Τεχνολογία συναρμολόγησης αντλίας θερμότητας τύπου νερού-νερού με εκχύλιση θερμότητας από το πηγάδι

Εάν είναι αδύνατο ή πολύ ακριβό να θερμανθεί μια ιδιωτική κατοικία με φυσικό αέριο και η χρήση στερεών καυσίμων δεν είναι βολική, γιατί να μην εξαγάγετε ενέργεια απευθείας από το περιβάλλον; Μία από τις πιο αποτελεσματικές επιλογές για να λάβετε τα απαραίτητα joules είναι η αντλία θερμότητας από νερό σε νερό. Στη Δύση, η βιομηχανική παραγωγή τέτοιων μονάδων έχει από καιρό καθιερωθεί και έχει μεγάλη ζήτηση. Ωστόσο, το κόστος τους είναι αρκετά υψηλό. Επομένως, το ζήτημα της δημιουργίας αντλίας θερμότητας με τα χέρια σας παραμένει πολύ σημαντικό.

Πώς οργανώνεται και λειτουργεί μια τέτοια αντλία θερμότητας;

Σε γενικές γραμμές, μια αντλία θερμότητας λειτουργεί σαν ψυγείο, ακριβώς το αντίθετο. Το ψυγείο αφαιρεί μέρος της θερμότητας για να μειώσει τη θερμοκρασία στο εσωτερικό του θαλάμου. Επομένως, το πίσω τοίχωμα του ψυγείου θερμαίνεται αισθητά. Η αντλία θερμότητας «ψύχει» το περιβάλλον θερμαίνοντας το ψυκτικό που κυκλοφορεί στο σύστημα οικιακής θέρμανσης.

Συνήθως, οι αντλίες θερμότητας νερού-νερού αποτελούνται από το ακόλουθο σύνολο συσκευών:

• εξωτερικό κύκλωμα
• εσωτερικό περίγραμμα
• αποστακτήρας;
• πυκνωτής;
• συμπιεστής.

Το εξωτερικό κύκλωμα είναι ένας σωλήνας μέσω του οποίου κυκλοφορεί το υπόγειο νερό. Εισέρχεται στο σύστημα από το φρεάτιο, περνά μέσα από το εξωτερικό κύκλωμα, δίνοντας στο σύστημα θερμική ενέργεια με χαμηλό δυναμικό και στη συνέχεια αποβάλλεται σε ένα άλλο φρεάτιο. Μερικές φορές μέσα σε ένα εξωτερικό κύκλωμα βυθισμένο σε νερό, υπάρχει ένα ειδικό υγρό που ονομάζεται «άλμη». Αυτός είναι επίσης ένας πολύ αποτελεσματικός τρόπος συλλογής της θερμότητας στο περιβάλλον.

Σημείωση! Εάν υπάρχει ανοιχτή λίμνη κοντά στο σπίτι, μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως πηγή θερμότητας. Ωστόσο, δεν υπάρχει λόγος γεώτρησης για άντληση και απόρριψη υπόγειων υδάτων.

Η θερμότητα των υπογείων υδάτων εισέρχεται στον εξατμιστή. Το ψυκτικό υπό πίεση εισέρχεται εδώ μέσω της τριχοειδούς οπής. Η μείωση της πίεσης προκαλεί μια διαδικασία εξάτμισης και η θερμότητα από τα εσωτερικά τοιχώματα του εξατμιστή μεταφέρεται στο ψυκτικό. Το αέριο ψυκτικό εισέρχεται στον συμπιεστή, όπου συμπιέζεται, μετά τον οποίο αποστέλλεται στον συμπυκνωτή.

Εδώ, το ψυκτικό μετατρέπεται και πάλι σε υγρή κατάσταση και η προκύπτουσα ενέργεια χρησιμοποιείται για τη θέρμανση του ψυκτικού που κυκλοφορεί στους σωλήνες του συστήματος θέρμανσης του σπιτιού. Έτσι, η θερμική ενέργεια χαμηλού δυναμικού του νερού μετατρέπεται σε ενέργεια με υψηλό δυναμικό και ακόμη και σε σοβαρούς παγετούς είναι δυνατή η θέρμανση ενός σπιτιού αρκετά αποτελεσματικά. Αυτή η διαδικασία απεικονίζεται γραφικά στο διάγραμμα αντλίας θερμότητας από νερό σε νερό.

