Una pompa di calore è una cosa interessante, ma costosa. Il costo approssimativo delle apparecchiature + dispositivi a circuito esterno va da $ 300 a $ 1000 per 1 kW di potenza. Conoscendo la "praticità" del popolo russo, è facile presumere che più di una pompa di calore fatta a mano funzioni nella vastità della nostra vasta e diversificata patria. Molto spesso, ci sono dispositivi fatti in casa che sono stati realizzati da "frigoriferi". E questo è comprensibile, perché la pompa di calore e il congelatore funzionano secondo lo stesso principio, è solo che il sistema delle centrali termiche è focalizzato sulla raccolta del calore, non sulla rimozione, e il compressore viene utilizzato con una potenza maggiore.
Leggi come funziona qui.
Quale può essere una fonte di calore per una pompa di calore
Il calore per il riscaldamento della stanza può essere prelevato dall'aria esterna. Ma qui sorgeranno inevitabilmente difficoltà di funzionamento: le fluttuazioni di temperatura, anche medie giornaliere, sono troppo grandi, senza contare che la pompa di calore mostra un'efficienza normale a temperature superiori a 0 ° C.E quante regioni abbiamo un quadro simile in inverno ? In primavera, e anche allora non presto, e non in tutto il territorio, e non sempre.
Qualsiasi ambiente può essere fonte di calore per la tua casa riscaldata a pompa di calore
Una fonte di calore situata nell'acqua sembra molto più accettabile. Se c'è un fiume, un lago o uno stagno di una profondità decente nelle vicinanze, è semplicemente fantastico: puoi semplicemente affogare la tubazione. È importante solo che i pescatori con gli asini non pescino lì.
Un'altra buona opzione è un pozzo, ma c'è la possibilità che il livello dell'acqua scenda e dovrai cercare un'altra fonte. Ma finora va tutto bene, funzionerà bene: la temperatura media dell'acqua negli orizzonti sotterranei è di 5-7 oC. Questo è più che sufficiente per il funzionamento della pompa di calore.
Potresti essere sorpreso, ma puoi anche usare il sistema fognario: le temperature sono più alte che nei pozzi. La tubazione può essere collocata in un pozzo nero o in un pozzo, ma a condizione che sia sempre coperta d'acqua. E il tubo dovrà essere chimicamente resistente.
Un collettore interrato orizzontale è un compito estremamente laborioso: sarà necessario rimuovere il terreno da diverse centinaia di metri quadrati fino a una profondità inferiore al punto di congelamento. Si tratta di volumi molto grandi che non possono essere controllati da soli o anche con un assistente. E, come ha dimostrato la pratica, nelle nostre condizioni climatiche tali sistemi sono inefficaci: gli inverni sono troppo rigidi.
Con i collettori verticali, le cose non vanno meglio: difficilmente potrai fare a meno delle attrezzature di perforazione. Il numero e la profondità dei pozzi dipendono dal terreno: l'intervallo di possibile rimozione del calore da un metro di un pozzo è molto ampio. Da 25 W / m in pietrisco secco e terreno sabbioso, fino a 80-85 W / m in pietrisco umido e suoli sabbiosi o in granito. Di conseguenza, la differenza nella lunghezza dei pozzetti è 3 volte e oltre.
Ecco uno schema per riscaldare una casa con una pompa di calore. Quando si utilizzano, come nell'esempio descritto, due pozzi e in assenza di circuito chiuso, la distanza tra i due pozzi deve essere di almeno 20 metri. E devi tenere conto della direzione del flusso in modo che l'acqua fredda dalla pompa non abbassi la temperatura nel pozzo "donatore"
Nell'esempio descritto di una pompa di calore artigianale, la fonte di calore è un pozzo con una buona portata d'acqua. L'acqua arriva così rapidamente da coprire il consumo per le necessità domestiche ed è sufficiente per trasferire la quantità di calore richiesta (è stata calcolata la portata d'acqua richiesta e la pompa è stata selezionata di conseguenza). Ma la fonte di calore per questa modifica può essere una qualsiasi di quelle descritte sopra, ad eccezione dell'aria.Dopo aver deciso la fonte di calore, sarà possibile realizzare una pompa di calore per il riscaldamento della casa.
Tipi di pompe di calore
Per capire chiaramente cos'è una pompa di calore, è necessario sapere qual è il portatore di calore per essa sui contorni della sua struttura all'esterno e all'interno della casa. Questi refrigeranti classificano questo dispositivo.
