Ako si vyrobiť tepelné čerpadlo vlastnými rukami

Tepelné čerpadlo je zaujímavá vec, ale drahá. Približné náklady na zariadenie + zariadenia s externým obvodom sú od 300 do 1 000 dolárov za 1 kW výkonu. Ak poznáme „šikovnosť“ ruského ľudu, dá sa ľahko predpokladať, že v rozľahlosti našej obrovskej a rozmanitej domoviny funguje viac ako jedno ručne vyrobené tepelné čerpadlo. Najčastejšie existujú domáce zariadenia, ktoré vyrábali „chladničky“. A je to pochopiteľné, pretože tepelné čerpadlo aj mraznička fungujú na rovnakom princípe, ide len o to, že systém teplární je zameraný na zber tepla, nie na jeho odvádzanie, a kompresor sa používa s vyšším výkonom.

Prečítajte si, ako to funguje tu.

Čo môže byť zdrojom tepla pre tepelné čerpadlo

Teplo na vykurovanie miestnosti je možné získavať zo vzduchu vonku. Tu však nevyhnutne vzniknú ťažkosti s prevádzkou: teplotné výkyvy, aj priemerné denné, sú príliš veľké, nehovoriac o tom, že tepelné čerpadlo vykazuje normálnu účinnosť pri teplotách nad 0 ° C. A koľko regiónov máme v zime taký obraz? ? Na jar, a dokonca aj vtedy nie skoro, a ani na celom území, ani po celú dobu.

Zdrojom tepla pre váš dom vykurovaný tepelným čerpadlom môže byť akékoľvek prostredie

Zdroj tepla umiestnený vo vode vyzerá oveľa prijateľnejšie. Ak je v blízkosti rieka, jazero alebo rybník so slušnou hĺbkou, je to skvelé: potrubie môžete jednoducho utopiť. Je len dôležité, aby tam nelovili rybári s donkami.

Ďalšou dobrou možnosťou je studňa, ale je tu možnosť, že hladina klesne a budete musieť hľadať iný zdroj. Ale zatiaľ je všetko v poriadku, bude to fungovať dobre: ​​priemerná teplota vody v podzemných horizontoch je 5-7 oC. To je viac ako dosť na prevádzku tepelného čerpadla.

Možno vás prekvapí, ale môžete použiť aj kanalizáciu - teploty sú tam vyššie ako v studniach. Potrubie je možné umiestniť do žumpy alebo studne, ale za podmienky, že je neustále zakryté vodou. A potrubie bude musieť byť chemicky odolné.

Horizontálny podzemný kolektor je mimoriadne namáhavá úloha: bude potrebné odstrániť pôdu z niekoľkých stoviek metrov štvorcových do hĺbky pod bodom mrazu. Jedná sa o veľmi veľké objemy, ktoré nemožno zvládnuť samostatne alebo dokonca s asistentom. A ako ukázala prax, v našich klimatických podmienkach sú tieto systémy neúčinné: zimy sú príliš tuhé.

S vertikálnymi kolektormi to nie je o nič lepšie - bez vrtného vybavenia sa sotva zaobídete. Počet a hĺbka studní závisia od pôdy: rozsah možného odvodu tepla z metra studne je veľmi veľký. Od 25 W / mv suchej drvine a piesčitej pôde, do 80-85 W / mv mokrej drvine a piesočnatej pôde alebo v žule. V súlade s tým je rozdiel v dĺžke jamiek 3-krát a viac.

