Samotné tepelné čerpadlo kompletně (fotoreportáž). Tepelná čerpadla udělej si sám: výroba tepelného čerpadla pro váš domov Domácí oběhové čerpadlo pro vytápění vlastníma rukama
Na internetu obecně a na YouTube konkrétně najdete popisy různých typů domácích tepelných čerpadel. Je dobrou zprávou, že i přes dostupnost vysoce účinných průmyslových modelů zájem lidí o vlastní montáž tepelných čerpadel neutuchá.
Možná je to způsobeno dědictvím z dob Sovětského svazu, které přinesly časopisy jako „Model Designer“, „Mladý technik“ atd. Je také možné, že vysoké ceny tepelných čerpadel, nedostatek státních dotací a kompenzace nákladů na zavádění ekologických energeticky úsporných řešení, která se používají pro rozvoj alternativního vytápění v Evropě. Také možná důvodem touhy vyrobit tepelné čerpadlo vlastníma rukama jsou nepřesné výpočty. Často, když člověk nadšeně montuje tepelné čerpadlo a ve velkém množství mu vznikají malé výdaje, zapomene sledovat náklady na montáž a připojení tepelného čerpadla na klíč jako celku. Realita je taková, že s průmyslovou montáží ve formě, která je určena k implementaci do domácího produktu, budou náklady vždy levnější, pokud nepoužijete volné komponenty, které šly do koše, ale dostaly druhý život. Ať už je motivace člověka (zvědavost nebo finanční motivace) montujícího tepelné čerpadlo vlastníma rukama jakákoli, v každém případě jde o dobrou zkušenost, která s sebou nese rozvoj tématu tepelných čerpadel v Rusku jako celku.
Jedním z nejběžnějších způsobů využití nekvalitního tepla je tepelná čerpadla vlastní výroby. Tyhle jsou různé schémata "přetečení vody". Voda se odebírá ze studny nebo nádrží nebo jiného zdroje nekvalitního tepla a stahuje se nebo nalévá do jiné nádoby, přičemž se používá výměník tepla instalovaný podél cesty jejího pohybu, ve kterém se vaří freon, je odváděno nízkoteplotní teplo k jeho následné přeměně na vysokoteplotní ohřev (pomocí zpětného chladiče tj. tepelného čerpadla). Toto schéma má své klady i zápory. Výhodou může být, že při dobrém zvodnění a průtoku studnou není potřeba dělat dlouhý geotermální okruh tepelného kolektoru, ale vystačíte si pouze se dvěma vrty, z nichž jeden je v každém případě potřeba vyrobeno pro přívod vody do domu. Druhou výhodou přelivových schémat je, že pokud je dobrý průtok vody ve studních, je výkon tepelného čerpadla instalovaného podle tohoto schématu prakticky neomezený. Voda se míchá ve zvodně pod zemí a vstupuje do výměny tepla s prakticky neomezeným objemem půdy a vody. Tam, kde by bylo potřeba odhrabat mnoho kubíků zeminy umístěním horizontálních tepelných kolektorů nebo navrtat kilometr dlouhé vertikální geotermální sondy, stačí pouze 2 trubky pro sběr vody z odtoku, resp. Obecně platí, že zde hlavní výhody tohoto schématu končí.
- Hlavní nevýhodou je spolehlivost, která závisí především na kvalitě a fyzikálních vlastnostech vody jako chladicí kapaliny. Pokud okruh používá deskové výměníky tepla, budou vyžadovat povinnou údržbu. Na deskách se mohou usazovat nečistoty: vodní kámen, který blokuje odvod tepla, zvyšuje teplotní odolnost, snižuje účinnost celého tepelného čerpadla jako celku a vede k jeho poruše. Trubkové výparníky nebo podomácku vyrobené tepelné výměníky typu „potrubí v potrubí“ jsou méně náročné na znečištění a snesou i lehké omrzliny. Při srovnatelné účinnosti a výkonu jsou výrazně dražší než deskové výměníky.
