Αντλία θερμότητας αέρα-νερού: Μια ανασκόπηση της τεχνολογίας αυτοσχεδιασμού

Μια σύγχρονη αντλία θερμότητας αέρα-νερού είναι μια εξαιρετικά χρήσιμη συσκευή. Ακόμα κι αν η εξωτερική θερμοκρασία πλησιάζει το μηδέν, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την επιτυχή θέρμανση αρκετά μεγάλων δωματίων. Εάν οι αντλίες θερμότητας τύπου "υπόγειου νερού" ή "νερού-νερού" είναι πιο εύκολο να εγκατασταθούν σε ιδιωτική κατοικία με ευρύχωρο οικόπεδο, τότε το μοντέλο αέρα-νερού εγκαθίσταται χωρίς προβλήματα σε αστικά κτίρια, τόσο οικιστικά όσο και γραφεία.

Πώς λειτουργεί αυτό το σύστημα;

Ο κόσμος γύρω μας είναι γεμάτος ενέργεια, χρειάζεται μόνο να τον συλλέξετε και να τον χρησιμοποιήσετε σωστά. Για αυτό, έχουν σχεδιαστεί αντλίες θερμότητας αέρα-νερού. Με τη βοήθειά τους, είναι δυνατή η συλλογή ενέργειας χαμηλού δυναμικού από το περιβάλλον και η μετατροπή της σε θερμότητα υψηλού δυναμικού, η οποία μπορεί να θερμαίνει το σπίτι πολύ αποτελεσματικά. Οι ειδικοί αποκαλούν αυτή τη διαδικασία την αντίστροφη αρχή Carnot, βάσει της οποίας λειτουργούν οι ψυκτικές μονάδες.

Με τη βοήθεια ενός ισχυρού ανεμιστήρα, ο απλός αέρας λαμβάνεται από το εξωτερικό. Σε επαφή με τον εξατμιστή, μέσα στο οποίο υπάρχει ψυκτικό που κυκλοφορεί κατά μήκος του πηνίου. Όταν θερμαίνεται, το ψυκτικό εξατμίζεται και εισέρχεται στον συμπιεστή. Εδώ συμπιέζεται και θερμαίνεται σε θερμοκρασία περίπου 75 βαθμών και υπό πίεση εισέρχεται στον συμπυκνωτή. Εκεί, το ψυκτικό συμπυκνώνεται και γίνεται υγρό, εκπέμποντας θερμότητα στο σύστημα οικιακής θέρμανσης. Το υγρό ψυκτικό εισέρχεται στον εξατμιστή, όπου θερμαίνεται υπό την επίδραση εξωτερικού αέρα κ.λπ. Ο κύκλος «θέρμανση-εξάτμιση-συμπίεση-συμπύκνωση» επαναλαμβάνεται ξανά και ξανά.

Η εξωτερική μονάδα της αντλίας θερμότητας αέρα-νερού τοποθετείται στο χώρο, επιλέγοντας ένα μέρος με καλή κυκλοφορία αέρα κοντά στο σπίτι για αυτό

Συνιστάται η χρήση όλων των τύπων αντλιών θερμότητας όχι με τα παραδοσιακά καλοριφέρ, αλλά με αυτούς τους τύπους θέρμανσης που δεν απαιτούν θέρμανση ψυκτικό σε υψηλές θερμοκρασίες. Περιλαμβάνουν "ζεστό πάτωμα», θέρμανση αέρα, καλοριφέρ μεγάλης περιοχής κ.λπ.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα αυτής της θέρμανσης

Μια σύγχρονη αντλία θερμότητας αέρα-νερού είναι αποτελεσματική και μπορεί να εξοικονομήσει σημαντικά τη θέρμανση, επειδή:

• ο αέρας μπορεί να ονομαστεί ο πιο προσιτός και φθηνότερος ανανεώσιμος πόρος.
• το κόστος εγκατάστασης μιας τέτοιας μονάδας θα είναι φθηνότερο από την εγκατάσταση άλλων τύπων αντλίας θερμότητας (χώμα-νερό, νερό-νερό κ.λπ.) και η όλη διαδικασία είναι απλούστερη και ταχύτερη ·
• η θέρμανση μπορεί να πραγματοποιηθεί ακόμη και σε αρνητική εξωτερική θερμοκρασία.
• η συσκευή λειτουργεί σχεδόν αθόρυβα.
• παρέχεται αποτελεσματική ανταλλαγή αέρα εσωτερικού χώρου.
• ο έλεγχος εγκατάστασης μπορεί να πραγματοποιηθεί αυτόματα.

