Kako napraviti dizalicu topline zrak-voda: dijagrami uređaja i samomontaža

Zbog redovitog povećanja troškova tekućine za grijanje, alternativne metode grijanja postaju sve traženije.Na primjer, praktična dizalica topline zrak-voda koja za grijanje koristi energiju zraka. Instalacija ne zahtijeva skupe potrošne materijale, jednostavna je za korištenje i sigurna.

Zbog visoke cijene tvorničke montaže jedinice, mnogi ljudi su zainteresirani za samostalnu izgradnju ovog sustava. Reći ćemo vam što će kućni majstor trebati za izgradnju kućne dizalice topline. Ovdje ćete saznati koju tehničku opremu trebate nabaviti.

Značajke toplinskog sustava zrak-voda

Dizalica topline kojoj je ovaj članak posvećen, za razliku od drugih modifikacija sličnog uređaja (osobito, voda-voda i tlo-voda), ima brojne prednosti:

• štedi električnu energiju;
• instalacija neće zahtijevati velike radove iskopavanja, bušenje bunara ili dobivanje posebnih dozvola;
• Spojite li sustav na solarne panele, možete osigurati njegovu potpunu autonomiju.

Značajna prednost toplinskog sustava koji izvlači energiju vjetra i prenosi je u vodu je njegova 100% ekološka sigurnost.

Prije nego počnete projektirati pumpu, morate saznati u kojim je slučajevima sustav najučinkovitiji, a kada je njegova uporaba neprikladna.

Sustav toplinske pumpe koji izvlači energiju iz zračne mase može se koristiti za zagrijavanje svih vrsta rashladnih tekućina koje se koriste u CIS-u: voda, zrak, para

Specifičnosti primjene i rada

Dizalica topline produktivno radi isključivo u temperaturnom rasponu od -5 do +7 stupnjeva. Pri temperaturi zraka od +7 sustav će generirati više topline nego što je potrebno, a pri temperaturama ispod -5 neće biti dovoljno za grijanje. To je zbog činjenice da koncentrirani freon sadržan u strukturi vrije na temperaturi od -55 stupnjeva.

Teoretski, sustav može generirati toplinu čak i pri mrazu od 30 stupnjeva, ali to neće biti dovoljno za grijanje, jer kapacitet grijanja izravno ovisi o razlici između vrelišta rashladnog sredstva i temperature zraka.

Stoga ovaj sustav neće biti prikladan za stanovnike sjevernih regija, gdje hladno vrijeme dolazi ranije, ali u kućama u južnim regijama može učinkovito poslužiti nekoliko hladnih mjeseci.

Ako su u prostoriji instalirane standardne baterije, toplinska pumpa će raditi manje učinkovito. Uređaj zrak-voda najbolje je kombinirati s konvektorima i drugim radijatorima velike površine, kao i sustavi "toplog poda"., “topli zidovi” vodenog tipa.

Također, sama prostorija mora biti dobro izolirana izvana, imati ugrađene višekomorne prozore koji pružaju bolju toplinsku izolaciju od klasičnih drvenih ili plastičnih.

Dizalica topline najbolje komunicira sa sustavom "toplog poda" na bazi vode, koji ne zahtijeva zagrijavanje rashladne tekućine iznad 40 - 45º C

Domaće Toplinska pumpa moći će učinkovito grijati kuće do 100 četvornih metara. m i zajamčeno proizvodi snagu od 5 kW. Treba razumjeti da je nemoguće napuniti freon dovoljno kvalitetno u strukturu stvorenu u domaćim uvjetima, pa biste trebali računati na njegovu točku vrenja do -22 stupnja.

Uređaj sastavljen kod kuće idealan je za opskrbu toplinom garaže, staklenika, pomoćne prostorije, mali privatni bazen itd. Sustav se obično koristi kao dodatno grijanje.

Električni bojler ili će u svakom slučaju biti potrebna druga tradicionalna oprema za sezonu grijanja. Tijekom jakih mrazova (-15-30 stupnjeva), preporuča se isključiti dizalicu topline kako bi se izbjeglo rasipanje električne energije, jer u tom razdoblju njegova učinkovitost nije veća od 10%.

Dizalice topline daju dovoljno energije za zagrijavanje vode u zatvorenim privatnim bazenima (+)

Princip rada sustava

Radna tvar u strukturi je zrak. Preko vanjske jedinice, koja se postavlja na otvorenom, kisik kroz cijevi ulazi u isparivač, gdje dolazi u interakciju s rashladnim sredstvom.