Το διάγραμμα αντλίας θερμότητας νερού-νερού δείχνει τη διαδικασία απόκτησης θερμικής ενέργειας από το περιβάλλον με χαμηλό δυναμικό σε ενέργεια υψηλού δυναμικού για θέρμανση σπιτιού και θέρμανση νερού

Η ποιότητα της αντλίας θερμότητας εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας του νερού. Όσο πιο σταθερή είναι η θερμοκρασία, τόσο καλύτερη είναι η θέρμανση. Στο πηγάδι, η θερμοκρασία του νερού καθ 'όλη τη διάρκεια του έτους κυμαίνεται από 7-12 βαθμούς, γεγονός που καθιστά δυνατή τη χρήση του εξοπλισμού πολύ αποτελεσματικά. Για την αυτοματοποίηση της λειτουργίας της συσκευής, χρησιμοποιείται ένας ρυθμιστής θερμοκρασίας, ο οποίος ενεργοποιεί και απενεργοποιεί τον συμπιεστή, διατηρώντας τη θερμοκρασία στα δωμάτια σε ένα ορισμένο επίπεδο.

Πώς να φτιάξετε μια τέτοια συσκευή μόνοι σας;

Μια οικιακή αντλία θερμότητας από νερό σε νερό είναι ένα σύνολο έτοιμων μονάδων που πρέπει να συνδεθούν με τη σωστή σειρά. Φαίνεται απλό, αλλά στην πράξη το όλο πράγμα μπορεί να καταστραφεί λόγω της έλλειψης κατάλληλων υπολογισμών. Είναι απαραίτητα για να μάθουμε τη βέλτιστη ισχύ του συμπιεστή, τη διάμετρο του σωλήνα εναλλάκτη θερμότητας, καθώς και άλλες παραμέτρους του συστήματος. Οι μη ειδικοί έχουν πολλές επιλογές για την επίλυση αυτού του προβλήματος:

• Χρησιμοποιήστε ειδικό λογισμικό (για παράδειγμα, CoolPack 1.46 και Copeland).
• Χρησιμοποιήστε ηλεκτρονικές αριθμομηχανές που προσφέρονται στους ιστότοπους κατασκευαστών τέτοιου εξοπλισμού.
• προσκαλέστε έναν ειδικό που θα σας βοηθήσει να υπολογίσετε τα πάντα έναντι αμοιβής ή ευγένειας.

Λοιπόν, τώρα για κάθε λεπτομέρεια με περισσότερες λεπτομέρειες.

Μέρος # 1 - συμπιεστής

Ο ευκολότερος τρόπος για να αποκτήσετε έναν κατάλληλο συμπιεστή είναι να τον αφαιρέσετε από το κλιματιστικό, για παράδειγμα, από ένα σύστημα LG split. Ο συμπιεστής επτά watt έχει χωρητικότητα 9,7 kW για παραγωγή θερμότητας και 7,5 kW για ψύξη. Ένα επιπλέον πλεονέκτημα τέτοιων συμπιεστών είναι το χαμηλό επίπεδο θορύβου κατά τη λειτουργία.

Ο συμπιεστής για την αντλία θερμότητας νερού-νερού μπορεί να αφαιρεθεί από το παλιό κλιματιστικό. Είναι προτιμότερο να επιλέξετε ένα μοντέλο κατάλληλο για ισχύ και να λειτουργεί αθόρυβα

Πολλοί συμπιεστές χρησιμοποιούν R22 freon, του οποίου το σημείο βρασμού είναι -10, συμπύκνωση - +55. Το 2030 αυτό το ψυκτικό θα απαγορευτεί για χρήση. Μια πιο κατάλληλη εναλλακτική λύση θα μπορούσε να είναι το πιο «νεαρό» freon R422. Ωστόσο, μπορείτε να αλλάξετε το ψυκτικό όχι μόνο όταν δημιουργείτε αντλία θερμότητας, αλλά και ανά πάσα στιγμή.

Μέρος # 2 - Πυκνωτής

Για την κατασκευή του πυκνωτή μπορεί να χρησιμοποιηθεί δεξαμενή από ανοξείδωτο χάλυβα περίπου 120 λίτρων. Κόβεται στη μέση, ένα χαλκό πηνίο είναι τοποθετημένο στο εσωτερικό, συγκολλημένες αρθρώσεις με ένα νήμα δύο ιντσών, και στη συνέχεια τα μισά της δεξαμενής συνδέονται με συγκόλληση. Η περιοχή του πηνίου μέσω της οποίας κυκλοφορεί το ψυκτικό υπολογίζεται από τον τύπο:

PZ = MT / 0.8RT, όπου:

• PZ - περιοχή του πηνίου.
• Power - Ισχύς θερμότητας που παράγεται από το σύστημα, kW.
• 0,8 - συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας στην αλληλεπίδραση νερού και χαλκού.
• RT - η διαφορά στη θερμοκρασία του νερού στην είσοδο του συστήματος και στην έξοδο από αυτό, βαθμούς Κελσίου.

