Технология за сглобяване на термопомпа от типа вода-вода с извличане на топлина от кладенеца

Технология за сглобяване на термопомпа от типа вода-вода с извличане на топлина от кладенеца

Ако е невъзможно или твърде скъпо да се отоплява частна къща с газ, а използването на твърдо гориво не е удобно, защо да не извличате енергия директно от околната среда? Един от най-ефективните варианти за получаване на необходимите джаули е термопомпа вода-вода. На Запад индустриалното производство на такива единици отдавна е установено и е с голямо търсене. Цената им обаче е доста висока. Следователно въпросът за създаването на термопомпа със собствените си ръце остава много актуален.

Как се подрежда и работи такава термопомпа?

Грубо казано, термопомпата работи като хладилник, точно обратното. Хладилникът отделя част от топлината навън, за да понижи температурата вътре в камерата. Следователно задната стена на хладилника се нагрява забележимо. Термопомпата „охлажда” околната среда, загрявайки охлаждащата течност, която циркулира в отоплителната система на дома.

Обикновено термопомпите вода-вода се състоят от следния набор от устройства:

  • външна верига;
  • вътрешен контур;
  • изпарител;
  • кондензатор;
  • компресор.

Външната верига е тръба, през която циркулира подземните води. Той влиза в системата от кладенеца, преминава през външната верига, като дава топлинна енергия на системата с нисък потенциал, след което се изхвърля в друг кладенец. Понякога във външна верига, потопена във вода, има специална течност, наречена „саламура“. Това също е много ефективен начин за събиране на топлината в околната среда.

Забележка! Ако в близост до къщата има открито езерце, то може да се използва и като източник на топлина. Не е необходимо обаче да се пробиват кладенци за извличане и заустване на подземни води.

Топлината на подземните води влиза в изпарителя. Хладилният агент под налягане влиза тук през капилярния отвор. Понижението на налягането причинява процес на изпаряване и топлината от вътрешните стени на изпарителя се прехвърля към хладилния агент. Газовият хладилен агент влиза в компресора, където се компресира, след което се изпраща до кондензатора.

Тук хладилният агент отново се превръща в течно състояние и получената енергия се използва за загряване на охлаждащата течност, която циркулира в тръбите на отоплителната система на къщата. По този начин нискокачествената топлинна енергия на водата се преобразува в енергия с висок потенциал и дори при силни студове е възможно да се отоплява къща доста ефективно. Този процес е ясно илюстриран на диаграмата на термопомпата вода-вода.

Диаграма на термопомпа вода-вода

Диаграмата термопомпа вода-вода показва процеса на получаване от околната среда на топлинна енергия с нисък потенциал във висока потенциална енергия за отопление на къща и отопление на вода

Качеството на термопомпата до голяма степен зависи от колебанията в температурата на водата. Колкото по-стабилна е температурата, толкова по-добре е отоплението. В кладенеца температурата на водата през цялата година варира от 7-12 градуса, което прави възможно използването на оборудването много ефективно. За да автоматизират работата на устройството, те използват регулатор на температурата, който включва и изключва компресора, поддържайки температурата в помещенията на определено ниво.

Как сами да направите такова устройство?

Домашна термопомпа вода-вода е набор от готови единици, които трябва да бъдат свързани в правилната последователност. Изглежда просто, но на практика цялото нещо може да бъде съсипано поради липсата на компетентни изчисления. Те са необходими за установяване на оптималната мощност на компресора, диаметъра на топлообменната тръба, както и други параметри на системата. Неспециалистите имат няколко възможности за решаване на този проблем:

  • използвайте специален софтуер (например CoolPack 1.46 и Copeland);
  • използвайте онлайн калкулатори, които се предлагат на уебсайтовете на производители на такова оборудване;
  • поканете специалист, който ще ви помогне да изчисли всичко срещу заплащане или любезно искрено.

И така, сега за всеки детайл по-подробно.

Част №1 - компресор

Най-лесният начин да се сдобиете с подходящ компресор е да го извадите от климатика, например, от сплит система на LG. Седем-ватовият компресор е с мощност 9,7 кВт за производство на топлина и 7,5 кВт за охлаждане. Допълнително предимство на такива компресори е ниското ниво на шум по време на работа.

Компресор за термопомпа вода-вода

Компресорът за термопомпа вода-вода може да бъде свален от стария климатик. За предпочитане е да изберете модел, който е подходящ за мощност и работи безшумно

Много компресори използват фреон R22, чиято точка на кипене е -10, конденз - +55. През 2030 г. този хладилен агент ще бъде забранен за употреба. Достойна алтернатива може да бъде по-младият фреон R422. Възможно е обаче да смените хладилния агент не само при създаването на термопомпа, но и по всяко подходящо време.

Част №2 - Кондензатор

Резервоар от неръждаема стомана от около 120 литра може да се използва за направата на кондензатора. Тя се нарязва наполовина, вътре се монтира медна намотка, заварени съединения с двуинчова резба, след това половините на резервоара са свързани чрез заваряване. Площта на намотката, през която хладилният агент ще циркулира, се изчислява по формулата:

PZ = MT / 0.8RT, където:

  • PZ - площта на намотката;
  • MT - Мощност на топлина, генерирана от системата, kW;
  • 0,8 - коефициент на топлопроводимост при взаимодействие на вода и мед;
  • RT - разликата в температурата на водата на входа на системата и на изхода от нея, градуси по Целзий.