- Druhou nevýhodou tohoto systému je vysoká spotřeba energie na čerpání vody. Voda je samozřejmě jednou z nejnáročnějších kapalin na Zemi. Tepelná výměna s vodou při nízkých teplotách je však omezena fázovým přechodem vody do pevného skupenství. A také anomálie vody (kdy v pevném skupenství voda zaujímá větší objem než ve skupenství kapalném), která je doprovázena prasknutím potrubí a poškozením zařízení pro výměnu tepla. K vyřešení těchto problémů je nutné nainstalovat další snímače průtoku a také speciální automatickou ochranu. Jedna krychlová hodina čerpané vody, ochlazená o 1°C, umožňuje získat asi 1,16 kW*hodinu tepla.
- 3. je méně šetrný k životnímu prostředí ve srovnání s jinými alternativními zdroji nízkopotenciální energie, a to především ve srovnání se stejnosměrným geotermálním okruhem nebo glykolovým okruhem s mezichladicí kapalinou v různých variantách. Je to z důvodu možné kontaminace vody při kontaktu se vzduchem v otevřených systémech, po kterém je voda odváděna pod zem, aniž by byla filtrována přes mnohametrovou vrstvu písku a zeminy. Samozřejmě je možné vyrobit spolehlivé zařízení, které eliminuje veškerou možnou kontaminaci vodonosné vrstvy. Stále však existují rizika.
Domácí tepelné čerpadlo zobrazené na videu odebírá nekvalitní teplo z podzemní vody pomocí podomácku vyrobeného výměníku tepla trubka v trubce o délce cca 20 m. Tepelný výkon je pro místo instalace značně nadhodnocen. Nebylo tedy možné nijak ověřit, jak bude toto tepelné čerpadlo fungovat při 100% zatížení po dobu 3 dnů nebo týdne. Provoz tohoto tepelného čerpadla byl testován při venkovní teplotě blízké -30°C, ale v domě byl doplňkový zdroj vytápění (plynový kotel).
Teplota vody ve studni při takto nízkých teplotách venku byla +8..+9°C stupňů Celsia. Oběhová čerpadla (druhé bylo instalováno pro každý případ) spotřeba 50W každé. V tomto případě jsou dvě jamky komunikujícími nádobami. Ale s takovým řešením musí být celý systém pod vakuem. V opačném případě voda „spadne“ do studny vlastní vahou, což je nevýhoda tohoto druhu řešení, protože při ztrátě vakua zmizí proudění a hrozí zamrznutí a porucha systému. Navíc pod vlastní vahou cca 10 metrů vodního sloupce voda vře a praskne, proto je toto řešení použitelné pouze v jednotlivých případech, kdy lze vodu čerpat povrchovými čerpadly.
Místnost o ploše asi 40 metrů čtverečních, ve které byla instalována vnitřní jednotka, byla vyhřívána na 30 stupňů Celsia po dobu 30 minut. Když tepelné čerpadlo běželo v červencovém vedru 2011 (asi 30 stupňů) v režimu klimatizace, místnost se ochladila na 20 stupňů za necelých 30 minut...
Na rozdíl od alternativních energetických zařízení, jako jsou solární panely a větrné generátory, je tepelné čerpadlo méně známé.
A marně. Nejběžnější schéma „podzemní voda“ funguje stabilně a nezávisí na počasí nebo klimatických podmínkách. A můžete si to vyrobit sami.Trochu teorie
Nejjednodušší je využít přirozené teplo země k vytápění vašeho domova, pokud jsou v regionu geotermální vody (jak se to dělá na Islandu). Ale takové stavy jsou velmi vzácné.
A přitom tepelná energie je všude – stačí ji vytěžit a uvést do provozu. K tomu slouží tepelné čerpadlo. Co to dělá:
- odebírá energii z nízkoteplotních přírodních zdrojů;
- akumuluje ji, to znamená, že zvyšuje teplotu na vysoké hodnoty;
- dodává ji do chladicí kapaliny topného systému.
