Soojuspumpade esimesed versioonid rahuldavad soojusenergia vajadusi vaid osaliselt. Kaasaegsed sordid on tõhusamad ja neid saab kasutada küttesüsteemides. Sellepärast üritavad paljud majaomanikud soojuspumpa oma kätega paigaldada.
Me räägime teile, kuidas valida soojuspumba jaoks parim valik, võttes arvesse selle piirkonna geograafilisi andmeid, kus see plaanitakse paigaldada. Ettepandud artiklis kirjeldatakse üksikasjalikult „rohelise energia” kasutamise süsteemide põhimõtet, erinevused on loetletud. Meie nõuandega saate kahtlemata tegeleda efektiivse tüübiga.
Sõltumatute meistrite jaoks tutvustame soojuspumba monteerimise tehnoloogiat. Kaalumiseks esitatud teavet täiendavad visuaalsed diagrammid, fotode valikud ja üksikasjalik videoülevaade kahes osas.
Artikli sisu:
- Mis on soojuspump ja kuidas see toimib?
- Soojuspumpade peamised konstruktsioonielemendid
- Valige soojuspumba tüüp
- Soojuspumba ehitamine ise
- Järeldused ja kasulik video antud teemal
Mis on soojuspump ja kuidas see toimib?
Termin "soojuspump" viitab spetsiifiliste seadmete kogumile. Selle seadme põhifunktsioon on soojusenergia kogumine ja transportimine tarbijale. Sellise energia allikaks võib olla ükskõik milline keha või keskkond, mille temperatuur on + 1º või rohkem.
Meie keskkonnas on madala temperatuuri allikad enam kui piisavad. Need on ettevõtete, soojus- ja tuumaelektrijaamade tööstusjäätmed, kanalisatsioon jne. Soojuspumpade käitamiseks koduse kütte valdkonnas on vaja kolme isereguleeruvat looduslikku allikat - õhku, vett, maad.
Soojuspumbad „joonistavad” energiat protsessidest, mis regulaarselt esinevad keskkonnas. Protsesside vool ei lõpe kunagi, sest allikaid peetakse inimkriteeriumide põhjal ammendamatuks.
Kolm loetletud potentsiaalset energiatarnijat on otseselt seotud päikeseenergiaga, mis soojuse abil juhib õhku tuulega ja edastab soojusenergiat maa peale. Selle allika valik on peamine kriteerium, mille kohaselt liigitatakse soojuspumba süsteemid.
Soojuspumpade tööpõhimõte põhineb kehade või meedia võimel kanda soojusenergiat teisele kehale või keskkonnale. Soojuspumba süsteemide energiatarbijad ja tarnijad töötavad tavaliselt paaridena.
Seega eristage järgmist tüüpi soojuspumbad:
- Õhk on vesi.
- Maa on vesi.
- Vesi on õhk.
- Vesi on vesi.
- Maa on õhk.
- Vesi - vesi
- Õhk on õhk.
Sellisel juhul määrab esimene sõna kindlaks, millist tüüpi meediumisüsteemis madal temperatuur soojendatakse. Teine näitab, millist tüüpi vedaja seda soojusenergiat edastatakse. Soojuspumpades on vesi vesi, soojus võetakse veekeskkonnast ja vedelikku kasutatakse soojuskandjaks.
Konstruktsioonitüüpi soojuspumbad on auru kokkusurumise seadmed. Nad eraldavad soojust looduslikest allikatest, töötlevad ja transpordivad neid tarbijatele (+)
Kaasaegsed soojuspumbad kasutavad kolme peamist soojusallikas. See - pinnas, vesi ja õhk. Kõige lihtsam neist valikutest on õhu soojuspump. Selliste süsteemide populaarsus on seotud nende üsna lihtsa kujunduse ja paigaldamise lihtsusega.
Pildigalerii
Foto kohta
Soojuspump sisaldab sise- ja välisseadet. Välimine osa on ette nähtud töötlemiseks looduslikuks energia tarbimiseks
Väline õhk-õhk-soojuspumba seade on sarnane kliimaseadme välisküljele, kasutab sarnaseid põhimõtteid.
