Barkács hőszivattyú otthoni fűtéshez

A hőszivattyú érdekes dolog, de drága. A felszerelés és a külső áramköri eszközök hozzávetőleges költsége 300 USD és 1000 USD / 1 kW teljesítmény. Ismerve az orosz emberek "kézügyességét", könnyen feltételezhető, hogy egynél több, kézzel készített hőszivattyú működik hatalmas és sokszínű hazánk tágasságában. Leggyakrabban vannak házi készítésű eszközök, amelyeket "hűtőszekrények" készítettek. És ez érthető, mert a hőszivattyú és a fagyasztó ugyanazon elv szerint működik, csupán annyi, hogy a fűtőberendezések rendszere a hő összegyűjtésére összpontosít, nem pedig annak eltávolítására, és a kompresszort nagyobb teljesítmény mellett használják.

Itt olvashat arról, hogyan működik.

Mi lehet a hőszivattyú hőforrása

A helyiség fűtésére szolgáló hőt a kinti levegőből lehet elvinni. De itt óhatatlanul felmerülnek az üzemeltetési nehézségek: a hőmérsékleti ingadozások, még a napi átlagok is, túl nagyok, nem beszélve arról a tényről, hogy a hőszivattyú normális hatékonyságot mutat 0 ° C feletti hőmérsékleten. És hány régiónkról van ilyen kép télen ? Tavasszal, és akkor sem korán, és nem az egész területen, és nem is állandóan.

Bármely környezet hőforrás lehet a hőszivattyúval fűtött otthonában

A vízben elhelyezkedő hőforrás sokkal elfogadhatóbbnak tűnik. Ha van folyó, tó vagy megfelelő mélységű tó a közelben, ez nagyon jó: egyszerűen el tudja fojtani a csővezetéket. Csak az a fontos, hogy a donkkal rendelkező halászok ne horgásszanak ott.

Egy másik jó lehetőség a kút, de fennáll annak a lehetősége, hogy a vízszint csökken, és más forrást kell keresnie. De eddig minden rendben van, jól fog működni: az átlagos vízhőmérséklet a földalatti horizontokban 5-7 oC. Ez több mint elegendő a hőszivattyú működéséhez.

Lehet, hogy meglepődik, de használhatja a csatornarendszert is - az ottani hőmérséklet magasabb, mint a kutakban. A csővezetéket elhelyezhetjük egy víztartóban vagy kútban, de azzal a feltétellel, hogy mindig vízzel borított legyen. És a csőnek kémiailag ellenállónak kell lennie.

A vízszintes földalatti gyűjtő rendkívül fáradságos feladat: a talajt több száz négyzetméterről a fagypont alatti mélységig kell eltávolítani. Ezek nagyon nagy kötetek, amelyeket nem lehet egyedül vagy akár asszisztenssel elsajátítani. És mint a gyakorlat megmutatta, éghajlati viszonyainkban az ilyen rendszerek hatástalanok: a tél túl kemény.

A függőleges gyűjtőknél a helyzet nincs jobb - fúróberendezések nélkül aligha lesz képes megtenni. A kutak száma és mélysége a talajtól függ: a kút méteréről lehetséges nagy hőeltávolítás tartománya. 25 W / m-től száraz zúzott kőben és homokos talajban, 80-85 W / m-ig nedves zúzott kőben és homokos talajon vagy gránitban. Ennek megfelelően a kutak hosszának különbsége 3-szoros és nagyobb.

Itt látható a ház hőszivattyúval történő fűtésének diagramja. Ha két kutat használunk, mint a leírt példában, és zárt hurok hiányában a két kút közötti távolságnak legalább 20 méternek kell lennie. És figyelembe kell venni az áramlás irányát, hogy a szivattyúból származó hideg víz ne csökkentse a "donor" kút hőmérsékletét

A házi hőszivattyú leírt példájában a hőforrás egy jó vízáramú kút. A víz olyan gyorsan érkezik, hogy fedezi a háztartási szükségleteket, és elegendő a szükséges hőmennyiség átadásához (kiszámolták a szükséges vízáramot, és ennek megfelelően választották ki a szivattyút).De ennek a módosításnak a hőforrása a fentiek bármelyike ​​lehet, a levegő kivételével. Miután döntött a hőforrásról, lehetőség nyílik hőszivattyú készítésére a ház fűtésére.