V zásadě se používá standardní kompresorový chladicí okruh, ale „naopak“. V primárním okruhu cirkuluje přirozené chladivo. Je uzavřena na výměník tepla, který funguje jako výparník pro druhý okruh.
1 - země; 2 - cirkulace solanky; 3 - oběhové čerpadlo; 4 - výparník; 5 - kompresor; 6 - kondenzátor; 7 - topný systém; 8 - chladivo; 9 - plyn
Druhý okruh je samotné tepelné čerpadlo, uvnitř kterého je freon. Cyklus tepelného čerpadla se skládá z následujících fází:
- Ve výparníku se freon zahřívá na teplotu varu. Záleží na typu freonu a tlaku v této části systému (obvykle do 5 atmosfér).
- V plynném stavu se freon dostává do kompresoru a je stlačen na 25 atmosfér, přičemž jeho teplota stoupá (čím větší komprese, tím vyšší teplota). Jedná se o fázi akumulace tepla – od velkého objemu s nízkou teplotou po malý objem s vysokou teplotou.
- Tlakem ohřátý plyn vstupuje do kondenzátoru, ve kterém je teplo předáváno chladicí kapalině topného systému.
- Po ochlazení freon vstupuje do škrticí klapky (také známý jako regulátor průtoku nebo termostatický ventil). Tlak v něm klesá, freon kondenzuje a vrací se jako kapalina do výparníku.
Kde je lepší „odvést“ teplo?
V zásadě existují tři média, ze kterých lze „vybrat“ teplo:
1. Vzduch. Za normálního tlaku se všechny druhy freonů vaří při záporných teplotách (například R22 - asi -25 °C, R404 a R502 - asi -30 °C). Ale pro cirkulaci v systému je nutné vytvořit přetlak již v první fázi - odpařování. Stejné 4 atmosféry ve výparníku vyžadují, aby venkovní teplota vzduchu byla alespoň 0 °C pro R22 a -5 °C pro R404 a R502. V našich krajích lze tento typ tepelného čerpadla využít pro vytápění mimo sezónu a pro zásobování teplou vodou v teplém období.
2. Voda. Jedná se o stabilnější zdroj tepla za předpokladu, že nádrž v zimě nezamrzne až ke dnu. Ale dům by neměl stát jen u jezera nebo řeky, ale být v první linii.
3. Země. Nejstabilnější zdroj tepelné energie. Můžete použít dvě schémata - horizontální a vertikální. Horizontální se zdá jednodušší, protože nevyžaduje vrtání. K vyhloubení systému příkopů do hloubky pod úrovní mrazu půdy (ve středních zeměpisných šířkách se pohybuje od 1 metru na západě evropské části země až po 1,6–1,8 blíže) však bude třeba provést velké množství zemních prací. na Ural, na Sibiři je situace „ještě horší“ „Vertikální schéma je všestrannější a efektivnější, ale vyžaduje vrtání do značné hloubky. I když je možné použít několik mělkých vrtů místo jedné hluboké.
Schematický diagram
Samotný okruh tepelného čerpadla je jednoduchý: výparník - kompresor - kondenzátor - škrticí klapka - výparník.
„Srdcem“ okruhu je kompresor. Můžete si koupit nový, ale je levnější najít použitý. Samozřejmě nemluvíme o kompresorech s nízkým výkonem pro domácí chladničky, ale o modelech instalovaných ve splitových systémech. Je třeba se zaměřit nikoli na spotřebu energie, ale na výkon v režimu topení (který je o 5–20 % vyšší než v režimu chlazení).
Vyberte model kompresoru podle poměru 1 kW na 10 m2. metrů vytápěné plochy.
