Tepelné čerpadlo je zajímavá věc, ale nákladná. Přibližná cena zařízení + zařízení s externím obvodem je od 300 do 1 000 $ za 1 kW výkonu. Známe-li „šikovnost“ ruského lidu, lze snadno předpokládat, že v rozlehlosti naší obrovské a rozmanité vlasti funguje více než jedno ručně vyrobené tepelné čerpadlo. Nejčastěji existují domácí zařízení, která byla vyrobena „ledničkami“. A to je pochopitelné, protože tepelné čerpadlo i mraznička fungují na stejném principu, jde jen o to, že systém tepláren je zaměřen na sbírání tepla, nikoli na jeho odvádění, a kompresor je používán s vyšším výkonem.
Přečtěte si, jak to funguje zde.
Co může být zdrojem tepla pro tepelné čerpadlo
Teplo pro vytápění místnosti lze odebírat ze vzduchu venku. Zde však nevyhnutelně vzniknou potíže s provozem: teplotní výkyvy, i průměrné denně, jsou příliš velké, nemluvě o tom, že tepelné čerpadlo vykazuje normální účinnost při teplotách nad 0 ° C. A kolik regionů máme v zimě takový obrázek ? Na jaře, a dokonce i tehdy ne brzy, a ne na celém území a ne neustále.
Zdrojem tepla pro váš dům vytápěný tepelným čerpadlem může být jakékoli prostředí
Zdroj tepla umístěný ve vodě vypadá mnohem přijatelněji. Pokud je poblíž řeka, jezero nebo rybník slušné hloubky, je to skvělé: potrubí můžete jednoduše utopit. Je jen důležité, aby tam rybáři s donky nelovili.
Další dobrou možností je studna, ale existuje možnost, že hladina vody poklesne a budete muset hledat jiný zdroj. Ale zatím je vše v pořádku, bude to fungovat dobře: průměrná teplota vody v podzemních horizontech je 5-7 oC. To je více než dost pro provoz tepelného čerpadla.
Možná vás překvapí, ale můžete také použít kanalizaci - teploty jsou tam vyšší než ve studnách. Potrubí lze umístit do žumpy nebo studny, ale za podmínky, že je vždy zakryto vodou. A trubka bude muset být chemicky odolná.
Horizontální podzemní kolektor je mimořádně pracný úkol: bude nutné odstranit půdu z několika stovek metrů čtverečních do hloubky pod bodem mrazu. Jedná se o velmi velké objemy, které nelze zvládnout samostatně nebo dokonce s asistentem. A jak ukázala praxe, v našich klimatických podmínkách jsou takové systémy neúčinné: zimy jsou příliš drsné.
S vertikálními kolektory to není o nic lepší - bez vrtacího zařízení se jen těžko obejdete. Počet a hloubka studní závisí na půdě: rozsah možného odvodu tepla z metru studny je velmi velký. Od 25 W / mv suchém drceném kameni a písčité půdě, až 80-85 W / mv mokrém drceném kameni a písčitých půdách nebo v žule. Rozdíl v délce jamek je tedy 3krát a více.
Zde je schéma vytápění domu tepelným čerpadlem. Při použití, jako v popsaném příkladu, dvou studní a při absenci uzavřené smyčky musí být vzdálenost mezi těmito dvěma studnami alespoň 20 metrů. A musíte vzít v úvahu směr průtoku, aby studená voda z čerpadla nesnížila teplotu v "dárcovské" studně
V popsaném příkladu domácího tepelného čerpadla je zdrojem tepla studna s dobrým průtokem vody. Voda přichází tak rychle, že pokrývá spotřebu pro potřeby domácnosti a stačí k přenosu požadovaného množství tepla (byl vypočítán požadovaný průtok vody a podle toho bylo zvoleno čerpadlo). Zdrojem tepla pro tuto modifikaci však může být kterýkoli z výše popsaných, kromě vzduchu.Po rozhodnutí o zdroji tepla bude možné vyrobit tepelné čerpadlo pro vytápění domu.
Druhy tepelných čerpadel
Abyste jasně pochopili, co to tepelné čerpadlo je, musíte vědět, jaký je jeho tepelný nosič na obrysech jeho konstrukce vně a uvnitř domu. Tyto chladicí kapaliny klasifikují toto zařízení.
