Siltumsūknis ir interesanta lieta, bet dārga. Iekārtas un ārējās ķēdes ierīču aptuvenās izmaksas ir no 300 līdz 1000 ASV dolāriem par 1 kW jaudas. Zinot krievu cilvēku "parocīgumu", ir viegli pieņemt, ka vairāk nekā viens ar rokām darināts siltumsūknis darbojas mūsu plašās un daudzveidīgās dzimtenes plašumos. Visbiežāk ir mājās izgatavotas ierīces, kuras izgatavoja "ledusskapji". Un tas ir saprotams, jo siltumsūknis un saldētava darbojas pēc viena principa, vienkārši siltummezglu sistēma ir vērsta uz siltuma savākšanu, nevis tā noņemšanu, un kompresoru izmanto ar lielāku jaudu.
Par to, kā tas darbojas, lasiet šeit.
Kas var būt siltumsūkņa siltuma avots
Siltumu telpas apsildīšanai var paņemt no ārā esošā gaisa. Bet šeit neizbēgami rodas darbības grūtības: temperatūras svārstības, pat vidēji dienā, ir pārāk lielas, nemaz nerunājot par to, ka siltumsūknis parāda normālu efektivitāti temperatūrā virs 0o C. Un cik reģionos mums ir šāda aina ziemā ? Pavasarī un pat tad ne agri, un ne visā teritorijā un ne visu laiku.
Jebkura vide var būt siltuma avots jūsu siltumsūkņa apsildāmajām mājām
Siltuma avots, kas atrodas ūdenī, izskatās daudz pieņemamāks. Ja tuvumā atrodas upe, ezers vai pienācīga dziļuma dīķis, tas ir vienkārši lieliski: jūs varat vienkārši noslīcināt cauruļvadu. Svarīgi tikai tas, lai zvejnieki ar doniem tur nezvejotu.
Vēl viena laba iespēja ir aka, taču pastāv iespēja, ka ūdens līmenis pazemināsies, un jums būs jāmeklē cits avots. Bet līdz šim viss ir kārtībā, tas darbosies labi: vidējā ūdens temperatūra pazemes horizontos ir 5-7 oC. Tas ir vairāk nekā pietiekami siltumsūkņa darbībai.
Jūs varat būt pārsteigts, bet jūs varat arī izmantot kanalizācijas sistēmu - tur temperatūra ir augstāka nekā akās. Cauruļvadu var ievietot tvertnē vai akā, bet ar nosacījumu, ka tas vienmēr ir pārklāts ar ūdeni. Un caurulei būs jābūt ķīmiski izturīgai.
Horizontāls pazemes kolektors ir ārkārtīgi darbietilpīgs uzdevums: būs nepieciešams noņemt augsni no vairākiem simtiem kvadrātmetru līdz dziļumam zem sasalšanas punkta. Tie ir ļoti lieli apjomi, kurus nevar apgūt atsevišķi vai pat ar palīgu. Un, kā liecina prakse, mūsu klimatiskajos apstākļos šādas sistēmas ir neefektīvas: ziemas ir pārāk skarbas.
Izmantojot vertikālos kolektorus, viss nav labāk - bez urbšanas aprīkojuma jūs diez vai varēsiet iztikt. Aku skaits un dziļums ir atkarīgs no augsnes: iespējamās siltuma noņemšanas diapazons no akas metra ir ļoti liels. No 25 W / m sausā šķembā un smilšainā augsnē, līdz 80-85 W / m mitrā šķembu un smilšainā augsnē vai granītā. Attiecīgi urbumu garuma atšķirība ir 3 reizes un vairāk.
