V povezavi z rednim povišanjem stroškov hladilnih sredstev so priljubljene alternativne metode ogrevanja. Na primer, praktična toplotna črpalka zrak-voda, ki za ogrevanje uporablja energijo zraka. Namestitev ne zahteva dragih potrošnega materiala, enostavna za uporabo, varna.
Zaradi precejšnjih stroškov tovarniške montaže enote se mnogi zanimajo za neodvisno gradnjo tega sistema. Povedali vam bomo, kaj bo za izdelavo domače toplotne črpalke potreboval domači delovodja. Tu boste ugotovili, katera tehnična sredstva naj bodo na zalogi.
Značilnosti termičnega sistema zrak-voda
Toplotna črpalka, ki ji je namenjen ta članek, za razliko od drugih modifikacij take naprave (zlasti voda-voda in zemlja-voda) ima več prednosti:
- varčuje z električno energijo;
- za namestitev ne bodo potrebna obsežna zemeljska dela, vrtanje, pridobitev posebnih dovoljenj;
- če sistem priključite na sončne panele, lahko zagotovite njegovo popolno avtonomijo.
Pomembna prednost toplotnega sistema, ki črpa energijo vetra in jo prenaša v vodo, je stoodstotna okoljska varnost.
Preden nadaljujemo z načrtovanjem črpalke, je treba ugotoviti, v katerih primerih se sistem manifestira čim bolj učinkovito in kdaj je njegova uporaba nepraktična.
Sistem toplotnih črpalk, ki črpa energijo iz zračne mase, se lahko uporablja za ogrevanje vseh vrst hladilnih sredstev, ki se uporabljajo v CIS: vode, zraka, pare
Uporaba in posebnosti dela
Toplotna črpalka deluje produktivno izključno v temperaturnem območju od -5 do +7 stopinj. Pri temperaturi zraka +7 bo sistem proizvedel več toplote, kot je potrebno, pri vrednosti pod -5 pa ni dovolj za ogrevanje. To je posledica dejstva, da koncentrirani freon v strukturi vre pri temperaturi -55 stopinj.
Galerija slik
Fotografija s
Namestitev toplotne črpalke zrak v vodo
Komponente sistema zrak-voda
Notranja enota sistem zrak-voda
Sestavni deli zunanje črpalne enote
Toplotna črpalka v sistemih za ogrevanje s paro in vodo
Čiščenje vode za oskrbo z ogrevalnimi napravami za sanitarno vodo
Topla tla - eden glavnih porabnikov
Naprave za nizkotemperaturne ogrevalne kroge
Teoretično lahko sistem proizvaja toploto tudi pri 30-stopinjski zmrzali, vendar za ogrevanje ne bo dovolj, ker je toplotna moč neposredno odvisna od razlike med vreliščem hladilnega sredstva in temperaturo zraka.
Zato ta sistem ni primeren za prebivalce severnih regij, kjer se hladno vreme pojavi prej, v hišah južnih regij pa lahko učinkovito služi več hladnih mesecev.
Če so v prostoru nameščene standardne baterije, bo toplotna črpalka delovala manj učinkovito. Najboljše od tega, da je naprava zrak-voda kombinirana s konvektorji in drugimi radiatorji z veliko površino, pa tudi z vodnimi sistemi "toplo pod", "topli zidovi".
Tudi sam prostor naj bo od zunaj dobro izoliran, ima vgrajena večkomorna okna, ki zagotavljajo boljšo toplotno izolacijo kot navadna lesena ali plastična.
Toplotna črpalka najbolje deluje s sistemom talnega ogrevanja, ki ne potrebuje ogrevanja hladilne tekočine nad 40 - 45 ° C
Domača toplotna črpalka bo lahko učinkovito ogrevala domove do 100 kvadratnih metrov. m in zagotovljeno, da daje moč 5 kW.Treba je razumeti, da freona ne moremo dovolj kakovostno vliti v strukturo, ustvarjeno v domačih razmerah, zato je treba pričakovati, da bo njegova vrelišče znašala do -22 stopinj.
Naprava za domačo montažo je idealna za oskrbo s toploto v garaži, rastlinjaku, pomožnih prostorih, majhnem zasebnem bazenu itd. Sistem se običajno uporablja kot dodatno ogrevanje.
V vsakem primeru bo potreben električni kotel ali druga tradicionalna oprema za ogrevalno sezono. Med hudimi zmrzali (-15-30 stopinj) je priporočljivo izklopiti toplotno črpalko, da se izognete zapravljanju električne energije, ker v tem obdobju njen izkoristek ni večji od 10%.
