Toplotna črpalka z lastnimi rokami za ogrevanje hiše: zasnova in delovanje naprave

Zaloge konvencionalnih nosilcev energije se postopoma izčrpajo, zaradi česar ljudje posvečajo pozornost alternativnim virom energije. Toplotne črpalke so zelo učinkovito sredstvo za ogrevanje stavb, toda tovarniški modeli so zelo dragoceni. Da bi toplotno črpalko z lastnimi rokami za ogrevanje hiše, morate obravnavati njegovo načelo delovanja in načrtovanja.

Vsebina
  1. Načelo delovanja
  2. Glavni tipi
  3. Najenostavnejša enota
  4. Geotermalna instalacija
  5. Izračun izmenjevalnika toplote in konture tal
  6. Sestava toplotne črpalke

Načelo ukrepanja

\ t

Toplotna črpalka je vrsta opreme, katere naloga je zbiranje toplotne energije in njena dostava potrošniku. Vir toplote je lahko katerikoli medij ali telo s temperaturo nad 1 stopinjo. Da bi bolje razumeli načelo teh naprav, se morate seznaniti z njihovimi funkcionalnimi značilnostmi:

  • Enota ne proizvaja samo toplote.
  • Za delovanje toplotne črpalke je potrebna električna energija.
  • Carnotov cikel, ki se uporablja v vseh hladilnih enotah, temelji na principu delovanja naprave.

Toplotno črpalko z lastnimi rokami. Shema prelivanja. Recikliranje iz klimatske naprave

\ t

Nedavno se je tehnologija proizvodnje toplotnih črpalk znatno izboljšala. Sodobne enote lahko zbirajo toploto iz zraka z temperaturo do -30 stopinj, kot tudi vodo in zemljo - do 2 stopinj. V ciklu Carnot je delovno telo freon.Ta plinasta snov začne vreti na minusni temperaturi. Hladilno sredstvo se dosledno izhlapi in kondenzira v dveh toplotnih izmenjevalnih komorah, pri čemer absorbira energijo iz okolja. Potem jo prenese do potrošnika.

Shema toplotne črpalke je podobna načelu delovanja klimatske naprave, ki deluje na ogrevanje:

  • Medtem ko je freon v tekočem stanju, hladivo kroži skozi cevi izmenjevalnika toplote. Z odstranitvijo toplote iz okolja freon zavre in začne izhlapevati.
  • Nato plin vstopi v kompresor, kar poveča tlak na želeno vrednost. Posledično se vrelišče hladilnega sredstva poveča in snov kondenzira pri višji temperaturi.
  • Freon, ki prehaja skozi notranjo komoro za izmenjavo toplote, sprosti nakopičeno energijo hladilnega sredstva in se nato spremeni v tekoče stanje.
  • Nato plin vstopi v sprejemnik in plin. Ko se tlak snovi zmanjša, se delovni cikel ponovi.

Da bi razumeli načelo enote in izvedeli, kako je nameščena toplotna črpalka, je treba preučiti shemo.

Glavni tipi

Prejemniki in dobavitelji toplotne energije v toplotnih črpalkah delujejo v parih. Na tem dejstvu temelji splošna razvrstitev agregatov. Toplotna črpalkaje glede na vir energije in nosilec toplote razdeljena na naslednje tipe:

  • Zrak-zrak. Enota absorbira toplotno energijo iz okolja in jo nato pošilja skozi zrak za ogrevanjesobo
  • Zrak-voda. Princip delovanja je podoben prvemu tipu, toda kot hladilno sredstvo se uporablja voda, ki kroži v ogrevalnem sistemu.
  • Voda in voda. Toplotna energija se odstrani iz rezervoarja in prenese v hladilno tekočino.
  • Geotermalna toplotna črpalka. Enota uporablja zemljo kot vir energije.

TERMALNA ČRPALKA Z KLIMATIKO Z VAŠO ROČKO. Kako narediti poceni toplotno črpalko. Shema "COPIQUE"

Najdražje naprave so geotermalne in najcenejše - "zrak-zrak". Glavni kazalnik, ki ga je treba upoštevati pri izbiri agregata, je učinkovitost SMITTY. Odraža odnos med prejeto in porabljeno energijo. Na primer, pri zračnih črpalkah je povprečje povprečja SMIT 3. To pomeni, da se s porabo 1 kW energije za delo 3 kW toplote prenese v kurilnico.

Sistemi tal in vode se odlikujejo po večji učinkovitosti. Vendar pa so celo sposobni dvigniti temperaturo hladilne tekočine na največ 40 stopinj.

Pri tem so bistveno slabše od tradicionalnih generatorjev toplote. Zato proizvajalci priporočajo priključitev na nizkotemperaturne ogrevalne kroge, na primer na topla tla.

Najpreprostejša enota

Najcenejša domača naprava bo toplotna črpalka iz klimatske naprave. Zaželeno je kupiti model, opremljen z ventilom za vzvratno vožnjo. Ta klimatska naprava lahko deluje na ogrevanje. V nasprotnem primeru bo treba konturo izboljšatikroženje hladilne tekočine Tudi pri izbiri klimatske naprave je treba paziti na delovanje enote v hladnem.

