Tecnologia per l'assemblaggio di una pompa di calore del tipo acqua-acqua con estrazione del calore dal pozzo

Se è impossibile o troppo costoso riscaldare una casa privata con gas e l'uso di combustibile solido non è conveniente, perché non estrarre energia direttamente dall'ambiente? Una delle opzioni più efficaci per ottenere i joule necessari è una pompa di calore acqua-acqua. In Occidente, la produzione industriale di tali unità è stata stabilita da tempo ed è molto richiesta. Tuttavia, il loro costo è piuttosto elevato. Pertanto, la questione della creazione di una pompa di calore con le proprie mani rimane molto rilevante.

Come è organizzata e funzionante una tale pompa di calore?

In parole povere, una pompa di calore funziona come un frigorifero, esattamente il contrario. Il frigorifero rimuove parte del calore per ridurre la temperatura all'interno della camera. Pertanto, la parete posteriore del frigorifero si riscalda notevolmente. Una pompa di calore "raffredda" l'ambiente, riscaldando il liquido di raffreddamento che circola nel sistema di riscaldamento domestico.

In genere, le pompe di calore acqua-acqua sono costituite dal seguente set di dispositivi:

• circuito esterno;
• contorno interno;
• evaporatore;
• condensatore;
• compressore.

Il circuito esterno è un tubo attraverso il quale circola l'acqua freatica. Entra nel sistema dal pozzo, passa attraverso il circuito esterno, dando al sistema energia termica a basso potenziale e quindi viene scaricato in un altro pozzo. A volte all'interno di un circuito esterno immerso nell'acqua, c'è un fluido speciale chiamato "salamoia". Questo è anche un modo molto efficace per raccogliere il calore nell'ambiente.

Nota! Se c'è uno stagno aperto vicino alla casa, può anche essere usato come fonte di calore. Tuttavia, non è necessario perforare i pozzi per l'estrazione e lo scarico delle acque sotterranee.

Il calore delle acque sotterranee entra nell'evaporatore. Il refrigerante pressurizzato entra qui attraverso il foro capillare. La diminuzione della pressione provoca il processo di evaporazione e il calore dalle pareti interne dell'evaporatore viene trasferito al refrigerante. Il refrigerante gassoso entra nel compressore, dove viene compresso, dopodiché viene inviato al condensatore.

Qui, il refrigerante si trasforma di nuovo in uno stato liquido e l'energia risultante viene utilizzata per riscaldare il liquido di raffreddamento che circola nei tubi del sistema di riscaldamento della casa. Pertanto, l'energia termica a basso potenziale dell'acqua viene convertita in energia ad alto potenziale e anche in presenza di forti gelate è possibile riscaldare una casa in modo abbastanza efficiente. Questo processo è chiaramente illustrato nel diagramma della pompa di calore acqua-acqua.

Il diagramma della pompa di calore acqua-acqua mostra il processo per ottenere dall'ambiente energia termica con un basso potenziale in alta energia potenziale per il riscaldamento di una casa e il riscaldamento dell'acqua

La qualità della pompa di calore dipende in gran parte dalle fluttuazioni della temperatura dell'acqua. Più stabile è la temperatura, migliore è il riscaldamento. Nel pozzo, la temperatura dell'acqua durante tutto l'anno varia da 7 a 12 gradi, il che consente di utilizzare l'apparecchiatura in modo molto efficiente. Per automatizzare il funzionamento del dispositivo, viene utilizzato un regolatore di temperatura, che accende e spegne il compressore, mantenendo la temperatura nei locali a un certo livello.

Come realizzare un tale dispositivo da soli?

Una pompa di calore acqua-acqua fatta in casa è un insieme di unità già pronte che devono essere collegate nella sequenza corretta. Sembra semplice, ma in pratica il tutto può essere rovinato a causa della mancanza di calcoli competenti. Sono necessari per scoprire la potenza ottimale del compressore, il diametro del tubo dello scambiatore di calore e altri parametri di sistema. I non specialisti hanno diverse opzioni per risolvere questo problema:

• utilizzare un software speciale (ad esempio, CoolPack 1.46 e Copeland);
• utilizzare calcolatori online offerti sui siti Web dei produttori di tali apparecchiature;
• invita uno specialista che ti aiuterà a calcolare tutto a pagamento o nella gentilezza del cuore.

Quindi, ora su ogni dettaglio in modo più dettagliato.

Parte # 1 - compressore

Il modo più semplice per ottenere un compressore adatto è rimuoverlo dal condizionatore d'aria, ad esempio da un sistema split LG. Il compressore da sette watt ha una capacità di 9,7 kW per la produzione di calore e 7,5 kW per il raffreddamento. Un ulteriore vantaggio di tali compressori è il basso livello di rumore durante il funzionamento.

Il compressore per la pompa di calore acqua-acqua può essere rimosso dal vecchio condizionatore d'aria. È preferibile scegliere un modello adatto alla potenza e che funzioni silenziosamente

Molti compressori usano R22 freon, il cui punto di ebollizione è -10, condensa - +55. Nel 2030 questo refrigerante sarà vietato per l'uso. Un'alternativa più adatta potrebbe essere il freon più "giovane" R422. Tuttavia, è possibile cambiare il refrigerante non solo durante la creazione di una pompa di calore, ma anche in qualsiasi momento adatto.

