Pompe di calore fai da te. Come realizzare una pompa di calore per riscaldare una casa con le proprie mani: principio di funzionamento e schemi di montaggio

Penseresti che un dispositivo basato sulla tecnologia di un normale frigorifero possa fornire un riscaldamento di alta qualità non solo per la piscina, ma per l'intera casa? Tutto ciò viene eseguito da una pompa di calore convenzionale, che peraltro può essere realizzata autonomamente in casa.

Se comprendi i principi del suo funzionamento e le caratteristiche del design, sarai in grado di far fronte alla sua creazione da solo. Il che è molto utile e conveniente per organizzare il tuo spazio abitativo.

1 Principio di funzionamento

La tecnologia di base non è sostanzialmente molto diversa dalla tecnologia operativa di un frigorifero convenzionale. Come sapete, il frigorifero, per garantire una temperatura bassa, pompa il calore dalle camere e lo trasferisce all'esterno tramite i termosifoni.

La tecnologia si basa sullo stesso principio. pompa di calore: per il riscaldamento degli ambienti, “pompa” il calore dal suolo o dall'acqua, lo elabora e lo immette nell'impianto di riscaldamento di una casa, di una serra o di una piscina.

Il refrigerante (freon o ammoniaca) circola attraverso un sistema costituito da un circuito interno ed esterno. Il circuito esterno è situato nell'ambiente di immissione del calore. Tale mezzo può essere aria, terra o acqua.

In sostanza, qualsiasi ambiente naturale ha una quantità sufficiente di energia termica dissipata, che viene raccolta dal refrigerante e trasferita al sistema per il riciclo. Per avviare il processo è necessario che lo scambiatore di calore aumenti la propria temperatura di 4-5 gradi. Questo è molto punto importante, poiché lo scambiatore di calore influenza direttamente tutte le condizioni circostanti.

Successivamente, il refrigerante riscaldato dal circuito esterno entra nel circuito interno. Il primo blocco, l'evaporatore, trasforma lo scambiatore di calore dallo stato liquido a quello gassoso. Ciò è possibile perché il freon, quando no ipertensione ambiente esterno, ha un punto di ebollizione molto basso.

Successivamente, dall'evaporatore, il freon in forma gassosa entra nel compressore, dove il gas viene compresso, a seguito del quale la sua temperatura aumenta bruscamente. Successivamente, il gas entra nel terzo blocco: il condensatore. In esso, il gas cede la sua temperatura all'acqua, il liquido di raffreddamento del sistema di riscaldamento della casa, dopo il raffreddamento ritorna alla forma liquida e viene eseguita la ricircolazione.

La caratteristica principale della produttività di una pompa di calore per il riscaldamento è il coefficiente di conversione, che dipende dal rapporto tra la potenza termica prodotta dalla pompa e la quantità di energia termica consumata.

1.1 Progettazione della pompa di calore

Il design delle pompe di calore classiche è diviso in due circuiti principali: esterno e interno. Molto ruolo importante lo scambiatore di calore gioca in loro come il principale fattore provocatorio. Il circuito esterno è costituito da tubi attraverso i quali circola uno scambiatore di calore (refrigerante).

Un circuito del genere potrebbe avere diversi modi In termini di implementazione e ubicazione, tuttavia, svolge sempre una sola funzione: far circolare il refrigerante nell'ambiente di aspirazione del calore e spostare lo scambiatore di calore al compressore. Le tubazioni del circuito esterno sono realizzate in plastica o altri materiali ad elevata conducibilità termica.

Il circuito esterno, ovvero la pompa stessa, è costituito da un condensatore, un compressore, un evaporatore e una valvola riduttrice di pressione.

Inoltre, esiste una pompa di calore idrodinamica, il cui design differisce da una pompa di calore convenzionale per il riscaldamento. Una pompa idrodinamica è costituita da un'unità di potenza (motore), un generatore di calore e un giunto che trasferisce l'energia prodotta dalla trasmissione al generatore, dove il fluido di lavoro viene riscaldato per il riscaldamento.

1.2 Tipologie e loro differenze

A seconda del tipo di ambiente in cui la pompa di calore preleva energia si distinguono le seguenti tipologie di pompe di calore:

• Aria-acqua;

La pompa di calore ad aria è la soluzione migliore opzione di bilancio riscaldamento alternativo, può essere equipaggiato con le proprie mani, poiché per il suo funzionamento non è necessario dotare un complesso sistema di circuiti esterni.

Tuttavia, la pompa dell'aria presenta uno svantaggio significativo, che ne rende ingiustificato l'uso nel nostro clima: quando la temperatura dell'aria diminuisce, la sua efficienza diminuisce drasticamente.

Se vuoi realizzare una pompa di calore con le tue mani per riscaldare la piscina, - L'opzione migliore. Inoltre, per una piscina questa opzione sarebbe preferibile perché è abbastanza facile da lavorare ed è estremamente pratica.

• Acqua-acqua;

Il circuito esterno per l'apporto di calore è situato in un serbatoio non ghiacciato, artificiale o naturale. In termini di trasferimento di calore, l’acqua è il mezzo più efficiente. In pratica, l'uso dei bacini superficiali è ingiustificato, poiché durante la stagione fredda ghiacciano.

Durante l'utilizzo si ottiene la massima stabilità ed efficienza del riscaldamento con pompa di calore acque sotterranee. A tale scopo vengono creati pozzi speciali in cui si trova il contorno esterno del sistema.

Nonostante questa tecnologia di riscaldamento sia la più laboriosa, il suo utilizzo ha senso, poiché la temperatura delle acque sotterranee non cambia in modo significativo nei diversi periodi dell'anno. L'opzione migliore per riscaldare una piscina o piccoli spazi abitativi.

• Acqua salata;

Il suolo viene utilizzato per raccogliere il calore, il che rende necessaria la creazione di collettori (per il posizionamento orizzontale dei tubi del circuito esterno), o pozzi poco profondi(per il posizionamento verticale - 1 metro lineare ben produce 40-60 watt di calore).

Questa opzione viene utilizzata ovunque, dal riscaldamento della piscina al riscaldamento dell'intera casa. La tecnologia prende il nome “salamoia” dal fatto che nei tubi viene versato uno speciale liquido non congelante.

Esiste anche una pompa di calore Frenette: funziona con una tecnologia diversa e non ha nulla in comune con le pompe di calore convenzionali. Questa pompa è composta da due contenitori cilindrici: uno grande e uno più piccolo, mentre il contenitore più piccolo è posto all'interno di un grande recipiente.

Lo spazio libero tra loro è pieno di olio. Il cilindro esterno è fissato in modo fisso e il contenitore interno è collegato all'albero motore, durante il cui funzionamento, a causa delle forze di attrito derivanti dai movimenti di rotazione dei cilindri, l'olio viene riscaldato a una temperatura molto elevata e trasferito a i radiatori del riscaldamento.

Questo meccanismo ne ha abbastanza alta efficienza e allo stesso tempo puoi realizzarlo facilmente da solo.

2 Produciamo e installiamo pompe di calore con le nostre mani

È del tutto possibile realizzare una pompa di calore con le proprie mani, ma per questo è necessario trovare un buon compressore.

Puoi farlo visitando un riparatore locale. elettrodomestici, dove sventrando un vecchio condizionatore d'aria, otterrai un compressore di altissima qualità per una piccola quantità (la loro durata è molto più lunga della durata media dei condizionatori d'aria).

Come condensatore è possibile utilizzare un serbatoio in acciaio inox, da circa 100 litri. E per il circuito attraverso il quale circolerà lo scambiatore di calore, i tubi idraulici sottili in rame sono perfetti.

Pompa di calore fai-da-te - fasi di produzione:

Per realizzare una pompa di calore Frenette con le tue mani, dobbiamo acquisire i seguenti materiali:

• Cilindro in acciaio (scegliere il diametro in base alla potenza della pompa necessaria per il riscaldamento: maggiore è la superficie di lavoro, più efficiente sarà l'apparecchio);
• Dischi in acciaio con diametro inferiore del 5-10% rispetto al diametro del cilindro;
• Motore elettrico (è preferibile selezionare inizialmente un azionamento con albero esteso, poiché su di esso verranno installati i dischi);
• Scambiatore di calore: qualsiasi olio tecnico.

Il numero di giri che il motore può produrre determinerà la temperatura alla quale la pompa Frenette potrà riscaldare l'acqua per il riscaldamento di una casa o di una piscina. Affinché l'acqua nei radiatori si riscaldi fino a 100 gradi, l'azionamento deve fornire 7500-8000 giri al minuto.

Posizioniamo l'albero del propulsore su cuscinetti all'interno di un cilindro d'acciaio. Il punto in cui l'albero entra nel cilindro deve essere sigillato in modo affidabile, poiché la presenza anche della minima vibrazione disabilita rapidamente il meccanismo.

I dischi di lavoro sono montati sull'albero motore. La distanza richiesta tra loro può essere impostata avvitando i dadi dopo ciascun disco. Il numero di dischi è determinato in base alla lunghezza del cilindro: devono riempirne uniformemente l'intero volume.

Realizziamo due fori nella parte superiore e inferiore del cilindro: quello superiore verrà collegato tubi di riscaldamento, nel quale verrà alimentato l'olio, e al foro inferiore è collegato un tubo di ritorno per il ritorno dell'olio usato dai radiatori.

L'intera struttura è fissata su un telaio metallico. Dopo che l'unità è stata assemblata, il cilindro viene riempito di olio, i tubi del riscaldamento vengono collegati ad esso e le connessioni vengono sigillate.

La pompa di calore Frenetta ha un rendimento molto elevato, che ne consente l'utilizzo efficace in qualsiasi impianto di riscaldamento. Può essere utilizzato per riscaldare qualsiasi locale tecnico, garage ed edificio residenziale. Inoltre, grazie alle sue dimensioni compatte, una pompa così fatta in casa è perfetta per riscaldare una piscina o un "pavimento caldo".

Ma ricordate che per riscaldare una piscina e altri grandi contenitori d'acqua, avete bisogno di una pompa di potenza sufficiente, altrimenti la utilizzerete semplicemente per altri scopi e non otterrete i risultati desiderati.

2.1 Installazione di pompe di calore

Le caratteristiche installative delle pompe di calore dipendono innanzitutto dalla modalità di posizionamento del circuito esterno.

1. . Per il metodo di installazione verticale, vengono creati

Ospiti case di campagna Da sempre siamo sensibili al tema della fornitura di acqua calda e del riscaldamento.

L'installazione di una caldaia a gas, elettrica o diesel consente di riscaldare una casa di campagna e di fornirla acqua calda e calore, ma ormai esistono alternative al riscaldamento a cui siamo abituati.

Una di queste alternative è . Questo è un piacere piuttosto costoso, ma puoi farlo da solo. Parleremo di come farlo in questo articolo.

Principio di funzionamento della pompa di calore

La particolarità delle pompe di calore è che funzionano da fonti naturali energia. Per rilasciare energia termica, la pompa non necessita di gasolio, elettricità o combustibile solido.