За производството на бобина е подходяща медна тръба с дължина половин инча, специален хладилник или чист водопровод. Препоръчителната дебелина на стената на тръбата е 1-1,2 мм. За да превърнете дължина на тръбата с желаната дължина в намотка, достатъчно е да я навиете върху всеки подходящ цилиндър, например върху газов цилиндър. Краищата на бобината се извеждат с помощта на водопроводни адаптери. За да осигурите херметичността на връзката, използвайте лен и затягаща гайка.

Кондензаторна намотка за термопомпа вода-вода

За да направите намотка за кондензатор за термопомпа вода-вода, трябва внимателно да навиете медната тръба върху цилиндъра. Метална релса ще помогне да се фиксира височината на завоите

Моля, обърнете внимание, че входът на линията на фреона трябва да бъде разположен в горната част на кондензатора, за да се предотврати образуването на мехурчета.

Елемент № 3 - Изпарител

За ролята на изпарител е подходящ пластмасов варел от 127 литра. По-удобно е, ако тя има широк врат.Изпарителят се изчислява, както и кондензаторът. Медна тръба може да бъде усукана с медна тел, без никаква изолация.

Изпарител на термопомпа вода-вода

Домашен изпарител за термопомпа вода-вода може да се направи от пластмасова варел с широка шийка. Бобината може да бъде положена с по-малък капацитет, но е по-удобно да работите с варел над 120 l

Експертите препоръчват използването на изпарители от "наводнен" тип за импровизирани термопомпи, при които втечненият хладилен агент влиза във водата отдолу и се изпарява в горната част. Адаптерите могат да бъдат направени от вратовете на обикновени пластмасови бутилки, които са фиксирани с лен и уплътнител. Стандартните канализационни тръби са подходящи за подаване и изпускане на вода. Когато инсталирате термостатичен клапан, преди да започнете да споявате тръбите на нивелиращата линия, го увийте с влажна кърпа, тъй като този елемент не трябва да се нагрява до повече от 100 градуса.

Сглобяване и зареждане с фреон

За да сглобите подготвените устройства в една система, ще ви е необходима заваръчна машина. На входа на компресора се препоръчва клапан за пълнене, който ще бъде по-удобен по-късно. След това с помощта на специална вакуумна помпа системата трябва да се провери за вакуум.

За да напълните системата с фреон, ще ви трябва цилиндър, съдържащ поне 2 кг хладилен агент. След зареждане с гориво се препоръчва да изчакате няколко дни, като проверите налягането в системата. Ако тя остане постоянна, тогава няма течове. Ако налягането се понижи, можете да определите местата на течове по най-простия начин: с помощта на сапунени сажди. Неопитни майстори е по-добре да се свържете с майстор, който ще зарежда гориво професионално и надеждно.

За автоматично управление на работата на системата се препоръчва използването на еднофазно реле 40A, предпазител 16А, електрически панел и DIN шина. Ще са необходими два датчика за температура на капилярите: на изхода от системата (препоръчителната максимална температура е 40 градуса) и на изхода от изпарителя (температура на изключване е 0 градуса, за да се предотврати замръзване на системата). Ако даден контролер се използва за отчитане на показанията и на двата температурни датчика, трябва да се помни, че неговите настройки могат да се провалят в случай на прекъсване на захранването.

Домашна термопомпа вода-вода

Нещо подобно изглежда като една от възможностите за домашна термопомпа вода-вода. Устройството е покрито с метален корпус, върху който е монтиран контролния панел.

След като системата е готова и нейните елементи се поставят на удобни места, трябва да се построят две отделни кладенци за постъпване и изпускане на подземни води и да се внесе външната верига в системата. В области, където сондажът на сондажите е свързан с определени проблеми, първо трябва да се реши този въпрос. Ако кладенците не могат да бъдат пробити, може да се наложи да изберете друга опция за термопомпата, например подземна вода.

Следното видео демонстрира работата на домашна термопомпа:

Някои полезни предложения

Преди да продължите с производството на термопомпа, е необходимо да се оцени нивото на топлоизолация на сградата и да се увеличи до максимално ниво. В противен случай ефективността на тази система ще се стреми към нула.

Най-добре е да използвате термопомпа в комплект с отоплителни системи с ниска температура. Най-често единицата е свързана към „топъл под". Опитът със системи от топли стени, големи радиатори и пр. Ефективността на системата е колкото по-висока, толкова по-малка е температурната разлика във външните и вътрешните вериги.

За да намалите разходите за изграждане на термопомпа, се препоръчва използването на допълнителен източник на топлина: газов, електрически или котел на твърдо гориво. Необходимият капацитет и разходи за изграждането на термопомпата ще бъдат по-малки, а разходите за отопление на дома ще бъдат намалени.

 

 

Препоръчваме ви да прочетете:

Как да поправите душ маркуч "Направи си сам"