Hvordan man laver en varmepumpe til opvarmning af et hus med egne hænder: princippet om drift og monteringsplan

De første versioner af varmepumper kunne kun delvist tilfredsstille efterspørgslen efter termisk energi. Moderne sorter er mere effektive og kan bruges til varmesystemer. Derfor forsøger mange husejere at montere en varmepumpe med deres egne hænder.

Vi fortæller dig, hvordan du vælger den bedste mulighed for varmepumpen under hensyntagen til geodataene på det sted, hvor det er planlagt installeret. Den artikel, der er foreslået til behandling, beskriver detaljeret princippet om anvendelse af ”grøn energi” -systemer, forskellene er anført. Baseret på vores rådgivning vil du uden tvivl fokusere på den effektive type.

For uafhængige mestre præsenterer vi teknologien til samling af en varmepumpe. Oplysningerne, der præsenteres til behandling, suppleres med visuelle diagrammer, fotovalg og detaljeret videotræning i to dele.

Hvad er en varmepumpe, og hvordan fungerer den?

Udtrykket varmepumpe henviser til et sæt specifikt udstyr. Dette udstyrs hovedfunktion er indsamling af termisk energi og transport til forbrugeren. Kilden til sådan energi kan være ethvert legeme eller medium med en temperatur på + 1º eller flere grader.

Der er mere end nok kilder til lav temperatur på varme i vores miljø. Dette er industriaffald fra virksomheder, termiske og atomkraftværker, spildevand osv. Til drift af varmepumper inden for boligopvarmning er der behov for tre uafhængigt gendannede naturlige kilder - luft, vand og jord.

Varmepumper “trækker” energi fra processer, der regelmæssigt forekommer i miljøet. Processen stopper aldrig, fordi kilderne anerkendes som utømmelige af menneskelige kriterier

De tre nævnte potentielle energileverandører er direkte relateret til solens energi, der ved opvarmning flytter luft med vinden og overfører termisk energi til jorden. Det er valg af kilde, der er det vigtigste kriterium, ifølge hvilket varmepumpesystemer klassificeres.

Princippet for drift af varmepumper er baseret på organers eller mediers evne til at overføre termisk energi til et andet organ eller medium. Modtagere og leverandører af energi i termiske pumpesystemer fungerer normalt parvis.

Så skelne 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 definerer det første ord typen af ​​medium, hvor systemet fjerner varme ved lav temperatur. Den anden angiver den type bærer, som denne termiske energi transmitteres til. Så i varmepumper vand - vand, tages varme fra det vandige medium, og væske bruges som varmebærer.

Varmepumperne er dampkomprimeringsenheder af strukturelt type. De udvinder varme fra naturlige kilder, forarbejder og transporterer den til forbrugere (+)

Moderne varmepumper bruger tre hoved varmekilde. Dette er jord, vand og luft. Den enkleste af disse indstillinger er luftvarmepumpe. Populariteten af ​​sådanne systemer er forbundet med deres temmelig enkle design og lette installation.

På trods af en sådan popularitet har disse sorter imidlertid en ret lav produktivitet. Derudover er effektiviteten ustabil og afhængig af sæsonbestemte temperatursvingninger.

Med faldende temperatur falder deres ydeevne markant. Sådanne muligheder for varmepumper kan betragtes som en tilføjelse til den eksisterende hovedkilde for termisk energi.

Muligheder for brug af udstyr jordvarmebetragtes som mere effektive. Jord modtager og akkumulerer termisk energi ikke kun fra solen, den opvarmes konstant af energien fra jordens kerne.

Det vil sige, jorden er et slags termisk batteri, hvis magt er praktisk talt ubegrænset. Desuden er jordens temperatur, især i en bestemt dybde, konstant og varierer ubetydeligt.

Omfang af energi genereret af varmepumper:

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

Den gennemsnitlige årlige temperatur på kilder som jord og vand varierer fra + 7 º til + 12 º C. En sådan temperatur er helt nok til at sikre en effektiv drift af systemet.

De mest effektive er varmepumper, der udtrækker termisk energi fra kilder med stabile temperaturindikatorer, dvs. fra vand og jord

De vigtigste strukturelle elementer i varmepumper

For at kraftproduktionsanlægget skal fungere i overensstemmelse med varmepumpens principper, skal 4 hovedenheder være til stede i dens design, disse er:

• Kompressor.
• Fordamper.
• Kondensator.
• Gasspjældsventil.

Et vigtigt element i konstruktionen af ​​varmepumpen er kompressoren. Dets vigtigste funktion er at øge trykket og temperaturen på damperne som følge af kogning af kølemidlet. Til klimateknologi og varmepumper anvendes især moderne rullekompressorer.

