Πώς να φτιάξετε μια αντλία θερμότητας για θέρμανση σπιτιού με τα χέρια σας: αρχή λειτουργίας και σχέδια συναρμολόγησης

Οι πρώτες εκδόσεις των αντλιών θερμότητας μπορούσαν να καλύψουν μόνο εν μέρει τις ανάγκες σε θερμική ενέργεια. Οι σύγχρονες ποικιλίες είναι πιο αποδοτικές και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για συστήματα θέρμανσης. Γι' αυτό ακριβώς πολλοί ιδιοκτήτες σπιτιών προσπαθούν να εγκαταστήσουν μια αντλία θερμότητας μόνοι τους.

Θα σας πούμε πώς να επιλέξετε τη βέλτιστη επιλογή αντλίας θερμότητας λαμβάνοντας υπόψη τα γεωδεδομένα του οικοπέδου όπου σχεδιάζεται να εγκατασταθεί. Στο άρθρο που προτείνεται για εξέταση περιγράφεται λεπτομερώς η αρχή λειτουργίας των συστημάτων που χρησιμοποιούν “πράσινη ενέργεια”, αναφέρονται οι διαφορές. Λαμβάνοντας υπόψη τις συμβουλές μας, χωρίς αμφιβολία, θα καταλήξετε σε έναν αποδοτικό τύπο.

Για τους αυτοδίδακτους τεχνίτες παρουσιάζουμε την τεχνολογία συναρμολόγησης της αντλίας θερμότητας. Τις πληροφορίες που παρουσιάζονται συμπληρώνουν επεξηγηματικά διαγράμματα, συλλογές φωτογραφιών και αναλυτικές οδηγίες βίντεο σε δύο μέρη.

Τι είναι η αντλία θερμότητας και πώς λειτουργεί;

Με τον όρο αντλία θερμότητας εννοούμε ένα σύνολο συγκεκριμένου εξοπλισμού. Η κύρια λειτουργία αυτού του εξοπλισμού είναι η συλλογή θερμικής ενέργειας και η μεταφορά της στον καταναλωτή. Πηγή αυτής της ενέργειας μπορεί να είναι οποιοδήποτε σώμα ή μέσο που έχει θερμοκρασία από +1º και άνω βαθμούς.

Στο περιβάλλον γύρω μας υπάρχουν περισσότερες από αρκετές πηγές χαμηλής θερμοκρασίας θερμότητας. Αυτές είναι βιομηχανικά απόβλητα επιχειρήσεων, θερμικών και πυρηνικών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής, λύματα αποχέτευσης κ.λπ. Για τη λειτουργία των αντλιών θερμότητας στον τομέα της οικιακής θέρμανσης χρειάζονται τρεις αυτοανανεώσιμες φυσικές πηγές – αέρας, νερό, έδαφος.

Οι αντλίες θερμότητας “αντλούν” ενέργεια από διεργασίες που συμβαίνουν τακτικά στο περιβάλλον. Η πορεία των διαδικασιών δεν σταματά ποτέ, γι' αυτό οι πηγές θεωρούνται ανεξάντλητες σύμφωνα με τα ανθρώπινα κριτήρια

Οι τρεις αναφερόμενοι δυνητικοί προμηθευτές ενέργειας συνδέονται άμεσα με την ενέργεια του ήλιου, ο οποίος μέσω της θέρμανσης θέτει σε κίνηση τον αέρα με τον άνεμο και μεταδίδει θερμική ενέργεια στη γη. Ακριβώς η επιλογή της πηγής αποτελεί το βασικό κριτήριο, σύμφωνα με το οποίο ταξινομούνται τα συστήματα αντλιών θερμότητας.

Η αρχή λειτουργίας των αντλιών θερμότητας βασίζεται στην ικανότητα των σωμάτων ή των μέσων να μεταφέρουν θερμική ενέργεια σε άλλο σώμα ή μέσο. Οι παραλήπτες και οι προμηθευτές ενέργειας στα συστήματα αντλιών θερμότητας συνήθως λειτουργούν σε ζεύγη.

Έτσι διακρίνονται οι ακόλουθοι τύποι αντλιών θερμότητας:

• Αέρας – νερό.
• Έδαφος – νερό.
• Νερό – αέρας.
• Νερό – νερό.
• Γη – αέρας.
• Νερό – νερό
• Αέρας – αέρας.

