Hvordan lage en luft-til-vann varmepumpe: enhetsdiagrammer og selvmontering

På grunn av den regelmessige økningen i kostnadene for oppvarmingsvæsker, blir alternative oppvarmingsmetoder etterspurt.For eksempel en praktisk luft-til-vann varmepumpe som bruker luftenergi til oppvarming. Installasjonen krever ikke dyre forbruksvarer, er enkel å bruke og sikker.

På grunn av den betydelige prisen på fabrikkmontering av enheten, er mange mennesker interessert i å konstruere dette systemet uavhengig. Vi vil fortelle deg hva en hjemmehåndverker trenger for å bygge en hjemmelaget varmepumpe. Her finner du ut hvilket teknisk utstyr du bør hamstre på.

Funksjoner av luft-vann termisk system

Varmepumpen som denne artikkelen er viet til, i motsetning til andre modifikasjoner av en lignende enhet (spesielt, vann-vann og jord-vann), har en rekke fordeler:

• sparer strøm;
• installasjon vil ikke kreve storskala gravearbeid, boring av brønner eller innhenting av spesielle tillatelser;
• Hvis du kobler systemet til solcellepaneler, kan du sikre dets fullstendige autonomi.

En betydelig fordel med et termisk system som utvinner vindenergi og overfører det til vann er 100 % miljøsikkerhet.

Før du begynner å designe en pumpe, må du finne ut i hvilke tilfeller systemet er mest effektivt og når bruken er upassende.

Et varmepumpesystem som trekker ut energi fra luftmassen kan brukes til å varme opp alle typer kjølevæsker som brukes i CIS: vann, luft, damp

Spesifikasjoner for bruk og drift

Varmepumpen fungerer utelukkende produktivt i temperaturområdet fra -5 til +7 grader. Ved en lufttemperatur på +7 vil systemet generere mer varme enn nødvendig, og ved temperaturer under -5 vil det ikke være nok til oppvarming. Dette skyldes det faktum at det konsentrerte freonet i strukturen koker ved en temperatur på -55 grader.

Teoretisk kan systemet generere varme selv i 30-graders frost, men det vil ikke være nok til oppvarming, fordi varmekapasiteten avhenger direkte av forskjellen mellom kjølemediets kokepunkt og lufttemperaturen.

Derfor vil dette systemet ikke være egnet for innbyggere i de nordlige regionene, hvor kaldt vær inntrer tidligere, men i hus i de sørlige regionene kan det effektivt tjene i flere kalde måneder.

Hvis standardbatterier er installert i rommet, vil varmepumpen fungere mindre effektivt. Luft-til-vann-apparatet kombineres best med konvektorer og andre radiatorer med stort areal, samt "varmt gulv"-systemer, "varme vegger" av vanntype.

Dessuten må selve rommet være godt isolert fra utsiden, ha innebygde flerkammervinduer som gir bedre varmeisolasjon enn konvensjonelle tre eller plast.

Varmepumpen samhandler best med et vannbasert "varmt gulv"-system, som ikke krever oppvarming av kjølevæsken over 40 - 45ºC

Hjemmelaget Varmepumpe vil effektivt kunne varme opp hus opp til 100 kvadratmeter. m og er garantert å produsere en effekt på 5 kW. Det skal forstås at det er umulig å fylle freon med tilstrekkelig kvalitet i en struktur skapt under hjemlige forhold, så du bør regne med kokepunktet på opptil -22 grader.

Den hjemmemonterte enheten er ideell for å levere varme til en garasje, drivhus, vaskerom, lite privat basseng etc. Systemet brukes vanligvis som tilleggsvarme.

Elektrisk kjele eller annet tradisjonelt utstyr for fyringssesongen vil uansett være nødvendig. Under alvorlig frost (-15-30 grader) anbefales det å slå av varmepumpen for å unngå sløsing med strøm, fordi effektiviteten i denne perioden ikke er mer enn 10%.

