Kako napraviti toplotnu pumpu od frižidera. Opcije rada toplinske pumpe uradi sam za shemu preljeva. Toplotna pumpa voda-voda uradi sam iz kompresora klima uređaja

Toplotne pumpe vam omogućavaju da uzmete raspršenu energiju iz okolne prirode: zraka, vode i zemlje, akumulirate je i usmjerite na grijanje kuće. Energija se također koristi za zagrijavanje vode za pranje ili klimatizaciju prostorija. To omogućava uštedu novca smanjenjem potrošnje tradicionalnih izvora topline: struje, plina, drva za ogrjev. U članku ćemo vam reći kako napraviti toplinsku pumpu vlastitim rukama.

Šta je geotermalna pumpa

Prvo morate razumjeti šta je geotermalna pumpa i na kom principu radi, jer je upravo on srce cijelog uređaja koji opisujemo.

Ni za koga nije tajna da se u debljini zemlje uvijek održava temperatura iznad nule. U istom stanju je i voda ispod leda. U ovom relativno toplom okruženju postavlja se zatvoreni cevovod sa tečnošću.

Shema rada toplotnih pumpi je prilično jednostavna i temelji se na inverznom Carnotovom principu:

1. Rashladna tekućina, koja se kreće duž vanjske konture, zagrijava se iz odabranog izvora i ulazi u isparivač.
2. Tamo on razmjenjuje energiju sa rashladnim sredstvom (obično freonom).
3. Freon ključa, prelazi u plinovito stanje i komprimira ga kompresor.
4. Vrući plin (zagrije se u rasponu od 35-65 o C) ulazi u drugi izmjenjivač topline, u kojem svoju toplinu predaje sistemu grijanja ili tople vode u kući.
5. Ohlađeno rashladno sredstvo ponovo postaje tečno i vraća se u novi krug.

Pumpa za frižider

Glavni dio sistema je kompresor. Bolje ga je kupiti gotovog u trgovini ili ga koristiti iz hladnjaka ili klima-uređaja. Sve ostale komponente - isparivač, kondenzator, cjevovod - možete sami sastaviti. Takav uređaj će trošiti energiju samo za kompresiju i prijenos topline, dok će proizvoditi 5 puta više.

Kada koristite stari kompresor, treba očekivati ​​da će njegov vijek trajanja biti kratak, a kapacitet sistema će se smanjiti. Osim toga, snaga istrošenog kompresora možda neće biti dovoljna za potpuni rad sistema.

Neki majstori su otišli dalje i napravili toplotnu pumpu od frižidera, stavljajući u nju radijatore, zagrejane toplotom zemlje. Unutra se konstantno održava pozitivna temperatura, što čini da frižider radi konstantno, zagrijavajući radijator koji se nalazi iza njega. Koristeći izvorni radijator, od njega naprave izmjenjivač topline (ili naprave domaći), odvode toplinu koju proizvodi.

Efikasnost takve toplotne pumpe je pogodnija za demonstraciju rada uređaja, jer je njena efikasnost veoma niska. Osim toga, hladnjak nije dizajniran za ovaj način rada i može brzo pokvariti.

Vrste toplotnih pumpi

Postoje tri vrste pumpi, ovisno o izvoru topline:

"zemlja-voda"

"voda-voda"

"vazduh-voda"

Instalacija tipa "zemlja-voda" koristi toplinu crijeva. Temperatura zemlje na horizontima većim od 20 m uvijek ostaje nepromijenjena, pa pumpa može proizvesti potrebnu energiju tijekom cijele godine. Postoje dvije opcije montaže:

• vertikalna osovina;
• horizontalni razvodnik.

U prvom slučaju buši se bunar dubine oko 50-100 m i u njega se postavljaju cijevi s cirkulirajućim rashladnim sredstvom, posebnom tekućinom koja ne smrzava.

Na dubini od 5 m postavljaju se kolektori duž kojih se kreće i rashladno sredstvo. Za grijanje kuće površine 150 m 2 potrebna je parcela od najmanje 250 m 2 i ne može se koristiti za poljoprivrednu sadnju. Dozvoljeni su samo ukrasni travnjaci i cvjetnjaci.

Pumpa voda-voda koristi energiju vode iz jezera, bunara ili bunara. Neki uspijevaju izvući toplinu čak i iz odvoda. Glavna stvar je da se filter ne začepi i da se metal ne sruši.

Ovaj tip obično pokazuje najveću efikasnost, ali ga nije moguće ugraditi na svaki prigradsko područje, i za rad podzemne vode potrebno je dobiti dozvolu. Takvi su uređaji tipičniji za industrijsku proizvodnju.

Dizajn vazduh-voda je manje efikasan od prva dva, jer je proizvodnja znatno smanjena zimi. S druge strane, prilikom njegove ugradnje nije potrebno ništa bušiti ili kopati. Jedinica se jednostavno montira na krov kuće.

Kao što je već spomenuto, poželjno je kupiti gotov kompresor. Bilo koji model koji se koristi u klima uređajima je prikladan.

Sve ostale komponente sami montiramo:

1. Za tijelo kondenzatora uzima se spremnik od nehrđajućeg čelika kapaciteta oko 100 litara. Prerezan je na pola i unutar zavojnice je montiran od bakrene cijevi s debljinom stijenke od najmanje 1 mm. Zalemljen u školjku navojne veze za povezivanje na petlju. Nakon toga se dijelovi rezervoara mogu zavariti.
2. Za isparivač je savršena polietilenska boca od 80 litara ili komad cijevi. U njega se također ubacuje zavojnica i napajaju se ulazi i izlazi vode. Nosači topline su izolirani od vanjskog okruženja s pjenastim gumenim „krznenim kaputom“.
3. Sada morate staviti cijeli sistem, lemiti cijevi i napuniti rashladno sredstvo. Količina freona je veoma važna za ispravan rad pumpe, ovaj proračun je najbolje povjeriti inženjeru grijanja. Moći će konačno spojiti instalaciju i postaviti kompresor.
4. Ostaje samo dodati vanjska kontura. Njegova montaža ovisi o vrsti pumpe.

Za vertikalnu instalaciju zemlja-voda potreban je bunar, u njega se spušta geotermalna sonda.

Za horizontalni uređaj, kolektor se sastavlja i zakopava u zemlju na dubini koja isključuje smrzavanje.