Som arbejdsfluid ved direkte overførsel af termisk energi anvendes væsker med et lavt kogepunkt. Som regel bruges ammoniak og freoner (+)

Sådanne kompressorer er konstrueret til drift ved undermonitemperaturer. I modsætning til andre sorter producerer rullekompressorer lidt støj og fungerer både ved lave gaskogepunkter og ved høje kondensationstemperaturer. Den utvivlsomme fordel er deres kompakte størrelse og lave specifik tyngdekraft.

Næsten al energi fra varmepumpen bruges til at transportere termisk energi udefra til indersiden af ​​rummet. Så cirka 1 energienhed bruges på drift af systemer til produktion af 4-6 enheder (+)

Fordamperen som strukturelement er en beholder, hvori flydende kølemedium omdannes til damp. Kølemediet, der cirkulerer i et lukket kredsløb, passerer gennem fordamperen. I det varmes kølemediet op og bliver til damp. Lavtryksdamp ledes mod kompressoren.

I kompressoren udsættes kølemediedampe for tryk, og temperaturen stiger. Kompressoren pumper den opvarmede damp under højt tryk mod kondensatoren.

Kompressoren komprimerer mediet, der cirkulerer langs kredsløbet, hvilket resulterer i, at dens temperatur og tryk stiger. Derefter kommer det komprimerede medium ind i varmeveksleren (kondensatoren), hvor den afkøles, og overfører varme til vand eller luft

Det næste strukturelle element i systemet er en kondensator. Dets funktion er at overføre termisk energi til det indre kredsløb i varmesystemet.

Serielle prøver fremstillet af industrielle virksomheder er udstyret med pladevarmevekslere. Det vigtigste materiale til sådanne kondensatorer er legeret stål eller kobber.

For selvfremstillet varmeveksler er et kobberrør med en halv tomme i diameter egnet. Vægtykkelsen på rørene, der bruges til fremstilling af varmeveksleren, skal være mindst 1 mm

En termostatisk, eller på anden måde gashåndtag, er installeret i begyndelsen af ​​den del af det hydrauliske kredsløb, hvor det cirkulerende højtryksmedium omdannes til et lavtryksmedium. Mere præcist deler gashåndtaget parret med kompressoren varmepumpekredsløbet i to dele: den ene med højtryksparametre, den anden med lav.

Når man passerer gennem en ekspansionsgasreguleringsventil, fordamper væsken, der cirkulerer i et lukket kredsløb, delvist, hvilket resulterer i, at trykket falder med temperaturen. Derefter går den ind i varmeveksleren i kommunikation med miljøet. Der fanger det mediets energi og overfører det tilbage til systemet.

Gasreguleringsventilen styrer strømningen af ​​kølemiddel mod fordamperen. Når du vælger en ventil, skal systemparametre overvejes. Ventilen skal overholde disse parametre.

Når man passerer gennem en varmestyringsventil, fordamper det flydende kølevæske delvist, og fremløbstemperaturen falder (+)

Valg af varmepumpetype

Hovedindikatoren for dette varmesystem er strøm. Først og fremmest afhænger de økonomiske omkostninger til køb af udstyr og valget af en eller anden kilde til lavtemperaturvarme af kapaciteten. Jo højere effekt varmepumpesystemet er, jo højere er omkostningerne til komponenter.

Først og fremmest henviser det til kompressorkapaciteten, dybden af ​​brøndene til geotermiske prober eller området til placering af en vandret opsamler. Korrekte termodynamiske beregninger er en slags garanti for, at systemet fungerer effektivt.

Hvis der er en dam nær dit personlige sted, er det mest omkostningseffektive og produktive valg en vand-vandvarmepumpe

Til at begynde med skal du undersøge det område, der er planlagt til installation af pumpen. En ideel betingelse ville være tilstedeværelsen af ​​en vandmasse i dette afsnit. anvendelse af muligheder for vand-type reducere mængden af ​​jordarbejde markant.

Tværtimod involverer brug af landvarmen et stort antal værker, der er relateret til udgravning. Systemer, der bruger vandmiljøet som lav kvalitet, betragtes som de mest effektive.

Enheden i en varmepumpe, der udtrækker termisk energi fra jorden, involverer en imponerende mængde jordarbejde. Opsamleren lægges under niveauet for sæsonbestemt frysning

Der er to måder at bruge jordens termiske energi på. Den første involverer boring af brønde med en diameter på 100-168 mm. Dybden af ​​sådanne brønde, afhængigt af systemets parametre, kan nå 100 m eller mere.

Specielle sonder placeres i disse brønde. I den anden metode anvendes et rørmanifold. En sådan samler er placeret under jorden i et vandret plan. Til denne mulighed kræves et tilstrækkeligt stort område.

Til placering af opsamleren betragtes områder med våd jord som ideel. Naturligvis vil boring af brønde koste mere end reservoirets vandrette placering. Dog ikke alle områder har fri plads. For en kW varmepumpestyrke er 30 til 50 m² areal nødvendigt.