Σε αυτό, η πρώτη λέξη καθορίζει τον τύπο του μέσου από το οποίο το σύστημα αντλεί χαμηλόθερμη θερμότητα. Η δεύτερη υποδεικνύει τον τύπο του φορέα στον οποίο μεταφέρεται αυτή η θερμική ενέργεια. Έτσι, στις αντλίες θερμότητας νερό – νερό, η θερμότητα αντλείται από το υδάτινο μέσο και ως φορέας θερμότητας χρησιμοποιείται υγρό.

Οι αντλίες θερμότητας, από άποψη κατασκευαστικού τύπου, είναι εγκαταστάσεις συμπίεσης ατμού. Αντλούν θερμότητα από φυσικές πηγές, την επεξεργάζονται και τη μεταφέρουν στους καταναλωτές (+)

Οι σύγχρονες αντλίες θερμότητας χρησιμοποιούν τρεις βασικές πηγές θερμικής ενέργειας. Αυτές είναι – το έδαφος, το νερό και ο αέρας. Η απλούστερη από αυτές τις επιλογές είναι η αερόθερμη αντλία θερμότητας. Η δημοτικότητα τέτοιων συστημάτων οφείλεται στη σχετικά απλή κατασκευή τους και στην ευκολία εγκατάστασης.

Ωστόσο, παρά αυτή τη δημοτικότητα, αυτές οι παραλλαγές έχουν αρκετά χαμηλή απόδοση. Επιπλέον, ο συντελεστής απόδοσης (ΚΠΔ) είναι ασταθής και εξαρτάται από τις εποχικές διακυμάνσεις της θερμοκρασίας.

Με τη μείωση της θερμοκρασίας, η απόδοσή τους πέφτει σημαντικά. Τέτοιες παραλλαγές αντλιών θερμότητας μπορούν να θεωρηθούν ως συμπλήρωμα στην υπάρχουσα κύρια πηγή θερμικής ενέργείας.

Οι επιλογές εξοπλισμού που χρησιμοποιούν τη θερμότητα του εδάφους θεωρούνται πιο αποδοτικές. Το έδαφος λαμβάνει και συσσωρεύει θερμική ενέργεια όχι μόνο από τον Ήλιο, αλλά θερμαίνεται συνεχώς από την ενέργεια του πυρήνα της Γης.

Δηλαδή, το έδαφος αποτελεί ένα είδος θερμικού συσσωρευτή, η ισχύς του οποίου είναι πρακτικά απεριόριστη. Επιπλέον, η θερμοκρασία του εδάφους, ιδιαίτερα σε κάποιο βάθος, είναι σταθερή και κυμαίνεται σε ασήμαντα όρια.

Το πεδίο εφαρμογής της ενέργειας που παράγεται από αντλίες θερμότητας:

Η σταθερότητα της θερμοκρασίας της πηγής αποτελεί σημαντικό παράγοντα για τη σταθερή και αποδοτική λειτουργία αυτού του τύπου ενεργειακού εξοπλισμού. Παρόμοια χαρακτηριστικά έχουν τα συστήματα όπου το υδάτινο περιβάλλον αποτελεί την κύρια πηγή θερμικής ενέργειας. Ο συλλέκτης τέτοιων αντλιών τοποθετείται είτε σε γεώτρηση, όπου βρίσκεται στον υδροφόρο ορίζοντα, είτε σε υδάτινο σώμα.

Η μέση ετήσια θερμοκρασία πηγών όπως το έδαφος και το νερό κυμαίνεται από +7°C έως +12°C. Αυτή η θερμοκρασία είναι επαρκής για να εξασφαλίσει την αποδοτική λειτουργία του συστήματος.

Οι πιο αποδοτικές θεωρούνται οι αντλίες θερμότητας που εξάγουν θερμική ενέργεια από πηγές με σταθερά θερμοκρασιακά χαρακτηριστικά, δηλαδή από νερό και έδαφος.

Βασικά στοιχεία κατασκευής των αντλιών θερμότητας

Για να λειτουργεί η εγκατάσταση παραγωγής ενέργειας σύμφωνα με τις αρχές λειτουργίας της αντλίας θερμότητας, στη δομή της πρέπει να υπάρχουν 4 κύριες μονάδες, οι οποίες ε□ναι:

• Συμπιεστής.
• Εζατμιστήρας.
• Συμπυκνωτής.
• Βαλβίδα εκτόνωσης.