Hőszivattyúk típusai

A hőszivattyú egyértelmű megértése érdekében tudnia kell, hogy mi a számára a hőszivattyú a ház külső és belső szerkezete kontúrjain. Ezek a hűtőfolyadékok osztályozzák ezt az eszközt.

Hőszivattyúk típusai

A készülék működéséhez a következő forrásokból kap energiát:

• víz. A forrás lehet víztest, központosított vízellátás vagy kút stb.
• alapozás;
• levegő.

Bent az ilyen eszközzel nyert energiát nemcsak fűtésre, hanem légkondicionálásra, valamint fűtővízre is felhasználják. A különféle funkciók és felhasznált elemek kombinációja lehetővé teszi a hőszivattyúk többféle felosztását, amelyek a következők:

• víz-víz;
• levegő-víz;
• talaj-víz.

Víz-levegő

A leghatékonyabb fűtési rendszerek a víz-víz rendszerek. Ez a hatékonyság annak a ténynek köszönhető, hogy a felhasznált víz hőmérséklete nagy mélységben állandó és meglehetősen magas mutatókkal rendelkezik. Ahhoz, hogy energiát nyerjenek ilyen típusú forrásokból, felhasználhatják:

• kutak és kutak, amelyek segítségével a talajvizet szivattyúzzák;
• nyílt víztestek, amelyek magukban foglalják a folyókat és tavakat;
• szennyvíz, amelyet az iparban használtak technológiai célokra.

Az a hőszivattyú, amely egy nyitott típusú tárolóból nyert energiát használ fel, a legalacsonyabb költséget igényli. Ebben az esetben a csöveket hűtőfolyadékkal kell betölteni és leereszteni a vízbe. A felszín alatti vizek esetében drágább szerkezetet alkalmaznak, mivel megvalósítása már nehezebb. A víz lerakásához kútot kell építeni. Ez a víz áthalad a hőcserélőn.

Levegő-víz vagy levegő áramkör

A levegő-víz hőszivattyú egyesíti az előnyöket és hátrányokat. Az előnyök között szerepel a talajtisztítással összefüggő nagy mélységű kutak és munkák haszontalansága. Ezeknek az eszközöknek a hátránya az alacsony teljesítmény a hideg évszakban, ami befolyásolja a legkisebb hatékonyságot a többi modell között. A készülék használatához fel kell szerelni a megfelelő felszerelést a ház tetejére.

Levegő hőszivattyú

Ennek a kialakításnak az előnye annak tulajdonítható, hogy képes újrafelhasználni a helyiségekből távozó hőt, amely füst, víz vagy levegő formájában melegíti fel a hőszivattyút. Télen alternatív fűtésre lesz szükség a hőhiány megszüntetésére.

Talajvíz

Az ilyen típusú hőszivattyú szintén nagyon hatékony energiaforrás a fűtéshez. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy az 5 méter mély talajból kinyert hő hőmérséklete állandó és a föld felszínén az időjárási viszonyok változása nem befolyásolja. A külső körön a hűtőfolyadék egy speciális biztonságos összetétel, amelyet sóoldatnak neveznek, és amely környezetvédelmi szempontból biztonságos.

Az ilyen típusú hőszivattyúhoz használt külső áramkör lehet vízszintes vagy függőleges.

A rendszerhez használt csöveknek műanyagnak kell lenniük. A vízszintes végrehajtáshoz nagy földterületre van szükség. Miután a csöveket a föld alá vezették, ezt a földterületet nem lehet mezőgazdasági célokra felhasználni.

Megengedett egy korú gyep vagy növények termesztése. A függőleges kivitelezéshez több kutat kell kialakítani, amelyek mélysége 50 és 150 méter között mozog, mivel ilyen mélységben a talajnak stabil és magas hőmérséklete van. Egy ilyen eszközt geotermikus szivattyúnak hívnak.Az ilyen mélységből származó energia átviteléhez speciális szondákat használnak.

Hogyan működik a hőszivattyú

A körülöttünk lévő környezet, egy fok feletti hőmérsékleten, bizonyos mennyiségű energiával rendelkezik. Hőszivattyú segítségével ez az energia felhasználható. Működési elve azon alapul, hogy hőátadással alacsony potenciállal rendelkező hőforrásból hőhordozóba kerül a hőhordozó, amelynek hőmérséklete sokkal magasabb.