U sistemu voda-voda, krug se sastoji od mreže plastične cijevi kroz koje će teći rashladna tečnost. Zatim se sve to mora učvrstiti u rezervoaru na potrebnoj dubini.

Kolektor pumpe vazduh-voda se takođe pravi i montira na krov kuće ili u blizini.

Za stabilan rad i zaštitu od kvara, poželjno je dopuniti mašinu mogućnošću ručnog pokretanja kompresora u slučaju iznenadnog nestanka struje. Cijena takve instalacije je prilično visoka. Fabrička pumpa je još skuplja. Međutim, praksa pokazuje da se akvizicija isplati za nekoliko godina rada.

Video

DIY toplotna pumpa

Od početka je bila samo kuća u izgradnji na 2,5 etaže. Kvadrat:

1. kat 64 m2,

2.kat 94 m2,

2,5 sprat 55 m2,

garaža 30 m2.

Kupljen polovan od pocetka. kotao na gas na drva za ogrjev snage 40 kW Ali kako se bližilo vrijeme postavljanja, potpuno sam prestao da se sviđam izgledima za sječu drva za ogrjev, vječnu borbu sa smećem, a po prirodi sam više derviš, lako se ne mogu pojaviti kod kuće nekoliko dana.

(domaća toplotna pumpa, bojler na gas, isparivač, kompresor, kondenzator, domaća toplotna pumpa, toplotna pumpa, DIY toplotna pumpa, alternativna energija)

A onda sam se priklonio tečnom gasu. Imajte na umu da je cijev za prirodni plin nizak pritisak prolazi 1,5 km od kuće. Ali naša gustina naseljenosti je niska, a povlačenje cijevi za mene samog + projekt + instalacija me jednostavno uranja u užas.

Također ne mogu staviti bure na nekoliko kockica na mjestu. Ne želim da pokvarim izgled. Odlučio sam ugraditi par ormarića sa baterijom od 80 litarskih rezervoara za propan od po 6 komada.

Gasničar je uvjerio da oni sami dođu, mijenjaju se, samo nas pozovite. Neprijatnost je uključivala samo glavobolju jednom u tri sedmice, kao i mogućnost neovlaštenog ulaska automobila na plin na moj budući kaldrmisano-putnički parking, kotrljanje i vučenje cilindara po njemu. Generalno, ljudski faktor. Ali slučaj je riješio problem:

ideja za izgradnju DIY toplotna pumpa

ideja izgradnja toplotna pumpa izlegla dugo vremena. Ali kamen spoticanja bila je jednofazna struja i protupotopni mjerač za 20 ampera maksimalnog opterećenja. Na našem području još uvijek nije moguće promijeniti eklektično napajanje na trofazno ili dodatno napajanje. Ali neočekivano, planirali su promijeniti mjerač na novi, 40 ampera.

Procijenivši, odlučio sam da će to biti dovoljno za djelomično grijanje (nisam planirao koristiti 2,5 sprat zimi), krenuo sam u ispitivanje tržišta toplotnih pumpi. Tražene cijene u jednoj kompaniji (monofazni HP za 12 kilovata) navele su nas na razmišljanje:

Thermia Diplomat TWS 12 kWh 6797 eura

Thermia Duo 12 kWh 5974 eura

Bilo je potrebno najmanje 45 ampera za startnu struju.

Osim toga, budući da je bilo planirano odvođenje topline iz bunarske vode, nije bilo povjerenja u zaduženje mog bunara. Da ne bih rizikovao toliki iznos, odlučio sam da sam sastavim TN, jer su neke vještine bile iz života. Radio je kao rukovodilac za distribuciju opreme za ventilaciju i klimatizaciju.

Koncept domaće toplotne pumpe:

Odlučio sam napraviti HP od dva monofazna kompresora od 24.000 BTU svaki (7 kWh na hladnom). Tako je dobijena kaskada ukupne toplotne snage 16-18 kilovata sa potrošnjom električne energije na COP3 od oko 4-4,5 kilovata/sat. Izbor dva kompresora bio je zbog nižih startnih struja, jer se smatralo da ne sinhronizuju njihov start. Kao i fazno puštanje u rad. Do sada je useljen samo drugi sprat i jedan kompresor će biti dovoljan. Da, i nakon eksperimentiranja na jednom, bit će hrabrije završiti drugi odjeljak.

Odbio je korištenje pločastih izmjenjivača topline. Prvo, iz razloga ekonomičnosti, nisam želeo da plaćam 389 evra po komadu za Danfos. I drugo, spojiti izmjenjivač topline sa kapacitetom akumulatora topline, odnosno povećanjem inercije sistema, čime se jednim udarcem ubijaju dvije muhe. I nisam želio raditi tretman vode za osjetljive pločaste izmjenjivače topline, smanjujući time efikasnost. I voda mi je loša, sa gvožđem.

Prva etaža je već opremljena grijanim podnim cjevovodom sa približnom korakom od 15 cm.

Drugi sprat ima radijatore (hvala Bogu, dovoljno je škrtosti da ih stavim sa 1,5 termalne rezerve ranije). Unos rashladne tečnosti iz bunara (12,5 m. Postavljen na prvi sloj dolomita. +5,9 mjereno 03.2008.). Odvod otpadnih voda u opšti kanalizacioni sistem (dvokomorna jama + infiltracijski upijač tla). Prisilna cirkulacija u krugovima za odvođenje topline.

ovdje, dijagram strujnog kola:

1. Kompresor (do sada jedan).

2. Kondenzator.

3. Isparivač.

4. Ventil za termičku ekspanziju (TRV)

Odlučeno je da se napuste ostali sigurnosni uređaji (filter-sušač, prozorčić, presostat, prijemnik). Ali ako neko vidi smisao njihovog korištenja, bit će mi drago čuti savjet!

Da bih izračunao sistem, skinuo sam program za izračunavanje CoolPack 1.46 sa interneta.

I dobar program za odabir Copeland kompresora.

kompresor:

Uspio sam da kupim od starog prijatelja rashladnog, malo korišteni kompresor iz split sistema od 7 kilovata nekakvog korejskog klima uređaja. Dobio sam ga gotovo uzalud, i nisam lagao, ispostavilo se da je ulje potpuno prozirno iznutra, radilo je samo jednu sezonu i demontirano je zbog promjene koncepta prostora od strane kupca.

