Värmepump för hemuppvärmning med händerna: enhet, driftsprincip, schema

De första versionerna av värmepumpar kunde bara delvis tillgodose behoven för värmeenergi. Moderna sorter är effektivare och kan användas för uppvärmningssystem. Det är därför många husägare försöker montera en värmepump med egna händer.

Vi kommer att berätta hur du väljer det bästa alternativet för en värmepump, med hänsyn till geodata i området där det är planerat att installeras. Den föreslagna artikeln beskriver i detalj principen för driften av systemen för användning av "grön energi", skillnaderna är listade. Med vårt råd kommer du utan tvekan att dölja den effektiva typen.

För oberoende mästare presenterar vi teknik för montering av värmepumpen. Informationen som presenteras för överväganden kompletteras med visuella diagram, bildval och detaljerad video briefing i två delar.

Vad är en värmepump och hur fungerar det?

Termen värmepump avser en uppsättning specifik utrustning. Huvudfunktionen hos denna utrustning är uppvärmning av värmeenergi och dess transport till konsumenten. Källan till sådan energi kan vara vilken kropp som helst som har en temperatur på + 1 eller mer grader.

I vår miljö är källor till lågtemperaturvärme mer än tillräckligt. Dessa är industriavfall av företag, värme- och kärnkraftverk, avloppsvatten mm För drift av värmepumpar inom hushållsuppvärmning behövs tre självregenererande naturliga källor - luft, vatten, mark.

De tre potentiella energileverantörerna är direkt relaterade till solens energi, som genom uppvärmning driver luft med vinden och överför termisk energi till jorden. Det är källavalet som är det viktigaste kriteriet enligt vilket värmepumpsystem är klassificerade.

Principen för drift av värmepumpar är baserad på kroppens eller mediaens förmåga att överföra värmeenergi till en annan kropp eller ett medium. Mottagare och leverantörer av energi i värmepumpsystem arbetar vanligtvis i par.

Så urskilja följande typer av värmepumpar:

• Luft är vatten.
• Jorden är vatten.
• Vatten är luft.
• Vatten är vatten.
• Jorden är luft.
• Vatten - vatten
• Luft är luft.

I det här fallet bestämmer det första ordet vilken typ av medium som systemet tar lågtemperaturvärme. Den andra indikerar typen av bärare till vilken denna värmeenergi överförs. Så i värmepumpar är vatten vatten, värme tas från vattenmediet och vätska används som värmebärare.

Moderna värmepumpar använder tre huvud värmekälla. Detta - marken, vattnet och luften. Det enklaste av dessa alternativ är luftvärmepump. Populariteten hos sådana system är förknippad med deras ganska enkla design och enkel installation.

Trots denna popularitet har dessa sorter dock en ganska låg produktivitet. Dessutom är effektiviteten instabil och beror på säsongsvariationer i temperaturen.

Med minskande temperatur sjunker deras prestanda väsentligt. Sådana varianter av värmepumpar kan betraktas som ett tillägg till den befintliga huvudkällan för termisk energi.

Utrustning alternativ med markvärmeanses vara mer effektiva. Jorden mottar och ackumulerar termisk energi, inte bara från solen, det värms ständigt av jordens energi.

Det vill säga att jorden är en slags värmeackumulator, vars kapacitet är praktiskt taget obegränsad. Dessutom är jordens temperatur, särskilt vid ett visst djup, konstant och varierar i obetydliga gränser.

Omfattning av energi som genereras av värmepumpar:

Källans temperaturbeständighet är en viktig faktor i den stabila och effektiva driften av denna typ av kraftutrustning. Liknande egenskaper har system där vattenmiljön är den främsta källan till värmeenergi. Samlaren hos sådana pumpar är belägna antingen i brunnen, där den ligger i akvariet eller i en behållare.

Den genomsnittliga årstemperaturen för sådana källor som jord och vatten varierar från + 7º till + 12ºC. Denna temperatur är tillräckligt för att säkerställa att systemet fungerar effektivt.