Hogyan működik a hőszivattyú

Ez a következőképpen valósul meg:

1. A hűtőfolyadék belép a földben található csővezetékbe. Néhány fokot felmelegít.
2. Ezt követően a párologtatóba bejutott hűtőfolyadék a belső körbe továbbítja a párologtatóban összegyűjtött energiát.
3. A hűtőközeg a külső körben található, amely hőcserélőben történő melegítés után gázzá alakul.
4. A hűtőközeg hőmérsékletének növelése érdekében nagy nyomáson bejut a kompresszorba.
5. A már felmelegedett hűtőgáz bejut a kondenzátorba, amely viszont hőt ad le a helyiség fűtési rendszerében lévő hűtőközegnek.
6. A ciklus befejezése után a hőt vesztett hűtőközeg folyékony állapotba kerül, és visszatér eredeti helyzetébe.

A hűtőegységek hasonló elven működnek. Ezért hőszivattyúk forró időben a levegő kondenzálására használható év (split rendszerek), akárcsak a hűtőszekrénytől.

Barkács hőszivattyú üzemi tapasztalataiból

Mint a gyakorlat megmutatta, a bemutatott opció teljesítménye alacsony: 2,6-2,8 kW. Nem kell beszélni ennek a hőszivattyúnak a nagy hatásfokáról: 60 m2-es területen -5 oC-os kültéri helyiségben maga is + 17oC-ot tart fenn. De a rendszert figyelembe vették és a kazán alá telepítették - a radiátorok + 45oC bemeneti hőmérsékleten egyszerűen nem tudnak többet kiadni. A házban a rendszer régen működött, és a radiátorok számát nem növelték, de eddig a hidegben kályha melegítette őket.

Ha regeneratív hőcserélőt adunk a szerkezethez, ez 10-15% -kal növeli a hatékonyságot. Tekintettel arra, hogy a költségek alacsonyak, megteheti. Két darab 1,5 méteres rézcsőre lesz szükség. Az egyik átmérője 22 mm, a második - 10 mm. Egy 4 magos vezetőt (hossza 3-4 méter, átmérője 4 mm) egy vékonyabbra tekercselnek a hőcserélő terület növelése érdekében, végeit a csőhöz forrasztják, hogy ne lazuljanak ki. A huzallal feltekert csövet finoman behelyezzük a nagyobb átmérőjű csőbe. A kompresszor és a párologtató közé kell telepíteni. A finomítás jelentéktelen, de jelentősen növeli a hatékonyságot. Igaz, bizonyos körülmények között nem biztonságos: meleg freon kerülhet a kompresszorba, ami meghibásodásához vezet.

Az áramkör javítása: hozzáadhat egy regeneratív hőcserélőt, amely körülbelül 15-20% -kal növeli a termelékenységet

A hatékonyság növelésének második, biztonságos és nem kevésbé hatékony lehetősége egy további hőcserélő beépítése víz vagy glikol fűtésére.

Mire kell figyelni, ha úgy dönt, hogy saját hőszivattyút készít. Néhány dolog csak tapasztalatból tanulható meg:

• Ennek a telepítésnek a kezdő áramai nagyon rendesek voltak. Nem mindig volt elegendő hálózati erőforrás a telepítés futtatásához. Ezért, ha komoly telepítést hajt végre, akkor jobb, ha háromfázisú kompresszort vesz, és háromfázisú bemenetet szolgáltat. Igen, nem olcsó, de az egyfázisú kompresszor stabil beindításához egy tisztességes teljesítményű elektronikus stabilizátorra van szükség, amelyet szintén nem lehet olcsónak nevezni.
• A kész radiátoros rendszer hőszivattyúja nem ad normális szobahőmérsékletet. Különböző hűtőfolyadék hőmérsékletre tervezték őket, amelyet ezek a berendezések, különösen a házilag gyártottak, rendkívül ritkán képesek megadni.Ezért vagy frissítse a rendszert (legalább ugyanannyi radiátorszakasz hozzáadásával), vagy telepítsen vízpadlókat.
• Ha egy kútban három vízgyűrű van, ez nem jelenti azt, hogy nagy a terhelése. Tudnod kell, mennyi vizet képes adni állandó kiválasztásával.