Acqua-aria
I sistemi più efficienti per il riscaldamento sono i sistemi acqua-acqua. Questa efficienza è dovuta al fatto che la temperatura dell'acqua utilizzata a grandi profondità è costante e presenta indicatori piuttosto elevati. Per ottenere energia da questo tipo di fonte possono utilizzare:
- pozzi e pozzi, con l'aiuto del quale viene pompata l'acqua sotterranea;
- corpi d'acqua aperti, che includono fiumi e laghi;
- acque reflue che sono state utilizzate nell'industria per la tecnologia.
Una pompa di calore che utilizza l'energia estratta da un serbatoio di tipo aperto richiederà il costo più basso. In questo caso, dovrai caricare i tubi con un refrigerante e abbassarli nell'acqua. Nel caso delle acque sotterranee, viene utilizzata una struttura più costosa, poiché la sua attuazione è già più difficile. Per scaricare l'acqua, devi costruire un pozzo. Quest'acqua passerà attraverso lo scambiatore di calore.
Circuito aria-acqua o aria
Una pompa di calore aria-acqua combina vantaggi e svantaggi. I vantaggi includono l'inutilità nello sviluppo di pozzi di grande profondità e il lavoro associato alla pulizia del suolo. Lo svantaggio di questi dispositivi è la sua bassa potenza nella stagione fredda, che influisce sulla sua efficienza più bassa tra gli altri modelli. Per utilizzare questo dispositivo, è necessario montare l'attrezzatura appropriata sul tetto della casa.
Pompa di calore ad aria
Il vantaggio di questo design può essere attribuito alla sua capacità di riutilizzare il calore in uscita dai locali, che riscalda la pompa di calore sotto forma di fumo, acqua o aria. In inverno sarà necessario un riscaldamento alternativo per eliminare la mancanza di calore.
Acqua sotterranea
Una pompa di calore di questo tipo è anche una fonte di energia molto efficiente per il riscaldamento. Ciò è dovuto al fatto che il calore che si ottiene dal terreno a 5 metri di profondità ha valori di temperatura costanti e non risente dei mutamenti delle condizioni meteorologiche sulla superficie terrestre. Sul circuito esterno, il refrigerante è una speciale composizione sicura chiamata salamoia, che è sicura dal punto di vista ambientale.
Il circuito esterno utilizzato per questo tipo di pompa di calore può essere di tipo orizzontale o verticale.
I tubi utilizzati per questo sistema devono essere di plastica. L'esecuzione orizzontale richiede una vasta area di terreno. Dopo che i tubi sono stati posati sotto terra, questo appezzamento di terreno non può essere utilizzato per esigenze agricole.
È consentito coltivare un prato o piante della stessa età. Per l'esecuzione verticale, sarà necessario sviluppare diversi pozzi, la cui profondità varia da 50 a 150 metri, poiché a tale profondità il terreno ha una temperatura stabile e alta. Un tale dispositivo è chiamato pompa geotermica. Per trasferire energia da tali profondità, vengono utilizzate sonde speciali.
Dall'esperienza di funzionamento di una pompa di calore fai da te
Come dimostrato dalla pratica, le prestazioni dell'opzione presentata sono basse: 2,6-2,8 kW. Non c'è bisogno di parlare dell'elevata efficienza di questa pompa di calore: su un'area di 60 m2 a -5 oC all'aperto, essa stessa mantiene + 17oC. Ma il sistema è stato considerato e installato sotto la caldaia: i radiatori, a una temperatura di ingresso di + 45oC, semplicemente non possono erogare di più. L'impianto in casa funzionava vecchio e il numero dei termosifoni non era aumentato, ma finora al freddo venivano riscaldati da una stufa.
L'aggiunta di uno scambiatore di calore rigenerativo alla struttura aumenterà l'efficienza del 10-15%. Dato che i costi sono bassi, puoi farlo. Avrai bisogno di due tubi di rame da 1,5 metri ciascuno. Uno con un diametro di 22 mm, il secondo - 10 mm. Un conduttore a 4 conduttori (lunghezza 3-4 metri, diametro 4 mm) viene avvolto su uno più sottile per aumentare l'area di scambio termico, le sue estremità sono saldate al tubo in modo che non si srotolino. Il tubo con filo avvolto viene inserito delicatamente nel tubo di diametro maggiore. Deve essere installato tra il compressore e l'evaporatore. La raffinatezza è insignificante, ma aumenta notevolmente l'efficienza. È vero, in determinate condizioni non è sicuro: il freon caldo può entrare nel compressore, il che porterà al suo guasto.
Miglioramento del circuito: è possibile aggiungere uno scambiatore di calore rigenerativo, che aumenterà la produttività di circa il 15-20%
La seconda opzione per aumentare l'efficienza, più sicura e non meno efficace, è quella di integrare uno scambiatore di calore aggiuntivo per il riscaldamento dell'acqua o del glicole.
