如何制作空气对水热泵：设备图和自组装

选择热泵的类型

该加热系统的主要指标是功率。首先，购买设备和选择一种或另一种低温热源的财务成本将取决于功率。热泵系统的功率越高，部件的成本就越高。

首先，这指的是压缩机功率、地热探测器的井深，或容纳水平收集器的区域。正确的热力学计算是系统高效工作的一种保证。

如果个人区域附近有水库，最经济高效的选择将是水对水热泵

首先，您需要研究计划安装泵的区域。理想的条件是该地区存在水库。使用水对水选项将显着减少挖掘工作量。

相反，地热的利用涉及大量与挖掘相关的工作。使用水作为低品位热量的系统被认为是最有效的。

从地面提取热能的热泵装置涉及大量土方工程。收集器放置在季节性冻结水平以下

有两种方法可以利用土壤的热能。第一个涉及钻探直径为 100-168 毫米的井。根据系统的参数，这种井的深度可以达到 100 m 或更多。

特殊的探针放置在这些孔中。第二种方法使用管道收集器。这种收集器放置在地下的水平面中。此选项需要相当大的区域。

对于铺设收集器，潮湿土壤的区域被认为是理想的。自然，钻井的成本将高于水平油藏。但是，并非每个站点都有可用空间。对于 1 kW 的热泵功率，您需要 30 到 50 平方米的面积。

建造一口深井获取热能可能比挖坑便宜一点

但一个显着的优势在于空间的显着节省，这对于小地块的所有者来说很重要。在现场存在高位地下水位的情况下，换热器可以安装在两个相距约 15 m 的井中

在现场存在高位地下水的情况下，热交换器可以布置在彼此相距约 15 m 的两个井中。

通过在封闭回路中抽取地下水来提取此类系统中的热能，其中一部分位于井中。这种系统需要安装过滤器并定期清洁热交换器。

最简单和最便宜的热泵方案是基于从空气中提取热能。一旦它成为制造冰箱的基础，后来的空调就是按照它的原理发展起来的。

最简单的热泵系统从气团中获取能量。在夏天它参与供暖，在冬天参与空调。该系统的缺点是，在独立版本中，单元功率不足

不同类型的这种设备的功效是不一样的。使用空气的泵性能最低。此外，这些指标直接取决于天气状况。

地面热泵品种性能稳定。这些系统的效率系数在 2.8 -3.3 之间变化。水对水系统是最有效的。这主要是由于源温度的稳定性。

需要注意的是，泵收集器在水库中的位置越深，温度就越稳定。要获得 10 kW 的系统功率，需要大约 300 米的管道。

表征热泵效率的主要参数是其转换系数。转换系数越高，热泵的效率越高。

热泵的转换系数通过热流量与压缩机运行所消耗的电能之比来表示

工作原理

我们周围的所有空间都是能量——你只需要知道如何使用它。对于热泵，环境温度必须高于 1C°。在这里应该说，即使是冬天下雪或某些深度的地球也能保持热量。地热或任何其他热泵的工作是基于使用热载体将热量从其来源传输到房屋的加热回路。

设备分操作方案：

• 热载体（水、土壤、空气）填充土壤下方的管道并将其加热；
• 然后将冷却剂输送到热交换器（蒸发器），随后将热量传递到内部回路；
• 外部回路包含制冷剂，一种在低压下具有低沸点的液体。例如氟利昂、水与酒精、乙二醇的混合物。在蒸发器内部，这种物质被加热并变成气体；
• 气态制冷剂被送入压缩机，在高压下被压缩并被加热；
• 热气进入冷凝器，在那里它的热能被转移到房子里；
• 循环以制冷剂转化为液体而结束，并且由于热量损失，它返回到系统中。

