Cum se face o pompă de căldură aer-apă: diagrame dispozitiv și auto-asamblare

Datorită creșterii regulate a costului fluidelor de încălzire, metodele alternative de încălzire devin din ce în ce mai solicitate.De exemplu, o pompă de căldură practică aer-apă care utilizează energia aerului pentru încălzire. Instalarea nu necesită consumabile scumpe, este ușor de utilizat și sigură.

Datorită prețului considerabil al asamblarii din fabrică a unității, mulți oameni sunt interesați să construiască independent acest sistem. Vă vom spune de ce va avea nevoie un meșter de acasă pentru a construi o pompă de căldură de casă. Aici vei afla ce echipament tehnic ar trebui sa faci stoc.

Caracteristici ale sistemului termic aer-apă

Pompa de căldură căreia îi este dedicat acest articol, spre deosebire de alte modificări ale unui dispozitiv similar (în special, apă-apă și sol-apa), are o serie de avantaje:

  • economisește energie electrică;
  • instalarea nu va necesita lucrări de excavare la scară largă, forarea puțurilor sau obținerea de autorizații speciale;
  • Daca conectezi sistemul la panouri solare iti poti asigura autonomia completa.

Un avantaj semnificativ al unui sistem termic care extrage energia eoliană și o transferă în apă este siguranța sa de mediu 100%.

Înainte de a începe proiectarea unei pompe, trebuie să aflați în ce cazuri sistemul este cel mai eficient și când utilizarea acestuia este inadecvată.

Cum funcționează pompa de aer pentru corp?
Un sistem de pompă de căldură care extrage energie din masa de aer poate fi folosit pentru a încălzi toate tipurile de lichide de răcire utilizate în CSI: apă, aer, abur

Specificații de aplicare și funcționare

Pompa de căldură funcționează productiv exclusiv în intervalul de temperatură de la -5 la +7 grade. La o temperatură a aerului de +7, sistemul va genera mai multă căldură decât este necesar, iar la temperaturi sub -5, nu va fi suficient pentru încălzire. Acest lucru se datorează faptului că freonul concentrat conținut în structură fierbe la o temperatură de -55 de grade.

Teoretic, sistemul poate genera căldură chiar și în îngheț de 30 de grade, dar nu va fi suficient pentru încălzire, deoarece capacitatea de încălzire depinde direct de diferența dintre punctul de fierbere al agentului frigorific și temperatura aerului.

Prin urmare, acest sistem nu va fi potrivit pentru rezidenții din regiunile nordice, unde vremea rece se instalează mai devreme, dar în casele din regiunile sudice poate servi efectiv câteva luni reci.

Dacă în cameră sunt instalate baterii standard, pompa de căldură va funcționa mai puțin eficient. Dispozitivul aer-apă este cel mai bine combinat cu convectoare și alte radiatoare cu o suprafață mare, precum și cu sisteme „pardoseală caldă”., „pereți caldi” de tip apă.

De asemenea, camera in sine trebuie sa fie bine izolata fata de exterior, sa aiba ferestre multicamerale incorporate care sa ofere o izolare termica mai buna decat cele conventionale din lemn sau plastic.

Sisteme de încălzire asociate cu încălzire prin pardoseală aer cu apă
Pompa de căldură interacționează cel mai bine cu un sistem „pardoseală caldă” pe bază de apă, care nu necesită încălzirea lichidului de răcire peste 40 - 45 ° C

De casă Pompa de caldura va putea încălzi efectiv case de până la 100 de metri pătrați. m și este garantat să producă o putere de 5 kW. Trebuie înțeles că este imposibil să umpleți freonul cu o calitate suficientă într-o structură creată în condiții casnice, așa că ar trebui să vă bazați pe punctul său de fierbere de până la -22 de grade.

Dispozitivul asamblat acasă este ideal pentru a furniza căldură unui garaj, seră, încăpere, mica piscina privata etc. Sistemul este folosit de obicei ca încălzire suplimentară.

Cazan electric sau alte echipamente tradiționale pentru sezonul de încălzire vor fi necesare în orice caz. În timpul înghețurilor severe (-15-30 grade), se recomandă oprirea pompei de căldură pentru a evita risipa de energie electrică, deoarece în această perioadă eficiența acesteia nu este mai mare de 10%.

Pompa de caldura pentru incalzirea piscinei
Pompele de căldură furnizează suficientă energie pentru a încălzi apa în piscinele private interioare (+)

Principiul de funcționare al sistemului

Substanța de lucru din structură este aerul. Prin unitatea exterioară, care este instalată în exterior, oxigenul intră în evaporator prin conducte, unde interacționează cu agentul frigorific.

