Tekniikka vesi-vesi-tyyppisen lämpöpumpun kokoamiseksi lämmönotolla kaivosta

Jos yksityisen talon lämmittäminen maakaasulla on mahdotonta tai liian kallista, ja kiinteän polttoaineen käyttö ei ole kätevää, miksi ei poisteta energiaa suoraan ympäristöstä? Yksi tehokkaimmista vaihtoehdoista tarvittavien joulejen saamiseksi on vesi-vesi-lämpöpumppu. Lännessä tällaisten yksiköiden teollinen tuotanto on jo pitkään vakiintunut ja sillä on suuri kysyntä. Niiden kustannukset ovat kuitenkin melko korkeat. Siksi kysymys lämpöpumpun luomisesta omilla käsillä on edelleen erittäin ajankohtainen.

Kuinka tällainen lämpöpumppu on järjestetty ja toimi?

Karkeasti sanottuna lämpöpumppu toimii kuin jääkaappi, aivan päinvastoin. Jääkaappi poistaa osan lämmöstä ulos lämpötilan alentamiseksi kammiossa. Siksi jääkaapin takaseinä kuumenee huomattavasti. Lämpöpumppu ”jäähdyttää” ympäristöä lämmittäen kodin lämmitysjärjestelmässä kiertävää jäähdytysnestettä.

Tyypillisesti vesi-vesi-lämpöpumput koostuvat seuraavista laitteista:

• ulkoinen piiri;
• sisäinen muoto;
• höyrystimen;
• kondensaattori;
• kompressori.

Ulompi piiri on putki, jonka läpi pohjavesi kiertää. Se tulee järjestelmään kaivosta, kulkee ulkoisen piirin läpi, jolloin järjestelmälle saadaan matalapotentiaalinen lämpöenergia, ja sitten se johdetaan toiseen kaivoon. Joskus veteen upotetun ulkoisen piirin sisällä on erityinen neste, nimeltään “suolavesi”. Tämä on myös erittäin tehokas tapa kerätä lämpöä ympäristöön.

Merkintä! Jos talon lähellä on avoin lampi, sitä voidaan käyttää myös lämmönlähteenä. Kaivoja ei kuitenkaan tarvitse porata pohjaveden ottamiseksi ja poistamiseksi.

Pohjaveden lämpö saapuu höyrystimeen. Paineistettu kylmäaine saapuu tänne kapillaarireiän kautta. Paineen lasku aiheuttaa haihtumisprosessin ja lämpö haihduttimen sisäseinistä siirtyy kylmäaineeseen. Kaasumainen kylmäaine saapuu kompressoriin, missä se puristetaan, minkä jälkeen se lähetetään lauhduttimeen.

Tässä kylmäaine muuttuu jälleen nestemäiseksi ja saatua energiaa käytetään talon lämmitysjärjestelmän putkissa kiertävän jäähdytysnesteen lämmittämiseen. Siten veden matalan potentiaalin lämpöenergia muuttuu energialähteeksi, jolla on korkea potentiaali ja jopa vakavissa pakkasissa on mahdollista lämmittää talo melko tehokkaasti. Tätä prosessia havainnollistetaan selvästi lämpöpumpun vesi-vesi-kaaviossa.

Vesi-vesi-lämpöpumppukaavio näyttää prosessin, jolla saadaan ympäristöstä matalan potentiaalin lämpöenergiaa korkean potentiaalisen energian talon lämmitykseen ja veden lämmitykseen

Lämpöpumpun laatu riippuu suuresti veden lämpötilan vaihtelusta. Mitä vakaampi lämpötila, sitä parempi lämmitys. Kaivossa veden lämpötila on ympäri vuoden 7–12 astetta, mikä mahdollistaa laitteen käytön erittäin tehokkaasti. Laitteen toiminnan automatisoimiseksi he käyttävät lämpötilansäädintä, joka kytkee kompressorin päälle ja pois päältä pitäen huoneiden lämpötilan tietyllä tasolla.

Kuinka tehdä tällainen laite itse?