Ispostavilo se da kompresor ima kapacitet od 25.500 Btu, što je oko 7,5 kW. na hladnom i oko 9-9,5 na toploti. Ono što me obradovalo, u korejskom split-u bio je solidan kompresor američke kompanije Tecumset. Evo njegovih podataka:

Kompresor na freonu R22, što znači nešto veći koeficijent korisna akcija. Tačka ključanja -10c, kondenzacija +55c.

Lapsus broj 1: Po starom sjećanju, mislio sam da se na kućne split sisteme instaliraju samo scroll kompresori (scroll). Ispostavilo se da je moj klipni ... (izgleda malo ovalno i namotaj motora visi unutra). Loše, ali ne i fatalno. Njegovim minusima, za četvrtinu manje resursa, za četvrtinu niža efikasnost, za četvrtinu bučnija. Ali ništa, iskustvo je sin teških grešaka.

Bitan: Freon R22 prema Montrealskom protokolu će biti u potpunosti povučen do 2030. Od 2001. godine zabranjeno je puštanje u rad novih instalacija (ali ne uvodim novu, već sam osavremenio staru). Od 2010. godine koristi se samo freon R22. ALI u svakom trenutku možete prebaciti sistem sa R22 na zamjenski R422. I nema više problema.

Kompresor sam pričvrstio na zid pomoću nosača L-300mm. Ako kasnije montiram drugi, produžim postojeće pomoću U-profila.

2. Kondenzator:

Uspješno sam kupio rezervoar od nerđajućeg čelika od oko 120 litara od prijatelja zavarivača.

(Inače, sve zavarene manipulacije sa rezervoarom je besplatno obavio ugledni zavarivač. Ali je tražio da se spomene njegova skromna uloga za istoriju!)

Odlučeno je da se presječe na dva dijela, ubaci zavojnica iz bakrene cijevi freonske vodilice i zavari je natrag. Istovremeno zavariti nekoliko tehničkih spojeva sa inčnim navojem.

Formula za izračunavanje površine bakrene cijevi zavojnice:

M2 = kW/0,8x?t

M2 je površina zavojnice u kvadratnim metrima.

kW - Snaga disipacije toplote sistema (sa kompresorom) u kilovatima.

0,8 - koeficijent toplotne provodljivosti bakar/voda pod uslovom protivtoka medija.

T je razlika između temperature vode na ulazu i izlazu iz sistema (vidi dijagram). Za mene je 35s-30s = +5 stepeni Celzijusa.

Tako ispada oko 2 kvadratnih metara područje razmjene toplote zavojnice. Malo sam ga smanjio, budući da je temperatura na ulazu freona oko + 82 ° C, to može malo uštedjeti. Ali kao što sam ranije napisao djed mraz, ne više od 25% veličine isparivača!!!

Simulirani sistem u CoolPack-u pokazao je koeficijent od 2,44 za prečnike cevi razmenjivača toplote. I Cop 2.99 sa prečnikom za stepenicu više. I to je moja prednost, jer u budućnosti očekujem da priključim drugi kompresor na ovu granu. Odlučio sam da koristim bakrenu cijev od ½ inča (ili vanjskog prečnika 12,7 mm), za hlađenje. Ali, mislim, možete koristiti uobičajeni vodovod, tamo nije tako i unutra će biti puno prljavštine.

Lapsus broj 2: Koristio sam cijev sa stijenkom od 0,8 mm. U stvari, ispala je veoma nežna, malo shrvana i već okleva. Teško je raditi, posebno bez posebnih vještina. Stoga preporučujem uzimanje zidne cijevi od 1 mm ili 1,2 mm. Tako će trajnost biti duža.

Bitan: Freonski provodnik zavojnice ulazi u kondenzator odozgo, izlazi odozdo. Tako će se kondenzirajući tečni freon nakupiti na dnu i otići bez mjehurića.

Tako, uzevši 35 metara cijevi, pretvorio ju je u zavojnicu, namotavši je oko prikladnog cilindričnog predmeta (cilindra).

Na rubovima sam zavoje fiksirao sa dvije aluminijske letvice radi čvrstoće i jednakog razmaka petlji.

Krajevi su izvučeni uz pomoć vodovodnih prijelaza na bakrenu cijev za uvijanje. Malo ih buši od promjera od 12 do 12,7 mm, a umjesto kompresionog prstena, nakon montaže, namotao je lan na brtvilo i stegao ga sigurnosnom maticom.

3. Isparivač:

Nije potreban isparivač visoke temperature, a ja sam odabrao plastičnu posudu poput bure od 127 litara sa širokim otvorom.

Bitan: Idealno bi bilo bure od 65 litara. Ali bojao sam se, ¾ cijev se jako savija, pa sam uzeo veću veličinu. Ako neko ima druge veličine ili ima dobar savijač cijevi i radne vještine, onda možete iskoristiti ovu veličinu. Sa bačvom od 127 litara, moj HP je povećao očekivane dimenzije za 15 cm naviše, 5 cm u dubinu i 10 cm u širinu.

Isparivač sam izračunao i proizveo po istom principu kao i kondenzator. Bilo je potrebno 25 metara cijevi od ¾ inča (19,2 mm vanjske) sa zidom od 1,2 mm. Kao rebra za ukrućenje koristio sam segmente UD profila za ugradnju gipsane žbuke. Upletena običnom bakrenom električnom žicom bez izolacije.

Bitan: Isparivač plavnog tipa. To jest, tečna faza freona ulazi u ohlađenu vodu odozdo, isparava i u plinovitom stanju se diže do kompresora. Ovo je bolje za prijenos topline.

Prijelazi se mogu uzeti od plastičnih cijevi za piće PE 20*3/4' sa vanjskim navojem, odvrnutim od bureta sa protu navrtkama i brtvom od lana i brtvila. Vodovod i odvodnja od obicnog kanalizacione cevi i gumene zaptivne manžetne umetnute iznenađeno.

Isparivač je također montiran na nosače L-400mm.

4. TRV:

TRV kupljen od Honeywella (bivša FLICA). Za moju snagu, bila je potrebna mlaznica od 3 mm. I ekvilajzer pritiska.

Bitan: TRV tokom lemljenja ne može se pregrijati iznad +100c! Zato sam ga omotala krpom natopljenom vodom da se ohladi. Molim vas nemojte se užasnuti, nakon racije sam ga očistio finim brusnim papirom.

Zalemio sam cijev za izravnavanje kako bi trebalo biti u uputama za ugradnju ekspanzionog ventila.

