Hoe u een lucht-water-warmtepomp maakt: apparaatdiagrammen en zelfmontage

Door de regelmatige stijging van de kosten van verwarmingsvloeistoffen wordt er steeds meer vraag naar alternatieve verwarmingsmethoden.Bijvoorbeeld een praktische lucht-water-warmtepomp die luchtenergie gebruikt voor verwarming. De installatie vereist geen dure verbruiksartikelen, is gemakkelijk te gebruiken en veilig.

Vanwege de aanzienlijke prijs van de fabrieksmontage van de eenheid, zijn veel mensen geïnteresseerd in het zelfstandig bouwen van dit systeem. We zullen u vertellen wat een thuisvakman nodig heeft om een ​​zelfgemaakte warmtepomp te bouwen. Hier leest u welke technische uitrusting u in voorraad moet hebben.

Kenmerken van het lucht-water thermische systeem

De warmtepomp waaraan dit artikel is gewijd, in tegenstelling tot andere aanpassingen van een soortgelijk apparaat (in het bijzonder water water en grondwater), heeft een aantal voordelen:

• bespaart elektriciteit;
• voor de installatie zijn geen grootschalige graafwerkzaamheden, het boren van putten of het verkrijgen van speciale vergunningen nodig;
• Als u het systeem aansluit op zonnepanelen, kunt u de volledige autonomie ervan garanderen.

Een belangrijk voordeel van een thermisch systeem dat windenergie onttrekt en omzet in water is de 100% milieuveiligheid.

Voordat u begint met het ontwerpen van een pomp, moet u uitzoeken in welke gevallen het systeem het meest effectief is en wanneer het gebruik ervan ongepast is.

Een warmtepompsysteem dat energie uit de luchtmassa haalt, kan worden gebruikt om alle soorten koelmiddelen te verwarmen die in het GOS worden gebruikt: water, lucht, stoom

Bijzonderheden over toepassing en werking

De warmtepomp werkt uitsluitend productief in het temperatuurbereik van -5 tot +7 graden. Bij een luchttemperatuur van +7 genereert het systeem meer warmte dan nodig is, en bij temperaturen onder -5 is dit niet voldoende voor verwarming. Dit komt door het feit dat de geconcentreerde freon in de structuur kookt bij een temperatuur van -55 graden.

Theoretisch kan het systeem zelfs bij vorst van 30 graden warmte genereren, maar voor verwarming zal het niet voldoende zijn, omdat de verwarmingscapaciteit rechtstreeks afhangt van het verschil tussen het kookpunt van het koelmiddel en de luchttemperatuur.

Daarom zal dit systeem niet geschikt zijn voor inwoners van de noordelijke regio's, waar het koude weer eerder begint, maar in huizen in de zuidelijke regio's kan het effectief enkele koude maanden dienst doen.

Als er standaardbatterijen in de kamer zijn geïnstalleerd, zal de warmtepomp minder efficiënt werken. Het lucht-waterapparaat kan het beste worden gecombineerd met convectoren en andere radiatoren met een groot oppervlak "warme vloer"-systemen, “warme muren” van het watertype.

Ook moet de kamer zelf goed geïsoleerd zijn van buitenaf, ingebouwde ramen met meerdere kamers hebben die een betere thermische isolatie bieden dan conventionele houten of plastic ramen.

De warmtepomp werkt het beste samen met een op water gebaseerd ‘warme vloer’-systeem, waarbij het koelmiddel niet boven de 40 - 45ºC hoeft te worden verwarmd

Eigengemaakt Warmtepomp zal huizen tot 100 vierkante meter effectief kunnen verwarmen. m en levert gegarandeerd een vermogen van 5 kW. Het moet duidelijk zijn dat het onmogelijk is om freon met voldoende kwaliteit te vullen in een structuur die onder huiselijke omstandigheden is gecreëerd, dus reken op het kookpunt tot -22 graden.

Het zelf in elkaar te zetten apparaat is ideaal voor het leveren van warmte aan een garage, serre, bijkeuken, klein privézwembad enz. Het systeem wordt meestal gebruikt als bijverwarming.

