Iga eramaja omanik soovib kodu kütmiseks tehtavaid kulutusi minimeerida. Sellega seoses on soojuspumbad palju soodsamad kui muud küttevõimalused: need annavad ühe kilovati tarbitud elektri eest 2,5–4,5 kW soojust. Mündi tagumine külg: odava energia saamiseks peate investeerima palju raha seadmetesse, kõige tagasihoidlikum kütteseade võimsusega 10 kW maksab 3500 y. e. (alghind).
Ainus viis kulude vähendamiseks 2-3 korda on teha oma kätega soojuspump (lühendatult TN). Mõelge mõnele reaalsele töövõimalusele, mille meisterhuvilised on kokku pannud ja praktikas testinud. Kuna keeruka seadme valmistamine eeldab põhiteadmisi külmutusmasinate kohta, alustame teooriaga.
VT omadused ja tööpõhimõte
Mille poolest erineb soojuspump teistest eramajade kütteseadmetest:
- erinevalt katlatest ja küttekehadest ei tooda seade ise soojust, vaid liigutab seda nagu konditsioneer, hoones;
- VT nimetati pumbaks, kuna see "pumpab" energiat madala kvaliteediga soojusallikatest - välisõhust, veest või pinnasest;
- seade töötab ainult kompressori, ventilaatorite, tsirkulatsioonipumpade ja juhtpaneeli tarbitava elektrienergiaga;
- seadme töö põhineb Carnot-tsüklil, mida kasutatakse kõigis külmutusmasinates, näiteks kliimaseadmetes ja split-süsteemides.
Viide. Kuumus sisaldub mis tahes aines, mille temperatuur on üle absoluutse nulli (miinus 273 kraadi). Kaasaegsed tehnoloogiad võimaldavad teil õhust määratud energiat võtta temperatuuril kuni -30 ° C, maa ja vees - kuni +2 ° C.
Carnoti soojusvahetustsüklis osaleb töötav vedelik - gaasi freoon, keeb miinus temperatuuril. Aurustades ja kondenseerides kahes soojusvahetis vaheldumisi, absorbeerib külmutusagens keskkonna energiat ja kannab selle hoonesse. Üldiselt kordab soojuspumba tööpõhimõte küttes sisalduva kliimaseadme tööd:
- Vedelas faasis liigub freoon läbi välise soojusvaheti-aurusti torude, nagu joonisel näidatud. Õhu või vee soojuse kaudu metallseinte kaudu soojeneb külmutusagens, keeb ja aurustub.
- Siis siseneb gaas kompressorisse, sundides rõhku arvutatud väärtuseni. Selle ülesandeks on tõsta aine keemistemperatuuri nii, et freoon kondenseeruks kõrgemal temperatuuril.
- Läbi sisemise soojusvaheti-kondensaatori muutub gaas taas vedelikuks ja eraldab akumuleerunud energia soojuskandjasse (vette) või otse ruumi õhku.
- Viimasel etapil siseneb vedel külmutusagens vastuvõtjasse - niiskuseparaatorisse, seejärel gaasihoovastikku. Aine rõhk langeb uuesti, freoon on valmis läbima teise tsükli.
Märge. Tavapärastel split-süsteemidel ja tehase soojuspumpadel on ühine omadus - võime edastada energiat mõlemas suunas ja töötada kahes režiimis - küte / jahutus. Lülitamine toimub neljasuunalise pöördventiili abil, mis muudab gaasi voolu suunda piki vooluringi.
Kodumajapidamises kasutatavates kliimaseadmetes ja VT-des kasutatakse erinevat tüüpi termostaatilisi ventiile, mis vähendavad jahutusaine rõhku aurusti ees. Kodumajapidamises kasutatavates split-süsteemides mängib regulaatori rolli lihtne kapillaarseade, pumpadesse on paigaldatud kallis termostaatventiil (TRV).
Pange tähele, et ülaltoodud tsükkel toimub igat tüüpi soojuspumpade korral. Erinevus seisneb soojuse tarnimise / eemaldamise meetodites, mida me loetleme allpool.