Σημαντικό δομικό στοιχείο της αντλίας θερμότητας είναι ο συμπιεστής. Η κύρια λειτουργία του – η αύξηση της πίεσης και της θερμοκρασίας των ατμών που παράγονται από το βρασμό του ψυκτικού μέσου. Για την κλιματική τεχνολογία και τις αντλίες θερμότητας ειδικότερα, χρησιμοποιούνται σύγχρονοι σπειροειδείς συμπιεστές.

Ως λειτουργικό υγρό που μεταφέρει άμεσα τη θερμική ενέργεια, χρησιμοποιούνται υγρά με χαμηλό σημείο βρασμού. Κατά κανόνα, χρησιμοποιούνται αμμωνία και φρέον (+)

Αυτοί οι συμπιεστές είναι σχεδιασμένοι για λειτουργία σε θερμοκρασίες υπό το μηδέν. Σε αντίθεση με άλλες ποικιλίες, οι σπειροειδείς συμπιεστές παράγουν λίγο θόρυβο και λειτουργούν τόσο σε χαμηλές θερμοκρασίες βρασμού αερίου όσο και σε υψηλές θερμοκρασίες συμπύκνωσης. Αδιαμφισβήτητο πλεονέκτημα θεωρείται το μικρό τους μέγεθος και το μικρό ειδικό βάρος.

Σχεδόν όλη η ενέργεια της αντλίας θερμότητας δαπανάται για τη μεταφορά θερμικής ενέργειας από έξω στο εσωτερικό του χώρου. Έτσι, για τη λειτουργία των συστημάτων απαιτείται περίπου 1 ενεργειακή μονάδα για την παραγωγή 4 – 6 μονάδων (+)

Ο εξατμιστήρας ως δομικό στοιχείο είναι ένα δοχείο στο οποίο γίνεται η μετατροπή του υγρού ψυκτικού μέσου σε ατμό. Το ψυκτικό μέσο, κυκλοφορώντας σε κλειστό κύκλωμα, διέρχεται από τον εξατμιστήρα. Εκεί το ψυκτικό μέσο θερμαίνεται και μετατρέπεται σε ατμό. Ο ατμός που σχηματίζεται υπό χαμηλή πίεση κατευθύνεται προς τον συμπιεστή.

Στον συμπιεστή, οι ατμοί του ψυκτικού μέσου υποβάλλονται σε πίεση και η θερμοκρασία τους αυξάνεταί. Ο συμπιεστής αντλεί τον θερμαινόμενο ατμό υπό υψηλή πίεση προς τον συμπυκνωτή.

Ο συμπιεστής συμπιέζει το μέσο που κυκλοφορεί στο κύκλωμα, με αποτέλεσμα να αυξάνονταί η θερμοκρασία καί η πίεσή του. Στη συνέχεία, το συμπιεσμένο μέσο εισέρχεταί στον εναλλάκτη θερμότητας (συμπυκνωτή), όπου ψύχεταί, μεταφέροντας θερμότητα στο νερό ή στον αέρα.

Το επόμενο δομικό στοιχείο του συστήματος – ο συμπυκνωτής. Η λειτουργία του συνίσταταί στην απόδοση θερμικής ενέργείας στο εσωτερικό κύκλωμα του συστήματος θέρμανσης.

Τα σειριακά δείγματα που κατασκευάζονταί από βιομηχανικές επιχειρήσεις είναι εξοπλισμένα με πλακοειδείς εναλλάκτες θερμότητας. Το κύριο υλικό για τέτοιους συμπυκνωτές είναι ο κραματοποιημένος χάλυβας ή ο χαλκός.

Για την αυτοκατασκευή εναλλάκτη θερμότητας, είναί κατάλληλος ένας χάλκινος σωλήνας διαμέτρου μισής ίντσας. Το πάχος των τοιχωμάτων των σωλήνων που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή του εναλλάκτη θερμότητας πρέπεί να είναί τουλάχιστον 1 mm.

Η θερμοστατική βαλβίδα εκτόνωσης, ή αλλιώς βαλβίδα στραγγαλισμού, τοποθετείταί στην αρχή εκείνου του τμήματος του υδραυλικού κυκλώματος όπου το κυκλοφορούν μέσο υψηλής πίεσης μετατρέπεταί σε μέσο χαμηλής πίεσης. Πιο συγκεκριμένα, ο στραγγαλιστήρας μαζί με τον συμπιεστή χωρίζουν το κύκλωμα της αντλίας θερμότητας σε δύο μέρη: ένα με υψηλές παραμέτρους πίεσης καί το άλλο – με χαμηλές.

