Công nghệ lắp ráp một máy bơm nhiệt loại nước-nước với chiết nhiệt từ giếng

Nếu không thể hoặc quá đắt để sưởi ấm một ngôi nhà tư nhân bằng khí đốt và sử dụng nhiên liệu rắn không thuận tiện, tại sao không trích xuất năng lượng trực tiếp từ môi trường? Một trong những lựa chọn hiệu quả nhất để có được những chiếc cần thiết là bơm nhiệt nước với nước. Ở phương Tây, sản xuất công nghiệp của các đơn vị như vậy đã được thành lập từ lâu và có nhu cầu cao. Tuy nhiên, chi phí của họ khá cao. Do đó, câu hỏi về việc tạo ra một máy bơm nhiệt bằng tay của chính bạn vẫn rất phù hợp.

Làm thế nào là một máy bơm nhiệt như vậy được sắp xếp và làm việc?

Nói một cách đơn giản, một máy bơm nhiệt hoạt động giống như một tủ lạnh, ngược lại. Tủ lạnh loại bỏ một phần nhiệt ra ngoài để giảm nhiệt độ bên trong buồng. Do đó, bức tường phía sau của tủ lạnh nóng lên đáng chú ý. Máy bơm nhiệt làm mát môi trường bằng cách làm nóng chất làm mát lưu thông trong hệ thống sưởi ấm gia đình.

Thông thường, máy bơm nhiệt nước với nước bao gồm các bộ thiết bị sau:

• mạch ngoài;
• đường viền trong;
• thiết bị bay hơi;
• tụ điện;
• máy nén.

Mạch ngoài là một đường ống mà nước ngầm lưu thông. Nó đi vào hệ thống từ giếng, đi qua mạch ngoài, cung cấp năng lượng nhiệt cho hệ thống với tiềm năng thấp, và sau đó được thải vào một giếng khác. Đôi khi bên trong một mạch ngoài đắm mình trong nước, có một chất lỏng đặc biệt gọi là nước muối muối. Đây cũng là một cách rất hiệu quả để thu nhiệt trong môi trường.

Ghi chú! Nếu có một cái ao mở gần nhà, nó cũng có thể được sử dụng làm nguồn nhiệt. Tuy nhiên, không cần phải khoan giếng cho sự trừu tượng và xả nước ngầm.

Nhiệt nước ngầm xâm nhập vào thiết bị bay hơi. Chất làm lạnh được điều áp đi vào đây thông qua lỗ mao dẫn. Việc giảm áp suất gây ra quá trình bay hơi và nhiệt từ thành trong của thiết bị bay hơi được truyền đến môi chất lạnh. Chất làm lạnh dạng khí đi vào máy nén, nơi nó được nén, sau đó nó được gửi đến thiết bị ngưng tụ.

Ở đây, chất làm lạnh lại biến thành trạng thái lỏng và năng lượng kết quả được sử dụng để làm nóng chất làm mát lưu thông trong các đường ống của hệ thống sưởi ấm của ngôi nhà. Do đó, năng lượng nhiệt tiềm năng thấp của nước được chuyển đổi thành năng lượng có tiềm năng cao và ngay cả trong những đợt sương giá nghiêm trọng cũng có thể làm nóng một ngôi nhà khá hiệu quả. Quá trình này được minh họa rõ ràng trong sơ đồ của nước bơm nhiệt.

Sơ đồ bơm nhiệt nước-nước cho thấy quá trình thu được từ năng lượng nhiệt môi trường với tiềm năng thấp thành năng lượng tiềm năng cao để sưởi ấm một ngôi nhà và sưởi ấm nước

Chất lượng của bơm nhiệt chủ yếu phụ thuộc vào sự dao động của nhiệt độ nước. Nhiệt độ càng ổn định, sưởi ấm càng tốt. Trong giếng, nhiệt độ nước trong suốt cả năm dao động từ 7-12 độ, điều này giúp cho việc sử dụng thiết bị rất hiệu quả. Để tự động hóa hoạt động của thiết bị, họ sử dụng bộ điều khiển nhiệt độ bật và tắt máy nén, duy trì nhiệt độ trong phòng ở một mức nhất định.

Làm thế nào để tự làm một thiết bị như vậy?