同样的原理也用于冰箱，因此家用热泵可以用作空调来冷却房间。简单地说，热泵是一种具有相反效果的冰箱：产生热量而不是冷。

空对空系统HP安装特点

空气对空气热泵的安装有点让人联想到安装分体式系统。该设备有两个模块 - 外部和内部，通过制冷剂循环的回路相互连接。

室外或室外热泵机组，安装在室外。有些型号安装在特殊的保护外壳中。车站很轻，甚至可以安装在建筑物的屋顶上。建议将空对空热泵安装在距生活区入口约2-3m处。

室内机的放置方式应使热空气流尽可能有效地散布到整个房间。允许墙壁和天花板安装。

使用空气对空气热泵对房屋进行集中空气加热，永久居住，需要使用强制空气喷射系统。在准备项目文件期间，仔细计算了空气通道的长度及其位置。

安装热泵是一个复杂的技术过程，因此，这项工作由具有相应许可证的专业安装团队进行。

空对空热泵的优缺点

真实业主对空对空热泵的反馈有助于准确了解使用替代加热方法的能源效率，以及了解现有的优缺点。

使用空气对空气热泵为房屋供暖具有以下优点：

• 节省成本 - 即使初始成本很高，热泵在运行 3-6 年后仍可收回成本。由于该设备的设计使用寿命为 30-50 年，因此优势显而易见。整个采暖季的电费比电锅炉低3-5倍。

完全独立于传统燃料。空对空加热的主要优点是产生热能，不使用气体、固体和液体燃料等。通过安装太阳能电池板，您可以拒绝外部电力。

环保 - 在运行过程中，使用可再生热能源，没有有害排放物。

当然，热泵也有其弱点，制造商会不时尝试纠正这些弱点。这些包括：

• 效率对外部温度的依赖性 - 制造商不断改进系统。现代设备能够在 -15 -25°C 下运行。低温下的效率显着降低，这限制了在北方条件下使用模块进行空间加热。

购买和安装热泵的材料成本很高。 HP 空气的主要缺点 - 空气，因此，该站并未在国内条件下广泛使用。

空对空热泵的使用前景相当乐观。最近，几家主要制造商宣布开发能够在低至 -32°C 的温度下运行的模块。不断强调降低产品成本，以使中产阶级消费者能够负担得起，性能正在提高（现代型号的平均 COP 为 5-8 单位）。

3 最简单​​的单元

最便宜的自制设备将是空调的热泵。建议购买配备换向阀的型号。多亏了这一点，空调才能供暖。否则，您将不得不修改制冷剂回路

另外，在选择空调时，要注意机组在冷量方面的性能指标。

制造最简单的热泵的算法有以下形式：

拆下装置上壳，拆下外置热交换室

在这个阶段，必须注意不要损坏制冷剂管道。
然后你需要从轴上拆下外叶轮。
水箱由金属制成。其长度应与换热室的尺寸相对应，其宽度应大100-150毫米。
为了防止散热器冻结，有必要增加其面积。为此，根据热交换室的材料，沿边缘安装额外的铝板或铜板。
升级后的散热器安装在水箱中，然后必须用密封盖封闭。
在最后阶段，用于选择和供应冷却剂的软管连接到配件，连接循环泵

之后，它仍然要填充容器并检查是否泄漏。

为此，根据热交换室的材料，沿边缘安装额外的铝板或铜板。
升级后的散热器安装在水箱中，然后必须用密封盖封闭。
在最后阶段，用于选择和供应冷却剂的软管连接到配件，连接循环泵。之后，它仍然要填充容器并检查是否泄漏。