Varmepumper leverer tilstrekkelig energi til å varme opp vann i innendørs private svømmebassenger (+)

Driftsprinsippet til systemet

Arbeidsstoffet i strukturen er luft. Gjennom utendørsenheten, som er installert utendørs, kommer oksygen inn i fordamperen gjennom rør, hvor det samhandler med kjølemediet.

Under påvirkning av temperatur blir freon gassformet (siden det koker ved -55 grader) og kommer inn i kompressoren i oppvarmet form under trykk. Enheten komprimerer gassen og øker dermed temperaturen.

Varm freon kommer inn i kretsen til lagringstanken (kondensatoren), hvor varme overføres til vann, som deretter kan brukes til å organisere oppvarming og FGP. I kondensatoren mister freonet bare en del av varmen, og er fortsatt i gassform.

Når det passerer gjennom gassen, sprøytes kjølemediet, som et resultat av at temperaturen synker. Freon blir flytende og går i denne formen inn i fordamperen. Syklusen gjentas.

Figuren viser skjematisk implementeringen av prinsippet om en elementær varmepumpe, delt av en kompressor og en ekspander i to kretser - høyt og lavt trykk

For de som ønsker å bygge selv Varmepumpe fra avfallsmaterialer og brukt utstyr, for eksempel fra et gammelt kjøleskap, vil informasjonen i vår anbefalte artikkel hjelpe.

Bygging av luft-til-vann varmepumpe

Et varmepumpesystem består av fire hovedelementer:

• utendørs enhet;
• varmeveksler-fordamper tanker;
• kompressor enhet;
• lagertank (kondensator).

La oss se på designfunksjonene til hver blokk.

Montering av utedelen

For å lage en ekstern blokk trenger du:

• Ramme. Tradisjonelt er en enhet laget av et delt system, vaskemaskin eller annet stort utstyr egnet; noen ganger bygger de det selv ved å sveising metallelementer. Etter montering er det viktig å behandle metallet med anti-korrosjonspulvermaling.
• Fan. Produktet kan lånes fra en gammel arbeider klimaanlegg eller kjøp separat.

Viftemodellen bør ha brede plastblader og gjerne med avtakbar motor slik at den kan kobles til sensoren.

For å sette sammen utendørsenheten trenger du et hus og en vifte fra under klimaanlegget. Omtrentlig parametere for blokken – 75x85x30 cm

En fordamper og hjelpeelementer for driften kan installeres i utendørsenheten, men det er mer tilrådelig å plassere disse delene i et separat hus.

Installer utedelen i en avstand på 2-10 m fra huset. Det er viktig å bygge et fundament for det og installere en baldakin for å beskytte strukturen mot nedbør. Det er også nødvendig å feste et gitter foran viften for å hindre at skitt, rusk og blader kommer inn i viftebladene og rørene.

I tillegg er det tilrådelig å installere varmeovner som beskytter sidene og panelene mot ising.I dette tilfellet vil ytterligere oppvarming av saken ikke være nødvendig. Stedet for installasjon av enheten må være godt ventilert og vekk fra kilder til åpen ild.

Blokk med varmeveksler-fordamper

Fordamperen kan kjøpes ferdig ved å bruke tjenestene til nettleverandører, eller du kan lage den selv. For å gjøre dette trenger du en 80-liters tank og kobbertråd med en diameter på 10 mm og en tykkelse på minst 1 mm.

Lengden beregnes individuelt under hensyntagen til nødvendig effekt. For en 5 kW enhet kan du ta 10 m. Freon vil bli oppvarmet og sirkulert i fordamperen, samt kontakt med luft.

For å lage en varmeveksler må du konstruere en spole. For å gjøre dette vikles ledningen rundt et tykkvegget rør med en diameter som ikke overstiger tankens bredde. Det er viktig å etterlate kutt som stikker utover høyden på kroppen. De vil være nødvendige for å koble spolen til andre elementer i systemet - kompressoren og lagertanken.

For å lage en spiral, vikles et kobberrør med vegger på ca. 1 mm rundt en gassflaske, rør eller plastflaske fylt med vann.