Acqua, atmosfera e suolo vengono utilizzati come fonti di energia. Le pompe non generano calore, ma lo trasferiscono semplicemente all'interno dell'edificio. Questo utilizza una piccola quantità di elettricità.

Per fornire calore alla tua casa, hai solo bisogno di una pompa di calore e di una fonte di calore. Il principio di funzionamento del sistema ricorda il funzionamento di un frigorifero convenzionale, solo al contrario. In questo caso il calore viene prelevato dall'esterno e trasportato all'interno della casa.

Punto importante: L'elemento principale di un sistema di riscaldamento alternativo è la pompa di calore, quindi la sua costruzione deve essere affrontata con molta attenzione.

La pompa è composta dai seguenti elementi:

• un compressore, che è un elemento intermedio del sistema;
• evaporatore. È dove viene trasferita l'energia a basso potenziale;
• una valvola a farfalla attraverso la quale il refrigerante (freon) ritorna all'evaporatore;
• condensatore, dove il freon viene raffreddato e viene rilasciata energia termica.

La pompa funziona secondo un determinato principio. Sembra qualcosa del genere:

Il principio di funzionamento della pompa di calore. (Clicca per ingrandire)

1. Il calore di bassa qualità, che viene rilasciato da fonti energetiche esterne, viene trasferito attraverso i tubi all'evaporatore, il primo elemento nella progettazione della pompa. Il calore viene trasferito da liquidi refrigeranti che possono resistere alle basse temperature senza congelarsi.
2. Qui il calore viene trasferito al refrigerante, che circola attraverso un circuito chiuso del sistema. Il freon è spesso usato come refrigerante.
3. Nel compressore, il freon è esposto ad alta pressione, che ne aumenta significativamente la temperatura.
4. Nella fase successiva, il refrigerante entra nel condensatore, dove il calore viene ceduto al circuito sistema di riscaldamento. Di conseguenza, il calore entra nella stanza e il freon, raffreddandosi, ritorna allo stato liquido.
5. Attraverso il riduttore di pressione il freon ritorna nell'evaporatore dove il processo si ripete.

In base al principio di funzionamento della pompa, l'elettricità viene spesa solo per il funzionamento del compressore. Di conseguenza, la pompa di calore è il metodo di trasferimento del calore più economico.

Utilizzando un vecchio frigorifero

Dispositivo a pompa di calore per frigorifero

Quindi, per assemblare un sistema di riscaldamento in una casa di campagna, è necessario disporre di una pompa di calore.

Oggi tali unità non sono economiche, questo è spiegato dall'alto caratteristiche tecniche e il minuzioso lavoro di assemblarli. Ma, se lo desideri, puoi montare tu stesso la pompa di calore.

Puoi costruire una semplice pompa di calore da un frigorifero domestico. La particolarità della tecnica è che ha due componenti principali di una pompa di calore: un condensatore e un compressore. Ciò accelererà notevolmente l'assemblaggio della pompa di calore con le proprie mani.

Quindi, assemblare una pompa da un vecchio frigorifero è il seguente:

1. Assemblaggio del condensatore. L'elemento è realizzato sotto forma di una bobina. Nei frigoriferi viene spesso installato nella parte posteriore. Questa famosa griglia è il condensatore attraverso il quale il calore viene trasferito dal refrigerante.
2. Il condensatore è installato in un contenitore altamente durevole e in grado di resistere alle alte temperature. Per evitare di danneggiare la bobina durante l'installazione, gli esperti consigliano di tagliare il contenitore e installarvi un condensatore. Successivamente, il contenitore viene saldato.
3. Successivamente, un compressore viene collegato al contenitore. È quasi impossibile realizzare un'unità a casa. Pertanto, è meglio prenderlo dal vecchio frigorifero. Allo stesso tempo, dovresti prestare attenzione per assicurarti che sia in buone condizioni.
4. Puoi usare un normale barile di plastica come evaporatore.
5. Dopo che tutti gli elementi del sistema sono pronti, vengono collegati tra loro. Per collegare l'unità all'impianto di riscaldamento vengono utilizzati tubi di plastica.

Pertanto, puoi costruire una pompa di calore da un vecchio frigorifero domestico. Se hai bisogno di pompare freon nel sistema, devi chiamare uno specialista. Questo tipo di lavoro può essere svolto solo con l'ausilio di attrezzature speciali.

Prendi nota: Le pompe di calore per frigoriferi vengono spesso utilizzate per il riscaldamento piccole stanze ed edifici ad uso domestico. Potrebbe essere un garage o un piccolo capannone.

Il frigorifero può essere utilizzato anche come fonte di calore. Cioè, svolgerà il ruolo di radiatore per l'impianto di riscaldamento. Devi solo installare due condotti dell'aria attraverso i quali l'aria entrerà e uscirà dall'apparecchiatura.

Il primo canale farà entrare l'aria nel congelatore e il secondo la rilascerà. In questo caso si verificano processi fisici che causano il riscaldamento del condensatore.

Applicazione del condizionatore d'aria

Schema di una pompa di calore da un condizionatore d'aria

Il punto è che il suo principio di funzionamento è simile a quello di una pompa di calore.

Ma ci sono alcune differenze. Prima di tutto, vale la pena notare regime di temperatura funzionamento delle apparecchiature di climatizzazione. Non è consigliabile utilizzare sistemi suddivisi quando basse temperature.

Per realizzare una pompa di calore da un condizionatore d'aria, è necessario apportare una serie di modifiche e alterazioni:

1. Il primo modo per assemblare la pompa è rifare il condizionatore d'aria. In questo caso, le unità esterne ed interne vengono scambiate. Il blocco interno contiene un evaporatore, necessario per trasferire il calore di bassa qualità. Nell'unità esterna è installato un condensatore che trasferisce l'energia termica. Sia l'aria che l'acqua possono essere utilizzate come mezzo di riscaldamento. Nel secondo caso, il condensatore è montato in un apposito serbatoio dove avverrà il trasferimento di calore.
2. Il secondo metodo consiste nell'installare una valvola di commutazione a quattro vie nel sistema. Solo i professionisti possono fare questo tipo di lavoro. Ciò è particolarmente vero per l'installazione di una sonda di calore.
3. La terza opzione è smontare completamente l'apparecchiatura di climatizzazione. Le parti servono per assemblare la pompa di calore secondo il consueto schema: evaporatore - compressore - condensatore.

Dovresti affrontare l'assemblaggio di una pompa di calore basata su un condizionatore d'aria con molta attenzione ed è meglio coinvolgere un professionista. La produttività dell'unità dipenderà dal corretto assemblaggio.

Prima di iniziare a montare la pompa di calore, dovresti pensare a isolare la casa. Se l'edificio ha basse proprietà di isolamento termico, l'efficienza dell'utilizzo della pompa e di altre fonti di calore sarà notevolmente ridotta.

Tali pompe sono utilizzate al meglio nei sistemi di riscaldamento a bassa temperatura. IN in questo caso L'opzione migliore il pavimento sarà caldo. Tenendo conto di tutte le caratteristiche di assemblaggio, è del tutto possibile costruire una pompa di calore con le proprie mani.

Guarda il video in cui un utente esperto spiega nel dettaglio come utilizzare con le proprie mani una pompa di calore ricavata da un condizionatore:

Sin dai tempi antichi, l’umanità si è “abituata” a utilizzare le risorse naturali disponibili. risorse energetiche che vengono semplicemente bruciati per produrre calore o per essere convertiti in altre forme di energia. Le persone hanno anche imparato a sfruttare il potenziale nascosto dei flussi d'acqua: sono partiti dai mulini ad acqua e hanno raggiunto potenti centrali idroelettriche. Tuttavia, ciò che cento anni fa sembrava sufficiente, oggi non è più in grado di soddisfare i bisogni della crescente popolazione della Terra.

In primo luogo, i “magazzini” naturali non sono ancora senza fondo e l'estrazione delle risorse energetiche diventa ogni anno sempre più difficile, spostandosi verso regioni difficili da raggiungere o addirittura verso le piattaforme marine. In secondo luogo, la combustione di materie prime naturali è sempre associata all'emissione di prodotti della combustione nell'atmosfera, il che, visti gli attuali enormi volumi di tali emissioni, ha già portato il pianeta sull'orlo del disastro ambientale. L’energia delle centrali idroelettriche non è sufficiente e anche lo sconvolgimento dell’equilibrio idrologico dei fiumi comporta numerose conseguenze negative. Energia nucleare, che una volta era considerata una "panacea", dopo una serie di disastri di alto profilo causati dall'uomo solleva molte domande e in molte regioni del pianeta la costruzione di centrali nucleari è semplicemente vietata dalla legge.

Tuttavia, ci sono altre fonti di energia, praticamente inesauribili, che sono diventate ampiamente utilizzate in tempi relativamente recenti. Le moderne tecnologie hanno permesso di utilizzare in modo molto efficace l’energia eolica per generare elettricità o calore. luce del sole, maree oceaniche, ecc. Una delle fonti alternative è l'energia termica dell'interno della terra, dei serbatoi e dell'atmosfera. È sull'utilizzo di tali fonti che si basa il funzionamento delle pompe di calore. Per noi, tali apparecchiature rientrano ancora nella categoria delle "novità esotiche" e, allo stesso tempo, molti residenti europei riscaldano le loro case in questo modo - ad esempio, in Svizzera o nei paesi scandinavi, il numero di case con sistemi simili ha superato il 50%. Questo tipo di generazione di calore sta gradualmente iniziando a essere praticato in Russia, anche se i prezzi per l'acquisto di attrezzature ad alta tecnologia sembrano ancora molto spaventosi. Ma, come sempre, ci sono maestri appassionati che mostrano la loro Abilità creative e assembla le pompe di calore con le tue mani.

Lo scopo della pubblicazione è consentire al lettore di osservare più da vicino il principio di funzionamento e la struttura di base delle pompe di calore e di conoscerne i vantaggi e gli svantaggi. Inoltre verranno discusse le esperienze di successo nella creazione di installazioni operative in proprio.

Non tutti ci hanno pensato, ma intorno a noi ci sono molte fonti di calore che “funzionano” tutto l'anno e 24 ore su 24. Ad esempio, anche nel freddo più estremo, la temperatura sotto il ghiaccio di un bacino ghiacciato rimane comunque positiva. L'immagine è la stessa quando si scende più in profondità nel terreno: al di sotto della linea di congelamento, la temperatura è quasi sempre stabile e approssimativamente uguale alla media annuale caratteristica di questa regione. L'aria trasporta anche un notevole potenziale termico.

Forse qualcuno rimarrà confuso dalle temperature apparentemente basse dell'acqua, del suolo o dell'aria. Sì, appartengono a fonti energetiche a basso potenziale, ma la loro principale "carta vincente" è la stabilità e tecnologie moderne, basati sulle leggi della termofisica, permettono di convertire anche una piccola differenza nel riscaldamento necessario. E, devi essere d'accordo, quando il gelo fuori in inverno è di 20 gradi, e sotto il livello di congelamento il terreno è di 5 ÷ 7 gradi, allora una tale differenza di ampiezza è già abbastanza decente.

