In verband met de regelmatige stijging van de kosten van koelmiddelen, worden alternatieve verwarmingsmethoden populair. Bijvoorbeeld een praktische lucht-water-warmtepomp die lucht-energie gebruikt om te verwarmen. Installatie vereist geen dure verbruiksartikelen, gemakkelijk te gebruiken, veilig.
Vanwege de aanzienlijke kosten van fabrieksmontage van de eenheid, hebben velen belang bij de onafhankelijke constructie van dit systeem. We zullen je vertellen wat een huismeester nodig heeft om een zelfgemaakte warmtepomp te maken. Hier leest u welke technische middelen moeten worden aangevuld.
Kenmerken van het lucht-water thermisch systeem
De warmtepomp, waaraan dit artikel is gewijd, heeft, in tegenstelling tot andere modificaties van een dergelijke inrichting (met name water- en grondwater), verschillende voordelen:
- bespaart elektriciteit;
- de installatie vereist geen grootschalig grondwerk, boren, verkrijgen van speciale vergunningen;
- als u het systeem op zonnepanelen aansluit, kunt u ervoor zorgen dat het volledig autonoom is.
Een belangrijk voordeel van een thermisch systeem dat windenergie onttrekt en aan water overdraagt, is honderd procent milieuveiligheid.
Alvorens verder te gaan met het ontwerp van de pomp, moet worden nagegaan in welke gevallen het systeem zich zo efficiënt mogelijk manifesteert en wanneer het gebruik ervan onpraktisch is.
Een warmtepompsysteem dat energie aan de luchtmassa onttrekt, kan worden gebruikt om alle soorten koelvloeistoffen die in het GOS worden gebruikt te verwarmen: water, lucht, stoom
Toepassings- en werkspecificaties
De warmtepomp werkt uitsluitend productief in het temperatuurbereik van -5 tot +7 graden. Bij een luchttemperatuur van +7 zal het systeem meer warmte genereren dan nodig is, en met een waarde onder -5 is het niet voldoende voor verwarming. Dit komt doordat het geconcentreerde freon in de structuur kookt bij een temperatuur van -55 graden.
Afbeeldingengalerij
Foto van
Een warmtepomp lucht in water installeren
Lucht-watersysteem componenten
Lucht-watersysteem binnenunit
Onderdelen van de externe pompeenheid
Warmtepomp in stoom- en waterverwarmingssystemen
Waterbehandeling voor levering aan warmwatercircuits
Warme vloer - een van de belangrijkste consumenten
Apparaten voor verwarmingskringen op lage temperatuur
Theoretisch kan het systeem zelfs bij een vorst van 30 graden warmte genereren, maar het is niet voldoende om te verwarmen, omdat de warmteafgifte direct afhankelijk is van het verschil tussen het kookpunt van het koelmiddel en de luchttemperatuur.
Daarom is dit systeem niet geschikt voor inwoners van de noordelijke regio's waar eerder koud weer voorkomt, en in de huizen van de zuidelijke regio's kan het effectief meerdere koude maanden dienen.
Als er standaard batterijen in de kamer zijn geïnstalleerd, werkt de warmtepomp minder efficiënt. Het beste van alles is dat het lucht-naar-water-apparaat wordt gecombineerd met convectoren en andere radiatoren met een groot oppervlak, evenals met de "warme vloer", "warme muren" watersystemen.
Ook moet de kamer zelf van buiten goed geïsoleerd zijn, ingebouwde ramen met meerdere kamers hebben die een betere thermische isolatie bieden dan gewoon hout of plastic.
De warmtepomp werkt het best samen met het vloerverwarmingswatersysteem, dat geen verwarming van het koelmiddel vereist boven 40 - 45º С
Een zelfgemaakte warmtepomp zal woningen tot 100 vierkante meter effectief kunnen verwarmen. m en gegarandeerd een vermogen van 5 kW.Het moet duidelijk zijn dat Freon niet voldoende hoogwaardig kan worden gegoten in een structuur die is gemaakt in huishoudelijke omstandigheden, daarom moet men het kookpunt verwachten tot -22 graden.
Het apparaat voor thuismontage is ideaal voor het leveren van warmte aan de garage, kas, bijkeuken, klein privézwembad, enz. Het systeem wordt meestal gebruikt als bijverwarming.
Een elektrische boiler of andere traditionele uitrusting voor het stookseizoen is in ieder geval vereist. Bij strenge vorst (-15-30 graden) wordt aanbevolen om de warmtepomp uit te schakelen om verspilling van elektriciteit te voorkomen, omdat het rendement gedurende deze periode niet meer dan 10% is.