Elektrische ketel of andere traditionele uitrusting voor het stookseizoen zal in ieder geval vereist zijn. Tijdens strenge vorst (-15-30 graden) wordt aanbevolen om de warmtepomp uit te schakelen om verspilling van elektriciteit te voorkomen, omdat het rendement in deze periode niet meer dan 10% bedraagt.

Warmtepompen leveren voldoende energie om water in overdekte privézwembaden te verwarmen (+)

Werkingsprincipe van het systeem

De werkzame stof in de structuur is lucht. Via de buitenunit, die buiten wordt geïnstalleerd, komt zuurstof via leidingen de verdamper binnen, waar het in wisselwerking staat met het koelmiddel.

Onder invloed van de temperatuur wordt freon gasvormig (aangezien het kookt bij -55 graden) en komt het in verwarmde vorm onder druk de compressor binnen. Het apparaat comprimeert het gas, waardoor de temperatuur stijgt.

Hete freon komt het circuit van de opslagtank (condensor) binnen, waar warmte wordt overgedragen aan water, dat vervolgens kan worden gebruikt om de verwarming te organiseren en FGP. In de condensor verliest de freon slechts een deel van zijn warmte en bevindt zich nog steeds in gasvormige toestand.

Door het gaspedaal te passeren, wordt het koelmiddel gespoten, waardoor de temperatuur daalt. Freon wordt vloeibaar en komt in deze vorm in de verdamper terecht. De cyclus herhaalt zich.

De figuur toont schematisch de implementatie van het principe van een elementaire warmtepomp, gedeeld door een compressor en een expander in twee circuits: hoge en lage druk

Voor degenen die zelf willen bouwen Warmtepomp van afvalmaterialen en gebruikte apparatuur, bijvoorbeeld van een oude koelkast, de informatie in ons aanbevolen artikel zal helpen.

Bouw van een lucht-water-warmtepomp

Een warmtepompsysteem bestaat uit vier hoofdelementen:

• buitenunit;
• warmtewisselaar-verdampertanks;
• compressoreenheid;
• opslagtank (condensator).

Laten we eens kijken naar de ontwerpkenmerken van elk blok.

Het monteren van de buitenunit

Om een ​​extern blok te maken heeft u het volgende nodig:

• Kader. Traditioneel is een unit gemaakt van een split-systeem, wasmachine of andere grote apparatuur geschikt; soms bouwen ze deze zelf lassen metalen elementen. Na montage is het belangrijk om het metaal te behandelen met corrosiewerende poederverf.
• Fan. Het product kan worden geleend van een oude werking airconditioningsystemen of apart kopen.

Het ventilatormodel moet brede kunststof bladen hebben en bij voorkeur een afneembare motor, zodat deze op de sensor kan worden aangesloten.

Om de buitenunit te monteren heb je een behuizing en een ventilator onder het airconditioningsysteem nodig. Geschatte parameters van het blok – 75x85x30 cm

In de buitenunit kunnen een verdamper en hulpelementen voor de werking ervan worden geïnstalleerd, maar het is beter om deze onderdelen in een aparte behuizing te plaatsen.

Installeer de buitenunit op een afstand van 2-10 m van het huis. Het is belangrijk om er een fundering voor te bouwen en een overkapping te installeren om de constructie tegen neerslag te beschermen. Het is ook noodzakelijk om een ​​rooster vóór de ventilator te bevestigen om te voorkomen dat vuil, vuil en bladeren in de ventilatorbladen en -leidingen terechtkomen.

Bovendien is het raadzaam om verwarmingselementen te installeren die de zijkanten en panelen beschermen tegen ijsvorming.In dit geval is extra verwarming van de behuizing niet nodig. De plaats waar de unit wordt geïnstalleerd, moet goed geventileerd zijn en uit de buurt van bronnen van open vuur.

Blok met warmtewisselaar-verdamper

De verdamper kan kant-en-klaar worden gekocht via de diensten van online leveranciers, of u kunt deze zelf maken. 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 kun je 10 m nemen. Freon wordt verwarmd en gecirculeerd in de verdamper, evenals in contact met lucht.

Om een ​​warmtewisselaar te maken, moet je een spoel bouwen. Om dit te doen, wordt de draad rond een dikwandige buis gewikkeld met een diameter die de breedte van de tank niet overschrijdt. Het is belangrijk om sneden achter te laten die buiten de hoogte van het lichaam uitsteken. Ze zullen nodig zijn om de spoel aan te sluiten op 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 om een ​​gasfles, pijp of plastic fles gevuld met water gewikkeld.