Kui soovite õhu-õhu soojussüsteemi jõudlust suurendada, suurendage selle aurusti pinda.
Soojussüsteemid, mis kasutavad soojust maapinna sisemusest, on oluliselt keerukamad ja kallimad ehitada. Nende hulgas on vertikaalsed tööd - kaevud
Horisontaalsete aurustussüsteemide ehitamiseks, mis võtavad pinnasest soojust, on vaja suuri hooneid, mis ei ole ehitised.
Aurusti torusid saab paigaldada kaevikutesse arvukatesse silmustesse. Peamine on kaevata maapinnale nõutav energiavastuvõtja
Põhjavee kasutamise kaevu ehitatakse vastavalt seadme aurustussüsteemide reeglitele sarnastele põhimõtetele, mis vastavad maapinna energiatarbimisele
Soojuspumba vertikaalse aurusti seadme jaoks, mis kasutab vee energiat, vajate lähedal asuvat piisava ala reservuaari
Soojuspumba seadme põhiprintsiip
Välisõhu-õhu soojuspumba seade
Mitmesugused õhk-õhk soojusseadmed
Maa-vee horisontaalne aurustussüsteem
Seade soojendab vastuvõtja pumba-õhku
Aurusti valitud maa-alustes kraavides
Vee-vee soojuspumba kaevu
Veeenergia horisontaalsed vastuvõtjad
Sellest populaarsusest hoolimata on nende sortide tootlikkus küllaltki madal. Lisaks on efektiivsus ebastabiilne ja sõltub hooajalistest temperatuuri kõikumistest.
Väheneva temperatuuriga langeb nende jõudlus märkimisväärselt. Selliseid soojuspumpade variante võib lugeda täienduseks olemasolevale peamisele soojusenergia allikale.
Seadmete valikud maa soojuspeetakse tõhusamaks. Muld võtab vastu ja kogub soojusenergiat mitte ainult päikese käes, vaid seda kuumutab pidevalt ka Maa südamiku energia.
See tähendab, et muld on mingi soojusakumulaator, mille võimsus on praktiliselt piiramatu. Pealegi on mulla temperatuur, eriti teatud sügavusel, konstantne ja varieerub ebaolulistes piirides.
Soojuspumpade poolt toodetud energia ulatus:
Pildigalerii
Foto kohta
Soojuspumbad on energiatarnijad madala temperatuuriga küttesüsteemide ja veesoojendussüsteemide vajaduste rahuldamiseks.
Soojuspumbad on avastanud kõige aktiivsemalt õhu kütte ahelate energiatarnijana.
Soojuspumbad on võimelised süsteemile sooja põrandaga varustama nõutava temperatuuriga vajalikku jahutusvedeliku kogust
Väikeste või keskmise võimsusega väikese soojuspumba puhul on võimalik hästi toime tulla sooja veega
Soojuspumbad soojenduses ja kuumas vees
Kasutamine õhu kütte ahelates
Soojuskandja ettevalmistamine põrandaküttesüsteemide jaoks
Termiline paigaldus basseini vee soojendamiseks
Lähtetemperatuuri püsivus on oluline tegur seda tüüpi elektriseadmete stabiilses ja tõhusas toimimises. Sarnased omadused omavad süsteeme, kus veekeskkond on peamine soojusenergia allikas. Selliste pumpade koguja asub kas süvendis, kus see asub põhjaveekihis või reservuaaris.
Selliste allikate, nagu muld ja vesi, keskmine temperatuur on vahemikus + 7º kuni + 12ºC. See temperatuur on piisavalt tõhus, et tagada süsteemi tõhus toimimine.
Kõige tõhusamad on soojuspumbad, mis eraldavad soojusenergiat allikatest, millel on stabiilsed temperatuuriindeksid, s.t. veest ja pinnasest
Soojuspumpade peamised konstruktsioonielemendid
Selleks, et elektrijaam saaks töötada soojuspumba tööpõhimõtete kohaselt, peab selle konstruktsioon sisaldama 4 põhiseadet, need on:
- Kompressor.