Cosa cercare se decidi di realizzare la tua pompa di calore. Ci sono alcune cose che possono essere apprese solo dall'esperienza:
- Le correnti di avviamento di questa particolare installazione erano molto buone. Non c'erano sempre risorse di rete sufficienti per eseguire l'installazione. Pertanto, se si esegue un'installazione seria, è meglio prendere un compressore trifase e fornire rispettivamente un ingresso trifase. Sì, non è economico, ma per un avvio stabile di un compressore monofase è necessario uno stabilizzatore elettronico di potenza decente, che non può essere nemmeno definito economico.
- Una pompa di calore su un sistema di radiatori finito non fornirà una temperatura ambiente normale. Sono progettati per una diversa temperatura del liquido di raffreddamento, che queste installazioni, soprattutto quelle fatte in casa, sono estremamente raramente in grado di fornire. Pertanto, aggiornare il sistema (aggiungendo almeno lo stesso numero di sezioni del radiatore) o installare pavimenti ad acqua.
- Se ci sono tre anelli d'acqua in un pozzo, ciò non significa che abbia un grosso debito. Devi sapere quanta acqua è in grado di dare con la sua selezione costante.
video
Il video seguente fornisce i dettagli sulle caratteristiche delle pompe di calore:
https://youtu.be/jU5ueYQY-88
Maggiori informazioni sul dispositivo di una pompa fatta in casa nel seguente video qui sotto:
Negli ultimi decenni, i proprietari di case hanno acquisito una selezione abbastanza ampia di sistemi di riscaldamento. Non è più necessario connettersi a reti centralizzate e utilizzare fonti tradizionali. Puoi scegliere apparecchiature che funzionano con energia alternativa, ma il suo principale svantaggio è il suo costo elevato. Sei d'accordo?
Tuttavia, se costruisci una pompa di calore con le tue mani da un vecchio frigorifero, il sistema può essere notevolmente ridotto in termini di costi. E ti diremo come farlo.
Nell'articolo abbiamo selezionato le soluzioni più semplici e fornito loro disegni e schemi dettagliati. Pertanto, non sarà difficile per un artigiano di casa capirli. Inoltre, qui troverai istruzioni dettagliate per la produzione di apparecchiature di riscaldamento. E i video pubblicati ti parleranno delle caratteristiche del design della pompa di calore e delle caratteristiche della sua connessione.
Risultati
Indubbiamente, il costo di una pompa di calore da un condizionatore d'aria è molte volte inferiore rispetto alle opzioni di fabbrica già pronte, anche quelle prodotte in Cina. Ma ci sono molte sfumature qui: è necessario occuparsi della fonte e della quantità di calore fornito, calcolare correttamente la lunghezza degli scambiatori di calore (bobine), installare l'automazione, fornire potenza garantita, ecc. Ma se sei in grado di risolvere questi problemi, allora è senza dubbio vantaggioso. Lascia che ti diamo un consiglio: nel primo anno è molto desiderabile avere il riscaldamento di riserva, e test e prove di funzionamento, è meglio eseguire in estate, in modo che ci sia tempo per rivedere l'unità prima dell'inizio della stagione di riscaldamento.
Cos'è una pompa geotermica
Come funziona la pompa di calore
Per prima cosa devi capire cos'è una pompa geotermica e in base a quale principio funziona, perché è lui il cuore dell'intero dispositivo che stiamo descrivendo.
Non è un segreto per nessuno che la temperatura sopra lo zero sia sempre mantenuta nello spessore della terra. L'acqua sotto il ghiaccio è nello stesso stato. In questo ambiente relativamente caldo, viene posizionata una tubazione chiusa con liquido.
Lo schema di funzionamento delle pompe di calore è abbastanza semplice e si basa sul principio di Carnot inverso:
- Il liquido di raffreddamento, muovendosi lungo il circuito esterno, si riscalda dalla sorgente selezionata ed entra nell'evaporatore.
- Lì scambia energia con un refrigerante (solitamente freon).
- Il freon bolle, si trasforma in uno stato gassoso e viene compresso da un compressore.
- Il gas caldo (si riscalda nell'intervallo di 35–65 ° C) entra in un altro scambiatore di calore, nel quale cede il suo calore al sistema di riscaldamento o di fornitura di acqua calda della casa.
- Il refrigerante raffreddato diventa di nuovo liquido e ritorna in un nuovo cerchio.
