Gjør-det-selv varmepumpe for oppvarming av hjemmet

En varmepumpe er en interessant ting, men kostbar. Den omtrentlige kostnaden for utstyr + eksterne kretsenheter er fra $ 300 til $ 1000 per 1 kW kraft. Å kjenne det russiske folks "håndevennlighet", er det lett å anta at mer enn én håndlaget varmepumpe fungerer i det store omfanget av vårt enorme og mangfoldige hjemland. Oftest er det hjemmelagde enheter som ble laget av "kjøleskap". Og dette er forståelig, fordi varmepumpen og fryseren fungerer etter samme prinsipp, er det bare at systemet med varmeanlegg er fokusert på å samle varme, ikke fjerne det, og kompressoren brukes med høyere effekt.

Les om hvordan det fungerer her.

Hva kan være en varmekilde for en varmepumpe

Varme for oppvarming av rommet kan hentes fra luften utenfor. Men her vil det uunngåelig oppstå driftsvansker: temperatursvingninger, til og med gjennomsnittlige daglig, er for store, for ikke å nevne det faktum at varmepumpen viser normal effektivitet ved temperaturer over 0o C. Og hvor mange regioner har vi et slikt bilde om vinteren ? Om våren, og til og med da ikke tidlig, og ikke over hele territoriet, og ikke hele tiden.

Ethvert miljø kan være en varmekilde for ditt varmepumpeoppvarmede hjem

En varmekilde i vannet ser mye mer akseptabelt ut. Hvis det er en elv, en innsjø eller en dam med anstendig dybde i nærheten, er dette bare bra: du kan bare drukne rørledningen. Det er bare viktig at fiskere med donks ikke fisker der.

Et annet godt alternativ er en brønn, men det er en mulighet for at vannstanden vil synke og du må lete etter en annen kilde. Men så langt er alt bra, det vil fungere bra: den gjennomsnittlige vanntemperaturen i underjordiske horisonter er 5-7 oC. Dette er mer enn nok for drift av varmepumpen.

Du kan bli overrasket, men du kan også bruke kloakkanlegget - temperaturene der er høyere enn i brønnene. Rørledningen kan plasseres i en brønn eller brønn, men under forutsetning av at den til enhver tid er dekket av vann. Og røret må være kjemisk motstandsdyktig.

En horisontal underjordisk samler er en ekstremt arbeidskrevende oppgave: det vil være nødvendig å fjerne jorden fra flere hundre kvadratmeter til en dybde under frysepunktet. Dette er veldig store volumer som ikke kan mestres alene eller med en assistent. Og som praksis har vist, under slike klimatiske forhold er slike systemer ineffektive: vintrene er for harde.

Med vertikale samlere er ting ikke bedre - du vil knapt klare deg uten boreutstyr. Antall og dybde på brønner avhenger av jorda: rekkevidden for mulig varmefjerning fra en meter av en brønn er veldig stor. Fra 25 W / m i tørr pukk og sandjord, opp til 80-85 W / m i våt pukk og sandjord eller i granitt. Følgelig er forskjellen i lengden på brønnene 3 ganger og mer.

Her er et diagram over oppvarming av et hus med en varmepumpe. Når du bruker, som i det beskrevne eksemplet, to brønner og i fravær av en lukket sløyfe, må avstanden mellom de to brønnene være minst 20 meter. Og du må ta hensyn til strømningsretningen slik at kaldt vann fra pumpen ikke senker temperaturen i "donor" -brønnen

I det beskrevne eksemplet på en hjemmelaget varmepumpe er varmekilden en brønn med god vannstrømningshastighet. Vann kommer så raskt at det dekker forbruket til husholdningens behov og er nok til å overføre den nødvendige mengden varme (den nødvendige vannmengden ble beregnet og pumpen ble valgt i samsvar med dette).Men varmekilden for denne modifikasjonen kan være hvilken som helst av de som er beskrevet ovenfor, bortsett fra luft. Etter å ha bestemt deg for varmekilden, vil det være mulig å lage en varmepumpe for oppvarming av huset.

