Technologie d'assemblage d'une pompe à chaleur de type eau-eau avec extraction de chaleur du puits

S'il est impossible ou trop cher de chauffer une maison privée au gaz et que l'utilisation de combustibles solides n'est pas pratique, pourquoi ne pas extraire directement l'énergie de l'environnement? L'une des options les plus efficaces pour obtenir les joules nécessaires est une pompe à chaleur eau / eau. En Occident, la production industrielle de ces unités est établie depuis longtemps et est en forte demande. Cependant, leur coût est assez élevé. Par conséquent, la question de créer une pompe à chaleur de vos propres mains reste très pertinente.

Comment une telle pompe à chaleur est-elle organisée et fonctionne-t-elle?

En gros, une pompe à chaleur fonctionne comme un réfrigérateur, au contraire. Le réfrigérateur élimine une partie de la chaleur pour abaisser la température à l'intérieur de la chambre. Par conséquent, la paroi arrière du réfrigérateur chauffe sensiblement. La pompe à chaleur «refroidit» l'environnement en chauffant le liquide de refroidissement qui circule dans le système de chauffage domestique.

En règle générale, les pompes à chaleur eau / eau se composent de l'ensemble d'appareils suivant:

• circuit externe;
• contour interne;
• évaporateur;
• condensateur;
• compresseur.

Le circuit extérieur est un tuyau à travers lequel circule l'eau souterraine. Il pénètre dans le système par le puits, traverse le circuit externe, donnant au système de l'énergie thermique à faible potentiel, puis est déchargé dans un autre puits. Parfois, à l'intérieur d'un circuit externe immergé dans l'eau, il y a un fluide spécial appelé «saumure». C'est également un moyen très efficace de collecter la chaleur dans l'environnement.

Remarque! S'il y a un étang ouvert près de la maison, il peut également être utilisé comme source de chaleur. Dans ce cas, il n'est pas nécessaire de forer des puits pour le captage et le rejet des eaux souterraines.

La chaleur des eaux souterraines pénètre dans l'évaporateur. Le réfrigérant sous pression entre ici par le trou capillaire. La diminution de la pression provoque un processus d'évaporation et la chaleur des parois internes de l'évaporateur est transférée au réfrigérant. Le réfrigérant gazeux pénètre dans le compresseur, où il est comprimé, après quoi il est envoyé au condenseur.

Ici, le réfrigérant redevient liquide, et l'énergie résultante est utilisée pour chauffer le réfrigérant qui circule dans les tuyaux du système de chauffage de la maison. Ainsi, l'énergie thermique à faible potentiel de l'eau est convertie en énergie à fort potentiel et même en cas de fortes gelées, il est possible de chauffer une maison assez efficacement. Ce processus est illustré graphiquement dans le diagramme de la pompe à chaleur eau / eau.

Le diagramme de la pompe à chaleur eau-eau montre le processus d'obtention de l'environnement de l'énergie thermique à faible potentiel en énergie à potentiel élevé pour chauffer une maison et chauffer l'eau

La qualité de la pompe à chaleur dépend largement des fluctuations de la température de l'eau. Plus la température est stable, meilleur est le chauffage. Dans le puits, la température de l'eau tout au long de l'année varie de 7 à 12 degrés, ce qui permet d'utiliser l'équipement très efficacement. Pour automatiser le fonctionnement de l'appareil, un régulateur de température est utilisé, qui allume et éteint le compresseur, maintenant la température dans les pièces à un certain niveau.

Comment fabriquer soi-même un tel appareil?

Une pompe à chaleur eau / eau faite maison est un ensemble d'unités prêtes à l'emploi qui doivent être connectées dans le bon ordre. Cela semble simple, mais en pratique, tout cela peut être ruiné en raison du manque de calculs compétents. Ils sont nécessaires pour connaître la puissance optimale du compresseur, le diamètre du tuyau de l'échangeur de chaleur, ainsi que d'autres paramètres du système. Les non-spécialistes ont plusieurs options pour résoudre ce problème:

• utiliser un logiciel spécial (par exemple, CoolPack 1.46 et Copeland);
• utiliser des calculateurs en ligne proposés sur les sites Web des fabricants de ces équipements;
• invitez un spécialiste qui vous aidera à tout calculer moyennant des frais ou en gentillesse de cœur.

Donc, maintenant à propos de chaque détail plus en détail.

Partie # 1 - compresseur

Le moyen le plus simple d'obtenir un compresseur approprié est de le retirer du climatiseur, par exemple, d'un système split LG. Le compresseur de sept watts a une capacité de 9,7 kW pour la production de chaleur et 7,5 kW pour le refroidissement. Un avantage supplémentaire de ces compresseurs est le faible niveau de bruit pendant le fonctionnement.

Le compresseur de la pompe à chaleur eau / eau peut être retiré de l'ancien climatiseur. Il est préférable de choisir un modèle adapté à la puissance et fonctionnant en silence

De nombreux compresseurs utilisent du fréon R22, dont le point d'ébullition est -10, la condensation - +55. En 2030, l'utilisation de ce réfrigérant sera interdite. Une alternative plus appropriée pourrait être le fréon R422, plus «jeune». Cependant, vous pouvez changer le réfrigérant non seulement lors de la création d'une pompe à chaleur, mais aussi à tout moment approprié.