Montaža:

Kupio komplet za tvrdo lemljenje Rotenberg. I elektrode 3 komada sa 0% sadržaja srebra i 1 komad sa 40% sadržaja srebra za lemljenje na strani kompresora (otporne na vibracije). Uz njihovu pomoć sastavio sam cijeli sistem.

Bitan: Uzmite Maxigaz 400 flašu (žutu bocu) odmah! Nije mnogo skuplji od Multigas 300 (crveni), ali proizvođač obećava do +2200c plamena. Ali to nije dovoljno za ¾' cijev. Loše zalemljeno. Morao sam smisliti, koristiti toplinski štit, itd. Idealno je, naravno, imati gorionik za kiseonik.

Da, i potrebno je zalemiti cijev za punjenje s bradavicom za spajanje crijeva na sistem. Ne sjećam se njegovog tačnog imena iz glave.

Zalemljen je na ulazu kompresora. U blizini je također vidljiva ulazna cijev ekvilajzera ekspanzijskog ventila. Zalemljen je iza isparivača, termostatskog ekspanzijskog ventila, ali prije kompresora.

Bitan: Pipsik za punjenje zalemimo tako da prvo odvrnemo bradavicu sa njega. Ni od vrućine, brtva bradavice će definitivno otkazati.

Nisam koristio reducirne čahure, jer sam se bojao smanjenja pouzdanosti od dodatnih lemnih spojeva u blizini kompresora. Da, i pritisak na ovom mjestu nije veliki.

Punjenje freonom:

prikupljeni, ali nije popunjena Sistem se mora evakuisati vodom. Bolje koristiti Vakum pumpa ako ne, onda majstori prilagođavaju konvencionalni kompresor iz starog frižidera. Možete jednostavno produvati sistem freonom tako što ćete istisnuti vazduh, ali ovo vam nisam rekao, jer to ne možete!

Freonski cilindar najmanjeg kapaciteta. Sistem uopće neće trebati više od 2 kg. freon. Ali kako bogat.

Kupio sam i manometar. Ali ne specijalni freon za 10 dolara, već običan za pumpna stanica za 3,5 USD Na njemu i vođeni prilikom punjenja.

Sistem sam napunio koliko je to bilo moguće uz pomoć unutrašnjeg pritiska freona u cilindru. Ostavila sam da odstoji par dana, pritisak nije pao. Dakle, nema curenja. Dodatno su mi nedostajali svi spojevi sa sapunastom pjenom, nije mehurila.

Bitan: Pošto je u mom slučaju nazuvica za punjenje zalemljena neposredno ispred kompresora (ubuduće će se pri postavljanju meriti pritisak na ovom mestu), ni u kom slučaju se sistem ne sme puniti tečnim freonom dok kompresor radi. Kompresor će vjerovatno pokvariti. Samo u gasovitoj fazi - balon gore!

automatizacija:

Potreban vam je jednofazni startni relej, i to za vrlo pristojnu startnu struju od oko 40 A! Automatski osigurač Od grupe do 16A. Električna ploča sa DIN šinom.

Ugradio sam i dva temperaturna prekidača sa kopelarnim termalnim senzorima. Jedan se stavlja na vodu na izlazu iz kondenzatora. Postavio sam ga na oko 40 stepeni da isključim sistem kada voda dostigne ovu temperaturu. I do izlaza vode iz isparivača na 0 stepeni, tako da hitno isključuje sistem i da ga slučajno ne odmrzne.

U budućnosti razmišljam o kupovini jednostavnog regulatora koji uzima u obzir ove dvije temperature. Ali osim izgleda i vidljivosti upotrebe, ima i nedostatak - programirane vrijednosti se gube čak i pri kratkom nestanku struje. Dok razmišljam.

Trčanje (probno):

Prije početka pumpao sam oko 6 bara tlaka iz cilindra u sistem. Više nije išlo, a nema potrebe. Bacio sam privremenu žicu, spojio početni kondenzator. Prvo sam napunio posude vodom. Stajali su jedan dan, ispunjeni i stoga su u trenutku lansiranja imali sobnoj temperaturi oko +15s.

Svečano upalio mašinu. Odmah je nokautiran. Još uvijek isto. Tokom ovog kratkog intervala, možete čuti kako motor zuji, ali ne pali. Pomaknuo sam terminale na kondenzatoru (iz nekog razloga ih ima tri). Ponovo uključio mašinu. Prijatna tutnjava kompresora u radu milovala mi je uši!!!

Usisni pritisak je odmah pao na 2 bara. Otvorio bocu freona da napuni sistem. Prema tablici sam izračunao potreban pritisak ključanja freona.

Za moju traženu +6 ulaznu i +1 izlaznu vodu, potrebna je tačka ključanja od -4c. Freon ključa na ovoj temperaturi pri pritisku od 4,3 kg.cm. (bar) (atmosfere). Tabela se može naći i na internetu.

Bez obzira na to kako sam pokušao postaviti tačan pritisak, ništa nije išlo. Sistem još nije doveden na radnu temperaturu. Stoga su preuranjena prilagođavanja samo približna.

Pet minuta kasnije, hrana je dostigla oko +80 stepeni. Dok je neizolovana cev za isparavanje bila prekrivena slabim mrazom. Voda u kondenzatoru nakon deset minuta na dodir se već zagrijala na +30 - +35. Voda u isparivaču je blizu 0c. Da nešto ne odmrznem, isključio sam sistem.

Sažetak: Probni rad je pokazao pun radni kapacitet sistemima. Anomalije nisu uočene. Nakon spajanja kruga grijanja i hlađenja bunarskom vodom bit će potrebna daljnja podešavanja ekspanzijskog ventila i tlaka freona. Zbog toga nastavak foto eseja i izvještaja za otprilike dvije do tri sedmice kad shvatim ovaj dio posla.

Do tada mislim:

1. Spojite krug grijanja prostora i krug za izmjenu topline bunara.

2. Izvršite puni ciklus puštanja u rad.

3. Napravite neku vrstu slučaja.

4. Izvucite zaključke i dajte kratak rezime.

Bitan: TN se pokazao ne tako malim. Korištenjem pločastih izmjenjivača topline umjesto kapacitivnih izmjenjivača topline možete uštedjeti mnogo prostora.