Κατά τη διέλευση από την εκτονωτική βαλβίδα γκαζιού, το υγρό που κυκλοφορεί σε κλειστό κύκλωμα εξατμίζεται εν μέρει, με αποτέλεσμα η πίεση και η θερμοκρασία να μειώνονται. Στη συνέχεια εισέρχεται στον εναλλάκτη θερμότητας που επικοινωνεί με το περιβάλλον. Εκεί απορροφά ενέργεια από το περιβάλλον και τη μεταφέρει πίσω στο σύστημα.

Μέσω της βαλβίδας γκαζιού ρυθμίζεται η ροή του ψυκτικού μέσου προς τον εξατμιστή. Κατά την επιλογή της βαλβίδας πρέπει να λαμβάνονται υπόψη οι παράμετροι του συστήματος. Η βαλβίδα πρέπει να αντιστοιχεί σε αυτές τις παραμέτρους.

Κατά τη διέλευση από τη θερμορυθμιστική βαλβίδα, το υγρό θερμοφόρο μέσο εξατμίζεται εν μέρει και η θερμοκρασία της ροής μειώνεται (+)

Επιλογή τύπου αντλίας θερμότητας

Ο κύριος δείκτης αυτού του συστήματος θέρμανσης είναι η ισχύς. Από την ισχύ θα εξαρτηθούν κυρίως τα οικονομικά έξοδα για την αγορά εξοπλισμού και η επιλογή της μιας ή της άλλης πηγής χαμηλής θερμοκρασίας. Όσο μεγαλύτερη είναι η ισχύς του συστήματος αντλίας θερμότητας, τόσο μεγαλύτερο είναι το κόστος των εξαρτημάτων.

Καταρχάς εννοείται η ισχύς του συμπιεστή, το βάθος των γεωτρήσεων για γεωθερμικούς ανιχνευτές ή η επιφάνεια για την τοποθέτηση οριζόντιου συλλέκτη. Οι σωστοί θερμοδυναμικοί υπολογισμοί αποτελούν ένα είδος εγγύησης ότι το σύστημα θα λειτουργεί αποτελεσματικά.

Εάν υπάρχει υδάτινο σώμα κοντά στο προσωπικό σας οικόπεδο, η πιο συμφέρουσα και παραγωγική επιλογή είναι η αντλία θερμότητας νερού-νερού

Αρχικά, θα πρέπει να μελετηθεί το οικόπεδο που προγραμματίζεται για την εγκατάσταση της αντλίας. Ιδανική συνθήκη είναι η ύπαρξη υδάτινου σώματος σε αυτό το οικόπεδο. Η χρήση της επιλογής τύπου νερού-νερού θα μειώσει σημαντικά τον όγκο των χωματουργικών εργασιών.

Αντίθετα, η χρήση της θερμότητας του εδάφους συνεπάγεται μεγάλο όγκο εργασιών που σχετίζονται με την εκσκαφή. Τα συστήματα που χρησιμοποιούν το υδάτινο περιβάλλον ως χαμηλότατη θερμότητα θεωρούνται τα πιο αποδοτικά.

Η διάταξη της αντλίας θερμότητας που εξάγει θερμική ενέργεια από το έδαφος προϋποθέτει την εκτέλεση σημαντικού όγκου χωματουργικών εργασιών. Ο συλλέκτης τοποθετείται κάτω από το επίπεδο εποχικής κατάψυξης.

Η θερμική ενέργεια του εδάφους μπορεί να αξιοποιηθεί με δύο τρόπους. Ο πρώτος περιλαμβάνει τη διάτρηση γεωτρήσεων διαμέτρου 100-168 mm. Το βάθος αυτών των γεωτρήσεων, ανάλογα με τις παραμέτρους του συστήματος, μπορεί να φτάσει τα 100 m και περισσότερο.

Σε αυτές τις γεωτρήσεις τοποθετούνται ειδικοί ανιχνευτές. Στη δεύτερη μέθοδο χρησιμοποιείται συλλέκτης από σωλήνες. Αυτός ο συλλέκτης τοποθετείται υπόγεια σε οριζόντιο επίπεδο. Για αυτή την επιλογή απαιτείται αρκετά μεγάλη επιφάνεια.

