自己动手设备和制造空气对水热泵

空气源热泵定期维护的细微差别

为了使热泵服务于其整个使用期限，有必要不时对其进行简单的操作以进行维护。行动计划包括：

• 及时清洗泵的室外机。这主要涉及风扇和热交换器的底座。
• 制冷剂循环系统的预定泄漏测试。
• 更换压缩机单元中的油并润滑风扇的运动部件。
• 检查电源线。

您不需要花费很多精力来执行这些操作，但它们可以让您长时间保持热泵处于完美状态。

空气源热泵业主告诉《FORUMHOUSE》，这种取暖方式在冬天要花多少钱，是否后悔当初的选择

能源价格的不断上涨让郊区房地产的业主开始思考如何降低供暖成本。一种选择是建造一个热损失最小的隔热房屋。第二步是安装低温加热系统。第三种是用空气-水热泵加热冷却剂。乍一看，这似乎是一个不合理的昂贵方案，而且空气源热泵在冬天工作效率低下。让我们以 FORUMHOUSE 用户在家中安装热泵为例来验证这是否属实。

• 冬季使用空气对水热泵供暖 - 神话还是现实
• 空气-水热泵在零下温度下产生多少热量？
• 结论和建议

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用旧冰箱自制

在没有专业工程知识的情况下，用自己的双手从单独的压缩机和冷凝器组装空对空热泵是非常困难的。但对于小房间或温室，您可以使用旧冰箱。

最简单的空气热泵可以由冰箱制成，方法是将空气管道从街道延伸到冰箱中，并在热交换器的后格栅上挂一个风扇

为此，您需要在冰箱的前门上打两个孔。通过第一个，街道空气将进入冷冻室，通过第二个较低的，将被带回街道。

同时，在通过内腔的过程中，它会将其中所含的部分热量散发给氟利昂。

也可以将制冷机简单地安装在墙上，门向外面敞开，后面的热交换器进入房间。但要记住，这样的取暖器的功率会很小，而且耗电也很大。

房间内的空气由冰箱后面的热交换器加热。然而，这种热泵只能在不低于摄氏五度的室外温度下运行。

本设备仅供室内使用。

在大型小屋中，空气加热系统必须辅以风管，将暖空气均匀地分配到所有房间。

空气对空气热泵的安装非常简单。有必要安装外部和内部单元，然后通过带有冷却剂的电路将它们相互连接。

系统的第一部分安装在室外：直接安装在立面、屋顶或建筑物旁边。房子里的第二个可以放在天花板或墙上。

建议将室外机安装在距离小屋入口几米处并远离窗户的地方，不要忘记风扇产生的噪音。

并且安装了内部的，以便来自它的暖空气流均匀地分布在整个房间中。

如果计划使用空气对空气热泵为不同楼层的多个房间供暖，那么您将必须配备强制喷射的通风管道系统。

在这种情况下，最好从有能力的工程师那里订购项目，否则热泵的功率可能不足以满足所有场所。

电表和保护装置必须能够承受热泵产生的峰值负荷。窗外突然一阵寒流，压缩机开始耗电量比平时多很多倍。

对于这种空气加热器，最好从配电盘铺设单独的供应线。

应特别注意氟利昂管道的安装。即使是内部最小的芯片也会损坏压缩机设备

在这里你不能没有铜焊接技巧。加注制冷剂一般应委托专业人员进行，以免以后出现泄漏问题。

什么是用于加热私人住宅的热泵？它是如何工作的？

一种能够从环境中提取热量的特殊装置称为热泵。

这种设备被用作空间加热的主要或附加方法。一些设备也用于建筑物的被动冷却 - 而泵用于夏季冷却和冬季加热。

环境的能量被用作燃料。这种加热器从空气、水、地下水等中提取热量，因此该设备被归类为可再生能源。

重要的！这些泵需要电气连接才能运行。所有热力装置的组成包括蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀。根据热源的不同，可以区分水、空气和其他设备。

工作原理与冰箱的原理很相似（只是冰箱抛出热空气，泵吸热）

根据热源的不同，可以区分水、空气和其他设备。工作原理与冰箱的原理很相似（只是冰箱抛出热空气，泵吸热）

所有热力装置的组成包括蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀。根据热源的不同，可以区分水、空气和其他设备。工作原理与冰箱很相似（只是冰箱放热气，泵吸热）。

大多数设备都在正温度和负温度下运行，但是，设备的效率直接取决于外部条件（即环境温度越高，设备的功率越大）。一般来说，该设备的工作原理如下：

1. 热泵与周围环境接触。通常，该设备从地球、空气或水中提取热量（取决于设备的类型）。
2. 设备内部安装了一个特殊的蒸发器，其中充满了制冷剂。
3. 与环境接触后，制冷剂会沸腾并蒸发。
4. 之后，蒸气形式的制冷剂进入压缩机。
5. 它在那里收缩 - 因此，它的温度会严重升高。
6. 之后，被加热的气体进入加热系统，导致主冷却剂被加热，用于空间加热。
7. 制冷剂逐渐冷却。最后，它会变回液体。
8. 然后液态制冷剂进入一个特殊的阀门，严重降低了它的温度。
9. 最后，制冷剂再次进入蒸发器，然后重复加热循环。