Installatsioonide mitmekesisus
Üldiselt aktsepteeritud klassifikatsiooni kohaselt jagatakse VT-d tüüpidesse vastavalt saadud energiaallikale ja jahutusvedeliku tüübile, kuhu see kantakse:
- Õhk-õhk pumbad on traditsioonilistele split-süsteemidele kõige lähedasemad, erinevus on välise aurusti piirkonnas. Seade eemaldab keskkonna soojuse ja kannab õhu otse tuppa, nagu tavalise kliimaseadme puhul juhtub.
- Õhk-vesi generaatorite konstruktsioon on identne, kuid näeb ette elamu küttesüsteemi kaudu ringleva vee või antifriisi soojendamist.
- Tüübi "vesi-vesi" paigaldamine võtab reservuaari madala kvaliteediga soojuse ja viib selle vedelasse jahutusvedelikku. Siin kasutatakse täiendavat välist torusoojusvahetit, mis on sukeldatud kaevu, järve, puurkaevu või kanalisatsiooni septikusse. Vee ringlus läbi aurusti annab teise pumba.
- Geotermiline soojuspump kasutab mulla soojust ja soojendab maja sisemist jahutusvedelikku. Väline soojusvahetuskontuur on antifriisiga mähis, sügavusega 1,5–2 m ja hõivab suure ala. Teine võimalus on mitu vertikaalset sondit torudest, mis on langetatud kaevudesse 10-100 meetri sügavusele.
Viide. Soojuspumpade sordid on loetletud järjest suurenevate seadmete maksumuse ja paigalduse järjekorras. Õhupaigaldised on odavaimad, geotermilised paigaldised on kallid.
Maja kütmiseks soojuspumpa iseloomustav peamine parameeter on COP efektiivsuse koefitsient, mis võrdub saadud ja tarbitud energia suhtega. Näiteks suhteliselt odavad õhkkütteseadmed ei saa kiidelda kõrge COP-ga - 2,5 ... 3,5. Selgitame: pärast 1 kW elektrienergia kulutamist tarnib paigaldus eluruumile 2,5–3,5 kW soojust.
Vee- ja maapealsed süsteemid on tõhusamad, nende tegelik koefitsient jääb vahemikku 3 ... 4,5. Produktiivsus - muutuv väärtus, mis sõltub paljudest teguritest: soojusvahetusringi konstruktsioon, sukeldamise sügavus, temperatuur ja veevool.
Oluline punkt. Sooja vee soojuspumbad ei suuda jahutusvedelikku soojendada temperatuurini 60–90 ° C ilma täiendavate vooluringideta. Trafo vee tavaline temperatuur on 35 ... 40 kraadi, siin olevad katlad võidavad selgelt. Seetõttu on tootja soovitus: ühendage seadmed madala temperatuuriga küttega - vesiküttega põrandatega.
Millist VT-d on parem koguda
Me sedastame probleemi: peame ehitama kodusoojuspumba madalaimate kuludega. Sellest järeldub hulk loogilisi järeldusi:
- Paigaldamisel tuleb kasutada minimaalselt kalleid osi, nii et kõrge COP-i väärtust pole võimalik saavutada. Toimivuse osas kaotab meie seade tehasemudelitele.
- Sellest lähtuvalt pole mõtet teha puhtalt õhu VT-d, kütterežiimis on lihtsam kasutada inverter-konditsioneerit.
- Tegeliku kasu saamiseks peate tootma soojuspumba "õhk - vesi", "vesi-vesi" või ehitama geotermilise paigaldise. Esimesel juhul on võimalik saavutada COP umbes 2–2,2, ülejäänud juhtudel on võimalik saavutada näitaja 3–3,5.
- Ilma põrandaküttekontuurideta pole seda võimalik teha. 30-35 kraadini kuumutatud soojuskandja ei sobi radiaatori võrguga, välja arvatud lõunapoolsetes piirkondades.
Kommenteeri. Tootjate väide: muunduri split-süsteem töötab tänavatemperatuuril miinus 15-30 ° C. Tegelikult on küttetõhusus märkimisväärselt vähenenud. Majaomanike sõnul annab sisemine seade külmadel päevadel nõrgalt sooja õhuvoolu.
VT veeversiooni rakendamiseks on vaja teatud tingimusi (valida):
- tiik kodust 25-50 m kaugusel, suurema vahemaa tagant suureneb elektritarbimine võimsa tsirkulatsioonipumba tõttu märkimisväärselt;
- kaev või kaev, kus on piisavalt vett (deebet) ja koht tühjendamiseks (kaev, teine kaev, vihmaveerennid, kanalisatsioon);
- kokkupandav kanalisatsioonikollektor (kui teil on lubatud seal kokku kukkuda).
Põhjavee tarbimist on lihtne arvutada.Soojuse valimise protsessis alandab kodus valmistatud soojuspump nende temperatuuri 4-5 ° С võrra, siit alates määratakse vooluhulk läbi vee soojusmahtuvuse. 1 kW soojuse saamiseks (võtame 5 kraadi delta veetemperatuure) tuleb tund aega VT-st läbi sõita umbes 170 liitrit.
100 m² pindalaga maja kütmiseks on vajalik võimsus 10 kW ja veetarve 1,7 tonni tunnis - maht on muljetavaldav. Selline termiline veepump sobib väikeseks maamajaks 30–40 m², eelistatavalt soojustatud.
Geotermilise süsteemi kokkupanek on reaalsem, ehkki protsess on üsna töömahukas. Toru horisontaalse paigutuse võimalus 1,5 m sügavusel asuval alal lükatakse kohe tagasi - peate kogu sektsiooni kühveldama või maksma raha mullatöötlusseadmete teenuste eest. Kaevude mulgustamise meetod on palju lihtsam ja odavam, praktiliselt ilma maastikku häirimata.
Akna konditsioneerist kõige lihtsam soojuspump
Nagu arvata võis, on vesi-õhk-pumpade tootmiseks vajalik töökorras aknajahuti. On väga soovitatav osta mudel, mis on varustatud tagurdusventiiliga ja on võimeline soojenduseks töötama, vastasel juhul peate freooniringluse uuesti tegema.
Näpunäide. Kasutatud kliimaseadme ostmisel pöörake tähelepanu tüübisildile, mis näitab kodumasina tehnilisi omadusi. Teid huvitav parameeter on seadme külma jõudlus (näidatud kilovattides või Suurbritannia soojusühikutes - BTU).
Mõne õnne korral ei pea te isegi freooni- ega jootetorusid välja laskma. Kuidas muuta kliimaseade soojuspumbaks:
- Eemaldage seadme ülemine ümbris ja keerake väline soojusvaheti kaubaaluse küljest lahti. Liigutage radiaatorit ettevaatlikult, jälgides, et külmutusagensi torud ei oleks painutatud.
- Eemaldage välimine tiivik ühisvõllilt.
- Tehke metallist paak välise soojusvaheti pikkuse ulatuses, tehke laius 10-15 cm suuremaks. Lõigake liitmikud voolava vee tarnimiseks külgseintesse.
- Radiaatori külmumise vältimiseks suurendage vahetusala, lisades külgedele vask- või alumiiniumplaadid (sõltuvalt soojusvaheti materjalist).
- Kastke radiaator paaki, eelistatavalt ilma freoonitorude lõikamata. Sulgege kork ja sulgege kontuuride sisestused.
- Ühendage vee sisselaske- ja väljalaskevoolikud liitmikega, ühendage tsirkulatsioonipumbad. Täitke ja kontrollige paagi lekete olemasolu.
Soovitus. Kui soojusvahetit ei saa paaki paigutada ilma freoonijooni häirimata, proovige gaasi evakueerida ja lõigake torud soovitud kohtadesse (aurustist eemale). Pärast veesoojusvahetusüksuse kokkupanekut tuleb ringlusjootmine joota ja see tuleb freooniga täita. Külmutusagensi kogus on märgitud ka plaadile.
Nüüd jääb alles omatehtud VT käivitamine ja veevoolu reguleerimine, saavutades maksimaalse efektiivsuse. Pange tähele: ekspromptne kütteseade kasutab täiesti tehase "täidist", te lihtsalt viisite radiaatori õhust vedelasse. Kuidas süsteem reaalajas töötab, vaadake käsitöölise videot:
Geotermilise paigalduse tegemine
Kui eelmine võimalus võimaldab teil saavutada umbes kahekordse kokkuhoiu, annab isegi omatehtud maasilmus COP-i umbes 3 (kolm kilovatti soojust 1 kW tarbitud elektri kohta). Tõsi, ka finants- ja tööjõukulud tõusevad märkimisväärselt.
Kuigi Internetis on avaldatud palju näiteid selliste seadmete kokkupaneku kohta, pole joonistega universaalset juhendit olemas. Pakume tööversiooni, mille on kokku pannud ja päris kodumeister testinud, kuigi paljud asjad tuleb läbi mõelda ja iseseisvalt valmis teha - kogu teave soojuspumpade kohta on keeruline ühte väljaandesse koondada.
Pinnaringluse ja pumba soojusvahetite arvutamine
Järgides omapoolseid soovitusi, jätkame maasoojuspumba arvutamist kaevudesse paigutatud vertikaalsete U-kujuliste sondidega.On vaja välja selgitada välise kontuuri kogupikkus ja seejärel vertikaalsete šahtide sügavus ja arv.
Algandmed näiteks: peate soojendama keskmisel sõidurajal asuvat eramu soojustatud maja pindalaga 80 m² ja lae kõrgust 2,8 m. Kütmise koormust me ei arvuta, soojusvajaduse määrame pindala järgi, võttes arvesse soojusisolatsiooni - 7 kW.
Oluline täpsustus. Soojuspumpade tehnilised arvutused on üsna keerukad ja vajavad kõrge kvalifikatsiooniga esinejat, sellele teemale on pühendatud terved raamatud. Artikkel sisaldab lihtsustatud arvutusi, mis on võetud omatehtud tooteid armastavate ehitajate ja käsitööliste praktilisest kogemusest.
Maapinna ja piki kontuuri ringleva külmumisvedeliku vahelise soojusvahetuse intensiivsus sõltub pinnase tüübist:
- Põhjavees sukeldatud vertikaalse sondi 1 lineaarmeeter võtab umbes 80 vatti soojust;
- kivises pinnases on soojuseraldus umbes 70 W / m;
- niiskusega küllastunud savimullad annavad 1 m koguja kohta umbes 50 W;
- kuivad tõud - 20 W / m.
Viide. Vertikaalne sond on 2 aasa torusid, mis on langetatud kaevu põhja ja täidetud betooniga.
Toru pikkuse arvutamise näide. Vajaliku 7 kW soojusenergia kaevandamiseks toorest savikivimist peate jagama 7000 W 50 W / m, saame sondi kogu sügavuse 140 m. Nüüd jaotatakse torujuhtme kaevude vahel sügavusega 20 m, mida saate oma kätega puurida. Kokku 7 soojussilmuse puurimist 7, toru kogupikkus on 7 x 20 x 4 = 560 m.
Järgmine samm on aurusti ja kondensaatori soojusülekandepinna arvutamine. Erinevates Interneti-ressurssides ja foorumites pakutakse erinevaid arvutusressursse, enamasti valesid. Me ei võta endale vabadust selliseid tehnikaid soovitada ja teid eksitada, kuid pakume mõnda keerulist võimalust:
- Võtke ühendust kõigi tuntud plaatsoojusvahetite tootjatega, näiteks Alfa Laval, Kaori, Anvitek ja nii edasi. Võite minna brändi ametlikule veebisaidile.
- Täitke soojusvaheti valikuvorm või helistage haldurile ja tellige seadme valimine, loetledes kandja parameetrid (antifriis, freoon) - temperatuur sisselaske- ja väljalaskeavas, soojuskoormus.
- Ettevõtte spetsialist teeb vajalikud arvutused ja soovitab sobiva soojusvaheti mudeli. Selle omaduste hulgast leiate peamise - vahetuse pindala.
Lamellide täitematerjalid on väga tõhusad, kuid kallid (200–500 eurot). Odavam on korpuse ja toruga soojusvaheti kokkupanek vasktorust välimise läbimõõduga 9,5 või 12,7 mm. Filmitud materjali saamiseks korrutage tootja antud arv turvateguriga 1,1 ja jagage toru ümbermõõduga.
Näide. Kavandatud ühiku soojusvahetuspind oli 0,9 m². Valides ½ ”vasktoru läbimõõduga 12,7 mm, arvutame ümbermõõdu meetrites: 12,7 x 3,14 / 1000 ≈ 0,04 m. Määrame kogu footage: 0,9 x 1,1 / 0,04 ≈ 25 m.
Seadmed ja materjalid
Tuleviku soojuspump tehakse ettepanek rajada sobiva võimsusega split-süsteemi (näidatud plaadil) välisseadme baasil. Miks on parem kasutada kasutatud konditsioneerit:
- seade on juba varustatud kõigi komponentidega - kompressori, õhuklapi, vastuvõtja ja käivituselektriga;
- kodus valmistatud soojusvahetid saab paigutada jahutusmasina korpusesse;
- Freooni tankimiseks on olemas mugavad teeninduspordid.
Märge. Teema mõistmisel valivad kasutajad seadmed eraldi - kompressor, paisuventiil, kontroller ja nii edasi. Kogemuste ja teadmistega on see lähenemisviis ainult teretulnud.
VT kokkupanek vana külmiku alusel pole otstarbekas - seadme mahutavus on liiga väike. Parimal juhul on võimalik "pigistada" kuni 1 kW soojust, mis on piisav ühe väikese ruumi soojendamiseks.
Lisaks välisele split-üksusele on vaja järgmisi materjale:
- PND toru Ø20 mm - maasilmus;
- polüetüleenist liitmikud kollektorite kokkupanekuks ja soojusvahetitega ühendamiseks;
- tsirkulatsioonipumbad - 2 tk;
- manomeetrid, termomeetrid;
- aurusti ja kondensaatori korpuse külge kvaliteetne veevoolik või PND-toru läbimõõduga 25–32 mm;
- vasktoru Ø9,5–12,7 mm, seina paksusega vähemalt 1 mm;
- torujuhtmete ja freoonmagistraalide isolatsioon;
- veevärgi sisse pandud küttekaablite tihendamise komplekt (vajalik vasktorude otste tihendamiseks).
Välise jahutusvedelikuna kasutatakse kuumutamiseks soola või vee antifriisi lahust - etüleenglükooli. Teil on vaja ka varu freooni, mille kaubamärk on märgitud split-süsteemi tüübisildil.
Soojusvaheti assamblee
Enne paigaldustööde alustamist tuleb välimoodul lahti võtta - eemaldage kõik katted, eemaldage ventilaator ja suur tavaline radiaator. Ühendage lahti tagurdusventiili juhtiv solenoid, kui te ei kavatse pumpa jahutina kasutada. Temperatuuri ja rõhu andureid tuleb säilitada.
Põhiseadme VT kokkupanek järjekord:
- Valmistage kondensaator ja aurusti, sisestades vasktoru arvutatud pikkusega voolikusse. Otstes paigaldage mullad mulla ja küttekontuuri ühendamiseks, tihendage väljaulatuvad vasktorud küttekaabli spetsiaalse komplektiga.
- Kasutades südamikuna plasttoru Ø150–250 mm, mähkige kodus valmistatud kahe toruga vooluringid ja väljastage otsad õiges suunas, nagu allpool videost tehakse.
- Paigutage ja kinnitage mõlemad korpuse ja toruga soojusvahetid tavalise radiaatori asemele, jootke vasktorud vastavate klemmide külge. Parem on ühendada teenindusportidesse „kuum“ soojusvaheti - kondensaator.
- Paigaldage tehaseandurid, mis mõõdavad jahutusaine temperatuuri. Isoleerige torude paljad osad ja soojusvahetid ise.
- Veetrassidele pange termomeetrid ja manomeetrid.
Näpunäide. Kui kavatsete põhiseadme tänavale panna, peate võtma meetmeid kompressoris oleva õli tahkumise vastu. Ostke ja paigaldage talvine õlipumba elektrikütte komplekt.
Temaatilistel foorumitel on aurusti valmistamiseks veel üks viis - vasktoru keritakse spiraalis, seejärel sisestatakse see suletud anuma (paagi või tünni) sisse. See võimalus on üsna mõistlik suure pöörde arvu korral, kui arvutatud soojusvaheti lihtsalt ei sobi kliimaseadme korpusesse.
Maapinna kontuuriseade
Selles etapis teostatakse kaevudes lihtsad, kuid töömahukad kaevetööd ja sondide paigutamine. Viimast saab teha käsitsi või kutsuda puurmasin. Kõrvuti külgnevate kaevude vahel on vähemalt 5 m. Edasine tööprotseduur:
- Toitetorude paigaldamiseks kaevake aukude vahele madal kraav.
- Igas augus langetage 2 polüetüleentorude silmust ja täitke kaevud betooniga.
- Viige read ühenduspunkti ja paigaldage ühine kollektor HDPE liitmike abil.
- Isoleerige maasse pandud torujuhtmed ja täitke see mullaga.
Oluline punkt. Enne betoneerimist ja uuesti täitmist kontrollige kindlasti vooluringi tihedust. Näiteks ühendage õhukompressor kollektoriga, pumbake rõhk 3–4 baari ja jätke mitu tundi seisma.
Maanteede ühendamisel järgige allolevat diagrammi. Kui süsteemi täidetakse soolvee või etüleenglükooliga, on vaja kraanidega painutusi. Juhtige kollektorist kaks põhitoru soojuspumba juurde ja ühendage “külma” soojusvaheti - aurustiga.
Samamoodi on kondensaator ühendatud põrandakütte kodusüsteemiga. Kolmekäigulise klapiga segamisseade paigaldatakse madala pealevoolu temperatuuri tõttu valikuliselt.Kui on vaja ühendada VT-d teiste soojusallikatega (päikesekollektorid, katlad), kasutage mitme järelduse jaoks puhverpaaki.
Tankimine ja süsteemi käivitamine
Pärast seadme paigaldamist ja vooluvõrku ühendamist algab oluline etapp - süsteemi täitmine külmutusagensiga. Siin on oodata lõksu: te ei tea, kui palju freooni tuleb uuesti täita, sest peaahela maht on tänu aurustiga vahetuskondensaatori paigaldamisele märkimisväärselt kasvanud.
Küsimus lahendatakse täitmise meetodil vastavalt freooni ülekuumenemise rõhule ja temperatuurile, mõõdetuna kompressori sisendis (seal tarnitakse freooni gaasilises olekus). Temperatuuri mõõtmise meetodiga täitmise üksikasjalikud juhised on esitatud järgmises juhendis.
Video teises osas näidatakse, kuidas täita süsteemi R22 freooniga jahutusaine ülekuumenemise rõhu ja temperatuuri osas:
Pärast tankimist lülitage mõlemad tsirkulatsioonipumbad sisse esimesel kiirusel ja käivitage kompressor. Termomeetrite abil märkige soolvee ja sisemise jahutusvedeliku temperatuur. Kuumutamise etapis võivad külmutusagensi torud külmuda, seejärel peaks külm sulama.
Järeldus
Oma kätega termilise geotermilise pumba valmistamine ja käivitamine on väga keeruline. Kindlasti on vaja korduvaid parandusi, veaparandusi ja sätteid. Reeglina tekib enamik isetehtud VT-des peamise soojusvahetusringi valesti kokkupanekust või tankimisest tingitud probleeme. Kui seade koheselt ebaõnnestub (ohutusautomaatika on töötanud) või soojuskandja ei kuumene, tasub helistada jahutusseadmete võlurile - ta viib läbi diagnostika ja näitab tehtud vigu.