Cum să faci o pompă de căldură cu propriile mâini

O pompă de căldură este un lucru interesant, dar scump. Costul aproximativ al echipamentelor + dispozitivelor de circuit extern este de la 300 USD la 1000 USD pe 1 kW de putere. Cunoscând „manevrabilitatea” poporului rus, este ușor să presupunem că mai mult de o pompă de căldură realizată manual funcționează în vastitatea patriei noastre vaste și diverse. Cel mai adesea, există dispozitive de casă care au fost fabricate de „frigidere”. Și acest lucru este de înțeles, deoarece pompa de căldură și congelatorul funcționează conform aceluiași principiu, doar că instalațiile de încălzire se concentrează pe colectarea căldurii, nu pe eliminarea acesteia, iar compresorul este utilizat cu o putere mai mare.

Citiți despre cum funcționează aici.

Ce poate fi o sursă de căldură pentru o pompă de căldură

Căldura pentru încălzirea camerei poate fi preluată din aerul exterior. Dar aici vor apărea inevitabil dificultăți de funcționare: fluctuațiile de temperatură, chiar și zilnice medii, sunt prea mari, ca să nu mai vorbim de faptul că pompa de căldură arată o eficiență normală la temperaturi peste 0o C. Și câte regiuni avem o astfel de imagine în timpul iernii? ? Primăvara și chiar atunci nu devreme și nu pe tot teritoriul și nu în mod constant.

Orice mediu poate fi o sursă de căldură pentru casa dvs. încălzită cu pompă de căldură

O sursă de căldură localizată în apă arată mult mai acceptabilă. Dacă în apropiere există un râu, un lac sau un iaz cu o adâncime decentă, acest lucru este minunat: puteți îneca pur și simplu conducta. Este important doar ca pescarii cu măgari să nu pescuiască acolo.

O altă opțiune bună este o fântână, dar există posibilitatea ca nivelul apei să scadă și va trebui să căutați o altă sursă. Dar până acum totul este în regulă, va funcționa bine: temperatura medie a apei în orizonturile subterane este de 5-7 oC. Acest lucru este mai mult decât suficient pentru funcționarea pompei de căldură.

S-ar putea să fiți surprinși, dar puteți utiliza și sistemul de canalizare - temperaturile de acolo sunt mai mari decât în ​​puțuri. Conducta poate fi amplasată într-o fântână sau fântână, dar cu condiția să fie acoperită în permanență cu apă. Și conducta va trebui să fie rezistentă chimic.

Un colector subteran orizontal este o sarcină extrem de laborioasă: va fi necesar să scoateți solul de la câteva sute de metri pătrați la o adâncime sub punctul de îngheț. Acestea sunt volume foarte mari care nu pot fi stăpânite singure sau chiar cu un asistent. Și, după cum a arătat practica, în condițiile noastre climatice astfel de sisteme sunt ineficiente: iernile sunt prea dure.

Cu colectoarele verticale, lucrurile nu stau mai bine - cu greu veți putea face fără echipamente de foraj. Numărul și adâncimea puțurilor depind de sol: gama posibilă de îndepărtare a căldurii de la un metru de puț este foarte mare. De la 25 W / m în piatră zdrobită uscată și sol nisipos, până la 80-85 W / m în piatră zdrobită umedă și soluri nisipoase sau în granit. În consecință, diferența de lungime a puțurilor este de 3 ori și mai mult.

Iată o diagramă a încălzirii unei case cu o pompă de căldură. Când se utilizează, ca în exemplul descris, două puțuri și în absența unei bucle închise, distanța dintre cele două puțuri trebuie să fie de cel puțin 20 de metri. Și trebuie să țineți cont de direcția fluxului, astfel încât apa rece din pompă să nu scadă temperatura din puțul „donator”

În exemplul descris de pompă de căldură de casă, sursa de căldură este o fântână cu un debit bun de apă. Apa ajunge atât de repede încât acoperă consumul pentru nevoile gospodăriei și este suficientă pentru a transfera cantitatea necesară de căldură (debitul necesar de apă a fost calculat și pompa a fost selectată în consecință). Dar sursa de căldură pentru această modificare poate fi oricare dintre cele descrise mai sus, cu excepția aerului.După ce ați decis sursa de căldură, va fi posibil să faceți o pompă de căldură pentru încălzirea casei.

Tipuri de pompe de căldură

Pentru a înțelege clar ce este o pompă de căldură, trebuie să știți care este purtătorul de căldură pentru aceasta pe contururile structurii sale în afara și în interiorul casei. Aceste lichide de răcire clasifică acest dispozitiv.

