Gør-det-selv-varmepumpe til opvarmning af hjemmet

Indholdet af artiklen

• Lidt teori
• Hvor er det bedre at “fjerne” varmen
• Skematisk diagram
• Fremstilling af fordamper og kondensator
• Installation af kredsløbet

I modsætning til alternative energienheder som solpaneler og vindmøller, er varmepumpen mindre kendt. Og forgæves. Den mest almindelige grundvandsordning fungerer stabilt og er ikke afhængig af vejr eller klimatiske forhold. Og du kan lave det selv.

Lidt teori

Det er nemmest at bruge jordens naturlige varme til at varme et hjem, hvis der er geotermisk vand i regionen (som det gøres på Island). Men sådanne forhold er sjældne..

Og på samme tid er termisk energi overalt – du skal bare trække den ud og få den til at fungere. Dette er, hvad varmepumpen er til. Hvad det gør:

• tager energi fra naturlige kilder med lav temperatur;
• akkumuleres, det vil sige, hæver temperaturen til høje værdier;
• giver det til kølevæsken i varmesystemet.

I princippet bruges et standard køleskab med kompressor, men “omvendt”. En naturlig varmebærer cirkulerer i det første kredsløb. Den er lukket for en varmeveksler, der fungerer som en fordamper for det andet kredsløb.

1 – jord; 2 – saltopløsning; 3 – cirkulationspumpe; 4 – fordamper; 5 – kompressor; 6 – kondensator; 7 – varmesystem; 8 – kølemiddel; 9 – kvæl

Det andet kredsløb er selve varmepumpen, hvori der er freon. En varmepumpecyklus består af følgende trin:

1. I fordamperen opvarmes freon til kogepunktet. Det afhænger af typen af ​​freon og trykket i denne del af systemet (normalt op til 5 atmosfærer).
2. I gasformig tilstand går freon ind i kompressoren og komprimeres til 25 atmosfærer, mens dens temperatur stiger (jo større komprimering, desto højere er temperaturen). Dette er den fase af varmeakkumulering – fra et stort volumen med en lav temperatur, en overgang til et lille volumen med en høj temperatur.
3. Gassen, der opvarmes ved tryk, kommer ind i kondensatoren, hvor varme overføres til kølemidlet i varmesystemet.
4. Efter afkøling kommer freon ind i gasspjældet (aka flowregulator eller termostatventil). I det falder trykket, freon kondenseres og vender tilbage til fordamperen i form af en væske.

Hvor er det bedre at “fjerne” varmen

Grundlæggende er der tre medier, hvorfra du kan “tage” varmen:

1. Luft. Ved normalt tryk koges alle typer freoner ved negative temperaturer (for eksempel R22 – ca. -25 ° C, R404 og R502 – ca. -30 ° C). Men for cirkulation i systemet er det nødvendigt at skabe et overtryk allerede i den første fase – fordampning. De samme 4 atmosfærer i fordamperen kræver, at den udvendige lufttemperatur er mindst 0 ° C for R22 og -5 ° C for R404 og R502. I vores regioner kan denne type varmepumpe bruges til opvarmning i lavsæsonen og til varmt vandforsyning i den varme sæson..

2. Vand. Dette er en mere stabil varmekilde, forudsat at reservoiret ikke fryser til bunden om vinteren. Men huset skal ikke bare være ved siden af ​​en sø eller flod, men være på første linje.

3. Land. Den mest stabile kilde til varmeenergi. Du kan bruge to skemaer – vandret og lodret. Horisontalt virker lettere, fordi det ikke kræver boring. Men en stor mængde jordarbejde skal gøres for at grave et grøftesystem til en dybde under frysningsniveauet for jorden (for mellembreddegrader varierer det fra 1 meter i den vestlige del af den europæiske del af landet og op til 1,6-1,8 tættere på Ural, i Sibirien er situationen “endnu værre “Det lodrette skema er mere alsidigt og effektivt, men kræver boring til en betydelig dybde. Selvom der kan bruges flere lavvandede brønde i stedet for en dyb en..