Tu je schéma vykurovania domu pomocou tepelného čerpadla. Pri použití dvoch studní, ako je to v opísanom príklade, a pri absencii uzavretej slučky musí byť vzdialenosť medzi týmito dvoma studňami najmenej 20 metrov. A musíte brať do úvahy smer prúdenia, aby studená voda z čerpadla neznižovala teplotu v „darcovskej“ studni

V opísanom príklade domáceho tepelného čerpadla je zdrojom tepla studňa s dobrým prietokom vody. Voda prichádza tak rýchlo, že pokryje spotrebu pre domáce potreby a stačí na prenos požadovaného množstva tepla (vypočítal sa požadovaný prietok vody a podľa toho sa zvolilo čerpadlo). Zdrojom tepla pre túto úpravu však môže byť ktorýkoľvek z vyššie opísaných zdrojov, okrem vzduchu.Po rozhodnutí o zdroji tepla bude možné vyrobiť tepelné čerpadlo na vykurovanie domu.

Typy tepelných čerpadiel

Aby ste jasne pochopili, čo je tepelné čerpadlo, musíte vedieť, aký je jeho tepelný nosič na obrysoch jeho konštrukcie mimo a vo vnútri domu. Tieto chladiace kvapaliny klasifikujú toto zariadenie.

Voda-vzduch

Najefektívnejšie systémy na vykurovanie sú systémy voda-voda. Táto účinnosť je spôsobená skutočnosťou, že teplota vody použitej vo veľkých hĺbkach je konštantná a má skôr vysoké ukazovatele. Na získanie energie z tohto typu zdroja môžu použiť:

• studne a studne, pomocou ktorých sa čerpá podzemná voda;
• útvary otvorenej vody, ktoré zahŕňajú rieky a jazerá;
• odpadová voda, ktorá sa používa v priemysle na výrobu technológií.

Najnižšie náklady budú vyžadovať tepelné čerpadlo, ktoré využíva energiu získanú z otvoreného zásobníka. V takom prípade budete musieť potrubia naplniť chladiacou kvapalinou a spustiť ich do vody. V prípade podzemných vôd sa používa nákladnejšia konštrukcia, pretože jej realizácia je už teraz náročnejšia. Ak chcete vypustiť vodu, musíte si postaviť studňu. Táto voda bude prechádzať cez výmenník tepla.

Obvod vzduch-voda alebo vzduch

Tepelné čerpadlo vzduch-voda kombinuje klady a zápory. Medzi výhody patrí zbytočnosť pri vývoji vrtov s veľkou hĺbkou a práce spojené s čistením pôdy. Nevýhodou týchto zariadení je nízky výkon v chladnom období, čo ovplyvňuje jeho najnižšiu účinnosť spomedzi ostatných modelov. Na použitie tohto zariadenia je potrebné namontovať príslušné vybavenie na strechu domu.

Tepelné čerpadlo so zdrojom vzduchu

Výhodu tohto prevedenia možno pripísať jeho schopnosti opätovne využiť odchádzajúce teplo z priestorov, ktoré ohrieva tepelné čerpadlo vo forme dymu, vody alebo vzduchu. V zime bude na elimináciu nedostatku tepla potrebné alternatívne vykurovanie.

Podzemná voda

Tepelné čerpadlo tohto typu je tiež veľmi efektívnym zdrojom energie na vykurovanie. Je to spôsobené tým, že teplo, ktoré sa získava zo zeme hlbokej 5 metrov, má konštantné hodnoty teploty a nie je ovplyvňované zmenami poveternostných podmienok na povrchu zeme. Na vonkajšom okruhu je chladiacou látkou špeciálne bezpečné zloženie, ktoré sa nazýva soľanka a ktoré je bezpečné z hľadiska životného prostredia.

Externý okruh používaný pre tento typ tepelného čerpadla môže byť horizontálny alebo vertikálny.

Rúry použité pre tento systém musia byť plastové. Horizontálna realizácia si vyžaduje veľkú plochu pozemku. Po položení potrubí pod zem nemožno tento pozemok použiť na poľnohospodárske účely.

Je povolené pestovať trávnik alebo rastliny rovnakého veku. Pre vertikálne vykonanie bude potrebné vyvinúť niekoľko vrtov, ktorých hĺbka sa pohybuje od 50 do 150 metrov, pretože v takej hĺbke má pôda stabilnú a vysokú teplotu. Takéto zariadenie sa nazýva geotermálne čerpadlo. Na prenos energie z takýchto hĺbok sa používajú špeciálne sondy.