Για την τοποθέτηση του συλλέκτη, ιδανικά θεωρούνται τμήματα με υγρό έδαφος. Φυσικά, η γεώτρηση θα είναι ακριβότερη από την οριζόντια τοποθέτηση του συλλέκτη. Ωστόσο, δεν υπάρχει ελεύθερος χώρος σε κάθε οικόπεδο. Για κάθε kW ισχύος της αντλίας θερμότητας χρειάζονται από 30 έως 50 m² επιφάνειας.

Η κατασκευή για τη συλλογή θερμικής ενέργειας με ένα βαθύ γεώτρημα μπορεί να είναι ελαφρώς φθηνότερη από το σκάψιμο λάκκου. Αλλά ένα σημαντικό πλεονέκτημα είναι η σημαντική εξοικονόμηση χώρου, που είναι σημαντικό για τους ιδιοκτήτες μικρών οικοπέδων.

Σε περίπτωση ύπαρξης υψηλού υδροφόρου ορίζοντα στο οικόπεδο, οι εναλλάκτες θερμότητας μπορούν να τοποθετηθούν σε δύο γεωτρήσεις που βρίσκονται σε απόσταση περίπου 15 μέτρων μεταξύ τους.

Η εξαγωγή θερμικής ενέργειας σε τέτοια συστήματα γίνεται με άντληση υπόγειου νερού μέσω κλειστού κυκλώματος, τμήματα του οποίου βρίσκονται στις γεωτρήσεις. Ένα τέτοιο σύστημα χρειάζεται εγκατάσταση φίλτρου και περιοδικό καθαρισμό του εναλλάκτη θερμότητας.

Το απλούστερο και φθηνότερο σχέδιο αντλίας θερμότητας βασίζεται στην εξαγωγή θερμικής ενέργειας από τον αέρα. Κάποτε αποτέλεσε τη βάση για τη συσκευή ψυγείων, αργότερα σύμφωνα με τις αρχές του αναπτύχθηκαν τα κλιματιστικά.

Το απλούστερο σύστημα αντλίας θερμότητας λαμβάνει ενέργεια από την αέρια μάζα. Το καλοκαίρι συμμετέχει στη θέρμανση, το χειμώνα στον κλιματισμό. Το μειονέκτημα του συστήματος είναι ότι σε αυτοδύναμη εκτέλεση η μονάδα έχει ανεπαρκή ισχύ.

Η απόδοση διαφορετικών τύπων αυτού του εξοπλισμού δεν ειναι ίδια. Τα χαμηλότερα επίπεδα επιδόσεων έχουν οι αντλίες που χρησιμοποιούν τον αέρα. Επιπλέον, αυτά τα επίπεδα εξαρτώνται άμεσα από τις καιρικές συνθήκες.

Οι γεωθερμικές ποικιλίες αντλιών θερμότητας έχουν σταθερά επίπεδα επιδόσεων. Ο συντελεστής απόδοσης αυτών των συστημάτων κυμαίνεται από 2,8 έως 3,3. Τη μεγαλύτερη απόδοση έχουν τα συστήματα νερού-νερού. Αυτό οφείλεται κυρίως στη σταθερότητα της θερμοκρασίας της πηγής.

Πρέπει να σημειωθεί ότι όσο βαθύτερα βρίσκεται ο συλλέκτης της αντλίας στο υδάτινο σώμα, τόσο πιο σταθερή θα είναι η θερμοκρασία. Για την επίτευξη ισχύος συστήματος 10 kW, απαιτούνται περίπου 300 μέτρα σωληναγωγού.

Η κύρια παράμετρος που χαρακτηρίζει την απόδοση λειτουργίας μιας αντλίας θερμότητας θεωρείται ο συντελεστής μετατροπής της. Όσο υψηλότερος είναι ο συντελεστής μετατροπής, τόσο πιο αποδοτική θεωρείται η αντλία θερμότητας.

Ο συντελεστής μετατροπής της αντλίας θερμότητας εκφράζεται μέσω της σχέσης των δεικτών θερμικής ροής και ηλεκτρικής ισχύος που δαπανάται για τη λειτουργία του συμπιεστή.

