Hoe een lucht-water-warmtepomp te maken: apparaatschema's en zelfassemblage

In verband met de regelmatige stijging van de kosten van koelmiddelen, worden alternatieve verwarmingsmethoden populair. Bijvoorbeeld een praktische lucht-water-warmtepomp die lucht-energie gebruikt om te verwarmen. Installatie vereist geen dure verbruiksartikelen, gemakkelijk te gebruiken, veilig.

Vanwege de aanzienlijke kosten van de fabrieksmontage van de eenheid, hebben velen belang bij de onafhankelijke constructie van dit systeem. We zullen je vertellen wat een huismeester nodig heeft om een ​​zelfgemaakte warmtepomp te maken. Hier leest u welke technische uitrusting moet worden bijgehouden.

Kenmerken van het lucht-water thermisch systeem

De warmtepomp, waaraan dit artikel is gewijd, in tegenstelling tot andere modificaties van een dergelijk apparaat (met name water-water en grondwater) heeft verschillende voordelen:

• bespaart elektriciteit;
• de installatie vereist geen grootschalig grondwerk, boren, verkrijgen van speciale vergunningen;
• als u het systeem op zonnepanelen aansluit, kunt u ervoor zorgen dat het volledig autonoom is.

Een belangrijk voordeel van een thermisch systeem dat windenergie onttrekt en aan water overdraagt, is honderd procent milieuveiligheid.

Voordat u verder gaat met het ontwerp van de pomp, moet u weten in welke gevallen het systeem het meest effectief is en wanneer het gebruik ervan onpraktisch is.

Een warmtepompsysteem dat energie aan de luchtmassa onttrekt, kan worden gebruikt om alle soorten koelvloeistoffen die in het GOS worden gebruikt te verwarmen: water, lucht, stoom

Toepassings- en werkspecificaties

De warmtepomp werkt uitsluitend productief in het temperatuurbereik van -5 tot +7 graden.Bij een luchttemperatuur van +7 zal het systeem meer warmte genereren dan nodig is, en bij een waarde onder -5 is het niet voldoende voor verwarming. Dit komt doordat het geconcentreerde freon in de structuur kookt bij een temperatuur van -55 graden.

Theoretisch kan het systeem zelfs bij een vorst van 30 graden warmte genereren, maar het is niet voldoende om te verwarmen, omdat de warmteafgifte direct afhankelijk is van het verschil tussen het kookpunt van het koelmiddel en de luchttemperatuur.

Daarom zal dit systeem niet werken voor inwoners van de noordelijke regio's waar eerder koud weer voorkomt, en in de huizen van de zuidelijke regio's kan het effectief meerdere koude maanden dienen.

Als er standaard batterijen in de kamer zijn geïnstalleerd, werkt de warmtepomp minder efficiënt. Het beste van alles is dat het lucht-waterapparaat wordt gecombineerd met convectoren en andere radiatoren met een groot oppervlak vloerverwarmingssystemen, "Warme muren" van het watertype.

Ook moet de kamer zelf van buiten goed geïsoleerd zijn, ingebouwde ramen met meerdere kamers hebben die een betere thermische isolatie bieden dan gewoon hout of plastic.

De warmtepomp werkt het best samen met het vloerverwarmingssysteem, dat geen verwarming van het koelmiddel vereist boven 40 - 45º С

Zelfgemaakt warmtepomp in staat om huizen tot 100 vierkante meter effectief te verwarmen. m en gegarandeerd een vermogen van 5 kW. Het moet duidelijk zijn dat Freon niet voldoende hoogwaardig kan worden gegoten in een structuur die is gemaakt in huishoudelijke omstandigheden, daarom moet men het kookpunt verwachten tot -22 graden.

Het apparaat voor thuismontage is ideaal voor het leveren van warmte aan de garage, kas, bijkeuken, klein privé zwembad etc. Het systeem wordt meestal gebruikt als bijverwarming.

Elektrische ketel of andere traditionele uitrusting voor het stookseizoen is in ieder geval vereist. Bij strenge vorst (-15-30 graden) wordt aanbevolen om de warmtepomp uit te schakelen om verspilling van elektriciteit te voorkomen, omdat het rendement in deze periode niet meer dan 10% is.

Warmtepompen leveren voldoende energie om water te verwarmen in overdekte privézwembaden (+)

Het principe van het systeem

De werkende stof in het ontwerp is lucht. Via de buitenunit, die op straat is geïnstalleerd, wordt zuurstof naar de verdamper geleid, waar het in wisselwerking staat met het koelmiddel.

