Gør-det-selv varmepumpe til opvarmning i hjemmet

En varmepumpe er en interessant ting, men dyr. De omtrentlige omkostninger ved udstyr + eksterne kredsløbsenheder er fra $ 300 til $ 1000 pr. 1 kW strøm. At kende det russiske folks "håndevne" er det let at antage, at mere end en håndlavet varmepumpe fungerer i det store omfang af vores store og forskelligartede hjemland. Ofte er der hjemmelavede enheder, der er lavet af "køleskabe". Og dette er forståeligt, fordi varmepumpen og fryseren fungerer efter det samme princip, er det bare, at systemet med varmeanlæg er fokuseret på at samle varme, ikke fjerne det, og kompressoren bruges med en højere effekt.

Læs om, hvordan det fungerer her.

Hvad kan være en varmekilde for en varmepumpe

Varme til opvarmning af rummet kan tages fra luften udenfor. Men her vil uundgåeligt opstå driftsvanskeligheder: temperaturudsving, endda gennemsnitligt dagligt, er for store, for ikke at nævne det faktum, at varmepumpen viser normal effektivitet ved temperaturer over 0o C. Og hvor mange regioner har vi sådan et billede om vinteren ? Om foråret, og selv da ikke tidligt, og ikke i hele territoriet og ikke hele tiden.

Ethvert miljø kan være en varmekilde for dit hjem opvarmede varmepumpe

En varmekilde placeret i vandet ser meget mere acceptabel ud. Hvis der er en flod, en sø eller en dam med en anstændig dybde i nærheden, er det bare godt: du kan simpelthen drukne rørledningen. Det er kun vigtigt, at fiskere med donks ikke fisker der.

En anden god mulighed er en brønd, men der er en mulighed for, at vandstanden falder, og du bliver nødt til at kigge efter en anden kilde. Men indtil videre er alt i orden, det fungerer godt: den gennemsnitlige vandtemperatur i underjordiske horisonter er 5-7 oC. Dette er mere end nok til drift af varmepumpen.

Du kan blive overrasket, men du kan også bruge kloaksystemet - temperaturerne der er højere end i brøndene. Rørledningen kan placeres i en cesspool eller brønd, men på betingelse af, at den til enhver tid er dækket af vand. Og røret skal være kemisk resistent.

En vandret underjordisk samler er en ekstremt besværlig opgave: det vil være nødvendigt at fjerne jorden fra flere hundrede kvadratmeter til en dybde under frysepunktet. Dette er meget store mængder, der ikke kan mestres alene eller endda med en assistent. Og som praksis har vist, er sådanne systemer under vores klimatiske forhold ineffektive: vintrene er for hårde.

Med lodrette samlere er tingene ikke bedre - du kan næppe klare dig uden boreudstyr. Brøndenes antal og dybde afhænger af jorden: rækkevidden for mulig fjernelse af varme fra en meter af en brønd er meget stor. Fra 25 W / m i tør knust sten og sandjord, op til 80-85 W / m i våd knust sten og sandjord eller i granit. Følgelig er forskellen i længden af ​​brøndene 3 gange og mere.

Her er et diagram over opvarmning af et hus med en varmepumpe. Når der som i det beskrevne eksempel anvendes to brønde og i mangel af en lukket sløjfe, skal afstanden mellem de to brønde være mindst 20 meter. Og du skal tage højde for strømningsretningen, så koldt vand fra pumpen ikke sænker temperaturen i "donor" -brønden

I det beskrevne eksempel på en hjemmelavet varmepumpe er varmekilden en brønd med god vandgennemstrømningshastighed. Vand ankommer så hurtigt, at det dækker forbruget til husholdningens behov og er nok til at overføre den krævede mængde varme (den krævede vandgennemstrømning blev beregnet, og pumpen blev valgt i overensstemmelse hermed).Men varmekilden til denne modifikation kan være en hvilken som helst af de ovenfor beskrevne, undtagen luft. Efter at have besluttet varmekilden, vil det være muligt at lave en varmepumpe til opvarmning af huset.

Typer af varmepumper

For klart at forstå, hvad en varmepumpe er, skal du vide, hvad der er varmebæreren for den på konturerne af dens struktur uden for og inde i huset. Disse kølevæsker klassificerer denne enhed.

Typer af varmepumper

Enheden modtager energi til sin drift fra følgende kilder:

• vand. Kilden kan være en vandmasse, centraliseret vandforsyning eller en brønd osv.
• grunding
• luft.

Indendørs bruges den energi, der opnås med en sådan enhed, ikke kun til opvarmning, men også til klimaanlæg samt opvarmning af vand. Kombinationen af ​​forskellige anvendte funktioner og elementer gør det muligt at opdele varmepumper i flere typer, der inkluderer:

• vand-vand;
• luft-vand;
• jord-vand.

Vand-luft

De mest effektive systemer til opvarmning er vand-vand-systemer. Denne effektivitet skyldes, at temperaturen på vandet, der bruges i store dybder, er konstant og har ret høje indikatorer. For at få energi fra denne type kilde kan de bruge:

• brønde og brønde, ved hjælp af hvilke grundvand pumpes;
• åbne vandområder, der inkluderer floder og søer;
• spildevand, der er blevet brugt i industrien til teknologi.