Kotitekoinen vesi-vesi-lämpöpumppu on sarja valmiita yksiköitä, jotka on kytkettävä oikeassa järjestyksessä. Se näyttää yksinkertaiselta, mutta käytännössä koko asia voidaan pilata, koska puutteellisia laskelmia on. Niitä tarvitaan selvittämään optimaalinen kompressorin teho, lämmönvaihtimen putken halkaisija ja muut järjestelmän parametrit. Muilla kuin asiantuntijoilla on useita vaihtoehtoja tämän ongelman ratkaisemiseksi:

• käytä erityisiä ohjelmistoja (esimerkiksi CoolPack 1.46 ja Copeland);
• käyttää online-laskimia, joita tarjotaan tällaisten laitteiden valmistajien verkkosivustoilla;
• Kutsu asiantuntija, joka auttaa laskemaan kaiken maksua vastaan ​​tai ystävällisesti vilpittömästi.

Joten, nyt jokaisesta yksityiskohdasta yksityiskohtaisemmin.

Osa # 1 - kompressori

Helpoin tapa saada sopiva kompressori on poistaa se ilmastointilaitteesta, esimerkiksi LG split -järjestelmästä. Seitsemän watin kompressorin kapasiteetti on 9,7 kW lämmöntuotantoon ja 7,5 kW jäähdytykseen. Tällaisten kompressorien lisäetu on alhainen melutaso käytön aikana.

Vesi-vesi-lämpöpumpun kompressori voidaan poistaa vanhasta ilmastointilaitteesta. On parempi valita malli, joka soveltuu voimaan ja toimii hiljaa

Monet kompressorit käyttävät R22-freonia, jonka kiehumispiste on -10, kondensaatio - +55. Vuonna 2030 tämän kylmäaineen käyttö kielletään. Hyvä vaihtoehto voi olla “nuorempi” freoni R422. Jäähdytysainetta on kuitenkin mahdollista muuttaa paitsi lämpöpumppua luotaessa, myös milloin tahansa sopivana ajankohtana.

Osa # 2 - kondensaattori

Noin 120 litran ruostumattomasta teräksestä valmistettua säiliötä voidaan käyttää kondensaattorin valmistukseen. Se katkaistaan ​​puoliksi, kuparikäämi asennetaan sisälle, hitsataan liitokset kahden tuuman kierteellä, sitten säiliön puolikkaat yhdistetään hitsaamalla. Käämin pinta-ala, jonka läpi kylmäaine kiertää, lasketaan kaavalla:

PZ = MT / 0,8 RT, missä:

• PZ - kelan pinta-ala;
• МТ - järjestelmän tuottaman lämmön teho, kW;
• 0,8 - lämmönjohtavuuskerroin veden ja kuparin vuorovaikutuksessa;
• RT - veden lämpötilan ero järjestelmän sisäänkäynnissä ja siitä poistumisessa, celsiusaste.

Käämin valmistukseen sopii puoli tuuman kupariputki, erityinen jäähdytys- tai puhdas putkisto. Suositeltava putken seinämän paksuus on 1-1,2 mm. Halutun pituisen putken kääntämiseksi kelaksi riittää, että se kelataan mihin tahansa sopivaan sylinteriin, esimerkiksi kaasusylinteriin. Käämin päät tuodaan ulos LVI-sovittimilla. Käytä pellavaa ja kiinnitysmutteria liitoksen tiiviyden varmistamiseksi.

Vesi-vesi-lämpöpumppujäähdyttimen käämin valmistamiseksi sinun on käärittävä kupariputki varovasti sylinteriin. Metallikisko auttaa vahvistamaan käännösten nousun

Huomaa, että freonilinjan tuloaukon on oltava kondensaattorin yläosassa kuplien muodostumisen estämiseksi.

Kohde # 3 - Haihdutin

Höyrystimen tehtäväksi sopii 127 litran muovinen tynnyri. On mukavampaa, jos hänellä on leveä kaula.Haihdutin lasketaan samoin kuin lauhdutin. Kupariputki voidaan kiertää kuparilangalla ilman eristystä.

