Уради сам топлотну пумпу за грејање куће

Топлотна пумпа је занимљива ствар, али скупа. Приближни трошкови опреме + спољни уређаји су од 300 до 1000 УСД по 1 кВ снаге. Знајући „приручност“ руског народа, лако је претпоставити да више од једне ручно израђене топлотне пумпе ради у пространствима наше огромне и разнолике домовине. Најчешће постоје уређаји домаће израде које су направили „фрижидери“. И то је разумљиво, јер топлотна пумпа и замрзивач раде по истом принципу, само је систем топлана усмерен на сакупљање топлоте, а не на њено уклањање, а компресор се користи већом снагом.

Прочитајте о томе како то функционише овде.

Шта може бити извор топлоте за топлотну пумпу

Топлина за загревање собе може се однети из ваздуха напољу. Али овде ће се неизбежно појавити потешкоће у раду: флуктуације температуре, чак и просечне дневне, превелике су, а да не спомињемо чињеницу да топлотна пумпа показује нормалну ефикасност на температурама изнад 0о Ц. А колико регија имамо зими такву слику ? У пролеће, па чак и тада не рано, и не на целој територији, а не све време.

Било које окружење може бити извор топлоте за ваш дом који греје топлотна пумпа

Извор топлоте који се налази у води изгледа много прихватљивији. Ако се у близини налази река, језеро или рибњак пристојне дубине, ово је сјајно: једноставно можете утопити цевовод. Важно је само да рибари са донковима не лове тамо.

Још једна добра опција је бунар, али постоји могућност да ниво воде падне и мораћете да потражите други извор. Али засад је све у реду, радиће добро: просечна температура воде у подземним хоризонтима је 5-7 оЦ. Ово је више него довољно за рад топлотне пумпе.

Можда ћете се изненадити, али можете користити и канализациони систем - тамо су температуре више него у бунарима. Цевовод се може поставити у јаму или бунар, али под условом да је стално покривен водом. А цев ће морати да буде хемијски отпорна.

Хоризонтални подземни колектор изузетно је напоран задатак: биће потребно уклонити тло са неколико стотина квадратних метара до дубине испод тачке смрзавања. То су врло велике количине које се не могу савладати сами, па чак ни са помоћником. И, као што је пракса показала, у нашим климатским условима такви системи су неефикасни: зиме су преоштре.

Са вертикалним колекторима ствари не стоје ништа боље - тешко ћете моћи без опреме за бушење. Број и дубина бунара зависе од тла: опсег могућег уклањања топлоте са метра бунара је веома велик. Од 25 В / м у сувом ломљеном камену и песковитом тлу, до 80-85 В / м у влажном ломљеном камену и песковитом земљишту или у граниту. Сходно томе, разлика у дужини бунара је 3 пута и више.

Ево дијаграма грејања куће топлотном пумпом. Када се користе, као у описаном примеру, два бунара и у одсуству затворене петље, растојање између два бунара мора бити најмање 20 метара. И морате узети у обзир смер протока како хладна вода из пумпе не би смањила температуру у бунару „донора“

У описаном примеру домаће топлотне пумпе извор топлоте је бунар са добрим протоком воде. Вода стиже тако брзо да покрива потрошњу за потребе домаћинства и довољна је за пренос потребне количине топлоте (израчуната је потребна брзина протока воде и у складу с тим одабрана пумпа).Али извор топлоте за ову модификацију може бити било који од горе описаних, осим ваздуха. Одлучивши се о извору топлоте, биће могуће направити топлотну пумпу за грејање куће.

Врсте топлотних пумпи

Да бисте јасно разумели шта је топлотна пумпа, морате знати шта је за њу носилац топлоте на контурама њене структуре споља и изнутра у кући. Ове расхладне течности класификују овај уређај.

Врсте топлотних пумпи

Уређај енергију за свој рад добија из следећих извора:

• воде. Извор може бити водно тело, централизовано снабдевање водом или бунар, итд .;
• грундирање;
• ваздух.

У затвореном се енергија добијена таквим уређајем користи не само за грејање, већ и за климатизацију, као и за грејање воде. Комбинација различитих функција и употребљених елемената омогућава поделу топлотних пумпи на неколико типова, који укључују:

• вода-вода;
• ваздух-вода;
• земља-вода.

Вода-ваздух

Најефикаснији системи за грејање су системи вода-вода. Ова ефикасност је резултат чињенице да је температура воде која се користи на великим дубинама константна и има прилично високе показатеље. Да би добили енергију из ове врсте извора, могу да користе:

• бунари и бунари, уз помоћ којих се пумпа подземна вода;
• отворена водна тела, која укључују реке и језера;
• отпадне воде која се у индустрији користи за технологију.