Sub influența temperaturii, freonul devine gazos (din moment ce fierbe la -55 de grade) și intră în compresor sub formă încălzită sub presiune. Dispozitivul comprimă gazul, crescându-i astfel temperatura.

Freonul fierbinte intră în circuitul rezervorului de stocare (condensator), unde căldura este transferată în apă, care poate fi ulterior folosită pentru a organiza încălzirea și FGP. În condensator, freonul își pierde doar o parte din căldură și este încă în stare gazoasă.

Trecând prin accelerație, agentul frigorific este pulverizat, drept urmare temperatura acestuia scade. Freonul devine lichid și în această formă trece în evaporator. Ciclul se repetă.

Diagrama unei pompe de căldură aer-apă simplă
Figura prezintă schematic implementarea principiului unei pompe de căldură elementare, împărțită de un compresor și un expandor în două circuite - presiune înaltă și joasă.

Pentru cei care doresc să-și construiască singur Pompa de caldura din materiale deșeuri și echipamente uzate, de exemplu, dintr-un frigider vechi, informațiile conținute în articolul nostru recomandat vă vor ajuta.

Construcția unei pompe de căldură aer-apă

Un sistem de pompă de căldură este format din patru elemente principale:

  • unitate exterioară;
  • rezervoare schimbător de căldură-evaporator;
  • unitate compresor;
  • rezervor de stocare (condensator).

Să ne uităm la caracteristicile de design ale fiecărui bloc.

Asamblarea unității exterioare

Pentru a crea un bloc extern veți avea nevoie de:

  • Cadru. În mod tradițional, o unitate realizată dintr-un sistem split, mașină de spălat sau alte echipamente mari este potrivită; uneori, ei o construiesc singuri prin sudare elemente metalice. După asamblare, este important să tratați metalul cu vopsea pulbere anticorozivă.
  • Ventilator. Produsul poate fi împrumutat de la o veche lucrare sisteme de aer conditionat sau cumpărați separat.

Modelul de ventilator trebuie sa aiba palete late din plastic si, de preferinta, cu motor detasabil pentru a putea fi conectat la senzor.

Pompă de căldură unitatea exterioară aer apă
Pentru a asambla unitatea exterioară, veți avea nevoie de o carcasă și un ventilator de sub sistemul de aer condiționat. Parametrii aproximativi ai blocului – 75x85x30 cm

Un evaporator și elemente auxiliare pentru funcționarea acestuia pot fi instalate în unitatea exterioară, dar este mai indicat să plasați aceste părți într-o carcasă separată.

Instalați unitatea exterioară la o distanță de 2-10 m de casă. Este important să construiți o fundație pentru acesta și să instalați un baldachin pentru a proteja structura de precipitații. De asemenea, este necesar să se asigure o grilă în fața ventilatorului pentru a preveni pătrunderea murdăriei, resturilor și frunzelor în palele și țevile ventilatorului.

În plus, este recomandabil să instalați încălzitoare care să protejeze părțile laterale și panourile de înghețare.În acest caz, încălzirea suplimentară a carcasei nu va fi necesară. Locul de instalare a unității trebuie să fie bine ventilat și departe de surse de foc deschis.

Bloc cu schimbător de căldură-evaporator

Evaporatorul poate fi achiziționat gata făcut folosind serviciile furnizorilor online sau îl puteți crea singur. Pentru a face acest lucru, aveți nevoie de un rezervor de 80 de litri și sârmă de cupru cu un diametru de 10 mm și o grosime de cel puțin 1 mm.

Lungimea este calculată individual ținând cont de puterea necesară. Pentru un dispozitiv de 5 kW, puteți lua 10 m. Freonul va fi încălzit și circulat în evaporator, precum și contactul cu aerul.

Pentru a crea un schimbător de căldură, trebuie să construiți o bobină. Pentru a face acest lucru, firul este înfășurat în jurul unei țevi cu pereți groși, cu un diametru care nu depășește lățimea rezervorului. Este important să lăsați tăieturi care ies dincolo de înălțimea corpului. Acestea vor fi necesare pentru a conecta bobina la alte elemente ale sistemului - compresorul și rezervorul de stocare.

Cum se face un schimbător de căldură cu pompă de căldură
Pentru a crea o bobină, un tub de cupru cu pereți de aproximativ 1 mm este înfășurat în jurul unui cilindru de gaz, țeavă sau sticla de plastic umplută cu apă.

În corp sunt tăiate 2 fitinguri pentru conectarea conductelor și sunt creați doi conectori pentru ieșirea firului. Conexiunile sunt sigilate. Structura finită este asigurată cu ajutorul consolelor în formă de L.