Er worden 2 fittingen in het lichaam gesneden voor het verbinden van pijpleidingen en er worden twee connectoren gemaakt voor de draaduitgang. De aansluitingen zijn afgedicht. De afgewerkte structuur wordt vastgezet met L-vormige beugels.

Het wordt aanbevolen om bovendien een ontdooirelais op de verdamper te installeren, omdat er lucht in de tank zal circuleren waarvan de temperatuur negatief is. In dit geval kan de condensatie die zich in het systeem ophoopt leiden tot bevriezing van de verdamper. Om de vorming van vocht te voorkomen, kunt u bovendien een filterdroger in het systeem plaatsen.

Regels voor compressorinstallatie

Om de compressor te installeren, heeft u een aparte behuizing met geluids- en trillingsisolatie nodig, omdat bijna alle wijzigingen aan het apparaat tijdens bedrijf luidruchtig zijn. U kunt een gebruikte compressor onder een koelkast of airconditioner vandaan halen of een nieuw model kopen.

De volgende typen compressoren zijn geschikt voor warmtepompen:

1. Roterend compressoren zijn het goedkoopst, maar hebben een aantal nadelen: ze zijn luidruchtig, hebben een laag rendement en gaan 8-10 jaar mee.
2. Spiraal wijzigingen zijn geïnstalleerd in alle moderne modellen airconditioners en koelkasten. Ze zijn duurzaam (15-20 jaar), stil, efficiënt, maar duur.
3. Zuiger modellen worden voornamelijk geïnstalleerd op industriële koelkasten. De producten hebben een goed rendement, zijn duurzaam (15-20 jaar), maar zijn extreem luidruchtig en duur.

Voor een warmtepomp is het noodzakelijk om een ​​enkelfasige compressor te selecteren. Voordat u tot aanschaf overgaat, is het belangrijk om uit te zoeken met welk type freon het apparaat werkt. Het is aan te raden om een ​​model aan te schaffen dat op R22 draait, bij voorkeur op R422. Dit type koelmiddel is gemakkelijker om mee te werken dan welk ander type freon dan ook.

De compressor is via buizen verbonden met de verdamper- en condensoreenheid. Dankzij het apparaat verhoogt freon de temperatuur.

Ontwerp van een opslagtank (condensator)

Om een ​​condensor te maken, heb je een behuizing nodig van een ketel van 100 liter of een andere roestvrijstalen tank met hetzelfde volume. Er is ook een spoel van koperen buis vereist. Een pomp van 5 kW kan 12 meter draad gebruiken. Hete freon zal door de spiraalbuis stromen, waardoor het water opwarmt.

Stap 1: Een spoel maken

Om een ​​spoel te maken heb je koperdraad nodig met een diameter van minimaal 26 mm en een wanddikte van 1 mm. Het moet op een buis worden gewikkeld die een kleinere doorsnede heeft dan die van de tank.

De hoogte van de spiraal moet overeenkomen met de hoogte van het lichaam. Het is belangrijk om de leidinguitlaten buiten de tank te laten, zodat de spiraal op de verdamper en de compressor kan worden aangesloten.

Stap 2: De zaak voorbereiden

Om de spoel te installeren, moet de tank worden doorgesneden. U moet aan de boven- en onderkant gaten maken voor de koperdraaduitlaten, en ook extra compartimenten uitsnijden voor het installeren van 2 fittingen, waarvan er één is ontworpen voor de waterafvoer en de andere voor de inlaat. Na deze procedures moet de tank worden afgedicht.

De warmtewisselaar-compressor kan afzonderlijk worden aangeschaft als afgewerkte structuur. Met behulp van een in de fabriek gemonteerd apparaat kunt u het vermogen en de efficiëntie van de installatie vergroten.

Volgens de regelgeving van Montreal zal het koelmiddel met het label R22 tegen 2030 uitgefaseerd zijn. Om het systeem te vullen, is het beter om het vervangende koelmiddel R422 te gebruiken

De buitenunit aansluiten op de verdamper

Om de buitenunit en de verdamper aan te sluiten zijn 2 polyethyleen buizen nodig HDPE 32. Lucht gaat door de ene pijp en verlaat de andere.