Troškovi proizvodnje toplotne pumpe sa približnim kapacitetom od 9 kilovat sati u smislu topline:

kondenzator:

Rezervoar od nerđajućeg čelika 100 litara - 25 c.u.

Elektrode od nerđajućeg čelika - 6 c.u.

Spojnice nerđajući čelik - 5 c.u.

Usluge zavarivača (ručak) - 5 c.u.

Bakarna cijev 12,7 (1/2”)*0,8 mm. 35 metara - 105 USD

Bakarna cijev 10*1 mm. 1 metar - 3 k.u.

Ventilator Du 15 - 5 c.u.

Sigurnosni ventil 2,5 bar - 4 c.u.

Odvodni ventil Du 15 - 2 c.u.

Ukupno: $163 (u poređenju, pločasti izmjenjivač topline Danfos 389 c.u.)

isparivač:

Plazma bure. 120 litara - 12 c.u.

Bakarna cijev 19,2 (3/4”)*1,2 mm. 25 metara - 130 USD

Bakarna cijev 6*1mm. 1 metar - 2 c.u.

Honeywell termostatski ventil (mlaznica 3mm) - 42 USD

Nosači L-400 2 komada - 9 c.u.

Odvodni ventil Du 15 - 2 c.u.

Prelazi na bakar (set) - 3 c.u.

RVS cijev 50-1m. 2 komada - 4 c.u.

Gumeni prelazi 75*50 2 kom - 2 k.u.

Ukupno: 206 dolara (u poređenju sa pločastim izmenjivačem toplote Danfos 389 c.u.)

kompresor:

Kompresor malo korišten 7,2 kW (25500 btu) - 30 c.u.

Nosači L-300 2 komada - 8 c.u.

Freon R22 2 kg. - 8 k.u.

Komplet za montažu - 4 c.u.

Ukupno: $50

Komplet za montažu:

Puhalica ROTENBERG (set) - 20 USD

Elektrode za tvrdo lemljenje (40% srebra) 3 komada - 3,5 c.u.

Elektrode za tvrdo lemljenje (0% srebra) 3 komada - 0,5 c.u.

Manometar za freon 7 bara - 4 c.u.

Crijevo za punjenje - 7 c.u.

Ukupno: $35

automatizacija:

Starter relej monofazni 20 A - 10 c.u.

Ugrađeni električni štit - 8 c.u.

Monofazni osigurač C16 A - 4 c.u.

Ukupno: $22

Ukupno ukupno 476 c.u.

Bitan: U sljedećoj fazi će biti potrebno više cirkulacionih pumpi Calpada 25 / 60-180 60 c.u. i Calpeda 32/60-180 78 k.u. Iako će se izvaditi iz kapelica mog kotla, obično se odnose na sam kotao.

Toplotna pumpa, alternativna energija, grijanje, ušteda energije, uradi sam toplotna pumpa, domaća toplotna pumpa

Mislite li da bi uređaj zasnovan na tehnologiji običnog hladnjaka mogao osigurati kvalitetno grijanje ne samo bazena, već i cijele kuće? Sve to izvodi konvencionalna toplotna pumpa, koja se, osim toga, može samostalno napraviti kod kuće.

Ako razumijete principe njegovog rada i karakteristike dizajna, sami se možete nositi s njegovim stvaranjem. Što je vrlo korisno i pogodno za uređenje vašeg životnog prostora.

1 Princip rada

Osnovna tehnologija, u suštini, ne razlikuje se mnogo od tehnologije za rad konvencionalnog frižidera. Kao što znate, hladnjak pumpa toplinu iz komora kako bi osigurao nisku temperaturu i prenosi je van kroz radijatore.

Tehnologija toplotne pumpe je također zasnovana na istom principu: za grijanje prostora „ispumpava“ toplinu iz zemlje ili vode, prerađuje je i predaje sistemu grijanja kuće, staklenika ili bazena.

Rashladno sredstvo (freon ili amonijak) cirkuliše kroz sistem koji se sastoji od unutrašnjeg i vanjska kontura. Vanjski krug se nalazi u okruženju za unos topline. Ovaj medij može biti zrak, zemlja ili voda.

Zapravo, svako prirodno okruženje ima dovoljnu količinu raspršene toplotne energije, koju rashladno sredstvo sakuplja i prenosi u sistem za obradu. Za pokretanje procesa potrebno je da izmjenjivač topline podigne temperaturu za 4-5 stepeni. Ovo je veoma važna tačka, jer izmjenjivač toplote direktno utiče na sve uslove oko sebe.

Nadalje, iz vanjskog kruga, zagrijano rashladno sredstvo ulazi u unutrašnji krug. Prvi blok, isparivač, pretvara izmjenjivač topline iz tekućeg stanja u plinovito. To je moguće zbog činjenice da freon, pri niskom pritisku vanjskog okruženja, ima vrlo nisku tačku ključanja.

Nadalje, iz isparivača, freon u plinovitom obliku ulazi u kompresor, gdje se plin komprimira, zbog čega njegova temperatura naglo raste. Nakon toga, plin ulazi u treći blok - kondenzator. U njemu plin daje svoju temperaturu vodi - rashladnoj tekućini sistema grijanja kuće, nakon hlađenja se vraća u tečni oblik i vrši se recirkulacija.

Glavna karakteristika produktivnosti toplinske pumpe za grijanje je faktor konverzije, koji ovisi o omjeru toplinske snage koju proizvodi pumpa i količini potrošene toplinske energije.

1.1 Kako radi toplotna pumpa?

Dizajn klasičnih toplotnih pumpi podijeljen je u dva glavna kruga - vanjski i unutarnji. Izmjenjivač topline u njima igra vrlo važnu ulogu, kao glavni provocirajući faktor. Vanjski krug se sastoji od cijevi kroz koje cirkuliše izmjenjivač topline (rashladno sredstvo).

Takav sklop može Različiti putevi implementacija i lokacija, međutim, uvijek obavlja samo jednu funkciju - da cirkulira rashladno sredstvo u okolini za unos topline i pomjeri izmjenjivač topline do kompresora. Cijevi vanjske konture izrađene su od plastike ili drugih materijala visoke toplinske provodljivosti.

Eksterni krug - sama pumpa, sastoji se od kondenzatora, kompresora, isparivača i redukcionog ventila.