Warmtepompen leveren voldoende energie om water te verwarmen in overdekte privézwembaden (+)
Het principe van het systeem
De werkende stof in het ontwerp is lucht. Via de buitenunit, die op straat is geïnstalleerd, wordt zuurstof naar de verdamper geleid, waar het in wisselwerking staat met het koelmiddel.
Freon wordt gasvormig onder invloed van temperatuur (aangezien het kookt bij -55 graden) en komt in verwarmde toestand onder druk de compressor binnen. Het apparaat perst het gas samen, waardoor de temperatuur stijgt.
Hot Freon komt in het circuit van de opslagtank (condensor), waar warmte wordt overgedragen aan water, dat later kan worden gebruikt om verwarming en warm water voor huishoudelijk gebruik te organiseren. In de condensor verliest freon slechts een deel van zijn warmte en verkeert nog steeds in gasvormige toestand.
Het koudemiddel gaat door de smoorspoel en wordt bespoten, waardoor de temperatuur daalt. Freon wordt vloeibaar en gaat in deze vorm over in de verdamper. De cyclus herhaalt zich.
De afbeelding toont schematisch de implementatie van het principe van een elementaire warmtepomp, verdeeld door een compressor en een expander in twee circuits - hoge en lage druk
Degenen die zelfstandig een warmtepomp willen bouwen uit afvalmaterialen en oude apparatuur, bijvoorbeeld uit een oude koelkast, zullen de informatie helpen die in ons artikel wordt beschreven.
Lucht-water warmtepompconstructie
Het warmtepompsysteem bestaat uit vier hoofdelementen:
- buitenunit;
- capaciteiten warmtewisselaar-verdamper;
- unit voor compressor;
- opslagcapaciteit (condensator).
Overweeg de ontwerpkenmerken van elk van de blokken.
Montage buitenunit
Om een extern blok te maken, heb je nodig:
- Behuizing. Een blok van een split-systeem, een wasmachine en andere algemene apparatuur is traditioneel geschikt; soms wordt het onafhankelijk gebouwd door metalen elementen te lassen. Het is belangrijk om het metaal na montage te behandelen met poedervormige roestwerende verf.
- Ventilator. Het product kan worden geleend van een oud werkend airconditioningsysteem of apart worden gekocht.
Het ventilatormodel moet brede kunststof bladen hebben en bij voorkeur met een afneembare motor, om deze op de sensor aan te kunnen sluiten.
Om de buitenunit te monteren, hebt u een koffer en een ventilator nodig onder de airconditioning. Geschatte parameters van het blok - 75x85x30 cm
In de buitenunit kunt u de verdamper en hulpelementen installeren voor de bediening, maar het is beter om deze onderdelen in een aparte koffer te plaatsen.
Installeer de buitenunit op een afstand van 2-10 m van het huis. Het is belangrijk om er een fundering onder te bouwen en een luifel te plaatsen om de constructie te beschermen tegen neerslag. Het is ook nodig om het rooster voor de ventilator te bevestigen om te voorkomen dat vuil, vuil, bladeren in de ventilatorbladen en pijpen binnendringen.
Bovendien is het wenselijk om verwarmingselementen te installeren die de zijwanden en panelen beschermen tegen ijsvorming. In dit geval is extra verwarming van de behuizing niet nodig. De plaats van installatie van de unit moet goed geventileerd zijn, verwijderd van open vuur.
Unit met warmtewisselaar-verdamper
De verdamper kan kant-en-klaar worden aangeschaft met behulp van de diensten van leveranciers op het netwerk, of kan onafhankelijk worden gemaakt. Hiervoor heeft u een tank van 80 liter en koperdraad nodig met een diameter van 10 mm en een dikte van minimaal 1 mm.
De lengte wordt individueel berekend rekening houdend met het benodigde vermogen. Voor een apparaat van 5 kW kunt u 10 m nemen. In de verdamper zal verwarming en circulatie van freon optreden, evenals contact met lucht.
Om een warmtewisselaar te maken, moet je een spoel ontwerpen. Hiervoor wordt de draad om een dikwandige buis gewikkeld met een diameter die niet groter is dan de breedte van de tank. Het is belangrijk om plakjes buiten de hoogte van de behuizing te laten uitsteken. Ze zijn nodig om de spoel te verbinden met andere elementen van het systeem - de compressor en de opslagtank.