图 1. 地水热泵的工作原理。蓝色表示冷，红色表示热。

优点：

• 环境友好。这些设备是可再生能源，不会因其排放物污染大气（而天然气会产生有害的温室气体，而电力通常用于燃烧煤炭，这也会污染空气）。
• 气体的良好替代品。在由于某种原因而难以使用燃气的情况下（例如，当房子远离所有主要公用设施时），热泵是空间供暖的理想选择。该泵还与燃气加热相比具有优势，因为安装这种设备不需要国家许可（但在钻深井时，您仍然必须获得它）。
• 廉价的附加热源。该泵非常适合作为廉价的辅助电源（最好的选择是冬季使用天然气，春季和秋季使用泵）。

缺陷：

1. 使用水泵时的热限制。所有热力装置在正温度下运行良好，而在负温度下运行时，许多泵停止工作。这主要是由于水结冰，无法将其用作热源。
2. 使用水作为热量的设备可能存在问题。如果用水加热，则需要找到稳定的来源。大多数情况下，必须为此钻一口井，因此设备的安装成本可能会增加。

注意力！泵的成本通常是燃气锅炉的 5-10 倍，因此，在某些情况下使用此类设备来省钱可能是不切实际的（要使泵得到回报，您需要等待数年）

热泵外电路选项

外部回路可以是一个热交换器管道，它采用 井里的热量、土壤或水库。在安装和操作过程中，这些选项中的每一个都有其自身的特点、优点和缺点。因此，我们将更详细地考虑它们。

热能来源 - 井

为了使用这样的热源，需要钻一口井（一口深井或几口浅口井）或使用现有的一口井。据信，从一米长的井中可以获得 50-60 W 的热能。因此，对于 1 kW 的热泵功率，将需要大约 20 m 的井。

井内热泵外回路

优点：井不占用场地太多空间，特点是传热率高。

缺点：一口井，尤其是一口深井，必须在特殊机构或机器的帮助下钻孔。

热源——现场土壤

在这种情况下，外回路管道必须铺设到超过该区域最大冻结深度的深度。在这种情况下，可以有两种铺设方式：清除某个区域的所有土壤并以锯齿形的形式铺设管道，然后用土壤填充所有东西，或者您可以将管道铺设在为此挖的沟槽中。

热泵“地下水”

对于 1 kW 的热泵功率，根据土壤的铺设深度、密度和含水量，可能需要 35-50 m 的电路。回路管道之间的最小距离为 0.8 m。

这种外轮廓的缺点：

• 对于它的放置，需要足够大的区域，随后将无法种植树木或灌木，而只能种植草坪、花卉或一年生植物；
• 大量土方工程。

水中的外环

外部轮廓的另一个选择是管道铺设在最近的水库底部，如果它靠近房子的话。同时，水库要够深，以免冬天冻到水底。从这种外部电路的一延米中，最多可以获得大约 30 W 的热能（每 1 kW 的热泵功率至少需要 30 m 的管道）。为确保铺设在底部的管道不会上浮，在其上放置了一个负载 - 每延米约 5 公斤。

水库中热泵的外部回路

优点：无需大面积打井或进行土方工程。

这种外部电路的主要缺点是房屋附近并不总是有合适的水库。

热泵的原理和运行方案，类型

原则

任何热泵的设计都提供 2 个部分：外部（从外部来源吸收热量）和内部（将提取的热量直接传递到房间的供暖系统）。外部可再生热能来源例如是地热、空气或地下水。这种设计可以显着降低私人住宅的供暖或制冷成本，因为大约 75% 的能源是由免费资源产生的。

工作计划

加热装置的组成包括：蒸发器；电容器；降低系统压力的排放阀；增压压缩机。这些节点中的每一个都通过管道的闭合回路相互连接，制冷剂位于管道内部。第一个循环中的制冷剂是液态的，在下一个循环中是气态的。这种物质的沸点很低，因此，在选择地球型设备时，它可以转化为气体，达到土壤温度的水平。接下来，气体进入压缩机，在那里有强烈的压缩，导致快速加热。之后，热蒸汽进入热泵内部，已经在这里直接用于空间供暖或加热水。然后制冷剂冷却、冷凝并重新变成液体。通过膨胀阀，液态物质流入地下部分重复加热循环。

这种装置的冷却原理类似于加热原理，但不是散热器，而是使用风机盘管。在这种情况下，压缩机不工作。井中的冷空气直接进入空调系统。

热泵的类型

热泵的种类有哪些？设备的区别在于系统中使用的外部热能源。在家庭选项中，有 3 种类型。

地面或地球（“地面-空气”、“地下水”）

使用土制热泵作为热能来源将确保生态清洁和安全。这种设备的成本很高，但它的功能却是巨大的。无需频繁维护，保证了较长的使用寿命。

地源热泵可以有两种类型：管道垂直或水平安装。垂直铺设方法成本更高，因为需要在 50-200 米范围内进行深井钻探。对于水平布置，管道铺设到大约一米的深度。为保证收集到所需的热能，管道总面积应超过采暖场所面积的1.5-2倍。