È proprio questa proprietà di fornitura continua di energia a basso potenziale che è incorporata nel circuito della pompa di calore. In sostanza, questa unità è un dispositivo che “pompa” e “concentra” il calore prelevato da una fonte inesauribile.

Puoi tracciare qualche analogia con il frigorifero familiare. Anche i prodotti che vengono inseriti al suo interno per il raffreddamento e la conservazione e l'aria che entra nella camera quando si apre la porta non hanno una temperatura molto elevata. Ma se si tocca la griglia dello scambiatore di calore del condensatore sulla parete posteriore del frigorifero, sarà molto calda o addirittura bollente.

Il prototipo di una pompa di calore è un frigorifero familiare, la cui griglia del condensatore si riscalda durante il funzionamento.

Allora perché non utilizzare questo principio per riscaldare il liquido di raffreddamento? Naturalmente, l'analogia con un frigorifero non è diretta: non esiste una fonte di calore esterna stabile e la maggior parte dell'energia viene sprecata. Ma nel caso di una pompa di calore, una tale fonte può essere trovata (organizzata), e quindi si rivelerà un "frigorifero al contrario": l'obiettivo principale dell'unità sarà proprio l'ottenimento di calore.

Su quale principio funziona?

È un sistema di tre circuiti attraverso i quali circolano i refrigeranti.

• Il corpo stesso della pompa di calore (voce 1) contiene due scambiatori di calore (voce 4 e 8), un compressore (voce 7), un circuito frigorifero (voce 5) e dispositivi di regolazione e controllo.
• Il primo circuito (rif. 1) con la propria pompa di circolazione (rif. 2) si trova (immerso) in una fonte di calore a basso grado (la loro struttura sarà discussa di seguito). Ricevendo energia termica da una fonte esterna ininterrotta (indicata da un'ampia freccia rosa), riscaldandosi solo di pochi gradi (normalmente, quando si utilizzano sonde o collettori nel suolo o nell'acqua - fino a 4 ÷ 6 ° CON), entra il liquido di raffreddamento circolante scambiatore di calore-evaporatore(pos. 4). Qui avviene il trasferimento primario del calore ricevuto dall'esterno.
• Il refrigerante utilizzato nel circuito interno della pompa (elemento 5) ha un punto di ebollizione estremamente basso. Di solito uno dei moderni, sicuri per ambiente freon o anidride carbonica (essenzialmente anidride carbonica liquefatta). Si inserisce nell'ingresso dell'evaporatore (pos. 6) stato liquido, a pressione ridotta - questa è fornita da una valvola a farfalla regolabile (voce 10). La particolare forma dell'ingresso di tipo capillare e la forma dell'evaporatore contribuiscono alla transizione quasi istantanea del refrigerante allo stato gassoso. Secondo le leggi della fisica, l'evaporazione è sempre accompagnata da un improvviso raffreddamento e assorbimento del calore circostante. Poiché questa sezione del circuito interno si trova nello stesso scambiatore di calore del primo circuito, il freon preleva energia termica dal liquido di raffreddamento, raffreddandolo contemporaneamente (freccia arancione larga). Il liquido di raffreddamento continua a circolare e ottiene nuovamente energia termica da una fonte esterna.
• Il refrigerante, già allo stato gassoso, trasferendo il calore ad esso trasferito, entra nel compressore (posizione 7), dove sotto l'influenza della compressione la sua temperatura aumenta bruscamente. Successivamente, entra nello scambiatore di calore successivo (elemento 8), in cui si trovano il condensatore e i tubi del terzo circuito della pompa di calore. (pos. 11).
• Qui si verifica un processo completamente opposto: il refrigerante si condensa, trasformandosi in uno stato liquido, trasferendo il suo calore al liquido di raffreddamento del terzo circuito. Inoltre, allo stato liquido ad alta pressione, passa attraverso la valvola a farfalla, dove la pressione diminuisce e il ciclo di trasformazioni fisiche dello stato di aggregazione del refrigerante si ripete ancora e ancora.
• Passiamo ora al terzo circuito (voce 11) della pompa di calore. Riceve energia termica dal refrigerante riscaldato per compressione (freccia rossa larga) attraverso uno scambiatore di calore (elemento 8). Questo circuito ha una propria pompa di circolazione (rif. 12), che garantisce il movimento del liquido di raffreddamento attraverso i tubi del riscaldamento. Tuttavia è molto più ragionevole utilizzare un serbatoio tampone di accumulo accuratamente isolato (articolo 13), nel quale si accumulerà il calore trasferito. La riserva di energia termica accumulata viene utilizzata per le esigenze di riscaldamento e fornitura di acqua calda, consumandosi gradualmente, secondo necessità. Questa misura ti consente di assicurarti in caso di interruzioni di corrente o di utilizzare una tariffa notturna più economica per l'elettricità necessaria al funzionamento della pompa di calore.

Se è installato un serbatoio di accumulo tampone, ad esso è già collegato un circuito di riscaldamento (pos. 14) con una propria pompa di circolazione (pos. 15), che garantisce il movimento del liquido di raffreddamento attraverso i tubi dell'impianto (pos. 16). Come già accennato, potrebbe essere presente un secondo circuito che fornisce l'alimentazione acqua calda per le necessità domestiche.

La pompa di calore non può funzionare senza alimentazione elettrica: è necessaria per il funzionamento del compressore (freccia verde larga) e pompe di circolazione anche i circuiti esterni consumano elettricità. Tuttavia, come assicurano gli sviluppatori e i produttori di pompe di calore, il consumo di elettricità non è paragonabile al “volume” risultante di energia termica. Quindi, con un corretto assemblaggio e condizioni ottimali funzionamento, si parla spesso di un rendimento del 300% o più, cioè con un kilowatt di elettricità consumato, una pompa di calore può produrre 4 kilowatt di energia termica “in montagna”.

In effetti, tale affermazione sull’efficienza è in qualche modo errata. Le leggi della fisica non sono state abrogate, e l’efficienza superiore al 100% è la stessa utopia di “ perpetummobile" - macchina a moto perpetuo. In questo caso si tratta dell'uso razionale dell'energia elettrica allo scopo di “pompare” e convertire l'energia proveniente da una fonte esterna inesauribile. Qui è più appropriato utilizzare il concetto di COP (dall'inglese "coefficiente di performance") che in russo è più spesso chiamato “coefficiente di conversione del calore”. In questo caso, infatti, si possono ottenere valori superiori a uno:

CO R = Qpapà, Dove:

CO R – coefficiente di conversione termica;

QP– la quantità di energia termica ricevuta dal consumatore;

UN– lavoro svolto dal gruppo compressore.

C'è un'altra sfumatura che spesso viene semplicemente dimenticata: non solo il compressore, ma anche le pompe di circolazione nei circuiti esterni richiedono un certo consumo di energia per il normale funzionamento della pompa. Il loro consumo energetico, ovviamente, è molto inferiore, ma può comunque essere preso in considerazione e questo spesso semplicemente non viene fatto per scopi di marketing.

La quantità totale di energia termica risultante può essere consumata:

1 – la soluzione ottimale è un sistema di pavimenti ad acqua calda. Di norma, le pompe di calore forniscono un “aumento” della temperatura fino a un livello di circa 50 ÷ 60 ° CON– questo è sufficiente per riscaldare il pavimento.

2 – fornitura di acqua calda a casa. Solitamente nei sistemi ACS la temperatura viene mantenuta a questo livello - circa 45 ÷ 55 °C.

3 - ma per radiatori convenzionali tale riscaldamento chiaramente non sarà sufficiente. La soluzione è aumentare il numero di sezioni o utilizzare appositi radiatori a bassa temperatura. Anche i dispositivi di riscaldamento a convezione aiuteranno a risolvere il problema.

4 – uno dei vantaggi più importanti delle pompe di calore è la possibilità di commutarle nella modalità operativa “opposta”. In estate, tale unità può svolgere la funzione di condizionamento dell'aria, prelevando calore dai locali e trasferendolo al suolo o al serbatoio.

Fonti di energia a basso potenziale

Quali fonti di energia a basso potenziale possono utilizzare le pompe di calore? Questo ruolo può essere svolto dalle rocce, dal terreno a varie profondità, dall'acqua proveniente da bacini naturali o falde acquifere sotterranee, atmosferica aria oppure flussi di aria calda prelevati da edifici o complessi tecnologici industriali.

A. Utilizzo dell'energia termica suoli

Come già accennato, al di sotto del livello di congelamento del suolo caratteristico di una determinata regione, la temperatura del suolo è stabile durante tutto l'anno. Questo è quello utilizzato per far funzionare le pompe di calore secondo lo schema “suolo-acqua”.

Diagramma schematico estrazione energetica “suolo – acqua”

Per creare un tale sistema vengono preparati speciali campi termici superficiali, in cui gli strati superiori del terreno vengono rimossi ad una profondità di circa 1,2 ÷ 1, 5 metri Al loro interno sono posizionati contorni in plastica o metallo. tubi di plastica il diametro è solitamente di 40 mm. L'efficienza di rimozione dell'energia termica dipende dalle condizioni climatiche locali e dalla lunghezza totale del circuito realizzato.

Circa, per zona centrale Russia, è possibile operare con i seguenti rapporti:

• Terreni sabbiosi asciutti - 10 W di energia per metro lineare di tubo.
• Terreni argillosi asciutti – 20 W/m.
• Terreni argillosi umidi – 25 W/m.
• Roccia argillosa con falda freatica alta – 35 W/m.

Nonostante l'apparente semplicità di tale scambio termico, il metodo non è affatto sempre applicabile soluzione ottimale. Il fatto è che si tratta di volumi molto importanti lavori di sterro. Ciò che sembra semplice nel diagramma è molto più complicato nella pratica. Giudicate voi stessi - per “togliere” anche solo 10 kW di energia termica dal circuito sotterraneo Terreno argilloso Saranno necessari circa 400 metri di tubazione. Se teniamo conto anche della regola imperativa che tra i giri del circuito deve esserci un intervallo non inferiore a 1, 2 metri, quindi per l'installazione sarà necessario un terreno di 4 acri (20 × 20 metri).

Costruire un campo per estrarre calore dal terreno è un compito su larga scala e ad alta intensità di manodopera

In primo luogo, non tutti hanno l'opportunità di assegnare un territorio del genere. In secondo luogo, in quest'area sono completamente esclusi gli edifici, poiché esiste un'elevata probabilità di danni al contorno. E in terzo luogo, l'estrazione del calore dal suolo, soprattutto se i calcoli vengono eseguiti in modo inadeguato, potrebbe non passare senza lasciare traccia. Non si può escludere l'effetto di sottoraffreddamento dell'area, quando il caldo estivo non sarà in grado di ripristinare completamente l'equilibrio termico nella profondità del circuito. Ciò può influenzare negativamente l'equilibrio biologico negli strati superficiali del terreno e, di conseguenza, alcune piante semplicemente non cresceranno in un'area superraffreddata, una sorta di effetto locale di "era glaciale".

B. Energia termica da pozzi

Anche le piccole dimensioni del sito non costituiranno un ostacolo all'organizzazione della fornitura di energia termica da un pozzo trivellato.