En konstruktion til opsamling af termisk energi med en dyb brønd kan være lidt billigere end at grave en pit. Men et betydeligt plus er den betydelige besparelse af plads, hvilket er vigtigt for ejere af små grunde

I tilfælde af tilstedeværelse af en højtliggende grundvandshorisont kan varmevekslere arrangeres i to brønde placeret i en afstand af ca. 15 m fra hinanden.

Valg af termisk energi i sådanne systemer ved at pumpe grundvand i en lukket sløjfe, hvis dele er placeret i brønde. Et sådant system kræver installation af et filter og periodisk rengøring af varmeveksleren.

Det enkleste og billigste varmepumpekredsløb er baseret på udvinding af termisk energi fra luften.Når det først blev grundlaget for installationen af ​​køleskabe, blev de senere udviklet i henhold til dens principper klimaanlæg.

Det enkleste termiske pumpesystem modtager energi fra luftmassen. Om sommeren deltager hun i opvarmning, om vinteren i aircondition. Ulempen med systemet er, at enheden med en utilstrækkelig strøm i en uafhængig udførelse

Effektiviteten af ​​de forskellige typer udstyr er ikke den samme. De laveste indikatorer er pumper, der bruger luft. Derudover er disse indikatorer direkte afhængige af vejrforholdene.

Jordvarianter af varmepumper har stabil ydelse. Effektivitetskoefficienten for disse systemer varierer mellem 2,8 -3,3. Vand-vand-systemer er mest effektive. Dette skyldes primært kildetemperaturens stabilitet.

Det skal bemærkes, at jo dybere pumpeopsamleren er placeret i reservoiret, jo mere stabil vil temperaturen være. For at få en systemkapacitet på 10 kW har du brug for omkring 300 meter af rørledningen.

Den vigtigste parameter, der kendetegner varmepumpens effektivitet, er dens omdannelseskoefficient. Jo højere omdannelseskoefficient, desto mere effektiv er varmepumpen.

Konverteringskoefficienten for varmepumpen udtrykkes i forhold til forholdet mellem varmestrømmen og den elektriske strøm, der bruges på kompressoren

Gør-det-selv varmepumpeenhed

Når du kender handlingsskemaet og varmepumpeenheden, skal du samle og installere selv alternativt varmesystem ganske muligvis. Før arbejdet påbegyndes, er det nødvendigt at beregne alle de grundlæggende parametre for det fremtidige system. For at beregne parametrene for den fremtidige pumpe kan du bruge software designet til at optimere kølesystemer.

Den nemmeste mulighed at bygge er luft-vand-system. Det kræver ikke komplekst arbejde på enheden i det eksterne kredsløb, som er forbundet med vand- og jordvarianter af varmepumper. Til installation er der kun brug for to kanaler, hvoraf den ene leverer luft, og den anden afgiver den brugte masse.

Den nemmeste måde at gøre det selv på er at arrangere en varmepumpe med et varmeindtag fra luftmassen. En udendørs ventilator blæser luft til fordamperen

Ud over ventilatoren skal du få en kompressor med den krævede effekt. For en sådan enhed er kompressoren, som almindeligt udstyr er udstyret med, meget velegnet opdelte systemer. Det er ikke nødvendigt at købe en ny enhed.

Du kan fjerne det fra gammelt udstyr eller bruge tilbehør til et gammelt køleskab. Det anbefales at bruge en spiralsort. Disse kompressorindstillinger skaber ud over at have tilstrækkelig effektivitet høje tryk, der øger temperaturen.

En kondensator og et kobberrør er nødvendigt for at konstruere en kondensator. En spole er lavet af et rør. Til dens fremstilling anvendes ethvert cylindrisk legeme med den ønskede diameter. Ved at vikle et kobberrør på det, kan du nemt og hurtigt fremstille dette strukturelle element.

Den færdige spole monteres i en beholder, der tidligere er skåret i halvdelen. Til fremstilling af containere er det bedre at bruge materialer, der er resistente over for korrosionsprocesser. Når du har anbragt en spole i den, svejses tankens halvdele.

Spolearealet beregnes ved hjælp af følgende formel:

MT / 0,8 RT,

hvor:

• MT - kraften i termisk energi, som systemet producerer.
• 0,8 - koefficienten for varmeledningsevne i samspillet mellem vand og spolens materiale.
• RT - forskellen i temperatur på vand ved indløbet og udløbet.

Når du vælger et kobberrør til selvproduktion af en spole, skal du være opmærksom på vægtykkelsen. Det skal være mindst 1 mm. Ellers deformeres røret, når det vikles. Røret, gennem hvilket kølemidlets indløb er placeret i den øverste del af tanken.