Για την κατασκευή ενός πηνίου, ένας χαλκός σωλήνας μισής ίντσας, ένα ειδικό ψυκτικό ή καθαρό υδραυλικό είναι κατάλληλο. Το συνιστώμενο πάχος τοιχώματος σωλήνα είναι 1-1,2 mm. Για να μετατρέψετε ένα μήκος σωλήνα του επιθυμητού μήκους σε πηνίο, αρκεί να τυλίξετε σε οποιονδήποτε κατάλληλο κύλινδρο, για παράδειγμα, σε κύλινδρο αερίου. Τα άκρα του πηνίου φέρονται χρησιμοποιώντας προσαρμογείς υδραυλικών. Για να εξασφαλίσετε τη στεγανότητα της σύνδεσης, χρησιμοποιήστε λινάρι και παξιμάδι σύσφιξης.

Για να φτιάξετε ένα πηνίο για συμπυκνωτή αντλίας θερμότητας νερού-νερού, πρέπει να τυλίξετε προσεκτικά τον χαλκό σωλήνα στον κύλινδρο. Μια μεταλλική ράγα θα βοηθήσει στη στερέωση του βήματος των στροφών

Λάβετε υπόψη ότι η είσοδος του οδηγού freon πρέπει να βρίσκεται στην κορυφή του πυκνωτή για να αποφευχθεί ο σχηματισμός φυσαλίδων.

Θέμα # 3 - Εξατμιστήρας

Ένα πλαστικό βαρέλι 127 λίτρων είναι κατάλληλο για το ρόλο του εξατμιστή. Είναι πιο βολικό εάν έχει φαρδύ λαιμό.Ο εξατμιστής υπολογίζεται όπως και ο συμπυκνωτής. Ένας χαλκός σωλήνας μπορεί να περιστραφεί με χάλκινο σύρμα, χωρίς μόνωση.

Ένας σπιτικός εξατμιστής για αντλία θερμότητας νερού-νερού μπορεί να κατασκευαστεί από πλαστικό βαρέλι με φαρδύ λαιμό. Το πηνίο μπορεί να τοποθετηθεί σε μικρότερη χωρητικότητα, αλλά είναι πιο βολικό να δουλεύετε με βαρέλι άνω των 120 l

Οι ειδικοί προτείνουν τη χρήση εξατμιστήρων τύπου «πλημμυρισμένων» για αυτοσχέδιες αντλίες θερμότητας, στις οποίες το υγροποιημένο ψυκτικό εισέρχεται στο νερό από κάτω και εξατμίζεται στην κορυφή. Προσαρμογείς μπορούν να κατασκευαστούν από το λαιμό των συνηθισμένων πλαστικών φιαλών, τα οποία στερεώνονται με λινάρι και στεγανωτικά. Οι τυπικοί σωλήνες αποχέτευσης είναι κατάλληλοι για την τροφοδοσία και την αποβολή νερού. Κατά την εγκατάσταση μιας θερμοστατικής βαλβίδας, πριν αρχίσετε να συγκολλάτε τους σωλήνες της γραμμής ισοπέδωσης, τυλίξτε την με ένα υγρό πανί, καθώς αυτό το στοιχείο δεν πρέπει να θερμαίνεται σε περισσότερο από 100 μοίρες.

Συναρμολόγηση και ανεφοδιασμός Freon

Για να συναρμολογήσετε τις προετοιμασμένες συσκευές σε ένα μόνο σύστημα, θα χρειαστείτε μια μηχανή συγκόλλησης. Στην είσοδο του συμπιεστή, συνιστάται μια βαλβίδα πλήρωσης, η οποία θα είναι χρήσιμη αργότερα. Στη συνέχεια, χρησιμοποιήστε μια ειδική αντλία κενού για να ελέγξετε το σύστημα για κενό.

