Šilumos siurblys „pasidaryk pats“ namų šildymui

Skirtingai nuo alternatyvios energijos prietaisų, tokių kaip saulės baterijos ir vėjo turbinos, šilumos siurblys yra mažiau žinomas. Ir veltui. Dažniausia požeminio vandens schema veikia stabiliai ir nepriklauso nuo oro ar klimato sąlygų. Ir jūs galite padaryti patys.

Šilumos siurblys „pasidaryk pats“ namų šildymui

Šiek tiek teorijos

Namų šildymui lengviausia naudoti natūralią žemės šilumą, jei regione yra geoterminis vanduo (kaip tai daroma Islandijoje). Tačiau tokios sąlygos yra retos..

Ir tuo pačiu metu šiluminė energija yra visur – jums tiesiog reikia ją išgauti ir priversti veikti. Tam ir yra skirtas šilumos siurblys. Ką tai daro:

  • imasi energijos iš žemų temperatūrų natūralių šaltinių;
  • ją kaupia, tai yra, pakelia temperatūrą iki aukštų verčių;
  • suteikia jį šildymo sistemos aušinimo skysčiui.

Iš esmės naudojama standartinė kompresorinio šaldytuvo schema, bet „atvirkščiai“. Natūralus šilumos nešiklis cirkuliuoja pirmoje grandinėje. Jis uždarytas šilumokaičiui, kuris veikia kaip antrosios grandinės garintuvas.

Šilumos siurblys „pasidaryk pats“ namų šildymui 1 – žemė; 2 – sūrymo cirkuliacija; 3 – cirkuliacinis siurblys; 4 – garintuvas; 5 – kompresorius; 6 – kondensatorius; 7 – šildymo sistema; 8 – šaltnešis; 9 – droselis

Antroji grandinė yra pats šilumos siurblys, kurio viduje yra freonas. Šilumos siurblio ciklą sudaro šie etapai:

  1. Garintuve freonas įkaitinamas iki virimo taško. Tai priklauso nuo freono tipo ir slėgio šioje sistemos dalyje (paprastai iki 5 atmosferų).
  2. Dujinėje būsenoje freonas patenka į kompresorių ir yra suspaustas iki 25 atmosferų, o jo temperatūra pakyla (kuo didesnis suspaudimas, tuo aukštesnė temperatūra). Tai yra šilumos kaupimosi fazė – nuo didelio tūrio su žema temperatūra, perėjimas prie mažo tūrio su aukšta temperatūra.
  3. Dujos, šildomos slėgiu, patenka į kondensatorių, kuriame šiluma perduodama į šildymo sistemos aušinimo skystį.
  4. Po aušinimo freonas patenka į droselio sklendę (dar žinomą kaip srauto reguliatorius arba termostatinis vožtuvas). Jame slėgis nukrenta, freonas kondensuojasi ir skysčio pavidalu grįžta į garintuvą.

Kur geriau „atimti“ šilumą

Iš esmės yra trys laikmenos, iš kurių galite „pasiimti“ šilumą:

1. Oras. Esant normaliam slėgiui, visų tipų freonai verda esant neigiamoms temperatūroms (pavyzdžiui, R22 – apie -25 ° C, R404 ir R502 – apie -30 ° C). Bet cirkuliacijai sistemoje būtina sukurti perteklinį slėgį jau pirmoje fazėje – išgarinant. Ta pati 4 garintuvo atmosfera reikalauja, kad lauko oro temperatūra būtų ne mažesnė kaip 0 ° C R22 ir -5 ° C R404 ir R502. Mūsų regionuose šio tipo šilumos siurbliai gali būti naudojami šildymui ne sezono metu ir karšto vandens tiekimui šiltuoju metų laiku..

Šilumos siurblys „pasidaryk pats“ namų šildymui

2. Vanduo. Tai yra stabilesnis šilumos šaltinis, jei rezervuaras žiemą neužšąla iki dugno. Tačiau namas turėtų būti ne tik šalia ežero ar upės, bet ir būti pirmoje eilutėje.