Šeit ir diagramma par mājas apsildīšanu ar siltumsūkni. Izmantojot, tāpat kā aprakstītajā piemērā, divas akas un, ja nav slēgtas cilpas, attālumam starp abiem urbumiem jābūt vismaz 20 metriem. Un jums jāņem vērā plūsmas virziens, lai auksts ūdens no sūkņa nesamazinātu temperatūru "donora" akā
Aprakstītajā pašmāju siltumsūkņa piemērā siltuma avots ir aka ar labu ūdens plūsmas ātrumu. Ūdens nonāk tik ātri, ka tas sedz patēriņu mājsaimniecības vajadzībām un ir pietiekams, lai nodotu nepieciešamo siltuma daudzumu (tika aprēķināts nepieciešamais ūdens plūsmas ātrums un attiecīgi izvēlēts sūknis). Bet šīs modifikācijas siltuma avots var būt jebkurš no iepriekš aprakstītajiem, izņemot gaisu.Pieņemot lēmumu par siltuma avotu, būs iespējams izgatavot siltumsūkni mājas apkurei.
Siltumsūkņu veidi
Lai skaidri saprastu, kas ir siltumsūknis, jums jāzina, kāds ir tā siltumnesējs uz tā konstrukcijas kontūrām ārpus mājas un iekšpusē. Šie dzesēšanas šķidrumi klasificē šo ierīci.
Ūdens-gaiss
Visefektīvākās apkures sistēmas ir ūdens-ūdens sistēmas. Šī efektivitāte ir saistīta ar faktu, ka lielā dziļumā izmantotā ūdens temperatūra ir nemainīga un tai ir diezgan augsti rādītāji. Lai iegūtu enerģiju no šāda veida avotiem, viņi var izmantot:
- akas un akas, ar kuru palīdzību tiek sūknēti gruntsūdeņi;
- atklātas ūdenstilpes, kas ietver upes un ezerus;
- notekūdeņi, kas rūpniecībā izmantoti tehnoloģijai.
Siltumsūknim, kas izmanto enerģiju, kas iegūta no atvērta tipa rezervuāra, būs nepieciešamas viszemākās izmaksas. Šajā gadījumā jums būs jāielādē caurules ar dzesēšanas šķidrumu un jānolaiž tās ūdenī. Gruntsūdeņu gadījumā tiek izmantota dārgāka struktūra, jo tās ieviešana jau ir sarežģītāka. Lai izgāztu ūdeni, jums jāveido aka. Šis ūdens izies caur siltummaini.
Gaiss-ūdens vai gaisa ķēde
Siltumsūknis "gaiss-ūdens" apvieno plusus un mīnusus. Priekšrocības ietver bezjēdzīgumu liela dziļuma urbumu izstrādē un darbu, kas saistīts ar augsnes tīrīšanu. Šo ierīču trūkums ir zemā jauda aukstajā sezonā, kas ietekmē zemāko efektivitāti starp citiem modeļiem. Lai izmantotu šo ierīci, uz mājas jumta ir jāuzstāda atbilstošs aprīkojums.
Gaisa siltumsūknis
Šī dizaina priekšrocība ir attiecināma uz tā spēju atkārtoti izmantot atstājošo siltumu no telpām, kas silda siltumsūkni dūmu, ūdens vai gaisa formā. Ziemā, lai novērstu siltuma trūkumu, būs nepieciešama alternatīva apkure.
Gruntsūdens
Šāda veida siltumsūknis ir arī ļoti efektīvs enerģijas avots apkurei. Tas ir saistīts ar faktu, ka siltumam, ko iegūst no zemes 5 metru dziļumā, ir nemainīgas temperatūras vērtības, un to neietekmē laika apstākļu izmaiņas uz zemes virsmas. Ārējā kontūrā dzesēšanas šķidrums ir īpašs drošs sastāvs, ko sauc par sālījumu, kas ir drošs no vides viedokļa.
Šāda veida siltumsūkņiem izmantotā ārējā ķēde var būt horizontāla vai vertikāla.
Šajā sistēmā izmantotajām caurulēm jābūt plastmasas. Horizontālai izpildei nepieciešama liela zemes platība. Pēc tam, kad caurules ir novietotas zem zemes, šo zemes gabalu nevar izmantot lauksaimniecības vajadzībām.
Ir atļauts audzēt zālienu vai tā paša vecuma augus. Vertikālai izpildei būs jāizstrādā vairākas akas, kuru dziļums svārstās no 50 līdz 150 metriem, jo šādā dziļumā augsnei ir stabila un augsta temperatūra. Šādu ierīci sauc par ģeotermālo sūkni. Lai pārsūtītu enerģiju no šāda dziļuma, tiek izmantotas īpašas zondes.
