Vandens-vandens tipo šilumos siurblio su šilumos ištraukimu iš šulinio surinkimo technologija

Jei neįmanoma ar per brangu šildyti privatų namą dujomis, o naudoti kietą kurą nėra patogu, kodėl gi neišgaunant energijos tiesiai iš aplinkos? Vienas iš efektyviausių variantų norint gauti reikiamus džoulius yra vanduo-vanduo šilumos siurblys. Vakaruose tokių vienetų pramoninė gamyba buvo seniai įsitvirtinusi ir yra labai paklausi. Tačiau jų kaina yra gana didelė. Todėl šilumos siurblio sukūrimo savo rankomis klausimas išlieka labai aktualus.

Kaip toks šilumos siurblys išdėstytas ir veikia?

Grubiai tariant, šilumos siurblys veikia kaip šaldytuvas, priešingai. Šaldytuvas pašalina dalį šilumos, kad temperatūra kameroje sumažėtų. Todėl galinė šaldytuvo siena pastebimai įkaista. Šilumos siurblys „vėsina“ aplinką šildant aušinimo skysčiu, kuris cirkuliuoja namo šildymo sistemoje.

Paprastai šilumos siurbliai „vanduo – vanduo“ susideda iš šių prietaisų rinkinio:

• išorinė grandinė;
• vidinis kontūras;
• garintuvas;
• kondensatorius;
• kompresorius.

Išorinė grandinė yra vamzdis, per kurį cirkuliuoja požeminis vanduo. Jis patenka į sistemą iš šulinio, praeina per išorinę grandinę, suteikdamas sistemai mažą potencialą šiluminės energijos, o po to išleidžiamas į kitą šulinį. Kartais išoriniame kontūre, panardintame į vandenį, yra specialus skystis, vadinamas „sūrymu“. Tai taip pat yra labai efektyvus būdas kaupti šilumą aplinkoje.

Pastaba! Jei šalia namo yra atviras tvenkinys, jis taip pat gali būti naudojamas kaip šilumos šaltinis. Tokiu atveju nereikia gręžti gręžinių gruntiniam vandeniui imti ir išleisti.

Požeminio vandens šiluma patenka į garintuvą. Slėginis šaltnešis čia patenka per kapiliarų angą. Sumažėjęs slėgis sukelia garinimo procesą, o šiluma iš garintuvo vidinių sienelių patenka į šaltnešį. Dujinis šaltnešis patenka į kompresorių, kur jis suspaudžiamas, po kurio jis siunčiamas į kondensatorių.

Čia šaltnešis vėl virsta skysta būsena, o gauta energija naudojama šildant aušinimo skysčiu, kuris cirkuliuoja namo šildymo sistemos vamzdžiuose. Taigi mažo potencialo vandens šiluminė energija paverčiama didelio potencialo energija ir net esant stiprioms šalnoms galima gana efektyviai šildyti namą. Šis procesas yra aiškiai parodytas šilumos siurblio vandens-vandens schemoje.

Vandens-vandens šilumos siurblio schema parodo mažo potencialo šiluminės energijos gavimo iš didelio potencialo energiją namo šildymui ir vandens šildymui.

Šilumos siurblio kokybė labai priklauso nuo vandens temperatūros svyravimų. Kuo stabilesnė temperatūra, tuo geriau šildomas. Šulinyje vandens temperatūra ištisus metus svyruoja nuo 7–12 laipsnių, o tai leidžia įrangą naudoti labai efektyviai. Norėdami automatizuoti prietaiso veikimą, naudojamas temperatūros reguliatorius, kuris įjungia ir išjungia kompresorių, palaikydamas tam tikrą kambario temperatūrą.

Kaip pats pasidaryti tokį prietaisą?