Πράγματι, κατά την κατασκευή μιας αντλίας θερμότητας αέρα, δεν χρειάζεται να τρυπήσετε πηγάδια ή να πραγματοποιήσετε εκσκαφές μεγάλης κλίμακας, δεν χρειάζεται να κατασκευάσετε εναλλάκτη θερμότητας για το εξωτερικό κύκλωμα κ.λπ. Θα χρειαστούν δύο μικρά κανάλια μέσω των οποίων θα εισέλθει ο αέρας και θα επιστραφεί στο εξωτερικό. Για αυτό, δύο μικρά μόνωση ο αγωγός. Υπάρχουν μοντέλα που δεν χρειάζονται τέτοιους αγωγούς.

Για μια αντλία θερμότητας αέρα-νερού, θα χρειαστείτε έναν μεγάλο ανεμιστήρα που θα παρέχει ροές αέρα στον εξατμιστή. Οι λεπίδες ανεμιστήρα πρέπει να καλύπτονται με γκριλ.

Υπάρχουν λίγα μειονεκτήματα σε αυτόν τον σχεδιασμό, αλλά πρέπει να ληφθούν υπόψη. Αν και πιστεύεται ότι μια αντλία θερμότητας αέρα μπορεί να λειτουργεί αποτελεσματικά όλο το χρόνο, είναι ακόμα καλύτερο να τη χρησιμοποιείτε σε περιοχές με ήπιους και ζεστούς χειμώνες. Δεν συνιστάται η ενεργοποίηση μιας τέτοιας αντλίας θερμότητας σε θερμοκρασίες κάτω των -7 βαθμών. Ταυτόχρονα, η απόδοση του συστήματος το χειμώνα θα είναι χαμηλότερη από ό, τι την άνοιξη ή το φθινόπωρο. Αν και οι κατασκευαστές ισχυρίζονται ότι βιομηχανικά μοντέλα αντλιών θερμότητας αυτού του τύπου μπορούν να λειτουργήσουν με επιτυχία στους -25 Κελσίου. Σε μια περιοχή με σκληρό κλίμα, ο συνδυασμός μιας αντλίας θερμότητας και ενός παραδοσιακού λέβητα, που ενεργοποιείται μόνο όταν εμφανιστούν σοβαρά κρυολογήματα, μπορεί να είναι η πιο κερδοφόρα επιλογή.

Φυσικά, οποιαδήποτε αντλία θερμότητας χρειάζεται ηλεκτρικό ρεύμα. Για κάθε κιλοβάτ ηλεκτρικής ενέργειας που καταναλώνεται, η συσκευή σας επιτρέπει να λαμβάνετε 3-4 kW φυσικής ενέργειας. Επομένως, τελικά, η χρήση μιας αντλίας θερμότητας για θέρμανση είναι οικονομικά αποδοτική σε σύγκριση με το κόστος θέρμανσης με αέριο, ντίζελ, στερεό καύσιμο ή θέρμανση με ηλεκτρικό λέβητα. Ωστόσο, δεν πρέπει να ξεχάσετε την εξάρτηση του συστήματος από τη διαθεσιμότητα ηλεκτρικής ενέργειας.