Osim toga, izdvaja se hidrodinamički HP, čiji se dizajn razlikuje od konvencionalne toplinske pumpe za grijanje. Hidrodinamička pumpa se sastoji od agregata (motora), generatora topline i spojnice koja prenosi energiju proizvedenu pogonom do generatora, gdje se zagrijava tekućina za grijanje.

1.2 Vrste jedinica i njihove razlike

Ovisno o vrsti okruženja u kojem toplinska pumpa crpi energiju, razlikuju se sljedeće vrste KS:

• Vazduh-voda;

Toplotna pumpa sa zračnim izvorom je najpovoljnija opcija za alternativno grijanje, može se opremiti vlastitim rukama, jer za njen rad nije potrebno opremati složeni vanjski sistem kruga.

Međutim, zračna pumpa ima jedan značajan nedostatak, zbog čega je njena upotreba u našoj klimi neopravdana - sa smanjenjem temperature zraka, njena efikasnost naglo opada.

Ako želite vlastitim rukama napraviti toplinsku pumpu za grijanje bazena, - najbolja opcija. Štoviše, za bazen će ova opcija biti poželjnija, jer je s njom prilično lako raditi i izuzetno je praktična.

• Voda-voda;

Vanjska kontura za unos topline nalazi se u rezervoaru bez smrzavanja - umjetnom ili prirodnom. Što se tiče prenosa toplote, voda je najefikasniji medij. U praksi, korištenje površinskih vodnih tijela nije opravdano, jer se one smrzavaju tokom hladne sezone.

Maksimalna stabilnost i efikasnost grijanja toplotnom pumpom postiže se korištenjem podzemnih voda. Za to se stvaraju posebni bunari u kojima se nalazi vanjska kontura sistema.

Unatoč činjenici da je ova tehnologija grijanja najzahtjevnija, njena upotreba ima smisla, jer temperatura podzemne vode ne podliježe značajnim promjenama u različito doba godine. Najbolja opcija za grijanje bazena ili manjih stambenih prostorija.

• Slana voda;

Za unos toplote se koristi tlo, što zahteva stvaranje kolektora (za horizontalno postavljanje cevi spoljne konture), ili plitkih bunara (za vertikalno postavljanje - 1 tekući metar dobro daje 40-60 vati toplote).

Ova opcija se koristi svuda - od zagrijavanja bazena, do grijanja cijele kuće. Tehnologija je dobila ime "salamurnica" po tome što se u cijevi ulijeva posebna tekućina koja ne smrzava.

Tu je i Frenette toplotna pumpa - radi na drugoj tehnologiji, i nema ništa zajedničko sa konvencionalnim toplotnim pumpama. Ova pumpa se sastoji od dva cilindrična spremnika - većeg i manjeg, dok je manji spremnik smješten unutar velike posude.

Slobodni prostor između njih ispunjen je uljem. Vanjski cilindar je fiksno fiksiran, a unutrašnji spremnik spojen na pogonsko vratilo, pri čemu se, zbog sila trenja koje proizlaze iz rotacijskih kretanja cilindara, ulje zagrijava na vrlo visoku temperaturu i prenosi na radijatore grijanja. .

Takav mehanizam ima dovoljno visoka efikasnost, a istovremeno se lako može napraviti ručno.

2 Kako napraviti i instalirati toplotnu pumpu vlastitim rukama?

Sasvim je moguće napraviti toplinsku pumpu vlastitim rukama, ali za to morate pronaći dobar kompresor.

To možete učiniti ako posjetite nekog lokalnog servisera kućanskih aparata gdje ćete, nakon uklanjanja starog klima uređaja, za malu količinu dobiti prilično kvalitetan kompresor (njihov vijek trajanja je mnogo duži od prosječnog vijeka trajanja klima uređaja).

Kao kondenzator možete koristiti rezervoar od nerđajućeg čelika, otprilike 100 litara. A za krug kroz koji će izmjenjivač topline cirkulirati, tanke bakrene vodovodne cijevi su savršene.

DIY toplotna pumpa - proizvodni koraci:

Da bismo vlastitim rukama napravili toplotnu pumpu Frenette, moramo nabaviti sljedeće materijale:

• Čelični cilindar (odaberite promjer na osnovu snage pumpe koja vam je potrebna za grijanje: što je veća radna površina, uređaj će biti efikasniji);
• Čelični diskovi, prečnika 5-10% manjeg od prečnika cilindra;
• Elektromotor (najbolje je u početku odabrati pogon s izduženom osovinom, jer će na njega biti ugrađeni diskovi);
• Izmjenjivač topline - bilo koje tehničko ulje.

Broj okretaja koji motor može proizvesti odredit će temperaturu na koju Frenette pumpa može zagrijati vodu za grijanje kuće ili bazena. Da bi se voda u radijatorima zagrijala do 100 stepeni, potrebno je da pogon obezbedi 7500-8000 o/min.

Osovina pogonske jedinice na ležajevima smještena je unutar čeličnog cilindra. Mjesto gdje osovina ulazi u cilindar mora biti sigurno zatvorena, jer prisustvo čak i najmanjih vibracija brzo onesposobljava mehanizam.

Radni diskovi su montirani na osovinu motora. Potrebna udaljenost između njih može se podesiti zavrtnjem matica nakon svakog diska. Broj diskova se određuje ovisno o dužini cilindra - moraju ravnomjerno ispuniti cijeli volumen.

U gornjem i donjem dijelu cilindra izbušimo dvije rupe: na gornji će biti spojene cijevi za grijanje u koje će se dovoditi ulje, a na donji otvor spojena je povratna cijev za vraćanje iskorištenog ulja iz radijatora.

Cijela konstrukcija je pričvršćena na metalni okvir. Nakon sastavljanja jedinice, cilindar se puni uljem, na njega se spajaju cijevi grijanja i priključci se brtve.

Frenetta toplotna pumpa ima veoma visoku efikasnost, što joj omogućava da se efikasno koristi u svim sistemima grejanja. Može se koristiti za grijanje svih pomoćnih prostorija, garaža i stambenih zgrada. Osim toga, zbog svoje kompaktne veličine, takva domaća pumpa odlična je za grijanje bazena ili "toplog poda".

Ali zapamtite da vam je za grijanje bazena i drugih velikih posuda za vodu potrebna pumpa dovoljne snage, inače ćete je jednostavno koristiti u druge svrhe i nećete dobiti željene rezultate.

2.1 Ugradnja jedinica za grijanje

Karakteristike ugradnje toplotnih pumpi zavise, prije svega, od načina postavljanja vanjskog kruga.