Voda-vzduch
Nejúčinnější systémy pro vytápění jsou systémy voda-voda. Tato účinnost je způsobena skutečností, že teplota použité vody umístěné ve velkých hloubkách je konstantní a má poměrně vysoké ukazatele. K získání energie z tohoto typu zdroje mohou použít:
- studny a studny, pomocí kterých se čerpá podzemní voda;
- otevřené vodní útvary, které zahrnují řeky a jezera;
- odpadní voda, která se používá v průmyslu pro technologie.
Tepelné čerpadlo, které využívá energii získanou z otevřeného zásobníku, bude vyžadovat nejnižší náklady. V tomto případě budete muset naplnit potrubí chladicí kapalinou a spustit je do vody. V případě podzemní vody se používá nákladnější konstrukce, protože její realizace je již obtížnější. Chcete-li vypustit vodu, musíte si postavit studnu. Tato voda bude procházet výměníkem tepla.
Obvod vzduch-voda nebo vzduch
Tepelné čerpadlo vzduch-voda kombinuje klady a zápory. Mezi výhody patří zbytečnost při vývoji studní s velkou hloubkou a práce spojené s čištěním půdy. Nevýhodou těchto zařízení je jejich nízký výkon v chladném období, který ovlivňuje jeho nejnižší účinnost mezi ostatními modely. Pro použití tohoto zařízení je nutné namontovat na střechu domu příslušné vybavení.
Vzduchové tepelné čerpadlo
Výhodu této konstrukce lze připsat její schopnosti opětovně využívat odcházející teplo z prostor, které ohřívá tepelné čerpadlo ve formě kouře, vody nebo vzduchu. V zimě bude nutné alternativní vytápění, aby se vyloučil nedostatek tepla.
Podzemní voda
Tepelné čerpadlo tohoto typu je také velmi účinným zdrojem energie pro vytápění. To je způsobeno skutečností, že teplo, které se získává ze země hluboké 5 metrů, má konstantní hodnoty teploty a není ovlivňováno změnami povětrnostních podmínek na povrchu Země. Na vnějším okruhu je chladicí kapalinou speciální bezpečné složení zvané solanka, které je bezpečné z hlediska životního prostředí.
Externí obvod používaný pro tento typ tepelného čerpadla může být horizontální nebo vertikální.
Trubky použité pro tento systém musí být plastové. Horizontální provedení vyžaduje velkou plochu půdy. Poté, co jsou trubky položeny pod zemí, nelze tento pozemek použít pro zemědělské potřeby.
Je povoleno pěstovat trávník nebo rostliny stejného věku. Pro vertikální provedení bude nutné vyvinout několik vrtů, jejichž hloubka se pohybuje od 50 do 150 metrů, protože v takové hloubce má půda stabilní a vysokou teplotu. Takové zařízení se nazývá geotermální čerpadlo. K přenosu energie z těchto hloubek se používají speciální sondy.
Z provozních zkušeností tepelného čerpadla pro kutily
Jak ukázala praxe, výkon představené možnosti je nízký: 2,6 - 2,8 kW. O vysoké účinnosti tohoto tepelného čerpadla není třeba hovořit: na venkovní ploše 60 m2 při -5 oC si sám udržuje + 17oC. Systém však byl zvážen a nainstalován pod kotel - radiátory při vstupní teplotě + 45 ° C prostě nemohou vydávat více. Systém v domě fungoval starý a počet radiátorů se nezvýšil, ale zatím byly v chladu zahřívány kamny.
Pokud se ke konstrukci přidá regenerativní výměník tepla, zvýší se účinnost o 10–15%. Vzhledem k tomu, že náklady jsou nízké, můžete to udělat. Budete potřebovat dvě měděné trubky po 1,5 metru. Jeden o průměru 22 mm, druhý - 10 mm. Čtyřžilový vodič (délka 3-4 metry, průměr 4 mm) je navinut na tenčí, aby se zvětšila plocha pro výměnu tepla, jeho konce jsou připájeny k trubce, aby se neodvíjely. Trubka navinutá drátem se jemně vloží do trubky většího průměru. Musí být instalován mezi kompresorem a výparníkem. Zdokonalení je nevýznamné, ale výrazně zvyšuje účinnost. Je pravda, že za určitých podmínek je to nebezpečné: teplý freon se může dostat do kompresoru, což povede k jeho selhání.