Typer varmepumper

For å forstå tydelig hva en varmepumpe er, må du vite hva som er varmebæreren for den på konturene av strukturen utenfor og inne i huset. Disse kjølevæskene klassifiserer denne enheten.

Typer varmepumper

Enheten mottar energi for drift fra følgende kilder:

• vann. Kilden kan være en vannmasse, sentralisert vannforsyning eller en brønn, osv.
• grunning;
• luft.

Innendørs brukes energien som oppnås med en slik enhet ikke bare til oppvarming, men også til klimaanlegg, samt oppvarming av vann. Kombinasjonen av forskjellige funksjoner og elementer som brukes gjør det mulig å dele varmepumper i flere typer, som inkluderer:

• vann-vann;
• luft-vann;
• jord-vann.

Vann-luft

De mest effektive systemene for oppvarming er vann-vann-systemer. Denne effektiviteten skyldes at temperaturen på vannet som brukes på store dyp er konstant og har ganske høye indikatorer. For å skaffe energi fra denne typen kilder kan de bruke:

• brønner og brønner, ved hjelp av hvilke grunnvann pumpes;
• åpne vannforekomster, som inkluderer elver og innsjøer;
• avløpsvann som har blitt brukt i industrien til teknologi.

En varmepumpe som bruker energi utvunnet fra et reservoar av åpen type, vil kreve de laveste kostnadene. I dette tilfellet må du fylle rør med kjølevæske og senke dem i vannet. Når det gjelder grunnvann, brukes en dyrere struktur, siden implementeringen allerede er vanskeligere. For å dumpe vann, må du bygge en brønn. Dette vannet vil passere gjennom varmeveksleren.

Luft-til-vann- eller luftkrets

En luft-til-vann-varmepumpe kombinerer fordeler og ulemper. Fordelene inkluderer nytteløsheten i utviklingen av brønner med stor dybde og arbeid knyttet til jordrensing. Ulempen med disse enhetene er den lave effekten i den kalde årstiden, noe som påvirker den laveste effektiviteten blant andre modeller. For å bruke denne enheten er det nødvendig å montere riktig utstyr på hustaket.

Luftkilde varmepumpe

Fordelen med denne designen kan tilskrives dens evne til å gjenbruke avgangsvarmen fra lokalet, som varmer opp varmepumpen i form av røyk, vann eller luft. Om vinteren vil alternativ oppvarming være nødvendig for å eliminere mangelen på varme.

Grunnvann

En varmepumpe av denne typen er også en veldig effektiv energikilde for oppvarming. Dette skyldes det faktum at varmen som oppnås fra bakken 5 meter dyp, har konstante temperaturverdier og ikke påvirkes av endringer i værforhold på jordoverflaten. På den eksterne kretsen er kjølevæsken en spesiell sikker sammensetning kalt saltlake, som er sikker fra et miljøperspektiv.

Den eksterne kretsen som brukes til denne typen varmepumpe, kan være vannrett eller loddrett.

Rørene som brukes til dette systemet må være av plast. Horisontal utførelse krever et stort areal. Etter at rørene er lagt under bakken, kan denne tomten ikke brukes til landbruksbehov.

Det er lov å dyrke en plen eller samme alder. For vertikal utførelse vil det være nødvendig å utvikle flere brønner, hvis dybde varierer fra 50 til 150 meter, siden jorden på en slik dybde har en stabil og høy temperatur. En slik enhet kalles en geotermisk pumpe.For å overføre energi fra slike dybder brukes spesielle sonder.

Hvordan varmepumpen fungerer

Miljøet rundt oss, ved temperaturer over en grad, har en viss mengde energi. Ved hjelp av en varmepumpe kan denne energien brukes. Driftsprinsippet er basert på varmeoverføring fra en lav potensiell kilde med termisk energi til en varmebærer, hvis temperatur er mye høyere.

