Tehnologija sastavljanja toplinske crpke tipa voda-voda i izdvajanje topline iz bunara

Ako je nemoguće ili preskupo grijati privatnu kuću plinom, a korištenje krutog goriva nije prikladno, zašto ne izvući energiju izravno iz okoliša? Jedna od najučinkovitijih opcija za dobivanje potrebnih džoulova je toplinska pumpa voda-voda. Na zapadu je industrijska proizvodnja takvih jedinica odavno uspostavljena i velika je potražnja. Međutim, njihova cijena prilično je visoka. Stoga, pitanje stvaranja toplinske crpke vlastitim rukama ostaje vrlo relevantno.

Kako je organizirana i radi takva toplinska pumpa?

Grubo rečeno, toplinska pumpa djeluje poput hladnjaka, upravo suprotno. Hladnjak uklanja dio topline da snizi temperaturu u komori. Stoga se stražnji zid hladnjaka primjetno zagrijava. Toplinska pumpa "hladi" okoliš, zagrijavajući rashladno sredstvo koje cirkulira u sustavu grijanja kuće.

Toplinske pumpe voda-voda obično se sastoje od sljedećeg skupa uređaja:

• vanjski krug;
• unutarnja kontura;
• isparivač;
• kondenzator;
• kompresor.

Vanjski krug je cijev kroz koju cirkulira podzemna voda. Ulazi u sustav iz bušotine, prolazi kroz vanjski krug, dajući sustavu toplinsku energiju s malim potencijalom, a zatim se ispušta u drugu bušotinu. Ponekad se u vanjskom krugu uronjenom u vodu nalazi posebna tekućina koja se naziva „slana otopina“. Ovo je ujedno i vrlo učinkovit način prikupljanja topline u okolišu.

Bilješka! Ako se u blizini kuće nalazi otvoreni ribnjak, može se koristiti i kao izvor topline. Međutim, nije potrebno bušiti bušotine za uzimanje i ispuštanje podzemnih voda.

Toplina podzemne vode ulazi u isparivač. Rashladno sredstvo pod pritiskom ulazi ovdje kroz kapilarnu rupu. Pad tlaka uzrokuje proces isparavanja, a toplina iz unutarnjih zidova isparivača se prenosi u rashladno sredstvo. Plinoviti rashladno sredstvo ulazi u kompresor, gdje se komprimira, nakon čega se šalje u kondenzator.

Ovdje se rashladno sredstvo ponovno pretvara u tekuće stanje, a dobivena energija koristi se za zagrijavanje rashladne tekućine koja cirkulira u cijevima sustava grijanja kuće. Dakle, nisko-potencijalna toplinska energija vode pretvara se u energiju s velikim potencijalom, a čak i u jakim mrazima moguće je grijanje kuće prilično učinkovito. Taj je postupak jasno prikazan na dijagramu toplinske pumpe voda-voda.

Dijagram toplinske pumpe voda-voda prikazuje postupak dobivanja iz okoliša toplinske energije s malim potencijalom u visoku potencijalnu energiju za grijanje kuće i grijanje vode

Kvaliteta toplinske pumpe uvelike ovisi o fluktuacijama u temperaturi vode. Stabilnija temperatura, bolje zagrijavanje. U bunaru se temperatura vode tijekom cijele godine kreće od 7-12 stupnjeva, što omogućuje vrlo učinkovito korištenje opreme. Za automatizaciju rada uređaja koriste regulator temperature koji uključuje i isključuje kompresor održavajući temperaturu u sobama na određenoj razini.

Kako sami napraviti takav uređaj?

Domaća toplinska pumpa voda-voda je skup gotovih jedinica koje moraju biti povezane pravilnim redoslijedom. Izgleda jednostavno, ali u praksi se cijela stvar može pokvariti zbog nedostatka kompetentnih izračuna. Potrebni su za otkrivanje optimalne snage kompresora, promjera cijevi izmjenjivača topline, kao i drugih parametara sustava. Ne-specijalisti imaju nekoliko mogućnosti za rješenje ovog problema:

• koristite poseban softver (na primjer, CoolPack 1,46 i Copeland);
• koristite internetske kalkulatore koji se nude na web stranicama proizvođača takve opreme;
• pozovite stručnjaka koji će vam pomoći izračunati sve uz naknadu ili ljubazno iskreno.

Dakle, sada o svakom detalju detaljnije.

Dio 1 - kompresor

Najlakši način da nabavite odgovarajući kompresor je ukloniti ga iz klima uređaja, na primjer, iz LG split sustava. Sedmo-vatni kompresor kapaciteta 9,7 kW za proizvodnju topline i 7,5 kW za hlađenje. Dodatna prednost takvih kompresora je niska razina buke tijekom rada.

Kompresor toplinske pumpe voda-voda može se ukloniti iz starog klima uređaja. Poželjno je odabrati model koji je prikladan za snagu i djeluje tiho

Mnogi kompresori koriste R22 freon, čija je vrelište -10, kondenzacija - +55. 2030. ovo će rashladno sredstvo biti zabranjeno za upotrebu. Vrijedna alternativa može biti i „mladi“ freon R422. Međutim, moguće je mijenjati rashladno sredstvo ne samo pri stvaranju toplinske pumpe, već i u bilo koje prikladno vrijeme.

