Varmepumpe til hjemmeopvarmning med dine hænder: enhed, driftsprincip, ordning

De første versioner af varmepumper kunne kun delvis opfylde behovet for termisk energi. Moderne sorter er mere effektive og kan bruges til varmesystemer. Derfor forsøger mange boligejere at montere en varmepumpe med egne hænder.

Vi vil fortælle dig, hvordan du vælger den bedste mulighed for en varmepumpe under hensyntagen til geodataene i det område, hvor det er planlagt at blive installeret. Den foreslåede artikel til overvejelse beskriver i detaljer princippet om drift af systemer med anvendelse af "grøn energi", forskellene er anført. Med vores råd vil du uden tvivl dvæle på den effektive type.

For uafhængige mestere præsenterer vi teknologien til montering af varmepumpen. De oplysninger, der præsenteres for overvejelse, suppleres med visuelle diagrammer, fotovalg og detaljeret video briefing i to dele.

Hvad er en varmepumpe, og hvordan virker det?

Udtrykket varmepumpe henviser til et sæt specifikt udstyr. Hovedudstyret ved dette udstyr er opvarmning af varmeenergi og transport til forbrugeren. Kilden til en sådan energi kan være ethvert legeme eller medium, der har en temperatur på + 1 eller flere grader.

I vores miljø er kilder til lavtemperaturvarme mere end nok. Disse er industriaffald af virksomheder, termiske og atomkraftværker, spildevand mv. Til drift af varmepumper inden for boligvarme er der brug for tre selvregenererende naturlige kilder - luft, vand, jord.

De tre potentielle energileverandører er direkte relateret til solens energi, som ved hjælp af opvarmning driver luft med vinden og overfører termisk energi til jorden. Det er kildens valg, der er hovedkriteriet, hvorefter varmepumpesystemer klassificeres.

Princippet om drift af varmepumper er baseret på kroppers eller mediernes evne til at overføre varmeenergi til et andet legeme eller medium. Modtagere og leverandører af energi i varmepumpesystemer arbejder normalt parvis.

Så skelnen mellem følgende typer varmepumper:

• Luft er vand.
• Jorden er vand.
• Vand er luft.
• Vand er vand.
• Jorden er luft.
• Vand - vand
• Luft er luft.

I dette tilfælde bestemmer det første ord den type medium, hvor systemet tager temperaturen lavtemperatur. Den anden angiver den type bærer, hvortil denne varmeenergi overføres. Så i varmepumper er vand vand, varme er taget fra vandmediet, og væske bruges som varmebærer.

Moderne varmepumper bruger tre hoved varmekilde. Dette - jorden, vandet og luften. Den nemmeste af disse muligheder er luft varmepumpe. Populariteten af ​​sådanne systemer er forbundet med deres ret simple design og nem installation.

På trods af denne popularitet har disse sorter dog en ret lav produktivitet. Desuden er effektiviteten ustabil og afhænger af sæsonudsving i temperaturen.

Med faldende temperatur falder deres præstation betydeligt. Sådanne varianter af varmepumper kan betragtes som en tilsætning til den eksisterende hovedkilde for termisk energi.

Udstyrsvalg ved hjælp af jordvarmebetragtes som mere effektive. Jorden modtager og ophober termisk energi ikke kun fra Solen, det opvarmes konstant af jordens energi.

Det vil sige, at jorden er en slags varmeakkumulator, hvis kapacitet er praktisk talt ubegrænset. Desuden er jordens temperatur, især i en bestemt dybde, konstant og varierer i ubetydelige grænser.

Omfang af energi genereret af varmepumper:

Konstantiteten af ​​kildetemperaturen er en vigtig faktor i den stabile og effektive drift af denne type kraftudstyr. Lignende egenskaber har systemer, hvor vandmiljøet er den vigtigste kilde til termisk energi. Samleren af ​​sådanne pumper er placeret enten i brønden, hvor den er placeret i akvariet eller i et reservoir.

Den gennemsnitlige årlige temperatur i sådanne kilder som jord og vand varierer fra + 7º til + 12ºC. Denne temperatur er nok til at sikre en effektiv drift af systemet.