De viktigaste designelementen i värmepumpar

För att kraftproduktionsanläggningen skall fungera enligt värmepumpens funktion, måste dess konstruktion innehålla 4 huvudenheter, dessa är:

• Kompressor.
• Förångare.
• Kondensor.
• Gassventil.

Ett viktigt element i värmepumpens konstruktion är en kompressor. Dess huvuduppgift är att öka trycket och temperaturen på ångor som härrör från kylmedlets kokning. I synnerhet används moderna scrollkompressorer för HVAC-utrustning och värmepumpar.

Sådana kompressorer är konstruerade för att arbeta vid temperaturer under nollpunkten. Till skillnad från andra sorter producerar scrollkompressorer lite brus och arbetar både vid låga gaskoktemperaturer och höga kondenseringstemperaturer. Den otvivelaktiga fördelen är deras kompakta storlek och låg specifika vikt.

Förångaren som ett konstruktionselement är en tank där omvandlingen av flytande kylmedel till ånga uppträder. Köldmediet, som cirkulerar i en sluten krets, passerar genom förångaren. Därmed värmer kylmediet upp och blir till ånga. Den resulterande ångan under lågt tryck riktas mot kompressorn.

I en kompressor utsätts kylmedelsångor för tryck och deras temperatur stiger. Kompressorn pumpar uppvärmd ånga under högt tryck mot kondensorn.

Det följande strukturella elementet i systemet är en kondensator. Dess funktion reduceras till värmeenergiens återgång till värmesystemets interna krets.

Serieprover som tillverkas av industriföretag är utrustade med plattvärmeväxlare. Huvudmaterialet för sådana kondensatorer är legerat stål eller koppar.

En termostatisk eller annars chokeventil installeras i början av den delen av hydraulkretsen där högtryckscirkulationsmediet omvandlas till ett lågtrycksmedium. Närmare bestämt delar en gaspump med kompressor värmepumpskretsen i två delar: en med högtrycksparametrar, den andra med låga.

När den passerar genom en expansionsgasventil, avdunstar vätskan som cirkulerar i en sluten krets, delvis som ett resultat av vilket trycket sjunker med temperaturen. Sedan går värmeväxlaren i kontakt med omgivningen. Det fångar medianens energi och överför den tillbaka till systemet.

Med hjälp av gasventilen styrs kylmedelsflödet mot förångaren. Vid val av ventil måste systemparametrar beaktas Ventilen måste följa dessa parametrar.

Välj typ av värmepump

Huvudindikatorn för detta värmesystem är ström. Från kraften kommer i första hand att bero på de ekonomiska kostnaderna för inköp av utrustning och valet av en eller annan källa till lågtemperaturvärme. Ju högre värmepumpsystemets kapacitet desto större är kostnaden för komponentelementen.

Först och främst avser detta kompressorns kapacitet, djupet av brunnarna för geotermiska prober eller området för att rymma den horisontella behållaren. Korrekta termodynamiska beräkningar är ett slags garanti för att systemet fungerar effektivt.

Till att börja med är det nödvändigt att studera en webbplats som är planerad för installation av pumpen. Det idealiska villkoret är närvaro av en reservoar på denna sida. Användning av vatten-vatten typ avsevärt minska mängden jordarbeten.

Användandet av jordens värme innebär tvärtom ett stort antal verk relaterade till utgrävning. System som använder vattenmiljön som låg värme anses vara de mest effektiva.

Använd jordens värmeenergi på två sätt. Den första innefattar borrbrunnar med en diameter på 100-168 mm. Djupet av sådana brunnar, beroende på systemets parametrar, kan nå 100 m eller mer.

Särskilda sonder placeras i dessa brunnar. Den andra metoden använder en samlare av rör. En sådan samlare placeras under jord i ett horisontellt plan. För det här alternativet behöver du ett tillräckligt stort område.

För att lägga kollektorn anses områden med våtmark vara idealiska. Naturligtvis borrning av brunnar kostar mer än reservoarens horisontella läge. Men inte varje webbplats har ledigt utrymme. För en kW värmepumpseffekt behöver du från 30 till 50 m² av ytan.