Vylepšení okruhu: můžete přidat regenerativní výměník tepla, který zvýší produktivitu přibližně o 15-20%
Druhou možností pro zvýšení účinnosti, bezpečnější a neméně efektivní, je zabudování dalšího výměníku tepla pro ohřev vody nebo glykolu.
Co hledat, pokud se rozhodnete pro vlastní tepelné čerpadlo. Existuje několik věcí, které se lze naučit pouze ze zkušeností:
- Počáteční proudy této konkrétní instalace byly velmi slušné. Pro spuštění instalace nebyl vždy dostatek síťových prostředků. Pokud tedy provedete seriózní instalaci, je lepší vzít si třífázový kompresor a dodat třífázový vstup. Ano, ne levné, ale pro stabilní spuštění jednofázového kompresoru je vyžadován elektronický stabilizátor slušného výkonu, který také nelze nazvat levným.
- Tepelné čerpadlo na hotovém radiátorovém systému nedosáhne normální pokojové teploty. Jsou určeny pro jinou teplotu chladicí kapaliny, kterou jsou tyto instalace, zejména domácí, extrémně vzácné. Proto buď upgradujte systém (přidáním alespoň stejného počtu sekcí radiátorů), nebo instalujte vodní podlahy.
- Pokud jsou ve studni tři prstence vody, neznamená to, že má velký debet. Musíte vědět, kolik vody je schopen dát při neustálém výběru.
Video
Následující video poskytuje podrobnosti o vlastnostech tepelných čerpadel:
https://youtu.be/jU5ueYQY-88
Další informace o zařízení domácí pumpy v následujícím videu níže:
V posledních desetiletích získali majitelé domů poměrně velký výběr topných systémů. Již není nutné se připojovat k centralizovaným sítím a používat tradiční zdroje. Můžete si vybrat zařízení, které pracuje na alternativní energii, ale jeho hlavní nevýhodou jsou vysoké náklady. Souhlasíš?
Pokud však stavíte tepelné čerpadlo vlastními rukama ze staré chladničky, může být cena systému výrazně snížena. A my vám řekneme, jak na to.
V článku jsme vybrali nejjednodušší řešení a poskytli jsme jim podrobné výkresy a schémata. Pro domácího řemeslníka proto nebude těžké jim porozumět. Kromě toho zde najdete podrobné pokyny pro výrobu topných zařízení. A zveřejněná videa vám řeknou o konstrukčních vlastnostech tepelného čerpadla a vlastnostech jeho připojení.
Výsledky
Cena tepelného čerpadla z klimatizačního zařízení je nepochybně několikanásobně nižší než u hotových továrních doplňků, a to i v Číně. Existuje však spousta nuancí: musíte se postarat o zdroj a množství dodaného tepla, správně vypočítat délku tepelných výměníků (spirál), nainstalovat automatizaci, zajistit zaručený výkon atd. Pokud jste však schopni tyto problémy vyřešit, pak je to nepochybně prospěšné. Dovolte mi, abych vám poradil: v prvním roce je velmi žádoucí mít záložní topení a testování a zkušební provoz je lepší provádět v létě, aby byl čas na revizi jednotky před zahájením topná sezóna.
Co je to geotermální čerpadlo
Jak funguje tepelné čerpadlo
Nejprve musíte pochopit, co je geotermální čerpadlo a na jakém principu funguje, protože to je on, kdo je srdcem celého zařízení, které popisujeme.
Není tajemstvím, že v zemi je vždy udržována teplota nad nulou. Voda pod ledem je ve stejném stavu. V tomto relativně teplém prostředí je umístěno uzavřené potrubí s kapalinou.
Schéma provozu tepelných čerpadel je poměrně jednoduché a je založeno na opačném Carnotově principu:
- Nosič tepla, pohybující se podél vnějšího okruhu, se ohřívá z vybraného zdroje a vstupuje do výparníku.
- Tam vyměňuje energii s chladivem (obvykle freonem).
- Freon se vaří, mění se v plynný stav a je stlačován kompresorem.
- Horký plyn (ohřívá se v rozmezí 35–65 ° C) vstupuje do dalšího výměníku tepla, ve kterém odevzdává své teplo do topného systému nebo do dodávky teplé vody v domě.
- Chlazené chladivo se opět stává kapalným a vrací se do nového kruhu.
Užitečné rady
Ve všech fázích výstavby domu, počínaje fází návrhu, je třeba mít na paměti, že TN je setrvačný systém. Lze to přirovnat k masivnímu ruskému sporáku, který se obvykle vařil jednou denně během vaření. Pak akumulované teplo ohřívalo obydlí až do následujícího rána.