- Aurusti
- Kondensaator
- Drosselklapp.
Soojuspumba konstruktsiooni oluline element on kompressor. Selle peamine ülesanne on suurendada külmutusagensi keemisest tulenevate aurude rõhku ja temperatuuri. Eelkõige kasutatakse HVAC-seadmete ja soojuspumpade jaoks kaasaegseid rullkompressoreid.
Väikese keemistemperatuuriga vedelikke kasutatakse töövahendina, mis teostab otseselt soojusenergiat. Tavaliselt kasutatakse ammoniaaki ja freone (+).
Sellised kompressorid on konstrueeritud töötama nulltemperatuuril. Erinevalt teistest sortidest toodavad kerimis kompressorid vähe müra ja töötavad nii madalatel gaasiküttetemperatuuridel kui ka kõrgetel kondenseerumistemperatuuridel. Kahtlemata eeliseks on nende kompaktne suurus ja väike erikaal.
Peaaegu kogu soojuspumba energia kulutatakse soojusenergia transpordiks väljastpoolt ruumi. Niisiis võtab süsteemide töö 4-6 ühiku (+) tootmisel umbes 1 energiaühikut.
Aurusti kui konstruktsioonielement on paak, kus toimub vedeliku külmutusagensi muutmine auruks. Suletud ahelas ringleva külmutusagensi läbib aurusti. Selles soojeneb külmutusagens ja muutub auruks. Saadud aur madalal rõhul on suunatud kompressori suunas.
Kompressoris on külmutusagensite rõhk ja nende temperatuuri tõus. Kompressor pumpab kuumutatud auru kõrgsurve all kondensaatori poole.
Kompressor surub ringluses ringlevat keskkonda, mille tulemusena suureneb selle temperatuur ja rõhk. Siis siseneb kokkusurutud keskkond soojusvahetisse (kondensaatorisse), kus see jahutatakse, ülekandes soojust vette või õhku.
Süsteemi järgmine struktuurielement on kondensaator. Selle funktsioon on vähendatud soojusenergia tagastamisele küttesüsteemi sisemisele ahelale.
Tööstusettevõtete toodetud seeriaproovid on varustatud plaatsoojusvahetitega. Selliste kondensaatorite peamine materjal on legeeritud teras või vask.
Isetootvale soojusvahetile sobib vasktoru läbimõõduga pool tolli. Soojusvaheti valmistamiseks kasutatavate torude seina paksus peab olema vähemalt 1 mm
Termostaatiline või muul viisil õhuklapp, mis on paigaldatud selle hüdraulilise ahela selle osa algusesse, kus kõrgsurve tsirkuleeriv keskkond muudetakse madalrõhu keskkonnaks. Täpsemalt jagab kompressoriga ühendatud gaasipump soojuspumba ringi kaheks osaks: ühe suure rõhu parameetritega, teine madalate rõhu parameetritega.
Laiendava drosselklapi läbimisel voolab suletud ahelas ringlev vedelik osaliselt aurustuma, mille tulemusena langeb rõhk temperatuuriga. Siis siseneb soojusvahetisse, suhtledes keskkonnaga. See lööb söötme energiat ja kannab selle tagasi süsteemi.
Drosselklapi abil juhitakse külmutusagensi voolu aurusti suunas. Ventiili valimisel tuleb arvesse võtta süsteemi parameetreid Klapp peab vastama nendele parameetritele.
Soojust reguleeriva ventiili läbimisel aurustub soojusülekande vedelik osaliselt ja voolutemperatuur langeb (+)
Valige soojuspumba tüüp
Selle küttesüsteemi peamine näitaja on võimsus. Võimsusest sõltub kõigepealt seadmete ostmise finantskulud ja ühe või teise madala temperatuuriga soojuse allika valik. Mida suurem on soojuspumba süsteemi võimsus, seda suurem on komponendi elementide maksumus.