2. dio - Kondenzator

Za izradu kondenzatora može se koristiti nehrđajući čelik od približno 120 litara. Prereže se na pola, unutra se ugrađuje bakrena zavojnica, zavareni spojevi s dva inčnim navojem, zatim se polovice spremnika spajaju zavarivanjem. Površina zavojnice kroz koju će rashladno sredstvo cirkulirati izračunava se formulom:

PZ = MT / 0.8RT, gdje je:

• PZ - područje zavojnice;
• MT - Snaga topline koju generira sustav, kW;
• 0,8 - koeficijent toplinske vodljivosti u interakciji vode i bakra;
• RT - razlika u temperaturi vode na ulazu u sustav i na izlazu iz njega, stupnjeva Celzijusa.

Za proizvodnju zavojnice prikladna je bakrena cijev od pola inča, posebna rashladna mreža ili čisti vodovod. Preporučena debljina stijenke cijevi je 1-1,2 mm. Da biste duljinu cijevi željene duljine pretvorili u zavojnicu, dovoljno je da ga namotate na bilo koji prikladan cilindar, na primjer, na plinski cilindar. Krajevi zavojnice izvedeni su pomoću vodovodnih adaptera. Da biste osigurali nepropusnost spoja, upotrijebite lan i steznu maticu.

Da biste napravili zavojnicu za kondenzator toplinske pumpe voda-voda, morate pažljivo namotati bakrenu cijev na cilindar. Metalna šina pomoći će popraviti visinu zavoja

Imajte na umu da se ulaz freonske linije mora nalaziti na vrhu kondenzatora da se spriječi stvaranje mjehurića.

Predmet br. 3 - Isparivač

Za ulogu isparivača prikladna je plastična bačva od 127 litara. Pogodnije je ako ima široki vrat.Isparivač se izračunava kao i kondenzator. Bakrena cijev može se uviti bakrenom žicom, bez ikakve izolacije.

Domaći isparivač za toplinsku pumpu voda u vodu može se napraviti od plastične bačve sa širokim vratom. Zavojnica se može postaviti i manjeg kapaciteta, ali je prikladnije raditi s bačvom većom od 120 l

Stručnjaci preporučuju uporabu isparivača tipa "poplavljenog" za improvizirane toplinske pumpe, u kojima ukapljeni rashladni medij ulazi u vodu odozdo i isparava na vrhu. Adapteri se mogu izrađivati ​​iz vrata običnih plastičnih boca, koje su fiksirane lanom i brtvilom. Standardne kanalizacijske cijevi pogodne su za dovod i odvod vode. Kada instalirate termostatski ventil, prije nego što započnete lemljenje cijevi izravnavajuće linije, omotajte je vlažnom krpom, jer se ovaj element ne smije zagrijavati na više od 100 stupnjeva.

Freonska montaža i dolijevanje goriva

Za sastavljanje pripremljenih uređaja u jedinstveni sustav trebat će vam aparat za zavarivanje. Na ulazu kompresora preporučuje se ventil za punjenje, koji će vam kasnije dobro doći. Zatim pomoću posebne vakuumske pumpe sustav treba provjeriti na vakuum.

Da biste sustav napunili freonom, trebat će vam cilindar koji sadrži najmanje 2 kg rashladnog sredstva. Nakon dolijevanja goriva preporučuje se pričekati nekoliko dana, provjeravajući tlak u sustavu. Ako ostane konstantan, tada nema propuštanja. Ako se tlak smanji, na najjednostavniji način možete odrediti mjesta propuštanja: pomoću sapuna. Neiskusnim obrtnicima je bolje kontaktirati majstora koji će opremu napuniti profesionalno i pouzdano.

Za automatsko upravljanje sustavom preporučuje se korištenje jednofaznog releja 40A, osigurača 16A, električne ploče i DIN šine. Bit će potrebna dva kapilarna osjetnika temperature: na izlazu iz sustava (preporučena maksimalna temperatura je 40 stupnjeva) i na izlazu iz isparivača (temperatura isključivanja je 0 stupnjeva kako bi se spriječio smrzavanje sustava). Ako se regulator uzima u obzir očitanja oba senzora temperature, treba imati na umu da njegove postavke mogu propasti u slučaju prekida napajanja.

Nešto poput ovoga izgleda kao jedna od opcija za domaću toplinsku pumpu voda-voda. Uređaj je pokriven metalnim kućištem na kojem je postavljena upravljačka ploča.

Nakon što je sustav spreman i njegovi se elementi postave na prikladna mjesta, potrebno je izgraditi dva odvojena bunara za prikupljanje i pražnjenje podzemnih voda i dovođenje vanjskog kruga u sustav. U područjima gdje je bušenje bunara povezano s određenim problemima, ovo pitanje bi trebalo riješiti prvo. Ako se bušotine ne mogu izbušiti, možda ćete morati odabrati drugu opciju za toplinsku pumpu, na primjer, zemlja voda.

Sljedeći video prikazuje rad domaće toplinske pumpe:

Nekoliko korisnih prijedloga

Prije nego što nastavite s proizvodnjom toplinske crpke, potrebno je procijeniti razinu toplinske izolacije zgrade i povećati je na maksimalnu razinu. Inače, učinkovitost ovog sustava teži nuli.

Najbolje je koristiti toplinsku pumpu zajedno s niskotemperaturnim sustavima grijanja. Najčešće je jedinica spojena na "topli pod”. Iskustvo sa sustavima toplih zidova, velikim radijatorima itd. Može biti uspješno.Učinkovitost sustava je što je veća, što je manja temperaturna razlika u vanjskim i unutarnjim krugovima.

Da biste smanjili troškove izgradnje toplinske crpke, preporučuje se korištenje dodatnog izvora topline: plin, električni ili kotao na kruta goriva. Potrebni kapacitet i troškovi za izgradnju toplinske crpke bit će manji, a troškovi grijanja kuće će se smanjiti.