安装技术

此类设备的组装分几个阶段进行：

• 正在制定一个项目；
• 收集器通信已组装；
• 系统中安装了热泵；
• 设备安装在房屋内；
• 正在加注冷却液。

接下来，我们将逐步考虑如何用自己的双手安装交钥匙热泵。

如何做一个项目

当然，在进行此类通信的组装之前，应进行所有必要的计算。系统外部的工作必须与内部的工作充分协调。根据所选设备类型进行计算。对于水平收集器，它们执行如下：

• 确定所需的防冻剂量。在这种情况下，使用公式 Vs = Qo 3600 / (1.05 3.7 t)，其中 Qo 是源的热功率，t 是供回线之间的温差。 Qo 参数计算为泵功率与用于加热制冷剂的电功率之间的差值。
• 确定所需的收集器长度。这种情况下的计算公式如下所示：L = Qo / q，其中 q 是比热去除量。后一个指标的值取决于场地上的土壤类型。例如，对于粘土，每 rm 为 20 W，对于沙子 - 10 W，等等。
• 确定铺设集热器所需的面积。在这种情况下，根据公式 A =​​ L da 进行计算，其中 da 为管道铺设步骤。

热泵的功率大约以每 1 m2 70 W 热量的速率确定，天花板高度为 2.7 m。集热管的铺设距离通常为 0.8 m 或稍远。

如何组装热泵

这种设备相当昂贵。热泵的设计相对简单。因此，您可以尝试自己制作。这个过程是这样执行的：

• 购买了一台压缩机（空调设备是合适的）。
• 制作电容外壳。为此，将一个 100 升的不锈钢罐切成两半。
• 正在制作一个线圈。气瓶或氧气瓶用来自冰箱的铜管包裹。后者可以用铝穿孔角固定。
• 线圈安装在主体中，然后将后者密封。
• 蒸发器由 80 升的塑料容器制成。来自 ¾ 英寸管道的线圈安装在其中。
• 水管连接到蒸发器以输送和排放水。
• 系统充满制冷剂。此操作应委托给专家。行动不力，不仅会破坏组装好的设备，还会受伤。

安装采集器通讯

加热系统外电路的安装技术也取决于其类型。对于垂直收集器，钻井深度为 20-100 m。在水平沟下突破1.5m，下一阶段铺设管道。树木不应该在水平收集器附近生长，因为它们的根部会损坏电源。对于后者的组装，可以使用低压聚乙烯管。

设备安装

该操作以通常的方式执行。也就是说，在房屋内安装了暖气片，铺设了线路并将它们连接到锅炉。旁路上的膨胀水箱、过滤器和循环泵安装在回水管上。您还可以组装“暖地板”系统并将其连接到热泵。在最后阶段，将选定类型的冷却剂倒入外部和内部回路中。

如您所见，您可以自己安装热泵和收集器。从技术上讲，该过程并不是特别复杂。然而，与其他类型的类似设备不同，这种系统的组装，即使是水平型的，也是一项体力相当费力的操作。在没有特殊设备的情况下自行钻井进行垂直钻井几乎是不可能的。因此，可以进行计算和工作 用于系统组装 仍然值得聘请专业人士。今天，市场上有一些公司在交钥匙的基础上安装热泵等设备。

气水泵工作原理

如前所述，此类装置的主要热能来源是大气。气泵运行的根本基础是液体在从液态到气态的相变过程中吸收和释放热量的物理特性，反之亦然。作为状态变化的结果，温度被释放。该系统的工作原理与冰箱相反。

为了有效利用液体的这些特性，低沸点制冷剂（氟利昂、氟利昂）在闭合回路中循环，其设计包括：

• 带电驱动的压缩机；
• 风扇式蒸发器；
• 节流（膨胀）阀；
• 板式换热器;
• 连接电路主要元件的铜或金属塑料循环管。

由于压缩机产生的压力，制冷剂沿回路移动。为了减少热损失，管道上覆盖有人造橡胶或聚乙烯泡沫的隔热层，并带有保护性金属化涂层。作为制冷剂，使用氟利昂或氟利昂，可在负温下沸腾，至-40℃也不会结冰。