Pod utjecajem temperature, freon postaje plinovit (jer vrije na -55 stupnjeva) i ulazi u kompresor u zagrijanom obliku pod pritiskom. Uređaj komprimira plin, čime se povećava njegova temperatura.

Vrući freon ulazi u krug spremnika (kondenzatora), gdje se toplina prenosi na vodu, koja se kasnije može koristiti za organiziranje grijanja i FGP. U kondenzatoru freon gubi samo dio topline, a još uvijek je u plinovitom stanju.

Prolazeći kroz prigušnicu, rashladno sredstvo se raspršuje, zbog čega se njegova temperatura smanjuje. Freon postaje tekući i u tom obliku prelazi u isparivač. Ciklus se ponavlja.

Slika shematski prikazuje provedbu principa elementarne dizalice topline, podijeljene kompresorom i ekspanderom u dva kruga - visokog i niskog tlaka

Za one koji žele izgraditi vlastitu Toplinska pumpa od otpadnih materijala i rabljene opreme, na primjer, iz starog hladnjaka, pomoći će vam informacije sadržane u našem preporučenom članku.

Izgradnja dizalice topline zrak-voda

Sustav dizalice topline sastoji se od četiri glavna elementa:

• vanjska jedinica;
• spremnici izmjenjivača topline-isparivača;
• kompresorska jedinica;
• spremnik (kondenzator).

Pogledajmo značajke dizajna svakog bloka.

Sastavljanje vanjske jedinice

Za izradu vanjskog bloka trebat će vam:

• Okvir. Tradicionalno je prikladna jedinica izrađena od split sustava, perilice rublja ili druge velike opreme; ponekad je sami izgrade zavarivanje metalni elementi. Nakon montaže, važno je tretirati metal bojom u prahu protiv korozije.
• Ventilator. Proizvod se može posuditi iz starog radnog sustavi klimatizacije ili kupiti zasebno.

Model ventilatora trebao bi imati široke plastične lopatice i, po mogućnosti, s odvojivim motorom kako bi se mogao spojiti na senzor.

Za sastavljanje vanjske jedinice trebat će vam kućište i ventilator ispod klimatizacijskog sustava. Približni parametri bloka - 75x85x30 cm

Isparivač i pomoćni elementi za njegov rad mogu se ugraditi u vanjsku jedinicu, ali je preporučljivije ove dijelove smjestiti u zasebno kućište.

Postavite vanjsku jedinicu na udaljenosti od 2-10 m od kuće. Važno je izgraditi temelj za njega i postaviti nadstrešnicu za zaštitu strukture od oborina. Također je potrebno osigurati rešetku ispred ventilatora kako bi se spriječilo da prljavština, krhotine i lišće uđu u lopatice i cijevi ventilatora.

Dodatno, preporučljivo je ugraditi grijače koji štite stranice i ploče od zaleđivanja.U tom slučaju neće biti potrebno dodatno zagrijavanje kućišta. Mjesto za postavljanje jedinice mora biti dobro prozračeno i udaljeno od izvora otvorene vatre.

Blok s izmjenjivačem topline-isparivačem

Isparivač se može kupiti gotov pomoću usluga online dobavljača ili ga možete sami izraditi. Da biste to učinili, potreban vam je spremnik od 80 litara i bakrena žica promjera 10 mm i debljine najmanje 1 mm.

Duljina se izračunava pojedinačno uzimajući u obzir potrebnu snagu. Za uređaj od 5 kW, možete uzeti 10 m. Freon će se zagrijati i cirkulirati u isparivaču, kao i kontakt sa zrakom.

Da biste stvorili izmjenjivač topline, morate konstruirati zavojnicu. Da biste to učinili, žica je omotana oko cijevi debelih stijenki čiji promjer ne prelazi širinu spremnika. Važno je ostaviti rezove koji strše izvan visine tijela. Oni će biti potrebni za povezivanje zavojnice s drugim elementima sustava - kompresorom i spremnikom.

Za stvaranje zavojnice, bakrena cijev sa stijenkama od oko 1 mm omotana je oko plinskog cilindra, cijevi ili plastične boce napunjene vodom.