Z prevádzkových skúseností tepelného čerpadla „urob si sám“

Ako ukázala prax, výkon predstavenej možnosti je nízky: 2,6 - 2,8 kW. O vysokej účinnosti tohto tepelného čerpadla nie je potrebné hovoriť: na ploche 60 m2 pri vonkajšej teplote -5 oC sám udržuje + 17oC. Ale systém bol zvážený a nainštalovaný pod kotlom - radiátory pri vstupnej teplote + 45 ° C jednoducho nemôžu vydávať viac. Systém v dome fungoval staro a počet radiátorov sa nezvýšil, zatiaľ ich však v chlade ohrievali kachle.

Ak sa do konštrukcie pridá regeneračný výmenník tepla, zvýši sa účinnosť o 10 - 15%. Vzhľadom na to, že náklady sú nízke, môžete to urobiť. Budete potrebovať dve medené rúry, každá s dĺžkou 1,5 metra. Jeden s priemerom 22 mm, druhý - 10 mm. Na tenšom, aby sa zväčšila oblasť výmeny tepla, je navinutý 4-žilový vodič (dĺžka 3 - 4 metre, priemer 4 mm), ktorého konce sú na rúrku pripájané tak, aby sa neodvíjali. Drôtená rúra sa jemne zasunie do trubice s väčším priemerom. Musí byť inštalovaný medzi kompresorom a výparníkom. Upresnenie je nepodstatné, ale výrazne zvyšuje účinnosť. Je pravda, že za určitých podmienok je to nebezpečné: teplý freón sa môže dostať do kompresora, čo povedie k jeho poruche.

Vylepšenie okruhu: môžete pridať regeneračný výmenník tepla, ktorý zvýši produktivitu asi o 15-20%

Druhou možnosťou zvýšenia účinnosti, bezpečnejšej a nemenej účinnej, je zabudovanie dodatočného výmenníka tepla na ohrev vody alebo glykolu.

Čo treba hľadať, ak sa rozhodnete pre výrobu vlastného tepelného čerpadla. Existuje niekoľko vecí, z ktorých sa dá poučiť iba zo skúseností:

• Štartovacie prúdy tejto konkrétnej inštalácie boli veľmi slušné. Na spustenie inštalácie nebolo vždy dostatok sieťových prostriedkov. Preto, ak urobíte vážnu inštaláciu, je lepšie vziať si trojfázový kompresor a dodať trojfázový vstup. Áno, nie lacné, ale pre stabilný štart jednofázového kompresora je potrebný elektronický stabilizátor slušného výkonu, ktorý sa tiež nedá nazvať lacným.
• Tepelné čerpadlo na hotovom radiátorovom systéme nebude mať normálnu teplotu v miestnosti. Sú určené pre inú teplotu chladiacej kvapaliny, ktorú tieto inštalácie, najmä tie domáce, sú veľmi zriedkavo schopné. Preto buď inovujte systém (pridaním minimálne rovnakého počtu sekcií radiátora), alebo nainštalujte vodné podlahy.
• Ak sú v studni tri krúžky vody, neznamená to, že má veľký debet. Musíte vedieť, koľko vody je schopný dať pri jej neustálom výbere.

Video

Nasledujúce video poskytuje podrobnosti o vlastnostiach tepelných čerpadiel:

https://youtu.be/jU5ueYQY-88

Viac informácií o zariadení domácej pumpy nájdete v nasledujúcom videu nižšie:

V posledných desaťročiach si majitelia domov zaobstarali pomerne veľký výber vykurovacích systémov. Už nie je potrebné pripájať sa k centralizovaným sieťam a používať tradičné zdroje. Môžete si vybrať zariadenie, ktoré pracuje na alternatívnu energiu, ale jeho hlavnou nevýhodou sú vysoké náklady. Súhlasíš?

