Tepelné čerpadlo vzduch-voda: prehľad technológie vlastnej konštrukcie

Moderné tepelné čerpadlo vzduch-voda je mimoriadne užitočné zariadenie. Aj keď sa vonkajšia teplota blíži nule, dá sa použiť na úspešné vykurovanie pomerne veľkých miestností. Ak sa tepelné čerpadlá typu „podzemná voda“ alebo „voda-voda“ ľahšie inštalujú v súkromnom dome s priestranným pozemkom, potom sa model vzduch-voda inštaluje bez problémov do mestských budov, obytných aj kancelárskych.

Ako tento systém funguje?

Svet okolo nás je plný energie, stačí ho zhromaždiť a správne používať. Preto sú navrhnuté tepelné čerpadlá vzduch-voda. S ich pomocou je možné zozbierať energiu s nízkym potenciálom z prostredia a premeniť ju na teplo s vysokým potenciálom, ktoré môže veľmi efektívne vykurovať domov. Odborníci nazývajú tento proces opačným princípom Carnot, na základe ktorého fungujú chladiace jednotky.

Pomocou silného ventilátora sa z vonkajšej strany nasáva bežný vzduch. Je v kontakte s výparníkom, vo vnútri ktorého okolo cievky cirkuluje chladivo. Pri zahrievaní sa chladivo odparuje a vstupuje do kompresora. Tu je stlačený a zahrievaný na teplotu asi 75 stupňov a pod tlakom vstupuje do kondenzátora. Chladivo tam kondenzuje a stáva sa kvapalným, čím odovzdáva teplo do systému vykurovania domácností. Kvapalné chladivo vstupuje do výparníka, kde sa zohreje pod vplyvom vonkajšieho vzduchu, atď. Cyklus „kondenzácia zahrievanie-odparovanie-kompresia-kondenzácia“ sa opakuje znova a znova.

Vonkajšia jednotka tepelného čerpadla vzduch-voda je umiestnená na stavenisku a na tento účel sa v blízkosti domu volí miesto s dobrou cirkuláciou vzduchu

Všetky typy tepelných čerpadiel sa neodporúčajú používať s tradičnými radiátormi, ale s typmi vykurovania, ktoré nevyžadujú vykurovanie chladiaca kvapalina na vysoké teploty. Zahŕňajú „teplá podlaha», ohrievanie vzduchu, radiátory veľkých plôch atď.

Výhody a nevýhody takého zahrievania

Moderné tepelné čerpadlo vzduch-voda je účinné a môže výrazne ušetriť na vykurovaní, pretože:

• vzduch možno označiť za najdostupnejší a najlacnejší obnoviteľný zdroj;
• náklady na inštaláciu takejto jednotky budú lacnejšie ako inštalácia iných typov tepelných čerpadiel (pôda-voda, voda-voda atď.) a celý proces je jednoduchší a rýchlejší;
• zahrievanie sa môže uskutočňovať aj pri zápornej vonkajšej teplote;
• zariadenie pracuje takmer ticho;
• je zabezpečená účinná vnútorná výmena vzduchu;
• kontrolu inštalácie je možné vykonať automaticky.

V skutočnosti pri výstavbe vzduchového tepelného čerpadla nie je potrebné vŕtať studne alebo vykonávať rozsiahle vykopávky, nie je potrebné budovať výmenník tepla pre vonkajší obvod, atď. Budú potrebné dva malé kanály, cez ktoré bude nasávaný vzduch a potom vrátený von. Z tohto dôvodu dva malé izolovaný potrubia. Existujú modely, ktoré také potrubia nepotrebujú.

Pre tepelné čerpadlo vzduch-voda budete potrebovať veľký ventilátor, ktorý bude dodávať prúd vzduchu do výparníka. Lopatky ventilátora musia byť zakryté grilom.

Tento dizajn má niekoľko nedostatkov, mali by sa však zohľadniť. Aj keď sa predpokladá, že tepelné čerpadlo na vzduch dokáže efektívne pracovať po celý rok, je stále lepšie ho používať v oblastiach s miernymi a teplými zimami. Neodporúča sa zapínať takéto tepelné čerpadlo pri teplotách pod -7 stupňov. Súčasne bude účinnosť systému v zime nižšia ako na jar alebo na jeseň. Výrobcovia síce tvrdia, že priemyselné modely tepelných čerpadiel tohto typu môžu celkom úspešne pracovať pri teplote -25 ° C. V oblasti s drsnou klímou môže byť najvýhodnejšou možnosťou kombinácia tepelného čerpadla a tradičného kotla, ktorá sa zapína len v prípade silného prechladnutia.

Samozrejme, na prevádzku akéhokoľvek tepelného čerpadla je potrebná elektrina. Za každý spotrebovaný kilowatt vám zariadenie umožní získať 3 - 4 kW prírodnej energie. Preto je v konečnom dôsledku použitie tepelného čerpadla na vykurovanie nákladovo efektívne v porovnaní s nákladmi na vykurovanie plynom, motorovou naftou, pevným palivom alebo vykurovaním elektrickým kotlom. Nezabudnite však na závislosť systému od dostupnosti elektrickej energie.