U tijelo su urezane 2 spojnice za spajanje cjevovoda, a za izlaz žice stvorena su dva priključka. Priključci su zapečaćeni. Gotova konstrukcija pričvršćena je nosačima u obliku slova L.

Preporuča se dodatno ugraditi relej za odmrzavanje na isparivač, jer će zrak cirkulirati u spremniku, čija je temperatura negativna. U tom slučaju nakupljanje kondenzata u sustavu može dovesti do zaleđivanja isparivača. Također, kako biste spriječili stvaranje vlage, u sustav možete uvesti filter-sušač.

Pravila za ugradnju kompresora

Za ugradnju kompresora trebat će vam zasebno kućište s izolacijom od zvuka i vibracija, budući da su gotovo sve izmjene uređaja bučne tijekom rada. Možete uzeti rabljeni kompresor ispod hladnjaka, klima uređaja ili kupiti novi model.

Za dizalice topline prikladni su sljedeći tipovi kompresora:

1. Rotacijski kompresori su najjeftiniji, ali imaju niz nedostataka - bučni su, imaju nisku učinkovitost i traju 8-10 godina.
2. Spirala preinake se ugrađuju u sve moderne modele klima uređaja i hladnjaka. Trajni su (15-20 godina), tihi, učinkoviti, ali su skupi.
3. Klip modeli se uglavnom instaliraju na industrijske hladnjake. Proizvodi imaju dobru učinkovitost, izdržljivi su (15-20 godina), ali su izuzetno bučni i skupi.

Za dizalicu topline potrebno je odabrati monofazni kompresor. Prije kupnje važno je saznati s kojom vrstom freona uređaj radi. Preporučljivo je kupiti model koji radi na R22, po mogućnosti na R422. S ovom vrstom rashladnog sredstva lakše je raditi nego s bilo kojom drugom vrstom freona.

Kompresor je spojen cijevima na jedinicu isparivača i kondenzatora. Zahvaljujući uređaju, freon povećava svoju temperaturu.

Dizajn spremnika (kondenzatora)

Za izradu kondenzatora trebat će vam kućište iz kotla od 100 litara ili bilo kojeg drugog nehrđajućeg spremnika istog volumena. Također je potrebna zavojnica od bakrene cijevi. Crpka od 5 kW može koristiti 12 metara žice. Vrući freon će proći kroz cijev zavojnice, uzrokujući zagrijavanje vode.

Korak #1: Stvaranje zavojnice

Za izradu zavojnice trebat će vam bakrena žica promjera najmanje 26 mm i debljine stijenke 1 mm. Mora se namotati na cijev koja ima manji presjek od presjeka spremnika.

Visina spirale mora odgovarati visini tijela. Važno je ostaviti izlaze cijevi izvan spremnika kako biste mogli spojiti zavojnicu na isparivač i kompresor.

Korak #2: Priprema kućišta

Za ugradnju zavojnice, spremnik se mora rezati. Morat ćete napraviti rupe na vrhu i dnu za izlaze bakrene žice, a također izrezati dodatne pretince za ugradnju 2 spojnice, od kojih je jedna dizajnirana za izlaz vode, a druga za njen ulaz. Nakon ovih postupaka, spremnik mora biti zapečaćen.

Izmjenjivač topline-kompresor može se kupiti zasebno kao gotova konstrukcija. Pomoću tvornički sastavljenog uređaja možete povećati snagu i učinkovitost instalacije.

Rashladno sredstvo s oznakom R22 trebalo bi se postupno ukinuti do 2030. godine prema propisima Montreala. Za punjenje sustava bolje je koristiti njegovu zamjenu - rashladno sredstvo R422

Spajanje vanjske jedinice na isparivač

Za spajanje vanjske jedinice i isparivača bit će potrebne 2 polietilenske cijevi HDPE 32. Zrak će prolaziti kroz jednu cijev, a izlaziti kroz drugu.

Cijevi se mogu zakopati u zemlju, nakon dodavanja bilo kakvog pjeskovitog materijala u jarak, ili ostaviti na površini ako se vanjsko kućište nalazi u blizini kuće.

Spajanje isparivača, kompresora i spremnika

U ovom sustavu cirkulira freon. Da biste spojili zavojnice s kompresorom i leptirom, morate se obratiti stručnjacima za hlađenje.Osobi koja nema iskustva u lemljenju, čak i ako ima alate i materijale, bit će teško pravilno povezati sve elemente u jedan sustav kako bi osigurali rad strukture.