No pašmāju siltumsūkņa ekspluatācijas pieredzes
Kā liecina prakse, uzrādītās opcijas veiktspēja ir zema: 2,6-2,8 kW. Par šī siltumsūkņa augsto efektivitāti nav jārunā: 60 m2 platībā -5 oC ārā tas pats uztur + 17oC. Bet sistēma tika apsvērta un uzstādīta zem katla - radiatori, pie ieejas temperatūras + 45oC, vienkārši nevar dot vairāk. Sistēma mājā strādāja veca, un radiatoru skaits netika palielināts, taču līdz šim aukstumā tos sildīja plīts.
Ja struktūrai pievieno reģeneratīvo siltummaini, tas palielinās efektivitāti par 10-15%. Ņemot vērā to, ka izmaksas ir zemas, jūs to varat izdarīt. Jums būs nepieciešamas divas vara caurules katrā 1,5 metru garumā. Viens ar diametru 22 mm, otrais - 10 mm. 4-dzīslu vadītājs (garums 3-4 metri, diametrs 4 mm) tiek uzvilkts uz plānāka, lai palielinātu siltuma apmaiņas laukumu, tā galus pielodē pie caurules tā, lai tie neattīstītos. Stieples caurulīti maigi ievieto caurulē ar lielāku diametru. Tas jāuzstāda starp kompresoru un iztvaicētāju. Precizējums ir nenozīmīgs, bet tas ievērojami palielina efektivitāti. Tiesa, noteiktos apstākļos tas ir nedroši: kompresorā var nokļūt silts freons, kas novedīs pie tā atteices.
Kontūras uzlabošana: jūs varat pievienot reģeneratīvo siltummaini, kas palielinās produktivitāti par aptuveni 15-20%
Otra iespēja palielināt efektivitāti, drošāka un ne mazāk efektīva, ir iebūvēt papildu siltummaini ūdens vai glikola sildīšanai.
Ko meklēt, ja jūs nolemjat izveidot pats savu siltumsūkni. Ir dažas lietas, kuras var iemācīties tikai no pieredzes:
- Šīs konkrētās instalācijas sākuma strāvas bija ļoti pienācīgas. Ne vienmēr bija pietiekami daudz tīkla resursu, lai palaistu instalāciju. Tāpēc, ja veicat nopietnu uzstādīšanu, labāk ir ņemt trīsfāžu kompresoru un piegādāt attiecīgi trīsfāzu ieeju. Jā, nav lēti, bet vienfāzes kompresora stabilai iedarbināšanai ir nepieciešams pienācīgas jaudas elektronisks stabilizators, ko arī nevar saukt par lētu.
- Siltumsūknis uz gatavas radiatora sistēmas nedos normālu istabas temperatūru. Tie ir paredzēti citai dzesēšanas šķidruma temperatūrai, ko šīs iekārtas, it īpaši mājās izgatavotās, ārkārtīgi reti spēj dot. Tāpēc vai nu modernizējiet sistēmu (pievienojot vismaz tikpat daudz radiatoru sekciju), vai arī uzstādiet ūdens grīdas.
- Ja akā ir trīs ūdens gredzeni, tas nenozīmē, ka tam ir liels debets. Jums jāzina, cik daudz ūdens viņš spēj dot ar tā pastāvīgo izvēli.
Video
Šajā video ir sniegta informācija par siltumsūkņu īpašībām:
https://youtu.be/jU5ueYQY-88
Plašāka informācija par pašmāju sūkņa ierīci ir sniegta zemāk esošajā videoklipā:
Pēdējo desmitgažu laikā māju īpašnieki ir ieguvuši diezgan lielu apkures sistēmu izvēli. Vairs nav nepieciešams izveidot savienojumu ar centralizētiem tīkliem un izmantot tradicionālos avotus. Jūs varat izvēlēties aprīkojumu, kas darbojas ar alternatīvo enerģiju, taču tā galvenais trūkums ir tā augstās izmaksas. Vai tu piekrīti?