Hvordan varmepumpen fungerer

Dette implementeres som følger:

1. Kjølevæsken kommer inn i rørledningen som ligger i bakken. Det varmer opp noen grader.
2. Deretter overfører kjølevæsken som har gått inn i fordamperen energien som ble samlet opp i fordamperen til den interne kretsen.
3. Kjølemiddel er plassert i den eksterne kretsen, som blir til gass etter oppvarming i en varmeveksler.
4. For å øke temperaturen på dette kjølemediet, kommer det inn i kompressoren for kompresjon ved høyt trykk.
5. Den allerede oppvarmede kjølemediegassen kommer inn i kondensatoren, som igjen gir varme til kjølevæsken i rommet.
6. Etter slutten av syklusen blir kjølemediet som har mistet varmen til flytende tilstand og går tilbake til sin opprinnelige posisjon.

Kjøleenheter fungerer på et lignende prinsipp. Derfor varmepumper kan brukes til å kondensere luft i varmt vær år (delte systemer), som fra kjøleskapet.

Fra driftserfaringen til en gjør-det-selv-varmepumpe

Som praksis har vist, er ytelsen til det presenterte alternativet lav: 2,6-2,8 kW. Det er ikke nødvendig å snakke om den høye effektiviteten til denne varmepumpen: på et område på 60 m2 ved -5 oC utendørs, opprettholder den selv + 17oC. Men systemet ble vurdert og installert under kjelen - radiatorer, ved en inngangstemperatur på + 45oC, kan ganske enkelt ikke gi ut mer. Systemet i huset fungerte gammelt og antall radiatorer ble ikke økt, men så langt i kulden ble de varmet opp av en komfyr.

Hvis en regenerativ varmeveksler tilsettes strukturen, vil dette øke effektiviteten med 10-15%. Gitt at kostnadene er lave, kan du gjøre det. Du trenger to kobberrør på 1,5 meter hver. En med en diameter på 22 mm, den andre - 10 mm. En 4-kjerne leder (lengde 3-4 meter, diameter 4 mm) vikles på en tynnere for å øke varmevekslingsområdet, endene er loddet til røret slik at de ikke slapper av. Den trådviklede røret settes forsiktig inn i røret med større diameter. Den må installeres mellom kompressoren og fordamperen. Raffinementet er ubetydelig, men det øker effektiviteten betydelig. Det er sant at det under visse forhold er usikkert: varmt freon kan komme inn i kompressoren, noe som vil føre til feil.

Forbedring av kretsen: du kan legge til en regenerativ varmeveksler, som vil øke produktiviteten med ca 15-20%

Det andre alternativet for å øke effektiviteten, tryggere og ikke mindre effektiv, er å bygge inn en ekstra varmeveksler for oppvarming av vann eller glykol.

Hva du skal se etter hvis du bestemmer deg for å lage din egen varmepumpe. Det er noen få ting som bare kan læres av erfaring:

• Startstrømmene til denne installasjonen var veldig anstendig. Det var ikke alltid nok nettverksressurser til å kjøre installasjonen. Derfor, hvis du gjør en seriøs installasjon, er det bedre å ta en trefasekompressor og levere henholdsvis en trefaseinngang. Ja, ikke billig, men for en stabil start av en enfaset kompressor kreves en elektronisk stabilisator med anstendig kraft, som heller ikke kan kalles billig.
• En varmepumpe på et ferdig radiatoranlegg vil ikke gi normal romtemperatur. De er designet for en annen kjølevæsketemperatur, som disse installasjonene, spesielt hjemmelagde, ekstremt sjelden er i stand til å gi.Oppgrader derfor systemet (ved å legge til minst samme antall radiatordeler), eller installer vanngulv.
• Hvis det er tre ringer med vann i en brønn, betyr ikke dette at den har stor debet. Du må vite hvor mye vann han er i stand til å gi med det konstante utvalget.