Come fonte di calore di bassa qualità: un pozzo profondo

La temperatura del suolo diventa più stabile solo con l'aumentare della profondità e a profondità superiori a 15 — 20 metri corrispondono stabilmente alla soglia dei 10 gradi, aumentando di due o tre gradi ogni 100 m di immersione. Inoltre, questo valore è assolutamente indipendente dal periodo dell'anno o dai capricci del tempo, il che rende il pozzo la fonte di calore più stabile e prevedibile.

Una sonda viene abbassata nei pozzetti, che è un anello a forma di U di tubi di plastica (metallo-plastica) con il refrigerante che circola attraverso di essi. Molto spesso vengono realizzati più pozzi con una profondità di 40 ÷ 50 e fino a 150 metri, a non più vicini di 6 m l'uno dall'altro, che sono collegati in serie o con una connessione a un collettore comune. Il trasferimento di calore del terreno con questa disposizione di tubi è significativamente più elevato:

• Per rocce sedimentarie secche – 20 W/m.
• Strati di terreno roccioso o rocce sedimentarie sature di acqua – 50 W/m.
• Rocce solide con elevata conduttività termica - 70 W/m.
• Se sei fortunato e ti imbatti in una falda acquifera sotterranea - circa 80 W/m.

Se non c'è abbastanza spazio o se la perforazione profonda è difficile a causa delle caratteristiche del terreno, si possono praticare più fori inclinati con travi da un unico punto.

A proposito, se il pozzo si trova in una falda acquifera con una portata stabile, a volte viene utilizzato un circuito di scambio di calore primario aperto. In questo caso l'acqua viene pompata dalla profondità mediante una pompa, partecipa allo scambio termico e poi, raffreddata, viene scaricata in un secondo pozzo dello stesso orizzonte, su cui localizzarecerto distanza dal primo (viene calcolata in fase di progettazione dell'impianto). Allo stesso tempo si può organizzare il prelievo dell'acqua per il fabbisogno domestico.

Lo svantaggio principale del metodo di estrazione del calore dal pozzo è l'alto costo dei lavori di perforazione che devono essere eseguiti da soli senza avere l'attrezzatura adeguata, è molto difficile o semplicemente impossibile. Inoltre, la perforazione di pozzi spesso richiede il permesso delle autorità ambientali. A proposito, potrebbe essere vietato anche l'uso dello scambio termico diretto con scarico inverso dell'acqua nel pozzo.

È possibile perforare un pozzo da soli?

Naturalmente, questo è un compito estremamente difficile, ma esistono tecnologie che ti consentono di farlo da solo in determinate condizioni.

Scopri come puoi in una pubblicazione speciale sul nostro portale.

B. Utilizzo dei serbatoi come fonti di calore

Uno stagno sufficientemente profondo situato vicino alla casa potrebbe diventare una buona fonte di energia termica. Anche l'acqua orario invernale sotto la crosta superiore il ghiaccio rimane allo stato liquido e la sua temperatura è superiore allo zero: questo è ciò di cui ha bisogno la pompa di calore.

Lo scambio termico approssimativo da un circuito immerso in acqua è di 30 kW/m. Ciò significa che per ottenere una potenza di 10 kW sarà necessario un circuito di circa 350 m.

Tali circuiti di collettori sono montati a terra da tubi di plastica. Poi si spostano nello stagno e si tuffano fino in fondo, fino in fondo almeno 2 metri, per i quali i carichi sono vincolati in ragione di 5 kg per 1 metro lineare di tubo.

Quindi viene eseguito termicamente isolato posa dei tubi alla casa e collegamento degli stessi scambiatore di calore pompa

Tuttavia, non si dovrebbe pensare che qualsiasi specchio d'acqua sia pienamente adatto a tali scopi: ancora una volta, è molto complesso calcoli termici. Ad esempio, uno stagno piccolo e insufficientemente profondo o un fiume poco profondo e tranquillo potrebbero non solo non far fronte al compito di fornitura ininterrotta di energia a basso potenziale, ma potrebbero semplicemente congelarsi sul fondo, uccidendo così tutti gli abitanti del bacino.

I vantaggi delle fonti di calore ad acqua sono che non sono necessarie operazioni di perforazione e quelle di terra sono ridotte al minimo: si scava solo trincee in casa per la posa dei tubi. E come svantaggio possiamo notare la scarsa accessibilità per la maggior parte dei proprietari di case semplicemente a causa della mancanza di corsi d'acqua in ragionevole vicinanza alle abitazioni.

A proposito, gli scarichi vengono spesso utilizzati per scopi di scambio termico: anche quando fa freddo hanno una temperatura positiva abbastanza stabilizzata.

D. Estrazione del calore dall'aria

Il calore per il riscaldamento di una casa o per la fornitura di acqua calda può essere preso letteralmente dal nulla. Le pompe di calore aria-acqua funzionano secondo questo principio. aria – aria».

In generale, questo è lo stesso condizionatore d'aria, commutato solo in modalità "inverno". L'efficacia di un tale sistema di riscaldamento dipende in gran parte dalle condizioni climatiche della regione e dai capricci del tempo. Installazioni moderne nonostante siano progettati per funzionare anche a temperature molto basse (fino a – 25, e alcuni anche fino a – 40° CON), ma il coefficiente di conversione energetica diminuisce drasticamente, la redditività e la fattibilità di un tale approccio iniziano immediatamente a sollevare una serie di domande.

Ma una tale pompa di calore non richiede alcuna operazione ad alta intensità di manodopera: molto spesso la sua unità di scambio di calore primaria è installata sulla parete (tetto) dell'edificio o in prossimità di essa. A proposito, è praticamente impossibile distinguerlo da unità esterna sistemi di climatizzazione split.

Tali pompe di calore vengono spesso utilizzate come fonti aggiuntive di energia termica per il riscaldamento e in estate come generatore di calore per la fornitura di acqua calda.

L'uso di tali pompe di calore è pienamente giustificato per il recupero: l'uso del calore secondario, ad esempio, alle uscite dei pozzi di ventilazione (canali). In questo modo l'impianto riceve una fonte di energia abbastanza stabile e ad alta temperatura - questa è ampiamente utilizzata nelle imprese industriali dove ci sono costantemente fonti di calore secondario per il suo utilizzo.

Nei sistemi aria-aria e aria-acqua non è presente alcun circuito di scambio termico primario. Le ventole creano un flusso d'aria che soffia direttamente sui tubi dell'evaporatore attraverso il quale circola il refrigerante.

A proposito, esiste un'intera linea di pompe di calore del tipo DX (dall'inglese "direct exchange", che significa "scambio diretto"). Anche loro essenzialmente mancano di un circuito primario. Scambio di calore con una fonte di calore di bassa qualità (in pozzi o V strato di terreno) passa direttamente nei tubi di rame riempiti di refrigerante. Questo, da un lato, è più costoso e più difficile da realizzare, ma consente di ridurre notevolmente la profondità dei pozzi (è sufficiente uno verticale di 30 metri o più inclinati fino a 15 m), e la superficie totale del campo orizzontale di scambio termico, se si trova sotto strato superiore suolo. Di conseguenza, possiamo parlare di un coefficiente di conversione più elevato e, in generale, dell'efficienza della pompa di calore. Ma l'unico problema è che i tubi di scambio termico in rame sono molto più costosi di quelli in plastica e più difficili da installare, e il costo del refrigerante è molto più alto di quello di un liquido refrigerante antigelo convenzionale.

Come funziona un condizionatore d'aria ed è possibile installarlo da soli?

Questo è già stato detto criterio basilare Le azioni di un condizionatore e di una pompa di calore sono praticamente “gemelle”, ma “speculari”.

Maggiori dettagli sul dispositivo e sulle regole di base possono essere trovati in una pubblicazione speciale sul portale.

Video: informazioni utili sulla teoria e sulla pratica dell'utilizzo delle pompe di calore

Vantaggi e svantaggi generali delle pompe di calore

Quindi, possiamo tracciare una certa linea nella considerazione delle pompe di calore, concentrandoci sui loro principali vantaggi e svantaggi, immaginari e reali.

UN. Alta efficienza e redditività complessiva di questo tipo di riscaldamento.

Questo è già stato menzionato sopra: in un sistema ben congegnato e installato correttamente, in condizioni operative ottimali, puoi contare sulla ricezione di 4 kW di energia termica per sostituire 1 kW di energia elettrica spesa.

Tutto ciò sarà giusto solo se l'abitazione avrà ricevuto l'isolamento della massima qualità. Questo, ovviamente, vale per qualsiasi sistema di riscaldamento, è solo che questi “numeri magici” del 300% mostrano maggiormente l’importanza di un isolamento termico affidabile.

In termini di costi regolari per le risorse energetiche consumate, le pompe di calore sono al primo posto in termini di efficienza, leggermente davanti anche al gas di rete a basso costo. Va inoltre tenuto presente che non è necessario trasportare e immagazzinare riserve di carburante, se si tratta di combustibili solidi o liquidi.

B. Una pompa di calore può diventarlo altamente economico principale fonte di riscaldamento e fornitura di acqua calda.

Anche questo problema è già stato affrontato. Se la casa utilizza le pompe di calore come principale fonte di riscaldamento interno, una pompa di calore di potenza adeguata deve “tirare” tale carico. Per la maggior parte dei radiatori convenzionali una temperatura di 50 ÷ 55 gradi sarà chiaramente insufficiente.

Particolarmente degne di nota sono le pompe che estraggono calore dall'aria. Sono estremamente sensibili alla corrente condizioni meteo. Sebbene i produttori affermino la capacità di lavorare a -25 e persino a -40 ° CON, l'efficienza diminuisce drasticamente e non si può parlare del 300%.

Una soluzione ragionevole è creare un sistema di riscaldamento combinato (bivalente). Finché la potenza dell’HP è sufficiente, funge da principale fonte di calore, in caso di potenza insufficienteoffensivo vero tempo freddo: il riscaldamento elettrico, la caldaia a combustibile liquido o solido vengono in soccorso, collettore solare e così via . Apparecchiature a gas in questo caso non viene considerato: se è possibile utilizzare il gas di rete per il riscaldamento, la necessità di una pompa di calore sembra molto dubbia, almeno all'attuale livello dei prezzi dell'energia.

IN. Un sistema di riscaldamento a pompa di calore non necessita di canna fumaria. Funziona quasi in silenzio.

In effetti, i proprietari non avranno alcuna difficoltà a sistemare il camino. Per quanto riguarda la silenziosità di funzionamento, come qualsiasi altro elettrodomestico con determinati azionamenti, è ancora presente il rumore di fondo, derivante dal funzionamento del compressore e delle pompe di circolazione. Un'altra domanda è questa modelli moderni Tale livello di rumore, se l'unità è regolata correttamente, è molto basso e non arreca disturbo ai residenti. Inoltre, probabilmente poche persone penserebbero di installare tali apparecchiature nei soggiorni.

G. Il sistema è completamente rispettoso dell'ambiente: non ci sono assolutamente emissioni nell'atmosfera, non vi è alcun pericolo per gli abitanti della casa.

