Cách chế tạo máy bơm nhiệt không khí: sơ đồ thiết bị và tự lắp ráp
Do chi phí của chất lỏng sưởi ấm tăng thường xuyên, các phương pháp sưởi ấm thay thế đang trở nên có nhu cầu.Ví dụ, một máy bơm nhiệt không khí-nước thực tế sử dụng năng lượng không khí để sưởi ấm. Việc lắp đặt không yêu cầu vật tư tiêu hao đắt tiền, dễ sử dụng và an toàn.
Do giá lắp ráp tại nhà máy của thiết bị khá cao nên nhiều người quan tâm đến việc tự mình xây dựng hệ thống này. Chúng tôi sẽ cho bạn biết một người thợ thủ công tại nhà sẽ cần những gì để chế tạo một máy bơm nhiệt tự chế. Ở đây bạn sẽ tìm ra những thiết bị kỹ thuật nào bạn nên tích trữ.
Nội dung của bài viết:
Đặc điểm của hệ thống nhiệt không khí-nước
Máy bơm nhiệt mà bài viết này đề cập đến, không giống như các sửa đổi khác của một thiết bị tương tự (đặc biệt là nước nước và đất-nước), có một số ưu điểm:
- tiết kiệm điện;
- việc lắp đặt sẽ không yêu cầu công việc đào, khoan giếng quy mô lớn hoặc 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.
Ưu điểm đáng kể của hệ thống nhiệt khai thác năng lượng gió và truyền nó vào nước là an toàn 100% với môi trường.
Trước khi bắt đầu thiết kế máy bơm, bạn cần tìm hiểu xem trường hợp nào hệ thống hoạt động hiệu quả nhất và khi nào việc sử dụng nó là không phù hợp.
Đặc điểm ứng dụng và vận hành
Bơm nhiệt hoạt động hiệu quả độc quyền trong khoảng nhiệt độ từ -5 đến +7 độ. Ở nhiệt độ không khí +7, hệ thống sẽ tạo ra nhiều nhiệt hơn mức cần thiết và ở nhiệt độ dưới -5, nó sẽ không đủ để sưởi ấm. Điều này là do freon đậm đặc có trong cấu trúc sôi ở nhiệt độ -55 độ.
Về mặt lý thuyết, hệ thống có thể tạo ra nhiệt ngay cả trong điều kiện sương giá 30 độ, nhưng sẽ không đủ để sưởi ấm, vì công suất sưởi phụ thuộc trực tiếp vào chênh lệch giữa điểm sôi của chất làm lạnh và nhiệt độ không khí.
Do đó, hệ thống này sẽ không phù hợp với cư dân các khu vực phía Bắc, nơi thời tiết lạnh giá đến sớm hơn, nhưng đối với những ngôi nhà ở khu vực phía Nam, nó có thể phục vụ hiệu quả trong vài tháng lạnh giá.
Nếu lắp pin tiêu chuẩn trong phòng, bơm nhiệt sẽ hoạt động kém hiệu quả hơn. Thiết bị dẫn không khí vào nước được kết hợp tốt nhất với các bộ đối lưu và bộ tản nhiệt khác có diện tích lớn, cũng như hệ thống "sàn ấm", “bức tường ấm” thuộc loại nước.
Ngoài ra, bản thân căn phòng phải được cách nhiệt tốt với bên ngoài, có cửa sổ nhiều buồng tích hợp giúp cách nhiệt tốt hơn cửa sổ bằng gỗ hoặc nhựa thông thường.
tự chế Bơm nhiệt sẽ có thể sưởi ấm hiệu quả những ngôi nhà rộng tới 100 mét vuông. m và được đảm bảo tạo ra công suất 5 kW. Cần hiểu rằng không thể đổ đầy freon với đủ chất lượng vào cấu trúc được tạo ra trong điều kiện gia đình, vì vậy bạn nên tin tưởng vào nhiệt độ sôi của nó lên tới -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 riêng nhỏ vv Hệ thống này thường được sử dụng như hệ thống sưởi bổ sung.
Nồi hơi điện hoặc các thiết bị truyền thống khác cho mùa sưởi ấm sẽ được yêu cầu trong mọi trường hợp. Trong thời gian có 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%.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống
Chất làm việc trong cấu trúc là không khí. Thông qua dàn nóng được lắp đặt ngoài trời, oxy đi vào thiết bị bay hơi qua đường ống, nơi nó tương tác với chất làm lạnh.