Pozornost! Výkon lze uvádět nejen v kW, ale také v BTU (anglická jednotka měření tepelné energie přijatá pro zařízení pro řízení klimatu). Převod je snadný - vydělte hodnotu v BTU 3,4.
Při výpočtu parametrů tepelného čerpadla včetně výměníků použijte software určený pro modelování, výpočty a optimalizaci chladicích systémů, např. CoolPack
Již ve fázi výpočtu (nebo spíše při specifikaci „vstupních“) je možné systém optimalizovat volbou optimálních tepelných podmínek.
Použití tepelného čerpadla je efektivní pro nízkoteplotní topné systémy, například pro vytápěné podlahy s teplotou do 35–40 °C. Mimochodem, stejná teplota se doporučuje podle lékařských požadavků na teplovodní systém.
Pro každý typ freonu existují optimální „vstupní“ a „výstupní“ teploty, přesněji teploty varu a kondenzace, ale u všech není rozdíl větší než 45–50 °C.
Zdálo by se, že zvýšení teploty na výstupu z tepelného čerpadla bude mít pozitivní vliv, ale není tomu tak. Zvýší se i teplotní rozdíl, což povede ke snížení COP (převodního koeficientu, neboli účinnosti tepelného motoru). Navíc to bude vyžadovat použití výkonnějšího kompresoru a další spotřebu energie.
Není možné dosáhnout ideálního COP (ztráty v kompresoru, spotřeba energie, tepelné ztráty při přepravě v rámci systému atd.), takže reálné hodnoty se obvykle pohybují v rozmezí od 3 do 5.
Existuje další způsob, jak zvýšit účinnost - pomocí bivalentního schématu vytápění.
Ve skutečnosti je provoz topného systému na plný výkon potřeba pouze na 15–20 % celé sezóny. Během této doby můžete použít přídavná topná zařízení (například keramické topidlo nebo konvektor). Snížení vypočteného tepelného výkonu na 80 % vám umožní ušetřit na kompresoru, zkrátit hloubku studny nebo délku vodorovného potrubí a snížit spotřebu energie na údržbu samotného tepelného čerpadla.
Provedení horizontálního nebo vertikálního zemního výměníku závisí na uvedeném jmenovitém výkonu tepelného čerpadla a COP. V průměru se z každého metru „horizontu“ odebere 20 W (s krokem pokládky potrubí nejméně 0,7 m) a z „vertikály“ - 50 W. Konkrétní hodnoty však závisí na typu horniny a její vlhkosti. Nejlepší hodnoty jsou pro podzemní vodu.
Zajímavý! Existují další zemní výměníky tepla - „spirální“ nebo „košové“. V podstatě se jedná o vertikální sondu vyrobenou ze spirálové trubky, která umožňuje snížit hloubku vrtání.
Po určení délky vodorovné smyčky nebo hloubky svislé sondy se vypočítají rozměry výparníku a kondenzátoru.
Výroba výparníku a kondenzátoru
K výparníku (na nízký tlak) i ke kondenzátoru (s tlakem do 25 barů) můžete zakoupit již hotové výměníky tepla. Je však levnější vyrobit je z měděné trubky pro klimatizace (která je navržena speciálně pro práci s chladivy pod vysokým tlakem) a improvizované nádoby.
Důležité! Instalatérské měděné potrubí není tak „čisté“ a flexibilní. Horší je to pájet a válet při instalaci.
Vypočítejte povrch tepelného výměníku, který je přímo úměrný výkonu výroby tepla a nepřímo úměrný rozdílu teplot chladiva na vstupu a výstupu každého připojeného okruhu (země a topné systémy).
Znáte průměr potrubí a povrchovou plochu, určete délku každé spirály pro výparník a kondenzátor.