Tutto è vero, soprattutto per i modelli che utilizzano il freon moderno e rispettoso dell'ozono (ad esempio R-410A) come refrigerante.

Puoi anche notare immediatamente il fuoco - e a prova di esplosione tale sistema – non ci sono sostanze infiammabili o combustibili, è escluso l’accumulo delle loro concentrazioni esplosive.

D. Le moderne pompe di calore sono unità di climatizzazione universali che possono funzionare sia per il riscaldamento che per il condizionamento estivo.

Questo è molto importante vantaggio, che, in effetti, offre ai proprietari molti servizi aggiuntivi.

E. Il funzionamento della pompa di calore è completamente controllato automaticamente e non richiede l'intervento dell'utente. Un tale sistema, a differenza di altri, non richiede manutenzione e prevenzione regolari.

Possiamo però essere completamente d'accordo con la prima affermazione, senza dimenticare che anche la maggior parte dei moderni sistemi di riscaldamento a gas o elettrici sono completamente automatizzati, cioè non solo le pompe di calore hanno questo vantaggio.

Ma sulla seconda questione si può entrare in discussione. Probabilmente nessun impianto di riscaldamento industriale o domestico può fare a meno di controlli regolari e di manutenzione preventiva. Anche se è giusto presumere che non dovresti entrare da solo nel circuito interno con il refrigerante e l'automazione, i circuiti esterni con antigelo o altro refrigerante richiederanno comunque una certa partecipazione. Ciò include la pulizia regolare (soprattutto in sistemi aerei), il monitoraggio della composizione e del livello del liquido di raffreddamento, il controllo del funzionamento delle pompe di circolazione, il controllo dell'integrità dei tubi e delle perdite sui raccordi e molto altro ancora: in una parola, qualcosa di cui nessun sistema di riscaldamento può fare a meno. In una parola, l'affermazione sulla completa inutilità della manutenzione sembra, almeno, infondata.

E. Ammortamento rapido per un impianto di riscaldamento con pompa di calore.

La questione è così controversa che merita un'attenzione speciale.

Alcune aziende coinvolte nella vendita di tali apparecchiature promettono ai loro potenziali clienti un ritorno molto rapido sui fondi investiti nel progetto. Forniscono calcoli in tabelle, secondo le quali, in effetti, si può creare l'opinione che una pompa di calore sia l'unica soluzione accettabile se non è possibile estendere una linea del gas fino alla casa.

Ecco uno di questi esempi:

Tipi di carburante	Gas naturale (metano)	Legna da ardere di betulla tagliata	E-mail energia ad una tariffa unica	Carburante diesel	Pompa di calore (tariffa notturna)
Unità forniture di carburante	m³	3 m³	kW×h	litro	kW×h
Costo del carburante con la consegna, strofinare	5.95	6000	3.61	36.75	0.98
Contenuto calorico del carburante	38.2	4050	1	36	1
Unità misurazioni delle calorie	MJ/m³	kW×h	kW×h	MJ/litro	kW×h
Efficienza della caldaia,% o COP	92	65	99	85	450
Costo del carburante, rub/MJ	0.17	0.41	1.01	1.19	0,06
Costo del carburante, rub/kWh	0.61	1.48	3.65	4.29	0.22
Costo del carburante, rub/GCal	708	1722	4238	4989	253
Costo del carburante all'anno, strofinare	24350	59257	145859	171721	8711
Vita utile dell'attrezzatura, anni	10	10	10	10	15
Costo approssimativo dell'attrezzatura, strofinare	50000	70000	40000	100000	320000
Costo di installazione, strofinare	70000	30000	30000	30000	80000
Costo della connessione delle reti (condizioni tecniche, attrezzature e installazione), strofinare.	120000	0	650	0	0
Investimento iniziale, RUB (circa)	240000	100000	70650	130000	400000
Costi operativi, rubli/anno	1000	1000	0	5000	0
Tipi di lavoro operativo	manutenzione, pulizia della fotocamera	camere di pulizia, camini	Sostituzione degli elementi riscaldanti	pulizia della camera, ugelli, sostituzione dei filtri	NO
Spese totali per l'intero periodo di funzionamento (compresi i costi del carburante), strofinare.	493502	702572	1529236	1897201	530667
Costo relativo totale di 1 anno di funzionamento (carburante, ammortamento, manutenzione, ecc.)	49350	70257	152924	189720	35378

Sì, il risultato finale è davvero impressionante, ma qui sta andando tutto “senza intoppi”?

La prima cosa che attirerà l'attenzione di un lettore attento è che la tariffa elettrica per il riscaldamento elettrico è una tariffa generale, e per qualche motivo la pompa di calore ha una tariffa notturna preferenziale. Apparentemente, per rendere più chiara la differenza finale.

Ulteriore. Il costo delle apparecchiature a pompa di calore non viene mostrato in modo del tutto corretto. Se osservi più da vicino le offerte su Internet, i prezzi per impianti con una capacità di circa 7 ÷ 10 kW, che possono essere utilizzati per scopi di riscaldamento, partono da 300 - 350 mila rubli (pompe di calore ad aria e impianti a bassa potenza utilizzato solo per il costo della fornitura di acqua calda un po' più piccolo).

Sembrerebbe che tutto sia corretto, ma "il diavolo è nei dettagli". Questo è solo il costo dell'unità hardware stessa, che senza periferiche, circuiti, sonde, ecc. - inutile. Il prezzo di un solo collettore (senza tubi) darà almeno 12 ÷ 15mila, una sonda da pozzo non costa di meno. E se aggiungiamo il costo di tubi, raccordi, elementi di intercettazione e valvole, è sufficiente grande quantità liquido refrigerante: la quantità totale cresce rapidamente.

Anche tubi, collettori, valvole di intercettazione costituiscono una voce piuttosto “pesante” delle spese generali

Ma questo non è tutto. È già stato detto che un sistema di riscaldamento basato su una pompa di calore, come probabilmente nessun altro, necessita di calcoli specialistici complessi. Durante la progettazione, vengono presi in considerazione molti fattori: l'area totale e il volume dell'edificio stesso, il grado di isolamento e il calcolo delle perdite di calore, la fornitura di una fonte di alimentazione sufficiente, la presenza dell'area necessaria di ​​il territorio (un corpo d'acqua vicino) per posizionare circuiti orizzontali di scambio termico o perforare pozzi, il tipo e le condizioni del terreno, l'ubicazione delle falde acquifere e molto altro ancora. Naturalmente, sia il lavoro di rilievo che quello di progettazione richiederanno tempo e un compenso adeguato agli specialisti.

L'installazione di apparecchiature "a caso", senza una progettazione adeguata, è irta di una forte diminuzione dell'efficienza del sistema e talvolta anche di "disastri ambientali" locali sotto forma di ipotermia inaccettabile del suolo, pozzi o trivellazioni e serbatoi.

Il passo successivo è l'installazione delle apparecchiature e la realizzazione di campi o pozzi di scambio termico. L'entità dei lavori di scavo e la profondità della perforazione sono già state menzionate. Per riempire i pozzi dopo l'installazione delle sonde è necessaria una soluzione concreta speciale con un alto grado di conduttività termica. Inoltre: commutazione di circuiti, posa di autostrade verso la casa, ecc. - tutto questo è un altro considerevole "strato" di costi dei materiali. Ciò comprende anche l'acquisto e l'installazione di un serbatoio di accumulo con il necessario controllo automatico, la modifica dell'impianto di riscaldamento per pavimenti riscaldati o l'installazione di speciali dispositivi di scambio termico.

In una parola, i costi sono davvero impressionanti, ed è probabilmente ciò che mantiene i sistemi di riscaldamento con pompe di calore nella categoria degli “esotici”, inaccessibili alla stragrande maggioranza dei proprietari di case private.

Ma che dire della loro massima popolarità e diffusione in altri paesi? Il fatto è che i programmi governativi stanno lavorando lì per stimolare la popolazione a utilizzare fonti alternative di approvvigionamento energetico. I consumatori che hanno espresso il desiderio di passare a questi tipi di riscaldamento hanno il diritto di ricevere sussidi statali, che coprono in gran parte i costi iniziali di progettazione e installazione delle apparecchiature. E il livello di reddito dei cittadini che lavorano, a dire il vero, c'è leggermente più in alto che nel nostro territorio.

Per le città e i paesi europei, questa è un'immagine abbastanza familiare: uno scambiatore di calore di una pompa di calore vicino a una casa

Riepilogo: le dichiarazioni sul rapido rimborso di un simile progetto dovrebbero essere trattate con una certa cautela. Prima di intraprendere un insieme di attività così ampio e responsabile, è necessario calcolare attentamente e soppesare tutta la "contabilità" nei minimi dettagli, valutare il grado di rischio, le proprie capacità finanziarie, la redditività pianificata, ecc. Forse ci saranno opzioni più razionali e accettabili: posa del gas, installazione di moderni sistemi di riscaldamento, utilizzo di nuovi sviluppi nel campo del riscaldamento elettrico, ecc.

Quanto scritto non deve essere preso come “negativo” nei confronti delle pompe di calore. Naturalmente, questa è una direzione estremamente progressista e ha grandi prospettive. Il punto è solo che in tali questioni non si dovrebbe mostrare un volontarismo avventato: le decisioni dovrebbero basarsi su calcoli attentamente ponderati ed eseguiti in modo completo.

È possibile assemblare una pompa di calore con le proprie mani?

Le prospettive generali di utilizzo di fonti "gratuite" di energia termica, insieme al continuo prezzo elevato delle apparecchiature, portano, volenti o nolenti, molti artigiani domestici alla questione della creazione autonoma di tali impianti di riscaldamento. È possibile realizzare da soli una pompa di calore?

Naturalmente, è del tutto possibile assemblare un tale motore termico utilizzando alcune unità già pronte e i materiali necessari. Su Internet puoi trovare video e articoli con esempi di successo. È vero, è improbabile che sia possibile trovare disegni esatti, di solito tutto si limita a raccomandazioni sulla possibilità di produrre determinate parti e assiemi. Tuttavia, c'è una "grana" razionale in questo: come già accennato, una pompa di calore è un sistema così individuale che richiede calcoli in relazione a condizioni specifiche che difficilmente è consigliabile copiare ciecamente il lavoro di altre persone.

Tuttavia, per coloro che ancora decidono di farlo autoproduzione, dovresti ascoltare alcuni consigli tecnologici.

Quindi “mettiamo fuori dall’equazione” la realizzazione dei circuiti esterni – riscaldamento e scambio termico primario. Il compito principale in questo caso è la realizzazione di due scambiatori di calore, un evaporatore e un condensatore, collegati da un circuito di tubi di rame attraverso il quale circola il refrigerante. Questo circuito, come si può vedere dallo schema elettrico, è collegato al compressore.