Parte # 2 - Condensatore

Un serbatoio in acciaio inossidabile di circa 120 litri può essere utilizzato per realizzare il condensatore. Viene tagliato a metà, una bobina di rame è montata all'interno, giunti saldati con una filettatura da due pollici, quindi le metà del serbatoio sono collegate mediante saldatura. L'area della serpentina attraverso la quale circolerà il refrigerante è calcolata dalla formula:

PZ = MT / 0.8RT, dove:

• PZ - area della bobina;
• МТ - Potenza del calore generato dal sistema, kW;
• 0.8 - coefficiente di conducibilità termica nell'interazione di acqua e rame;
• RT - la differenza di temperatura dell'acqua all'ingresso del sistema e all'uscita da esso, gradi Celsius.

Per la fabbricazione di una bobina, è adatto un tubo di rame da mezzo pollice, una refrigerazione speciale o un impianto idraulico pulito. Lo spessore consigliato della parete del tubo è 1-1,2 mm. Per trasformare una lunghezza del tubo della lunghezza desiderata in una bobina, è sufficiente avvolgerla su qualsiasi bombola adatta, ad esempio su una bombola di gas. Le estremità della bobina vengono estratte utilizzando adattatori idraulici. Per garantire la tenuta della connessione, utilizzare lino e un dado di serraggio.

Per creare una bobina per un condensatore della pompa di calore acqua-acqua, è necessario avvolgere con cura il tubo di rame sul cilindro. Una rotaia di metallo aiuterà a fissare il tono delle curve

Si noti che l'ingresso della guida freon deve essere situato nella parte superiore del condensatore per evitare la formazione di bolle.

Articolo # 3 - Evaporatore

Un barilotto di plastica da 127 litri è adatto per il ruolo dell'evaporatore. È più conveniente se ha un collo largo.Calcola l'evaporatore e il condensatore. Un tubo di rame può essere attorcigliato con filo di rame, senza alcun isolamento.

Un evaporatore fatto in casa per una pompa di calore acqua-acqua può essere realizzato da un barilotto di plastica con un collo largo. La bobina può anche essere posizionata in una capacità inferiore, ma è più conveniente lavorare con una canna di oltre 120 l

Gli esperti raccomandano l'uso di evaporatori di tipo "allagato" per pompe di calore improvvisate, in cui il refrigerante liquefatto entra nell'acqua dal basso ed evapora nella parte superiore. Gli adattatori possono essere realizzati dal collo di normali bottiglie di plastica, fissate con lino e sigillante. I tubi per fognatura standard sono adatti per l'alimentazione e lo scarico dell'acqua. Quando si installa la valvola termostatica, prima di iniziare a saldare il tubo della linea di livellamento, avvolgerlo con un panno umido, poiché questo elemento non deve essere riscaldato a più di 100 gradi.

Assemblea e rifornimento di carburante di Freon

Per assemblare i dispositivi preparati in un unico sistema, avrai bisogno di una saldatrice. All'ingresso del compressore, si consiglia una valvola di riempimento, che sarà utile in seguito. Quindi, utilizzando una pompa per vuoto speciale, è necessario verificare la presenza di vuoto nel sistema.

Per riempire il sistema di freon, è necessario un cilindro contenente almeno 2 kg di refrigerante. Dopo il rifornimento, si consiglia di attendere alcuni giorni, controllando la pressione nel sistema. Se rimane costante, allora non ci sono perdite. Se la pressione diminuisce, è possibile determinare i punti di perdita nel modo più semplice: usando la schiuma di sapone. È meglio che gli artigiani inesperti contattino un artigiano che rifornirà le attrezzature in modo professionale e affidabile.

Per controllare automaticamente il funzionamento del sistema, si consiglia di utilizzare un relè monofase 40A, un fusibile 16A, un quadro elettrico e una guida DIN. Saranno necessari due sensori di temperatura capillare: all'uscita dal sistema (la temperatura massima consigliata è di 40 gradi) e all'uscita dall'evaporatore (la temperatura di spegnimento è di 0 gradi per impedire il congelamento del sistema). Se si utilizza un controller per tenere conto delle letture di entrambi i sensori di temperatura, è necessario ricordare che le sue impostazioni potrebbero non funzionare in caso di interruzione di corrente.

Qualcosa del genere sembra una delle opzioni per una pompa di calore acqua-acqua fatta in casa. Il dispositivo è coperto da un alloggiamento di metallo sul quale è montato il pannello di controllo.

Dopo che il sistema è pronto e i suoi elementi sono posizionati in punti convenienti, dovrebbero essere costruiti due pozzi separati per l'aspirazione e lo scarico delle acque sotterranee e portare il circuito esterno al sistema. Nelle aree in cui la perforazione di pozzi è associata a determinati problemi, questo problema dovrebbe essere affrontato per primo. Se non è possibile perforare i pozzi, potrebbe essere necessario scegliere un'altra opzione per la pompa di calore, ad esempio l'acqua di falda.

Il seguente video mostra il funzionamento di una pompa di calore fatta in casa:

Alcuni suggerimenti utili

Prima di procedere con la produzione di una pompa di calore, è necessario valutare il livello di isolamento termico dell'edificio e aumentarlo al massimo livello. Altrimenti, l'efficacia di questo sistema tenderà a zero.

È preferibile utilizzare una pompa di calore completa di sistemi di riscaldamento a bassa temperatura. Molto spesso, l'unità è collegata al "pavimento caldo". L'esperienza con sistemi di pareti calde, grandi radiatori nella zona, ecc. Può avere successo.L'efficienza del sistema sarà maggiore, minore sarà la differenza di temperatura sui circuiti esterni ed interni.

Per ridurre i costi di costruzione di una pompa di calore, si consiglia di utilizzare una fonte di calore aggiuntiva: caldaia a gas, elettrica o a combustibile solido. La capacità e le spese necessarie per la costruzione della pompa di calore saranno inferiori e il costo del riscaldamento della casa sarà ridotto.