Nádobu pro kondenzátor je lepší vyrobit z nerezové oceli (teplota přiváděných freonových par může být poměrně vysoká):
- vezměte hotovou nádrž vhodné kapacity (aby se vešla spirála z měděné trubky);
- umístěte do něj cívku (vstup nahoře, výstup dole);
- vytáhněte konce měděné trubky pro připojení ke kompresoru a expanznímu ventilu (připájením nebo přírubou);
- proveďte vložení adaptérů do nádrže pro připojení potrubí topného systému;
- přivařit víko.
Výparník pracuje při nižších teplotách, takže si k němu můžete vzít levnější plastovou nádobu, do které se vkládají adaptéry pro připojení k zemnícímu okruhu. Od kondenzátoru se liší i umístěním spirály výměníku - vstup (kapalná fáze freonu z expanzního ventilu) je dole, výstup do kompresoru je nahoře.
Instalace obvodu
Po výrobě výměníků tepla je plynohydraulický okruh sestaven:
- nainstalujte kompresor, kondenzátor a výparník na místo;
- pájecí nebo přírubové měděné trubky;
- připojte výparník k čerpadlu zemního okruhu;
- připojte kondenzátor k topnému systému.
1 - oběhové čerpadlo zemního okruhu; 2 - výparník; 3 - výstup obrysu země; 4 - termostatický ventil; 5 - kompresor; 6 - do topného systému; 7 - kondenzátor; 8 - zpátečka topného systému
Elektrický obvod (kompresor, čerpadlo zemního okruhu, nouzová automatika) musí být připojen přes vyhrazený obvod, který musí odolat poměrně vysokým rozběhovým proudům.
Je nutné použít jistič a také nouzové vypnutí z teplotního relé: na výstupu vody z kondenzátoru (při přehřátí) a výstupu solanky z výparníku (při přechlazení).
Majitelé venkovských domů byli vždy citliví na otázku zásobování teplou vodou a vytápění.
Instalace plynového, elektrického nebo naftového kotle umožňuje vytápět venkovský dům a zásobovat jej teplou vodou a teplem, ale v dnešní době existují alternativy k vytápění, na které jsme zvyklí.
Jednou z takových alternativ je . Je to docela drahé potěšení, ale můžete si to udělat sami. O tom, jak to udělat, si povíme v tomto článku.
Princip činnosti tepelného čerpadla
Zvláštností tepelných čerpadel je, že pracují z přírodních zdrojů energie. K uvolnění tepelné energie čerpadlo nepotřebuje motorovou naftu, elektřinu ani pevné palivo.
Jako zdroje energie se využívá voda, atmosféra a půda.Čerpadla nevytvářejí teplo, ale pouze ho předávají do budovy. To spotřebovává malé množství elektřiny.
K zajištění tepla do vašeho domova potřebujete pouze tepelné čerpadlo a zdroj tepla. Princip fungování systému připomíná provoz běžné chladničky, pouze obráceně. V tomto případě je teplo odebíráno zvenčí a dopravováno do domu.
Důležitý bod: Hlavním prvkem v alternativním topném systému je tepelné čerpadlo, proto je třeba k jeho konstrukci přistupovat velmi opatrně.
Čerpadlo se skládá z následujících prvků:- kompresor, který je mezilehlým prvkem systému;
- výparník. Je to místo, kde se přenáší nízkopotenciální energie;
- škrticí ventil, kterým se chladivo (freon) vrací do výparníku;
- kondenzátor, kde se freon ochlazuje a uvolňuje se tepelná energie.
Čerpadlo pracuje na určitém principu. Vypadá to nějak takto:
Princip činnosti tepelného čerpadla. (Klikni pro zvětšení)
- Nekvalitní teplo, které se uvolňuje z vnějších zdrojů energie, se přenáší potrubím do výparníku - prvního prvku v konstrukci čerpadla. Teplo je přenášeno chladicími kapalinami, které snesou nízké teploty, aniž by zamrzly.
- Zde se teplo předává chladivu, které cirkuluje uzavřeným okruhem systému. Freon se často používá jako chladivo.