Συναρμολόγηση αντλίας θερμότητας με δικές σας δυνάμεις

Γνωρίζοντας την αρχή λειτουργίας και τη δομή μιας αντλίας θερμότητας, είναι απολύτως δυνατό να συναρμολογήσετε και να εγκαταστήσετε μόνοι σας ένα σύστημα εναλλακτικής θέρμανσης. Πριν από την έναρξη των εργασιών, πρέπει να υπολογιστούν όλες οι βασικές παράμετροι του μελλοντικού συστήματος. Για τον υπολογισμό των παραμέτρων της μελλοντικής αντλίας, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε λογισμικό που προορίζεται για τη βελτιστοποίηση συστημάτων ψύξης.

Η απλούστερη επιλογή κατασκευής είναι το σύστημα αέρα-νερού. Δεν απαιτεί περίπλοκες εργασίες για τη δημιουργία του εξωτερικού κυκλώματος, το οποίο είναι εγγενές στις υδάτινες και εδαφικές παραλλαγές των αντλιών θερμότητας. Για την εγκατάσταση χρειάζονται μόνο δύο κανάλια, από τα οποία το ένα θα τροφοδοτεί αέρα και το άλλο θα αποβάλλει την εξαντλημένη μάζα.

Το πιο εύκολο είναι να κατασκευάσετε μόνοι σας μια αντλία θερμότητας που απορροφά θερμότητα από τον αέρα. Ένας ανεμιστήρας εγκατεστημένος έξω διοχετεύει αέρα προς τον εξατμιστήρα.

Εκτός από τον ανεμιστήρα, χρειάζεται να αποκτήσετε έναν συμπιεστή της απαιτούμενης ισχύος. Για μια τέτοια συσκευή, ένας συμπιεστής που χρησιμοποιείται σε συνηθισμένα συστήματα split είναι απολύτως κατάλληλος. Δεν είναι απαραίτητο να αγοράσετε μια νέα μονάδα.

Μπορείτε να τον αφαιρέσετε από παλιό εξοπλισμό ή να χρησιμοποιήσετε εξαρτήματα παλιού ψυγείου. Συνιστάται να χρησιμοποιήσετε τον σπειροειδή τύπο. Αυτές οι παραλλαγές συμπιεστών, εκτός από το ότι έχουν επαρκή απόδοση, δημιουργούν υψηλή πίεση, εξασφαλίζοντας αύξηση της θερμοκρασίας.

Για την κατασκευή του συμπυκνωτή θα χρειαστείτε ένα δοχείο και έναν χάλκινό σωλňνα. Από τον σωλňνα φτιάχεταί ένα σερπαντίνι. Για την κατασκευή του χρησιμοποιείται οποιοδήποτε κυλινδρικό σώμα της κατάλληλης διαμέτρου. Τυλίγοντας τον χάλκινο σωλήνα γύρω του, μπορείτε εύκολα και γρήγορα να κατασκευάσετε αυτό το δομικό στοιχείο.

Το έτοιμο σερπαντίνι τοποθετείται σε ένα δοχείο που έχει προηγουμένως κοπεί στα δύο. Για την κατασκευή του δοχείου είναί καλύτερο να χρησιμοποιούνται υλικά ανθεκτικά στή διάβρωση. Αφού τοποθετηθεί το σερπαντίνι, τα δύο μισά της δεξαμενής συγκολλώνται.

Η επιφάνεια του σερπαντινιού υπολογίζεται με τον ακόλουθο τύπο:

ΜΤ/0,8 ΡΤ

όπου:

• ΜΤ – η ισχύς θερμικής ενέργειας που παράγει το σύστημα.
• 0,8 – ο συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας κατά την αλληλεπίδραση του νερού με το υλικό του σερπαντινιού.
• ΡΤ – η διαφορά θερμοκρασίας του νερού στην είσοδο και στην έξοδο.

Όταν επιλέγετε χάλκινο σωλήνα για την αυτοκατασκευή του σερπαντινιού, πρέπει να δώσετε προσοχή στο πάχος των τοιχωμάτων. Πρέπει να είναι τουλάχιστον 1 mm. Διαφορετικά, κατά την περιέλιξη ο σωλήνας θα παραμορφωθεί. Ο σωλήνας μέσω του οποίου γίνεται η είσοδος του ψυκτικού μέσου τοποθετείται στο άνω μέρος του δοχείου.

Ο εναλλάκτης θερμότητας από χάλκινο σωλήνα κατασκευάζεται τυλίγοντας τον χάλκινο σωλήνα γύρω από ένα κυλινδρικό αντικείμενο. Όσο μεγαλύτερη είναι η επιφάνεια του σπειρώματος, τόσο υψηλότερη είναι η απόδοση της αντλίας.