En kobberrørs varmeveksler fremstilles ved at vikle et kobberrør på en cylindrisk genstand. Jo større overfladen af ​​spolen er, jo højere er pumpens ydelse

Varmepumpe-fordamperen kan fremstilles i to versioner - i form af en beholder med en spole placeret i den og i form af et rør i et rør. Da temperaturen på væsken i fordamperen er lille, kan kapaciteten fremstilles af en plasttønde. I denne kapacitet er der placeret et kredsløb, der er lavet af et kobberrør.

I modsætning til en kondensator, skal fordamperens spole svare til diameteren og højden på den valgte tank. Den anden variant af fordamperen: rør i rør. I denne udførelsesform anbringes kølemedierøret i et plastrør med en større diameter, gennem hvilket vand cirkulerer.

Længden på et sådant rør afhænger af den planlagte pumpekapacitet. Det kan være fra 25 til 40 meter. Et sådant rør er opviklet.

Termostatisk ventil refererer til afslutnings- og kontrolrørfittings. En nål bruges som et låseelement i ekspansionsventilen. Placeringen af ​​ventilafslutningselementet bestemmes af temperaturen i fordamperen.

Dette vigtige element i systemet har et temmelig kompliceret design. Det inkluderer:

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

Disse elementer kan blive ubrugelige ved høje temperaturer. Derfor, under lodning, skal ventilen isoleres med asbest klud. Reguleringsventilen skal svare til fordamperens kapacitet.

Efter at have udført arbejde med fremstilling af de vigtigste konstruktionsdele, kommer der et afgørende øjeblik ved at samle hele strukturen i en enkelt enhed. Det mest afgørende trin er kølemiddelinjektionsproces eller kølevæske ind i systemet.

Selvstændigt at gennemføre en sådan operation vil sandsynligvis ikke være overkommelig for en simpel lægmand. Her skal du henvende dig til fagfolk, der beskæftiger sig med reparation og vedligeholdelse af VVS-udstyr.

Arbejdere på dette område har som regel det nødvendige udstyr. Ud over at oplade kølemedium kan de teste systemet. Selvbelastning af kølemiddel kan ikke kun føre til nedbrydning af strukturen, men også til alvorlige kvæstelser. Derudover er specialudstyr også nødvendigt for at starte systemet.

Når systemet starter, opstår der en maksimal startbelastning, som normalt er ca. 40 A. Derfor er det ikke muligt at starte systemet uden et startrelæ. Efter den første opstart skal ventilen og kølemedietrykket justeres.

Valget af kølemedium skal tages alvorligt. Det er trods alt dette stof, der i det væsentlige betragtes som den vigtigste "bærer" af nyttig termisk energi. Af de eksisterende moderne kølemidler er freoner de mest populære. Dette er derivater af carbonhydridforbindelser, hvori en del af carbonatomerne er erstattet af andre elementer.

Som et resultat af samlingen af ​​de enkelte elementer i varmepumpen bør der opnås en lukket sløjfe, langs hvilken arbejdsmediet cirkulerer

Som et resultat af disse værker opnåedes et lukket sløjfesystem. Kølemediet cirkulerer i det og sikrer valg og overførsel af termisk energi fra fordamperen til kondensatoren. Når varmepumper tilsluttes husets varmeforsyningssystem, skal det bemærkes, at temperaturen på vandet ved kondensatorens udløb ikke overstiger 50-60 grader.

På grund af den lave temperatur på den termiske energi, der genereres af varmepumpen, bør specialiserede varmeapparater vælges som varmeforbruger. Det kan være et varmt gulv eller volumen med lav inerti radiatorer lavet af aluminium eller stål med et stort strålingsområde.

Hjemmelavede versioner af varmepumper er mest passende at betragte som hjælpemateriel, der understøtter og komplementerer hovedkildens arbejde.

Hvert år forbedres designen af ​​varmepumper. Industrielle design designet til husholdningsbrug bruger mere effektive varmeoverførselsoverflader. Som et resultat vokser systemydelsen konstant.

En vigtig faktor, der stimulerer udviklingen af ​​en sådan teknologi til produktion af termisk energi er miljøkomponenten. Sådanne systemer forurener ikke miljøet ud over at være ganske effektive. Fraværet af åben ild gør dens funktion absolut sikker.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Video nr. 1. Sådan fremstilles den enkleste hjemmelavede varmepumpe med en varmeveksler fra PEX-rør:

Video nr. 2. Fortsat orientering:

Som alternative varmesystemer er der længe brugt varmepumper. Disse systemer har pålidelighed, lang levetid og er vigtigere, miljøvenlige. De begynder alvorligt at blive betragtet som det næste skridt hen imod udvikling af effektive og sikre varmesystemer.

Vil du stille et spørgsmål eller tale om en interessant metode til at bygge en varmepumpe, ikke nævnt i artiklen? Skriv kommentarer i nedenstående blok.