- V kompresoru je freon vystaven vysokému tlaku, který výrazně zvyšuje jeho teplotu.
- V další fázi vstupuje chladivo do kondenzátoru, kde se teplo předává do okruhu topného systému. Výsledkem je, že teplo jde do místnosti a freon, který se ochlazuje, se vrací do kapalného stavu.
- Přes redukční ventil proudí freon zpět do výparníku, kde se proces opakuje.
Na základě provozního principu čerpadla se elektřina vynakládá pouze na provoz kompresoru. Díky tomu je tepelné čerpadlo nejekonomičtějším způsobem přenosu tepla.
Používání staré lednice
Zařízení tepelného čerpadla chladničky
Chcete-li tedy sestavit topný systém ve venkovském domě, musíte mít tepelné čerpadlo.
Dnes takové jednotky nejsou levné, to se vysvětluje vysokými technickými vlastnostmi a pečlivou prací na jejich montáži. Pokud si ale přejete, můžete si tepelné čerpadlo sestavit sami.
Z domácí lednice si můžete postavit jednoduché tepelné čerpadlo. Zvláštností této techniky je, že má dvě hlavní součásti tepelného čerpadla – kondenzátor a kompresor. Výrazně tak urychlíte montáž tepelného čerpadla vlastníma rukama.
Sestavení čerpadla ze staré chladničky je tedy následující:
- Sestava kondenzátoru. Prvek je vyroben ve formě cívky. V chladničkách se nejčastěji instaluje vzadu. Tato dobře známá mřížka je kondenzátor, přes který se přenáší teplo z chladiva.
- Kondenzátor je instalován v nádobě, která je vysoce odolná a odolává vysokým teplotám. Aby nedošlo k poškození cívky během instalace, odborníci doporučují rozřezat nádobu a nainstalovat do ní kondenzátor. Poté je nádoba svařena.
- Dále je ke kontejneru připojen kompresor. Udělat jednotku doma je téměř nemožné. Proto je lepší ho vzít ze staré lednice. Zároveň byste měli dbát na to, aby byl v dobrém stavu.
- Jako výparník můžete použít běžný plastový sud.
- Poté, co jsou všechny prvky systému připraveny, jsou vzájemně propojeny. Pro připojení jednotky k topnému systému se používají plastové trubky.
Tepelné čerpadlo tak můžete postavit ze staré domácí lednice. Pokud potřebujete načerpat freon do systému, musíte zavolat specialistu. Tento druh práce lze provést pouze pomocí speciálního vybavení.
Vzít na vědomí: Chladničková tepelná čerpadla se často používají k vytápění malých prostor a obytných budov. Může to být garáž nebo malá kůlna.
Chladničku lze použít i jako zdroj tepla. To znamená, že bude hrát roli radiátoru pro topný systém. Stačí nainstalovat dva vzduchové kanály, kterými bude vzduch proudit do a ze zařízení.
První kanál vpustí vzduch do mrazničky a druhý jej uvolní. V tomto případě dochází k fyzikálním procesům, které způsobují zahřívání kondenzátoru.
Aplikace klimatizace
Schéma tepelného čerpadla z klimatizace
Jde o to, že jeho princip fungování je podobný jako u tepelného čerpadla.
Existují však určité rozdíly. Za prvé stojí za zmínku teplotní režim zařízení pro regulaci klimatu. Při nízkých teplotách není vhodné používat split systémy.
Pro výrobu tepelného čerpadla z klimatizace je nutné provést řadu úprav a úprav:
- První způsob, jak sestavit čerpadlo, je předělat klimatizaci. V tomto případě dojde k záměně venkovní a vnitřní jednotky. Vnitřní blok obsahuje výparník, který je potřebný pro přenos nekvalitního tepla. Ve vnější jednotce je instalován kondenzátor, který přenáší tepelnou energii. Jako topné médium lze použít vzduch i vodu. Ve druhém případě je kondenzátor namontován ve speciální nádrži, kde bude probíhat přenos tepla.