Топлотна пумпа која користи енергију извучену из резервоара отвореног типа захтеваће најниже трошкове. У овом случају, мораћете да напуните цеви расхладном течношћу и спустите их у воду. У случају подземних вода користи се скупља структура, јер је њена примена већ сада тежа. Да бисте бацили воду, потребно је да направите бунар. Ова вода ће проћи кроз измењивач топлоте.

Круг ваздух-вода или ваздух

Топлотна пумпа ваздух-вода комбинује предности и недостатке. Предности укључују бескорисност у развоју бунара велике дубине и радове повезане са чишћењем тла. Недостатак ових уређаја је мала снага у хладној сезони, што утиче на његову најнижу ефикасност међу осталим моделима. Да бисте користили овај уређај, потребно је да монтирате одговарајућу опрему на кров куће.

Топлотна пумпа са извором ваздуха

Предност овог дизајна може се приписати способности поновне употребе одлазеће топлоте из просторија која загрева топлотну пумпу у облику дима, воде или ваздуха. Зими ће бити потребно алтернативно грејање како би се елиминисао недостатак топлоте.

Подземна вода

Топлотна пумпа овог типа је такође врло ефикасан извор енергије за грејање. То је због чињенице да топлота која се добија из земље дубоке 5 метара има константне вредности температуре и на њу не утичу промене временских услова на површини земље. На спољном кругу расхладна течност је посебна сигурна композиција која се назива саламура и која је безбедна са еколошке тачке гледишта.

Спољни круг који се користи за ову врсту топлотне пумпе може бити хоризонтални или вертикални.

Цеви које се користе за овај систем морају бити пластичне. Хоризонтално извођење захтева велику површину земљишта. Након полагања цеви испод земље, ова парцела земљишта не може се користити за пољопривредне потребе.

Дозвољено је узгајати травњак или биљке исте старости. За вертикално извођење биће потребно развити неколико бунара чија се дубина креће од 50 до 150 метара, пошто на таквој дубини земљиште има стабилну и високу температуру. Такав уређај назива се геотермална пумпа.За пренос енергије из таквих дубина користе се посебне сонде.

Како ради топлотна пумпа

Окружење око нас, на температурама преко једног степена, има одређену количину енергије. Уз помоћ топлотне пумпе ова енергија се може искористити. Његов принцип рада заснован је на преносу топлоте са извора са малим потенцијалом са топлотном енергијом на носач топлоте чија је температура много већа.

Како ради топлотна пумпа

Ово се спроводи на следећи начин:

1. Расхладно средство улази у цевовод који се налази у земљи. Загрева се за неколико степени.
2. Након тога, расхладно средство које је прошло у испаривач преноси у унутрашњи круг енергију која се сакупила у испаривачу.
3. Расхладно средство се налази у спољном кругу, који се након загревања у измењивачу топлоте претвара у гас.
4. Да би повећао температуру овог расхладног средства, улази у компресор за компресију под високим притиском.
5. Већ загрејани расхладни гас улази у кондензатор, који заузврат даје топлоту расхладној течности у систему грејања просторије.
6. По завршетку циклуса, расхладно средство које је изгубило топлоту прелази у течно стање и враћа се у првобитни положај.

Расхладне јединице раде на сличном принципу. Стога, топлотне пумпе може се користити за кондензацију ваздуха по врућем времену године (сплит системи), као из фрижидера.

Из радног искуства топлотне пумпе „уради сам“

Као што је пракса показала, перформансе представљене опције су ниске: 2,6-2,8 кВ. О високој ефикасности ове топлотне пумпе није потребно говорити: на површини од 60 м2 на -5 оЦ на отвореном, она сама одржава + 17оЦ. Али систем је разматран и инсталиран испод котла - радијатори, на улазној температури од + 45 ° Ц, једноставно не могу издати више. Систем у кући је радио старо и број радијатора није повећан, али до сада их је на хладноћи загревала шпорет.

Ако се структури дода регенеративни измењивач топлоте, то ће повећати ефикасност за 10-15%. С обзиром на то да су трошкови мали, можете то и учинити. Требаће вам две бакарне цеви по 1,5 метра. Један пречника 22 мм, други - 10 мм. Четворожилни проводник (дужине 3-4 метра, пречника 4 мм) намотан је на тањи ради повећања површине размене топлоте, његови крајеви су залемљени за цев тако да се не одмотавају. Жичана намотана цев се нежно убацује у цев већег пречника. Мора се инсталирати између компресора и испаривача. Пречишћавање је безначајно, али значајно повећава ефикасност. Истина, под одређеним условима је небезбедно: топли фреон може ући у компресор, што ће довести до његовог отказа.

