schematiskt genomförandet av principen för en elementär värmepump, uppdelad av en kompressor och en expander i två kretsar - högt och lågt tryck

För dig som vill bygga eget Värmepump från avfallsmaterial och använd utrustning, till exempel från ett gammalt kylskåp, kommer informationen i vår rekommenderade artikel att hjälpa.

Konstruktion av en luft-vattenvärmepump

Ett värmepumpsystem består av fyra huvudelement:

• Utomhusenhet;
• värmeväxlare-förångare tankar;
• kompressorenhet;
• lagringstank (kondensator).

Låt oss titta på designfunktionerna för varje block.

Montering av utomhusenheten

För att skapa ett externt block behöver du:

• Ram. Traditionellt är en enhet gjord av ett delat system, tvättmaskin eller annan stor utrustning lämplig; ibland bygger de det själva genom att svetsning metallelement. Efter montering är det viktigt att behandla metallen med rostskyddspulverfärg.
• Fläkt. Produkten kan lånas från ett gammalt bruk luftkonditioneringssystem eller köp separat.

Fläktmodellen ska ha breda plastblad och gärna med löstagbar motor så att den kan kopplas till sensorn.

För att montera utomhusenheten behöver du ett hus och en fläkt från luftkonditioneringssystemet. Ungefärliga parametrar för blocket – 75x85x30 cm

En förångare och hjälpelement för dess drift kan installeras i utomhusenheten, men det är mer tillrådligt att placera dessa delar i ett separat hölje.

Installera utomhusenheten på ett avstånd av 2-10 m från huset. Det är viktigt att bygga en grund för det och installera ett tak för att skydda strukturen från nederbörd. Det är också nödvändigt att fästa ett galler framför fläkten för att förhindra att smuts, skräp och löv kommer in i fläktbladen och rören.

Dessutom är det lämpligt att installera värmare som skyddar sidorna och panelerna från isbildning.I det här fallet kommer ytterligare uppvärmning av fallet inte att behövas. Platsen för att installera enheten måste vara väl ventilerad och borta från öppen eld.

Block med värmeväxlare-förångare

Förångaren kan köpas färdig med hjälp av tjänster från onlineleverantörer, eller så kan du skapa den själv. För att göra detta behöver du en 80-liters tank och koppartråd med en diameter på 10 mm och en tjocklek på minst 1 mm.

Längden beräknas individuellt med hänsyn till den erforderliga effekten. För en 5 kW enhet kan du ta 10 m. Freon kommer att värmas upp och cirkuleras i förångaren, samt kontakt med luft.

För att skapa en värmeväxlare måste du konstruera en spole. För att göra detta lindas tråden runt ett tjockväggigt rör med en diameter som inte överstiger tankens bredd. Det är viktigt att lämna skärsår som sticker ut över kroppens höjd. De kommer att behövas för att ansluta spolen till andra delar av systemet - kompressorn och lagringstanken.

För att skapa en spole lindas ett kopparrör med väggar på cirka 1 mm runt en gasflaska, rör eller plastflaska fylld med vatten.

2 kopplingar skärs in i kroppen för att ansluta rörledningar, och två kopplingar skapas för trådutgången. Anslutningarna är förseglade. Den färdiga strukturen säkras med L-formade fästen.

Det rekommenderas att dessutom installera ett avfrostningsrelä på förångaren, eftersom luft kommer att cirkulera i tanken, vars temperatur är negativ. I detta fall kan kondens som ackumuleras i systemet leda till isbildning av förångaren. För att förhindra bildning av fukt kan du också införa en filtertork i systemet.

Regler för kompressorinstallation

För att installera kompressorn behöver du ett separat hölje med ljud- och vibrationsisolering, eftersom nästan alla modifieringar av enheten är bullriga under drift. Du kan ta en begagnad kompressor under ett kylskåp, luftkonditionering eller köpa en ny modell.

Följande typer av kompressorer är lämpliga för värmepumpar:

1. Roterande kompressorer är de billigaste, men har ett antal nackdelar - de är bullriga, har låg effektivitet och håller i 8-10 år.
2. Spiral modifieringar är installerade i alla moderna modeller av luftkonditioneringsapparater och kylskåp. De är hållbara (15-20 år), tysta, effektiva, men är dyra.
3. Kolv modeller är huvudsakligen installerade på industriella kylskåp. Produkterna har bra effektivitet, är hållbara (15-20 år), men är extremt bullriga och dyra.

För en värmepump är det nödvändigt att välja en enfaskompressor. Innan du köper är det viktigt att ta reda på vilken typ av freon enheten fungerar med. Det är lämpligt att köpa en modell som körs på R22, helst på R422. Denna typ av köldmedium är lättare att arbeta med än någon annan typ av freon.

Kompressorn är ansluten med rör till förångaren och kondensorenheten. Tack vare enheten ökar freon dess temperatur.

Design av en lagringstank (kondensator)

För att göra en kondensor behöver du ett hus från en 100-liters panna eller någon annan rostfri tank med samma volym. En spole gjord av kopparrör behövs också. En 5 kW pump kan använda 12 meter tråd. Het freon kommer att passera genom spolröret, vilket gör att vattnet värms upp.

Steg #1: Skapa en spole

För att göra en spole behöver du koppartråd med en diameter på minst 26 mm och en väggtjocklek på 1 mm. Den ska lindas på ett rör som har mindre tvärsnitt än tankens.

