Tehnologie pentru asamblarea unei pompe de căldură de tip apă-apă cu extracție de căldură din puț

Dacă este imposibil sau prea scump să încălziți o casă privată cu gaz, iar utilizarea combustibilului solid nu este convenabilă, de ce să nu extrageți energie direct din mediu? Una dintre cele mai eficiente opțiuni pentru a obține joules-urile necesare este o pompă de căldură apă-apă. În Occident, producția industrială a unor astfel de unități este de mult timp stabilită și are o cerere mare. Cu toate acestea, costul lor este destul de mare. Prin urmare, problema creării unei pompe de căldură cu propriile mâini rămâne foarte relevantă.

Cum este amenajată și funcționată o astfel de pompă de căldură?

Aproximativ vorbind, o pompă de căldură funcționează ca un frigider, exact invers. Frigiderul elimină o parte din căldură pentru a scădea temperatura în interiorul camerei. Prin urmare, peretele posterior al frigiderului se încălzește vizibil. O pompă de căldură „răcește” mediul, încălzind lichidul de răcire care circulă în sistemul de încălzire casnică.

De obicei, pompele de căldură apă-apă constau din următorul set de dispozitive:

• circuit extern;
• contur intern;
• evaporator;
• condensator;
• compresor.

Circuitul exterior este o conductă prin care circulă apele subterane. Acesta intră în sistem din fântână, trece prin circuitul extern, oferind sistemului energie termică cu potențial redus, apoi este evacuat într-un alt puț. Uneori, în interiorul unui circuit exterior scufundat în apă, există un fluid special numit „saramură”. Acesta este, de asemenea, un mod foarte eficient de a colecta căldura în mediu.

Notă! Dacă există un iaz deschis lângă casă, acesta poate fi folosit și ca sursă de căldură. Cu toate acestea, nu este nevoie să găuriți puțuri pentru extragerea și evacuarea apelor subterane.

Căldura apei subterane intră în evaporator. Agentul frigorific sub presiune intră aici prin orificiul capilar. Scăderea presiunii provoacă un proces de evaporare și căldura din pereții interiori ai evaporatorului este transferată în agent frigorific. Agentul frigorific gazos intră în compresor, unde este comprimat, după care este trimis condensatorului.

Aici, agentul frigorific se transformă din nou într-o stare lichidă, iar energia rezultată este folosită pentru încălzirea lichidului de răcire care circulă în conductele sistemului de încălzire al casei. Astfel, energia termică a apei cu potențial redus este transformată în energie cu potențial ridicat și chiar și în înghețuri severe este posibilă încălzirea unei case destul de eficient. Acest proces este ilustrat clar în diagrama pompei de căldură apă-apă.

Diagrama pompei de căldură apă-apă arată procesul de obținere din mediu a energiei termice cu potențial redus în energie potențială ridicată pentru încălzirea unei case și încălzirea apei

Calitatea pompei de căldură depinde în mare măsură de fluctuațiile temperaturii apei. Cu cât temperatura este mai stabilă, cu atât este mai bună încălzirea. În puț, temperatura apei pe tot parcursul anului variază între 7-12 grade, ceea ce face posibilă utilizarea echipamentului foarte eficient. Pentru a automatiza funcționarea dispozitivului, utilizează un controler de temperatură care pornește și oprește compresorul, menținând temperatura în camere la un anumit nivel.

Cum să faci singur un astfel de dispozitiv?

O pompă de căldură apă-apă făcută acasă este un set de unități gata fabricate care trebuie conectate în secvența corectă. Pare simplu, dar, în practică, totul poate fi stricat din cauza lipsei calculelor competente. Sunt necesare pentru a afla puterea optimă a compresorului, diametrul conductei schimbătorului de căldură, precum și alți parametri ai sistemului. Nespecialiștii au mai multe opțiuni pentru soluționarea acestei probleme:

• folosiți software special (de exemplu, CoolPack 1.46 și Copeland);
• utilizați calculatoare online care sunt oferite pe site-urile web ale producătorilor de astfel de echipamente;
• invitați un specialist care vă va ajuta să calculați totul contra cost sau cu bunătate de inimă.

Deci, despre fiecare detaliu în detaliu.

Partea 1 - compresor

Cel mai simplu mod de a obține un compresor adecvat este să îl scoateți din aparatul de aer condiționat, de exemplu, dintr-un sistem split LG. Compresorul cu șapte wati are o capacitate de 9,7 kW pentru producția de căldură și 7,5 kW pentru răcire. Un avantaj suplimentar al acestor compresoare este nivelul redus de zgomot în timpul funcționării.

Compresorul pentru pompa de căldură apă-apă poate fi îndepărtat din balsamul de aer vechi. Este de preferat să alegeți un model care să fie potrivit pentru putere și să funcționeze în tăcere

Multe compresoare folosesc freon R22, al cărui punct de fierbere este -10, condens - +55. În 2030, acest agent frigorific va fi interzis pentru utilizare. O alternativă mai potrivită ar putea fi freonul R422 mai „tânăr”. Cu toate acestea, este posibil să schimbați agentul frigorific nu numai atunci când creați o pompă de căldură, ci și în orice moment adecvat.