Non è difficile trovare un compressore, nuovo o proveniente da apparecchiature smontate per pezzi di ricambio

Il compressore in sé non è così difficile da ottenere: puoi acquistarne uno nuovo in un negozio specializzato. Puoi cercare nel mercato dell'hardware: spesso vendono unità di vecchi frigoriferi o condizionatori smontati per pezzi di ricambio. È del tutto possibile che il compressore venga trovato nelle proprie forniture: molti proprietari parsimoniosi, anche quando acquistano nuovi elettrodomestici, non buttano via queste cose.

Ora - la questione degli scambiatori di calore. Ci sono diverse opzioni qui:

UN. Se possibile acquistare scambiatori di calore a piastre già pronti , sigillato in una custodia sigillata, questo risolverà immediatamente molti problemi. Tali dispositivi hanno un'eccellente efficienza di trasferimento del calore da un circuito all'altro: non per niente vengono utilizzati negli impianti di riscaldamento quando si collegano i cablaggi interni autonomi ai tubi della rete centrale.

Un'altra comodità è che tali scambiatori di calore sono compatti e dispongono di tubi, raccordi o connessioni filettate già pronti per il collegamento ad entrambi i circuiti.

Video: realizzare una pompa di calore utilizzando già pronto scambiatori di calore

B. Possibilità di pompa di calore con scambiatori di calore realizzati con tubi di rame e recipienti chiusi.

Entrambi gli scambiatori di calore sono, in linea di principio, simili nel design, ma per essi possono essere utilizzati contenitori diversi.

Per il condensatore è adatto un serbatoio cilindrico in acciaio inox della capacità di circa 100 litri. È necessario inserire al suo interno una serpentina di rame, facendone uscire le estremità dall'alto e dal basso e chiudendo ermeticamente i punti di passaggio a montaggio ultimato. L'ingresso dovrebbe trovarsi nella parte inferiore, l'uscita, rispettivamente, nella parte superiore dello scambiatore di calore.

La bobina stessa è avvolta da un tubo di rame, che può essere acquistato al metro in un negozio (spessore della parete - almeno 1 mm). È possibile utilizzare un tubo di grande diametro come modello. Le spire della bobina dovrebbero essere leggermente distanziate, fissate, ad esempio, a un profilo di alluminio perforato.

Il circuito dell'acqua di riscaldamento può essere collegato utilizzando normali tubi dell'acqua montati (saldati, saldati o su connessione filettata con guarnizione) alle estremità opposte del serbatoio di scambio termico. Lo spazio interno dello scambiatore di calore stesso viene utilizzato per far circolare l'acqua. Il risultato finale dovrebbe essere qualcosa del genere:

Per un evaporatore, tali complicazioni non sono necessarie: non ci sono temperature elevate o pressione eccessiva, quindi sarà sufficiente un grande contenitore di plastica. La bobina viene avvolta più o meno allo stesso modo, le sue estremità vengono estratte. Sono sufficienti anche regolari collegamenti idraulici per la circolazione dell'acqua proveniente dal circuito primario.

Anche l'evaporatore viene installato su staffe accanto al condensatore e accanto ad esse viene predisposto un luogo per il montaggio del compressore e quindi il collegamento al circuito.

Raccomandazioni per la tubazione del compressore, l'installazione di una valvola di controllo dell'acceleratore, il diametro e la lunghezza del tubo capillare, la necessità di uno scambiatore di calore di rigenerazione e eccetera.., non verrà fornito - questo deve essere calcolato e installato solo da uno specialista della refrigerazione.

Va ricordato che ciò richiede elevate competenze nella saldatura ermetica di tubazioni in rame, la capacità di pompare correttamente il refrigerante - freon, effettuare controlli ed eseguire una prova di funzionamento. Inoltre, questo lavoro è piuttosto pericoloso e richiede il rispetto di norme di sicurezza molto specifiche.

IN. Pompa di calore con scambiatori di calore a tubi

Un'altra opzione per la produzione di scambiatori di calore. Per questo avrai bisogno di tubi in metallo-plastica e rame.

I tubi di rame sono selezionati in due diametri: circa 8 mm per il condensatore e circa 5 ÷ 6 per l'evaporatore. La loro lunghezza è rispettivamente di 12 e 10 metri.

I tubi di metallo-plastica sono progettati per far circolare l'acqua attraverso di essi dallo scambiatore di calore primario e dai circuiti di riscaldamento, e nella loro cavità verranno posizionati i tubi di rame del circuito interno della pompa di calore. Di conseguenza, il diametro dei tubi può essere 20 e 16 mm.

I tubi in metallo-plastica sono allungati in lunghezza in modo da poter essere utilizzati senza sforzo speciale introdurre quelli in rame, che dovranno sporgere di circa 200 mm per lato.

Un raccordo a T viene posizionato e sigillato su ciascuna estremità del tubo in modo che il tubo di rame lo attraversi direttamente. Lo spazio tra esso e il corpo della maglietta è sigillato in modo affidabile con sigillante resistente al calore. Il restante terminale perpendicolare del raccordo a T servirà a collegare lo scambiatore di calore al circuito dell'acqua.

I tubi assemblati vengono avvolti a spirale. Assicurati di provvedere immediatamente al loro isolamento termico vestendoli con “camicie” isolanti in gommapiuma. Il risultato sono due scambiatori di calore finiti.

Possono essere posizionati uno sopra l'altro in un alloggiamento improvvisato a forma di telaio. Lo stesso telaio prevede anche una piattaforma per l'installazione del compressore. E per ridurre la trasmissione delle vibrazioni da esso a progettazione generale, è possibile montare il compressore, ad esempio, sui silent block delle automobili.

Per collegare il compressore e riempire il circuito risultante con freon, dovrai nuovamente invitare uno specialista di refrigerazione.

È possibile installare una pompa di calore di questo tipo nella posizione prevista e collegare i raccordi a T sugli scambiatori di calore, ciascuno al proprio circuito. Non resta che fornire alimentazione e avviare l'unità.

Tutte le pompe di calore fatte in casa considerate sono completamente funzionali. Tuttavia, non dovresti dare per scontato che puoi risolvere completamente il problema del riscaldamento domestico economico in un batter d'occhio. Qui si tratta, piuttosto, della creazione di modelli esistenti che necessitano di ulteriore affinamento e ammodernamento. Anche gli artigiani esperti in questo campo, che hanno già realizzato più di un dispositivo simile, sono costantemente alla ricerca di modi per migliorare, creando nuove “versioni”.

Video: come un maestro migliora una pompa di calore creata con le proprie mani

Inoltre, è stata presa in considerazione solo la pompa di calore stessa, che per il normale funzionamento richiede apparecchiature di controllo, monitoraggio e regolazione associate al sistema di riscaldamento della casa. Qui non è più possibile fare a meno di determinate conoscenze nel campo dell'elettrotecnica e dell'elettronica.

Ancora una volta, possiamo tornare ai problemi di calcolo: una pompa di calore fatta in casa “tirerà” il sistema di riscaldamento in modo da diventare una vera alternativa ad altre fonti di calore? Spesso, in queste questioni, gli artigiani domestici devono “andare a sentimento”. Tuttavia, se criterio basilare padroneggiato e il primo modello ha funzionato con successo: questa è già una grande vittoria. Puoi adattare temporaneamente il tuo campione di prova per fornire acqua calda alla tua casa per scopi domestici, quindi iniziare a progettare un'unità più avanzata, tenendo conto dell'esperienza già acquisita e correggendo gli errori.

Fornitura di acqua calda - dall'energia solare!

Una soluzione molto pratica sarebbe quella di utilizzare l’energia i raggi del sole per fornire acqua calda alla casa. Questa fonte energia alternativa– molto più semplice ed economica da implementare rispetto ad una pompa di calore. Come farlo - in una pubblicazione speciale sul nostro portale.

Pompa di calore completamente da solo (relazione fotografica)
(moderatori, se necessario, correggilo, altrimenti non potrei caricare correttamente il post)

Buon pomeriggio, membri del forum!

Ti racconto la mia storia in cui ho cercato di risolvere il problema del riscaldamento di casa.

Sfondo:

C'era solo una casa costruita con 2,5 piani. Piazza:

1° piano 64 mq,
2° piano 94 mq,
2,5 piano 55 m2,
autorimessa 30 mq.

Fin dall'inizio è stata acquistata una caldaia a legna usata alimentata a gas con una capacità di 40 kW. Ma quando si avvicinava il momento dell'installazione, non ero più soddisfatto della prospettiva di raccogliere legna da ardere, dell'eterna lotta con la spazzatura, e per natura sono più un derviscio, posso facilmente non presentarmi a casa per un paio di giorni.

E poi mi sono orientato verso il gas liquefatto. Si prega di notare che il tubo del gas naturale a bassa pressione corre a 1,5 km dalla casa. Ma la nostra densità di popolazione è piccola e tirare un tubo solo per me + un progetto + un'installazione mi fa semplicemente orrore.

Inoltre, non posso posizionare un barile su più cubi nel sito. Non voglio rovinare l'aspetto. Ho deciso di installare una coppia di armadi con una batteria di bombole di propano da 80 litri da 6 pezzi ciascuna.

L'operatore del gas ha assicurato che sarebbero venuti a cambiarlo da soli, basta chiamarci. Gli unici inconvenienti erano un mal di testa ogni tre settimane, nonché la possibilità che un'auto a benzina non autorizzata entrasse nel mio povero parcheggio acciottolato e rotolasse e trascinasse bombole. In generale, il fattore umano. Ma il problema è stato risolto nel caso seguente:

Idea della pompa di calore:

Ho l'idea di una pompa di calore da molto tempo. Ma l'ostacolo era l'elettricità monofase e un contatore antidiluviano per 20 ampere di carico massimo. Non c'è ancora modo di cambiare l'eclettico alimentatore in trifase o aggiungere energia nella nostra zona. Ma inaspettatamente, hanno pianificato di cambiarmi il contatore con uno nuovo da 40 amp.

Dopo averlo capito, ho deciso che questo sarebbe stato sufficiente per il riscaldamento parziale (non avevo intenzione di utilizzare il 2,5° piano in inverno) e ho iniziato a sondare il mercato delle pompe di calore. I prezzi richiesti ad un'azienda (TV monofase da 12 kilowatt) mi hanno fatto pensare:

Thermia Diplomat TWS 12 k.v. h.6797 euro
Thermia Duo 12 k.v. h.5974 euro

Erano necessari almeno 45 ampere di corrente di avviamento.
Inoltre, poiché era previsto il ritiro del calore bene acqua, non c'era fiducia nell'addebito del mio bene. Per non rischiare una somma del genere, ho deciso di ritirare io stesso TN, fortunatamente avevo alcune abilità dalla vita. Ha lavorato come responsabile della distribuzione di apparecchiature di ventilazione e condizionamento dell'aria.

Concetto:

Ho deciso di realizzare una HP da due compressori monofase da 24.000 BTU ciascuno (7 kW h. nella stagione fredda). Ne è risultata una cascata con una potenza termica complessiva di 16-18 kilowatt con un consumo elettrico a COP3 di circa 4-4,5 kilowatt/ora. La scelta di due compressori è dovuta alle correnti di avviamento inferiori, poiché i loro avviamenti non erano previsti per essere sincronizzati. Così come le fasi della messa in servizio. Finora è stato abitato solo il secondo piano e basterà un solo compressore. E dopo averne sperimentato uno, sarà più audace completare la seconda sezione.