Tomēr, ja jūs izveidojat siltumsūkni ar savām rokām no vecā ledusskapja, sistēmas izmaksas var ievērojami samazināt. Un mēs jums pateiksim, kā to izdarīt.
Rakstā mēs esam izvēlējušies vienkāršākos risinājumus un nodrošinājuši tos ar detalizētiem rasējumiem un diagrammām. Tāpēc mājas meistaram nebūs grūti tos saprast. Turklāt šeit atradīsit soli pa solim sniegtas instrukcijas apkures iekārtu ražošanai. Un ievietotie videoklipi jums pastāstīs par siltumsūkņa dizaina īpašībām un tā savienojuma īpašībām.
Rezultāti
Neapšaubāmi, siltuma sūkņa izmaksas no gaisa kondicioniera ir vairākas reizes zemākas nekā gatavās rūpnīcas iespējas, pat tās, kas ražotas Ķīnā. Bet šeit ir daudz nianses: jums ir jārūpējas par piegādātā siltuma avotu un daudzumu, pareizi jāaprēķina siltummaiņu (spoles) garums, jāuzstāda automatizācija, jānodrošina garantēta jauda utt. Bet, ja jūs spējat atrisināt šīs problēmas, tad tas neapšaubāmi ir izdevīgs. Ļaujiet mums sniegt dažus padomus: pirmajā gadā ir ļoti vēlams, lai būtu rezerves apkure, un testēšana un izmēģinājums ir labāk veikt vasarā, lai būtu laiks pārskatīt ierīci pirms sākuma gada apkures sezonā.
Kas ir ģeotermālais sūknis
Kā darbojas siltumsūknis
Vispirms jums jāsaprot, kas ir ģeotermālais sūknis un pēc kāda principa tas darbojas, jo tieši viņš ir visas aprakstītās ierīces sirds.
Nevienam nav noslēpums, ka virs nulles temperatūra vienmēr tiek uzturēta zemes biezumā. Ūdens zem ledus atrodas tādā pašā stāvoklī. Šajā salīdzinoši siltajā vidē tiek ievietots slēgts cauruļvads ar šķidrumu.
Siltumsūkņu darbības shēma ir diezgan vienkārša un balstīta uz reverso Karota principu:
- Dzesēšanas šķidrums, pārvietojoties pa ārējo ķēdi, uzsilst no izvēlētā avota un nonāk iztvaicētājā.
- Tur tas apmainās ar enerģiju ar dzesētāju (parasti freonu).
- Freons vārās, pārvēršas gāzveida stāvoklī un kompresors to saspiež.
- Karstā gāze (tā sakarst 35–65oC robežās) nonāk citā siltummainī, kurā tā atdod savu siltumu mājas apkures vai karstā ūdens apgādes sistēmai.
- Atdzesētais dzesēšanas šķidrums atkal kļūst šķidrs un atgriežas jaunā lokā.
Noderīgi padomi
Visos mājas celtniecības posmos, sākot no projektēšanas, jāatceras, ka TN ir inerciāla sistēma. To var salīdzināt ar masveida krievu plīti, kuru parasti gatavoja reizi dienā. Tad uzkrātais siltums mājokli sildīja līdz nākamajam rītam.
Sienām, kas izgatavotas no smagiem baļķiem, ir diezgan augsta siltuma inerce. Vienkārši sakot, tie lēnām atdziest, kad naktī kļūst vēsāks. Laba siltuma inerce ar biezām akmens sienām un smagu betonu vai ķieģeļiem.
Putupolim un putu betonam ir labas siltumizolācijas īpašības. Bet to zemā īpatnējā svara dēļ tiem ir zema siltuma inerce. Siltumsūknis ēkā ar sienām, kas izgatavotas no šādiem materiāliem, ar strauju ārējā gaisa temperatūras pazemināšanos ne vienmēr spēs pietiekami daudz siltuma no ārpuses iesūknēt “siltās grīdas” apkures sistēmā.