De vigtigste designelementer i varmepumper

For at kraftværket skal arbejde i overensstemmelse med principperne for varmepumpens funktion, skal dets design omfatte 4 hovedenheder, disse er:

• Kompressor.
• Fordamper.
• Kondensator.
• Gassventil.

Et vigtigt element i varmepumpens design er en kompressor. Dens hovedfunktion er at øge trykket og temperaturen af ​​dampe som følge af kogemidlets kogning. Især anvendes moderne scrollkompressorer til HVAC udstyr og varmepumper.

Sådanne kompressorer er konstrueret til at fungere ved temperaturer under nul. Til forskel fra andre sorter producerer rullekompressorer lidt støj og fungerer både ved lave gaskogende temperaturer og med høj kondenseringstemperatur. Den utvivlsomme fordel er deres kompakte størrelse og lave specifikke vægt.

Fordamperen som et strukturelt element er en tank, hvori omdannelsen af ​​flydende kølemiddel til damp forekommer. Kølemidlet, der cirkulerer i et lukket kredsløb, passerer gennem fordamperen. Her køles kølemidlet op og bliver til damp. Den resulterende damp under lavtryk er rettet mod kompressoren.

I en kompressor udsættes kølemiddeldampe for tryk, og deres temperatur stiger. Kompressoren pumper den opvarmede damp under højt tryk mod kondensatoren.

Det næste strukturelle element i systemet er en kondensator. Dens funktion reduceres til retur af termisk energi til det indre kredsløb i varmesystemet.

Serieprøver fremstillet af industrielle virksomheder er udstyret med pladevarmevekslere. Hovedmaterialet til sådanne kondensatorer er legeret stål eller kobber.

En termostatisk eller ellers chokeventil er installeret i begyndelsen af ​​den del af det hydrauliske kredsløb, hvor højtrykscirkulationsmediet omdannes til et lavtryksmedium. Mere præcist deler en gasspjæld med en kompressor varmepumpe kredsløbet i to dele: den ene med højtryksparametre, den anden med de små.

Når den passerer gennem en ekspansionsgasventil, fordamper væsken, der cirkulerer i et lukket kredsløb, delvis, som et resultat af hvilket trykket falder med temperatur. Derefter kommer varmeveksleren i kommunikation med miljøet. Det fanger energien i mediet og overfører det tilbage til systemet.

Ved hjælp af gasventilen styres kølemiddelstrømmen mod fordamperen. Ved valg af en ventil skal systemparametrene tages i betragtning Ventilen skal overholde disse parametre.

Vælg type varmepumpe

Hovedindikatoren for dette varmesystem er strøm. Fra kraften i første omgang vil afhænge af de økonomiske omkostninger ved køb af udstyr og valg af en eller anden kilde til lavtemperaturvarme. Jo højere varmepumpesystemets kapacitet er, jo større er omkostningerne ved komponentelementerne.

Først og fremmest henviser dette til kompressorens kapacitet, dybden af ​​brøndene til geotermiske sonder, eller området til at rumme det vandrette reservoir. Korrekt termodynamiske beregninger er en slags garanti for, at systemet vil fungere effektivt.

Til at begynde med er det nødvendigt at studere et websted, som er planlagt til installation af pumpen. Den ideelle tilstand er tilstedeværelsen af ​​et reservoir på denne side. Anvendelse af vand-vand type væsentligt reducere mængden af ​​jordarbejder.

Ved hjælp af jordens varme tæller derimod et stort antal værker relateret til udgravning. Systemer, der bruger vandmiljøet som lavvarmevarmen, anses for at være de mest effektive.

Brug jordens termiske energi på to måder. Den første omfatter borebrønde med en diameter på 100-168 mm. Dybden af ​​sådanne brønde kan, afhængigt af systemets parametre, nå op til 100 m eller mere.

Særlige prober placeres i disse brønde. Den anden metode bruger en samler af rør. En sådan samler er anbragt under jorden i et vandret plan. Til denne mulighed har du brug for et stort nok område.

For at lægge opsamleren anses områder med våd jord at være ideelle. Naturligvis vil boringen af ​​brønde koste mere end reservoirets vandrette placering. Men ikke hvert websted har ledig plads. For en kW varmepumpeffekt behøver du fra 30 til 50 m² areal.

I tilfælde af tilstedeværelsen på stedet for en højliggende grundvandshorisont kan varmevekslere anbringes i to brønde placeret i en afstand på ca. 15 m fra hinanden.