- Druhým způsobem je instalace čtyřcestného přepínacího ventilu do systému. Tuto práci mohou dělat pouze profesionálové. To platí zejména pro instalaci tepelné sondy.
- Třetí možností je kompletní demontáž zařízení klimatizace. Díly slouží k sestavení tepelného čerpadla podle obvyklého schématu: výparník - kompresor - kondenzátor.
K montáži tepelného čerpadla na bázi klimatizace byste měli přistupovat velmi opatrně a raději zapojit odborníka. Produktivita jednotky bude záviset na správné montáži.
Než se pustíte do montáže tepelného čerpadla, měli byste myslet na zateplení domu. Pokud má budova nízké tepelně izolační vlastnosti, pak se výrazně sníží účinnost využití čerpadla a dalších zdrojů tepla.
Taková čerpadla se nejlépe používají v nízkoteplotních topných systémech. V tomto případě by nejlepší možností byla teplá podlaha. S přihlédnutím ke všem montážním prvkům je docela možné postavit tepelné čerpadlo vlastníma rukama.
Podívejte se na video, ve kterém zkušený uživatel podrobně vysvětluje, jak používat tepelné čerpadlo vyrobené z klimatizace vlastníma rukama:
Tepelná čerpadla umožňují odebírat rozptýlenou energii z okolní přírody: vzduchu, vody a země, akumulovat ji a směřovat k vytápění vašeho domova. Energie se využívá také k ohřevu vody na mytí nebo klimatizaci v interiéru. To umožňuje ušetřit peníze snížením spotřeby tradičních zdrojů tepla: elektřiny, plynu, palivového dřeva. V tomto článku vám řekneme, jak vyrobit tepelné čerpadlo vlastníma rukama.
Co je geotermální čerpadlo
Nejprve musíte pochopit, co je geotermální čerpadlo a na jakém principu funguje, protože je srdcem celého zařízení, které popisujeme.
Není žádným tajemstvím, že na Zemi se neustále udržují teploty nad nulou. Voda pod ledem je ve stejném stavu. V tomto relativně teplém prostředí je umístěno uzavřené potrubí obsahující kapalinu.
Provozní schéma tepelných čerpadel je poměrně jednoduché a je založeno na inverzním Carnotově principu:
- Chladivo, pohybující se po vnějším okruhu, se ohřívá z vybraného zdroje a vstupuje do výparníku.
- Tam si vyměňuje energii s chladivem (obvykle freonem).
- Freon se vaří, přechází do plynného stavu a je stlačován kompresorem.
- Horký plyn (ohřeje se v rozmezí 35–65 o C) vstupuje do dalšího výměníku tepla, ve kterém předává své teplo do systému vytápění nebo ohřevu vody domu.
- Ochlazené chladivo se opět stává kapalným a vrací se do nového cyklu.
Čerpadlo chladničky
Hlavní částí systému je kompresor. Je lepší si ho koupit hotové v obchodě nebo použít to, co je k dispozici z lednice nebo klimatizace. Všechny ostatní komponenty - výparník, kondenzátor, potrubí - si můžete sestavit sami. Takové zařízení bude spotřebovávat energii pouze na kompresi a přenos tepla, přičemž generuje 5krát více.
Pokud používáte starý kompresor, musíte počítat s tím, že jeho životnost může být krátká a kapacita systému se sníží. Navíc výkon opotřebovaného kompresoru nemusí stačit k plnému provozu systému.
Někteří řemeslníci šli dále a vyrobili tepelné čerpadlo z lednice, do které umístili radiátory, vyhřívané teplem země. Uvnitř je neustále udržována kladná teplota, což nutí chladničku neustále pracovat a ohřívat radiátor umístěný za ní. Pomocí nativního radiátoru z něj vyrobí výměník tepla (nebo vyrobí domácí) a odebírají teplo, které vytváří.