Partea 2 - Condensator

Un condensator de oțel inoxidabil de aproximativ 120 litri poate fi utilizat pentru a face condensatorul. Este tăiat în jumătate, o bobină de cupru este montată în interior, îmbinări sudate cu un fir de doi inci, apoi jumătățile rezervorului sunt conectate prin sudare. Zona bobinei prin care va circula agentul frigorific este calculată după formula:

PZ = MT / 0.8RT, unde:

• PZ - zona bobinei;
• MT - Puterea căldurii generate de sistem, kW;
• 0,8 - coeficientul de conductivitate termică în interacțiunea apei și cuprului;
• RT - diferența de temperatură a apei la intrarea în sistem și la ieșirea din acesta, grade Celsius.

Pentru fabricarea unei bobine, este adecvată o conductă de cupru de jumătate de inchi, o refrigerare specială sau o instalație sanitară curată. Grosimea peretelui de conductă recomandat este de 1-1,2 mm. Pentru a transforma o bobină cu lungimea dorită într-o bobină, este suficient să o înfășurați pe orice cilindru potrivit, de exemplu, pe un cilindru cu gaz. Capetele bobinei sunt scoase cu ajutorul unor adaptoare de instalații sanitare. Pentru a asigura etanșeitatea conexiunii, folosiți inul și o piuliță de strângere.

Pentru a realiza o bobină pentru un condensator pompă de căldură apă-apă, trebuie să vindeți cu grijă conducta de cupru pe cilindru. O șină metalică va ajuta la remedierea pasului virajelor

Vă rugăm să rețineți că intrarea liniei freonului trebuie să fie amplasată în partea de sus a condensatorului pentru a preveni formarea de bule.

Articol # 3 - Evaporator

Un butoi de plastic de 127 litri este potrivit pentru rolul evaporatorului. Este mai convenabil dacă are gâtul larg.Calculați evaporatorul precum și condensatorul. O țeavă de cupru poate fi răsucită cu sârmă de cupru, fără izolare.

Un evaporator de casă pentru o pompă de căldură apă-apă poate fi realizat dintr-un butoi de plastic cu gâtul larg. Bobina poate fi de asemenea plasată într-o capacitate mai mică, dar este mai convenabil să lucrezi cu un butoi de peste 120 l

Experții recomandă utilizarea evaporatoarelor „inundate” pentru pompele de căldură improvizate, în care agentul frigorific lichefiat intră în apă de jos și se evaporă în partea superioară. Adaptoarele pot fi realizate din gâturile sticlelor obișnuite de plastic, care sunt fixate cu in și sigilant. Țevile standard de canalizare sunt potrivite pentru furnizarea și evacuarea apei. Când instalați supapa termostatică, înainte de a începe să lipați țeava liniei de nivelare, înfășurați-o cu o cârpă umedă, deoarece acest element nu trebuie încălzit la mai mult de 100 de grade.

Montaj freon și realimentare

Pentru a asambla dispozitivele pregătite într-un singur sistem, veți avea nevoie de o mașină de sudură. La intrarea compresorului, se recomandă o supapă de umplere, care va veni la îndemână mai târziu. Apoi, folosind o pompă specială de vid, sistemul trebuie verificat dacă nu este vid.

Pentru a umple sistemul cu freon, veți avea nevoie de un cilindru care conține cel puțin 2 kg de agent frigorific. După realimentare, se recomandă să așteptați câteva zile, verificând presiunea din sistem. Dacă rămâne constant, atunci nu există scurgeri. Dacă presiunea scade, puteți determina locurile scurgerilor în cel mai simplu mod: folosind suduri de săpun. Meșterii neexperimentați contactează mai bine un meșter care va alimenta echipamentele în mod profesional și de încredere.

Pentru a controla automat funcționarea sistemului, se recomandă utilizarea unui releu de 40A monofazat, o siguranță 16A, un panou electric și o șină DIN. Vor fi necesari doi senzori capilari de temperatură: la ieșirea din sistem (temperatura maximă recomandată este de 40 de grade) și la ieșirea din evaporator (temperatura de oprire este de 0 grade pentru a împiedica înghețarea sistemului). Dacă un controler este folosit pentru a ține cont de citirile ambilor senzori de temperatură, trebuie reținut faptul că setările acestuia pot defecta în cazul unei întreruperi de curent.

Ceva de genul acesta arată ca una dintre opțiunile pentru o pompă de căldură apă-apă de casă. Dispozitivul este acoperit de o carcasă metalică deasupra căreia este montat panoul de control.

După ce sistemul este gata și elementele sale sunt plasate în locuri convenabile, ar trebui să fie construite două puțuri separate pentru admisia și evacuarea apelor subterane și să aducă circuitul extern în sistem. În zonele în care forajul este asociat cu anumite probleme, această problemă ar trebui abordată mai întâi. Dacă puțurile nu pot fi găurite, poate fi necesar să alegeți o altă opțiune pentru pompa de căldură, de exemplu, apa subterană.

Următorul videoclip demonstrează funcționarea unei pompe de căldură de casă:

Câteva sugestii utile

Înainte de a continua cu fabricarea unei pompe de căldură, este necesară evaluarea nivelului de izolare termică a clădirii și creșterea acesteia la nivelul maxim. În caz contrar, eficacitatea acestui sistem va tinde la zero.

Cel mai bine este să folosiți o pompă de căldură completă cu sisteme de încălzire la temperatură scăzută. Cel mai adesea, unitatea este conectată la "podea caldă“. Experiența cu sisteme de pereți calzi, radiatoare mari, etc.

Pentru a reduce costurile construirii unei pompe de căldură, se recomandă utilizarea unei surse de căldură suplimentare: cazan, electric sau cazan solid. Capacitatea și cheltuielile necesare pentru construcția pompei de căldură vor fi mai mici, iar costurile pentru încălzirea casei vor fi reduse.