クーラントのコストの定期的な増加に関連して、代替の加熱方法が一般的になりつつあります。たとえば、空気のエネルギーを使用して加熱する実用的な空気水ヒートポンプ。設置は高価な消耗品を必要とせず、使いやすく、安全です。
ユニットの工場での組み立てにはかなりの費用がかかるため、多くの人がこのシステムの独立した構築に関心を持っています。家庭用職長が手作りのヒートポンプを作るために必要なものを教えます。ここでは、どのような技術的手段を補充する必要があるかがわかります。
空気-水熱システムの特徴
この記事で取り上げているヒートポンプには、このような装置の他の変更(特に、水-水と土壌-水)とは異なり、いくつかの利点があります。
- 電気を節約します。
- 設置は、大規模な土工、掘削、特別許可の取得を必要としません。
- システムをソーラーパネルに接続すると、完全な自律性を確保できます。
風力エネルギーを抽出して水に移す熱システムの大きな利点は、100%環境安全です。
ポンプの設計に進む前に、システムが最も効果的である場合、およびその使用が実際的でない場合を見つける必要があります。
空気塊からエネルギーを抽出するヒートポンプシステムは、CISで使用されるすべてのタイプの冷却剤(水、空気、蒸気)を加熱するために使用できます。
アプリケーションと作業の詳細
ヒートポンプは、-5〜+7度の温度範囲でのみ生産的に機能します。気温が+7の場合、システムは必要以上に熱を発生し、-5未満の値では暖房には不十分です。これは、構造内の濃縮されたフレオンが-55度の温度で沸騰するという事実によるものです。
イメージギャラリー
からの写真
水へのヒートポンプ空気の取り付け
空気水システムコンポーネント
室内機給水システム
外部ポンプユニットのコンポーネント
蒸気および水加熱システムのヒートポンプ
家庭用温水回路への供給のための水処理
暖かい床-主な消費者の一人
低温加熱回路用デバイス
理論的には、システムは30度の霜でも熱を発生させることができますが、熱出力は冷媒の沸点と気温の差に直接依存するため、暖房には十分ではありません。
したがって、このシステムは、寒い気候が早く発生する北部地域の居住者には適しておらず、南部地域の住宅では、寒い数ヶ月に効果的に対応できます。
標準のバッテリーが室内に設置されている場合、ヒートポンプの効率が低下します。何よりも、空対水デバイスは、大面積の対流式放熱器やその他のラジエーター、および「暖かい床」、「暖かい壁」の水システムと組み合わされます。
また、部屋自体は外部から十分に断熱されている必要があり、通常の木製やプラスチックよりも優れた断熱性を提供する組み込みのマルチチャンバーウィンドウがあります。
ヒートポンプは床下暖房水システムと最もよく相互作用します。これは、冷却液を40-45º以上に加熱する必要がないためですС
自家製のヒートポンプは100平方メートルまでの家を効果的に加熱することができます。 mおよび5 kWの出力を提供することが保証されています。フレオンは、国内条件で作成された構造物に十分に高品質に注ぐことができないことを理解する必要があります。したがって、その沸点は-22度と予想されます。
住宅組立装置は、ガレージ、温室、ユーティリティルーム、小さなプライベートプールなどに熱を供給するのに最適です。システムは通常、追加の暖房として使用されます。
いずれの場合も、暖房シーズン用の電気ボイラーまたはその他の従来の設備が必要になります。激しい霜(-15〜30度)の間は、効率が10%を超えないため、電力の浪費を避けるためにヒートポンプをオフにすることをお勧めします。
ヒートポンプは屋内のプライベートプール内の水を加熱するのに十分なエネルギーを供給します(+)
システムの原理
デザインの作動物質は空気です。路上に設置された室外ユニットを介して、酸素が蒸発器に配管され、そこで冷媒と相互作用します。
フレオンは(-55度で沸騰するため)温度の影響下でガス状になり、加熱された状態では圧力下でコンプレッサーに入ります。デバイスはガスを圧縮し、それによってその温度を上昇させます。
高温のフロンは、貯蔵タンク(コンデンサー)の回路に入り、熱は水に移動します。これは、後で暖房や家庭用温水を構成するために使用できます。コンデンサーでは、フレオンはその熱の一部だけを失い、まだガス状です。
チョークを通過して冷媒が噴霧され、その結果、温度が低下します。フロンは液体になり、この形で蒸発器に入ります。サイクルが繰り返されます。
この図は、コンプレッサーとエキスパンダーで2つの回路(高圧と低圧)に分割された、基本ヒートポンプの原理の実装を概略的に示しています。
廃棄物と古い機器、たとえば古い冷蔵庫から独立してヒートポンプを構築したい方は、この記事に記載されている情報を参考にしてください。
空対水ヒートポンプ構造
ヒートポンプシステムは4つの主要な要素で構成されています:
- 室外ユニット;
- 熱交換器-蒸発器容量;
- コンプレッサー用ユニット;
- ストレージ容量(コンデンサ)。