Partie # 2 - Condensateur

Un réservoir en acier inoxydable d'environ 120 litres peut être utilisé pour fabriquer le condensateur. Il est coupé en deux, une bobine de cuivre est montée à l'intérieur, des joints soudés avec un filetage de deux pouces, puis les moitiés du réservoir sont connectées par soudage. La surface de la batterie à travers laquelle le réfrigérant circulera est calculée par la formule:

PZ = MT / 0,8RT, où:

• PZ - zone de la bobine;
• МТ - Puissance de chaleur générée par le système, kW;
• 0,8 - coefficient de conductivité thermique dans l'interaction de l'eau et du cuivre;
• RT - la différence de température de l'eau à l'entrée du système et à sa sortie, degrés Celsius.

Pour la fabrication d'une bobine, un tuyau en cuivre d'un demi-pouce, une réfrigération spéciale ou une plomberie propre conviennent. L'épaisseur de paroi de tuyau recommandée est de 1-1,2 mm. Pour transformer une longueur de tuyau de la longueur souhaitée en bobine, il suffit de l'enrouler sur n'importe quelle bouteille appropriée, par exemple sur une bouteille de gaz. Les extrémités de la bobine sont ressorties à l'aide d'adaptateurs de plomberie. Pour assurer l'étanchéité de la connexion, utilisez du lin et un écrou de serrage.

Pour fabriquer un serpentin pour un condenseur de pompe à chaleur eau-eau, vous devez enrouler soigneusement le tuyau en cuivre sur le cylindre. Un rail métallique aidera à fixer le pas des virages

Veuillez noter que l'entrée du guide de fréon doit être située en haut du condensateur pour éviter la formation de bulles.

Article # 3 - Évaporateur

Un fût en plastique de 127 litres convient au rôle de l'évaporateur. C'est plus pratique si elle a un cou large.L'évaporateur est calculé ainsi que le condenseur. Un tuyau en cuivre peut être torsadé avec du fil de cuivre, sans aucune isolation.

Un évaporateur fait maison pour une pompe à chaleur eau-eau peut être fabriqué à partir d'un baril en plastique avec un col large. La bobine peut être posée dans une capacité plus petite, mais il est plus pratique de travailler avec un fût de plus de 120 l

Les experts recommandent l'utilisation d'évaporateurs de type «inondés» pour les pompes à chaleur improvisées, dans lesquelles le réfrigérant liquéfié pénètre dans l'eau par le bas et s'évapore par le haut. Les adaptateurs peuvent être fabriqués à partir des cols de bouteilles en plastique ordinaires, qui sont fixés avec du lin et du scellant. Les canalisations d'égout standard conviennent pour fournir et évacuer l'eau. Lors de l'installation de la vanne thermostatique, avant de commencer à souder les tuyaux de la ligne de nivellement, enveloppez-la avec un chiffon humide, car cet élément ne doit pas être chauffé à plus de 100 degrés.

Assemblage et ravitaillement en fréon

Pour assembler les appareils préparés en un seul système, vous aurez besoin d'une machine à souder. À l'entrée du compresseur, une soupape de remplissage est recommandée, ce qui sera utile plus tard. Ensuite, à l'aide d'une pompe à vide spéciale, le système doit être vérifié pour le vide.

Pour remplir le système de fréon, vous aurez besoin d'une bouteille contenant au moins 2 kg de réfrigérant. Après le ravitaillement, il est recommandé d'attendre quelques jours, en vérifiant la pression dans le système. S'il reste constant, il n'y a pas de fuite. Si la pression diminue, vous pouvez déterminer les endroits de fuites de la manière la plus simple: en utilisant de la mousse de savon. Les artisans inexpérimentés feraient mieux de contacter un artisan qui ravitaillera l'équipement de manière professionnelle et fiable.

Pour la régulation automatique du système, il est recommandé d'utiliser un relais monophasé 40A, un fusible 16A, un panneau électrique et un rail DIN. Deux capteurs de température capillaire seront nécessaires: à la sortie du système (la température maximale recommandée est de 40 degrés) et à la sortie de l'évaporateur (la température d'arrêt est de 0 degré pour empêcher le système de geler). Si un contrôleur est utilisé pour prendre en compte les lectures des deux capteurs de température, il faut se rappeler que ses paramètres peuvent être perdus lors d'une panne de courant.

Quelque chose comme ça ressemble à l'une des options pour une pompe à chaleur eau-eau maison. L'appareil est recouvert d'un boîtier métallique sur lequel est monté le panneau de commande.

Une fois que le système est prêt et que ses éléments sont placés dans des endroits pratiques, deux puits séparés doivent être construits pour l'admission et le rejet des eaux souterraines et amener le circuit externe au système. Dans les zones où le forage de puits est associé à certains problèmes, ce problème doit être résolu en premier. Si les puits ne peuvent pas être forés, vous devrez peut-être choisir une autre option pour la pompe à chaleur, par exemple, les eaux souterraines.

La vidéo suivante montre le fonctionnement d'une pompe à chaleur maison:

Quelques suggestions utiles

Avant de procéder à la fabrication d'une pompe à chaleur, il est nécessaire d'évaluer le niveau d'isolation thermique du bâtiment et de l'augmenter au niveau maximum. Sinon, l'efficacité de ce système tendra vers zéro.

Il est préférable d'utiliser une pompe à chaleur avec des systèmes de chauffage à basse température. Le plus souvent, l'unité est connectée au "plancher chaud". L'expérience avec des systèmes de murs chauds, de grands radiateurs, etc. peut être réussie.L'efficacité du système sera d'autant plus élevée que la différence de température sur les circuits externes et internes sera faible.

Pour réduire le coût de construction d'une pompe à chaleur, il est recommandé d'utiliser une source de chaleur supplémentaire: chaudière à gaz, électrique ou à combustible solide. La capacité et les dépenses requises pour la construction de la pompe à chaleur seront moindres et le coût de chauffage de la maison sera réduit.