Vid närvaro på platsen för en högt liggande horisont av grundvatten kan värmeväxlare anordnas i två brunnar belägna på ett avstånd av ca 15 m från varandra.

Valet av värmeenergi i sådana system genom att pumpa grundvatten i en sluten slinga, vars delar är belägna i brunnar. Ett sådant system behöver installera ett filter och rengöra regelbundet värmeväxlaren.

Det enklaste och billigaste värmepumpschemat är baserat på utvinning av termisk energi från luften. När det blev grunden för kylskåpet, utvecklades senare enligt dess principer luftkonditioneringsapparater.

Effektiviteten hos olika typer av denna utrustning är inte densamma. De lägsta indikatorerna har pumparna som använder luftmiljön. Dessutom är dessa siffror direkt beroende av väderförhållandena.

Jordtyper värmepumpar har stabil prestanda. Effektivitetskoefficienten för dessa system varierar i intervallet 2,8 -3,3. De mest effektiva systemen har vattenvatten. Detta beror främst på stabiliteten hos källtemperaturen.

Det bör noteras att ju djupare pumpsamlaren är belägen i behållaren, desto stabilare kommer temperaturen att vara. För att få en systemkraft på 10 kW behöver du cirka 300 meter pipeline.

Huvudparametern som karakteriserar värmepumpens effektivitet anses vara dess omvandlingskoefficient. Ju högre konverteringsfaktor desto effektivare är värmepumpen.

Bygg en värmepump själv

Att känna till handlingsplanen och värmepumpens enhet, montera och montera självständigt alternativt värmesystem ganska möjligt. Innan du börjar arbeta är det nödvändigt att beräkna alla grundläggande parametrar i det framtida systemet. För att beräkna parametrarna för den framtida pumpen kan du använda den programvara som är utformad för att optimera kylsystem.

Det enklaste byggalternativet är luftvattensystem. Det kräver inte komplicerat arbete på enheten av den externa kretsen, som är inneboende i vatten och markvarianter av värmepumpar. För installationen behövs endast två kanaler, varav en kommer att levereras med luft, den andra kommer att användas för att ladda ur avfallsmassan.

Förutom fläkten måste du köpa en kompressor av önskad effekt. För en sådan enhet är en lämplig kompressor, som är utrustad med konventionella delade system. Det är inte nödvändigt att köpa en ny enhet.

Du kan ta bort den från gammal utrustning eller använda den. gamla kylskåpstillbehör. Det är lämpligt att använda en spiralversion. Dessa kompressoralternativ, förutom att de har tillräcklig effektivitet, skapar ett högt tryck, vilket ger en ökning av temperaturen.

För att bygga en kondensator behöver du en tank och ett kopparrör. Från röret är en spole. För tillverkning med vilken som helst cylindrisk kropp med önskad diameter. Efter att ha spolat ett kopparrör på det, kan du enkelt och snabbt tillverka detta strukturella element.

Klar spole är monterad i en förskärning i halv kapacitet. För tillverkning av behållare är det bättre att använda material som är resistenta mot korrosionsprocesser. Efter att spolen sitter i, svetsas tankens halvor.

Spoleområdet beräknas med följande formel:

MT / 0,8 RT,

där:

• MT - Värmeenergi, vilket ger systemet.
• 0,8 - Värmekonduktivitetskoefficienten i växelverkan av vatten med spolens material.
• RT - Skillnaden mellan inlopps- och utloppsvattentemperaturerna.

Välja ett kopparrör för självtillverkning av spolen, du måste vara uppmärksam på tjockleken på väggarna. Det måste vara minst 1 mm. Annars kommer röret att deformeras vid lindning. Röret genom vilket kylmedelsinloppet ligger på toppen av tanken.

Värmepumpens förångare kan tillverkas i två versioner - i form av en tank med en spole i den och i form av ett rör i ett rör. Eftersom vätskans temperatur i förångaren är liten kan kapaciteten tillverkas av en plastkolv. I denna behållare placeras kretsen, vilken är tillverkad av kopparrör.