Rifiutato di utilizzare scambiatori di calore a piastre. Innanzitutto, per ragioni economiche, non volevo sborsare 389 euro a testa per Danfos. E in secondo luogo, combinare lo scambiatore di calore con la capacità dell'accumulatore di calore, ovvero aumentare l'inerzia del sistema, uccidendo così due piccioni con una fava. E non volevo effettuare il trattamento dell’acqua per delicati scambiatori di calore a piastre, riducendone così l’efficienza. Ma la mia acqua è cattiva, contiene ferro.

Il primo piano è già dotato di riscaldamento a pavimento con passo di circa 15 cm.

Radiatori al secondo piano (grazie a Dio sono stato così avaro da installarli prima con una riserva termica di 1,5). Presa del refrigerante dal pozzo (12,5 m. Installato sul primo strato di dolomite. +5,9 misurato al 03.2008). Smaltimento delle acque reflue nella pubblica fognatura (vasca di decantazione a due camere + assorbitore di terreno di infiltrazione). Circolazione forzata nei circuiti di rimozione del calore.

Ecco il diagramma schematico:

1. Compressore (uno per ora).
2. Condensatore.
3. Evaporatore.
4. Valvola termostatica (TRV)

Si è deciso di abbandonare altri dispositivi di sicurezza (filtro disidratatore, finestra di visualizzazione, pressostato, ricevitore). Ma se qualcuno capisce l'utilità di usarli, sarò felice di sentire un consiglio!

Per calcolare il sistema ho scaricato da Internet il programma di calcolo CoolPack 1.46.

E un buon programma per selezionare i compressori Copeland.

Compressore:

Siamo riusciti ad acquistare da un vecchio amico della refrigerazione un compressore leggermente usato da un sistema split da 7 kilowatt di un condizionatore coreano. L'ho preso praticamente per niente e non ho mentito, l'olio all'interno si è rivelato completamente trasparente, ha funzionato solo per una stagione ed è stato smantellato a causa di un cambio di concezione dei locali da parte del cliente.

Il compressore ha una capacità di 25.500 Btu, ovvero circa 7,5 kW. al freddo e circa 9-9,5 al caldo. Ciò che è stato piacevole è che lo split coreano conteneva un compressore di alta qualità dell'azienda americana Tecumseth. Ecco i suoi dettagli:

Quelli. caratteristiche.

Il compressore funziona con freon R22, il che significa un'efficienza leggermente superiore. Punto di ebollizione -10C, temperatura di condensazione +55C.

Lapsus numero 1: Dalla vecchia memoria, pensavo che solo i compressori di tipo Skrol (scroll) fossero installati sui sistemi split domestici. Il mio si è rivelato essere un pistone... (Sembra leggermente ovale e l'avvolgimento del motore pende all'interno). Cattivo, ma non fatale. I suoi svantaggi includono un quarto di durata in meno, un quarto di efficienza inferiore e un quarto di rumore in più. Ma niente, l'esperienza è figlia di errori difficili.

Importante: Il Freon R22 sarà completamente eliminato entro il 2030 secondo il Protocollo di Montreal. Dal 2001 è vietata la messa in servizio di nuovi impianti (ma non ne sto introducendo uno nuovo, ma modernizzando quello vecchio). Dal 2010 viene utilizzato solo freon R22 usato. MA in qualsiasi momento è possibile trasferire il sistema da R22 al suo sostituto R422. E non avere ulteriori difficoltà.

Ho fissato il compressore al muro con staffe L-300mm. Se in seguito ne installerò un secondo, estenderò quelli esistenti utilizzando un profilo a U.

2. Condensatore:

Ho acquistato con successo da un saldatore di mia conoscenza un serbatoio in acciaio inox della capacità di circa 120 litri.
(A proposito, tutte le operazioni di saldatura con il serbatoio sono state eseguite gratuitamente da un saldatore rispettato. Ma ho chiesto che fosse menzionato anche il suo modesto ruolo nella storia!)

Si è deciso di tagliarlo in due parti, inserire una bobina da un tubo di rame freon e saldarlo nuovamente. Allo stesso tempo, saldare diversi collegamenti tecnici con filettatura in pollici.

Formula per calcolare la superficie di un tubo a spirale in rame:

M2 = kW/0,8 x ∆t

M2 è l'area del tubo serpentino in metri quadrati.
kW – Potenza di generazione di calore del sistema (con compressore) in kilowatt.
0,8 – coefficiente di conducibilità termica del rame/acqua in condizioni di controcorrente dei fluidi.
∆t – differenza di temperatura dell'acqua all'ingresso e all'uscita dell'impianto (vedi Diagramma). Per me è 35c-30c = +5 gradi Celsius.

Quindi risultano essere circa 2 metri quadrati zona di scambio termico della bobina. L'ho ridotto un po', visto che la temperatura all'ingresso del freon è di circa +82 gradi, su questo puoi risparmiare un po'. Ma come ho scritto prima Babbo Natale, non più del 25% della dimensione dell'evaporatore!

Il sistema simulato in CoolPack ha mostrato un Cop di 2,44 sui diametri standard dei tubi dello scambiatore di calore. E Cop 2.99 con un diametro un gradino più alto. E questo va a mio vantaggio, visto che in futuro prevedo di collegare un secondo compressore a questo ramo. Ho deciso di usarlo tubo di rame½ pollice (o diametro esterno 12,7 mm), refrigerazione. Ma penso che tu possa usare un normale impianto idraulico, non sarà così buono e ci sarà molto sporco all'interno.

Lapsus numero 2: Ho usato un tubo con una parete di 0,8 mm. In effetti è risultato tenerissimo, l'ho premuto un po' e ha cominciato a raggrinzirsi. È difficile lavorare, soprattutto senza competenze speciali. Pertanto, consiglio di prendere un tubo con pareti da 1 mm o 1,2 mm. Quindi sarà più lungo in termini di durata.

Importante: La guida del freon della bobina entra nel condensatore dall'alto ed esce dal basso. Quindi, condensandosi, il freon liquido si accumulerà sul fondo e lascerà senza bolle.

Così, prendendo 35 metri di tubo, lo arrotolò in una bobina, avvolgendolo attorno ad un comodo oggetto cilindrico (cilindro).

Lungo i bordi ho fissato le spire con due lamelle in alluminio per robustezza e uguale passo delle spire.

Le estremità sono state portate fuori utilizzando transizioni idrauliche su un tubo di rame ritorto. Li ho forati leggermente da un diametro da 12 a 12,7 mm e invece di un anello a crimpare dopo il montaggio ho avvolto il lino sul sigillante e l'ho stretto con un controdado.

3. Evaporatore:

L'evaporatore non richiedeva alta temperatura e ho scelto contenitore di plastica tipo di botte da 127 litri con collo largo.

Importante: L'ideale sarebbe una botte da 65 litri. Ma avevo paura che il tubo da ¾ si piegasse molto male, quindi ho preso una misura più grande. Se qualcuno ha altre dimensioni o ha una buona piegatubi e capacità lavorative, allora puoi rischiare con questa dimensione. Con una botte da 127 litri, le dimensioni della mia TN hanno aumentato le dimensioni previste di 15 cm in su, 5 cm di profondità e 10 cm di larghezza.

Ho calcolato e realizzato l'evaporatore secondo lo stesso principio del condensatore. Sono stati necessari 25 metri di tubo da ¾ pollice (esterno 19,2 mm) con una parete di 1,2 mm. Ho utilizzato sezioni del profilo UD come nervature di irrigidimento per l'installazione del cartongesso. L'ho attorcigliato con un normale filo elettrico di rame senza isolamento.

Importante: Evaporatore del tipo allagato. Cioè, la fase liquida del freon entra nell'acqua raffreddata dal basso, evapora e sale verso l'alto fino al compressore allo stato gassoso. Questo è migliore per il trasferimento di calore.

Le transizioni possono essere prese dalla plastica pipa per bere PE 20*3/4’ con filettatura esterna, avvitato da un cilindro con dadi di bloccaggio e guarnizione in lino e sigillante. Ho effettuato l'approvvigionamento idrico e lo scarico dall'ordinario tubi fognari e polsini di tenuta in gomma inseriti a sorpresa.

Anche l'evaporatore è stato installato su staffe L-400mm.

4. TRV:

Ho acquistato una valvola di espansione da Honeywell (ex FLICA). La mia potenza richiedeva un ugello da 3 mm. E la presenza di un equalizzatore di pressione.

Importante: Durante la saldatura la valvola di espansione non deve surriscaldarsi oltre +100C! L'ho quindi avvolto in un panno imbevuto d'acqua per raffreddarlo. Per favore non spaventatevi, dopo ho pulito i depositi con carta vetrata fine.

Ho saldato il tubo della linea di allineamento come richiesto nelle istruzioni di installazione della valvola di espansione.

Assemblea:

Ho comprato un kit di saldatura dura Rotenberg. Ed elettrodi 3 pezzi con 0% di argento e 1 pezzo con 40% di argento per la saldatura sul lato del compressore (resistente alle vibrazioni). Con il loro aiuto ho assemblato l'intero sistema.

Importante: Prendi subito la bombola Maksigaz 400 (bombola gialla)! Non è molto più costoso del Multigas 300 (rosso), ma il produttore promette una fiamma fino a +2200°C. Ma questo non basta per una pipa da ¾’. Si è saldato malissimo. Ho dovuto essere creativo, usare uno scudo termico, ecc. L'ideale, ovviamente, avere un bruciatore ad ossigeno.

Sì, ed è necessario saldare un tubo di riempimento nel sistema con un nipplo per collegare il tubo. Non ricordo il suo nome esatto in cima alla mia testa.

È stato saldato all'ingresso del compressore. Nelle vicinanze puoi vedere il tubo di ingresso dell'equalizzatore della valvola di espansione. È saldato dopo l'evaporatore, la valvola di espansione termica, ma prima del compressore.

Importante: Saldiamo il tubo di riempimento svitando prima il nipplo. Il calore causerà sicuramente il cedimento della tenuta del capezzolo.

Non ho utilizzato raccordi a T riducenti perché temevo una ridotta affidabilità dovuta a saldature aggiuntive vicino al compressore. E la pressione in questo posto non è grande.

Ricarica con freon:

raccolto, ma non compilato L'impianto deve essere evacuato con acqua. È meglio usare una pompa per vuoto, altrimenti gli artigiani adattano un normale compressore da un vecchio frigorifero. Puoi semplicemente soffiare attraverso il sistema con il freon, spremendo l'aria, ma non te l'ho detto, perché non puoi farlo!

Bombola di freon di capacità minima. Il sistema non richiederà più di 2 kg. Freon. Ma di cosa sono ricchi?

Ho acquistato anche un manometro per misurare la pressione. Ma non un freon speciale per 10 dollari. e., e quello normale per una stazione di pompaggio per 3,5 USD. e. Ne sono stato guidato durante la compilazione.