Šilumos siurblys „pasidaryk pats“ namų šildymui

3. Žemė. Stabiliausias šilumos energijos šaltinis. Galite naudoti dvi schemas – horizontalią ir vertikalią. Horizontalumas atrodo lengvesnis, nes jo nereikia gręžti. Tačiau norint iškasti tranšėjų sistemą iki gylio, esančio žemiau dirvožemio užšalimo lygio, reikės atlikti daug žemės darbų (vidutinėms platumoms jis siekia nuo 1 metro šalies europinės dalies vakaruose ir iki 1,6–1,8 arčiau Uralo, Sibire padėtis yra „dar blogesnė“) „Vertikali schema yra universalesnė ir efektyvesnė, tačiau ją reikia gręžti iki nemažo gylio. Nors vietoj vienos gilios galima naudoti kelis negilius gręžinius..

Šilumos siurblys „pasidaryk pats“ namų šildymui

Schema

Pati šilumos siurblio grandinė yra paprasta: garintuvas – kompresorius – kondensatorius – droselis – garintuvas.

Grandinės grandis yra kompresorius. Galite nusipirkti naują, bet pigiau rasite naudotą. Natūralu, kad mes nekalbame apie mažos galios buitinių šaldytuvų kompresorius, bet apie modelius, sumontuotus padalytose sistemose. Būtina sutelkti dėmesį ne į energijos suvartojimą, o į energiją šildymo režimu (kuris 5-20% didesnis nei aušinimo režime)..

Kompresoriaus modelis pasirenkamas atsižvelgiant į santykį 1 kW už 10 kv. metrų šildomo ploto.

Šilumos siurblys „pasidaryk pats“ namų šildymui

Dėmesio! Galia gali būti nurodyta ne tik kW, bet ir BTU (angliškas šiluminės energijos matavimo vienetas, pritaikytas klimato technologijoms). Konvertuoti lengva – padalinkite BTU reikšmę iš 3,4.

Apskaičiuojant šilumos siurblio, įskaitant šilumokaičius, parametrus, naudojama programinė įranga aušinimo sistemų modeliavimui, apskaičiavimui ir optimizavimui, pvz., „CoolPack“.

Jau skaičiavimų etape (tiksliau, nurodydami „įvestį“) galite optimizuoti sistemą pasirinkdami optimalias šilumines sąlygas..

Šilumos siurblio naudojimas efektyvus esant žemos temperatūros šildymo sistemoms, pavyzdžiui, grindų šildymui, kurio temperatūra neviršija 35–40 ° C. Beje, tokia pati temperatūra rekomenduojama ir karšto vandens sistemai.

Šilumos siurblys „pasidaryk pats“ namų šildymui

Kiekvienam freono tipui yra optimali „įleidimo“ ir „išėjimo“ temperatūra, tiksliau, virimas ir kondensacija, tačiau skirtumas tarp jų ne didesnis kaip 45–50 ° C..

Atrodytų, kad temperatūros padidėjimas šilumos siurblio išleidimo angoje turės teigiamą poveikį, tačiau taip nėra. Taip pat padidės temperatūrų skirtumas, dėl kurio sumažės COP (konvertavimo koeficientas arba šilumos variklio efektyvumas). Be to, tam reikės naudoti galingesnį kompresorių ir papildomai sunaudoti energijos..

Neįmanoma pasiekti idealaus COP (kompresoriaus nuostoliai, energijos suvartojimas, šilumos nuostoliai transportavimo metu sistemoje ir kt.), Todėl faktinės vertės paprastai yra 3–5..

Yra dar vienas būdas padidinti efektyvumą – naudoti dvivalentę šildymo kontūrą.

Iš tikrųjų šildymo sistemą visu pajėgumu reikia eksploatuoti tik 15–20% viso sezono. Per tą laiką galite naudoti papildomus šildymo įtaisus (pavyzdžiui, keraminį šildytuvą ar konvektorių). Sumažinus projektinę šiluminę galią iki 80%, bus sutaupyta kompresoriaus, sumažės šulinio gylis ar horizontalių vamzdžių ilgis ir sumažės energijos sąnaudos pačiam šilumos siurbliui aptarnauti..

Horizontaliojo arba vertikalaus žemės šilumokaičio konstrukcija priklauso nuo nurodyto šiluminio siurblio ir COP vardinės galios. Vidutiniškai iš kiekvieno „horizonto“ metro pašalinama 20 W (kai vamzdžių klojimo žingsnis ne mažesnis kaip 0,7 m), o iš „vertikalių“ – 50 W. Bet specifinės vertės priklauso nuo uolienų rūšies ir jų drėgmės. Geriausios požeminio vandens vertės.