Toplotne črpalke dobavljajo dovolj energije za ogrevanje vode v notranjih zasebnih bazenih (+)
Načelo sistema
Delovna snov v zasnovi je zrak. Skozi zunanjo enoto, ki je nameščena na ulici, se kisik pretaka do uparjalnika, kjer deluje s hladilnim sredstvom.
Freon postane plinast pod vplivom temperature (ker vre pri -55 stopinjah) in v segretem stanju pod pritiskom vstopi v kompresor. Naprava stisne plin in s tem poveča njegovo temperaturo.
Vroči freon vstopi v tokokrog akumulacijskega rezervoarja (kondenzatorja), kjer se toplota prenaša v vodo, ki jo lahko kasneje uporabimo za organizacijo ogrevanja in tople sanitarne vode. V kondenzatorju freon izgubi le del svoje toplote in je še vedno v plinastem stanju.
Skozi dušilko se hladilno sredstvo razprši, zaradi česar njegova temperatura pade. Freon postane tekoč in v tej obliki prehaja v uparjalnik. Cikel se ponavlja.
Slika nazorno prikazuje izvajanje principa elementarne toplotne črpalke, razdeljene s kompresorjem in ekspanderjem v dva tokokroga - visok in nizek tlak
Tisti, ki želijo samostojno sestaviti toplotno črpalko iz odpadnih materialov in stare opreme, na primer iz starega hladilnika, bodo pomagale informacije, opisane v našem članku.
Konstrukcija toplotne črpalke zrak / voda
Sistem toplotne črpalke je sestavljen iz štirih glavnih elementov:
- zunanja enota;
- zmogljivosti toplotnih izmenjevalnikov in uparjalnikov;
- enota za kompresor;
- zmogljivost shranjevanja (kondenzator).
Upoštevajte oblikovne značilnosti vsakega od blokov.
Sestavljanje zunanje enote
Če želite ustvariti zunanji blok, boste potrebovali:
- Nastanitev. Tradicionalno je primeren blok iz razcepljenega sistema, pralni stroj in druga celovita oprema, ki je včasih zgrajena neodvisno z varjenjem kovinskih elementov. Kovino je treba po montaži obdelati s protikorozijsko barvo v prahu.
- Ventilator. Izdelek si lahko izposodite v starem delujočem klimatskem sistemu ali kupite posebej.
Model ventilatorja mora imeti široka plastična rezila in po možnosti s snemljivim motorjem, da bi ga lahko povezali s senzorjem.
Za sestavljanje zunanje enote potrebujete etui in ventilator izpod klimatske naprave. Približni parametri bloka - 75x85x30 cm
V zunanji enoti lahko namestite uparjalnik in pomožne elemente za njegovo delovanje, vendar je bolj priporočljivo, da te dele postavite v ločen kovček.
Zunanjo enoto namestite na razdalji 2-10 m od hiše. Pomembno je, da pod njo postavite temelje in postavite nadstrešek, da zaščitite strukturo pred padavinami. Prav tako je potrebno rešetko pritrditi pred ventilatorjem, da ne pride do umazanije, naplavin, listov, ki vstopajo v lopatice in cevi ventilatorja.
Poleg tega je zaželeno namestiti grelnike, ki ščitijo bočne stene in plošče pred zaledenitvijo. V tem primeru dodatno ogrevanje ohišja ni potrebno. Mesto za namestitev enote mora biti dobro prezračeno, proč od virov odprtega ognja.
Enota z izmenjevalnikom toplote-uparjalnikom
Uparjalnik lahko kupite že pripravljen s pomočjo storitev dobaviteljev v omrežju ali pa ga ustvarite neodvisno. Če želite to narediti, potrebujete 80-litrski rezervoar in bakreno žico s premerom 10 mm in debelino najmanj 1 mm.
Dolžina se izračuna posamično ob upoštevanju zahtevane moči. Za napravo s 5 kW lahko vzamete 10 m. V uparjalniku bo prišlo do ogrevanja in kroženja freona, pa tudi do stika z zrakom.
Če želite ustvariti toplotni izmenjevalec, morate načrtovati tuljavo. Za to je žica ovita okoli cevi z debelimi stenami, katerih premer ne presega širine rezervoarja. Pomembno je, da rezine štrlijo čez višino ohišja. Potrebni bodo za povezavo tuljave z drugimi elementi sistema - kompresorjem in hranilnikom.