Om een spoel te maken, wordt een koperen buis met wanden van ongeveer 1 mm rond een met water gevulde gasfles, buis of plastic fles gewikkeld
2 fittingen voor het verbinden van pijpleidingen worden in het lichaam gesneden, er worden twee connectoren voor de draaduitgang gemaakt. De verbindingen zijn verzegeld. Bevestig de afgewerkte structuur met behulp van L-vormige beugels.
Het wordt aanbevolen om een extra ontdooirelais op de verdamper te installeren, aangezien de lucht bij een negatieve temperatuur in de tank circuleert. In dit geval kan door condensatie in het systeem de verdamper bevriezen. Om de vorming van vocht uit te sluiten, kan ook een filterdroger in het systeem worden ingebracht.
Installatieregels voor compressoren
Om de compressor te installeren, heeft u een aparte behuizing nodig met geluidsisolatie en trillingsisolatie, aangezien bijna alle aanpassingen van het apparaat tijdens het gebruik lawaai maken. U kunt een gebruikte compressor onder een koelkast, een airconditioning of een nieuw model kopen.
De volgende soorten compressoren zijn geschikt voor warmtepompen:
- Roterend compressoren zijn het goedkoopst, maar hebben een aantal nadelen: ze maken geluid, hebben een laag rendement en gaan 8-10 jaar mee.
- Spiraal modificaties zijn geïnstalleerd in alle moderne modellen van airconditioners, koelkasten. Ze zijn duurzaam (15-20 jaar), geruisloos, efficiënt, maar hebben hoge kosten.
- Zuiger modellen worden voornamelijk geïnstalleerd op industriële koelkasten. Producten hebben een goede efficiëntie, duurzaam (15-20 jaar), maar extreem luidruchtig en duur.
Voor een warmtepomp moet een eenfasige compressor worden geselecteerd. Voordat u koopt, is het belangrijk om erachter te komen met welk type freon het apparaat werkt. Het is raadzaam om een model aan te schaffen dat draait op R22, bij voorkeur op R422. Het is gemakkelijker om met een dergelijk koudemiddel te werken dan met elk ander type freon.
De compressor is door middel van buizen verbonden met de verdamper en condensor. Dankzij het apparaat verhoogt freon de temperatuur.
Ontwerp van opslagcapaciteit (condensator)
Om een condensor te maken, heb je een lichaam nodig van onder een ketel van 100 liter of een andere roestvrijstalen tank met hetzelfde volume. Er is ook een spoel van een koperen buis nodig. Op een pomp van 5 kW kunt u een draad van 12 meter nemen. Hot freon zal door de spiraalbuis gaan, waardoor het water wordt verwarmd.
Stap # 1: een spoel maken
Voor de fabricage van de spoel heeft u een koperdraad nodig met een diameter van minimaal 26 mm en een wanddikte van 1 mm. Het moet op een buis worden gewikkeld met een kleinere doorsnede dan de tank.
De hoogte van de spiraal moet overeenkomen met de hoogte van de behuizing. Het is belangrijk om de pijpuitlaten buiten de tank te laten om de spoel met de verdamper en compressor te kunnen verbinden.
Stap # 2: de zaak voorbereiden
Om de spoel te installeren, moet de tank worden doorgesneden. Boven en onder moet u gaten maken voor de uitgangen van de koperdraad, en extra compartimenten snijden voor de installatie van 2 fittingen, waarvan er één is ontworpen om het water te verlaten en de andere om erin te komen. Nadat de procedures zijn uitgevoerd, moet de tank worden verzegeld.
De warmtewisselaar-compressor kan afzonderlijk worden gekocht in de vorm van een afgewerkt ontwerp. Met behulp van een in de fabriek gemonteerd apparaat kunt u de kracht en efficiëntie van de installatie verhogen.
Koelmiddel met het label R22 in overeenstemming met de Montreal-voorschriften is gepland voor 2030 buiten gebruik te worden gesteld. Om het systeem te vullen, is het beter om zijn vervanger - R422-koelmiddel te gebruiken
Aansluiting van de buitenpost op de verdamper
Om de buitenunit en de verdamper met elkaar te verbinden zijn 2 HDPE 32 polyethyleen buizen nodig, lucht zal door de ene buis gaan en door de andere naar buiten.
Buizen kunnen in de grond worden begraven na het toevoegen van zandmateriaal aan de sloot, of op het oppervlak blijven als de buitenmantel zich in de buurt van het huis bevindt.
Aansluiting verdamper, compressor en tank
Freon circuleert in dit systeem. Om de spoelen te verbinden met compressor en gasklep, is het noodzakelijk om contact op te nemen met specialisten in koelapparatuur. Het zal moeilijk zijn voor iemand die geen ervaring heeft met soldeerwerk, zelfs met gereedschap en materialen, om alle elementen correct te combineren in één systeem om de bouwwerken te verzekeren.