Побољшање кола: можете додати регенеративни измењивач топлоте, који ће повећати продуктивност за око 15-20%

Друга опција за повећање ефикасности, сигурнија и не мање ефикасна, је уградња додатног измењивача топлоте за загревање воде или гликола.

На шта треба обратити пажњу ако се одлучите сами направити топлотну пумпу. Постоји неколико ствари које се могу научити само из искуства:

• Полазне струје ове одређене инсталације биле су врло пристојне. Није било увек довољно мрежних ресурса за покретање инсталације. Стога, ако направите озбиљну инсталацију, боље је узети трофазни компресор и испоручити трофазни улаз. Да, није јефтино, али за стабилан старт једнофазног компресора потребан је електронски стабилизатор пристојне снаге, који се такође не може назвати јефтиним.
• Топлотна пумпа на готовом радијаторском систему неће дати нормалну собну температуру. Дизајнирани су за другачију температуру расхладне течности, коју ове инсталације, посебно оне домаће израде, изузетно ретко могу да дају.Због тога или надоградите систем (додавањем најмање истог броја секција радијатора) или инсталирајте водене подове.
• Ако се у бунару налазе три прстена воде, то не значи да има велику задужницу. Морате знати колико је воде у стању да даје својим сталним одабиром.

Принцип рада топлотне пумпе

Посебност топлотних пумпи је што раде из природних извора енергије. Пумпи нису потребни дизел, електрична енергија или чврста горива за ослобађање топлотне енергије.
Извор енергије су вода, атмосфера и земљиште. Пумпе не генеришу топлоту, већ је једноставно преносе у зграду. Ово користи малу количину електричне енергије.

Да бисте кућу добили топлотом, потребна су вам само топлотна пумпа и извор топлоте. Принцип рада система подсећа на обичајни фрижидер, управо супротно. У овом случају, топлота се узима споља и преноси у кућу.

Важна тачка: главни елемент алтернативног система грејања је управо топлотна пумпа, стога се његовој конструкцији мора приступити врло пажљиво.
Пумпа се састоји од следећих елемената:

Карактеристике топлотне пумпе ваздух-ваздух:

• компресор, који је посредни елемент система;
• испаривач. У њему се одвија пренос енергије са малим потенцијалом;
• пригушни вентил кроз који се расхладно средство (фреон) враћа у испаривач;
• кондензатор, где се фреон хлади и ослобађа топлотна енергија.

Пумпа ради према одређеном принципу. Изгледа отприлике овако:

Принцип рада топлотне пумпе. (Кликните за увећање)

1. Топлота ниског степена која се ослобађа од спољних извора енергије, преноси се цевима до испаривача - до првог елемента у дизајну пумпе. Топлота се преноси носачима топлоте који су у стању да издрже ниске температуре и да се истовремено не смрзавају.
2. Овде се топлота преноси на расхладно средство, које циркулише у затвореној петљи система. Фреон се често користи као расхладно средство.
3. У компресору, високи притисак делује на фреон, што значајно повећава његову температуру.
4. У следећој фази, расхладно средство улази у кондензатор, где се топлота преноси у круг система грејања. Као резултат, топлота одлази у просторију, а фреон, када се охлади, враћа се у течно стање.
5. Кроз вентил за смањење притиска, фреон се враћа у испаривач, где се поступак понавља.

На основу принципа рада пумпе, електрична енергија се троши само на рад компресора. Као резултат, ово чини топлотну пумпу најекономичнијим начином преноса топлоте.

Можда ће вас занимати чланак о карактеристикама топлотних пумпи за грејање куће. Детаљну класификацију топлотних пумпи можете проучити у овом чланку.

Исходи

Несумњиво је да су трошкови топлотне пумпе из клима уређаја неколико пута нижи од готових фабричких опција, чак и оних произведених у Кини. Али овде има пуно нијанси: морате водити рачуна о извору и количини испоручене топлоте, правилно израчунати дужину измењивача топлоте (калемова), инсталирати аутоматизацију, обезбедити загарантовану снагу итд. Али ако сте у стању да решите ове проблеме, онда је то несумњиво корисно. Даћемо вам неколико савета: у првој години је веома пожељно резервно грејање, а тестирање и пробни рад је боље обавити лети, тако да има времена за ревизију јединице пре почетка грејне сезоне.

За и против топлотних пумпи

До плусева употреба система грејања заснованих на употреби топлотних пумпи може се приписати следеће:

• Профитабилност током рада;
• Безбедност околине инсталација;
• Пожарна сигурност инсталација;
• Оперативна поузданост;
• Аутономија рада.

Мане укључују:

• Висока цена;
• Сложеност читавог комплекса радова;
• Потреба за главним поправкама након истека радног века, повезаним са значајним материјалним улагањима.