Za ustvarjanje tuljave je bakrena cev s stenami približno 1 mm ovita okoli plinske jeklenke, cevi ali plastične steklenice, napolnjene z vodo
2 ohišja za povezovanje cevovodov so vrezana v telo, izdelana sta dva priključka za izhod žice. Spojine so zapečatene. Končano konstrukcijo pritrdite z nosilci v obliki črke L.
Priporočljivo je, da na uparjalnik dodatno vstavite rele za odmrzovanje, saj bo v rezervoarju krožil zrak, katerega temperatura je negativna. V tem primeru lahko kondenz, ki se nabira v sistemu, uparjalnik zamrzne. Da bi izključili nastanek vlage, lahko v sistem vstavimo filtrirni sušilnik.
Pravila za namestitev kompresorja
Za namestitev kompresorja boste potrebovali ločeno ohišje z zvočno in vibracijsko izolacijo, saj so med delovanjem skoraj vse modifikacije naprave hrupne. Rabljeni kompresor lahko vzamete izpod hladilnika, klimatske naprave ali kupite nov model.
Za toplotne črpalke so primerne naslednje vrste kompresorjev:
- Rotacijski kompresorji so najbolj poceni, vendar imajo številne pomanjkljivosti - ustvarjajo hrup, imajo nizko učinkovitost in trajajo 8-10 let.
- Spirala modifikacije so nameščene v vseh sodobnih modelih klimatskih naprav, hladilnikov. So trpežni (15-20 let), brez hrupa, učinkoviti, vendar imajo visoke stroške.
- Bat modeli so vgrajeni večinoma na industrijske hladilnike. Izdelki imajo dobro učinkovitost, trpežne (15-20 let), vendar izredno hrupne in drage.
Za toplotno črpalko je treba izbrati enofazni kompresor. Pred nakupom je pomembno ugotoviti, s katero vrsto freona deluje naprava. Priporočljivo je kupiti model, ki deluje na R22, po možnosti na R422. Lažje je delati s hladilnim sredstvom te vrste kot s katero koli drugo vrsto freona.
Kompresor je s cevmi povezan z uparjalnikom in kondenzatorjem. Zahvaljujoč napravi freon poveča svojo temperaturo.
Zasnova zmogljivosti skladiščenja (kondenzator)
Za izdelavo kondenzatorja potrebujete telo izpod 100-litrskega kotla ali katerega koli drugega nerjavnega rezervoarja enake prostornine. Potrebna je tudi tuljava iz bakrene cevi. Na črpalki s 5 kW lahko vzamete 12-metrsko žico. Vroči freon bo prešel skozi cevno cev, zaradi katere se segreva voda.
1. korak: Ustvarjanje tuljave
Za izdelavo tuljave potrebujete bakreno žico s premerom najmanj 26 mm in debelino stene 1 mm. Naviti ga je treba na cev, ki ima manjši presek od rezervoarja.
Višina spirale se mora ujemati z višino ohišja. Pomembno je, da pustite odprtine cevi zunaj rezervoarja, da lahko tuljavo povežete z uparjalnikom in kompresorjem.
Korak # 2: priprava primera
Za namestitev tuljave je treba rezervoar razrezati. Zgoraj in spodaj morate narediti luknje za izhode iz bakrene žice, pa tudi izrezati dodatne predelke za namestitev 2 okovja, od katerih je ena zasnovana za izhod iz vode, druga pa za vstop vnjo. Po opravljenih postopkih je treba rezervoar zapreti.
Toplotni izmenjevalnik-kompresor lahko kupite ločeno v obliki gotove zasnove. S tovarniško sestavljeno napravo lahko povečate moč in učinkovitost namestitve.
Hladilno sredstvo z oznako R22 v skladu z uredbami Montreala naj bi bilo razstavljeno do leta 2030. Za polnjenje sistema je bolje uporabiti njegov nadomestek - R422 hladilno sredstvo
Priključitev zunanje enote na uparjalnik
Za povezavo zunanje enote in uparjalnika bodo potrebne 2 cevi iz polietilena HDPE 32. Zrak bo prešel skozi eno cev in izstopil skozi drugo.
Cevi lahko zakopljete v zemljo, potem ko dodate kakršen koli peščeni material v jarek, ali pustite na površini, če se zunanje ohišje nahaja v bližini hiše.
Priključek uparjalnika, kompresorja in rezervoarja
Freon kroži v tem sistemu. Če želite tuljave povezati s kompresorjem in dušilcem, se morate obrniti na strokovnjake za hladilno opremo. Oseba, ki nima izkušenj s spajkarskim delom, tudi z orodjem in materialom, bo težko kombinirala vse elemente v en sistem, da bi zagotovila gradbena dela.