Účinnost takového tepelného čerpadla je vhodnější pro demonstraci provozu zařízení, neboť jeho účinnost je velmi nízká. Chladnička navíc není navržena pro tento provozní režim a může rychle selhat.
Typy tepelných čerpadel
V závislosti na zdroji tepla existují tři typy čerpadel:
"půda-voda"
"voda-voda"
"vzduch-voda"
Instalace typu „půda-voda“ využívá teplo podloží. Teplota země v horizontu nad 20 m zůstává vždy nezměněna, čerpadlo proto může vyrábět potřebnou energii po celý rok. Existují dvě možnosti instalace:
- vertikální hřídel;
- horizontální kolektor.
V prvním případě se vyvrtá studna do hloubky asi 50–100 m a do ní se uloží potrubí s cirkulujícím chladivem - speciální nemrznoucí kapalinou.
V hloubce 5 m jsou položeny kolektory, kterými se také pohybuje chladicí kapalina. K vytápění domu o ploše 150 m2 je potřeba plocha minimálně 250 m2 a nelze jej využít pro zemědělské výsadby. Přípustná je pouze výstavba dekorativního trávníku a květinových záhonů.
Čerpadlo voda-voda využívá energii vody z jezer, studní nebo vrtů. Některým se daří odebírat teplo i z odpadních vod. Hlavní je, aby se filtr nezanášel a kov se nezničil.
Tento typ obvykle vykazuje nejvyšší účinnost, není však možné jej instalovat v každé příměstské oblasti a k využívání podzemních vod je nutné získat povolení. Taková zařízení jsou typičtější pro průmyslovou výrobu.
Konstrukce vzduch-voda je méně účinná než první dva, protože výroba je v zimě výrazně omezena. Na druhou stranu při jeho instalaci není potřeba nic vrtat ani kopat. Instalace se jednoduše namontuje na střechu domu.
Jak již bylo zmíněno, je výhodnější koupit již hotový kompresor. Vhodný je jakýkoli model používaný v klimatizacích.
Všechny ostatní komponenty montujeme sami:
- Jako tělo kondenzátoru je použita nerezová nádrž o objemu cca 100 litrů. Rozřízne se na polovinu a dovnitř se namontuje cívka z měděné trubky o tloušťce stěny minimálně 1 mm. Do pláště jsou připájeny závitové spoje pro připojení k obvodu. Poté mohou být části nádrže svařeny.
- Do výparníku se perfektně hodí 80litrová polyetylenová láhev nebo kus trubky. Do ní je také vložena cívka a jsou připojeny přívody a výstupy vody. Chladiva jsou izolována od vnějšího prostředí pěnovým „plášťem“.
- Nyní je potřeba nainstalovat celý systém, zapájet trubky a doplnit chladivo. Pro správný chod čerpadla je velmi důležité množství freonu, tento výpočet raději svěřte topenáři. Bude také moci konečně připojit instalaci a nakonfigurovat kompresor.
- Zbývá pouze připevnit vnější obrys. Jeho montáž bude záviset na typu čerpadla.
Vertikální instalace „půda-voda“ vyžaduje studnu, do které je spuštěna geotermální sonda.
U horizontálního zařízení se kolektor sestaví a zakope do země v hloubce, která zabraňuje zamrznutí.
V systému voda-voda se okruh skládá ze sítě plastových trubek, kterými bude proudit chladicí kapalina. To vše je pak třeba zajistit v nádrži v požadované hloubce.
Rozdělovač čerpadla vzduch-voda je také vyroben a namontován na střeše domu nebo poblíž.
Pro stabilní provoz a ochranu před poruchami je vhodné doplnit stroj o možnost ručního spuštění kompresoru v případě náhlého výpadku proudu. Náklady na takovou instalaci jsou poměrně vysoké. Tovární čerpadlo stojí ještě víc. Praxe však ukazuje, že nákup se vyplatí do několika let provozu.
Video