Apă-aer

Cele mai eficiente sisteme de încălzire sunt sistemele apă-apă. Această eficiență se datorează faptului că temperatura apei utilizate, situată la adâncimi mari, este constantă și are indicatori destul de mari. Pentru a obține energie din acest tip de sursă, ei pot folosi:

• fântâni și fântâni, cu ajutorul cărora se pompează apele subterane;
• corpuri de apă deschise, care includ râuri și lacuri;
• ape uzate care au fost utilizate în industrie pentru tehnologie.

O pompă de căldură care utilizează energie extrasă dintr-un rezervor de tip deschis va necesita cel mai mic cost. În acest caz, va trebui să încărcați țevile cu un agent de răcire și să le coborâți în apă. În cazul apelor subterane, se folosește o structură mai scumpă, deoarece implementarea sa este deja mai dificilă. Pentru a arunca apă, trebuie să construiți o fântână. Această apă va trece prin schimbătorul de căldură.

Circuit aer-apă sau aer

O pompă de căldură aer-apă combină avantajele și dezavantajele. Avantajele includ inutilitatea în dezvoltarea puțurilor de mare adâncime și de lucru asociate cu curățarea solului. Dezavantajul acestor dispozitive este puterea sa redusă în sezonul rece, care afectează eficiența sa cea mai scăzută dintre alte modele. Pentru a utiliza acest dispozitiv, este necesar să montați echipamentul adecvat pe acoperișul casei.

Pompa de căldură sursă de aer

Avantajul acestui design poate fi atribuit capacității sale de a reutiliza căldura care iese din incintă, care încălzește pompa de căldură sub formă de fum, apă sau aer. Iarna, va fi necesară o încălzire alternativă pentru a elimina lipsa de căldură.

Panza freatica

O pompă de căldură de acest tip este, de asemenea, o sursă foarte eficientă de energie pentru încălzire. Acest lucru se datorează faptului că căldura care se obține de la sol la 5 metri adâncime are valori constante de temperatură și nu este afectată de modificările condițiilor meteorologice de pe suprafața pământului. Pe circuitul extern, lichidul de răcire este o compoziție specială sigură numită saramură, care este sigură din punct de vedere al mediului.

Circuitul extern utilizat pentru acest tip de pompă de căldură poate fi de tip orizontal sau vertical.

Conductele utilizate pentru acest sistem trebuie să fie din plastic. Executarea orizontală necesită o suprafață mare de teren. După ce conductele sunt așezate sub pământ, acest teren nu poate fi folosit pentru nevoi agricole.

Este permis să crească un gazon sau plante de aceeași vârstă. Pentru execuția verticală, va fi necesar să se dezvolte mai multe puțuri, a căror adâncime variază de la 50 la 150 de metri, deoarece la o astfel de adâncime solul are o temperatură stabilă și ridicată. Un astfel de dispozitiv se numește pompă geotermală. Pentru a transfera energia de la astfel de adâncimi, se folosesc sonde speciale.

Din experiența de funcționare a unei pompe de căldură bricolaj

După cum a arătat practica, performanța opțiunii prezentate este scăzută: 2,6-2,8 kW. Nu este nevoie să vorbim despre eficiența ridicată a acestei pompe de căldură: pe o suprafață de 60 m2 la -5 oC în aer liber, ea însăși menține + 17oC. Dar sistemul a fost luat în considerare și instalat sub cazan - radiatoarele, la o temperatură de intrare de + 45 ° C, pur și simplu nu pot da mai mult. Sistemul din casă a funcționat vechi și numărul radiatoarelor nu a crescut, dar până acum în frig au fost încălziți de o sobă.

Dacă se adaugă un schimbător de căldură regenerativ la structură, acest lucru va crește eficiența cu 10-15%. Având în vedere că costurile sunt mici, puteți face acest lucru. Veți avea nevoie de două țevi de cupru de 1,5 metri fiecare. Una cu un diametru de 22 mm, a doua - 10 mm. Un conductor cu 4 miezuri (lungime 3-4 metri, diametru 4 mm) este înfășurat pe unul mai subțire pentru a crește zona de schimb de căldură, capetele sale sunt lipite cu tubul astfel încât să nu se desfacă. Tubul înfășurat cu sârmă este introdus ușor în tubul cu diametru mai mare. Trebuie instalat între compresor și evaporator. Rafinamentul este nesemnificativ, dar crește semnificativ eficiența. Este adevărat, în anumite condiții este nesigur: freonul cald poate pătrunde în compresor, ceea ce va duce la defectarea acestuia.

Îmbunătățirea circuitului: puteți adăuga un schimbător de căldură regenerativ, care va crește productivitatea cu aproximativ 15-20%

A doua opțiune pentru creșterea eficienței, mai sigură și nu mai puțin eficientă, este construirea unui schimbător de căldură suplimentar pentru încălzirea apei sau a glicolului.