各ブロックの設計機能を検討してください。
室外機組立
外部ブロックを作成するには、次のものが必要です。
- ハウジング。分割システム、洗濯機、およびその他の機器全体のブロックは、伝統的に適しています。金属要素を溶接することによって独立して構築されることもあります。組み立て後、金属を粉末タイプの防錆塗料で処理することが重要です。
- ファン。 製品は、古い稼働中の空調システムから借りるか、個別に購入できます。
ファンモデルには、幅広のプラスチックブレードが必要です。また、センサーに接続できるように、取り外し可能なモーターが付いていることが望ましいです。
室外機を組み立てるには、空調システムの下からケースとファンが必要です。ブロックのおおよそのパラメーター-75x85x30 cm
室外ユニットでは、蒸発器とその操作用の補助要素を取り付けることができますが、これらの部品を別のケースに配置することをお勧めします。
室外機は家から2-10mの距離に設置してください。その下に基礎を構築し、キャノピーを置いて構造を降水から保護することが重要です。汚れ、破片、葉がファンのブレードやパイプに入らないように、グリルをファンの前に固定する必要もあります。
さらに、側壁とパネルを着氷から保護するヒーターを設置することが望ましい。この場合、ケースをさらに加熱する必要はありません。装置を設置する場所は、直火の発生源から離れて、十分に換気されている必要があります。
熱交換器・蒸発器付きユニット
蒸発器は、ネットワーク上のサプライヤーのサービスを使用して既製で購入することも、独自に作成することもできます。これを行うには、80リットルのタンクと、直径10 mm、厚さ1 mm以上の銅線が必要です。
長さは必要なパワーを考慮して個別に計算されます。 5 kWの装置の場合、10 mかかります。蒸発器では、フレオンの加熱と循環、および空気との接触が発生します。
熱交換器を作成するには、コイルを設計する必要があります。このために、ワイヤーはタンクの幅を超えない直径の厚い壁のパイプに巻き付けられます。スライスがハウジングの高さを超えて突き出るようにすることが重要です。これらは、コイルをシステムの他の要素(コンプレッサーと貯蔵タンク)に接続するために必要になります。
コイルを作成するには、ガスシリンダー、パイプ、または水で満たされたプラスチックボトルの周りに、壁が約1 mmの銅管を巻き付けます。
パイプラインを接続するための2つの継手が本体に切り込まれ、ワイヤ出口用の2つのコネクタが作成されます。化合物は密封されています。 L字型ブラケットを使用して、完成した構造を固定します。
温度がマイナスのタンクには空気が循環しているため、蒸発器にデフロストリレーを追加することをお勧めします。この場合、システムに結露が蓄積すると、蒸発器が凍結することがあります。また、水分の形成を排除するために、システムにフィルタードライヤーを導入することができます。
Compressorのインストールルール
コンプレッサーを設置するには、運転中に装置のほとんどすべての改造が騒々しいので、防音と防振のある別のハウジングが必要になります。使用済みのコンプレッサーを冷蔵庫やエアコンの下から取り出したり、新しいモデルを購入したりできます。
次のタイプのコンプレッサーは、ヒートポンプに適しています。
- ロータリー コンプレッサーは最も安価ですが、いくつかの欠点があります-それらは騒音を出し、効率が低く、8〜10年間持続します。
- 螺旋 変更は、エアコン、冷蔵庫のすべての最新モデルにインストールされています。それらは耐久性があり(15-20年)、ノイズがなく、効率的ですが、コストが高くなります。
- ピストン モデルは主に産業用冷蔵庫に設置されています。製品は効率が良く、耐久性があります(15〜20年)が、非常にノイズが多く、高価です。
ヒートポンプの場合、単相圧縮機を選択する必要があります。購入する前に、デバイスが動作するフレオンの種類を確認することが重要です。 R22、できればR422で動作するモデルを購入することをお勧めします。このタイプの冷媒を使用すると、他のタイプのフレオンを使用するよりも作業が簡単になります。
コンプレッサーは、チューブによって蒸発器と凝縮器ユニットに接続されています。デバイスのおかげで、フレオンは温度を上げます。
蓄電容量(コンデンサ)の設計
コンデンサーを作るには、100リットルのボイラーまたは同じ容量の他のステンレス製タンクの下から本体が必要です。銅管製のコイルも必要です。 5 kWポンプでは、12メートルのワイヤーを使用できます。高温のフレオンがコイルチューブを通過するため、水が加熱されます。
ステップ#1:コイルの作成
コイルを製造するには、直径が26 mm以上、壁の厚さが1 mmの銅線が必要です。タンクよりも断面積の小さいパイプに巻き付ける必要があります。
スパイラルの高さはケーシングの高さと一致している必要があります。コイルを蒸発器とコンプレッサーに接続できるようにするために、パイプの出口をタンクの外に残すことが重要です。