Ho riempito il sistema il più possibile sfruttando la pressione del freon interno alla bombola. L'ho lasciato riposare per un paio di giorni, la pressione non è scesa. Ciò significa che non ci sono perdite. Inoltre, ho rivestito tutte le connessioni con schiuma di sapone, senza bolle.

Importante: Poiché nel mio caso il nipplo di riempimento è saldato immediatamente davanti al compressore (in futuro la pressione in questo punto verrà misurata durante l'installazione), in nessun caso si deve riempire l'impianto con il compressore funzionante con freon liquido. Probabilmente il compressore fallirà. Solo nella fase gassosa: gonfia il pallone!

Automazione:

È necessario un relè di avviamento monofase e allo stesso tempo una corrente di avviamento molto decente di circa 40 A! Fusibile automatico gruppo C 16A. Quadro elettrico con guida DIN.

Ho anche installato due relè di temperatura con sensori di temperatura Copelar. Uno è stato posizionato sull'acqua all'uscita del condensatore. L'ho impostato a circa 40 gradi in modo che il sistema si spegnesse quando l'acqua raggiungeva questa temperatura. E di impostare l'uscita dell'acqua dall'evaporatore a 0 gradi, in modo che il sistema venga spento in caso di emergenza e non lo sbrina accidentalmente.

In futuro sto pensando di acquistare un semplice controller che tenga conto di queste due temperature. Ma oltretutto aspetto e facilità d'uso, ha anche uno svantaggio: i valori programmati vengono persi anche durante un'interruzione di corrente a breve termine. Ancora pensando.

Lancio (prova):

Prima di iniziare ho pompato nel sistema circa 6 bar di pressione da una bombola. Non funzionava più e non ce n’era bisogno. Ho inserito un filo temporaneo e ho collegato il condensatore di avviamento. Per prima cosa ho riempito i contenitori con acqua. Rimasero in piedi per un giorno, pieni, e quindi, al momento del lancio, lo avevano temperatura ambiente circa +15s.

Accese solennemente la macchina. È stato immediatamente messo fuori combattimento. Ancora una volta, la stessa cosa. Durante questo breve periodo si sente il motore ronzare, ma non si avvia. Ho acceso i terminali del condensatore (per qualche motivo ce ne sono tre). Ho riacceso la macchina. Il piacevole rombo di un compressore funzionante mi ha accarezzato le orecchie!

La pressione di aspirazione è scesa immediatamente a 2 bar. Ho aperto la bottiglia di freon per riempire il sistema. Utilizzando la piastra, ho calcolato la pressione di ebollizione del freon richiesta.

Per l'ingresso dell'acqua +6 e l'uscita dell'acqua +1 richiesti, è necessaria una temperatura di ebollizione di -4°C. Il freon bolle a questa temperatura ad una pressione di 4,3 kg. vedere (bar) (atm.). La tabella è reperibile anche su Internet.

Non importa come ho provato a impostare questa pressione esatta, niente ha funzionato. Il sistema non è stato ancora portato alle temperature di esercizio. Pertanto, gli aggiustamenti anticipati sono solo approssimativi.

Dopo circa cinque minuti il ​​flusso ha raggiunto circa +80 gradi. Mentre il tubo di evaporazione non isolato era ricoperto da una leggera brina. Dopo circa dieci minuti l'acqua nel condensatore si era già riscaldata al tatto fino a +30 - +35. L'acqua nell'evaporatore si avvicinava a 0°C. Per non scongelare nulla, ho spento il sistema.

Riepilogo:È stata mostrata la corsa di prova piena funzionalità sistemi. Non sono state rilevate anomalie. Ulteriori regolazioni della valvola di espansione e della pressione del freon saranno necessarie dopo aver collegato il circuito di riscaldamento e raffreddamento con l'acqua del pozzo. Ecco perché continuazione del reportage fotografico e rapporto tra circa due o tre settimane, quando avrò capito questa parte del lavoro.

A quel punto, penso:

1. Collegare il circuito del riscaldamento ambiente e il circuito dello scambio di calore dell'acqua di pozzo.
2. Eseguire un ciclo completo di lavoro di messa in servizio.
3. Realizza una sorta di alloggio.
4. Trarre conclusioni e fornire un breve riassunto.

Importante: Il TN si è rivelato di dimensioni non così piccole. Utilizzando scambiatori di calore a piastre invece di scambiatori di calore capacitivi, è possibile risparmiare molto spazio.

Costi per la produzione di una pompa di calore con una potenza termica di circa 9 kilowattora:

Condensatore:

Serbatoio in acciaio inox 100 litri - 25 cu. e.
Elettrodi in acciaio inossidabile – 6 cu. e.
Giunti in acciaio inossidabile – 5 cu. e.
Servizi di saldatura (pranzo) – 5 USD. e.
Tubo in rame 12,7 (1/2”)*0,8 mm. 35 metri – 105 USD e.
Tubo in rame 10*1 mm. 1 metro – 3 metri cubi. e.

Ventilatore DN 15 – 5 cu. e.
Valvola di sicurezza 2,5 bar – 4 u. e.
Valvola di scarico DN 15 – 2 u. e.

Totale: 163 dollari e. (per confronto, scambiatore di calore a piastre Danfos 389 USD)

Evaporatore:

Canna di plastica 120 litri - 12 cu. e.
Tubo in rame 19,2 (3/4”)*1,2 mm. 25 metri – 130 USD e.
Tubo di rame 6*1mm. 1 metro – 2 metri cubi. e.
Valvola termostatica Honeywell (ugello 3 mm) – 42 cu. e.
Staffe L-400 2 pezzi – 9 cu. e.
Valvola di scarico DN 15 – 2 u. e
Transizioni al rame (set) – 3 cu. e.
Tubo RVS 50-1m. 2 pezzi – 4 cu. e.
Adattatori in gomma 75*50 2 pezzi – 2 cu. e.

Totale: 206 dollari e. (per confronto, scambiatore di calore a piastre Danfos 389 USD)

Compressore:

Compressore poco usato 7,2 k.v. (25500 btu) – 30 USD. e.
Staffe L-300 2 pezzi – 8 cu. e.
Freon R22 2 kg. – 8 USD e.
Kit di installazione – 4 cu. e.

Totale: 50 dollari e.

Kit di montaggio:

Cannello ROTENBERG (set) – 20 cu. e.
Elettrodi per saldatura dura (40% argento) 3 pezzi – 3,5 cu. e.
Elettrodi per saldatura dura (0% argento) 3 pezzi – 0,5 cu. e.
Manometro per freon 7 bar - 4 cu. e.
Tubo di riempimento - 7 cu. e.

Totale: 35 dollari e.

Automazione:

Relè avviamento monofase 20 A - 10 cu. e.
Quadro elettrico incorporato – 8 cu. e.
Fusibile monofase C16 A – 4 cu. e.

Totale: 22 dollari e.

Totale totale 476 USD. e.

Importante: Nella fase successiva saranno necessarie anche le pompe di circolazione Calpada 25/60-180 60 cu. e. e Calpeda 32/60-180 78 cu. e. Anche se verranno posizionati fuori dai corridoi della mia caldaia, di solito si riferiscono alla caldaia stessa.

Aumentare l'efficienza del sistema di riscaldamento di una casa è uno dei compiti principali del suo proprietario, poiché i costi per questo articolo nelle condizioni climatiche russe sono molto significativi. Pertanto il problema dell'utilizzo dell'energia dell'ambiente circostante per il riscaldamento è molto interessante, è in continua evoluzione e resta oggetto di attenzione, soprattutto nella comunità del “fai da te”. L'assemblaggio di una pompa di calore con le proprie mani è abbastanza accessibile a una persona esperta, poiché questo lavoro non presenta particolari difficoltà e non è necessario produrre parti di una configurazione complessa.

Si basa sulla raccolta del calore dallo spazio circostante e sul suo utilizzo per il sistema di riscaldamento domestico al fine di ridurre il costo di questa funzione. Dispositivi di questo tipo sono disponibili in molte case, si tratta di frigoriferi, sistemi split e condizionatori. Alcuni di essi hanno un duplice scopo, svolgendo a scelta dell'utente sia il riscaldamento che il raffrescamento dei locali, a seconda della necessità.

La base teorica di tali macchine è il ciclo di Carnot inverso. Ma, senza entrare nei dettagli, descriveremo semplicemente il processo di funzionamento di un tale dispositivo.

Fig. 1. Schema schematico del funzionamento di una pompa di calore in una rete di riscaldamento

Il fluido di lavoro in tali dispositivi, come nei frigoriferi, è il freon o l'ammoniaca, che viene pompato nel circuito di riscaldamento da un compressore. In questo caso, la pressione all'interno del sistema aumenta notevolmente, poiché l'uscita del liquido di raffreddamento è bloccata dall'acceleratore. Il calore risultante riscalda il liquido di raffreddamento nell'impianto di riscaldamento della casa, di norma la temperatura raggiunge i 64 o C. Il flusso caldo integra quello circolante nella rete di riscaldamento principale, riducendo il consumo di carburante. Ad una certa pressione, la valvola a farfalla si apre e il fluido di lavoro entra nella camera dell'evaporatore. Allo stesso tempo, la sua temperatura diminuisce. Il calore aggiuntivo viene ottenuto dal registro di raccolta del calore. Quindi il ciclo si ripete, come in frigorifero.

Calcolo dei parametri di sistema

La potenza richiesta da una pompa di calore fatta in casa può essere calcolata dal rapporto:

R = ( K * v * T )/860, Dove

R – potenza necessaria per riscaldare la stanza

K – coefficiente per tenere conto delle perdite di calore di un edificio (1 – stanza isolata di alta qualità, 4 – baracca di assi);

v – il volume totale dell'ambiente da riscaldare;

T – la maggiore differenza di temperatura tra il mondo esterno e lo spazio interno;

860 – fattore di conversione del risultato del calcolo in kW da kcal

Ad esempio, diamo un calcolo per una casa di 200 metri quadrati con un'altezza del soffitto di 2,8 metri:

R = 1 * 200 * 2,8 * (22 - -25)/860 = 560 * 47 /860 = 30,6 kW.

Si consiglia di utilizzare una pompa di calore con una riserva di potenza del 10 - 12%, ovvero circa 35 kW.

È necessario prestare attenzione a un indicatore come la differenza tra la temperatura esterna e quella interna. Se prendiamo aria riscaldata dallo spazio circostante con una temperatura di circa 7 o C, la differenza sarà di (22 - 7) 15 gradi e la potenza della pompa di calore sarà di 9,8 kW. Confronta questi due indicatori e senti la differenza quando usi il calore dello spazio circostante.

Parte dell'attrezzatura

Contorno esterno

Per il circuito esterno dell'unità di riscaldamento domestico saranno necessari dei tubi. I prodotti in metallo hanno la maggiore conduttività termica (ma non di acciaio inossidabile), quindi è meglio utilizzarli per un sistema di raccolta del calore.

Potresti essere interessato ai seguenti materiali

Mobilia

Finitura

Camera da letto

Bambini

Idee

Sfondo

2023 Idee di progettazione per appartamenti e case