I motsats till kondensorn måste spolen i förångarspolen motsvara diametern och höjden på den valda behållaren. Förångarens andra variant: ett rör i röret. I denna utföringsform placeras kylmedelsröret i ett plaströr med en större diameter genom vilken vatten cirkulerar.

Längden på ett sådant rör beror på pumpens planerade effekt. Det kan vara från 25 till 40 meter. Detta rör är spolat i en spiral.

Termostatventil hänvisar till avstängnings- och reglerventiler. En nål används som ett låsningselement i expansionskammaren. Ventilens läge bestäms av temperaturen i förångaren.

Detta är ett viktigt element i systemet har en ganska komplex struktur. Den innehåller:

• Termoelement.
• Aperture.
• Kapillärrör.
• Termoballon.

Dessa element kan bli oanvändbara vid höga temperaturer. Därför bör ventilen isoleras med asbestduk under arbetet med lödsystemet. Kontrollventilen måste matcha förångarens kapacitet.

Efter arbetet med tillverkningen av grundläggande konstruktionsdelar kommer det avgörande ögonblicket att montera hela strukturen i en enda enhet. Det viktigaste steget är insprutning av köldmedium eller kylvätska i systemet.

Att självständigt utföra en sådan operation är knappast möjligt för en enkel man på gatan. Det kommer att behöva vända sig till proffs som arbetar med reparation och underhåll av klimatutrustning.

Arbetarna på detta område har som regel den nödvändiga utrustningen. Förutom att ladda kylmediet kan de testa systemets funktion. Självkylmedelsinsprutning kan leda inte bara till strukturfel, men också till allvarliga skador. För att starta systemet behöver du dessutom specialutrustning.

Vid start av systemet uppträder en topp startbelastning, som vanligtvis är cirka 40 A. Därför är det inte möjligt att starta systemet utan startrelä. Efter den första starten är justering av ventilen och köldmedietrycket nödvändigt.

Valet av kylmedel bör tas på allvar. Trots allt anses detta ämne huvudsakligen som den viktigaste "bäraren" av användbar termisk energi. Av de befintliga moderna kylmedlen är freons mest populära. Dessa är derivat av kolväteföreningar, i vilka en del av kolatomer ersätts av andra element.

Som ett resultat av detta arbete erhölls ett sluten slingningssystem. Köldmediet kommer att cirkulera i det, vilket säkerställer valet och överföringen av termisk energi från förångaren till kondensorn. Vid anslutning av värmepumpar till värmeförsörjningssystemet, bör det beaktas att temperaturen på vattnet som lämnar kondensorn inte överstiger 50-60 grader.

På grund av den låga temperaturen i värmeenergin som genereras av värmepumpen måste du välja specialiserade värmeanordningar som värmekostnad. Detta kan vara ett varmt golv eller volymen med låg inerti radiatorer av aluminium eller stål med stor strålningsarea.

Självgjorda versioner av värmepumpar är mest lämpliga att betrakta som tillhörande utrustning som stöder och kompletterar huvudkällans arbete.

Varje år förbättras designen av värmepumpar. I industriella mönster avsedda för hushållsbruk används effektivare värmeöverföringsytor. Som ett resultat ökar systemets prestanda ständigt.

En viktig faktor som stimulerar utvecklingen av sådan teknik för produktion av värmeenergi är miljökomponenten. Sådana system förutom att vara ganska effektiva förorenar inte miljön. Frånvaron av öppen flamma gör att det fungerar helt säkert.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Video # 1. Hur man gör den enklaste hemlagade värmepumpen med en värmeväxlare från PEX-röret:

Video # 2. Fortsätt instruktion:

Värmepumpar har länge använts som alternativa värmesystem. Dessa system har tillförlitlighet, lång livslängd och är viktigare, miljövänliga. De börjar allvarligt betraktas som ett annat steg mot utvecklingen av effektiva och säkra värmesystem.

Vill du ställa en fråga eller berätta om en intressant metod för att bygga en värmepump som inte nämns i artikeln? Vänligen skriv kommentarer i rutan nedan.