Algoritmus na zostavenie domácej jednotky

Takmer všetky prvky vzduchového tepelného čerpadla môžu byť vyrobené nezávisle. Odporúča sa odstrániť kompresor z konvenčného deleného systému. Takéto zariadenie má spravidla vhodné vlastnosti a pracuje celkom ticho. Okrem kompresora bude potrebné množstvo materiálov:

• nádrž z nehrdzavejúcej ocele s objemom 100 l alebo viac;
• plastová hlaveň so širokým krkom;
• medené rúry rôznych priemerov (hrúbka steny rúry - najmenej 1 mm);
• Sada spojok a adaptérov;
• elektródy
• drenážny kohút;
• vzduchový ventilátor DU-15;
• bezpečnostný ventil;
• tlakomery;
• Zariadenia na automatické riadenie;
• konzoly pre montáž prvkov systému;
• freón a ďalšie

Poznámka! Keď je kompresor zapnutý, bude potrebný dostatočne veľký prúd, preto odporúčané menovité zaťaženie elektromera v dome by malo byť najmenej 40A.

Ak chcete vytvoriť tepelné čerpadlo vzduchu, musíte:

1. Zásobte na vhodné konzoly kompresora a na stenu. Na výrobu tepelného čerpadla s výkonom 9 kW potrebujete kompresor 7,2 kW.
2. Na vytvorenie cievky z medenej rúrky rovnomerným obalením rúrky okolo valca požadovaného priemeru.
3. Ak chcete vyrobiť kondenzátor, nakrájajte na polovicu oceľovú nádrž na 100 litrov a vložte medenú cievku dovnútra.
4. Varte nádrž a namontujte skrutkové spoje. Na inštaláciu hotového kondenzátora budete potrebovať aj zátvorky.
5. Odrežte plastový valec, aby ste vytvorili odparku.
6. Do výparníka vložte medenú cievku s priemerom ¾ palca.
7. Na pripevnenie výparníka na stenu potrebujete ďalšiu sadu konzol tvaru L.
8. Pripojte prvky do spoločného systému.
9. Pozvite hlavného chladiaceho pracovníka, ktorý skontroluje kvalitu zostavy a prečerpá chladivo do systému.

Potom je potrebné zaistiť prívod vonkajšieho vzduchu a jeho vypúšťanie pre kontakt s výparníkom a tiež zariadenie pripojiť k vykurovaciemu systému domu.

Na výrobu cievky z medenej rúrky pre tepelné čerpadlo vzduch-voda môžete zobrať valec vhodného priemeru pod freónom alebo plynom a opatrne naň navinúť rúrku.

Kompresor pre tepelné čerpadlo vzduch-voda môže byť odstránený z deleného systému a uistite sa, že má dostatočný výkon. Kovová nádrž je vhodná na výrobu kondenzátora

Základné princípy činnosti vzduchového tepelného čerpadla sú uvedené vo videomateriáli s použitím priemyselného modelu ako príklad:

Vezmite prosím na vedomie, že ak sa rozhodnete používať tepelné čerpadlo súbežne s kotlom, odporúča sa používať bypass.

Niekoľko slov o výpočtoch výkonu

Pred začatím prác na vytvorení čerpadla by ste mali určiť jeho výkon. Nevyrábajte jednotku „s rezervou“, pretože by to znamenalo úplne zbytočné materiálne náklady. Nedostatok energie bude mať vplyv na účinnosť systému. V takom prípade bude dom príliš studený.

Na podrobný výpočet výkonu tepelného čerpadla odborníci používajú špeciálne programy, ktoré vám umožňujú určiť ďalšie parametre, napríklad oblasť medenej cievky, atď. Ľudoví remeselníci to uľahčujú - používajú online kalkulačky, ktoré sú nainštalované na niektorých špecializovaných pracoviskách. Do špeciálnych polí by ste mali zadať údaje o:

• región, v ktorom sa tieto priestory nachádzajú;
• celková plocha súkromného domu;
• výška stropov v miestnostiach;
• stupeň izolácie budovy.

Na základe týchto údajov program poskytne vypočítanú kapacitu tepelného čerpadla. Čím lepšie je budova izolovaná, tým menej tepla bude potrebné na jej vykurovanie, preto sa odporúča vyriešiť problém tepelnej izolácie pred začatím inštalácie. Pre vás uvádzame orientačné údaje pre všeobecné referencie.

Odhadovaná závislosť požadovanej tepelnej kapacity tepelných čerpadiel od plochy domu s dobrými tepelnoizolačnými vlastnosťami

Správna technológia údržby

Prevádzka tepelných čerpadiel je automaticky regulovaná, takže tento systém nevyžaduje špeciálnu dennú starostlivosť. Odporúča sa však pravidelne, najmenej raz ročne, kontrolovať všetky prvky systému, aby sa zistili možné problémy a zabránilo sa im. Majiteľ tepelného čerpadla by mal:

1. Skontrolujte stav všetkých dostupných filtrov a vyčistite ich.
2. Sledujte teplotu oleja v kompresore (mal by byť teplý).
3. Odstráňte zvyšky zachytené vo vonkajšom výmenníku tepla.
4. Z snímačov teploty odstráňte prach a nečistoty.
5. Skontrolujte stav zapojenia a vedenia.
6. Skontrolujte hadice, potrubia a ich pripojenia, či nevykazujú netesnosti.
7. Ak je to potrebné, namažte príslušné body na motore a ventilátore.

Kompresor je zvyčajne vybavený olejovým vykurovacím systémom. Pred spustením pumpy by ste ju mali nechať niekoľko hodín zapnuté, aby mal olej čas na zahriatie. Bez tohto preventívneho opatrenia môže zariadenie zlyhať veľmi rýchlo.