Algoritem za izdelavo najenostavnejše toplotne črpalkeje naslednji:

  • Zgornji del aparata se odstrani in zunanja komora za izmenjavo toplote se demontira. Na tej stopnji je treba paziti, da se s hladilnim sredstvom ne poškoduje cev.
  • Nato morate odstraniti zunanji rotor iz gredi.
  • Narejen je iz kovinske posode. Njegova dolžina mora ustrezati velikosti komore za izmenjavo toplote, širina pa je 100-150 mm več.
  • Da se prepreči zmrzovanje radiatorja, je treba povečati njegovo površino. Pri tem se vzdolž robov namestijo dodatne aluminijske ali bakrene plošče, odvisno od materiala komore za izmenjavo toplote.
  • Nadgrajen radiator je nameščen v rezervoarju, ki ga je treba zapečatiti z zapečatenim pokrovom.
  • Na zadnji stopnji so cevi za izbiro in dobavo toplotnega nosilca povezane z opremo, priključene so obtočne črpalke. Po tem je treba napolniti posodo in jo preveriti, da je neprepustna.

Če je preskus uspešen, se toplotna črpalka zažene in pretok vode se prilagodi, da se doseže največja učinkovitost.

Toplotna črpalka Enostavno in poceni 1

Geotermalna instalacija

Tudi enota te vrste domače izdelave lahko ponudi indeks SMITTY od 3. Vendar pa bodo stroški njegove proizvodnje višji v primerjavi s klimatsko napravo.

Izračun izmenjevalnika toplote in zemljekontura

Proizvedena enota je opremljena s sondami v obliki črke U, nameščenimi v vrtinah. Najprej morate izračunati skupno dolžino zunanje konture in nato zahtevano globino in število min. Kot primer lahko vzamete hišo s skupno površino 90 m2 in višino stropa 2,8 m. Objekt se nahaja v srednjem pasu. Ker je naloga izračuna toplotne črpalke, lahko toplotno obremenitev vzamemo približno - 8 kW. Navpična sonda predstavlja dve zanki cevi. Spustijo se na dno vrtine in napolnijo z raztopino betona.

Intenzivnost postopka izmenjave toplote med hladivom in zemljo je odvisna od vrste tal. Tako lahko 1 m2 vertikalnih sond prejme naslednjo količino toplotne energije:

  • Podzemna voda - 80 W /m.
  • Kamnita tla - 70 W /m.
  • Glinena vlažna zemlja - 50 W /m.
  • Suha tla - 20 W /m.

Za odstranitev 8 kW toplote iz glinastega tal, je za distribucijo toplote potrebna sonda dolžine 8000/50 = 160 m. Tako bo celotna dolžina cevovoda 8x20x4 = 640 m.

Izračunati morate tudi površino kondenzatorja in uparjalnika. Na internetu je veliko različnih formul, najpogosteje pa vam ne omogočajo natančnega rezultata.

Toplotna črpalka Enostavno in poceni 2

\ t

Pri izbiri izmenjevalnikov toplote je smiselno uporabitinaslednja priporočila:

  • Bodite pozorni na izdelke znanih proizvajalcev, \ tkot sta Anviketk ali Alfa Laval.
  • Na uradni spletni strani proizvajalca lahko izpolnite poseben obrazec za izbiro kamer za izmenjavo toplote ali se obrnete na trgovino z blagovno znamko. Glavni podatki so toplotna obremenitev ogrevalnega sistema in temperatura na izhodu in vstopu.
  • Po tem bo predlagan ustrezen model. V značilnostih izdelka lahko najdete in najpomembnejše - površino prenosa toplote.

Lamelarne naprave so najučinkovitejše, vendar so zelo dragocene. Bolj dobičkonosno je, da se uporabljajo plošče, ki so izdelane iz bakrenih cevi s premerom 12,7 ali 9,5 mm, območje izmenjave, navedeno v potnem listu, pa je treba pomnožiti s koeficientom 1,1, nato pa ga deliti z dolžino oboda cevovoda. Posledično bo znan merilnik.

Sestava toplotne črpalke

V prvi fazi je treba zbrati obris tal. V ta namen je potrebno izvesti enostavne, a delovno intenzivne zemeljske gradnje. Če je mogoče, je treba naročiti vrtalni stroj. Razdalja med sosednjimi rudniki mora biti 5 m.Nato naredite naslednje:

  • Plitka jarka je zakopana med vodnjaki za konturni cevovod.
  • Vsak rudnik ima dve tečaji, izdelani iz polietilenskih cevi. Nato se vrtanje napolni z betonsko malto.
  • Vse avtoceste so omejene na eno točko povezave in nameščen je en sam zbiralnik.
  • Cevi, ki so izolirane v zemlji, se ogrevajo in zaspijo z zemljo.

Povezovalne linije morajo biti v vrstis shemo

Ko je toplotna črpalka nameščena in priključena na električno omrežje, mora biti sistem napolnjen s freonom. Vendar pa je težko reči, koliko hladilnega sredstva potrebujete, saj je v shemo nameščenih dodatnih elementov - uparjalnik in kondenzator. Težavo lahko rešite tako, da na freonsko vezje napolnite s tlakom in temperaturnim pregrevanjem snovi.

Ko je sistem poln, vklopite obtočne črpalke z najmanjšo hitrostjo in zaženite kompresor. Temperatura delovnih tekočin se nadzoruje s pomočjo termometrov. Med ogrevanjem sistema lahko cevovodi s freonom zamrznejo in nato likalnik izgine.

Težko je izdelati toplotno črpalko z lastnimi rokami. Najverjetneje bo po zagonu enote potrebno izboljšati njegovo zasnovo, da bi odpravili manjše težave. Pogosto se pojavijo težave zaradi napak pri sestavljanju. Potem ko je delavec na domu dosegel pozitiven rezultat.

Toplotna črpalka s samo-ogrevanjem. TH je nikjer lažje. Toplota zemlje!