2 beslag kuttes inn i kroppen for tilkobling av rørledninger, og to koblinger er laget for ledningsutgangen. Koblingene er forseglet. Den ferdige strukturen er sikret ved hjelp av L-formede braketter.

Det anbefales i tillegg å installere et avrimingsrelé på fordamperen, siden luft vil sirkulere i tanken, hvis temperatur er negativ. I dette tilfellet kan kondens som samler seg i systemet føre til ising av fordamperen. For å forhindre dannelse av fuktighet kan du også innføre en filtertørker i systemet.

Regler for kompressorinstallasjon

For å installere kompressoren trenger du et separat hus med lyd- og vibrasjonsisolasjon, siden nesten alle modifikasjoner av enheten er støyende under drift. Du kan ta en brukt kompressor under et kjøleskap, klimaanlegg eller kjøpe en ny modell.

Følgende typer kompressorer er egnet for varmepumper:

1. Rotary kompressorer er de rimeligste, men har en rekke ulemper - de er støyende, har lav effektivitet og varer 8-10 år.
2. Spiral modifikasjoner er installert i alle moderne modeller av klimaanlegg og kjøleskap. De er holdbare (15-20 år), lydløse, effektive, men er dyre.
3. Stempel modeller er hovedsakelig installert på industrielle kjøleskap. Produktene har god effektivitet, er holdbare (15-20 år), men er ekstremt støyende og dyre.

For en varmepumpe er det nødvendig å velge en enfaset kompressor. Før du kjøper, er det viktig å finne ut hvilken type freon enheten fungerer med. Det anbefales å kjøpe en modell som kjører på R22, helst på R422. Denne typen kjølemiddel er lettere å jobbe med enn noen annen type freon.

Kompressoren er koblet med rør til fordamperen og kondensatorenheten. Takket være enheten øker freon temperaturen.

Design av en lagringstank (kondensator)

For å lage en kondensator trenger du et hus fra en 100-liters kjele eller en annen rustfri tank med samme volum. En spole laget av kobberrør er også nødvendig. En 5 kW pumpe kan bruke 12 meter ledning. Varm freon vil passere gjennom spiralrøret, noe som får vannet til å varmes opp.

Trinn #1: Lage en spole

For å lage en spole trenger du kobbertråd med en diameter på minst 26 mm og en veggtykkelse på 1 mm. Den skal vikles på et rør som har mindre tverrsnitt enn tankens.

Høyden på spiralen må samsvare med høyden på kroppen. Det er viktig å la rørutløpene stå utenfor tanken for å kunne koble spolen til fordamper og kompressor.

Trinn #2: Forberede saken

For å installere spolen må tanken kuttes. Du må lage hull på toppen og bunnen for kobbertråduttakene, og også kutte ut ekstra rom for å installere 2 beslag, hvorav den ene er designet for vannutløp og den andre for innløpet. Etter disse prosedyrene må tanken forsegles.

Varmeveksler-kompressoren kan kjøpes separat som en ferdig struktur. Ved å bruke en fabrikkmontert enhet kan du øke kraften og effektiviteten til installasjonen.

Kjølemiddel merket R22 skal etter planen fases ut innen 2030 i henhold til Montreals regelverk. For å fylle systemet er det bedre å bruke erstatningen - R422 kjølemiddel

Koble utendørsenheten til fordamperen

For å koble til utendørsenheten og fordamperen, kreves det 2 polyetylenrør HDPE 32. Luft vil passere gjennom ett rør og gå ut gjennom et annet.

Rørene kan graves ned i bakken, etter å ha lagt eventuelt sandholdig materiale til grøften, eller etterlates på overflaten hvis ytterrøret er plassert i nærheten av huset.

Tilkobling av fordamper, kompressor og tank

Freon sirkulerer i dette systemet. For å koble til spoler med kompressor og gass, må du kontakte kjølespesialister.Det vil være vanskelig for en person som ikke har erfaring med loddearbeid, selv om han har verktøy og materialer, å koble alle elementene riktig til ett system for å sikre driften av strukturen.