Esiteks viitab see kompressori võimsusele, geotermiliste sondide süvendite sügavusele või horisontaalse mahuti mahutamiseks kasutatavale alale. Õige termodünaamilised arvutused on omamoodi garantii, et süsteem toimib tõhusalt.
Kui isikupiirkonna kõrval on veehoidla, on vee-vee soojuspump kõige kulutasuvam ja produktiivsem valik.
Esiteks peaksite uurima pumba paigaldamiseks kavandatud ala. Ideaalne seisukord on reservuaari olemasolu sellel saidil. Kasutamine vee-vee tüüp vähendada oluliselt maapealset tööd.
Maa soojuse kasutamine seisneb vastupidi suurel hulgal kaevamistöödega. Kõige tõhusamaks peetakse süsteeme, mis kasutavad veekeskkonda madala kvaliteediklassi soojusega.
Soojuspumba seade, mis eraldab pinnasest soojusenergiat, hõlmab muljetavaldavat kogust mullatööd. Koguja pannakse alla hooajalise külmutamise taseme.
Kasutage pinnase soojusenergiat kahel viisil. Esimene hõlmab puurkaevude puurimist läbimõõduga 100-168 mm. Selliste süvendite sügavus võib sõltuvalt süsteemi parameetritest ulatuda 100 m või rohkem.
Nendesse süvenditesse pannakse spetsiaalsed sondid. Teine meetod kasutab torude kogujat. Selline koguja paigutatakse horisontaaltasandisse maa alla. Selle valiku jaoks on vaja piisavalt suurt ala.
Kollektori paigaldamiseks loetakse ideaalseks niiske pinnaga alasid. Loomulikult maksab kaevude puurimine rohkem kui reservuaari horisontaalne asukoht. Kuid igal saidil ei ole vaba ruumi. Ühe kW soojuspumba võimsuse jaoks on vaja 30-50 m² pindala.
Võimalus soojusenergia võtmiseks ühest sügavast süvendist võib olla veidi odavam kui kaevetööde tegemine. Kuid kaalukas pluss on märkimisväärne sääst kosmoses, mis on oluline väikeste piirkondade omanikele.
Kõrge põhjavee horisondi juuresolekul võib soojusvahetid paikneda kahes süvendis, mis asuvad üksteisest umbes 15 m kaugusel.
Soojusenergia valik sellistes süsteemides, kui pumbatakse põhjavesi suletud ahelasse, mille osad asuvad kaevudes. Selline süsteem peab paigaldama filtri ja korrapäraselt puhastama soojusvaheti.
Lihtsaim ja odavaim soojuspumba süsteem põhineb soojusenergia eraldamisel õhust. Kui see sai seadmestiku külmikute aluseks, töötati hiljem vastavalt oma põhimõtetele välja kliimaseadmed.
Lihtsaim soojuspumba süsteem tõmbab energiat õhumassist. Suvel osaleb ta küttega, talvel kliimaseadmetes. Süsteemi miinus on see, et iseseisvas versioonis on seade ebapiisava võimsusega
Erinevate seadmetüüpide tõhusus ei ole sama. Madalaimatel indikaatoritel on pumbad õhukeskkonnaga. Lisaks sõltuvad need näitajad otseselt ilmastikutingimustest.
Soojuspumpade mullatüüpidel on stabiilne jõud. Nende süsteemide efektiivsuskoefitsient varieerub vahemikus 2,8 -3,3. Kõige efektiivsematel süsteemidel on vesi-vesi. See on tingitud peamiselt lähtetemperatuuri stabiilsusest.
Tuleb märkida, et mida sügavam on pumba koguja reservuaaris, seda stabiilsem on temperatuur. Süsteemi võimsuse 10 kW saamiseks on vaja umbes 300 meetrit torustikku.
Soojuspumba efektiivsust iseloomustavat peamist parameetrit peetakse selle teisendusteguriks. Mida kõrgem on konversioonitegur, seda tõhusam on soojuspump.