Freon wordt onder invloed van temperatuur gasvormig (aangezien het kookt bij -55 graden) en komt in verwarmde toestand onder druk de compressor binnen. Het apparaat perst het gas samen, waardoor de temperatuur stijgt.

Hot Freon komt het circuit van de opslagtank (condensor) binnen, waar warmte wordt overgedragen aan water, dat later kan worden gebruikt om verwarming en FGP. In de condensor verliest freon slechts een deel van zijn warmte en verkeert nog steeds in gasvormige toestand.

Het koelmiddel stroomt door de smoorspoel en spuit waardoor de temperatuur daalt. Freon wordt vloeibaar en gaat in deze vorm over in de verdamper. De cyclus herhaalt zich.

De afbeelding toont schematisch de implementatie van het principe van een elementaire warmtepomp, verdeeld door een compressor en een expander in twee circuits - hoge en lage druk

Degenen die zelf willen bouwen warmtepomp van afvalmaterialen en oude apparatuur, bijvoorbeeld van een oude koelkast, zal de informatie die wordt beschreven in het artikel dat we aanbevelen, helpen.

Lucht-water warmtepompconstructie

Het warmtepompsysteem bestaat uit vier hoofdelementen:

• buitenunit;
• capaciteiten warmtewisselaar-verdamper;
• unit voor compressor;
• opslagcapaciteit (condensator).

Overweeg de ontwerpkenmerken van elk van de blokken.

Montage buitenunit

Om een ​​extern blok te maken, heb je nodig:

• Wonen. Een blok van een split-systeem, een wasmachine, andere algemene uitrusting is traditioneel geschikt, soms wordt het onafhankelijk gebouwd door lassen metalen elementen. Het is belangrijk om het metaal na montage te behandelen met poedervormige roestwerende verf.
• De fan. Het product kan worden geleend van het oude werk airconditioning systemen of afzonderlijk kopen.

Het ventilatormodel moet brede kunststof bladen hebben en bij voorkeur met een afneembare motor, om deze op de sensor aan te kunnen sluiten.

Om de buitenunit te monteren, hebt u een koffer en een ventilator nodig onder de airconditioning. Geschatte blokparameters - 75x85x30 cm

Een verdamper en hulpelementen voor de bediening kunnen in de buitenunit worden geïnstalleerd, maar het is beter om deze onderdelen in een aparte koffer te plaatsen.

Installeer de buitenunit op een afstand van 2-10 m van het huis. Het is belangrijk om er een fundering onder te bouwen en een luifel te plaatsen om de constructie te beschermen tegen neerslag. Het is ook nodig om het rooster voor de ventilator te bevestigen om te voorkomen dat vuil, vuil, bladeren in de ventilatorbladen en pijpen binnendringen.

Bovendien is het wenselijk om verwarmingselementen te installeren die de zijwanden en panelen beschermen tegen ijsvorming. In dit geval is bijverwarming van de behuizing niet nodig. De plaats van installatie van de unit moet goed geventileerd zijn, verwijderd van open vuur.

Unit met warmtewisselaar-verdamper

De verdamper kan kant-en-klaar worden aangeschaft met behulp van de diensten van leveranciers op het netwerk, of kan onafhankelijk worden gemaakt. Hiervoor heeft u een tank van 80 liter en koperdraad nodig met een diameter van 10 mm en een dikte van minimaal 1 mm.

De lengte wordt individueel berekend rekening houdend met het benodigde vermogen. Voor een apparaat van 5 kW kunt u 10 m nemen. In de verdamper zal verwarming en circulatie van freon optreden, evenals contact met lucht.

Om een ​​warmtewisselaar te maken, moet je een spoel ontwerpen. Hiervoor wordt de draad om een ​​dikwandige buis gewikkeld met een diameter die niet groter is dan de breedte van de tank. Het is belangrijk om plakjes buiten de hoogte van de behuizing te laten uitsteken. Ze zijn nodig om de spoel te verbinden met andere elementen van het systeem - de compressor en de opslagtank.

Om een ​​spoel te maken, wordt een koperen buis met wanden van ongeveer 1 mm rond een met water gevulde gasfles, buis of plastic fles gewikkeld

2 fittingen voor het verbinden van pijpleidingen worden in het lichaam gesneden, er worden twee connectoren voor de draaduitgang gemaakt. De verbindingen zijn verzegeld. Bevestig de afgewerkte structuur met behulp van L-vormige beugels.

