Tepelné čerpadlo vzduch-voda: přehled technologie vlastního návrhu

Moderní tepelné čerpadlo vzduch-voda je velmi užitečné zařízení. I když se venkovní teplota blíží nule, lze ji použít k úspěšnému vytápění poměrně velkých místností. Pokud se tepelná čerpadla typu „podzemní voda“ nebo „voda-voda“ snadněji instalují v soukromém domě s prostorným pozemkem, pak se model vzduch-voda instaluje bez problémů do městských budov, jak bytových, tak kancelářských.

Jak tento systém funguje?

Svět kolem nás je plný energie, stačí ji sbírat a používat správně. K tomu jsou navržena tepelná čerpadla vzduch-voda. S jejich pomocí je možné sbírat energii s nízkým potenciálem z okolního prostředí a přeměnit ji na teplo s vysokým potenciálem, které může dům efektivně vytápět. Odborníci nazývají tento proces reverzní Carnotův princip, na jehož základě fungují chladicí jednotky.

S pomocí výkonného ventilátoru se z vnějšku přijímá běžný vzduch. Kontaktuje výparník, uvnitř kterého cirkuluje kolem cívky chladivo. Při zahřívání se chladivo vypařuje a vstupuje do kompresoru. Zde je stlačena a zahřátá na teplotu asi 75 stupňů a pod tlakem vstupuje do kondenzátoru. Tam chladivo kondenzuje a stává se kapalným, čímž vydává teplo systému vytápění domácností. Kapalné chladivo vstupuje do výparníku, kde se zahřívá pod vlivem vnějšího vzduchu, atd. Cyklus "zahřívání-odpařování-kompresní-kondenzace" se opakuje znovu a znovu.

Venkovní jednotka tepelného čerpadla vzduch-voda je umístěna na místě a vybírá pro tento účel v blízkosti domu místo s dobrou cirkulací vzduchu

Doporučujeme používat všechny typy tepelných čerpadel ne s tradičními radiátory, ale s těmi typy vytápění, které nevyžadují vytápění chladicí kapalina na vysoké teploty. Obsahují "teplá podlaha», ohřev vzduchu, radiátory velké plochy atd.

Výhody a nevýhody takového ohřevu

Moderní tepelné čerpadlo vzduch-voda je účinné a může výrazně ušetřit na vytápění, protože:

• vzduch lze nazvat nejdostupnějším a nejlevnějším obnovitelným zdrojem;
• náklady na instalaci takové jednotky budou levnější než instalace jiných typů tepelných čerpadel (půda-voda, voda-voda atd.) a celý proces je jednodušší a rychlejší;
• ohřev lze provádět i při záporné venkovní teplotě;
• zařízení pracuje téměř tiše;
• poskytuje efektivní výměnu vzduchu uvnitř;
• kontrolu instalace lze provádět automaticky.

Při konstrukci vzduchového tepelného čerpadla není třeba vrtat studny ani provádět rozsáhlé vykopávky, není třeba konstruovat výměník tepla pro vnější obvod atd. Budou zapotřebí dva malé kanály, kterými bude vzduch nasáván a poté vrácen ven. Za tímto účelem dva malé izolované potrubí. Existují modely, které takové potrubí nepotřebují.

Pro tepelné čerpadlo vzduch-voda budete potřebovat velký ventilátor, který bude dodávat proud vzduchu do výparníku. Lopatky ventilátoru musí být pokryty grilem.

Nevýhody tohoto designu jsou malé, ale měly by být zváženy. Přestože se věří, že vzduchové tepelné čerpadlo může efektivně fungovat po celý rok, je stále lepší jej používat v oblastech s mírnými a teplými zimami. Nedoporučuje se zapínat takové tepelné čerpadlo při teplotách pod -7 stupňů. Současně bude účinnost systému v zimě nižší než na jaře nebo na podzim. Přestože výrobci tvrdí, že průmyslové modely tepelných čerpadel tohoto typu mohou docela úspěšně fungovat při -25 ° C. V oblasti s drsným podnebím může být kombinací tepelného čerpadla a tradičního kotle, který se zapíná pouze v případě silného nachlazení, možná nejvýhodnější varianta.

Pro provoz jakéhokoli tepelného čerpadla je samozřejmě zapotřebí elektřina. Za každý spotřebovaný kilowatt elektřiny vám zařízení umožní získat 3-4 kW přírodní energie. Proto je použití tepelného čerpadla pro vytápění v konečném důsledku nákladově efektivní ve srovnání s náklady na vytápění plynem, motorovou naftou, pevným palivem nebo vytápění elektrickým kotlem. Neměli byste však zapomenout na závislost systému na dostupnosti elektřiny.