Höjden på spiralen måste matcha kroppens höjd. Det är viktigt att lämna rörutloppen utanför tanken för att kunna koppla spolen till förångaren och kompressorn.

Steg #2: Förbereda ärendet

För att installera spolen måste tanken kapas. Du måste skapa hål i toppen och botten för koppartrådsutloppen och även skära ut ytterligare fack för att installera 2 beslag, varav en är designad för vattenutlopp och den andra för dess inlopp. Efter dessa procedurer måste tanken förslutas.

Värmeväxlar-kompressorn kan köpas separat som en färdig struktur. Med hjälp av en fabriksmonterad enhet kan du öka kraften och effektiviteten i installationen.

Köldmedium märkt R22 är planerat att fasas ut till 2030 enligt Montreals regler. För att fylla systemet är det bättre att använda dess ersättning - R422 kylmedel

Anslutning av utomhusenheten till förångaren

För att ansluta utomhusenheten och förångaren krävs 2 polyetenrör HDPE 32. Luft kommer att passera genom ett rör och gå ut genom ett annat.

Rören kan grävas ner i marken, efter att eventuellt sandigt material har lagts till i diket, eller lämnas kvar på ytan om ytterhöljet är placerat nära huset.

Anslutning av förångare, kompressor och tank

Freon cirkulerar i detta system. För att ansluta spolar med kompressor och gasreglage måste du kontakta kylspecialister.Det kommer att vara svårt för en person som inte har erfarenhet av lödarbete, även om han har verktygen och materialen, att korrekt ansluta alla element till ett system för att säkerställa konstruktionens funktion.

Dessutom kommer många ytterligare material att krävas - rör med olika diametrar, olika modifieringar avloppskranar, avluftningsventiler, säkerhetsventiler, samt rörklämmor, klämmor, rörskärare för kapning av rörledningssektioner.

Du kommer också att behöva andra specialiserade enheter som finns tillgängliga i alla kyl- och luftkonditioneringsverkstäder.

Högkvalitativ injektion av freon utförs också med hjälp av specialutrustning. Därför, för att kombinera värmeväxlare, en kompressor och en gasspjäll till ett fungerande system, är det bekvämare och mer lönsamt att vända sig till proffs.

Implementering av anläggningskontrollsystem

För att övervaka freontryck och temperatur kan du använda en bräda med en display under vilken luftkonditionering som helst. Under lödningsprocessen, med hjälp av specialister, kan designen implementeras korrekt i installationen.

Det är också möjligt att ansluta en speciell enhet – en fläktrotationssensor. Den reglerar bladens rotationshastighet och automatiserar även freoncirkulationspumpens hastighet.

Dessutom kan du ställa in en timer elektrisk startmotor, en anordning som skyddar kompressorn från överhettning. Alla dessa delar kan köpas från verkstäder eller eftermarknaden.

Effektberäkning av luft-till-vatten värmepump

För uppvärmning av ett rum med en yta på 100 kvm. m kommer att kräva en värmepump med större effekt. Du kan ungefär beräkna den nödvändiga installationseffekten med hjälp av tabellen:

Dessa tabeller hjälper dig att beräkna spolarean för att skapa en installation av en viss effekt

För att bestämma vilken effekt kompressorn ska ha, vilken diameter rör som ska användas och andra viktiga data när du designar en luft-till-vatten värmepump måste du använda någon av följande metoder:

• Använd online-kalkylatorer som publiceras på värmeväxlartillverkares webbplatser.
• Applicera programvara CoolPack 1,46, Copeland.
• Bjud in en specialist som kommer att göra nödvändiga mätningar och beräkningar.

Kondensatorns yta (PZK) kan beräknas med formeln:

PZK = M/0,8DT,

där M är installationseffekten i kW; 0,8 - koefficient för värmeledningsförmåga vid kontakt med vatten och koppar; DT är temperaturskillnaden mellan inkommande och utgående luft i systemet.

Värmepumpsparametrarna ovan är lämpliga för rum upp till 100 kvadratmeter. meter. Installationseffekt - 5 kW. Om du köper speciella värmeväxlare är det fullt möjligt att öka installationseffekten till 10-15 kW.

Bilden visar ett system där värmeväxlare, en kompressor och en gasspjäll är kombinerade i en tank. Designen använder fabriksvärmeväxlare (+)

Underhåll av en hemmagjord installation

För högkvalitativ drift kräver värmepumpen ytterligare underhåll. Om du använder enheten på vintern (med tanke på att det inte finns någon extra värme installerad i huset), måste enheten värmas upp med jämna mellanrum, eftersom en isskorpa kommer att bildas på dess yta.

Det är också nödvändigt med jämna mellanrum:

• Rengör fläktbladen från skräp - löv, damm, smuts, snö etc.
• Smörj kompressorn enligt dess instruktioner.
• Byt olja i kompressorn och fläkten.

Dessutom, för att systemet ska fungera normalt, är det nödvändigt att regelbundet kontrollera integriteten hos kopparrörledningen, strömkabeln som förser kompressorn, fläkten och andra enheter.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Följande video kommer att introducera dig till principen för drift och design av en värmepump som bearbetar vindenergi:

En hemmagjord luft-till-vatten värmepump är en av de effektiva och billiga enheterna för ytterligare uppvärmning av hem. Vem som helst kan skapa och installera detta system.

Skriv gärna kommentarer i blocket nedan. Kanske har du intressant information och bilder om ämnet för artikeln? Ställ frågor, dela dina egna åsikter och tips som är användbara för webbplatsbesökare.