De buizen kunnen in de grond worden ingegraven, nadat eventueel zandmateriaal aan de sloot is toegevoegd, of op het oppervlak worden achtergelaten als de buitenmantel zich in de buurt van het huis bevindt.

Aansluiting van verdamper, compressor en tank

Freon circuleert in dit systeem. Om spoelen met een compressor en gasklep aan te sluiten, moet u contact opnemen met koelspecialisten.Het zal moeilijk zijn voor iemand die geen ervaring heeft met soldeerwerk, zelfs als hij over de gereedschappen en materialen beschikt, om alle elementen correct in één systeem aan te sluiten om de werking van de constructie te garanderen.

Bovendien zijn er veel extra materialen nodig: buizen met verschillende diameters, verschillende aanpassingen aftapkranen, ontluchtingskleppen, veiligheidskleppen, evenals pijpklemmen, klemmen, pijpsnijders voor het snijden van pijpleidingsecties.

U hebt ook andere gespecialiseerde apparaten nodig die verkrijgbaar zijn in elke reparatiewerkplaats voor koelkasten en airconditioning.

Hoogwaardige injectie van freon wordt ook uitgevoerd met behulp van speciale apparatuur. Daarom is het handiger en winstgevender om zich tot professionals te wenden om warmtewisselaars, een compressor en een gasklep te combineren tot een werkend systeem.

Implementatie van plantcontrolesystemen

Om de freondruk en -temperatuur te controleren, kunt u een bord met een display onder elke airconditioner gebruiken. Tijdens het soldeerproces kan met behulp van specialisten het ontwerp op de juiste manier in de installatie worden geïmplementeerd.

Het is ook mogelijk om een ​​speciaal apparaat aan te sluiten: een ventilatorrotatiesensor. Het regelt de rotatiesnelheid van de messen en automatiseert ook de snelheid van de freon-circulatiepomp.

Bovendien kunt u een timer instellen elektrische starter, een apparaat dat de compressor beschermt tegen oververhitting. Al deze onderdelen kunnen worden gekocht bij reparatiewerkplaatsen of op de vervangingsmarkt.

Vermogensberekening lucht-water-warmtepomp

Voor het verwarmen van een kamer met een oppervlakte van 100 m². m vereist een warmtepomp met een groter vermogen. Met behulp van de tabel kunt u het benodigde installatievermogen bij benadering berekenen:

Deze tabellen helpen u bij het berekenen van het spoeloppervlak om een ​​installatie met een bepaald vermogen te creëren

Om te bepalen welk vermogen de compressor moet hebben, welke diameter leidingen 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 calculators die op de websites van fabrikanten van warmtewisselaars zijn geplaatst.
• Software toepassen CoolPack 1,46, Copeland.
• Nodig een specialist uit die de nodige metingen en berekeningen zal uitvoeren.

Gebied van de condensorspiraal (PZK) kan worden berekend met de formule:

PZK = M/0,8DT,

waarbij M het installatievermogen in kW is; 0,8 - thermische geleidbaarheidscoëfficiënt bij contact met water en koper; DT is het temperatuurverschil tussen de inkomende en uitgaande lucht in het systeem.

De hierboven gegeven warmtepompparameters zijn geschikt voor ruimtes tot 100 vierkante meter. meter. Installatievermogen - 5 kW. Als u speciale warmtewisselaars aanschaft, is het heel goed mogelijk om het installatievermogen te verhogen tot 10-15 kW.

De figuur toont een systeem waarbij warmtewisselaars, een compressor en een smoorklep in één tank zijn gecombineerd. Het ontwerp maakt gebruik van fabriekswarmtewisselaars (+)

Onderhoud van een zelfgemaakte installatie

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 opgewarmd, omdat zich op het oppervlak een ijskorst 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, de stroomkabel die de compressor, de ventilator en andere apparaten voedt, te controleren.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

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 effectieve en goedkope apparaten voor extra verwarming van uw huis. Iedereen kan dit systeem maken en installeren.

Schrijf opmerkingen in het onderstaande blok. Misschien heeft u interessante informatie en foto's over het onderwerp van het artikel? Stel vragen, deel uw eigen mening en tips die nuttig zijn voor sitebezoekers.