Máy bơm nhiệt nước-nước làm tại nhà là một bộ các đơn vị làm sẵn phải được kết nối theo đúng trình tự. Trông có vẻ đơn giản, nhưng trong thực tế, toàn bộ sự việc có thể bị hủy hoại do thiếu tính toán có thẩm quyền. Họ là cần thiết để tìm ra công suất máy nén tối ưu, đường kính của ống trao đổi nhiệt, cũng như các thông số hệ thống khác. Những người không chuyên có một số lựa chọn để giải quyết vấn đề này:

• sử dụng phần mềm đặc biệt (ví dụ: CoolPack 1.46 và Copeland);
• sử dụng máy tính trực tuyến được cung cấp trên trang web của các nhà sản xuất thiết bị đó;
• mời một chuyên gia, những người sẽ giúp tính toán mọi thứ cho một khoản phí hoặc vui lòng chân thành.

Vì vậy, bây giờ về từng chi tiết chi tiết hơn.

Phần # 1 - máy nén

Cách dễ nhất để có được một máy nén phù hợp là lấy nó ra khỏi máy điều hòa, ví dụ, từ hệ thống phân chia của LG. Máy nén bảy watt có công suất 9,7 mã lực để sản xuất nhiệt và 7,5 mã lực để làm mát. Một lợi thế bổ sung của máy nén như vậy là độ ồn thấp trong quá trình hoạt động.

Máy nén cho bơm nhiệt nước với nước có thể được loại bỏ khỏi điều hòa cũ. Tốt nhất là chọn một mô hình phù hợp với sức mạnh và hoạt động âm thầm

Nhiều máy nén sử dụng R22 freon, có điểm sôi là -10, ngưng tụ - +55. Năm 2030, chất làm lạnh này sẽ bị cấm sử dụng. Một giải pháp thay thế phù hợp hơn có thể là loại Freon R422 trẻ hơn. Tuy nhiên, bạn có thể thay đổi chất làm lạnh không chỉ khi tạo bơm nhiệt mà còn vào bất kỳ thời điểm thích hợp nào.

Phần # 2 - Tụ điện

Một bể thép không gỉ khoảng 120 lít có thể được sử dụng để chế tạo tụ điện. Nó được cắt làm đôi, một cuộn dây đồng được gắn bên trong, hàn các mối nối bằng một sợi hai inch, sau đó các nửa của bể được kết nối bằng cách hàn. Diện tích của cuộn dây mà chất làm lạnh sẽ lưu thông được tính theo công thức:

PZ = MT / 0.8RT, trong đó:

• PZ - diện tích của cuộn dây;
• М.60 - Sức mạnh của nhiệt được tạo ra bởi hệ thống, kW;
• 0,8 - độ dẫn nhiệt trong quá trình tương tác giữa nước và đồng;
• RT - chênh lệch nhiệt độ nước ở lối vào hệ thống và ở lối ra từ nó, độ C.

Đối với việc sản xuất một cuộn dây, một ống đồng nửa inch, một hệ thống làm lạnh đặc biệt hoặc hệ thống ống nước sạch là phù hợp. Độ dày thành ống được đề nghị là 1-1,2 mm. Để biến một chiều dài ống có chiều dài mong muốn thành một cuộn dây, nó đủ để cuộn nó trên bất kỳ xi lanh phù hợp nào, ví dụ, trên một xi lanh khí. Các đầu của cuộn dây được đưa ra bằng cách sử dụng bộ điều hợp ống nước. Để đảm bảo độ kín của kết nối, sử dụng hạt lanh và đai ốc kẹp.

Để tạo ra một cuộn dây cho một bình ngưng bơm nhiệt nước với nước, bạn cần cẩn thận cuộn ống đồng vào xi lanh. Một đường ray kim loại sẽ giúp cố định cao độ của các ngã rẽ

Xin lưu ý rằng đầu vào của đường freon phải được đặt ở đầu tụ điện để ngăn ngừa sự hình thành bong bóng.

Mục số 3 - Thiết bị bay hơi

Một thùng nhựa 127 lít phù hợp với vai trò của thiết bị bay hơi. Sẽ thuận tiện hơn nếu cô ấy có cổ rộng.Tính toán thiết bị bay hơi cũng như thiết bị ngưng tụ. Một ống đồng có thể được xoắn bằng dây đồng, không có bất kỳ cách điện.