A hőszivattyú működésének elve

A hőszivattyúk sajátossága, hogy természetes energiaforrásokból működnek. A szivattyú nem igényel dízelt, villamos energiát vagy szilárd tüzelőanyagot a hőenergia felszabadításához.
Az energiaforrás a víz, a légkör és a talaj. A szivattyúk nem termelnek hőt, hanem egyszerűen átvezetik az épületbe. Ez kis mennyiségű áramot használ fel.

A ház hőellátásához csak hőszivattyúra és hőforrásra van szükség. A rendszer működési elve hasonlít egy hagyományos hűtőszekrényéhez, éppen ellenkezőleg. Ebben az esetben a hőt kívülről veszik és továbbítják a házba.

Fontos szempont: az alternatív fűtési rendszer fő eleme éppen a hőszivattyú, ezért annak felépítését nagyon körültekintően kell megközelíteni.
A szivattyú a következő elemekből áll:

A levegő-levegő hőszivattyú jellemzői:

• kompresszor, amely a rendszer közbenső eleme;
• párologtató. Az alacsony potenciálú energia átadása benne történik;
• fojtószelep, amelyen keresztül a hűtőközeg (freon) visszatér az elpárologtatóba;
• kondenzátor, ahol a freont lehűtik és hőenergia szabadul fel.

A szivattyú egy bizonyos elv szerint működik. Valahogy így néz ki:

A hőszivattyú működésének elve. (Kattints a kinagyításhoz)

1. A külső energiaforrásokból felszabaduló alacsony minőségű hő csöveken keresztül jut el a párologtatóba - a szivattyú első eleméhez. A hőt olyan hőhordozók továbbítják, amelyek képesek ellenállni az alacsony hőmérsékletnek és nem fagynak meg egyszerre.
2. Itt a hő átkerül a hűtőközegbe, amelyet a rendszer zárt hurkában keringenek. A freont gyakran használják hűtőközegként.
3. A kompresszorban nagy nyomás hat a freonra, ami jelentősen megnöveli annak hőmérsékletét.
4. A következő szakaszban a hűtőközeg bejut a kondenzátorba, ahol a hő átkerül a fűtési rendszer körébe. Ennek eredményeként a hő bejut a szobába, és a freon kihűlve folyékony állapotba kerül.
5. A nyomáscsökkentő szelepen keresztül a freon visszatér a párologtatóba, ahol a folyamat megismétlődik.

A szivattyú működési elve alapján az áramot csak a kompresszor működésére fordítják. Ennek eredményeként ez teszi a hőszivattyút a leggazdaságosabb hőátadás módjává.

Lehet, hogy érdekel egy cikk az otthoni fűtéshez használt hőszivattyúk jellemzőiről. Ebben a cikkben tanulmányozhatja a hőszivattyúk részletes osztályozását.

Eredmények

Kétségtelen, hogy a klímaberendezésből származó hőszivattyú költsége többszörösen alacsonyabb, mint a kész gyári lehetőségek, még a Kínában gyártottak is. De itt nagyon sok árnyalat van: gondoskodni kell a leadott hő forrásáról és mennyiségéről, helyesen kell kiszámítani a hőcserélők (tekercsek) hosszát, telepíteni az automatizálást, garantált teljesítményt biztosítani stb. De ha képes megoldani ezeket a problémákat, akkor az kétségtelenül előnyös. Adjon néhány tanácsot: az első évben nagyon kívánatos a pótfűtés, és a tesztelés és a próbaüzem, jobb, ha nyáron végezzük, hogy legyen idő az egység felülvizsgálatára a kezdés előtt a fűtési szezonban.

A hőszivattyúk előnyei és hátrányai

A pluszokhoz hőszivattyúk használatán alapuló fűtési rendszerek használata tulajdonítható a következő:

• Nyereségesség működés közben;
• A létesítmények környezeti biztonsága;
• Berendezések tűzbiztonsága;
• Működési megbízhatóság;
• A munka autonómiája.

A hátrányok a következők:

• Magas ár;
• A művek teljes komplexusának összetettsége;
• Jelentős anyagi beruházásokkal járó jelentős javítások igénye az élettartam lejárta után.