Dưới tác động của nhiệt độ, freon chuyển sang thể khí (vì nó sôi ở -55 độ) và đi vào máy nén ở dạng nóng 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 sang nước, sau đó 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 van tiết lưu, chất làm lạnh được phun ra, do đó nhiệt độ của nó giảm xuống. Freon trở thành chất lỏng và ở dạng này đi vào thiết bị bay hơi. Chu kỳ lặp lại.
Dành cho những ai muốn tự mình xây dựng Bơm nhiệt từ vật liệu phế thải và thiết bị đã qua sử dụng, chẳng hạn như từ tủ lạnh cũ, thông tin trong bài viết được đề xuất của chúng tôi sẽ hữu ích.
Cấu tạo máy bơm nhiệt không khí-nước
Một hệ thống bơm nhiệt bao gồm bốn yếu tố chính:
- dàn nóng;
- bể trao đổi nhiệt-thiết bị bay hơi;
- bộ phận máy nén;
- bể chứa (tụ điện).
Chúng ta hãy xem xét các tính năng thiết kế của từng khối.
Lắp ráp dàn nóng
Để tạo một khối bên ngoài, bạn sẽ cần:
- Khung. Theo truyền thống, một thiết bị được làm từ hệ thống tách rời, máy giặt hoặc thiết bị lớn khác là phù hợp; đôi khi họ tự chế tạo nó bằng cách hàn nguyên tố kim loại. Sau khi lắp ráp, điều quan trọng là xử lý kim loại bằng sơn bột chống ăn mòn.
- Cái quạt. Sản phẩm có thể được mượn từ một sản phẩm cũ hệ thống điều hòa không khí hoặc mua riêng.
Mẫu quạt phải có cánh nhựa rộng và tốt nhất là có động cơ có thể tháo rời để có thể kết nối với cảm biến.
Thiết bị bay hơi và các bộ phận phụ trợ cho hoạt động của nó có thể được lắp đặt trong dàn nóng, nhưng tốt hơn nên đặt các bộ phận này trong một hộp riêng.
Lắp đặt dàn nóng ở khoảng cách 2-10 m so với nhà. Điều quan trọng là phải xây dựng nền móng cho nó và lắp đặt mái che để bảo vệ cấu trúc khỏi lượng mưa. Phía trước quạt cũng cần lắp thêm lưới tản nhiệt để tránh bụi bẩn, mảnh vụn, lá cây lọt vào cánh quạt và đường ống.
Ngoài ra, nên lắp đặt lò sưởi để bảo vệ các mặt và tấm khỏi bị đóng băng.Trong trường hợp này, việc làm nóng thêm vỏ máy sẽ không cần thiết. Nơi lắp đặt thiết bị phải được thông gió tốt và tránh xa nguồn lửa.
Khối với thiết bị bay hơi trao đổi nhiệt
Bạn có thể mua thiết bị bay hơi làm sẵn bằng cách sử dụng dịch vụ của các nhà cung cấp trực tuyến hoặc bạn có thể tự tạo. Để làm điều này, bạn cần một bình chứa 80 lít và dây đồng có đường kính 10 mm và độ dày ít nhất 1 mm.
Độ dài được tính riêng có tính đến công suất cần thiết. Đối với thiết bị 5 kW, bạn có thể đi 10 m, Freon sẽ được làm nóng và lưu thông trong thiết bị bay hơi, cũng như tiếp xúc với không khí.
Để tạo ra bộ trao đổi nhiệt, bạn cần chế tạo một cuộn dây. Để làm 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 những vết cắt nhô ra ngoài chiều cao của cơ thể. Chúng sẽ cần thiết để kết nối cuộn dây với các bộ phận khác của hệ thống - máy nén và bể chứa.
2 phụ kiện được cắt vào thân để nối đường ống và tạo ra hai đầu nối để thoát dây. Các kết nối được niêm phong. Cấu trúc hoàn thiện được cố định bằng giá đỡ hình chữ L.
Nên lắp thêm rơle rã đông trên thiết bị bay hơi, vì không khí sẽ lưu thông trong bể, nhiệt độ trong đó là âm. Trong trường hợp này, sự ngưng tụ tích tụ trong hệ thống có thể dẫn đến đóng băng thiết bị bay hơi. Ngoài ra, để ngăn chặn sự hình thành độ ẩm, bạn có thể đưa máy sấy lọc vào hệ thống.
