Technológia montáže tepelného čerpadla typu voda-voda s odberom tepla zo studne

Ak nie je možné alebo príliš nákladné vykurovať v súkromnom dome plyn a nie je vhodné používať tuhé palivo, prečo nevyťažovať energiu priamo z prostredia? Jednou z najúčinnejších možností na získanie potrebných joulov je tepelné čerpadlo voda-voda. Na Západe je priemyselná výroba takýchto jednotiek už dávno zavedená a je veľmi žiadaná. Ich cena je však dosť vysoká. Preto zostáva otázka vytvorenia tepelného čerpadla vlastnými rukami veľmi dôležitá.

Ako je takéto tepelné čerpadlo usporiadané a funkčné?

Zhruba povedané, tepelné čerpadlo funguje ako chladnička, práve naopak. Chladnička odvádza časť tepla von, aby znížila teplotu vo vnútri komory. Zadná stena chladničky sa preto zreteľne zahrieva. Tepelné čerpadlo „ochladzuje“ životné prostredie zahrievaním chladiacej kvapaliny, ktorá cirkuluje v domácom vykurovacom systéme.

Tepelné čerpadlá typu voda-voda sa zvyčajne skladajú z nasledujúcich súprav zariadení:

• vonkajší obvod;
• vnútorný obrys;
• výparníka;
• kondenzátor;
• kompresor.

Vonkajší okruh je potrubie, ktorým cirkuluje podzemná voda. Vstupuje do systému zo studne, prechádza vonkajším obvodom, dodáva systému tepelnú energiu s nízkym potenciálom a potom sa vypúšťa do inej studne. Niekedy vo vonkajšom okruhu ponorenom vo vode je špeciálna tekutina nazývaná „soľanka“. Je to tiež veľmi efektívny spôsob zhromažďovania tepla v životnom prostredí.

Poznámka! Ak je v blízkosti domu otvorený rybník, môže sa použiť aj ako zdroj tepla. Nie je však potrebné vŕtať studne na odber a vypúšťanie podzemnej vody.

Teplo podzemnej vody vstupuje do výparníka. Tlakové chladivo tu vstupuje cez kapilárny otvor. Pokles tlaku spôsobuje proces odparovania a teplo z vnútorných stien výparníka sa prenáša do chladiva. Plynné chladivo vstupuje do kompresora, kde je stlačené, a potom je odosielané do kondenzátora.

Tu sa chladivo opäť zmení na kvapalné a výsledná energia sa použije na ohrev chladiva, ktoré cirkuluje v potrubiach vykurovacieho systému domu. Takto sa tepelná energia s nízkym potenciálom vody premieňa na energiu s vysokým potenciálom a dokonca aj pri silných mrazoch je možné dom celkom dobre vykurovať. Tento proces je jasne znázornený na diagrame tepelného čerpadla voda-voda.

Schéma tepelného čerpadla voda - voda ukazuje proces získavania tepelnej energie z prostredia s nízkym potenciálom na vysoko potenciálnu energiu na vykurovanie domu a ohrev vody.

Kvalita tepelného čerpadla do značnej miery závisí od kolísania teploty vody. Čím je teplota stabilnejšia, tým lepšie je zahrievanie. V studni sa teplota vody počas celého roka pohybuje v rozmedzí 7 - 12 stupňov, čo umožňuje veľmi efektívne využívať zariadenie. Na automatizáciu činnosti zariadenia používajú regulátor teploty, ktorý zapína a vypína kompresor a udržuje teplotu v miestnostiach na určitej úrovni.

Ako si vyrobiť takéto zariadenie sami?

Domáce tepelné čerpadlo typu voda-voda je sada hotových jednotiek, ktoré musia byť zapojené v správnom poradí. Vyzerá to jednoducho, ale v skutočnosti môže byť celá vec zničená kvôli nedostatku kompetentných výpočtov. Je potrebné zistiť optimálny výkon kompresora, priemer potrubia výmenníka tepla, ako aj ďalšie parametre systému. Nešpecialisti majú na vyriešenie tohto problému niekoľko možností:

• používať špeciálny softvér (napríklad CoolPack 1.46 a Copeland);
• používať online kalkulačky, ktoré sú ponúkané na webových stránkach výrobcov takýchto zariadení;
• pozvať špecialistu, ktorý vám pomôže vypočítať všetko za poplatok alebo láskavo.

Takže teraz o každom detaile podrobnejšie.

1. časť - kompresor

Najjednoduchší spôsob, ako získať vhodný kompresor, je vybrať ho z klimatizácie, napríklad z splitového systému LG. Sedem wattový kompresor má kapacitu 9,7 kW na výrobu tepla a 7,5 kW na chladenie. Ďalšou výhodou takýchto kompresorov je nízka hladina hluku počas prevádzky.

Kompresor pre tepelné čerpadlo voda-voda môže byť odstránený zo starého klimatizačného zariadenia. Je vhodnejšie zvoliť model, ktorý je vhodný pre výkon a pracuje ticho

Mnoho kompresorov používa freón R22, ktorého teplota varu je -10 ° C, kondenzácia - +55. V roku 2030 bude používanie tohto chladiva zakázané. Vhodnou alternatívou môže byť „mladší“ freón R422. Chladivo je však možné zmeniť nielen pri vytváraní tepelného čerpadla, ale aj v akomkoľvek vhodnom čase.