Ο εξατμιστήρας της αντλίας θερμότητας μπορεί να κατασκευαστεί σε δύο παραλλαγές – ως δοχείο με σπείρωμα στο εσωτερικό του και ως σωλήνας μέσα σε σωλήνα. Δεδομένου ότι η θερμοκρασία του υγρού στον εξατμιστήρα είναι χαμηλή, το δοχείο μπορεί να κατασκευαστεί από πλαστικό βαρέλι. Σε αυτό το δοχείο τοποθετείται το κύκλωμα, το οποίο είναι κατασκευασμένο από χάλκινο σωλήνα.

Σε αντίθεση με τον συμπυκνωτή, η σπείρα του εξατμιστήρα πρέπει να αντιστοιχεί στη διάμετρο και το ύψος του επιλεγμένου δοχείου. Η δεύτερη παραλλαγή εξατμιστήρα: σωλήνας μέσα σε σωλήνα. Σε αυτή την παραλλαγή, ο σωλήνας με το ψυκτικό τοποθετείται μέσα σε έναν πλαστικό σωλήνα μεγαλύτερης διαμέτρου, μέσω του οποίου κυκλοφορεί το νερό.

Το μήκος ενός τέτοιου σωλήνα εξαρτάται από την προβλεπόμενη ισχύ της αντλίας. Μπορεί να είναι από 25 έως 40 μέτρα. Ένας τέτοιος σωλήνας τυλίγεται σε σπείρα.

Η θερμοστατική βαλβίδα εκτόνωσης (TEV) ανήκει στον εξοπλισμό σωληνώσεων διακοπής και ρύθμισης. Ως στοιχείο διακοπής στην TEV χρησιμοποιείται μια βελόνα. Η θέση του στοιχείου διακοπής της βαλβίδας καθορίζεται από τη θερμοκρασία στον εξατμιστήρα.

Αυτό το σημαντικό στοιχείο του συστήματος έχει αρκετά περίπλοκη κατασκευή. Περιλαμβάνει τα εξής:

• Θερμοστοιχείο.
• Διάφραγμα.
• Τριχοειδής σωλήνας.
• Θερμικός θάλαμος.

Αυτά τα στοιχεία μπορεί να καταστούν άχρηστα σε υψηλές θερμοκρασίες. Επομένως, κατά τις εργασίες συγκόλλησης του συστήματος, η βαλβίδα πρέπει να μονώνεται με αμιαντούχο ύφασμα. Η ρυθμιστική βαλβίδα πρέπει να αντιστοιχεί στην απόδοση του εξατμιστήρα.

Μετά την ολοκλήρωση των εργασιών κατασκευής των βασικών δομικών μερών, έρχεται η κρίσιμη στιγμή της συναρμολόγησης ολόκληρης της κατασκευής σε ένα ενιαίο μπλοκ. Το πιο κρίσιμο στάδιο είναι η διαδικασία πλήρωσης του ψυκτικού ή του θερμοφορέα στο σύστημα.

Η διεξαγωγή μιας τέτοιας λειτουργίας από μόνος του είναι πέρα από τις δυνατότητες του απλού χρήστη. Εδώ θα πρέπει να απευθυνθείτε σε επαγγελματίες που ασχολούνται με την επισκευή και τη συντήρηση κλιματικού εξοπλισμού.

Οι εργαζόμενοι σε αυτόν τον τομέα, κατά κανόνα, διαθέτουν τον απαραίτητο εξοπλισμό. Εκτός από την πλήρωση ψυκτικού, μπορούν να ελέγξουν τη λειτουργία του συστήματος. Η αυτοδύναμη πλήρωση ψυκτικού μπορεί να οδηγήσει όχι μόνο σε βλάβη της κατασκευής, αλλά και σε σοβαρούς τραυματισμούς. Επιπλέον, για την εκκίνηση του συστήματος απαιτείται επίσης ειδικός εξοπλισμός.

Κατά την εκκίνηση του συστήματος παρουσιάζεται ένα φορτίο αιχμής εκκίνησης, το οποίο συνήθως είναι περίπου 40 A. Επομένως, η εκκίνηση του συστήματος χωρίς ρελέ εκκίνησης είναι αδύνατη. Μετά την πρώτη εκκίνηση, απαιτείται ρύθμιση της βαλβίδας και της πίεσης του ψυκτικού.