Namų šilumos siurblys vanduo-vanduo yra paruoštų agregatų rinkinys, kuris turi būti prijungtas teisinga seka. Tai atrodo paprasta, tačiau praktiškai visa tai gali būti sugadinta, nes trūksta kompetentingų skaičiavimų. Jie yra būtini norint sužinoti optimalią kompresoriaus galią, šilumokaičio vamzdžio skersmenį, taip pat kitus sistemos parametrus. Nespecialistai turi keletą šios problemos sprendimo būdų:

• naudoti specialią programinę įrangą (pavyzdžiui, „CoolPack 1.46“ ir „Copeland“);
• naudoti internetinius skaičiuotuvus, kurie siūlomi tokios įrangos gamintojų interneto svetainėse;
• pakvieskite specialistą, kuris padės viską apskaičiuoti už mokestį ar malonią širdį.

Taigi, dabar apie kiekvieną detalę išsamiau.

1 dalis - kompresorius

Lengviausias būdas gauti tinkamą kompresorių yra pašalinti jį iš oro kondicionieriaus, pavyzdžiui, iš „LG split“ sistemos. Septynių vatų kompresoriaus galia yra 9,7 kW šilumos gamybai ir 7,5 kW vėsinimo. Papildomas tokių kompresorių pranašumas yra žemas triukšmo lygis veikiant.

Vandens-vandens šilumos siurblio kompresorių galima pašalinti iš seno oro kondicionieriaus. Pageidautina pasirinkti modelį, kuris būtų tinkamas galiai ir veiktų tyliai

Daugelyje kompresorių naudojamas R22 freonas, kurio virimo temperatūra -10, kondensacija - +55. 2030 m. Šį šaltnešį bus uždrausta naudoti. Tinkamesnė alternatyva galėtų būti „jaunas“ freonas R422. Tačiau pakeisti šaltnešį galima ne tik kuriant šilumos siurblį, bet ir bet kuriuo tinkamu metu.

2 dalis - kondensatorius

Kondensatoriui gaminti galima naudoti maždaug 120 litrų talpos nerūdijančio plieno baką. Jis supjaustomas per pusę, viduje sumontuojama varinė ritė, suvirintos jungtys dviejų colių sriegiu, tada rezervuaro pusės sujungiamos suvirinant. Ritės plotas, per kurį cirkuliuos šaltnešis, apskaičiuojamas pagal formulę:

PZ = MT / 0,8RT, kur:

• PZ - ritės plotas;
• MT - sistemos generuojamos šilumos galia, kW;
• 0,8 - šilumos laidumo koeficientas vandens ir vario sąveikoje;
• RT - vandens temperatūros skirtumas įėjimo į sistemą ir išėjimo iš jos metu, laipsniai Celsijaus.

Ritės gamybai tinka pusės colio vario vamzdis, specialus šaldymo ar švarus vandentiekis. Rekomenduojamas vamzdžio sienos storis yra 1–1,2 mm. Norėdami paversti norimo ilgio vamzdžio ilgį į ritę, pakanka jį apvynioti ant bet kurio tinkamo cilindro, pavyzdžiui, ant dujų baliono. Ritės galai išvedami naudojant santechnikos adapterius. Norėdami užtikrinti jungties sandarumą, naudokite linus ir veržlę.

Norėdami pagaminti vandens-vandens šilumos siurblio kondensatoriaus ritę, turite atsargiai apvynioti vario vamzdį ant cilindro. Metalinis bėgis padės nustatyti posūkio žingsnį

Atkreipkite dėmesį, kad freono linijos įleidimo anga turi būti kondensatoriaus viršuje, kad būtų išvengta burbuliukų susidarymo.

3 punktas - garintuvas

Garintuvo vaidmeniui tinka 127 litrų plastikinė statinė. Patogiau, jei ji turi platų kaklą.Apskaičiuokite garintuvą ir kondensatorių. Varinis vamzdis gali būti susuktas su varine viela, be jokios izoliacijos.