Skematisk diagram

Selve varmepumpekredsløbet er enkelt: fordamper – kompressor – kondensator – kvælning – fordamper.

Kredsløbets hjerte er kompressoren. Du kan købe en ny, men det er billigere at finde en brugt. Vi taler naturligvis ikke om laveffektkompressorer til køleskabe til husholdninger, men om modeller installeret i split-systemer. Det er nødvendigt ikke at fokusere på strømforbruget, men på strømmen i opvarmningstilstand (som er højere end i køletilstand med 5-20%).

Kompressormodellen vælges i forhold til 1 kW pr. 10 kvadratmeter. meter opvarmet område.

Opmærksomhed! Effekten kan ikke kun angives i kW, men også i BTU (engelsk måleenhed for termisk energi, anvendt til klimateknologi). Konverteringen er let – del BTU-værdien med 3,4.

Ved beregning af parametre for en varmepumpe, inklusive varmevekslere, bruges software til modellering, beregning og optimering af kølesystemer, for eksempel CoolPack

Allerede på beregningstrinnet (eller rettere, når du specificerer “input”), kan du optimere systemet ved at vælge de optimale termiske forhold.

Brugen af ​​en varmepumpe er effektiv til lavtemperaturvarmesystemer, for eksempel gulvvarme med en temperatur på ikke over 35-40 ° C. For øvrig anbefales den samme temperatur til medicinske krav til varmtvandssystemet.

For hver type freon er der optimale temperaturer på “indløb” og “udløb”, mere præcist, kogning og kondens, men forskellen i dem alle er ikke mere end 45-50 ° C.

Det ser ud til, at stigning i temperaturen ved varmepumpens udløb vil have en positiv effekt, men det er ikke tilfældet. Temperaturdifferensen vil også stige, hvilket vil føre til et fald i COP (konverteringsfaktor eller effektivitet af en varmemotor). Derudover kræver dette brug af en mere kraftfuld kompressor og yderligere energiforbrug..

Den ideelle COP kan ikke opnås (tab i kompressoren, energiforbrug, varmetab under transport inden i systemet osv.), Derfor ligger reelle værdier normalt i området fra 3 til 5.

Der er en anden måde at øge effektiviteten – brugen af ​​et bivalent varmekredsløb.

I virkeligheden er driften af ​​varmesystemet ved fuld kapacitet kun nødvendig i 15-20% af hele sæsonen. I løbet af denne periode kan du bruge yderligere varmeenheder (for eksempel en keramisk varmeapparat eller konvektor). Ved at reducere den designmæssige termiske effekt op til 80% spares kompressoren, reduceres dybden af ​​brønden eller længden af ​​vandrette rør og reducerer energiforbruget til service på selve varmepumpen.

Udformningen af ​​den vandrette eller lodrette jordvarmeveksler afhænger af den givne nominelle ydelse af varmepumpen og COP. I gennemsnit fjernes 20 W fra hver meter af “horisonten” (med et rørlægningstrin på mindst 0,7 m) og fra “lodret” – 50 W. Men de specifikke værdier afhænger af klippetypen og dens fugtighedsindhold. De bedste værdier for grundvand.

Interessant! Der er også andre jordvarmevekslere – “spiral” eller “kurv”. Det er faktisk en lodret sonde lavet af et rør i form af en spiral, som gør det muligt at reducere boredybden..

Når du har bestemt længden af ​​det vandrette kredsløb eller dybden af ​​den lodrette sonde, skal du beregne dimensionerne på fordamperen og kondensatoren..

Fremstilling af fordamper og kondensator

Det er muligt at købe færdige varmevekslere til både fordamperen (lavt tryk) og kondensatoren (med tryk op til 25 bar). Men det er billigere at fremstille dem fra et kobberrør til klimaanlæg (som er designet specifikt til at arbejde med kølemedier ved højt tryk) og improviserede containere.