Αλγόριθμος για τη συναρμολόγηση σπιτικής μονάδας

Σχεδόν όλα τα στοιχεία μιας αντλίας θερμότητας αέρα μπορούν να κατασκευαστούν ανεξάρτητα. Συνιστάται η αφαίρεση του συμπιεστή από ένα συμβατικό σύστημα split. Κατά κανόνα, μια τέτοια συσκευή έχει τα κατάλληλα χαρακτηριστικά και λειτουργεί αρκετά αθόρυβα. Εκτός από τον συμπιεστή, θα χρειαστούν διάφορα υλικά:

• μεταλλική δεξαμενή από ανοξείδωτο χάλυβα με όγκο 100 l ή περισσότερο ·
• πλαστικό βαρέλι με φαρδύ λαιμό.
• χαλκοσωλήνες διαφόρων διαμέτρων (πάχος τοιχώματος σωλήνα - τουλάχιστον 1 mm).
• σετ συνδέσμων και προσαρμογέων.
• ηλεκτρόδια
• αποστράγγιση κόκορα?
• φυσητήρας αέρα DU-15;
• βαλβίδα ασφαλείας;
• μανόμετρα;
• συσκευές για αυτόματο έλεγχο ·
• αγκύλες για τον καθορισμό στοιχείων συστήματος ·
• freon και άλλοι

Σημείωση! Όταν ο συμπιεστής είναι ενεργοποιημένος, απαιτείται ένα αρκετά μεγάλο ρεύμα, επομένως, το συνιστώμενο ονομαστικό φορτίο του ηλεκτρικού μετρητή στο σπίτι πρέπει να είναι τουλάχιστον 40Α.

Για να φτιάξετε μια αντλία θερμότητας αέρα, πρέπει:

1. Αποθηκεύστε σε κατάλληλο βραχίονα συμπιεστή και τοίχο. Για να φτιάξετε μια αντλία θερμότητας 9kW, χρειάζεστε έναν συμπιεστή 7,2 kW.
2. Για να φτιάξετε ένα πηνίο από χαλκό σωλήνα τυλίγοντας ομοιόμορφα τον σωλήνα γύρω από τον κύλινδρο της επιθυμητής διαμέτρου.
3. Για να φτιάξετε έναν πυκνωτή, κόψτε το μισό ατσάλινο δοχείο σε 100 λίτρα, τοποθετήστε ένα χάλκινο πηνίο μέσα.
4. Παρασκευάστε τη δεξαμενή και εγκαταστήστε τις βίδες σύνδεσης. Για να εγκαταστήσετε τον τελικό πυκνωτή, θα χρειαστείτε επίσης αγκύλες.
5. Κόψτε το πλαστικό βαρέλι για να φτιάξετε έναν εξατμιστή.
6. Τοποθετήστε ένα χάλκινο πηνίο ¾ ιντσών από το σωλήνα στον εξατμιστή.
7. Για να τοποθετήσετε τον εξατμιστή στον τοίχο, χρειάζεστε ένα άλλο σετ βραχιόνων σχήματος L.
8. Συνδέστε τα στοιχεία σε ένα κοινό σύστημα.
9. Προσκαλέστε έναν κύριο ψύξης που θα ελέγξει την ποιότητα κατασκευής και θα αντλήσει ψυκτικό στο σύστημα.

Μετά από αυτό, είναι απαραίτητο να διασφαλιστεί η εισαγωγή εξωτερικού αέρα και η εκκένωσή του για επαφή με τον εξατμιστή, καθώς και η σύνδεση της συσκευής στο σύστημα θέρμανσης του σπιτιού.

Για να φτιάξετε ένα πηνίο από χαλκό σωλήνα για αντλία θερμότητας αέρα-νερού, μπορείτε να πάρετε έναν κύλινδρο κατάλληλης διαμέτρου από κάτω από φρέον ή αέριο και να τυλίξετε προσεκτικά τον σωλήνα πάνω του

Ο συμπιεστής για την αντλία θερμότητας αέρα-νερού μπορεί να αφαιρεθεί από το σύστημα διαχωρισμού, διασφαλίζοντας ότι έχει επαρκή ισχύ. Μια μεταλλική δεξαμενή είναι κατάλληλη για την κατασκευή ενός πυκνωτή

Οι βασικές αρχές λειτουργίας μιας αντλίας θερμότητας αέρα παρουσιάζονται στο υλικό βίντεο στο παράδειγμα ενός βιομηχανικού μοντέλου:

Λάβετε υπόψη ότι εάν αποφασιστεί να χρησιμοποιήσετε την αντλία θερμότητας παράλληλα με το λέβητα, συνιστάται η χρήση παράκαμψη.