Một thiết bị bay hơi làm tại nhà cho một máy bơm nhiệt nước với nước có thể được làm từ một thùng nhựa có cổ rộng. Cuộn dây cũng có thể được đặt trong một công suất nhỏ hơn, nhưng sẽ thuận tiện hơn khi làm việc với một thùng hơn 120 l

Các chuyên gia khuyến nghị sử dụng thiết bị bay hơi loại "ngập" cho máy bơm nhiệt ngẫu hứng, trong đó chất làm lạnh hóa lỏng đi vào nước từ bên dưới và bay hơi ở phía trên. Bộ điều hợp có thể được làm từ cổ của các chai nhựa thông thường, được cố định bằng lanh và keo. Ống cống tiêu chuẩn phù hợp để cung cấp và xả nước. Khi lắp đặt van điều nhiệt, trước khi bắt đầu hàn ống của đường cân bằng, hãy bọc nó bằng một miếng vải ẩm, vì phần tử này không được làm nóng đến hơn 100 độ.

Lắp ráp và tiếp nhiên liệu Freon

Để lắp ráp các thiết bị đã chuẩn bị thành một hệ thống duy nhất, bạn sẽ cần một máy hàn. Ở đầu vào máy nén, nên sử dụng van rót, sẽ có ích sau này. Sau đó, sử dụng bơm chân không đặc biệt, hệ thống cần được kiểm tra độ chân không.

Để lấp đầy hệ thống bằng freon, bạn sẽ cần một xi lanh chứa ít nhất 2 kg chất làm lạnh. Sau khi tiếp nhiên liệu, nên chờ vài ngày, kiểm tra áp suất trong hệ thống. Nếu nó không đổi, thì không có rò rỉ. Nếu áp suất giảm, bạn có thể xác định những nơi rò rỉ theo cách đơn giản nhất: sử dụng xà phòng. Thợ thủ công thiếu kinh nghiệm tốt hơn nên liên hệ với một thợ thủ công sẽ tiếp nhiên liệu thiết bị một cách chuyên nghiệp và đáng tin cậy.

Để điều chỉnh tự động hệ thống, nên sử dụng rơle một pha 40A, cầu chì 16A, bảng điện và đường ray DIN. Sẽ cần hai cảm biến nhiệt độ mao quản: ở lối ra khỏi hệ thống (nhiệt độ tối đa được khuyến nghị là 40 độ) và ở lối ra từ thiết bị bay hơi (nhiệt độ tắt máy là 0 độ để ngăn hệ thống đóng băng). Nếu một bộ điều khiển được sử dụng để tính đến các số đọc của cả hai cảm biến nhiệt độ, thì nên nhớ rằng các cài đặt của nó có thể bị hỏng trong trường hợp mất điện.

Một cái gì đó như thế này trông giống như một trong những lựa chọn cho một máy bơm nhiệt nước tự chế. Thiết bị được bao phủ bởi vỏ kim loại trên đó bảng điều khiển được gắn.

Sau khi hệ thống sẵn sàng và các yếu tố của nó được đặt ở những nơi thuận tiện, nên xây dựng hai giếng riêng biệt để thu gom và xả nước ngầm và đưa mạch ngoài vào hệ thống. Ở những nơi khoan giếng có liên quan đến một số vấn đề nhất định, vấn đề này cần được giải quyết trước tiên. Nếu các giếng không thể được khoan, bạn có thể phải chọn một tùy chọn khác cho bơm nhiệt, ví dụ, nước ngầm.

Video sau đây cho thấy hoạt động của một máy bơm nhiệt tự chế:

Một số gợi ý hữu ích

Trước khi tiến hành sản xuất máy bơm nhiệt, cần đánh giá mức độ cách nhiệt của tòa nhà và tăng nó lên mức tối đa. Nếu không, hiệu quả của hệ thống này sẽ có xu hướng bằng không.

Tốt nhất là sử dụng bơm nhiệt hoàn chỉnh với hệ thống sưởi ấm nhiệt độ thấp. Thông thường, thiết bị được kết nối với "sàn ấm". Kinh nghiệm với các hệ thống tường ấm, bộ tản nhiệt lớn, vv có thể thành công. Hiệu quả của hệ thống sẽ càng cao, chênh lệch nhiệt độ trên các mạch bên ngoài và bên trong càng nhỏ.

Để giảm chi phí xây dựng một máy bơm nhiệt, nên sử dụng một nguồn nhiệt bổ sung: nồi hơi đốt gas, điện hoặc nhiên liệu rắn. Công suất cần thiết và chi phí xây dựng một máy bơm nhiệt sẽ ít hơn và chi phí sưởi ấm một ngôi nhà sẽ giảm.