Ak však vyrábate tepelné čerpadlo vlastnými rukami zo starej chladničky, náklady na tento systém sa dajú výrazne znížiť. A my vám povieme, ako na to.

V článku sme vybrali najjednoduchšie riešenia a poskytli sme im podrobné výkresy a schémy. Preto pre domáceho remeselníka nebude ťažké im porozumieť. Ďalej tu nájdete podrobné pokyny na výrobu vykurovacieho zariadenia. A zverejnené videá vám povedia o konštrukčných vlastnostiach tepelného čerpadla a vlastnostiach jeho pripojenia.

Výsledky

Cena tepelného čerpadla z klimatizačného zariadenia je nepochybne niekoľkonásobne nižšia ako v prípade hotových továrenských možností, dokonca aj v Číne. Ale tu existuje veľa odtieňov: musíte sa postarať o zdroj a množstvo dodávaného tepla, správne vypočítať dĺžku výmenníkov tepla (špirály), nainštalovať automatizáciu, poskytnúť zaručený výkon atď. Ale ak ste schopní tieto problémy vyriešiť, potom je to nepochybne prospešné. Poviem vám niekoľko rád: v prvom roku je veľmi žiaduce mať záložné kúrenie a pri testovacej a skúšobnej prevádzke je lepšie vykonať v lete, aby bol čas na revíziu jednotky pred začiatkom vykurovacej sezóny.

Čo je to geotermálne čerpadlo

Ako funguje tepelné čerpadlo

Najprv musíte pochopiť, čo je geotermálne čerpadlo a na akom princípe funguje, pretože to je on, kto je srdcom celého zariadenia, ktoré popisujeme.

Pre nikoho nie je tajomstvom, že teplota nad nulou sa vždy udržuje v hrúbke zeme. Voda pod ľadom je v rovnakom stave. V tomto relatívne teplom prostredí je umiestnené uzavreté potrubie s kvapalinou.

Schéma činnosti tepelných čerpadiel je dosť jednoduchá a je založená na opačnom Carnotovom princípe:

1. Chladiaca kvapalina, ktorá sa pohybuje pozdĺž vonkajšieho okruhu, sa ohrieva z vybraného zdroja a vstupuje do výparníka.
2. Tam si vymieňa energiu s chladivom (zvyčajne freónom).
3. Freón vrie, mení sa na plynný stav a je stlačený kompresorom.
4. Horúci plyn (ohrieva sa v rozmedzí 35 - 65 ° C) vstupuje do iného výmenníka tepla, v ktorom odovzdáva svoje teplo vykurovaciemu systému alebo prívodu teplej vody do domu.
5. Chladené chladivo sa opäť stáva tekutým a vracia sa do nového kruhu.

Užitočné rady

Vo všetkých fázach výstavby domu, počnúc fázou projektovania, treba pamätať na to, že TN je zotrvačný systém. Dá sa to prirovnať k mohutnému ruskému sporáku, ktorý sa zvyčajne varil raz denne. Potom akumulované teplo ohrievalo obydlie až do nasledujúceho rána.

Steny z ťažkej guľatiny majú dosť vysoký stupeň tepelnej zotrvačnosti. Jednoducho povedané, keď sa v noci ochladí, pomaly ochladzujú. Dobrá tepelná zotrvačnosť s hrubými kamennými múrmi a ťažkým betónom alebo tehlami.

Pena a penový betón majú dobré tepelnoizolačné vlastnosti. Ale kvôli svojej nízkej špecifickej hmotnosti majú nízku tepelnú zotrvačnosť. Tepelné čerpadlo v budove so stenami z takýchto materiálov s prudkým poklesom teploty vonkajšieho vzduchu nebude vždy schopné „pumpovať“ dostatok tepla zvonku do vykurovacieho systému „teplá podlaha“.