Udvælgelsen af ​​termisk energi i sådanne systemer ved at pumpe grundvand i en lukket sløjfe, hvoraf nogle er placeret i brønde. Et sådant system skal installere et filter og regelmæssigt rengøre varmeveksleren.

Den enkleste og billigste varmepumpe ordning er baseret på udvinding af termisk energi fra luften. Når det blev grundlaget for apparatets køleskabe, blev der senere udviklet klimaanlæg i henhold til dets principper.

Effektiviteten af ​​forskellige typer af dette udstyr er ikke det samme. De laveste indikatorer har pumperne, der bruger luftmiljøet. Desuden er disse tal direkte afhængige af vejrforholdene.

Jordtyper af varmepumper har stabil præstation. Effektivitetskoefficienten for disse systemer varierer i området fra 2,8 -3,3. De mest effektive systemer har vand-vand. Dette skyldes primært stabiliteten af ​​kildetemperaturen.

Det skal bemærkes, at jo dybere pumpens samler er placeret i reservoiret, jo mere stabilt bliver temperaturen. For at opnå en systemkraft på 10 kW, har du brug for ca. 300 meter rørledning.

Hovedparameteren, som karakteriserer varmepumpens effektivitet, anses for at være dens omregningskoefficient. Jo højere konverteringsfaktoren er, jo mere effektiv er varmepumpen overvejet.

Opbygning af en varmepumpe selv

At kende handlingsplanen og enheden af ​​varmepumpen, samles og monteres uafhængigt alternativt varmesystem helt muligt. Før arbejdet påbegyndes, er det nødvendigt at beregne alle de grundlæggende parametre i det fremtidige system. For at beregne parametrene for den fremtidige pumpe kan du bruge softwaren designet til at optimere kølesystemerne.

Den enkleste konstruktion mulighed er luft-vand-system. Det kræver ikke kompliceret arbejde på enheden af ​​det eksterne kredsløb, som er forbundet med vand og jordvarianter af varmepumper. Til installationen behøves kun to kanaler, hvoraf den ene vil blive forsynet med luft, den anden vil blive brugt til udstødningsmasse.

Ud over ventilatoren skal du købe en kompressor af den nødvendige effekt. For en sådan enhed er en velegnet kompressor, som er udstyret med konventionelle split systemer. Det er ikke nødvendigt at købe en ny enhed.

Du kan fjerne det fra gammelt udstyr eller bruge det. gamle køleskab tilbehør. Det anbefales at bruge en spiralversion. Disse kompressor muligheder, ud over at have tilstrækkelig effektivitet, skabe et højt tryk, hvilket giver en stigning i temperaturen.

For at opbygge en kondensator har du brug for en tank og et kobberrør. Fra røret er en spole. Til fremstilling der anvender ethvert cylindrisk legeme af den ønskede diameter. Efter at have rullet et kobberrør på det, kan du nemt og hurtigt fremstille dette strukturelle element.

Klar spole er monteret i en forskæring i halv kapacitet. Til fremstilling af beholdere er det bedre at anvende materialer, der er resistente over for korrosionsprocesser. Efter at spolen er sat i, svejses tankens halvdele.

Spoleområdet beregnes ved hjælp af følgende formel:

MT / 0,8 RT,

hvor:

• MT - kraften i termisk energi, som giver systemet.
• 0,8 - varmeledningsevne koefficient i vekselvirkning af vand med spolematerialet.
• RT - forskellen mellem indløbs- og udløbsvandtemperaturerne.

Hvis du vælger et kobberrør til selvproduktion af spolen, skal du være opmærksom på tykkelsen af ​​væggene. Det skal være mindst 1 mm. Ellers vil røret blive deformeret ved vikling. Røret gennem hvilket kølemiddelindløbet er placeret øverst på tanken.

Varmepumpens fordamper kan fremstilles i to versioner - i form af en tank med en spole i den og i form af et rør i et rør. Da temperaturen af ​​væsken i fordamperen er lille, kan kapaciteten være lavet af en plastikbeholder. I denne beholder placeres kredsløbet, som er lavet af kobberrør.