Kotitekoinen höyrystin vesi-vesilämpöpumppulle voidaan valmistaa muovista tynnyristä, jolla on leveä kaula. Kela voidaan asentaa pienemmällä tilavuudella, mutta se on helpompaa työskennellä yli 120 litran tynnyrillä

Asiantuntijat suosittelevat "tulvattua" tyyppisiä höyrystimiä improvisoituihin lämpöpumppuihin, joissa nesteytetty kylmäaine saapuu veteen alhaalta ja haihtuu ylhäältä. Sovittimet voidaan valmistaa tavallisten muovipullojen kauloista, jotka on kiinnitetty pellavalla ja tiivisteaineella. Vakioviemäriputket soveltuvat veden syöttämiseen ja tyhjentämiseen. Kun asennat termostaattiventtiiliä, kääri se ennen tasauslinjan putkien juottamista, kostealla kankaalla, koska tätä elementtiä ei saa kuumentaa yli 100 asteeseen.

Freonin kokoonpano ja tankkaus

Valmistettujen laitteiden kokoamiseksi yhdeksi järjestelmäksi tarvitaan hitsauslaite. Kompressorin sisääntulossa suositellaan täyttöventtiiliä, joka on hyödyllinen myöhemmin. Sitten, käyttämällä erityistä tyhjiöpumppua, järjestelmä on tarkistettava tyhjiön varalta.

Jotta järjestelmä voidaan täyttää freonilla, tarvitset sylinterin, joka sisältää vähintään 2 kg kylmäainetta. Tankkauksen jälkeen on suositeltavaa odottaa muutama päivä, tarkistamalla järjestelmän paine. Jos se pysyy vakiona, vuotoja ei ole. Jos paine laskee, voit määrittää vuotopaikat yksinkertaisimmalla tavalla: käyttämällä saippuahartsia. Kokemattomien käsityöläisten on parempi ottaa yhteyttä käsityöläiseen, joka tankkaa laitteet ammattimaisesti ja luotettavasti.

Järjestelmän automaattiseen hallintaan suositellaan käytettäväksi 40A yksivaiheista relettä, 16A sulaketta, sähköpaneelia ja DIN-kiskoa. Tarvitaan kaksi kapillaarilämpötila-anturia: järjestelmästä poistumisen yhteydessä (suositeltava maksimilämpötila on 40 astetta) ja höyrystimen poistuessa (sammutuslämpötila on 0 astetta järjestelmän jäätymisen estämiseksi). Jos säädintä käytetään ottamaan huomioon molempien lämpötila-anturien lukemat, on muistettava, että sen asetukset saattavat epäonnistua, kun virta katkeaa.

Jotain tältä näyttää yhdeltä kotitekoisen vesi-vesi-lämpöpumpun vaihtoehdoista. Laite on peitetty metallikotelolla, jonka päälle ohjauspaneeli on asennettu.

Kun järjestelmä on valmis ja sen elementit on sijoitettu sopiviin paikkoihin, tulisi rakentaa kaksi erillistä kaivoa pohjaveden ottoa ja poistoa varten ja tuoda ulkoinen piiri järjestelmään. Alueille, joilla kaivojen poraus liittyy tiettyihin ongelmiin, tätä kysymystä olisi käsiteltävä ensin. Jos kaivoja ei voida porata, joudut ehkä valitsemaan toisen vaihtoehdon lämpöpumpulle, esimerkiksi pohjaveden.

Seuraava video osoittaa kotitekoisen lämpöpumpun toiminnan:

Muutamia hyödyllisiä ehdotuksia

Ennen lämpöpumpun valmistamista on arvioitava rakennuksen lämpöeristyksen taso ja nostettava se maksimitasoon. Muuten tämän järjestelmän tehokkuus on yleensä nolla.

On parasta käyttää lämpöpumppua, joka on varustettu alhaisen lämpötilan lämmitysjärjestelmillä. Useimmiten yksikkö on kytketty "lämmin lattia". Kokemus lämpimien seinien järjestelmistä, suurista pattereista jne. Voi olla onnistunut. Järjestelmän hyötysuhde on sitä suurempi, mitä pienempi lämpötilaero ulkoisissa ja sisäisissä piireissä.

Lämpöpumpun rakennuskustannusten vähentämiseksi on suositeltavaa käyttää ylimääräistä lämmönlähdettä: kaasu-, sähkö- tai kiinteän polttoaineen kattilaa. Lämpöpumpun rakentamiseen tarvittava kapasiteetti ja kustannukset ovat pienemmät ja kodin lämmityksen kustannukset pienenevät.