1. . Za vertikalnu metodu montaže kreiraju se na dubini od 50 do 100 metara, u koju se spušta posebna sonda. Za horizontalno polaganje stvara se rov za istu dužinu ili jama u kojoj su cijevi položene paralelno jedna s drugom. Cijevi se polažu u zemlju do dubine od jednog i po metra.
2. Pumpe voda-voda: vanjski krug se polaže na dno rezervoara i vodi do toplinske pumpe.
3. Vazduh-voda: jedinica sa cijevima vanjskog kruga postavlja se na krov ili na zid zgrade (prema izgled teško ga je razlikovati od vanjske kutije klima uređaja) i spojen je na toplinsku pumpu u zatvorenom prostoru.

2.2 Primjer domaće jedinice Frenette (video)

Za razliku od alternativnih energetskih uređaja kao što su solarni paneli i vjetroturbine, toplotna pumpa je manje poznata.

I uzalud. Najčešća shema "zemlja-voda" radi stabilno i ne ovisi o vremenskim ili klimatskim karakteristikama. I možete ga sami napraviti.

Malo teorije

Najlakše je iskoristiti prirodnu toplinu zemlje za grijanje doma ako u regiji postoje geotermalne vode (kao na Islandu). Ali takvi uslovi su veoma retki.

A u isto vrijeme, toplotna energija je posvuda - samo je trebate izvući i natjerati da radi. Tome služi toplotna pumpa. šta radi:

• uzima energiju iz niskotemperaturnih prirodnih izvora;
• akumulira ga, odnosno podiže temperaturu na visoke vrijednosti;
• daje ga rashladnoj tečnosti sistema grejanja.

U principu se koristi standardna shema kompresorskog hladnjaka, ali "obrnuto". Prirodna rashladna tečnost cirkuliše u primarnom krugu. Zatvoren je za izmjenjivač topline koji djeluje kao isparivač za drugi krug.

1 - zemlja; 2 - cirkulacija slane vode; 3- cirkulacijska pumpa; 4 - isparivač; 5 - kompresor; 6 - kondenzator; 7 - sistem grijanja; 8 - rashladno sredstvo; 9 - gas

Drugi krug je sama toplotna pumpa, unutar koje se nalazi freon. Ciklus toplotne pumpe sastoji se od sljedećih koraka:

1. U isparivaču se freon zagrijava do tačke ključanja. Zavisi od vrste freona i pritiska u ovom dijelu sistema (obično do 5 atmosfera).
2. U plinovitom stanju freon ulazi u kompresor i komprimira se na 25 atmosfera, dok mu temperatura raste (što je kompresija veća, to je temperatura viša). Ovo je faza akumulacije topline - od velikog volumena s niskom temperaturom, prijelaz na mali volumen s visokom temperaturom.
3. Plin pod pritiskom ulazi u kondenzator, u kojem se toplina prenosi na nosač topline sistema grijanja.
4. Nakon hlađenja, freon ulazi u prigušnicu (tzv. regulator protoka ili ekspanzioni ventil). U njemu pritisak pada, freon se kondenzuje i vraća se u isparivač kao tečnost.

Gdje je najbolje "odnijeti" toplinu

U principu, postoje tri okruženja iz kojih se toplota može „oduzeti“:

1. Vazduh. Pri normalnom pritisku, sve vrste freona ključaju negativne temperature(npr. R22 - cca. -25 °C, R404 i R502 - cca. -30 °C). Ali za cirkulaciju u sistemu potrebno je stvoriti višak pritiska već u prvoj fazi - isparavanju. Iste 4 atmosfere u isparivaču zahtijevaju da vanjska temperatura zraka bude najmanje 0 °C za R22 i -5 °C za R404 i R502. U našim krajevima ova vrsta toplotne pumpe može se koristiti za grijanje van sezone i za toplu vodu u toploj sezoni.

2. Voda. Ovo je stabilniji izvor topline, pod uslovom da se rezervoar zimi ne smrzne do dna. Ali kuća ne bi trebala biti smještena samo uz jezero ili rijeku, već na prvoj liniji.

3. Zemlja. Najstabilniji izvor toplotne energije. Mogu se koristiti dvije sheme - horizontalna i vertikalna. Horizontalno izgleda lakše jer ne zahtijeva bušenje. Ali moraš mnogo da uradiš zemljani radovi kopanje sistema rovova do dubine ispod nivoa smrzavanja tla (za srednje geografske širine kreće se od 1 metar na zapadu evropskog dijela zemlje do 1,6–1,8 bliže Uralu, u Sibiru je situacija „ravnomjerna još gore.” Vertikalna shema je univerzalnija i efikasnija, ali zahtijeva bušenje do značajne dubine, iako se umjesto jedne duboke bušotine može koristiti nekoliko plitkih bunara.

dijagram strujnog kola

Sam krug toplinske pumpe je jednostavan: isparivač - kompresor - kondenzator - prigušnica - isparivač.

"Srce" kola je kompresor. Možete kupiti novi, ali je jeftinije pronaći polovni. Naravno, ne govorimo o kompresorima male snage za kućne frižidere, već o modelima ugrađenim u split sisteme. Neophodno je fokusirati se ne na potrošnju energije, već na snagu u načinu grijanja (koja je 5-20% veća nego u načinu hlađenja).

Model kompresora se bira prema omjeru od 1 kW na 10 četvornih metara. metara grijane površine.

Pažnja! Snaga se može naznačiti ne samo u kW, već iu BTU ( Engleska jedinica mjerenje toplotne energije, usvojeno za klimatsku tehnologiju). Preračunavanje je jednostavno - podijelite vrijednost u BTU sa 3,4.

Prilikom izračunavanja parametara toplinske pumpe, uključujući izmjenjivače topline, koristite softver, namijenjen za modeliranje, proračune i optimizaciju rashladnih sistema, na primjer, CoolPack

Već u fazi proračuna (tačnije, prilikom postavljanja "uvodnog") možete optimizirati sistem odabirom optimalnih termičkih uslova.

Upotreba toplotne pumpe je efikasna za niskotemperaturne sisteme grejanja, na primer, za podno grejanje sa temperaturom koja ne prelazi 35–40 °C. Inače, ista temperatura se preporučuje za medicinske potrebe za sistem PTV-a.