Štoviše, bit će potrebno puno dodatnih materijala - cijevi različitih promjera, razne modifikacije odvodne slavine, ventili za ispuštanje zraka, sigurnosni ventili, kao i obujmice za cijevi, obujmice, rezači cijevi za rezanje dijelova cjevovoda.

Trebat će vam i drugi specijalizirani uređaji koji su dostupni u bilo kojoj radionici za popravak hladnjaka i klima uređaja.

Visokokvalitetno ubrizgavanje freona također se provodi pomoću posebne opreme. Stoga je za kombiniranje izmjenjivača topline, kompresora i prigušnice u radni sustav prikladnije i isplativije obratiti se profesionalcima.

Implementacija sustava upravljanja pogonom

Za praćenje tlaka i temperature freona možete koristiti ploču sa zaslonom ispod bilo kojeg klima uređaja. Tijekom procesa lemljenja, uz pomoć stručnjaka, dizajn se može ispravno implementirati u instalaciju.

Također je moguće spojiti poseban uređaj - senzor rotacije ventilatora. Regulira brzinu rotacije lopatica i također automatizira brzinu freonske cirkulacijske pumpe.

Osim toga, možete postaviti mjerač vremena električni pokretač, uređaj koji štiti kompresor od pregrijavanja. Svi ti dijelovi mogu se kupiti u radionicama za popravak ili na tržištu rezervnih dijelova.

Proračun snage dizalice topline zrak-voda

Za grijanje prostorije površine 100 m2. m će zahtijevati toplinsku pumpu veće snage. Pomoću tablice možete približno izračunati potrebnu snagu instalacije:

Ove tablice pomoći će vam izračunati površinu zavojnice za izradu instalacije određene snage

Da biste odredili koju snagu treba imati kompresor, koji promjer cijevi treba koristiti i druge važne podatke pri projektiranju dizalice topline zrak-voda, morate koristiti jednu od sljedećih metoda:

• Koristite mrežne kalkulatore objavljene na web stranicama proizvođača izmjenjivača topline.
• Primijeni softver CoolPack 1,46, Copeland.
• Pozovite stručnjaka koji će izvršiti potrebna mjerenja i izračune.

Područje zavojnice kondenzatora (PZK) može se izračunati pomoću formule:

PZK = M/0,8DT,

gdje je M snaga instalacije u kW; 0,8 - koeficijent toplinske vodljivosti pri kontaktu s vodom i bakrom; DT je ​​temperaturna razlika između ulaznog i izlaznog zraka u sustavu.

Gore navedeni parametri dizalice topline prikladni su za prostorije do 100 četvornih metara. metara. Snaga instalacije - 5 kW. Ako kupite posebne izmjenjivače topline, sasvim je moguće povećati snagu instalacije na 10-15 kW.

Slika prikazuje sustav u kojem su izmjenjivači topline, kompresor i prigušnica kombinirani u jednom spremniku. Dizajn koristi tvorničke izmjenjivače topline (+)

Održavanje kućne instalacije

Za kvalitetan rad dizalice topline potrebno je dodatno održavanje. Ako uređaj koristite zimi (s obzirom da u kućištu nema dodatnog grijanja), tada će se uređaj morati povremeno zagrijavati, jer će se na njegovoj površini formirati ledena kora.

Također je potrebno povremeno:

• Očistite lopatice ventilatora od otpadaka - lišća, prašine, prljavštine, snijega itd.
• Podmažite kompresor prema njegovim uputama.
• Promijenite ulje u kompresoru i ventilatoru.

Osim toga, za normalno funkcioniranje sustava potrebno je redovito provjeravati ispravnost bakrenog cjevovoda, kabela za napajanje kompresora, ventilatora i drugih uređaja.

Zaključci i koristan video na tu temu

Sljedeći video će vas upoznati s principom rada i dizajnom dizalice topline koja obrađuje energiju vjetra:

Domaća dizalica topline zrak-voda jedan je od učinkovitih i jeftinih uređaja za dodatno grijanje doma. Svatko može napraviti i instalirati ovaj sustav.

Napišite komentare u blok ispod. Možda imate zanimljive informacije i fotografije na temu članka? Postavljajte pitanja, dijelite vlastita mišljenja i savjete koji su korisni posjetiteljima stranice.