整个工作过程由以下连续循环组成：

1. 蒸发器散热器包含比外部空气更冷的液态制冷剂。在主动散热器吹气期间，来自低势空气的热能被转移到氟利昂，氟利昂沸腾并变成气态。与此同时，它的温度也在上升。
2. 加热后的气体进入压缩机，在压缩过程中温度更高。
3. 在压缩和加热状态下，制冷剂蒸汽被送入板式热交换器，加热系统的热载体在此循环通过第二回路。由于冷却剂的温度远低于加热气体的温度，氟利昂在热交换器板上积极冷凝，将热量散发给加热系统。
4. 冷却后的汽液混合物进入节流阀，节流阀只允许冷却的低压液态制冷剂通过蒸发器。然后重复整个循环。

为了提高管子的传热效率，在蒸发器上缠绕有螺旋翅片。供热系统的计算、循环泵等设备的选择必须考虑安装的板式换热器的水力阻力和传热系数。

系统设备及其操作的视频概述

h3 id="invertornye-teplovye-nasosy">变频热泵

作为安装的一部分，逆变器的存在允许设备平稳启动并根据室外温度自动调节模式。这通过以下方式最大限度地提高热泵的效率：

• 效率达到95-98%；
• 将能耗降低 20-25%；
• 最小化电网负载；
• 增加设备的使用寿命。

因此，无论天气如何变化，室内温度都稳定地保持在同一水平。同时，配备自动控制单元的逆变器不仅可以在冬季提供供暖，还可以在夏季炎热天气提供冷空气。

同时，应该考虑到额外设备的存在总是会增加其成本和增加投资回收期。

热土工单元是如何工作的？

地热热泵的运行算法是基于热量从具有低热能势的热源到热载体的传递。这里的大地在夏季起到散热器的作用，在冬季则是活跃的热源。

地面温差有助于提高整体系统效率并有助于降低实际运营成本。

地源热泵的运行是基于热惯性这样的现象。 6米及以下深度的地球温度几乎完全对应该地区的年平均气温，并且在整个日历年中变化很小

在实践中，工作冷却剂进入位于地下的管道并在那里加热几度。然后组合物进入热交换单元（或蒸发器）并将累积的热能传递到内部系统回路。

地热装置的运行原理类似于制冷系统的运行。这就是为什么某些类型的热泵在夏季成功地用作空调，并在它们的帮助下冷却住宅区的空气。

在外部回路中运行的制冷剂在蒸发器中被加热，转化为气体并进入压缩机。在那里它在高压的影响下收缩并变得更热。

热气进入冷凝装置并将热能释放给负责加热房屋的内部系统的工作冷却剂。在过程结束时，失去热量的制冷剂以液态返回起点。

技术的优点和缺点

TN 最重要的优点是：

1. 盈利能力：每消耗一千瓦电力，HP 就会产生 3 到 5 千瓦的热量。也就是说，我们谈论的是几乎无偿的加热。
2. 环保和安全：HP 的运行不会产生任何对环境有害的物质并释放到大气中，并且没有火焰使这项技术绝对安全。
3. 易于操作：与燃气和固体燃料锅炉不同，HP 不需要清除烟尘和烟尘。您也不必建造和维护烟囱。

该技术的一个显着缺点是设备和安装工作的高成本。

让我们做一个简单的计算。对于 120 平方米。 m 将需要容量为 120x0.1 = 12 kW 的 HP（以每 1 平方米 100 W 的速率计算）。具有这种性能的 Thermia 的 Diplomat 模型售价约为 6800 欧元。同一制造商的 DUO 模型会便宜一点，但它的成本也不能称为民主：约 5900 欧元。

热泵 Thermia Diplomat

即使与最昂贵的传统加热类型 - 电（每 1 千瓦时 4 卢布，3 个月 - 满负荷工作，3 个月 - 一半）相比，投资回收期也需要 4 年以上，而这还没有考虑到考虑外电路的安装成本。实际上，HP 并不总是与计算的性能分别工作，投资回收期可能会更长。

家用空气对水热泵

空气对水系统的一个特点是供暖系统中冷却剂的温度对源（外部空气）的温度有很强的依赖性。这种设备的效率在季节性和天气条件下都在不断变化。这表明航空热系统和地热系统之间存在显着差异，地热系统在整个使用寿命期间运行稳定，不依赖于外部条件。