I modsætning til kondensatoren skal fordamperens spole svare til diameteren og højden af ​​den valgte beholder. Den anden variant af fordamperen: et rør i røret. I denne udførelsesform er kølemiddelrøret anbragt i et plastrør med en større diameter, gennem hvilken vand cirkulerer.

Længden af ​​et sådant rør afhænger af pumpens planlagte effekt. Det kan være fra 25 til 40 meter. Dette rør er viklet ind i en spiral.

Termostatventil henviser til afbrydnings- og reguleringsventiler. En nål bruges som et låseelement i ekspansionskammeret. Ventilens position bestemmes af temperaturen i fordamperen.

Dette er et vigtigt element i systemet har en ret kompleks struktur. Det omfatter:

• Termoelement.
• Aperture.
• Kapillarrør.
• Termoballon.

Disse elementer kan blive ubrugelige ved høje temperaturer. Derfor skal ventilen isoleres med asbestdug under arbejdet på loddesystemet. Kontrolventilen skal svare til fordamperens kapacitet.

Efter arbejdet med fremstilling af grundlæggende konstruktionsdele kommer det afgørende øjeblik for at samle hele strukturen i en enkelt enhed. Det mest afgørende stadium er kølemiddelinjektionsproces eller kølevæske i systemet.

Uafhængigt at udføre en sådan operation er næppe muligt for en simpel mand på gaden. Der bliver nødt til at henvende sig til fagfolk, der er involveret i reparation og vedligeholdelse af klimatisk udstyr.

Arbejderne på dette område har som regel det nødvendige udstyr. Udover at oplade kølemidlet kan de teste driften af ​​systemet. Selvkølemiddelindsprøjtning kan ikke kun føre til strukturelle svigt, men også til alvorlige skader. For at starte systemet skal du også have specialudstyr.

Når systemet startes, opstår der en startbegrænsning, som normalt er omkring 40 A. Derfor er det ikke muligt at starte systemet uden startrelæ. Efter første opstart er regulering af ventilen og kølemiddeltrykket nødvendigt.

Valget af kølemiddel bør tages alvorligt. Denne substans anses for det meste som den vigtigste "bærer" af nyttig termisk energi. Af de eksisterende moderne kølemidler er freons mest populære. Disse er derivater af carbonhydridforbindelser, hvori en del af carbonatomer er erstattet af andre elementer.

Som resultat af dette arbejde blev der opnået et lukket kredsløbssystem. Kølemidlet cirkulerer i det og sikrer valg og overførsel af termisk energi fra fordamperen til kondensatoren. Ved tilslutning af varmepumper til husets varmeforsyningssystem skal det tages i betragtning, at temperaturen af ​​vandet, der forlader kondensatoren, ikke overstiger 50 - 60 grader.

På grund af den lave temperatur af varmeenergien, der genereres af varmepumpen, skal du vælge specialiserede varmeapparater som varmeforbrug. Dette kan være en varm gulv eller volumen lavt inerti radiatorer lavet af aluminium eller stål med et stort strålingsområde.

Selvfremstillede versioner af varmepumper er mest hensigtsmæssige til at betragte som tilhørende udstyr, som understøtter og supplerer arbejdet i hovedkilden.

Hvert år forbedres varmepumperne. I industrielle design beregnet til husholdningsbrug anvendes mere effektive varmeoverføringsoverflader. Som følge heraf stiger systemets ydeevne konstant.

En vigtig faktor, der stimulerer udviklingen af ​​sådan teknologi til produktion af varmeenergi, er miljøkomponenten. Sådanne systemer ud over at være ret effektive forurener ikke miljøet. Fraværet af åben ild gør det helt sikkert sikkert.

Konklusioner og brugbar video om emnet

Video # 1. Hvordan man laver den enkleste hjemmelavede varmepumpe med en varmeveksler fra PEX-rør:

Video nr. 2. Fortsæt instruktion:

Varmepumper har været anvendt som alternative varmesystemer i lang tid. Disse systemer er pålidelige, har en lang levetid og er vigtigere miljøvenlige. De begynder alvorligt at blive betragtet som et andet skridt hen imod udvikling af effektive og sikre varmesystemer.

Ønsker du at stille et spørgsmål eller fortælle om en interessant metode til opbygning af en varmepumpe, der ikke er nævnt i artiklen? Skriv venligst kommentarer i boksen nedenfor.