Ce trebuie să căutați dacă decideți să vă faceți propria pompă de căldură. Există câteva lucruri care pot fi învățate doar din experiență:

• Curenții inițiali ai acestei instalații au fost foarte decenți. Nu au existat întotdeauna suficiente resurse de rețea pentru a rula instalarea. Prin urmare, dacă faceți o instalare serioasă, este mai bine să luați un compresor trifazat și să furnizați respectiv o intrare trifazată. Da, nu ieftin, dar pentru un start stabil al unui compresor monofazat este necesar un stabilizator electronic de putere decentă, care nu poate fi numit nici ieftin.
• O pompă de căldură pe un sistem de radiatoare finit nu va da o temperatură normală a camerei. Sunt concepute pentru o temperatură diferită a lichidului de răcire, pe care aceste instalații, în special cele de casă, sunt extrem de rare în stare să le ofere. Prin urmare, fie actualizați sistemul (adăugând cel puțin același număr de secțiuni ale radiatorului), fie instalați podele de apă.
• Dacă există trei inele de apă într-o fântână, acest lucru nu înseamnă că are un debit mare. Trebuie să știi câtă apă este capabil să dea cu selecția sa constantă.

Video

Următorul videoclip oferă detalii despre caracteristicile pompelor de căldură:

https://youtu.be/jU5ueYQY-88

Mai multe informații despre dispozitivul unei pompe de casă în următorul videoclip de mai jos:

În ultimele decenii, proprietarii de case au achiziționat o selecție destul de mare de sisteme de încălzire. Nu mai este necesar să vă conectați la rețele centralizate și să utilizați surse tradiționale. Puteți alege echipamente care funcționează pe energie alternativă, dar principalul său dezavantaj este costul ridicat. Ești de acord?

Cu toate acestea, dacă construiți o pompă de căldură cu propriile mâini dintr-un frigider vechi, sistemul poate fi redus semnificativ în preț. Și vă vom spune cum să o faceți.

În articol, am selectat cele mai simple soluții și le-am furnizat desene și diagrame detaliate. Prin urmare, nu va fi dificil pentru un meșter de casă să le înțeleagă. În plus, aici veți găsi instrucțiuni pas cu pas pentru fabricarea echipamentelor de încălzire. Și videoclipurile postate vă vor spune despre caracteristicile de proiectare ale pompei de căldură și caracteristicile conexiunii sale.

Rezultate

Fără îndoială, costul unei pompe de căldură de la un aparat de aer condiționat este de câteva ori mai mic decât opțiunile din fabrică gata făcute, chiar și cele fabricate în China. Dar există o mulțime de nuanțe aici: trebuie să aveți grijă de sursa și cantitatea de căldură furnizată, să calculați corect lungimea schimbătoarelor de căldură (bobine), să instalați automatizări, să furnizați energie garantată etc. Dar dacă ești capabil să rezolvi aceste probleme, atunci este, fără îndoială, benefic. Permiteți-mi să vă dau câteva sfaturi: în primul an este foarte de dorit să aveți încălzire de rezervă, iar testarea și testarea, este mai bine să efectuați vara, astfel încât să existe timp pentru a revizui unitatea înainte de începerea sezon de încălzire.

Ce este o pompă geotermală

Cum funcționează pompa de căldură

Mai întâi trebuie să înțelegeți ce este o pompă geotermală și pe ce principiu funcționează, deoarece el este inima întregului dispozitiv pe care îl descriem.

Nu este un secret pentru nimeni că temperatura peste zero este menținută întotdeauna în grosimea pământului. Apa de sub gheață se află în aceeași stare. În acest mediu relativ cald, este plasată o conductă închisă cu lichid.

Schema de funcționare a pompelor de căldură este destul de simplă și se bazează pe principiul invers Carnot:

1. Purtătorul de căldură, deplasându-se de-a lungul circuitului extern, se încălzește de la sursa selectată și intră în evaporator.
2. Acolo schimbă energia cu un agent frigorific (de obicei freon).
3. Freonul fierbe, se transformă într-o stare gazoasă și este comprimat de un compresor.
4. Gazul fierbinte (se încălzește în intervalul 35-65oC) intră într-un alt schimbător de căldură, în care își cedează căldura sistemului de încălzire sau de alimentare cu apă caldă a casei.
5. Agentul frigorific răcit devine din nou lichid și revine la un nou cerc.

Sfaturi utile

În toate etapele construirii unei case, începând cu etapa de proiectare, trebuie să ne amintim că TN este un sistem inerțial. Poate fi comparat cu un aragaz rusesc masiv, care de obicei era încălzit o dată pe zi în timpul gătitului. Apoi căldura acumulată a încălzit locuința până a doua zi dimineață.