Bovendien zijn veel extra materialen nodig - buizen met verschillende diameters, verschillende modificaties van afvoerkleppen, luchtetskleppen, veiligheidskleppen, evenals clips voor buizen, klemmen, pijpsnijders voor het snijden van secties van de pijpleiding.
Er zijn andere gespecialiseerde apparaten nodig die in elke werkplaats beschikbaar zijn voor het repareren van koelkasten en airconditioners.
Hoogwaardige injectie van freon wordt ook uitgevoerd met speciale apparatuur. Daarom is het handiger en winstgevender om contact op te nemen met professionals om warmtewisselaars, een compressor en een gasklep te combineren tot een werkend systeem.
Installatie Management Systeem Implementatie
Om de druk en temperatuur van freon te bewaken, kunt u het bord gebruiken met een display onder elke airconditioning. Tijdens het solderen met behulp van specialisten kan het ontwerp correct worden geïmplementeerd in de installatie.
Het is ook mogelijk om een speciaal apparaat aan te sluiten - een ventilatorrotatiesensor. Het regelt de rotatiesnelheid van de bladen en automatiseert ook de snelheid van de freon-circulatiepomp.
Bovendien kunt u een timer, een elektrische starter en een apparaat instellen dat de compressor tegen oververhitting beschermt. Al deze onderdelen zijn verkrijgbaar bij reparatiewerkplaatsen of op de onderdelenmarkt.
Berekening van het vermogen van de lucht-water-warmtepomp
Voor het verwarmen van ruimtes met een oppervlakte van 100 vierkante meter. m heb een grotere warmtepomp nodig. Het benodigde vermogen van de installatie kan bij benadering worden berekend met behulp van de tabel:
De gegevens in de tabel helpen bij het berekenen van het oppervlak van de spoel om een installatie van een of ander vermogen te creëren.
Om te bepalen welk vermogen de compressor moet hebben, welke diameters moeten worden gebruikt en andere belangrijke gegevens bij het ontwerpen van een lucht-water-warmtepomp, moet u een van de volgende methoden gebruiken:
- Gebruik online rekenmachines die op de websites van fabrikanten van warmtewisselaars zijn geplaatst.
- Software CoolPack 1.46, Copeland toepassen.
- Nodig een specialist uit die de nodige metingen en berekeningen zal maken.
De oppervlakte van de condensorbatterij (PZK) kan worden berekend met de formule:
PZK = M / 0,8DT,
waarbij M het eenheidsvermogen in kW is; 0,8 - warmtegeleidingscoëfficiënt bij contact met water en koper; DT is het temperatuurverschil tussen de inkomende en uitgaande lucht in het systeem.
Bovenstaande parameters van de warmtepomp zijn geschikt voor ruimtes tot 100 vierkante meter. meter. Het vermogen van de installatie is 5 kW. Als u speciale warmtewisselaars aanschaft, is het goed mogelijk om de capaciteit van de installatie te verhogen tot 10-15 kW.
De afbeelding toont een systeem waarbij warmtewisselaars, een compressor en een gasklep in één tank worden gecombineerd. Het ontwerp maakt gebruik van fabriekswarmtewisselaars (+)
Zelfgemaakte installatieservice
Voor een hoogwaardige werking heeft de warmtepomp extra onderhoud nodig. Als u het apparaat in de winter gebruikt (aangezien er geen extra verwarming in de behuizing is geïnstalleerd), moet het apparaat periodiek worden verwarmd, omdat er zich een ijskorst op het oppervlak zal vormen.
Het is ook periodiek nodig:
- Reinig de ventilatorbladen van vuil - bladeren, stof, vuil, sneeuw, enz.
- Smeer de compressor volgens de instructies.
- Ververs de olie in de compressor en ventilator.
Bovendien is het voor de normale werking van het systeem noodzakelijk om regelmatig de integriteit van de koperen pijpleiding, voedingskabel die de compressor, ventilator en andere apparaten voedt, te controleren.
De volgende video laat u kennismaken met het werkingsprincipe en het ontwerp van een warmtepomp die windenergie verwerkt:
Een zelfgemaakte lucht-water-warmtepomp is een van de meest efficiënte en goedkope apparaten voor extra verwarming van woningen. Iedereen kan dit systeem maken en installeren.
Schrijf opmerkingen in het onderstaande blok. Misschien heb je interessante informatie en foto's over het onderwerp van het artikel? Stel vragen, deel uw eigen mening en tips die nuttig zijn voor websitebezoekers.