Soojuspumba muundumiskiirust väljendatakse soojusvoo ja kompressori poolt tarbitava elektrienergia suhtena.
Soojuspumba ehitamine ise
Teades soojuspumba toimimisskeemi ja seadet, koguge ja monteerige iseseisvalt alternatiivne küttesüsteem täiesti võimalik. Enne töö alustamist on vaja arvutada kõik tulevase süsteemi põhiparameetrid. Tulevase pumba parameetrite arvutamiseks saate kasutada jahutussüsteemide optimeerimiseks loodud tarkvara.
Lihtsaim ehitusviis on õhu-vee süsteem. See ei nõua välise ahela seadmega keerulist tööd, mis on omane vee- ja jahvatatud soojuspumpade sortidele. Paigaldamiseks on vaja ainult kahte kanalit, millest üks on varustatud õhuga, teine kasutatakse heitgaasi massi jaoks.
Lihtsaim viis seda ise teha on soojuspumba soojendamine õhu massist. Välisventilaator puhub õhku aurustisse.
Lisaks ventilaatorile peate hankima vajaliku võimsusega kompressori. Sellise üksuse jaoks on üsna sobiv kompressor, mis on varustatud tavapärase jagatud süsteemid. Uut üksust ei ole vaja osta.
Saate selle vana seadmest eemaldada või kasutada. vanad külmikute tarvikud. Soovitatav on kasutada spiraalset versiooni. Need kompressorivõimalused lisavad lisaks piisavale efektiivsusele kõrgsurve, mis tagab temperatuuri tõusu.
Kondensaatori ehitamiseks on vaja paaki ja vasktoru. Torust on rull. Selle valmistamiseks kasutatakse mis tahes soovitud läbimõõduga silindrilist korpust. Pärast vasktoru keeramist saate selle konstruktsioonielemendi kergesti ja kiiresti valmistada.
Valmis mähis on paigaldatud pooleldi eelnevalt lõigatud mahutisse. Konteinerite valmistamiseks on parem kasutada korrosiooniprotsessidele vastupidavaid materjale. Pärast pooli asetamist keevitatakse paagi pooled.
Spiraali pindala arvutatakse järgmise valemi abil:
MT / 0,8 RT,
kus:
- Mt - soojusenergia võimsus, mis annab süsteemile.
- 0,8 - soojusjuhtivuse koefitsient vee ja spiraali materjali koostoimel.
- RT - sissevoolu ja väljavoolu temperatuuri erinevus.
Valides vasktoru enda valmistamiseks, peate pöörama tähelepanu seinte paksusele. See peab olema vähemalt 1 mm. Vastasel juhul on toru kerimisel deformeerunud. Toru, mille kaudu külmutusagensi sisselaskeava asub paagi ülaosas.
Soojusvaheti on valmistatud vasktorust, keerates silindrikujulise objekti vasktoru. Mida suurem on spiraali pindala, seda suurem on pumba jõudlus
Soojuspumba aurustit saab valmistada kahes versioonis - paagis, mille sees on spiraal, ja torus toru. Kuna aurustis oleva vedeliku temperatuur on väike, saab selle mahtu valmistada plastist. Selles konteineris asetatakse vasktorust valmistatud ahel.
Erinevalt kondensaatorist peab aurusti mähis vastama valitud konteineri läbimõõdule ja kõrgusele. Aurusti teine variant: toru torus. Selles teostuses paigutatakse külmutusagensi toru suurema läbimõõduga plasttorusse, mille kaudu vesi ringleb.
Sellise toru pikkus sõltub pumba kavandatud võimsusest. See võib olla 25 kuni 40 meetrit. See toru keeratakse spiraali.
Termostaatiline klapp viitab sulgemis- ja juhtventiilidele. Laienduskambris kasutatakse lukustuselemendina nõela. Klapi asend määratakse aurustis oleva temperatuuri alusel.
See on süsteemi oluline element, millel on üsna keeruline struktuur. See sisaldab:
- Termopaar.
- Ava.
- Kapillaartoru.
- Thermoball.