Stěny z těžkých kmenů mají poměrně vysoký stupeň tepelné setrvačnosti. Jednoduše řečeno, pomalu se ochladí, když se v noci ochladí. Dobrá tepelná setrvačnost se silnými kamennými zdmi a těžkým betonem nebo cihlami.
Pěnopěnový a pěnový beton mají dobré tepelně izolační vlastnosti. Ale kvůli své nízké měrné hmotnosti mají nízkou tepelnou setrvačnost. Tepelné čerpadlo v budově se stěnami z takových materiálů s prudkým poklesem teploty venkovního vzduchu nebude vždy schopno „pumpovat“ dostatek tepla zvenčí do topného systému „teplá podlaha“.
Musíte také vzít v úvahu další faktory:
- Abyste snížili tepelné ztráty nebo vůbec nezamrzli potrubí v hlavní linii mezi domem a studnami nebo kolektorem, je nutné je položit do hloubky pod hladinu mrazu. Na Krymu - stačí 0,75 metru a na šířce Moskvy - nejméně 1,5.
- Největší tepelné ztráty jsou obvykle okny. Trojité zasklení tedy není vůbec luxus, ale ekonomicky zdravé řešení budovy. Ideální možností je použít brýle, které mohou odrážet infračervené paprsky.
- V případě využití možnosti 2 studní pro příjem a odtok vody musí být vzdálenost mezi nimi nejméně 20 metrů.
- Je lepší vyzkoušet domácí TN nejprve v technické místnosti nebo v garáži. Instalace podlahového vytápění v obytné oblasti bude vyžadovat další náklady. Objednávku zjistíte pomocí odkazu na rohový krb.
Jak si vyrobit tepelné čerpadlo vlastními rukama
Některé pokyny pro vytváření těchto zařízení jsou popsány níže:
- Nejprve byste měli začít kupovat například kompresor, například v klimatizaci. Je zpravidla připevněn ke zdi.
- Výroba další důležité součásti produktu, kondenzátoru, je docela realistická, pokud jde o vlastní ruce. Chcete-li to provést, musíte ohýbat měděnou trubku (průměr by neměl být menší než 1 mm) ve formě cívky a již v tomto stavu ji umístěte hluboko do kovového nebo plastového pouzdra. Jako tělo můžete použít nádrž vhodné velikosti. Podle
Po dokončení instalace cívky jsou části nádrže svařeny a jsou nainstalovány potřebné závitové spoje. Výparník je také nejčastěji namontován na stěnu. Tip: Chcete-li vytvořit kvalitní cívku, je nejlepší navinout měděnou vodovodní trubku na válcovou základnu požadované tloušťky, k tomu můžete použít plynovou láhev. Pro dosažení stejné vzdálenosti mezi závity se používá perforovaný hliníkový roh, na který jsou připevněny závity cívky. - Konečnou instalaci těchto dílů, zejména pájení měděné trubky, čerpání freonu atd., By měl provádět výhradně vysoce kvalifikovaný odborný pracovník. Pokud tak neučiníte, může to poškodit zařízení a výrazně zvýšit pravděpodobnost úrazu.
- Dalším krokem je připojení konstrukce k topnému systému budovy.
- Poté byste měli pokračovat v instalaci a připojení externího obvodu. Tento proces má své vlastní charakteristiky, které se liší v závislosti na typu tepelného čerpadla. Důležité: před spuštěním tepelného čerpadla byste měli diagnostikovat elektrické vedení v domě a elektroměr. Pokud je popis zchátralý a zastaralý, bude nutná výměna. Přijatelný výkon, který má elektroměr, lze považovat za známku nad 40 ampérů.
Stojí za zmínku, že provoz tepelného čerpadla při vytápění domu ne vždy plně uspokojí všechny požadavky majitelů. Obvykle je to kvůli skutečnosti, že termodynamické výpočty byly provedeny nesprávně. Výsledkem takové chyby je systém s nízkou spotřebou energie nebo se systém ukáže jako příliš silný, a to kvůli nadměrné spotřebě elektřiny.
Chcete-li vybrat systém s vhodným výkonem, měli byste vypočítat tepelné ztráty budovy a mnoho dalších výpočtů. Tento výpočet by měl provést zkušený konstruktér.
