- Характеристики на отоплителната система въздух-вода
- Конструкция на термопомпите въздух-вода
- Заключения и полезно видео по темата
Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!
Във връзка с редовното увеличение на цената на топлоносителите, популярните алтернативни методи на отопление стават все по-популярни. Например, практична термопомпа въздух-вода, която използва въздушна енергия за отопление. Инсталацията не изисква скъпи консумативи, лесна за използване, безопасна.
Във връзка със значителната цена на фабричното сглобяване на блока, много от тях имат интерес към самостоятелното изграждане на тази система. Ще ви разкажем какво ще се нуждае домашният майстор, за да построят домашна термопомпа. Ще научите от нас какво техническо оборудване трябва да запазите.
Характеристики на отоплителната система въздух-вода
Топлинната помпа, към която е предназначен този артикул, за разлика от други модификации на такова устройство (по-специално, вода-вода и земна вода), има няколко предимства:
- спестява електроенергия;
- инсталацията няма да изисква големи земни работи, пробиване на кладенци, получаване на специални разрешителни;
- Ако свържете системата към слънчевите панели, можете да осигурите пълна автономност.
Тежкото предимство на топлинната система, която извлича вятърна енергия и водата, която предава, е 100% екологична безопасност.
Преди да започнете да проектирате помпата, трябва да разберете в кои случаи системата се проявява възможно най-ефективно и когато нейното използване е непрактично.
Термопомпена система, която извлича енергия от въздушната маса, може да се използва за отопление на всички видове топлоносители, използвани в ОНД: вода, въздух, пара
Спецификата на приложението и работата
Топлинната помпа работи ефективно само в температурния диапазон от -5 до +7 градуса. Когато температурата на въздуха е от +7, системата ще произвежда повече топлина, отколкото е необходимо, и със скорост под -5 - не е достатъчно за отопление. Това се дължи на факта, че концентрираният фреон в структурата кипи при температура от -55 градуса.
Когато се изгражда термопомпа, въздухът и водата ще се появят в предната част на къщата като малко, подредено устройство. 
Подобно на всяка термопомпа, системата въздух-вода се състои от две свързани помежду си части: външни и вътрешни 
Единицата за оборудване, разположена вътре в къщата, рециклира енергията, взета от въздуха, отоплителната вода за отоплителни и топла вода. 
Ако е необходимо да се увеличи производителността на системата, външният комплекс се допълва с необходимия брой модули. 
Термопомпите въздух-вода вършат отлична работа по нагряване на водата, включена в отоплителните системи. 
Топлинните инсталации въздушна вода осигуряват топла вода бани и кухни на частни къщи с автономни инженерни системи 
Един от най-често използваните енергийни потребители на термопомпите въздух-вода е под с водно отопление. 
Нискотемпературните вериги са свързани към термопомпата като енергиен източник.
Теоретично, системата може да произвежда топлина с 30-градусово замръзване, но няма да е достатъчно за отопление, тъй като топлинната мощност зависи пряко от разликата между температурата на кипене на хладилния агент и температурата на въздуха.
Ето защо, жителите на северните райони, където студът идва по-рано, тази система няма да работи, а в къщите на южните райони той ще може ефективно да обслужва няколко студени месеца.
Ако стандартните батерии се инсталират на закрито, термопомпата ще работи по-малко ефективно. Най-хубавото е, че устройството въздух-вода е комбинирано с конвектори и други радиатори с голяма площ, както и с системи от тип „топъл под” и „топли стени”.
Също така, самата стая трябва да бъде добре изолирана от външната страна, да има вградени многокамерни прозорци, които осигуряват по-добра топлоизолация от обикновените дървени или пластмасови.
Термопомпата взаимодейства най-добре с водната система „топъл под”, която не изисква загряване на течност над 40–45 ° С
Самостоятелната термопомпа може да затопли домовете до 100 квадратни метра. m и гарантирана мощност до 5 kW. Трябва да се разбере, че е невъзможно да се излее достатъчно качествен фреон в строителството, създадено в условията на живот, затова трябва да се разчита на неговата точка на кипене до -22 градуса.
Устройството е идеално за подаване на топлина в гаража, оранжерията, стопански постройки, малък частен басейн и др. Системата обикновено се използва като допълнително отопление.
Във всеки случай ще се изисква електрически котел или друго традиционно оборудване за отоплителния сезон. По време на тежки студове (-15-30 градуса) се препоръчва да се изключи термопомпата, за да се избегнат загубите на енергия, тъй като през този период ефективността му е не повече от 10%.
Топлинните помпи доставят достатъчно енергия за затопляне на водата в частни басейни (+)
Принципът на системата
Работното вещество в конструкцията е въздух. Чрез външното тяло, монтирано на улицата, кислородът влиза през тръбите в изпарителя, където взаимодейства с хладилния агент.
Фреонът под действието на температурата става газообразен (тъй като кипи при -55 градуса) и в нагрята форма под налягане навлиза в компресора. Устройството компресира газа, като по този начин повишава неговата температура.
Горещият фреон навлиза във веригата на резервоара за съхранение (кондензатор), където топлината се отделя във водата, която по-късно може да се използва за организиране на отопление и FGP. В кондензатор фреонът губи само част от топлината си и все още е в газообразно състояние.
Преминавайки през дросела, хладилният агент се напръсква, което води до намаляване на неговата температура. Фреонът става течен и в тази форма преминава в изпарителя. Цикълът се повтаря.
Фигурата показва схематично изпълнението на принципа на елементарна термопомпа, разделена от компресор и разширител на две вериги - високо и ниско налягане.
Тези, които желаят да построят термопомпа от отпадъчни материали и остаряло оборудване, например от стар хладилник, ще бъдат подпомогнати от информацията, съдържаща се в препоръчаната от нас статия.
Конструкция на термопомпите въздух-вода
Системата за термопомпа се състои от четири основни елемента:
- външно тяло;
- капацитет на топлообменника-изпарител;
- единица за компресор;
- капацитет за съхранение (кондензатор).
Помислете за конструктивните характеристики на всеки един от блоковете.
Сглобяване на външното тяло
За да създадете външно устройство, трябва:
- Жилища. Традиционно е подходящ блок от разделителна система, перална машина, друга габаритна апаратура, понякога тя се конструира самостоятелно чрез заваряване на метални елементи. След монтажа е важно металът да се обработва с прахообразна антикорозионна боя.
- Fan. Продуктът може да се вземе от старата работна климатична система или да се закупи отделно.
Моделът на вентилатора трябва да има широки пластмасови ножове и, за предпочитане, с подвижен двигател, за да може да се свърже към сензора.
За сглобяване на външното тяло се нуждаете от калъф и вентилатор от климатичната система. Приблизителните параметри на блока - 75x85x30 cm
Изпарителят и спомагателните елементи могат да бъдат монтирани във външното тяло за неговото функциониране, но е по-целесъобразно тези части да се поставят в отделен корпус.
Монтирайте външното тяло на разстояние 2-10 м от къщата. Важно е да се изгради основа за него и да се постави в навес за защита на конструкцията от валежи. Също така е необходимо да се фиксира решетката пред вентилатора, за да се избегне замърсяването, отломките, листата в перките и тръбите на вентилатора.
Освен това е желателно да се монтират нагреватели, които защитават страничните стени и панели от обледеняване. В този случай не се изисква допълнително затопляне на делото. Мястото за монтаж на съоръжението трябва да бъде добре проветрено, разположено далеч от източници на открит огън.
Уред с топлообменник-изпарител
Изпарителят може да бъде закупен в завършен вид, като се използват услугите на доставчици в мрежата или се създават сами. За да направите това, имате нужда от 80-литров резервоар и медна жица с диаметър 10 мм и дебелина най-малко 1 мм.
Дължината се изчислява индивидуално на базата на необходимата мощност. За устройство с мощност 5 kW можете да вземете 10 м. В изпарителя фреонът ще се загрее и циркулира, както и контакт с въздуха.
За да създадете топлообменник трябва да проектирате бобина. За тази тел се обвива около дебелостенна тръба с диаметър, който не превишава ширината на резервоара. Важно е да се оставят разфасовките, изпъкнали отвъд височината на тялото. Те ще са необходими за свързване на бобината с други елементи на системата - компресора и резервоара за съхранение.
За да се създаде намотка, медна тръба със стени от около 1 mm се обвива около газовия цилиндър, тръба или пластмасова бутилка, пълна с вода.
Две тръбни фитинги са изрязани в кутията, създадени са два съединителя за изхода на проводника. Връзките са запечатани. Поставете готовия дизайн с L-образни скоби.
Препоръчва се допълнително да се монтира реле за размразяване на изпарителя, тъй като въздухът ще циркулира в резервоара, чиято температура е отрицателна. В този случай натрупването на конденз в системата може да причини замръзване на изпарителя. Също така, за да елиминирате образуването на влага, можете да приложите филтърна сушилня в системата.
Правила за инсталиране на компресора
За да инсталирате компресора, ще ви е необходим отделен калъф със звукова и вибрационна изолация, тъй като почти всички модификации на устройството са шумни по време на работа. Компресорът може да се използва под хладилник, климатик или да се закупи нов модел.
Следните типове компресори са подходящи за термопомпи:
- Ротационните компресори са най-евтините, но имат редица недостатъци - правят шум, имат ниска ефективност и траят 8-10 години.
- Спиралните модификации са монтирани във всички съвременни модели климатици, хладилници. Те са трайни (15-20 години), безшумни, ефективни, но се отличават с висока цена.
- Буталните модели се монтират основно върху промишлени хладилници. Продуктите имат добра ефективност, трайни (15-20 години), но изключително шумни и скъпи.
За термопомпата е необходимо да се избере еднофазен компресор. Преди да купите е важно да разберете с какъв фреон работи устройството. Препоръчително е да се закупи модел, работещ с R22, за предпочитане на R422. По-лесно е да се работи с този тип хладилен агент, отколкото с всеки друг вид фреон.
Компресорът се подава към изпарителя и кондензатора. Благодарение на устройството фреон увеличава температурата си.
Изграждане на резервоар за съхранение (кондензатор)
За производството на кондензатор се нуждаете от корпус под 100-литров бойлер или друг резервоар от неръждаема стомана със същия обем. Също така се нуждаят от намотка, изработена от медна тръба. При мощност на помпата от 5 kW, можете да вземете 12-метровата жица. Горещият фреон ще минава през намотката, поради което водата се нагрява.
Стъпка # 1: Създайте Serpentine
За производството на бобината се нуждаят от медна жица с диаметър не по-малък от 26 мм и дебелина на стената от 1 мм. Тя трябва да бъде навита на тръба с по-малко напречно сечение от тази на резервоара.
Височината на спиралата трябва да съвпада с височината на тялото. Важно е тръбата да се остави извън съда, за да може да се свърже бобината с изпарителя и компресора.
Стъпка 2: Подготовка на корпуса
За да монтирате резервоара на намотката трябва да се реже. Отгоре и отдолу трябва да се създадат отвори за изходите на медна жица, както и да се отрежат допълнителни отделения за монтиране на 2 фитинги, единият от които е предназначен за излизане от водата, а другият - за влизане в него. След извършените процедури резервоарът трябва да бъде запечатан.
Топлообменникът-компресор може да бъде закупен отделно като завършен дизайн. Използвайки устройството на фабричното сглобяване, можете да увеличите мощността и ефективността на инсталацията.
Планирано е хладилният агент, маркиран с R22, съгласно наредбите на Монреал, да бъде изваден от обращение до 2030 г. За пълнене на системата е по-добре да се използва неговия заместител - хладилен агент R422
Свързване на външното тяло с изпарителя
За свързване на външното тяло и изпарителя ще са необходими 2 полиетиленови тръби HDPE 32. Въздухът ще тече през една тръба и ще излезе през другата.
Тръбите могат да бъдат заровени в земята, преди да се излее пясъчен материал в рова, или да се остави на повърхността, ако външният корпус е разположен близо до къщата.
Свързване на изпарителя, компресора и резервоара
В тази система циркулира фреон. За да свържете бобините с компресор и дросел, трябва да се свържете със специалистите по охлаждане. Човек, който няма опит в запояване, дори и с инструменти и материали, ще бъде трудно да се комбинират всички елементи в една система, за да се гарантира функционирането на конструкцията.
Освен това са необходими много допълнителни материали - тръби с различен диаметър, различни модификации на изпускателни вентили, вентили за въздушно ецване, предпазни вентили, както и тръбни скоби, скоби, режещи тръби за рязане на тръбопроводи.
Ще бъдат необходими и други специализирани устройства, които се предлагат във всеки цех за ремонт на хладилници и климатици.
Висококачественото впръскване на фреон се извършва и със специално оборудване. Ето защо, за да комбинирате топлообменници, компресор и дросел в работеща система, е по-удобно и по-изгодно да се обърнете към професионалисти.
Внедряване на системи за управление на инсталациите
За да следите налягането и температурата на фреона, можете да използвате дъска с дисплей от всеки климатик. В процеса на запояване с помощта на специалисти, конструкцията може да бъде компетентно въведена в инсталацията.
Също така е възможно да се свърже специално устройство - сензор за въртене на вентилатора. Той регулира скоростта на въртене на лопатките, както и автоматизира скоростта на циркулационната помпа фреон.
Освен това можете да инсталирате таймер, електрически стартер, устройство, което предпазва компресора от прегряване. Всички тези части могат да бъдат закупени в сервизи или в резервни части.
Изчисляване на мощността на термопомпата въздух-вода
За отопление на помещения с площ от 100 кв.м. m ще изисква по-висока мощност на помпата. Изчислете необходимия капацитет на инсталацията, като използвате приблизително таблицата:
Тези таблици ще помогнат да се изчисли площта на намотката, за да се създаде инсталация на определена мощност
За да се определи каква мощност трябва да има компресорът, какви диаметри на тръбите трябва да се използват и други важни данни при проектирането на термопомпа въздух-вода, трябва да се обърнете към един от начините:
- Използвайте онлайн калкулатори, публикувани на уебсайтовете на производителите на топлообменници.
- Приложете софтуера CoolPack 1.46, Copeland.
- Поканете специалист, който ще направи необходимите измервания и изчисления.
Площта на кондензатора (PZK) може да се изчисли по формулата:
PZK = M / 0, 8DT,
където M е инсталираната мощност в kW; 0.8 е коефициентът на топлопроводимост при контакт на вода и мед; DT е температурната разлика между входящия и изходящия въздух в системата.
Посочените по-горе параметри на термопомпата са подходящи за помещения до 100 кв.м. м. Монтажна мощност - 5 kW. Ако закупите специални топлообменници, е напълно възможно да увеличите капацитета на централата до 10-15 kW.
Фигурата показва система, в която топлообменници, компресор, дросел са комбинирани в един резервоар. Проектът използва заводски топлообменници (+)
Инсталиране на самообслужване
За висококачествена работа термопомпата се нуждае от допълнителна поддръжка. Ако използвате устройството през зимата (като се има предвид, че в случая няма инсталирано допълнително отопление), то периодично уредът ще трябва да се затопли, тъй като на повърхността му ще се образува ледена кора.
Необходимо е също периодично:
- Почистете перките на вентилатора от отломки - листа, прах, мръсотия, сняг и др.
- Смажете компресора според инструкциите му.
- Сменете маслото в компресора и вентилатора.
В допълнение, за нормалното функциониране на системата е необходимо редовно да се проверява целостта на медната тръба, захранващия кабел на компресора, вентилатора и други устройства.
Заключения и полезно видео по темата
С принципа на работа и устройството на термопомпата, обработваща вятърната енергия, ще се въведе следното видео:
Самостоятелно изработената термо-помпа въздух-вода е едно от най-ефективните и евтини устройства за допълнително отопление на жилищата. Всеки може да направи и инсталира тази система.
Моля, напишете коментарите в полето по-долу. Може би имате интересна информация и снимки по темата на статията? Задавайте въпроси, споделяйте собствените си мнения и полезни съвети за посетителите на сайта.