Jums jāņem vērā arī citi faktori:
- Lai samazinātu siltuma zudumus vai vispār nesasaldētu caurules galvenajā līnijā starp māju un akām vai kolektoru, ir nepieciešams tos novietot dziļumā zem sasalšanas līmeņa. Krimā - pietiek ar 0,75 metriem, bet Maskavas platuma grādos - vismaz 1,5.
- Lielākie siltuma zudumi parasti notiek caur logiem. Tāpēc trīskāršais stiklojums nebūt nav greznība, bet gan ekonomiski pamatots ēkas risinājums. Ideāla iespēja ir izmantot brilles, kas var atspoguļot infrasarkano staru.
- Gadījumā, ja ūdens ņemšanai un novadīšanai tiek izmantota 2 aku opcija, attālumam starp tiem jābūt vismaz 20 metriem.
- Labāk vispirms izmēģiniet mājās gatavotu TN saimniecības telpā vai garāžā. Zemgrīdas apkures ierīkošana dzīvojamā rajonā prasīs papildu izmaksas. Uzziniet pasūtījumu, izmantojot saiti uz stūra kamīnu.
Kā padarīt siltumsūkni ar savām rokām
Dažas vadlīnijas šo ierīču izveidošanai ir aprakstītas tālāk:
- Pirmkārt, jums vajadzētu sākt iegādāties kompresoru, piemēram, piemēram, gaisa kondicionierī. Parasti tas ir piestiprināts pie sienas.
- Izgatavot vēl vienu svarīgu produkta daļu - kondensatoru - ir diezgan reāli izdarīt ar savām rokām. Lai to izdarītu, jums ir jāizliek vara caurule (diametrs nedrīkst būt mazāks par 1 mm) spoles formā un, jau tādā stāvoklī, ievietojiet to metāla vai plastmasas korpusa dziļumā. Kā virsbūvi jūs varat izmantot piemērota izmēra tvertni. Autors
Pēc tam, kad spoles uzstādīšana ir pabeigta, tvertnes daļas tiek sametinātas un uzstādīti nepieciešamie vītņotie savienojumi. Iztvaicētājs arī visbiežāk tiek piestiprināts pie sienas. Padoms: lai izveidotu augstas kvalitātes spoli, vislabāk ir vīt vara santehnikas cauruli virs vajadzīgā biezuma cilindriskas pamatnes, tāpēc varat izmantot gāzes balonu. Lai sasniegtu vienādu attālumu starp pagriezieniem, tiek izmantots perforēts alumīnija stūris, uz kura piestiprināti spoles pagriezieni. - Šo detaļu galīgā uzstādīšana, proti, vara caurules lodēšana, freona sūknēšana utt., Jāveic tikai augsti kvalificētam profesionālam darbiniekam. To darot bez pienācīgas pieredzes, varat sabojāt aprīkojumu un ievērojami palielināt miesas bojājumu iespējamību.
- Nākamais solis ir savienot konstrukciju ar ēkas apkures sistēmu.
- Pēc tam jums vajadzētu pāriet uz ārējās ķēdes uzstādīšanu un pievienošanu. Šim procesam ir savas īpašības, kas atšķiras atkarībā no siltumsūkņa veida. Svarīgi: pirms siltumsūkņa iedarbināšanas jums vajadzētu diagnosticēt mājas elektroinstalāciju un elektrības skaitītāju. Ja aprakstītais ir novecojis un novecojis, būs nepieciešama nomaiņa. Pieļaujamo jaudu, kāda ir elektriskajam skaitītājam, var uzskatīt par atzīmi virs 40 ampēriem.
Jāatzīmē, ka siltumsūkņa darbība mājas apkurei ne vienmēr pilnībā atbilst visām īpašnieku prasībām. Parasti tas ir saistīts ar faktu, ka termodinamiskie aprēķini tika veikti nepareizi. Šādas kļūdas rezultāts ir mazjaudas sistēma vai arī sistēma izrādās pārāk spēcīga, un tas ir saistīts ar pārmērīgu elektroenerģijas patēriņu.
Lai izvēlētos sistēmu ar piemērotu jaudu, jums jāaprēķina ēkas siltuma zudumi un daudzi citi aprēķini. Šis aprēķins jāveic pieredzējušam projektēšanas inženierim.