Η επιλογή του ψυκτικού πρέπει να λαμβάνεται με τη μέγιστη σοβαρότητα. Άλλωστε, αυτή η ουσία θεωρείται ουσιαστικά ο κύριος “μεταφορέας” της χρήσιμης θερμικής ενέργειας. Από τα υπάρχοντα σύγχρονα ψυκτικά, οι πιο δημοφιλείς είναι οι φρέονες. Πρόκειται για παράγωγα υδρογονανθρακικών ενώσεων, στις οποίες μέρος των ατόμων άνθρακα αντικαθίσταται από άλλα στοιχεία.

Ως αποτέλεσμα της συναρμολόγησης των επιμέρους στοιχείων της αντλίας θερμότητας, θα πρέπει να προκύψει ένας κλειστός βρόχος, μέσω του οποίου κυκλοφορεί το εργαζόμενο μέσο.

Ως αποτέλεσμα αυτών των εργασιών, προέκυψε ένα σύστημα με κλειστό βρόχο. Σε αυτό θα κυκλοφορεί το ψυκτικό μέσο, εξασφαλίζοντας την απορρόφηση και μεταφορά θερμικής ενέργειας από τον εξατμιστή στον συμπυκνωτή. Κατά τη σύνδεση των αντλιών θερμότητας στο σύστημα θέρμανσης του σπιτιού, πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η θερμοκρασία του νερού στην έξοδο του συμπυκνωτή δεν υπερβαίνει τους 50 – 60 βαθμούς.

Λόγω της χαμηλής θερμοκρασίας της θερμικής ενέργειας που παράγεται από την αντλία θερμότητας, ως καταναλωτές θερμότητας πρέπει να επιλέγονται εξειδικευμένες συσκευές θέρμανσης. Αυτές μπορεί να είναι ενδοδαπέδια θέρμανση ή ογκώδη θερμαντικά σώματα χαμηλής αδράνειας από αλουμίνιο ή χάλυβα με μεγάλη επιφάνεια εκπομπής.

Οι αυτοσχέδιες εκδόσεις αντλιών θερμότητας είναι πιο σκόπιμο να θεωρούνται ως βοηθητικός εξοπλισμός, ο οποίος υποστηρίζει και συμπληρώνει τη λειτουργία της κύριας πηγής.

Κάθε χρόνο οι κατασκευές των αντλιών θερμότητας βελτιώνονται. Στα βιομηχανικά μοντέλα που προορίζονται για οικιακή χρήση, χρησιμοποιούνται πιο αποδοτικές επιφάνειες μεταφοράς θερμότητας. Ως αποτέλεσμα, η απόδοση των συστημάτων αυξάνεται συνεχώς.

Ένας σημαντικός παράγοντας που ενθαρρύνει την ανάπτυξη αυτής της τεχνολογίας παραγωγής θερμικής ενέργειας είναι η περιβαλλοντική διάσταση. Τέτοια συστήματα, εκτός από το ότι είναι αρκετά αποδοτικά, δεν ρυπαίνουν το περιβάλλον. Η απουσία ανοιχτής φλόγας καθιστά τη λειτουργία του απολύτως ασφαλή.

Συμπεράσματα και χρήσιμο βίντεο για το θέμα

Βίντεο #1. Πώς να φτιάξετε μια απλή αυτοσχέδια αντλία θερμότητας με εναλλάκτη θερμότητας από σωλήνα PE-X:

Βίντεο #2. Συνέχεια της καθοδήγησης:

Ως εναλλακτικά συστήματα θέρμανσης, οι αντλίες θερμότητας χρησιμοποιούνται εδώ και αρκετό καιρό. Αυτά τα συστήματα διακρίνονται για την αξιοπιστία, τη μεγάλη διάρκεια ζωής και, το σημαντικότερο, είναι αβλαβή για το περιβάλλον. Αρχίζουν σοβαρά να θεωρούνται ως ένα ακόμη βήμα προς την ανάπτυξη αποδοτικών και ασφαλών συστημάτων θέρμανσης.

Θέλετε να κάνετε μια ερώτηση ή να μοιραστείτε μια ενδιαφέρουσα μέθοδο κατασκευής αντλίας θερμότητας που δεν αναφέρεται στο άρθρο; Παρακαλούμε γράψτε σχόλια στο πλαίσιο που βρίσκεται παρακάτω.