Se recomandă instalarea suplimentară a unui releu de dezghețare pe evaporator, deoarece aerul va circula în rezervor, a cărui temperatură este negativă. În acest caz, condensul care se acumulează în sistem poate duce la înghețarea evaporatorului. De asemenea, pentru a preveni formarea umezelii, puteți introduce în sistem un filtru uscator.

Reguli de instalare a compresoarelor

Pentru a instala compresorul, veți avea nevoie de o carcasă separată cu izolație fonică și vibrații, deoarece aproape toate modificările dispozitivului sunt zgomotoase în timpul funcționării. Puteți lua un compresor folosit de sub frigider, aer condiționat sau puteți cumpăra un model nou.

Următoarele tipuri de compresoare sunt potrivite pentru pompele de căldură:

  1. Rotativ compresoarele sunt cele mai ieftine, dar au o serie de dezavantaje - sunt zgomotoase, au randament redus si dureaza 8-10 ani.
  2. Spirală modificările sunt instalate în toate modelele moderne de aparate de aer condiționat și frigidere. Sunt rezistente (15-20 ani), silentioase, eficiente, dar sunt scumpe.
  3. Piston modelele sunt instalate în principal pe frigiderele industriale. Produsele au o eficienta buna, sunt durabile (15-20 ani), dar sunt extrem de zgomotoase si scumpe.

Pentru o pompă de căldură, este necesar să selectați un compresor monofazat. Înainte de a cumpăra, este important să aflați cu ce tip de freon funcționează dispozitivul. Este recomandabil să achiziționați un model care rulează pe R22, de preferință pe R422. Acest tip de agent frigorific este mai ușor de lucrat decât orice alt tip de freon.

Compresorul este conectat prin tuburi la unitatea de evaporare și condensator. Datorită dispozitivului, freonul își crește temperatura.

Proiectarea unui rezervor de stocare (condensator)

Pentru a face un condensator, veți avea nevoie de o carcasă dintr-un cazan de 100 de litri sau orice alt rezervor inoxidabil de același volum. Este necesară și o bobină din tub de cupru. O pompă de 5 kW poate folosi 12 metri de sârmă. Freonul fierbinte va trece prin tubul bobinei, determinând încălzirea apei.

Pasul #1: Crearea unei bobine

Pentru a realiza o bobină veți avea nevoie de sârmă de cupru cu un diametru de cel puțin 26 mm și o grosime a peretelui de 1 mm. Trebuie să fie înfășurat pe o țeavă care are o secțiune transversală mai mică decât cea a rezervorului.

Înălțimea spiralei trebuie să se potrivească cu înălțimea corpului. Este important să lăsați ieșirile țevilor în afara rezervorului pentru a putea conecta serpentina la evaporator și la compresor.

Pasul #2: Pregătirea cazului

Pentru a instala bobina, rezervorul trebuie tăiat. Va trebui să creați găuri în partea de sus și de jos pentru ieșirile de sârmă de cupru și, de asemenea, să decupați compartimente suplimentare pentru instalarea a 2 fitinguri, dintre care unul este proiectat pentru evacuarea apei, iar celălalt pentru intrarea acesteia. După aceste proceduri, rezervorul trebuie sigilat.

Schimbătorul de căldură-compresor poate fi achiziționat separat ca structură finită. Folosind un dispozitiv asamblat din fabrică, puteți crește puterea și eficiența instalației.

Schema instalarii pompei de caldura aer apa
Refrigerantul etichetat R22 este programat să fie eliminat treptat până în 2030, conform reglementărilor de la Montreal. Pentru a umple sistemul, este mai bine să folosiți înlocuitorul său - agent frigorific R422

Conectarea unității exterioare la evaporator

Pentru a conecta unitatea exterioară și vaporizatorul, vor fi necesare 2 țevi din polietilenă HDPE 32. Aerul va trece printr-o conductă și va ieși prin alta.

Țevile pot fi îngropate în pământ, după adăugarea oricărui material nisipos în șanț, sau lăsate la suprafață dacă carcasa exterioară este situată în apropierea casei.

Conectarea evaporatorului, compresorului și rezervorului

Freonul circulă în acest sistem. Pentru a conecta bobinele cu compresor și accelerație, trebuie să contactați specialiștii în refrigerare.Va fi dificil pentru o persoană care nu are experiență în lucrări de lipire, chiar dacă are instrumente și materiale, să conecteze corect toate elementele într-un singur sistem pentru a asigura funcționarea structurii.