Vigtig! VVS kobberrør er ikke så rent og fleksibelt. Det er værre at lodde og rulle det under installationen.

Overfladearealet på varmeveksleren beregnes, hvilket er direkte proportionalt med varmeudløserkraften og omvendt proportional med temperaturforskellen for varmebærerne ved indløbet og udløbet i hvert tilsluttet kredsløb (jord- og varmesystem).

Når du kender rørdiameteren og overfladearealet, skal du bestemme længden af ​​hver spole for fordamperen og kondensatoren.

Det er bedre at fremstille en beholder til en kondensator af rustfrit stål (temperaturen på den indkommende freon-damp kan være ganske høj):

• tage en færdiglavet tank med en passende kapacitet (så en spiral fra et kobberrør passer);
• anbring en spole i den (indgang øverst, udgang i bunden);
• fjern enderne af kobberrøret for tilslutning til kompressoren og ekspansionsventilen (ved lodning eller flange);
• lav en fastgørelse af adaptere i tanken til tilslutning af rør i varmesystemet;
• svejse låg.

Fordamperen fungerer ved lavere temperaturer, så du kan tage en billigere plastbeholder til den, hvortil adaptere skæres op for at forbinde til jordsløjfen. Det adskiller sig også fra kondensatoren i placeringen af ​​varmevekslerens spiralindløb (flydende fase af freon fra ekspansionsventil) nedenfra, udløb til kompressoren ovenfra.

Installation af kredsløbet

Efter at varmevekslerne er fremstillet, samles det gas-hydrauliske kredsløb:

• kompressoren, kondensatoren og fordamperen er installeret på plads;
• kobberrør loddes eller forbindes til en flange;
• tilslut fordamperen til jordkredspumpen;
• Tilslut kondensatoren til varmesystemet.

1 – cirkulationspumpe i jordkredsen; 2 – fordamper; 3 – udgang fra jordkonturen; 4 – termostatventil; 5 – kompressor; 6 – til varmesystemet; 7 – kondensator; 8 – returvarmesystem

Det elektriske kredsløb (kompressor, jordkredsspumpe, nødautomation) skal tilsluttes via et dedikeret kredsløb, der skal modstå ret høje startstrømme.

Det er bydende nødvendigt at bruge en afbryder samt en nødafbrydelse fra temperaturkontakten: ved vandudløbet fra kondensatoren (med overophedning) og saltvandsudløbet fra fordamperen (med overkøling).

Lignende poster:

1. Varmepumpe – til opvarmning tager vi varme fra planeten Jorden En varmepumpe gør det muligt at bruge energi fra planeten Jorden som en kraftfuld og effektiv opvarmningskilde. Denne teknologi er en bæredygtig og økonomisk fordelagtig måde at opvarme et hjem...
2. Opvarmning af et hus med en luft-til-luft varmepumpe Luft-til-luft varmepumper er et økonomisk alternativ til traditionelle opvarmningsmetoder, med store fordele når det kommer til effektivitet, komfort og økonomi. De er nemme at installere og har høj energieffektivitet, hvilket...
3. Prisbillig elektrisk opvarmning med en Electrolux Viking varmepumpe Med en Electrolux Viking varmepumpe får du prisbillig elektrisk opvarmning, der er effektiv og energibesparende. Varmepumpen har et innovativt design, der leverer cirka 6 gange den effekt for den samme...
4. Beeline routeropsætning. Gør-det-selv-guide til tilslutning af en wifi Beeline gør-det-selv-router med video Denne gør-det-selv-guide hjælper dig med hurtigt og nemt at konfigurere en wifi-router fra Beeline. Guide har trinvise instruktioner, som gør det muligt at tilslutte en router og få adgang til...

Læs mere  Diy pyrolysekedel til lang afbrænding