Pereții din bușteni grei au un grad destul de ridicat de inerție termică. Pur și simplu, se răcesc încet când devine mai frig noaptea. Inerție termică bună pentru pereți groși de piatră și beton greu sau cărămizi.

Betonul spumant și spumant are proprietăți bune de izolare termică. Dar, datorită greutății lor specifice reduse, au o inerție termică scăzută. O pompă de căldură într-o clădire cu pereți din astfel de materiale cu o scădere bruscă a temperaturii aerului exterior nu va fi întotdeauna capabilă să „pompeze” suficientă căldură din exterior în sistemul de încălzire cu „podea caldă”.

De asemenea, trebuie să luați în considerare alți factori:

1. Pentru a reduce pierderile de căldură sau a nu îngheța deloc țevile din linia principală dintre casă și fântâni sau colector, este necesar să le așezați la o adâncime sub nivelul de îngheț. În Crimeea - 0,75 metri este suficient, iar la latitudinea Moscovei - cel puțin 1,5.
2. Cele mai mari pierderi de căldură sunt de obicei prin ferestre. Prin urmare, geamurile triple nu sunt deloc un lux, ci o soluție de construcție solidă din punct de vedere economic. Opțiunea ideală este să folosiți ochelari care pot reflecta razele infraroșii.
3. În cazul utilizării opțiunii a 2 puțuri pentru admisia și evacuarea apei, distanța dintre ele trebuie să fie de cel puțin 20 de metri.
4. Este mai bine să încercați mai întâi un TN de casă într-o spălătorie sau garaj. Instalarea încălzirii prin pardoseală într-o zonă rezidențială va necesita costuri suplimentare. Aflați comanda prin linkul pentru șemineul din colț.

Cum să faci o pompă de căldură cu propriile mâini

Unele linii directoare pentru crearea acestor dispozitive sunt descrise mai jos:

• În primul rând, ar trebui să începeți să cumpărați un compresor, de exemplu, cum ar fi într-un aparat de aer condiționat. De regulă, este atașat la perete.
• A face o altă parte importantă a produsului, condensatorul, este destul de realist de făcut cu propriile mâini. Pentru a face acest lucru, trebuie să îndoiți o țeavă de cupru (diametrul nu trebuie să fie mai mic de 1 mm) sub formă de bobină și, deja în această stare, plasați-o în adâncimea unei cutii din metal sau plastic. Ca corp, puteți utiliza un rezervor de dimensiuni adecvate. De

  
  La sfârșitul instalării bobinei, părțile rezervorului sunt sudate și sunt instalate conexiunile filetate necesare. De asemenea, evaporatorul este montat cel mai adesea pe perete. Indicație: pentru a realiza o bobină de înaltă calitate, cel mai bine este să înfășurați o țeavă de cupru pentru instalații sanitare peste o bază cilindrică cu grosimea dorită, pentru aceasta puteți utiliza o butelie de gaz. Pentru a atinge aceeași distanță între viraje, utilizați un colț perforat din aluminiu, pe care sunt atașate virajele bobinei.

• Instalarea finală a acestor piese, și anume lipirea unui tub de cupru, pomparea freonului, etc., ar trebui făcută exclusiv de un lucrător profesionist cu înaltă calificare. Dacă faceți acest lucru fără o experiență adecvată, puteți deteriora echipamentul și puteți crește semnificativ probabilitatea de vătămare corporală.
• Următorul pas este conectarea structurii la sistemul de încălzire al clădirii.
• După aceea, ar trebui să procedați la instalarea și conectarea circuitului extern. Acest proces are propriile sale caracteristici, care diferă în funcție de tipul de pompă de căldură. Important: înainte de a porni pompa de căldură, ar trebui să diagnosticați cablurile electrice din casă și contorul de energie electrică. Dacă descrierea este degradată și depășită, atunci va fi necesară înlocuirea. Puterea acceptabilă pe care o are contorul electric poate fi considerată o marcă de peste 40 amperi.

Este demn de remarcat faptul că funcționarea unei pompe de căldură în încălzirea unei case nu satisface întotdeauna pe deplin toate cerințele proprietarilor. De obicei, acest lucru se datorează faptului că calculele termodinamice au fost efectuate incorect. Rezultatul unei astfel de erori este un sistem cu putere redusă sau sistemul se dovedește a fi prea puternic și acest lucru se datorează consumului excesiv de energie electrică.

Pentru a selecta un sistem cu o putere adecvată, ar trebui să calculați pierderea de căldură a clădirii și multe alte calcule. Acest calcul trebuie efectuat de un inginer de proiectare cu experiență.