2. časť - Kondenzátor

Na výrobu kondenzátora sa môže použiť nádrž z nehrdzavejúcej ocele s objemom približne 120 litrov. Je rozrezaný na polovicu, vnútri je namontovaná medená cievka, zvarené spoje s dvojpalcovým závitom, potom sú polovice nádrže spojené zváraním. Plocha špirály, cez ktorú bude chladivo cirkulovať, sa vypočíta podľa vzorca:

PZ = MT / 0,8 RT, kde:

• PZ - plocha cievky;
• MT - Výkon tepla generovaného systémom, kW;
• 0,8 - koeficient tepelnej vodivosti pri interakcii vody a medi;
• RT - rozdiel teploty vody na vstupe do systému a na výstupe z neho, stupne Celzia.

Na výrobu zvitkov je vhodná medená rúrka s priemerom 2,5 cm, špeciálne chladenie alebo čistá inštalácia. Odporúčaná hrúbka steny potrubia je 1-1,2 mm. Na to, aby sa dĺžka rúrky požadovanej dĺžky zmenila na cievku, stačí ju navinúť na akýkoľvek vhodný valec, napríklad na plynový valec. Konce cievky sú vyvedené pomocou inštalačných adaptérov. Na zaistenie tesnosti spojenia použite ľan a upínaciu maticu.

Ak chcete vytvoriť cievku pre kondenzátor tepelného čerpadla voda-voda, musíte medenú rúrku opatrne navinúť na valec. Kovová koľajnica pomôže opraviť výšku zákruty

Upozorňujeme, že prívod freónového vedenia musí byť umiestnený v hornej časti kondenzátora, aby sa zabránilo tvorbe bublín.

Položka č. 3 - Výparník

Plastový valec s objemom 127 litrov je vhodný na úlohu výparníka. Je vhodnejšie, ak má široký krk.Vypočíta sa aj výparník a kondenzátor. Medenú rúrku je možné skrútiť medeným drôtom bez akejkoľvek izolácie.

Domáce výparník pre tepelné čerpadlo voda-voda môže byť vyrobený z plastového valca so širokým hrdlom. Cievka môže byť položená v menšej kapacite, ale je pohodlnejšie pracovať s valcom väčším ako 120 l

Odborníci odporúčajú použitie „zaplavených“ odparovačov pre improvizované tepelné čerpadlá, v ktorých skvapalnené chladivo vstupuje zospodu do vody a odparuje sa zhora. Adaptéry môžu byť vyrobené z hrdiel bežných plastových fliaš, ktoré sú pripevnené ľanom a tmelom. Na prívod a odvod vody sú vhodné štandardné kanalizačné potrubia. Pri inštalácii termostatického ventilu pred začatím spájkovania rúrok vyrovnávacej trubice zabaľte navlhčenou tkaninou, pretože tento prvok sa nesmie zahrievať na viac ako 100 stupňov.

Montáž a doplňovanie freónov

Na zostavenie pripravených zariadení do jedného systému budete potrebovať zvárací stroj. Na vstupe do kompresora sa odporúča plniaci ventil, ktorý sa hodí neskôr. Potom pomocou špeciálnej vákuovej pumpy skontrolujte vákuum systému.

Na naplnenie systému freónom potrebujete valec obsahujúci najmenej 2 kg chladiva. Po doplnení paliva sa odporúča počkať niekoľko dní a skontrolovať tlak v systéme. Ak zostane konštantná, nedochádza k žiadnym únikom. Ak tlak klesne, môžete miesta úniku určiť najjednoduchším spôsobom: pomocou mydlového mydla. Neskúsení remeselníci lepšie kontaktujú remeselníka, ktorý zariadenie profesionálne a spoľahlivo plní.

Na automatické ovládanie systému sa odporúča použiť jednofázové relé 40A, poistka 16A, elektrický panel a DIN lištu. Budú potrebné dva kapilárne snímače teploty: na výstupe zo systému (odporúčaná maximálna teplota je 40 stupňov) a na výstupe z odparovača (teplota vypínania je 0 stupňov, aby sa zabránilo zamrznutiu systému). Ak sa na zohľadnenie odčítania oboch snímačov teploty použije ovládač, malo by sa pamätať na to, že jeho nastavenie môže zlyhať, keď dôjde k výpadku napájania.

Niečo také vyzerá ako jedna z možností pre domáce tepelné čerpadlo voda-voda. Zariadenie je zakryté kovovým krytom, na ktorom je namontovaný ovládací panel.

Keď je systém pripravený a jeho prvky sú umiestnené na vhodných miestach, mali by sa postaviť dve samostatné studne na prívod a vypustenie podzemnej vody a priviesť do systému vonkajší obvod. V oblastiach, kde je ťažba spojená s určitými problémami, by sa tento problém mal riešiť najskôr. Ak sa studne nedajú vŕtať, možno budete musieť zvoliť inú možnosť pre tepelné čerpadlo, napríklad podzemnú vodu.

Nasledujúce video ukazuje fungovanie domáceho tepelného čerpadla:

Niekoľko užitočných návrhov

Pred začatím výroby tepelného čerpadla je potrebné vyhodnotiť úroveň tepelnej izolácie budovy a zvýšiť ju na maximálnu úroveň. V opačnom prípade bude mať účinnosť tohto systému tendenciu k nule.

Najlepšie je použiť tepelné čerpadlo s nízkoteplotnými vykurovacími systémami. Najčastejšie je jednotka pripojená k „teplá podlaha". Skúsenosti so systémami teplých stien, veľkých radiátorov atď. Môžu byť úspešné, efektívnosť systému bude tým vyššia, čím menší bude rozdiel teplôt na vonkajších a vnútorných obvodoch.

Na zníženie nákladov na výstavbu tepelného čerpadla sa odporúča použiť dodatočný zdroj tepla: plynový, elektrický alebo pevný kotol. Požadovaná kapacita a náklady na výstavbu tepelného čerpadla budú nižšie a znížia sa náklady na vykurovanie domu.