Dessuten vil det kreves mange tilleggsmaterialer - rør med forskjellige diametre, forskjellige modifikasjoner avløpskraner, lufteventiler, sikkerhetsventiler, samt rørklemmer, klemmer, rørkuttere for kutting av rørledningsseksjoner.

Du vil også trenge andre spesialiserte enheter som er tilgjengelige i ethvert verksted for kjøleskap og klimaanlegg.

Høykvalitetsinjeksjon av freon utføres også ved bruk av spesialutstyr. Derfor, for å kombinere varmevekslere, en kompressor og en gass til et fungerende system, er det mer praktisk og lønnsomt å henvende seg til fagfolk.

Implementering av anleggskontrollsystemer

For å overvåke freontrykk og temperatur, kan du bruke et brett med en skjerm fra under hvilket som helst klimaanlegg. Under loddeprosessen, ved hjelp av spesialister, kan designet implementeres riktig i installasjonen.

Det er også mulig å koble til en spesiell enhet - en vifterotasjonssensor. Den regulerer rotasjonshastigheten til bladene og automatiserer også hastigheten til freonsirkulasjonspumpen.

I tillegg kan du stille inn en timer elektrisk starter, en enhet som beskytter kompressoren mot overoppheting. Alle disse delene kan kjøpes fra verksteder eller ettermarkedet.

Luft-til-vann varmepumpe effektberegning

For oppvarming av et rom med et areal på 100 kvm. m vil kreve en varmepumpe med større effekt. Du kan omtrent beregne nødvendig installasjonseffekt ved å bruke tabellen:

Disse tabellene vil hjelpe deg med å beregne spolearealet for å lage en installasjon av en bestemt effekt

For å bestemme hvilken kraft kompressoren skal ha, hvilken diameter rør skal brukes og andre viktige data når du designer en luft-til-vann varmepumpe, må du bruke en av følgende metoder:

• Bruk online kalkulatorer som er lagt ut på nettsidene til produsentene av varmeveksler.
• Bruk programvare CoolPack 1,46, Copeland.
• Inviter en spesialist som vil gjøre de nødvendige målingene og beregningene.

Området til kondensatorspolen (PZK) kan beregnes ved hjelp av formelen:

PZK = M/0,8DT,

hvor M er installasjonseffekten i kW; 0,8 - koeffisient for termisk ledningsevne ved kontakt med vann og kobber; DT er temperaturforskjellen mellom inngående og utgående luft i systemet.

Varmepumpeparametrene gitt ovenfor passer for rom opp til 100 kvadratmeter. meter. Installasjonseffekt - 5 kW. Hvis du kjøper spesielle varmevekslere, er det fullt mulig å øke installasjonseffekten til 10-15 kW.

Figuren viser et system der varmevekslere, en kompressor og en gasspjeld er kombinert i en tank. Designet bruker fabrikkvarmevekslere (+)

Vedlikehold av en hjemmelaget installasjon

For drift av høy kvalitet krever varmepumpen ekstra vedlikehold. Hvis du bruker enheten om vinteren (gitt at det ikke er installert ekstra oppvarming i huset), må enheten varmes opp med jevne mellomrom, siden det dannes en isskorpe på overflaten.

Det er også nødvendig med jevne mellomrom:

• Rengjør viftebladene fra rusk - løv, støv, skitt, snø osv.
• Smør kompressoren i henhold til instruksjonene.
• Skift olje i kompressor og vifte.

I tillegg, for normal funksjon av systemet, er det nødvendig å regelmessig kontrollere integriteten til kobberrørledningen, strømkabelen som forsyner kompressoren, viften og andre enheter.

Konklusjoner og nyttig video om temaet

Følgende video vil introdusere deg til prinsippet om drift og design av en varmepumpe som behandler vindenergi:

En hjemmelaget luft-til-vann varmepumpe er en av de effektive og rimelige enhetene for ekstra oppvarming av hjemmet. Alle kan lage og installere dette systemet.

Skriv kommentarer i blokken nedenfor. Kanskje du har interessant informasjon og bilder om emnet for artikkelen? Still spørsmål, del dine egne meninger og tips som er nyttige for besøkende på nettstedet.