Het wordt aangeraden om ook een ontdooirelais op de verdamper te installeren, aangezien er lucht in de tank circuleert, waarvan de temperatuur negatief is.In dit geval kan door condensatie in het systeem de verdamper bevriezen. Om de vorming van vocht uit te sluiten, kan ook een filterdroger in het systeem worden ingebracht.

Installatieregels voor compressoren

Om de compressor te installeren, heeft u een aparte behuizing nodig met geluidsisolatie en trillingsisolatie, aangezien bijna alle aanpassingen van het apparaat tijdens gebruik luidruchtig zijn. U kunt een gebruikte compressor onder een koelkast, een airconditioning of een nieuw model kopen.

De volgende soorten compressoren zijn geschikt voor warmtepompen:

1. Roterend compressoren zijn het goedkoopst, maar hebben een aantal nadelen: ze maken geluid, hebben een laag rendement en gaan 8-10 jaar mee.
2. Spiraal modificaties zijn geïnstalleerd in alle moderne modellen van airconditioners, koelkasten. Ze zijn duurzaam (15-20 jaar), geruisloos, efficiënt, maar hebben hoge kosten.
3. Zuiger modellen worden voornamelijk geïnstalleerd op industriële koelkasten. Producten hebben een goede efficiëntie, duurzaam (15-20 jaar), maar extreem luidruchtig en duur.

Voor een warmtepomp moet een eenfasige compressor worden geselecteerd. Voordat u koopt, is het belangrijk om erachter te komen met welk type freon het apparaat werkt. Het is raadzaam om een ​​model aan te schaffen dat draait op R22, bij voorkeur op R422. Het is gemakkelijker om met een dergelijk koudemiddel te werken dan met elk ander type freon.

De compressor is door middel van buizen verbonden met de verdamper en condensor. Dankzij het apparaat verhoogt freon de temperatuur.

Ontwerp van opslagcapaciteit (condensator)

Om een ​​condensor te maken, heb je een behuizing nodig onder een ketel van 100 liter of een andere roestvrijstalen tank met hetzelfde volume. Er is ook een spoel van een koperen buis nodig. Op een pomp van 5 kW kunt u een draad van 12 meter nemen. Hot freon zal door de spiraalbuis gaan, waardoor het water wordt verwarmd.

Stap # 1: een spoel maken

Voor de fabricage van een spoel heeft u een koperdraad nodig met een diameter van minimaal 26 mm en een wanddikte van 1 mm. Het moet op een buis worden gewikkeld met een kleinere doorsnede dan de tank.

De hoogte van de spiraal moet overeenkomen met de hoogte van de behuizing. Het is belangrijk om de pijpuitlaten buiten de tank te laten om de spoel met de verdamper en compressor te kunnen verbinden.

Stap # 2: de zaak voorbereiden

Om de spoel te installeren, moet de tank worden doorgesneden. Boven en onder moet u gaten maken voor de uitgangen van de koperdraad, en extra compartimenten snijden voor de installatie van 2 fittingen, waarvan er één is ontworpen om het water te verlaten en de andere om erin te komen. Nadat de procedures zijn uitgevoerd, moet de tank worden verzegeld.

De warmtewisselaar-compressor kan afzonderlijk worden gekocht in de vorm van een afgewerkt ontwerp. Met behulp van een in de fabriek gemonteerd apparaat kunt u de kracht en efficiëntie van de installatie verhogen.

Koelmiddel met het label R22 in overeenstemming met de Montreal-voorschriften is gepland voor 2030 buiten gebruik te worden gesteld. Om het systeem te vullen, is het beter om zijn vervanger - R422-koelmiddel te gebruiken

Aansluiting van de buitenpost op de verdamper

Om de buitenunit en de verdamper aan te sluiten zijn 2 polyethyleen buizen nodig PND 32. Lucht zal door de ene pijp gaan en door een andere naar buiten stromen.

Buizen kunnen in de grond worden begraven na het toevoegen van zandmateriaal aan de sloot, of op het oppervlak blijven als de buitenmantel zich in de buurt van het huis bevindt.

Aansluiting verdamper, compressor en tank

Freon circuleert in dit systeem. Om de spoelen te verbinden met compressor en gasklep, is het noodzakelijk om contact op te nemen met specialisten in koelapparatuur. Het zal moeilijk zijn voor iemand die geen ervaring heeft met soldeerwerk, zelfs niet met gereedschap en materialen, om alle elementen correct te combineren in één systeem om de bouwwerken te verzekeren.