En varmepumpe, der bruger energi udvundet fra et åbent reservoir, kræver de laveste omkostninger. I dette tilfælde skal du fylde rør med et kølemiddel og sænke dem ned i vandet. I tilfælde af grundvand anvendes en dyrere struktur, da dens implementering allerede er vanskeligere. For at dumpe vand skal du bygge en brønd. Dette vand vil passere gennem varmeveksleren.

Luft-til-vand- eller luftkredsløb

En luft-til-vand-varmepumpe kombinerer fordele og ulemper. Fordelene inkluderer ubrugelighed i udviklingen af ​​brønde med stor dybde og arbejde i forbindelse med jordrensning. Ulempen ved disse enheder er dens lave effekt i den kolde årstid, hvilket påvirker dens laveste effektivitet blandt andre modeller. For at bruge denne enhed er det nødvendigt at montere det relevante udstyr på husets tag.

Luftkilde varmepumpe

Fordelen ved dette design kan tilskrives dets evne til at genbruge den efterladende varme fra lokalet, som opvarmer varmepumpen i form af røg, vand eller luft. Om vinteren kræves alternativ opvarmning for at eliminere manglen på varme.

Grundvand

En varmepumpe af denne type er også en meget effektiv energikilde til opvarmning. Dette skyldes, at varmen, der opnås fra jorden 5 meter dyb, har konstante temperaturværdier og ikke påvirkes af ændringer i vejrforholdene på jordens overflade. På det eksterne kredsløb er kølemidlet en særlig sikker sammensætning kaldet saltlage, som er sikker ud fra et miljømæssigt synspunkt.

Det eksterne kredsløb, der anvendes til denne type varmepumpe, kan være vandret eller lodret.

Rørene til dette system skal være af plast. Vandret udførelse kræver et stort areal. Når rørene er lagt under jorden, kan denne grund ikke bruges til landbrugsbehov.

Det er tilladt at dyrke en græsplæne eller planter i samme alder. Til lodret udførelse vil det være nødvendigt at udvikle flere brønde, hvis dybde varierer fra 50 til 150 meter, da jorden på en sådan dybde har en stabil og høj temperatur. En sådan enhed kaldes en geotermisk pumpe.For at overføre energi fra sådanne dybder anvendes specielle sonder.

Sådan fungerer varmepumpen

Miljøet omkring os har en vis mængde energi ved temperaturer over en grad. Med en varmepumpe kan denne energi udnyttes. Dets funktionsprincip er baseret på varmeoverførsel fra en kilde med lav potentiale med termisk energi til en varmebærer, hvis temperatur er meget højere.

Sådan fungerer varmepumpen

Dette implementeres som følger:

1. Kølemidlet kommer ind i rørledningen placeret i jorden. Det varmer op et par grader.
2. Derefter overfører kølemidlet, der er passeret ind i fordamperen, den energi, der blev opsamlet i fordamperen, til det interne kredsløb.
3. Kølemiddel er placeret i det eksterne kredsløb, som bliver gas efter opvarmning i en varmeveksler.
4. For at øge temperaturen på dette kølemiddel kommer det ind i kompressoren for kompression ved højt tryk.
5. Den allerede opvarmede kølemediegas kommer ind i kondensatoren, som igen afgiver varme til kølemidlet i rumets varmesystem.
6. Efter afslutningen af ​​cyklussen bliver kølemidlet, der har mistet varme, til en flydende tilstand og vender tilbage til sin oprindelige position.

Køleenheder arbejder på et lignende princip. Derfor varmepumper kan bruges til at kondensere luft i varmt vejr år (split-systemer), som fra køleskabet.

Fra driftserfaringen med en gør-det-selv varmepumpe

Som praksis har vist, er ydeevnen for den præsenterede mulighed lav: 2,6-2,8 kW. Der er ikke behov for at tale om denne varmepumpes høje effektivitet: på et område på 60 m2 ved -5 oC udendørs opretholder den selv + 17oC. Men systemet blev overvejet og installeret under kedlen - radiatorer ved en indgangstemperatur på + 45oC kan simpelthen ikke give mere ud. Systemet i huset fungerede gammelt, og antallet af radiatorer blev ikke øget, men indtil videre i kulden varmet de op med en komfur.

Hvis der tilføjes en regenerativ varmeveksler til strukturen, øger dette effektiviteten med 10-15%. I betragtning af at omkostningerne er lave, kan du gøre det. Du skal bruge to kobberrør på 1,5 meter hver. En med en diameter på 22 mm, den anden - 10 mm. En 4-leder leder (længde 3-4 meter, diameter 4 mm) vikles på en tyndere for at øge varmevekslingsområdet, dens ender er loddet til røret, så de ikke vikles. Trådviklet rør indsættes forsigtigt i røret med større diameter. Det skal installeres mellem kompressoren og fordamperen. Forfining er ubetydelig, men det øger effektiviteten betydeligt. Det er sandt, at det under visse forhold er usikkert: varmt freon kan komme ind i kompressoren, hvilket vil føre til svigt.