Namuose pagamintas vandens-vandens šilumos siurblio garintuvas gali būti pagamintas iš plastikinės statinės su plačiu kaklu. Ritė gali būti klojama mažesne talpa, tačiau patogiau dirbti su didesnės nei 120 l talpos statine

Ekspertai rekomenduoja improvizuotiems šilumos siurbliams naudoti „užtvindyto“ tipo garintuvus, kuriuose suskystintas šaltnešis patenka į vandenį iš apačios ir išgaruoja viršuje. Adapterius galima gaminti iš įprastų plastikinių butelių kaklų, kurie pritvirtinami linu ir hermetiku. Standartiniai kanalizacijos vamzdžiai yra tinkami tiekti ir išleisti vandenį. Įrengdami termostatinį vožtuvą, prieš pradėdami lituoti lygiagretės vamzdžius, apvyniokite jį drėgnu skudurėliu, nes šis elementas neturi būti kaitinamas daugiau kaip 100 laipsnių.

Freono surinkimas ir degalų papildymas

Norėdami surinkti paruoštus prietaisus į vieną sistemą, jums reikės suvirinimo aparato. Kompresoriaus įleidimo angoje rekomenduojamas užpildymo vožtuvas, kuris bus naudingas vėliau. Tada, naudojant specialų vakuuminį siurblį, sistema turėtų būti patikrinta, ar nėra vakuumo.

Norėdami užpildyti sistemą freonu, jums reikės cilindro, kuriame būtų ne mažiau kaip 2 kg šaltnešio. Po degalų papildymo rekomenduojama palaukti keletą dienų, patikrinant slėgį sistemoje. Jei jis išlieka pastovus, tada nėra nuotėkių. Jei slėgis sumažėja, nuotėkio vietas galima nustatyti paprasčiausiu būdu: naudojant muilo putas. Nepatyrę meistrai geriau kreiptis į meistrą, kuris profesionaliai ir patikimai papildys įrangą degalais.

Automatiniam sistemos valdymui rekomenduojama naudoti 40A vienfazę relę, 16A saugiklį, elektros skydą ir DIN bėgelį. Reikės dviejų kapiliarų temperatūros jutiklių: išėjimo iš sistemos metu (rekomenduojama maksimali temperatūra yra 40 laipsnių) ir išėjimo iš garintuvo (uždarymo temperatūra yra 0 laipsnių, kad sistema neužšaltų). Jei valdiklis naudojamas atsižvelgiant į abiejų temperatūros jutiklių rodmenis, reikia atsiminti, kad jo nustatymai gali sugesti neteisingai, nutrūkus elektros energijos tiekimui.

Kažkas panašaus atrodo kaip vienas iš naminio vandens-vandens šilumos siurblio variantų. Prietaisą dengia metalinis korpusas, ant kurio viršaus pritvirtintas valdymo skydelis.

Po to, kai sistema bus paruošta, o jos elementai bus dedami į patogias vietas, reikia pastatyti du atskirus gręžinius, kad būtų galima surinkti ir išleisti požeminį vandenį ir atvesti išorinę grandinę į sistemą. Tose vietose, kur gręžinių gręžimas susijęs su tam tikromis problemomis, pirmiausia reikėtų atkreipti dėmesį į šią problemą. Jei šulinių negalima gręžti, jums gali tekti pasirinkti kitą šilumos siurblio parinktį, pavyzdžiui, požeminį vandenį.

Šis vaizdo įrašas parodo, kaip veikia naminis šilumos siurblys:

Keletas naudingų pasiūlymų

Prieš pradedant šilumos siurblio gamybą, būtina įvertinti pastato šilumos izoliacijos lygį ir padidinti jį iki maksimalaus lygio. Priešingu atveju šios sistemos efektyvumas bus nulinis.

Geriausia naudoti šilumos siurblį su žemos temperatūros šildymo sistemomis. Dažniausiai vienetas yra prijungtas prie „šiltos grindys“. Gali pasisekti šiltų sienų sistemų, didelių radiatorių plote ir tt patirtis. Sistemos efektyvumas bus didesnis, tuo mažesnis bus išorinių ir vidinių grandinių temperatūrų skirtumas.

Norint sumažinti šilumos siurblio statybos išlaidas, rekomenduojama naudoti papildomą šilumos šaltinį: dujų, elektros ar kieto kuro katilą. Reikės mažiau šilumos siurblio statybai reikalingų pajėgumų ir išlaidų, sumažės namo šildymo išlaidos.