Poleg tega bodo potrebni številni dodatni materiali - cevi različnih premerov, različne modifikacije odtočnih ventilov, ventili za jedkanje zraka, varnostni ventili, pa tudi sponke za cevi, spone, rezalniki cevi za rezanje odsekov cevovoda.
Potrebne bodo tudi druge specializirane naprave, ki so na voljo v kateri koli delavnici za popravilo hladilnikov in klimatskih naprav.
Kakovostno injiciranje freona se izvaja tudi s posebno opremo. Zato je za kombiniranje toplotnih izmenjevalnikov, kompresorja in ročice v delovni sistem bolj priročno in donosno, da se obrnete na strokovnjake.
Izvajanje sistema za upravljanje namestitve
Za spremljanje tlaka in temperature freona lahko uporabite tablo z zaslonom iz katere koli klimatske naprave. V procesu spajkalnega dela s pomočjo specialistov je mogoče zasnovo pravilno izvesti v namestitvi.
Možno je tudi priključiti posebno napravo - senzor vrtenja ventilatorja. Uravnava hitrost vrtenja lopatic, avtomatizira pa tudi hitrost obtočne črpalke freona.
Poleg tega lahko nastavite časovnik, električni zaganjalnik, napravo, ki ščiti kompresor pred pregrevanjem. Vse te dele lahko kupite v servisnih delavnicah ali na trgu rezervnih delov.
Izračun moči toplotne črpalke zrak-voda
Za ogrevanje prostorov s površino 100 kvadratnih metrov. m potrebujem večjo toplotno črpalko. Potrebno moč naprave lahko izračunate približno s pomočjo tabele:
Podatki v tabeli bodo pomagali izračunati površino tuljave za ustvarjanje namestitve določene moči
Če želite določiti, kakšno moč naj ima kompresor, katere premere je treba uporabiti in druge pomembne podatke pri načrtovanju toplotne črpalke zrak-voda, se morate obrniti na eno od naslednjih metod:
- Uporabite spletne kalkulatorje, ki so na voljo na spletnih straneh proizvajalcev toplotnih izmenjevalnikov.
- Uporabite programsko opremo CoolPack 1,46, Copeland.
- Povabite strokovnjaka, ki bo opravil potrebne meritve in izračune.
Površina kondenzatorske tuljave (PZK) se lahko izračuna po formuli:
PZK = M / 0,8DT,
kjer je M enotna moč v kW; 0,8 - koeficient toplotne prevodnosti ob stiku vode in bakra; DT je temperaturna razlika med dolaznim in odhajajočim zrakom v sistemu.
Zgoraj navedeni parametri toplotne črpalke so primerni za prostore do 100 kvadratnih metrov. metrov. Moč instalacije je 5 kW. Če kupite posebne toplotne izmenjevalnike, je povsem mogoče povečati zmogljivost instalacije do 10-15 kW.
Na sliki je prikazan sistem, v katerem so toplotni izmenjevalniki, kompresor, dušilec združeni v enem rezervoarju. Zasnova uporablja tovarniške izmenjevalnike toplote (+)
Domača namestitvena storitev
Za kakovostno delovanje toplotna črpalka potrebuje dodatno vzdrževanje. Če napravo uporabljate pozimi (glede na to, da v ohišju ni nameščeno dodatno ogrevanje), bo treba enoto občasno segrevati, saj bo na njeni površini nastala ledena skorja.
Občasno je potrebno tudi:
- Očistite lopute ventilatorjev od odpadkov - listja, prahu, umazanije, snega itd.
- Kompresor namažite po njegovih navodilih.
- Zamenjajte olje v kompresorju in ventilatorju.
Poleg tega je za normalno delovanje sistema potrebno redno preverjati celovitost bakrenega cevovoda, napajalnega kabla, ki napaja kompresor, ventilator in druge naprave.
Naslednji videoposnetek vas bo seznanil z načelom delovanja in zasnovo toplotne črpalke, ki obdeluje vetrno energijo:
Domača toplotna črpalka zrak / voda je ena izmed najbolj učinkovitih in poceni naprav za dodatno ogrevanje domov. Vsakdo lahko izdela in namesti ta sistem.
V spodnji blok napišite komentarje. Morda imate zanimive informacije in fotografije na temo članka? Zastavite vprašanja, delite svoje mnenje in nasvete, koristne za obiskovalce spletnega mesta.