Prinsippet for drift av varmepumpen

Det særegne ved varmepumper er at de opererer fra naturlige energikilder. Pumpen trenger ikke diesel, elektrisitet eller fast drivstoff for å frigjøre varmeenergi.
Kilden til energi er vann, atmosfære og jord. Pumpene genererer ikke varme, men overfører dem bare til bygningen. Dette bruker en liten mengde strøm.

For å forsyne et hus med varme trenger du bare en varmepumpe og en varmekilde. Prinsippet om drift av systemet ligner på et vanlig kjøleskap, snarere tvert imot. I dette tilfellet blir varmen tatt utenfra og overført til huset.

Et viktig poeng: Hovedelementet i et alternativt varmesystem er nettopp varmepumpen. Derfor må konstruksjonen tilnærmes veldig nøye.
Pumpen består av følgende elementer:

Funksjoner med luft-til-luft varmepumpe:

• kompressor, som er et mellomelement i systemet;
• fordamper. Overføringen av lavpotensial energi skjer i den;
• en gassventil gjennom hvilken kjølemediet (freon) går tilbake til fordamperen;
• kondensator, der freon avkjøles og varmeenergi frigjøres.

Pumpen fungerer etter et visst prinsipp. Det ser omtrent slik ut:

Prinsippet for drift av varmepumpen. (Klikk for å forstørre)

1. Lavkvalitetsvarme, som frigjøres fra eksterne energikilder, overføres gjennom rør til fordamperen - til det første elementet i pumpeutformingen. Varme overføres av varmebærere som tåler lave temperaturer og ikke fryser samtidig.
2. Her overføres varmen til kjølemediet, som sirkuleres i en lukket sløyfe i systemet. Freon brukes ofte som kjølemiddel.
3. I kompressoren virker høyt trykk på freon, noe som øker temperaturen betydelig.
4. På neste trinn kommer kjølemediet inn i kondensatoren, hvor varmen overføres til varmesystemkretsen. Som et resultat går varmen inn i rommet, og freon, når den er avkjølt, går tilbake til flytende tilstand.
5. Gjennom den trykkreduserende ventilen går freon tilbake til fordamperen, der prosessen gjentas.

Basert på prinsippet om pumpens drift, brukes strøm bare på drift av kompressoren. Som et resultat gjør dette varmepumpen til den mest økonomiske måten å overføre varme på.

Du kan være interessert i en artikkel om funksjonene til varmepumper for oppvarming av hjemmet. Du kan studere en detaljert klassifisering av varmepumper i denne artikkelen.

Utfall

Utvilsomt er kostnadene for en varmepumpe fra et klimaanlegg flere ganger lavere enn ferdige fabrikkalternativer, selv de som er produsert i Kina. Men det er mange nyanser her: du må ta vare på kilden og mengden tilført varme, korrekt beregne lengden på varmevekslere (spoler), installere automatisering, gi garantert kraft, etc. Men hvis du klarer å løse disse problemene, er det utvilsomt fordelaktig. La oss gi deg noen råd: det første året er det veldig ønskelig å ha reserveoppvarming, og testing og prøvekjøring, det er bedre å utføre om sommeren, slik at det er tid til å revidere enheten før start av fyringssesongen.

Fordeler og ulemper med varmepumper

Til pluss bruk av varmesystemer basert på bruk av varmepumper kan tilskrives følgende:

• Lønnsomhet under drift;
• Miljøsikkerhet for installasjoner;
• Brannsikkerhet av installasjoner;
• Driftssikkerhet;
• Arbeidsautonomi.

Ulempene inkluderer:

• Høy pris;
• Kompleksiteten til hele komplekset av verk;
• Behovet for større reparasjoner etter utløpet av levetiden, forbundet med betydelige materielle investeringer.