Need elemendid võivad muutuda kõrgetel temperatuuridel kasutuskõlbmatuks. Seetõttu tuleb ventiilil töötamise ajal paigaldada klapp asbestiga. Juhtventiil peab vastama aurusti võimsusele.
Pärast põhiliste konstruktsiooniosade valmistamist on oluline, et kogu konstruktsioon koondataks ühte üksusesse. Kõige olulisem etapp on külmutusagensi süstimise protsess või jahutusvedelikku.
Sellise operatsiooni iseseisev teostamine tänaval on lihtne. Tuleb pöörduda spetsialistide poole, kes tegelevad kliimaseadmete remondi ja hooldusega.
Selles valdkonnas töötavad töötajad reeglina vajalikku varustust. Lisaks külmutusagensi laadimisele võivad nad kontrollida süsteemi toimimist. Isekülmutusaine võib põhjustada mitte ainult struktuurset rike, vaid ka tõsiseid vigastusi. Lisaks vajate süsteemi käivitamiseks ka spetsiaalset varustust.
Süsteemi käivitamisel esineb maksimaalne algne koormus, mis on tavaliselt umbes 40 A. Seetõttu ei ole süsteemi käivitamine ilma käivitusreleeta võimalik. Pärast esimest käivitamist on vajalik klapi reguleerimine ja jahutusvedeliku rõhk.
Külmutusaine valik tuleks tõsiselt võtta. Lõppude lõpuks peetakse seda ainet olulise kasuliku soojusenergia "kandjaks". Olemasolevatest kaasaegsetest külmutusagensitest on kõige populaarsemad freonid. Need on süsivesinike ühendite derivaadid, milles osa süsinikuaatomitest on asendatud teiste elementidega.
Selle tulemusena peaks soojuspumba üksikute elementide kokkupanekul olema suletud ahel, mille kaudu töövahend ringleb.
Selle töö tulemusena saadi suletud ahela süsteem. Külmutusagens ringleb selles, tagades soojusenergia valimise ja ülekandmise aurustist kondensaatorisse. Soojuspumpade ühendamisel maja soojussüsteemiga tuleb arvestada, et kondensaatorist väljuva vee temperatuur ei ületa 50-60 kraadi.
Soojuspumba poolt toodetud soojusenergia madala temperatuuri tõttu peate soojustarbijaks valima spetsialiseerunud kütteseadmed. See võib olla soe põranda või mahu madala inertsiga radiaatorid, mis on valmistatud alumiiniumist või suurest kiirgusega piirkonnast.
Soojuspumpade enesehinnatud versioonid on kõige sobivamad lisavarustustena, mis toetab ja täiendab peamise allika tööd.
Igal aastal paranevad soojuspumpade kujundused. Koduseks kasutamiseks mõeldud tööstusdisainilahendustes kasutatakse efektiivsemaid soojusülekandepindu. Selle tulemusena kasvab süsteemi jõudlus pidevalt.
Oluline tegur, mis stimuleerib sellise tehnoloogia väljatöötamist soojusenergia tootmiseks, on keskkonnakomponent. Sellised süsteemid ei ole keskkonnale küllaltki tõhusad, vaid ei ole saastavad. Avatud leegi puudumine teeb selle täiesti ohutuks.
Järeldused ja kasulik video antud teemal
Video # 1. Kuidas teha kõige lihtsam omatehtud soojuspump PEX toru soojusvahetiga:
Video # 2. Jätkuv õpe:
Soojuspumbad on pikka aega kasutatud alternatiivsete küttesüsteemidena. Need süsteemid on usaldusväärsed, neil on pikk kasutusiga ja mis on tähtsamad keskkonnasõbralikud. Neid hakatakse tõsiselt käsitlema teise sammuna tõhusate ja ohutute küttesüsteemide arendamise suunas.
Kas soovite esitada küsimuse või rääkida huvitavast soojuspumba ehitamise meetodist, mida pole artiklis mainitud? Palun kirjutage kommentaarid allolevasse kasti.