Quy tắc lắp đặt máy nén
Để lắp đặt máy nén, bạn sẽ cần một vỏ riêng có khả năng cách âm và chống rung, vì hầu như tất cả các sửa đổi của thiết bị đều gây ồn trong quá trình hoạt động. Bạn có thể lấy một máy nén đã qua sử dụng dưới tủ lạnh, máy điều hòa không khí hoặc mua một mẫu mới.
Các loại máy nén sau đây phù hợp với máy bơm nhiệt:
- Quay máy nén là loại rẻ tiền nhất nhưng có một số nhược điểm - chúng ồn ào, hiệu suất thấp và tuổi thọ 8-10 năm.
- xoắn ốc sửa đổi được cài đặt trong tất cả các mẫu máy điều hòa không khí và tủ lạnh hiện đại. Chúng bền (15-20 năm), im lặng, hiệu quả nhưng đắt tiền.
- pít tông mô hình chủ yếu được cài đặt trên tủ lạnh công nghiệp. Sản phẩm có hiệu suất tốt, bền (15-20 năm) nhưng cực kỳ ồn và giá thành cao.
Đối với máy bơm nhiệt cần chọn máy nén một pha. Trước khi mua, điều quan trọng là phải tìm hiểu xem thiết bị hoạt động với loại freon nào. Bạn nên mua model chạy trên R22, tốt nhất là trên R422. Loại chất làm lạnh này dễ sử dụng hơn bất kỳ loại freon nào khác.
Máy nén được kết nối bằng ống với thiết bị bay hơi và thiết bị ngưng tụ. Nhờ thiết bị này, freon tăng nhiệt độ của nó.
Thiết kế bể chứa (tụ điện)
Để chế tạo bình ngưng, bạn sẽ cần 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 được yêu cầu. Một máy bơm 5 kW có thể sử dụng 12 mét dây. Freon nóng sẽ đi qua ống cuộn dây, làm cho nước nóng lên.
Bước # 1: Tạo một cuộn dây
Để tạo một cuộn dây, bạn sẽ cần dây đồng có đường kính ít nhất 26 mm và độ dày thành 1 mm. Nó phải được quấn trên một đường ống có tiết diện nhỏ hơn tiết diện của bể.
Chiều cao của hình xoắn ốc phải phù hợp với chiều cao của cơ thể. Điều quan trọng là phải để các đầu ra của đường ống bên ngoài bể để có thể kết nối cuộn dây với thiết bị bay hơi và máy nén.
Bước #2: Chuẩn bị hồ sơ
Để lắp cuộn dây, bể phải được cắt. Bạn sẽ cần tạo các lỗ ở trên và dưới cho các ổ cắm dây đồng, đồng thời khoét các ngăn bổ sung để lắp đặt 2 phụ kiện, một ngăn được thiết kế cho ổ cắm nước và ngăn còn lại dành cho đầu vào của nó. Sau các thủ tục này, bể phải được niêm phong.
Bộ trao đổi nhiệt-máy nén có thể được mua riêng dưới dạng cấu trúc hoàn thiện. Sử dụng thiết bị được lắp ráp tại nhà máy, bạn có thể tăng sức mạnh và hiệu quả của quá trình cài đặt.
Kết nối dàn nóng với thiết bị bay hơi
Để kết nối dàn nóng và thiết bị bay hơi cần có 2 ống polyetylen HDPE 32. Không khí sẽ đi qua một ống và thoát ra qua một ống khác.
Các đường ống có thể được chôn xuống đất, sau khi thêm bất kỳ vật liệu cát nào vào mương, hoặc để lại trên bề mặt nếu lớp vỏ bên ngoài nằm gần nhà.
Kết nối thiết bị bay hơi, máy nén và bể chứa
Freon lưu thông trong hệ thống này. Để kết nối cuộn dây với máy nén và van tiết lưu, bạn phải liên hệ với các chuyên gia điện lạnh.Sẽ rất khó để một người không có kinh nghiệm hàn, ngay cả khi anh ta có công cụ và vật liệu, có thể kết nối chính xác tất cả các bộ phận thành một hệ thống để đảm bảo hoạt động của kết cấu.