Suggerimenti utili
In tutte le fasi della costruzione di una casa, a partire dalla fase di progettazione, va ricordato che TN è un sistema inerziale. Può essere paragonato a una massiccia stufa russa, che di solito veniva riscaldata una volta al giorno durante la cottura. Quindi il calore accumulato ha riscaldato l'abitazione fino al mattino successivo.
I muri di tronchi pesanti hanno un grado di inerzia termica piuttosto elevato. In poche parole, si raffreddano lentamente quando fa più freddo di notte. Buona inerzia termica con spessi muri in pietra e cemento pesante o mattoni.
Polyfoam e calcestruzzo espanso hanno buone proprietà di isolamento termico. Ma a causa del loro basso peso specifico, hanno una bassa inerzia termica. La pompa di calore in un edificio con pareti realizzate con tali materiali con un forte calo della temperatura dell'aria esterna non sarà sempre in grado di "pompare" abbastanza calore dall'esterno nel sistema di riscaldamento a "pavimento caldo".
Devi anche considerare altri fattori:
- Per ridurre la perdita di calore o non congelare affatto i tubi nella linea principale tra la casa e i pozzi o il collettore, è necessario posarli a una profondità inferiore al livello di congelamento. In Crimea - 0,75 metri sono sufficienti e alla latitudine di Mosca - almeno 1,5.
- Le maggiori perdite di calore si verificano solitamente attraverso le finestre. Pertanto, i tripli vetri non sono affatto un lusso, ma una soluzione edilizia economicamente valida. L'opzione ideale è utilizzare occhiali in grado di riflettere i raggi infrarossi.
- Nel caso di utilizzo dell'opzione di 2 pozzi per l'immissione e lo scarico dell'acqua, la distanza tra loro deve essere di almeno 20 metri.
- È meglio provare prima un TN fatto in casa in un ripostiglio o in un garage. L'installazione del riscaldamento a pavimento in una zona residenziale richiederà costi aggiuntivi. Scopri l'ordinazione dal link per il camino ad angolo.
Come realizzare una pompa di calore con le tue mani
Di seguito sono descritte alcune linee guida per la creazione di questi dispositivi:
- Prima di tutto, dovresti iniziare ad acquistare un compressore, ad esempio un condizionatore d'aria. Di regola, è attaccato al muro.
- Realizzare un'altra parte importante del prodotto, il condensatore, è abbastanza realistico da fare con le proprie mani. Per fare ciò, è necessario piegare un tubo di rame (il diametro non deve essere inferiore a 1 mm) sotto forma di una bobina e, già in questo stato, posizionarlo nella profondità di una custodia di metallo o plastica. Come corpo, puoi usare un serbatoio di dimensioni adeguate. Di
Al termine dell'installazione della bobina, le parti del serbatoio vengono saldate e vengono installati i collegamenti filettati necessari. L'evaporatore è anche più spesso montato a parete. Suggerimento: per realizzare una bobina di alta qualità, è meglio avvolgere un tubo idraulico in rame su una base cilindrica dello spessore desiderato, per questo è possibile utilizzare una bombola del gas. Per ottenere la stessa distanza tra le spire, utilizzare un angolo in alluminio perforato, su cui sono fissate le spire della bobina. - L'installazione finale di queste parti, ovvero la saldatura di un tubo di rame, il pompaggio del freon, ecc., Deve essere eseguita esclusivamente da un operaio professionista altamente qualificato. Farlo senza un'adeguata esperienza può danneggiare l'apparecchiatura e aumentare notevolmente la probabilità di lesioni personali.
- Il passo successivo è collegare la struttura al sistema di riscaldamento dell'edificio.
- Successivamente, è necessario procedere all'installazione e al collegamento del circuito esterno. Questo processo ha le sue caratteristiche, che differiscono a seconda del tipo di pompa di calore. Importante: prima di avviare la pompa di calore, è necessario diagnosticare il cablaggio elettrico in casa e il contatore elettrico. Se descritto è fatiscente e obsoleto, sarà necessaria la sostituzione. La potenza accettabile, che ha il contatore elettrico, può essere considerata un segno superiore a 40 ampere.
Vale la pena notare che il funzionamento di una pompa di calore nel riscaldamento di una casa non sempre soddisfa pienamente tutte le esigenze dei proprietari. Di solito, ciò è dovuto al fatto che i calcoli termodinamici sono stati eseguiti in modo errato. Il risultato di un tale errore è un sistema a bassa potenza, oppure il sistema risulta essere troppo potente e ciò è dovuto a un consumo eccessivo di elettricità.
Per selezionare un sistema con una potenza adeguata, è necessario calcolare la perdita di calore dell'edificio e molti altri calcoli. Questo calcolo deve essere eseguito da un ingegnere progettista esperto.