此外，空气对水热泵能够加热和冷却室内空气，这使得它们在冬季相对寒冷和夏季相对炎热的地区有需求。一般来说，这种系统的使用在相对温暖的地区最为有效，而对于北方地区，则需要额外的加热方式（通常使用电加热器）。

空气对水热泵如何工作？

空气对水热泵基于卡诺原理。用一种更容易理解的语言，使用了氟利昂冰箱的设计。制冷剂（氟利昂）在封闭系统中循环，依次通过以下阶段：

• 蒸发伴随着强烈的冷却
• 从进入的外部空气的热量中加热
• 强压缩，此时其温度变高
• 液体冷凝
• 通过节流阀，压力和蒸发急剧下降

对于制冷剂的正常循环，有必要有两个隔间 - 一个蒸发器和一个冷凝器。首先，温度低（负）；来自环境空气的热能用于加热。第二隔间用于冷凝制冷剂并将热能传递给加热系统的热载体。

进入空气的作用是将热量传递到蒸发器，蒸发器的温度非常低，需要升高以进行即将到来的压缩。即使在负温度下，空气的热能也是可用的，并被储存起来，直到温度降至绝对零。低电位热能来源可以获得系统的高效率，但当室外温度降至-20°C或-25°C时，系统停止并需要连接额外的热源。

的优点和缺点

空气对水热泵的优点是：

• 安装方便，无需挖掘
• 热能的来源——空气——随处可见，而且完全免费。系统只需为循环设备、压缩机和风机供电
• 热泵可以在结构上与通风相结合，这将显着提高两个系统的效率
• 供暖系统环保且操作安全
• 系统运行几乎无声，可由自动化系统控制

空气对水热泵的缺点是：

• 有限的应用。 HP 的家用型号需要连接额外的加热系统，温度已经达到 -7°C，工业设计能够将温度保持在 -25°C，这对于俄罗斯的大多数地区来说太低了
• 系统效率对室外温度的依赖性使系统不稳定，需要不断重新配置运行模式
• 风扇、压缩机等设备需要稳定的电源

在计划使用这种加热和热水系统时，必须考虑到这些特征。

装机容量计算

计算装置功率的程序简化为确定要加热的房屋面积，计算所需的热能并选择与获得的值相对应的设备。提出详细的计算方法是没有意义的，因为它非常复杂，需要了解许多参数、系数和其他值。此外，需要执行此类计算的经验，否则结果将完全错误。

要解决这个问题，建议使用网上找到的在线计算器。使用起来很简单，你只需要在窗口中替换你的数据并得到答案。如果有疑问，可以在另一个资源上重复计算以获得平衡的数据。

结果

毫无疑问，空调热泵的成本比现成的工厂选项低几倍，甚至是中国制造的。但是这里有很多细微差别：您需要注意供应热量的来源和数量，正确计算热交换器（盘管）的长度，安装自动化，提供有保证的电力等。但如果你能够解决这些问题，那无疑是有益的。给你一个建议：第一年有备用供暖是非常可取的，最好在夏季进行测试和试运行，以便在供暖季节开始之前有时间完成机组。

关于该主题的结论和有用的视频

视频将介绍设备的工作原理和特点：

因此，我们可以得出结论，水对水热泵被认为是一种有效的环保设备，旨在为高达 150 平方米的房屋供暖。更大区域的布置可能已经需要相当复杂的工程勘测。

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该视频清楚地展示了一个基于地热空气对水加热设备的加热系统如何安装在一个由气体硅酸盐块组成的大房子中。揭示了有关设备安装的一些有趣的细微差别，并公布了本月的实际水电费数字。

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该设备的真实用户分享了他对地热热泵的印象。

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即使在没有集中通信系统和更熟悉的能源来源的情况下，用于为私人家庭供暖的地热泵也是创造舒适生活条件的好方法。

系统的选择取决于财产的地域位置和所有者的财务能力。

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