Για να γεμίσετε το σύστημα με φρέον, θα χρειαστείτε έναν κύλινδρο που περιέχει τουλάχιστον 2 κιλά ψυκτικού. Μετά τον ανεφοδιασμό, συνιστάται να περιμένετε μερικές ημέρες, ελέγχοντας την πίεση στο σύστημα. Εάν παραμένει σταθερό, τότε δεν υπάρχουν διαρροές. Εάν η πίεση μειωθεί, μπορείτε να προσδιορίσετε τα σημεία διαρροών με τον απλούστερο τρόπο: χρησιμοποιώντας σαπουνάδες. Οι άπειροι τεχνίτες είναι καλύτερα να επικοινωνήσουν με έναν τεχνίτη που θα ανεφοδιάσει τον εξοπλισμό επαγγελματικά και αξιόπιστα.

Για τον αυτόματο έλεγχο της λειτουργίας του συστήματος, συνιστάται η χρήση μονοφασικού ρελέ 40Α, ασφάλειας 16Α, ηλεκτρικού πίνακα και ράγας DIN. Απαιτούνται δύο τριχοειδείς αισθητήρες θερμοκρασίας: στην έξοδο από το σύστημα (η συνιστώμενη μέγιστη θερμοκρασία είναι 40 μοίρες) και στην έξοδο από τον εξατμιστή (η θερμοκρασία τερματισμού είναι 0 μοίρες για να αποφευχθεί το πάγωμα του συστήματος). Εάν ένας ελεγκτής χρησιμοποιείται για να λάβει υπόψη τις μετρήσεις και των δύο αισθητήρων θερμοκρασίας, θα πρέπει να θυμόμαστε ότι οι ρυθμίσεις του ενδέχεται να αποτύχουν όταν υπάρχει διακοπή ρεύματος.

Κάτι σαν αυτό μοιάζει με μία από τις επιλογές για μια σπιτική αντλία θερμότητας νερού-νερού. Η συσκευή καλύπτεται από ένα μεταλλικό περίβλημα στο πάνω μέρος του οποίου είναι τοποθετημένος ο πίνακας ελέγχου.

Αφού το σύστημα είναι έτοιμο και τα στοιχεία του τοποθετηθούν σε βολικά μέρη, θα πρέπει να κατασκευαστούν δύο ξεχωριστά πηγάδια για την είσοδο και την απόρριψη υπόγειων υδάτων και να φέρουν το εξωτερικό κύκλωμα στο σύστημα. Σε περιοχές όπου η γεώτρηση πηγαδιών συνδέεται με ορισμένα προβλήματα, αυτό το ζήτημα πρέπει να αντιμετωπιστεί πρώτα. Εάν τα φρεάτια δεν μπορούν να τρυπηθούν, ίσως χρειαστεί να επιλέξετε μια άλλη επιλογή για την αντλία θερμότητας, για παράδειγμα, υπόγεια νερά.

Το παρακάτω βίντεο δείχνει τη λειτουργία μιας σπιτικής αντλίας θερμότητας:

Μερικές χρήσιμες προτάσεις

Πριν προχωρήσετε στην κατασκευή μιας αντλίας θερμότητας, είναι απαραίτητο να αξιολογήσετε το επίπεδο θερμομόνωσης του κτιρίου και να το αυξήσετε στο μέγιστο επίπεδο. Διαφορετικά, η αποτελεσματικότητα αυτού του συστήματος θα τείνει στο μηδέν.

Είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσετε μια αντλία θερμότητας με συστήματα θέρμανσης χαμηλής θερμοκρασίας. Τις περισσότερες φορές, η μονάδα συνδέεται στο "ζεστό πάτωμα" Η εμπειρία με συστήματα θερμών τοίχων, μεγάλων θερμαντικών σωμάτων στην περιοχή κ.λπ. μπορεί να είναι επιτυχής. Η απόδοση του συστήματος θα είναι όσο υψηλότερη, τόσο μικρότερη είναι η διαφορά θερμοκρασίας στα εξωτερικά και εσωτερικά κυκλώματα.

Για τη μείωση του κόστους κατασκευής μιας αντλίας θερμότητας, συνιστάται η χρήση μιας πρόσθετης πηγής θερμότητας: λέβητας φυσικού αερίου, ηλεκτρικού ή στερεού καυσίμου. Η απαιτούμενη ισχύς και το κόστος κατασκευής μιας αντλίας θερμότητας θα είναι μικρότερα και το κόστος θέρμανσης ενός σπιτιού θα μειωθεί.