Musíte tiež vziať do úvahy ďalšie faktory:

1. Aby ste znížili tepelné straty alebo vôbec nezamrzli potrubie v potrubí medzi domom a studňami alebo kolektorom, je potrebné ich položiť do hĺbky pod hladinu mrazu. Na Kryme - 0,75 metra je dosť, a na zemepisnej šírke Moskvy - najmenej 1,5.
2. Najväčšie tepelné straty sú zvyčajne oknami. Trojité zasklenie preto nie je vôbec luxus, ale ekonomicky zdravé stavebné riešenie. Ideálnou možnosťou je použiť okuliare, ktoré môžu odrážať infračervené lúče.
3. V prípade využitia možnosti 2 studní na príjem a odvod vody musí byť vzdialenosť medzi nimi najmenej 20 metrov.
4. Je lepšie vyskúšať domáce TN najskôr v technickej miestnosti alebo v garáži. Inštalácia podlahového kúrenia v obytnej štvrti si vyžiada ďalšie náklady. Objednávku zistíte pomocou odkazu pre rohový krb.

Ako si vyrobiť tepelné čerpadlo vlastnými rukami

Niektoré pokyny na vytváranie týchto zariadení sú opísané nižšie:

• Najskôr by ste si mali začať kupovať napríklad kompresor, napríklad v klimatizácii. Spravidla je pripevnený k stene.
• Výroba ďalšej dôležitej súčasti produktu, kondenzátora, je celkom reálna, pokiaľ ide o vlastné ruky. Aby ste to dosiahli, musíte ohýbať medenú rúrku (priemer by nemal byť menší ako 1 mm) vo forme špirály a už v tomto stave ju vložte do hĺbky kovového alebo plastového puzdra. Ako telo môžete použiť nádrž vhodnej veľkosti. Autor:

  
  Po dokončení inštalácie cievky sú časti nádrže zvárané a sú nainštalované potrebné závitové spojenia. Výparník je tiež najčastejšie namontovaný na stenu. Rada: Ak chcete vyrobiť vysoko kvalitnú cievku, je najlepšie navinúť medené inštalatérske potrubie na valcovú základňu požadovanej hrúbky, na to môžete použiť plynovú fľašu. Na dosiahnutie rovnakej vzdialenosti medzi závitmi sa používa perforovaný hliníkový roh, na ktorý sú pripevnené závitky cievky.

• Konečnú inštaláciu týchto dielov, menovite spájkovanie medenej rúrky, čerpanie freónu atď., By mal vykonať výhradne vysoko kvalifikovaný odborný pracovník. Ak to nebudete robiť správne, môže to poškodiť zariadenie a výrazne zvýšiť pravdepodobnosť zranenia.
• Ďalším krokom je pripojenie konštrukcie k vykurovaciemu systému budovy.
• Potom by ste mali pokračovať v inštalácii a pripojení externého obvodu. Tento proces má svoje vlastné charakteristiky, ktoré sa líšia v závislosti od typu tepelného čerpadla. Dôležité: pred spustením tepelného čerpadla by ste mali diagnostikovať elektrické vedenie v dome a elektromer. Ak bude popis schátraný a zastaraný, bude potrebná výmena. Prijateľný výkon, ktorý má elektromer, možno považovať za značku nad 40 ampérov.

Stojí za zmienku, že prevádzka tepelného čerpadla pri vykurovaní domu nie vždy úplne uspokojí všetky požiadavky majiteľov. Spravidla je to kvôli skutočnosti, že termodynamické výpočty boli vykonané nesprávne. Výsledkom takejto chyby je systém s nízkym výkonom alebo sa systém ukáže ako príliš silný, a to kvôli nadmernej spotrebe elektrickej energie.

Ak chcete zvoliť systém s vhodným výkonom, mali by ste vypočítať tepelné straty budovy a mnoho ďalších výpočtov. Tento výpočet by mal vykonať skúsený konštruktér.