Hơn nữa, sẽ cần rất nhiều vật liệu bổ sung - các ống có đường kính khác nhau, nhiều sửa đổi khác nhau vòi thoát nước, van xả khí, van an toàn, cũng như các kẹp ống, kẹp, máy cắt ống để cắt các đoạn đường ống.
Bạn cũng sẽ cần những thiết bị chuyên dụng khác có sẵn ở bất kỳ cửa hàng sửa chữa tủ lạnh và điều hòa nào.
Việc tiêm freon chất lượng cao cũng được thực hiện bằng thiết bị đặc biệt. Vì vậy, việc kết hợp các bộ trao đổi nhiệt, máy nén và van tiết lưu vào một hệ thống làm việc sẽ thuận tiện và có lợi hơn nếu nhờ đến các chuyên gia.
Triển khai hệ thống điều khiển nhà máy
Để theo dõi áp suất và nhiệt độ freon, bạn có thể sử dụng bảng có màn hình hiển thị từ bất kỳ máy điều hòa không khí nào. Trong quá trình hàn, với sự trợ giúp của các chuyên gia, thiết kế có thể được triển khai chính xác vào quá trình lắp đặt.
Cũng có thể kết nối một thiết bị đặc biệt – cảm biến quay quạt. Nó điều chỉnh tốc độ quay của lưỡi dao và cũng tự động hóa tốc độ của bơm tuần hoàn freon.
Ngoài ra, bạn có thể đặt hẹn giờ Khởi động điện, một thiết bị bảo vệ máy nén khỏi quá nóng. Tất cả những bộ phận này có thể được mua từ các cửa hàng sửa chữa hoặc các cửa hàng hậu mãi.
Tính toán công suất bơm nhiệt không khí-nước
Để sưởi ấm một căn phòng có diện tích 100 m2. m sẽ cần một máy bơm nhiệt có công suất lớn hơn. Bạn có thể tính toán gần đúng công suất lắp đặt cần thiết bằng bảng:
Để xác định công suất máy nén nên có, đường kính ống nên sử dụng và các dữ liệu quan trọng khác khi thiết kế máy bơm nhiệt không khí-nước, bạn phải sử dụng 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 Tui Chươm lạnh 1,46, Copeland.
- Mời một chuyên gia sẽ thực hiện các phép đo và tính toán cần thiết.
Diện tích cuộn dây ngưng tụ (PZK) có thể được tính bằng công thức:
PZK = M/0,8DT,
trong đó M là công suất lắp đặt tính bằng kW; 0,8 - hệ số dẫn nhiệt khi tiếp xúc với nước và đồng; DT là chênh lệch nhiệt độ giữa không khí vào và ra trong hệ thống.
Các thông số bơm nhiệt nêu trên phù hợp cho các phòng có diện tích lên tới 100 mét vuông. mét. Công suất lắp đặt - 5 kW. Nếu bạn mua bộ trao đổi nhiệt đặc biệt, hoàn toàn có thể tăng công suất lắp đặt lên 10-15 kW.
Bảo trì lắp đặt tự chế
Để vận hành chất lượng cao, bơm nhiệt cần được bảo trì bổ sung. Nếu bạn sử dụng thiết bị vào mùa đông (do không có hệ thống sưởi bổ sung được lắp đặt trong vỏ), thì thiết bị sẽ phải được làm nóng định kỳ vì lớp vỏ băng sẽ hình thành trên bề mặt của thiết bị.
Nó cũng cần thiết định kỳ:
- Làm sạch cánh quạt khỏi các mảnh vụn - lá cây, bụi bẩn, tuyết, v.v.
- Bôi trơn máy nén theo hướng dẫn của nó.
- Thay dầu trong máy nén và quạt.
Ngoài ra, để hệ thống hoạt động bình thường, 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 giới thiệu cho các bạn nguyên lý hoạt động và thiết kế của máy bơm nhiệt xử lý năng lượng gió:
Máy bơm nhiệt không khí-nước tự chế là một trong những thiết bị hiệu quả và rẻ tiền để sưởi ấm bổ sung cho ngôi nhà. Bất cứ ai cũng có thể tạo và cài đặt hệ thống này.
Vui lòng viết bình luận vào khối bên dưới. Có lẽ bạn có thông tin và hình ảnh thú vị về chủ đề của bài viết? Đặt câu hỏi, chia sẻ ý kiến và lời khuyên của riêng bạn hữu ích cho khách truy cập trang web.