ステップ#2:ケースの準備
コイルを取り付けるには、タンクを切断する必要があります。上と下で、銅線の出口用の穴を作成するとともに、2つの継手を取り付けるための追加のコンパートメントを切り取る必要があります。手順が完了したら、タンクを密閉する必要があります。
熱交換器-コンプレッサーは、完成したデザインの形で個別に購入できます。工場で組み立てられたデバイスを使用して、設置の電力と効率を向上させることができます。
モントリオールの規制に従ってR22と表示された冷媒は、2030年までに廃止される予定です。システムを充填するには、その代替-R422冷媒を使用することをお勧めします
蒸発器への外部ユニットの接続
室外ユニットと蒸発器を接続するには、HDPE 32ポリエチレンパイプが2本必要です。空気は一方のパイプを通過し、もう一方のパイプから排出されます。
パイプは、溝に砂の材料を追加した後、地面に埋め込むか、外部ケーシングが家の近くにある場合は表面に残しておくことができます。
蒸発器、コンプレッサー、タンク接続
フロンはこのシステムを循環しています。コイルをコンプレッサーとスロットルに接続するには、冷凍装置の専門家に連絡する必要があります。はんだ付け作業の経験がない人は、工具や材料を使っても、すべての要素を1つのシステムに正しく組み合わせて建設作業を確実にすることは困難です。
さらに、多くの追加の材料が必要になります-異なる直径のパイプ、ドレンバルブ、エアエッチングバルブ、安全バルブのさまざまな変更、パイプ用クリップ、クランプ、パイプラインの切断用パイプカッター。
冷蔵庫やエアコンを修理するためのワークショップで利用できる他の特別なデバイスが必要になります。
また、特殊な設備を用いて高品質のフレオン注入を行っています。したがって、熱交換器、コンプレッサー、スロットルを組み合わせて作業システムにするには、専門家に依頼する方が便利で収益性があります。
インストール管理システムの実装
フロンの圧力と温度を監視するには、どのエアコンの下からでもディスプレイ付きのボードを使用できます。専門家の助けを借りてはんだ付け作業のプロセスでは、設計はインストールで正しく実装できます。
ファン回転センサーなどの特別なデバイスを接続することもできます。ブレードの回転速度を調整し、フレオン循環ポンプの速度を自動化します。
さらに、タイマー、電気スターター、コンプレッサーの過熱を防ぐ装置を設定できます。これらの部品はすべて、修理工場またはスペアパーツ市場で購入できます。
空気水ヒートポンプの動力の計算
100平方メートルの面積を持つ暖房室用。 mより大きなヒートポンプが必要です。インストールに必要な電力は、おおよそ次の表を使用して計算できます。
表のデータは、コイルの面積を計算して、1つまたは別の電力の設備を作成するのに役立ちます。
空気水ヒートポンプを設計する際に、コンプレッサーに必要なパワー、使用する直径、およびその他の重要なデータを決定するには、次のいずれかの方法を使用する必要があります。
- 熱交換器のメーカーのウェブサイトで入手できるオンライン計算機を使用してください。
- ソフトウェアCoolPack 1.46、Copelandを適用します。
- 必要な測定と計算を行うスペシャリストを招待してください。
コンデンサーコイル(PZK)の面積は次の式で計算できます:
PZK = M / 0,8DT、
ここで、Mは単位電力(kW)です。 0.8-水と銅の接触時の熱伝導率; DTは、システムの流入空気と流出空気の温度差です。
上記のヒートポンプのパラメータは、100平方メートルまでの部屋に適しています。メートル。インストールの電力は5 kWです。特別な熱交換器を購入すると、設備の容量を最大10〜15 kWまで増やすことができます。
この図は、熱交換器、コンプレッサー、スロットルを1つのタンクに組み合わせたシステムを示しています。設計では工場の熱交換器を使用しています(+)
自家製設置サービス
高品質の操作を行うには、ヒートポンプに追加のメンテナンスが必要です。冬にデバイスを使用する場合(ケースに追加の暖房が設置されていない場合)、氷の表面が表面に形成されるため、ユニットを定期的に加熱する必要があります。
定期的にも必要です:
- 葉、ほこり、汚れ、雪などの破片のファンブレードを清掃します。
- 指示に従ってコンプレッサーを潤滑します。
- コンプレッサーとファンのオイルを交換してください。
さらに、システムが正常に機能するためには、銅パイプライン、コンプレッサーに供給する電源ケーブル、ファン、その他のデバイスの完全性を定期的にチェックする必要があります。
次のビデオでは、風力エネルギーを処理するヒートポンプの動作原理と設計について紹介します。
自家製の空対水ヒートポンプは、家をさらに暖房するための最も効率的で低コストのデバイスの1つです。誰でもこのシステムを作ってインストールできます。
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