Za svaku vrstu freona postoji optimalne temperature"ulaz" i "izlaz", tačnije, ključanje i kondenzacija, ali razlika u svima njima nije veća od 45-50°C.

Čini se da će povećanje temperature na izlazu toplotne pumpe imati pozitivan efekat, ali to nije tako. Temperaturna razlika će se takođe povećati, što će dovesti do smanjenja COP (koeficijenta konverzije, odnosno efikasnosti toplotnog motora). Osim toga, to će zahtijevati upotrebu snažnijeg kompresora i dodatnu potrošnju energije.

Idealan COP se ne može postići (gubici u kompresoru, potrošnja energije, gubici toplote tokom transporta unutar sistema, itd.), tako da realne vrednosti obično leže između 3 i 5.

Postoji još jedan način povećanja efikasnosti - korištenje bivalentne sheme grijanja.

U stvarnosti, rad sistema grijanja punim kapacitetom potreban je samo 15-20% cijele sezone. Za to vrijeme možete koristiti dodatne uređaje za grijanje (na primjer, keramički grijač ili konvektor). Smanjenje izračunate toplinske snage na 80% uštedjet će na kompresoru, smanjiti dubinu bunara ili dužinu cijevi horizontalnog kruga i smanjiti potrošnju energije za servis same toplinske pumpe.

Dizajn horizontalnog ili vertikalnog izmjenjivača topline tla ovisi o datoj nazivnoj snazi ​​toplinske pumpe i COP-a. U prosjeku se sa svakog metra "horizonta" uklanja 20 W (sa korakom polaganja cijevi od najmanje 0,7 m), a iz "vertikale" - 50 W. Ali specifične vrijednosti zavisi od vrste stijene i njenog sadržaja vlage. Podzemne vode imaju najbolje vrijednosti.

Zanimljivo! Postoje i drugi izmjenjivači topline za tlo - "spiralni" ili "korpavi". Zapravo, ovo je vertikalna sonda iz cijevi u obliku spirale, koja omogućava smanjenje dubine bušenja.

Nakon određivanja dužine horizontalne petlje ili dubine vertikalne sonde, izračunavaju se dimenzije isparivača i kondenzatora.

Izrada isparivača i kondenzatora

Možete kupiti gotove izmenjivače toplote i za isparivač (za niski pritisak) i za kondenzator (sa pritiskom do 25 bara). Ali jeftinije ih je napraviti od bakrene cijevi za klima-uređaje (koja je dizajnirana posebno za rad s rashladnim sredstvima pod visokim tlakom) i improviziranih posuda.

Bitan! Vodovodna bakrena cijev nije tako "čista" i fleksibilna. Loše je lemiti i kotrljati tokom ugradnje.

Izračunava se površina izmjenjivača topline koja je direktno proporcionalna snazi ​​oslobađanja topline i obrnuto proporcionalna temperaturnoj razlici nosača topline na ulazu i izlazu svakog spojenog kruga (uzemljenja i sustava grijanja).

Poznavajući promjer cijevi i površinu, odredite dužinu svake zavojnice za isparivač i kondenzator.

Bolje je napraviti posudu za kondenzator od nehrđajućeg čelika (temperatura ulazne pare freona može biti prilično visoka):

• uzmite gotov rezervoar odgovarajućeg kapaciteta (da stane spirala od bakrene cijevi);
• postavite zavojnicu u nju (ulaz na vrhu, izlaz na dnu);
• izvucite krajeve bakrene cijevi za spajanje na kompresor i ekspanzioni ventil (lemljenjem ili prirubnicom);
• napraviti adaptere u rezervoaru za spajanje cijevi sustava grijanja;
• zatvorite poklopac.

Isparivač radi više od niske temperature, tako da možete uzeti jeftiniji za njega plastična posuda, u koji su urezani adapteri za spajanje na krug uzemljenja. Također se razlikuje od kondenzatora po lokaciji zavojnice izmjenjivača topline - ulaz (tečna faza freona iz ekspanzionog ventila) odozdo, izlaz u kompresor odozgo.

Montaža kola

Nakon proizvodnje izmjenjivača topline, plinsko-hidraulični krug se sastavlja:

• postaviti kompresor, kondenzator i isparivač na svoje mjesto;
• lemne ili prirubničke bakrene cijevi;
• spojite isparivač na pumpu uzemljenja;
• spojite kondenzator na sistem grijanja.

1 - cirkulaciona pumpa kruga tla; 2 - isparivač; 3 - izlaz iz kruga tla; 4 - termostatski ventil; 5 - kompresor; 6 - do sistema grejanja; 7 - kondenzator; 8 - povrat sustava grijanja

Električni krug (kompresor, pumpa za uzemljenje, automatika za hitne slučajeve) mora biti povezan preko namjenskog kruga, koji mora izdržati prilično velike startne struje.

Obavezna je upotreba prekidača, kao i isključivanje u nuždi iz temperaturnog prekidača: na izlazu vode iz kondenzatora (u slučaju pregrijavanja) i izlazu slane vode iz isparivača (u slučaju pothlađivanja).

Posljednjih desetljeća vlasnici kuća imaju prilično veliki izbor sistema grijanja. Više nije potrebno povezivanje na centralizirane mreže i korištenje tradicionalnih izvora. Možete odabrati opremu koja radi na alternativnu energiju, ali njen glavni nedostatak je visoka cijena. Slažeš li se?

Međutim, ako izgradite toplinsku pumpu vlastitim rukama iz starog hladnjaka, sustav se može značajno smanjiti u cijeni. A mi ćemo vam reći kako to učiniti.

U ovom članku odabrali smo najviše jednostavna rješenja i dao im detaljne crteže i dijagrame. Stoga za kućnog majstora nije teško razumjeti ih. Osim toga, ovdje ćete pronaći upute korak po korak za proizvodnju opreme za grijanje. A objavljeni video zapisi će pričati o tome karakteristike dizajna toplotna pumpa i karakteristike njenog povezivanja.

Teoretski, svaka osoba ima veliki izbor izvora energije. Osim prirodnog plina, struje, uglja, to su i vjetar, sunce, temperaturna razlika između zemlje i zraka, zemlje i vode.

U praksi je izbor ograničen, jer sve zavisi od troškova opreme i njenog održavanja, kao i stabilnosti rada i perioda povrata instalacija.

Svaki od izvora energije ima i prednosti i ozbiljne nedostatke koji ograničavaju njegovu upotrebu.

Galerija slika