Mai mult, vor fi necesare o mulțime de materiale suplimentare - tuburi de diferite diametre, diverse modificări robinete de scurgere, supape de aerisire, supape de siguranță, precum și cleme pentru țevi, cleme, tăietoare de țevi pentru tăierea secțiunilor de conducte.

Veți avea nevoie și de alte dispozitive specializate care sunt disponibile în orice atelier de reparații de frigidere și aer condiționat.

Injecția de freon de înaltă calitate se realizează și cu echipamente speciale. Prin urmare, pentru a combina schimbătoarele de căldură, un compresor și o accelerație într-un sistem de lucru, este mai convenabil și mai profitabil să apelați la profesioniști.

Implementarea sistemelor de control al plantelor

Pentru a monitoriza presiunea și temperatura freonului, puteți folosi o placă cu afișaj de sub orice aparat de aer condiționat. În timpul procesului de lipire, cu ajutorul specialiștilor, designul poate fi implementat corect în instalație.

De asemenea, este posibil să conectați un dispozitiv special - un senzor de rotație a ventilatorului. Reglează viteza de rotație a palelor și, de asemenea, automatizează viteza pompei de circulație a freonului.

În plus, puteți seta un cronometru demaror electric, un dispozitiv care protejează compresorul de supraîncălzire. Toate aceste piese pot fi achiziționate de la atelierele de reparații sau de la aftermarket.

Calculul puterii pompei de căldură aer-apă

Pentru încălzirea unei camere cu o suprafață de 100 mp. m va necesita o pompă de căldură de putere mai mare. Puteți calcula aproximativ puterea de instalare necesară folosind tabelul:

Cum se calculează o pompă de căldură aer apă
Aceste tabele vă vor ajuta să calculați suprafața bobinei pentru a crea o instalare a unei anumite puteri

Pentru a determina ce putere ar trebui să aibă compresorul, ce diametru ar trebui să fie utilizate și alte date importante atunci când proiectați o pompă de căldură aer-apă, trebuie să utilizați una dintre următoarele metode:

  • Utilizați calculatoare online postate pe site-urile web ale producătorilor de schimbătoare de căldură.
  • Aplicați software CoolPack 1,46, Copeland.
  • Invitați un specialist care va face măsurătorile și calculele necesare.

Zona bobinei condensatorului (PZK) poate fi calculat folosind formula:

PZK = M/0,8DT,

unde M este puterea instalației în kW; 0,8 - coeficient de conductivitate termică la contactul cu apa și cupru; DT este diferența de temperatură dintre aerul de intrare și cel de ieșire din sistem.

Parametrii pompei de căldură indicați mai sus sunt potriviți pentru încăperi de până la 100 de metri pătrați. metri. Putere de instalare - 5 kW. Dacă achiziționați schimbătoare de căldură speciale, este foarte posibil să creșteți puterea instalației la 10-15 kW.

Dispozitiv cu pompa de caldura
Figura prezintă un sistem în care schimbătoarele de căldură, un compresor și o clapetă de accelerație sunt combinate într-un singur rezervor. Designul folosește schimbătoare de căldură din fabrică (+)

Întreținerea unei instalații de casă

Pentru o funcționare de înaltă calitate, pompa de căldură necesită întreținere suplimentară. Dacă utilizați dispozitivul iarna (având în vedere că nu există încălzire suplimentară instalată în carcasă), atunci unitatea va trebui încălzită periodic, deoarece pe suprafața sa se va forma o crustă de gheață.

De asemenea, este necesar periodic:

  • Curățați paletele ventilatorului de resturi - frunze, praf, murdărie, zăpadă etc.
  • Lubrifiați compresorul conform instrucțiunilor acestuia.
  • Schimbați uleiul din compresor și ventilator.

În plus, pentru funcționarea normală a sistemului, este necesar să se verifice în mod regulat integritatea conductei de cupru, a cablului de alimentare care alimentează compresorul, ventilatorul și alte dispozitive.

Concluzii și video util pe această temă

Următorul videoclip vă va prezenta principiul de funcționare și proiectare a unei pompe de căldură care procesează energia eoliană:

O pompă de căldură aer-apă de casă este unul dintre dispozitivele eficiente și ieftine pentru încălzirea suplimentară a locuinței. Oricine poate crea și instala acest sistem.

Vă rugăm să scrieți comentarii în blocul de mai jos. Poate aveți informații și fotografii interesante despre subiectul articolului? Pune întrebări, împărtășește-ți propriile opinii și sfaturi care sunt utile pentru vizitatorii site-ului.

Incalzi

Ventilare

Electrice