Šilumos siurblys „pasidaryk pats“ namų šildymui

Įdomus! Taip pat yra ir kitų žemės šilumokaičių – „spiraliniai“ arba „krepšeliai“. Tiesą sakant, tai yra vertikalus zondas, pagamintas iš vamzdžio spiralės pavidalu, kuris leidžia sumažinti gręžimo gylį..

Nustatę horizontalios grandinės ilgį arba vertikalaus zondo gylį, apskaičiuokite garintuvo ir kondensatoriaus matmenis..

Garintuvo ir kondensatoriaus gamyba

Galima nusipirkti paruoštų šilumokaičių tiek garintuvui (žemo slėgio), tiek kondensatoriui (slėgiui iki 25 barų). Tačiau pigiau juos gaminti iš varinių vamzdžių, skirtų oro kondicionieriams (kurie yra skirti dirbti su aukšto slėgio šaltnešiais) ir improvizuotų talpyklų..

Svarbu! Vandentiekio varinis vamzdis nėra toks švarus ir lankstus. Blogiau yra lituoti ir suvynioti diegimo metu.

Šilumos siurblys „pasidaryk pats“ namų šildymui

Apskaičiuojamas šilumokaičio paviršiaus plotas, kuris yra tiesiogiai proporcingas šilumos išsiskyrimo galiai ir atvirkščiai proporcingas šilumos nešiklių temperatūros skirtumui kiekvienos prijungtos grandinės (žemės ir šildymo sistemos) įleidimo ir išleidimo angoje..

Žinodami vamzdžio skersmenį ir paviršiaus plotą, nustatykite garintuvo ir kondensatoriaus kiekvienos ritės ilgį.

Geriau padaryti konteinerį iš nerūdijančio plieno kondensatoriaus (gaunamų freono garų temperatūra gali būti gana aukšta):

  • paimkite tinkamos talpos paruoštą baką (kad spiralė iš vario vamzdžio tilptų);
  • įdėkite į ją ritę (įėjimas viršuje, išėjimas apačioje);
  • nuimkite vario vamzdžio galus, kad būtų galima prijungti prie kompresoriaus ir išsiplėtimo vožtuvo (litavimo arba flanšo pagalba);
  • rezervuare surišti adapterius, skirtus šildymo sistemos vamzdžiams sujungti;
  • suvirinkite dangtį.

Šilumos siurblys „pasidaryk pats“ namų šildymui

Garintuvas veikia žemesnėje temperatūroje, todėl galite pasiimti už jį pigesnį plastikinį indą, į kurį supjaustomi adapteriai, kad būtų galima prisijungti prie žemės kilpos. Nuo kondensatoriaus jis taip pat skiriasi šilumokaičio ritės vieta – įleidimo anga (skystoji freono fazė iš išsiplėtimo vožtuvo) iš apačios, išėjimo į kompresorių iš viršaus.

Grandinės montavimas

Pagaminus šilumokaičius, dujų-hidraulinė grandinė surenkama:

  • kompresorius, kondensatorius ir garintuvas sumontuoti vietoje;
  • variniai vamzdžiai yra lituoti arba sujungti su flanšu;
  • prijunkite garintuvą prie žemės grandinės siurblio;
  • prijunkite kondensatorių prie šildymo sistemos.

Šilumos siurblys „pasidaryk pats“ namų šildymui 1 – dirvožemio kontūro cirkuliacinis siurblys; 2 – garintuvas; 3 – dirvožemio kontūro išėjimas; 4 – termostatinis vožtuvas; 5 – kompresorius; 6 – prie šildymo sistemos; 7 – kondensatorius; 8 – šildymo sistemos grąžinimas

Elektros grandinė (kompresorius, įžeminimo grandinės siurblys, avarinė automatika) turi būti prijungta per tam skirtą grandinę, kuri turi atlaikyti gana dideles paleidimo sroves..

Būtina naudoti grandinės pertraukiklį, taip pat avarinį išjungimą iš temperatūros jungiklio: vandens išleidimo angoje iš kondensatoriaus (perkaitimo atveju) ir sūrymo išleidimo angą iš garintuvo (peršalimo atveju)..

Skaityti daugiau  Kaip pasirinkti lizdus ir jungiklius: tipai ir tipai
Įvertinkite šį straipsnį
( Kol kas nėra įvertinimų )
Pridėti komentarų

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: