Technologie pro montáž tepelného čerpadla typu voda-voda s odběrem tepla ze studny

Je-li nemožné nebo příliš nákladné vytápět plyn v soukromém domě a používání pevného paliva není vhodné, proč nevybírat energii přímo z okolí? Jednou z nejúčinnějších možností, jak získat potřebné jouly, je tepelné čerpadlo voda-voda. Na Západě je průmyslová výroba takových jednotek již dlouho zavedená a je velmi žádaná. Jejich cena je však poměrně vysoká. Otázka vytvoření tepelného čerpadla vlastníma rukama proto zůstává velmi důležitá.

Jak je takové tepelné čerpadlo uspořádáno a jak funguje?

Zhruba řečeno, tepelné čerpadlo funguje jako lednička, právě naopak. Chladnička odvádí část tepla ven, aby snížila teplotu uvnitř komory. Zadní stěna chladničky se proto znatelně zahřívá. Tepelné čerpadlo „ochlazuje“ životní prostředí a ohřívá chladicí médium, které cirkuluje v systému vytápění domácností.

Tepelná čerpadla typu voda-voda se obvykle skládají z následující sady zařízení:

• vnější obvod;
• vnitřní obrys;
• odpařovač;
• kondenzátor;
• kompresor.

Vnější obvod je potrubí, kterým cirkuluje podzemní voda. Vstupuje do systému ze studny, prochází vnějším obvodem, dává systému tepelnou energii s nízkým potenciálem a poté je vybíjena do další studny. Někdy uvnitř vnějšího okruhu ponořeného do vody je speciální tekutina zvaná „solanka“. To je také velmi účinný způsob sběru tepla v prostředí.

Poznámka! Pokud je poblíž domu otevřený rybník, lze jej také použít jako zdroj tepla. Pro odběr a vypouštění podzemní vody však není nutné vrtat vrty.

Teplo podzemní vody vstupuje do výparníku. Tlakové chladivo zde vstupuje skrz kapilární otvor. Pokles tlaku způsobuje proces odpařování a teplo z vnitřních stěn výparníku se přenáší do chladiva. Plynné chladivo vstupuje do kompresoru, kde je stlačeno, a poté je posláno do kondenzátoru.

Zde se chladivo opět změní na kapalný stav a výsledná energie se použije k ohřevu chladicího média, které cirkuluje v trubkách topného systému domu. Nízkoteplotní tepelná energie vody se tak přeměňuje na energii s vysokým potenciálem a dokonce i při silných mrazech je možné dům efektivně vytápět. Tento proces je jasně znázorněn na diagramu tepelného čerpadla voda-voda.

Schéma tepelného čerpadla voda-voda ukazuje proces získávání tepelné energie z prostředí s nízkým potenciálem na energii s vysokým potenciálem pro vytápění domu a ohřev vody

Kvalita tepelného čerpadla do značné míry závisí na kolísání teploty vody. Čím je teplota stabilnější, tím lepší je topení. V studni je teplota vody po celý rok v rozmezí 7–12 stupňů, což umožňuje velmi efektivní využití zařízení. K automatizaci provozu zařízení se používá regulátor teploty, který zapíná a vypíná kompresor a udržuje teplotu v místnostech na určité úrovni.

Jak si vyrobit takové zařízení sami?

Domácí tepelné čerpadlo voda-voda je sada ready-made jednotek, které musí být připojeny ve správném pořadí. Vypadá to jednoduše, ale v praxi může být celá věc zničena kvůli nedostatku kompetentních výpočtů. Je nutné zjistit optimální výkon kompresoru, průměr potrubí výměníku tepla a další parametry systému. Nespecialisté mají několik možností řešení tohoto problému:

• používat speciální software (například CoolPack 1.46 a Copeland);
• používat online kalkulačky, které jsou nabízeny na webových stránkách výrobců takových zařízení;
• pozvat odborníka, který vám pomůže vypočítat vše za poplatek nebo v laskavosti srdce.

Takže nyní o každém detailu podrobněji.

Část 1 - kompresor

Nejjednodušší způsob, jak získat vhodný kompresor, je vyjmout jej z klimatizace, například z splitového systému LG. Kompresor o výkonu 7 W má kapacitu 9,7 kW pro výrobu tepla a 7,5 kW pro chlazení. Další výhodou takových kompresorů je nízká hladina hluku během provozu.

Kompresor pro tepelné čerpadlo voda-voda lze vyjmout ze starého klimatizace. Je vhodnější zvolit model, který je vhodný pro napájení a pracuje tiše

Mnoho kompresorů používá freon R22, jehož bod varu je -10, kondenzace - +55. V roce 2030 bude používání tohoto chladiva zakázáno. Vhodnější alternativou by mohl být „mladší“ freon R422. Chladivo však můžete změnit nejen při vytváření tepelného čerpadla, ale také v kdykoli vhodném čase.

Část 2 - Kondenzátor

K výrobě kondenzátoru lze použít nerezovou nádrž o objemu přibližně 120 litrů. Je rozříznuta na polovinu, uvnitř je namontována měděná cívka, svařované spoje s dvoupalcovým závitem, poté jsou poloviny nádrže spojeny svařováním. Plocha cívky, kterou bude chladivo cirkulovat, se vypočítá podle vzorce:

PZ = MT / 0,8 RT, kde:

• PZ - plocha cívky;
• МТ - Výkon tepla generovaného systémem, kW;
• 0,8 - koeficient tepelné vodivosti při interakci vody a mědi;
• RT - rozdíl teploty vody na vstupu a výstupu systému, stupně Celsia.

Pro výrobu cívky je vhodná měděná trubka o průměru 2,5 cm, speciální chlazení nebo čistá instalace. Doporučená tloušťka stěny potrubí je 1-1,2 mm. K přeměně délky trubky požadované délky na cívku stačí stočit ji na jakýkoli vhodný válec, například na plynový válec. Konce cívky jsou vyvedeny pomocí instalatérských adaptérů. Pro zajištění těsnosti připojení použijte lněné a upínací matice.

Chcete-li vytvořit cívku pro kondenzátor tepelného čerpadla voda-voda, musíte pečlivě navinout měděnou trubku na válec. Kovová kolejnice pomůže opravit stoupání zatáček

Vezměte prosím na vědomí, že vstup freonového vedení musí být umístěn v horní části kondenzátoru, aby se zabránilo tvorbě bublin.

Položka č. 3 - Odpařovač

Pro výparník je vhodný plastový válec o objemu 127 litrů. Je vhodnější, když má široký krk.Vypočítejte výparník i kondenzátor. Měděná trubka může být zkroucena měděným drátem bez izolace.

Domácí výparník pro tepelné čerpadlo voda-voda může být vyroben z plastové hlavice se širokým hrdlem. Cívka může být položena v menší kapacitě, ale je výhodnější pracovat s barelem o obsahu více než 120 l

Odborníci doporučují použití „zaplavených“ výparníků pro improvizovaná tepelná čerpadla, ve kterých zkapalněné chladivo vstupuje do vody zespodu a odpařuje se nahoře. Adaptéry mohou být vyrobeny z hrdel běžných plastových lahví, které jsou upevněny lnem a tmelem. Standardní kanalizační potrubí je vhodné pro přívod a vypouštění vody. Při montáži termostatického ventilu před začátkem pájení potrubí vyrovnávacího potrubí zabalte vlhkým hadříkem, protože tento prvek nesmí být zahříván na více než 100 stupňů.

Montáž a doplňování freonů

Chcete-li sestavit připravená zařízení do jednoho systému, budete potřebovat svařovací stroj. Na vstupu kompresoru se doporučuje plnící ventil, který se hodí později. Potom pomocí speciálního vakuového čerpadla by měl být systém zkontrolován na vakuum.

K naplnění systému freonem budete potřebovat válec obsahující nejméně 2 kg chladiva. Po doplnění paliva se doporučuje počkat několik dní a zkontrolovat tlak v systému. Pokud zůstává konstantní, nedochází k únikům. Pokud se tlak sníží, můžete nejsnadněji určit místa úniku: pomocí mýdlové pěny. Nezkušení řemeslníci mají lepší kontakt s řemeslníky, kteří doplňují vybavení profesionálně a spolehlivě.

Pro automatickou regulaci systému se doporučuje použít jednofázové relé 40A, pojistku 16A, elektrický panel a DIN lištu. Budou zapotřebí dva kapilární snímače teploty: na výstupu ze systému (doporučená maximální teplota je 40 stupňů) a na výstupu z výparníku (teplota vypnutí je 0 stupňů, aby se zabránilo zamrznutí systému). Pokud se používá regulátor k zohlednění odečtů obou teplotních senzorů, je třeba si uvědomit, že jeho nastavení může selhat v případě výpadku proudu.

Něco takového vypadá jako jedna z možností pro domácí tepelné čerpadlo voda-voda. Zařízení je pokryto kovovým krytem, ​​na jehož horní části je namontován ovládací panel.

Jakmile je systém připraven a jeho prvky jsou umístěny na vhodných místech, měly by být postaveny dvě oddělené studny pro příjem a vypouštění podzemní vody a přivést externí obvod do systému. V oblastech, kde je vrtání spojeno s určitými problémy, by se tento problém měl řešit jako první. Pokud není možné vrtat vrty, možná budete muset zvolit jinou možnost pro tepelné čerpadlo, například podzemní vodu.

Následující video ukazuje provoz domácího tepelného čerpadla:

Některé užitečné návrhy

Před zahájením výroby tepelného čerpadla je nutné vyhodnotit úroveň tepelné izolace budovy a zvýšit ji na maximální úroveň. V opačném případě bude mít účinnost tohoto systému tendenci k nule.

Nejlepší je použít tepelné čerpadlo s nízkoteplotními topnými systémy. Nejčastěji je jednotka připojena k „teplá podlaha". Zkušenosti se systémy teplých stěn, velkých radiátorů atd. Mohou být úspěšné. Účinnost systému bude tím vyšší, čím menší bude teplotní rozdíl na vnějších a vnitřních obvodech.

Pro snížení nákladů na výstavbu tepelného čerpadla se doporučuje použít další zdroj tepla: plynový, elektrický nebo kotel na pevná paliva. Požadovaná kapacita a náklady na výstavbu tepelného čerpadla budou nižší a náklady na vytápění domu budou sníženy.