Bovendien zijn er veel extra materialen nodig - buizen met verschillende diameters, verschillende aanpassingen aftapkranenkleppen voor luchtetsing, veiligheidskleppen, evenals clips voor buizen, klemmen, pijpsnijders voor het snijden van delen van de pijpleiding.

Er zijn andere gespecialiseerde apparaten nodig die in elke werkplaats beschikbaar zijn voor het repareren van koelkasten en airconditioners.

Hoogwaardige injectie van freon wordt ook uitgevoerd met speciale apparatuur. Daarom is het handiger en winstgevender om professionals in te schakelen om warmtewisselaars, een compressor en een gasklep te combineren tot een werkend systeem.

Installatie Management Systeem Implementatie

Om de druk en temperatuur van freon te bewaken, kunt u een bord gebruiken met een display onder elke airconditioning. Tijdens het solderen met behulp van specialisten kan het ontwerp correct worden geïmplementeerd in de installatie.

Het is ook mogelijk om een ​​speciaal apparaat aan te sluiten - een ventilatorrotatiesensor. Het regelt de rotatiesnelheid van de bladen en automatiseert ook de snelheid van de freon-circulatiepomp.

Bovendien kunt u een timer instellen, elektrische starterapparaat dat de compressor beschermt tegen oververhitting. Al deze onderdelen zijn verkrijgbaar bij reparatiewerkplaatsen of op de onderdelenmarkt.

Berekening van het vermogen van de lucht-water-warmtepomp

Voor het verwarmen van ruimtes met een oppervlakte van 100 vierkante meter. m heb een grotere warmtepomp nodig. Het benodigde vermogen van de installatie kan bij benadering worden berekend met behulp van de tabel:

Deze tabellen helpen bij het berekenen van het oppervlak van de spoel om de installatie van een bepaald vermogen te creëren

Om te bepalen welk vermogen de compressor moet hebben, welke diameters moeten worden gebruikt en andere belangrijke gegevens bij het ontwerpen van een lucht-water-warmtepomp, moet u een van de volgende methoden gebruiken:

• Gebruik online rekenmachines die op de websites van fabrikanten van warmtewisselaars zijn geplaatst.
• Software toepassen Coolpack 1,46, Copeland.
• Nodig een specialist uit die de nodige metingen en berekeningen zal maken.

Condensor-spoelgebied (PZK) kan worden berekend met de formule:

PZK = M / 0,8DT,

waarbij M het eenheidsvermogen in kW is; 0,8 - warmtegeleidingscoëfficiënt in contact met water en koper; DT is het temperatuurverschil tussen de inkomende en uitgaande lucht in het systeem.

Bovenstaande parameters van de warmtepomp zijn geschikt voor ruimtes tot 100 vierkante meter. meter. Het vermogen van de installatie is 5 kW. Als u speciale warmtewisselaars aanschaft, is het goed mogelijk om de capaciteit van de installatie te verhogen tot 10-15 kW.

De afbeelding toont een systeem waarbij warmtewisselaars, een compressor en een gasklep in één tank worden gecombineerd. Het ontwerp maakt gebruik van fabriekswarmtewisselaars (+)

Zelfgemaakte installatieservice

Voor een hoogwaardige werking heeft de warmtepomp extra onderhoud nodig. Als u het apparaat in de winter gebruikt (aangezien er geen extra verwarming in de behuizing is geïnstalleerd), moet het apparaat periodiek worden verwarmd, omdat er zich een ijskorst op het oppervlak zal vormen.

Het is ook periodiek nodig:

• Reinig de ventilatorbladen van vuil - bladeren, stof, vuil, sneeuw, enz.
• Smeer de compressor volgens de instructies.
• Ververs de olie in de compressor en ventilator.

Bovendien is het voor de normale werking van het systeem noodzakelijk om regelmatig de integriteit van de koperen pijpleiding, voedingskabel die de compressor, ventilator en andere apparaten voedt, te controleren.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

De volgende video laat u kennismaken met het werkingsprincipe en het ontwerp van een warmtepomp die windenergie verwerkt:

Een zelfgemaakte lucht-water-warmtepomp is een van de meest efficiënte en goedkope apparaten voor extra verwarming van woningen. Iedereen kan dit systeem maken en installeren.

Schrijf opmerkingen in het onderstaande blok. Misschien heb je interessante informatie en foto's over het onderwerp van het artikel? Stel vragen, deel uw eigen mening en tips die nuttig zijn voor websitebezoekers.