Forbedring af kredsløbet: Du kan tilføje en regenerativ varmeveksler, som øger produktiviteten med ca. 15-20%

Den anden mulighed for at øge effektiviteten, mere sikker og ikke mindre effektiv, er at bygge en ekstra varmeveksler til opvarmning af vand eller glykol.

Hvad skal du se efter, hvis du beslutter dig for at lave din egen varmepumpe. Der er et par ting, der kun kan læres af erfaring:

• Startstrømmene for denne særlige installation var meget anstændige. Der var ikke altid nok netværksressourcer til at køre installationen. Derfor, hvis du foretager en seriøs installation, er det bedre at tage en trefaset kompressor og levere henholdsvis en trefaset input. Ja, ikke billigt, men for en stabil start af en enfaset kompressor kræves en elektronisk stabilisator med anstændig effekt, som heller ikke kan kaldes billig.
• En varmepumpe på et færdigt kølersystem giver ikke normal stuetemperatur. De er designet til en anden kølevæsketemperatur, som disse installationer, især hjemmelavede, ekstremt sjældent er i stand til at give.Derfor skal du enten opgradere systemet (ved at tilføje mindst det samme antal radiatorafsnit) eller installere vandbund.
• Hvis der er tre vandringe i en brønd, betyder det ikke, at den har en stor debitering. Du skal vide, hvor meget vand han er i stand til at give med det konstante valg.

Princippet om drift af varmepumpen

Særpræget ved varmepumper er, at de fungerer fra naturlige energikilder. Pumpen har ikke brug for diesel, elektricitet eller faste brændstoffer for at frigive varmeenergi.
Kilden til energi er vand, atmosfære og jord. Pumperne genererer ikke varme, men overfører dem simpelthen til bygningen. Dette bruger en lille mængde elektricitet.

For at give et hus varme, behøver du kun en varmepumpe og en varmekilde. Driftsprincippet for systemet ligner det i et konventionelt køleskab, tværtimod. I dette tilfælde tages varmen udefra og overføres til huset.

Et vigtigt punkt: Hovedelementet i et alternativt varmesystem er netop varmepumpen, derfor skal dens konstruktion tilnærmes meget omhyggeligt.
Pumpen består af følgende elementer:

Funktioner ved luft-til-luft varmepumpe:

• kompressor, som er et mellemliggende element i systemet;
• fordamper. Overførslen af ​​lavpotentiel energi finder sted i den;
• en gashåndtagsventil, gennem hvilken kølemidlet (freon) vender tilbage til fordamperen;
• kondensator, hvor freon afkøles og varmeenergi frigives.

Pumpen fungerer efter et bestemt princip. Det ser sådan ud:

Princippet om drift af varmepumpen. (Klik for at forstørre)

1. Lavkvalitetsvarme, der frigøres fra eksterne energikilder, overføres gennem rør til fordamperen - til det første element i pumpens design. Varme overføres af varmebærere, der er i stand til at modstå lave temperaturer og ikke fryser på samme tid.
2. Her overføres varmen til kølemidlet, som cirkuleres i en lukket sløjfe i systemet. Freon bruges ofte som kølemiddel.
3. I kompressoren virker freon på freon, hvilket øger dens temperatur markant.
4. I det næste trin kommer kølemidlet ind i kondensatoren, hvor varmen overføres til varmesystemets kredsløb. Som et resultat går varmen ind i rummet, og freon, når det afkøles, vender tilbage til flydende tilstand.
5. Gennem den trykreducerende ventil går freon tilbage til fordamperen, hvor processen gentages.

Baseret på pumpens driftsprincip bruges kun elektricitet på kompressorens drift. Som et resultat gør dette varmepumpen til den mest økonomiske måde at overføre varme på.

Du kan være interesseret i en artikel om funktionerne i varmepumper til opvarmning af hjemmet. Du kan studere en detaljeret klassificering af varmepumper i denne artikel.

Resultater

Utvivlsomt er omkostningerne ved en varmepumpe fra et klimaanlæg flere gange lavere end færdige fabriksmuligheder, selv de, der er fremstillet i Kina. Men der er mange nuancer her: du skal passe på kilden og mængden af ​​tilført varme, korrekt beregne længden på varmevekslere (spoler), installere automatisering, give garanteret strøm osv. Men hvis du er i stand til at løse disse problemer, er det utvivlsomt gavnligt. Lad os give dig nogle råd: i det første år er det meget ønskeligt at have backup-opvarmning, og test og prøvekørsel er bedre at udføre om sommeren, så der er tid til at revidere enheden inden start af fyringssæsonen.

Fordele og ulemper ved varmepumper

Til plusserne brug af varmesystemer baseret på brug af varmepumper kan tilskrives det følgende:

• Rentabilitet under drift
• Installations miljøsikkerhed;
• Brandsikkerhed af installationer;
• Operationel pålidelighed;
• Arbejdets autonomi.

Ulemperne inkluderer:

• Høj pris;
• Kompleksiteten af ​​hele komplekset af værker;
• Behovet for større reparationer efter udløbet af levetiden i forbindelse med betydelige materielle investeringer.