Algoritmus pro sestavení domácí jednotky

Téměř všechny prvky vzduchového tepelného čerpadla lze vyrobit samostatně. Doporučuje se vyjmout kompresor z konvenčního splitového systému. Takové zařízení má zpravidla vhodné vlastnosti a funguje docela tiše. Kromě kompresoru bude zapotřebí řada materiálů:

• nerezová kovová nádrž o objemu 100 l nebo více;
• plastová hlaveň se širokým krkem;
• měděné trubky různých průměrů (tloušťka stěny potrubí - nejméně 1 mm);
• sada spojek a adaptérů;
• elektrody
• vypouštěcí kohout;
• vzduchový ventilátor DU-15;
• bezpečnostní ventil;
• manometry;
• zařízení pro automatické řízení;
• konzoly pro upevnění systémových prvků;
• freon a další

Poznámka! Když je kompresor zapnutý, bude vyžadován dostatečně velký proud, proto by doporučené jmenovité zatížení elektroměru v domě mělo být alespoň 40A.

Chcete-li vytvořit vzduchové tepelné čerpadlo, musíte:

1. Zásobujte vhodným držákem kompresoru a držáku na zeď. K výrobě tepelného čerpadla o výkonu 9 kW potřebujete kompresor 7,2 kW.
2. Vytvoření cívky z měděné trubice rovnoměrným ovinutím trubice kolem válce požadovaného průměru.
3. Chcete-li vytvořit kondenzátor, rozřežte ocelovou nádrž na 100 litrů na polovinu a vložte měděnou cívku dovnitř.
4. Uvařte nádrž a nainstalujte šroubové spoje. K instalaci hotového kondenzátoru budete potřebovat také závorky.
5. Odřízněte plastovou hlaveň a vytvořte výparník.
6. Vložte měděnou cívku z trubice do výparníku.
7. K připevnění výparníku na zeď potřebujete další sadu konzol ve tvaru písmene L.
8. Spojte prvky do společného systému.
9. Pozvěte chladicího mistra, který zkontroluje kvalitu sestavení a do systému načerpá chladivo.

Poté je nutné zajistit přívod vnějšího vzduchu a jeho vypouštění pro kontakt s výparníkem a zařízení připojit k topnému systému domu.

Chcete-li vyrobit cívku z měděné trubice pro tepelné čerpadlo vzduch-voda, můžete vzít válec vhodného průměru z pod freonem nebo plynem a pečlivě na něj trubku navinout

Kompresor pro tepelné čerpadlo vzduch-voda může být vyjmut z rozděleného systému a ujistěte se, že má dostatečný výkon. Kovová nádrž je vhodná pro výrobu kondenzátoru

Základní principy fungování vzduchového tepelného čerpadla jsou uvedeny ve videu pomocí průmyslového modelu jako příklad:

Vezměte prosím na vědomí, že pokud se rozhodne použít tepelné čerpadlo souběžně s kotlem, doporučuje se použít bypass.

Pár slov o výpočtech výkonu

Před zahájením prací na vytvoření čerpadla byste měli určit jeho výkon. Nevystavujte jednotku „s rezervou“, protože by to znamenalo zcela zbytečné materiálové náklady. Nedostatek energie ovlivní účinnost systému, v takovém případě bude dům příliš chladný.

Pro podrobné výpočty výkonu tepelného čerpadla odborníci používají speciální programy, které vám umožňují určit další parametry, například oblast měděné cívky atd. Lidoví řemeslníci to usnadňují - používají online kalkulačky nainstalované na některých specializovaných stránkách. Do zvláštních polí byste měli zadat údaje o:

• region, ve kterém se prostory nacházejí;
• celková plocha soukromého domu;
• výška stropů v místnostech;
• stupeň izolace budovy.

Na základě těchto údajů program poskytne vypočtenou kapacitu tepelného čerpadla. Čím lépe je budova izolována, tím méně tepla bude potřeba pro její vytápění, proto se před zahájením instalace doporučuje vyřešit problém tepelné izolace. Pro vás poskytujeme orientační údaje pro obecnou orientaci.

Odhadovaná závislost požadované topné kapacity tepelných čerpadel na ploše domu s dobrými tepelně izolačními vlastnostmi

Správná technologie údržby

Provoz tepelných čerpadel je automaticky regulován, takže tento systém nevyžaduje zvláštní denní péči. Doporučuje se však pravidelně, nejméně jednou ročně, prohlédnout všechny prvky systému, aby se zjistily možné problémy a zabránilo se jim. Majitel tepelného čerpadla by měl:

1. Zkontrolujte stav všech dostupných filtrů a vyčistěte je.
2. Sledujte teplotu oleje v kompresoru (měl by být teplý).
3. Odstraňte nečistoty zachycené ve venkovním výměníku tepla.
4. Odstraňte prach a nečistoty z teplotních senzorů.
5. Zkontrolujte stav zapojení a připojovací vedení.
6. Zkontrolujte hadice, potrubí a jejich připojení a odhalte netěsnosti.
7. V případě potřeby namažte příslušné body na motoru a ventilátoru.

Kompresor je obvykle vybaven systémem ohřevu oleje. Před spuštěním čerpadla byste měli nechat zapnuté několik hodin, aby olej měl čas se zahřát. Bez tohoto preventivního opatření může zařízení selhat velmi rychle.