Λίγα λόγια για τους υπολογισμούς ισχύος

Πριν ξεκινήσετε τις εργασίες για τη δημιουργία της αντλίας, πρέπει να καθορίσετε την ισχύ της. Μην κάνετε τη μονάδα «με περιθώριο», καθώς αυτό συνεπάγεται εντελώς περιττό κόστος υλικού. Η έλλειψη ισχύος θα επηρεάσει την απόδοση του συστήματος, οπότε το σπίτι θα είναι πολύ κρύο.

Για λεπτομερείς υπολογισμούς της ισχύος της αντλίας θερμότητας, οι ειδικοί χρησιμοποιούν ειδικά προγράμματα που σας επιτρέπουν να καθορίσετε άλλες παραμέτρους, για παράδειγμα, την περιοχή ενός χαλκού πηνίου κ.λπ. Στα ειδικά πεδία θα πρέπει να εισαγάγετε δεδομένα σχετικά με:

• την περιοχή στην οποία βρίσκονται οι εγκαταστάσεις ·
• συνολική έκταση ιδιωτικής κατοικίας ·
• το ύψος των οροφών στα δωμάτια ·
• βαθμός μόνωσης του κτιρίου.

Με βάση αυτά τα δεδομένα, το πρόγραμμα θα δώσει την υπολογισμένη ισχύ της αντλίας θερμότητας. Φυσικά, όσο καλύτερα είναι μονωμένο το κτίριο, τόσο λιγότερη θερμότητα θα χρειαστεί για να το θερμάνετε, επομένως συνιστάται να επιλύσετε το πρόβλημα της θερμομόνωσης πριν από την έναρξη της εγκατάστασης. Για εσάς, παρέχουμε ενδεικτικά δεδομένα για γενική αναφορά.

Εκτιμώμενη εξάρτηση της απαιτούμενης θερμαντικής ικανότητας του VT στην περιοχή του σπιτιού με καλές θερμομονωτικές ιδιότητες

Σωστή τεχνολογία συντήρησης

Η λειτουργία των αντλιών θερμότητας ρυθμίζεται αυτόματα, επομένως αυτό το σύστημα δεν απαιτεί ειδική καθημερινή φροντίδα. Ωστόσο, συνιστάται να ελέγχετε περιοδικά, τουλάχιστον μία φορά το χρόνο, όλα τα στοιχεία του συστήματος για να εντοπίσετε πιθανά προβλήματα και να τα αποτρέψετε. Ο ιδιοκτήτης της αντλίας θερμότητας πρέπει:

1. Ελέγξτε την κατάσταση όλων των διαθέσιμων φίλτρων και καθαρίστε τα.
2. Παρακολουθήστε τη θερμοκρασία του λαδιού στο συμπιεστή (πρέπει να είναι ζεστό).
3. Αφαιρέστε τα συντρίμμια που παγιδεύονται στον εξωτερικό εναλλάκτη θερμότητας.
4. Αφαιρέστε τη σκόνη και τη βρωμιά από τους αισθητήρες θερμοκρασίας.
5. Ελέγξτε την κατάσταση καλωδίωσης και τις γραμμές σύνδεσης.
6. Ελέγξτε τους εύκαμπτους σωλήνες, τους σωλήνες και τις συνδέσεις τους, αποκαλύπτοντας διαρροές.
7. Εάν είναι απαραίτητο, λιπάνετε τα κατάλληλα σημεία στον κινητήρα και τον ανεμιστήρα.

Συνήθως, ο συμπιεστής είναι εξοπλισμένος με σύστημα θέρμανσης λαδιού. Πριν ξεκινήσετε την αντλία, πρέπει να την αφήσετε ενεργοποιημένη για μερικές ώρες, ώστε το λάδι να έχει χρόνο να ζεσταθεί. Χωρίς αυτήν την προφύλαξη, ο εξοπλισμός μπορεί να αποτύχει πολύ γρήγορα.