水泵（“水-空气”、“水-水”）

对于气候温暖的南部地区，水装置是合适的。在日照水体中，一定深度的水温相对稳定。最好将软管铺设在温度较高的底部土壤中。重物用于固定水下管道。

空气（空气对水，空气对空气）

在空气型机组中，能源是来自外部环境的空气，空气进入液体制冷剂所在的蒸发器热交换器。制冷剂的温度总是低于进入系统的空气温度，所以物质瞬间沸腾，变成热蒸汽。

除了经典型号外，还需要组合安装选项。这种热泵辅以气体或电加热器。在恶劣的气候条件下，加热设备的性能会降低，设备会切换到替代加热选项。这种添加与空气对水或空气对空气设备尤其相关，因为正是这些类型往往会降低效率。

对于冬季寒冷漫长的地区，使用地热（地）热泵最为可靠。空气热泵适用于南方气候温和的地区。此外，在安装使用地球能源的设备时，应考虑土壤的特性。热泵的生产力在粘土中将比在沙土中高得多。此外，管道的深度也很重要，在寒冷时期，管道必须铺设在高于地面冰点的深度。

什么是热泵，它是如何工作的？

热泵一词是指一组特定的设备。该设备的主要功能是收集热能并将其输送给消费者。这种能量的来源可以是温度为 +1º 或更多度的任何物体或介质。

我们的环境中有足够多的低温热源。这些是来自企业、热电厂和核电厂、污水等的工业废物。对于家庭供暖领域的热泵的运行，需要三个独立回收的自然资源——空气、水、泥土。

热泵从环境中经常发生的过程中“汲取”能量。流程的流动永远不会停止，因此根据人类标准，资源被认为是取之不尽的。

列出的三个潜在能源供应商与太阳的能量直接相关，太阳通过加热使空气和风运动并将热能传递到地球。热泵系统分类的主要标准是热源的选择。

热泵的工作原理是基于物体或介质将热能传递到另一个物体或环境的能力。热泵系统中的能量接收者和供应者通常成对工作。

所以有以下几种类型的热泵：

• 空气就是水。
• 地球是水。
• 水是空气。
• 水就是水。
• 地球是空气。
• 水-水
• 空气就是空气。

在这种情况下，第一个词定义了系统从中获取低温热量的介质类型。第二个表示该热能传递到的载体类型。因此，在热泵中，水就是水，热量来自水生环境，液体用作热载体。

按设计类型划分的热泵是蒸汽压缩设备。他们从自然资源中提取热量，加工并将其输送给消费者 (+)

现代热泵使用三种主要的热能来源。它们是土壤、水和空气。这些选项中最简单的是空气源热泵。这种系统的流行与其相当简单的设计和易于安装有关。

然而，尽管如此受欢迎，但这些品种的生产力相当低。此外，效率不稳定并取决于季节性温度波动。

随着温度的降低，它们的性能会显着下降。这种热泵的变体可以被认为是对现有主要热能源的补充。

使用地热的设备选项被认为更有效。土壤不仅接收和积累来自太阳的热能，而且不断地被地核的能量加热。

也就是说，土壤是一种蓄热体，其能量实际上是无限的。此外，土壤的温度，特别是在一定深度，是恒定的并且在微不足道的范围内波动。

热泵产生的能量范围：

源温度的恒定性是这类电力设备稳定高效运行的重要因素。以水生环境为主要热能来源的系统具有相似的特征。这种泵的收集器位于井中，它位于含水层中，或位于水库中。

土壤和水等来源的年平均温度在 +7º 到 +12º C 之间变化。这个温度足以确保系统的有效运行。

最有效的是热泵，它从具有稳定温度指标的来源中提取热能，即来自水和土壤

空调热泵

现代分体式系统，尤其是逆变器类型，成功地执行了相同的空气对空气热泵的功能。他们的问题是工作效率随着外界温度的下降而下降，即使是所谓的冬季套装也不省钱。

家庭工匠以不同的方式处理这个问题：他们用空调组装了一个自制的热泵，它可以吸收井里自来水的热量。事实上，空调只用到了一个压缩机，有时是一个起到风机盘管作用的室内机。

总的来说，压缩机可以单独购买。它将需要制造一个用于加热水的热交换器（冷凝器）。将壁厚为 1-1.2 mm、长度为 35 m 的铜管缠绕在直径为 350-400 mm 的管子或圆柱体上，形成线圈形状。之后，用穿孔的角固定匝，然后将整个结构放置在带有水管的钢制容器中。

分流系统的压缩机连接到冷凝器的下部输入，控制阀连接到上部。同理，蒸发器就制成了；一个普通的塑料桶就可以了。顺便说一句，您可以使用工厂板式换热器代替自制的电容式换热器，但这并不便宜。

泵本身的组装并不太复杂，但重要的是能够正确有效地焊接铜管连接。此外，要为系统补充氟利昂，您将需要大师的服务，您不会专门购买额外的设备

接下来是设置和启动热泵的阶段，这并不总是很顺利。您可能需要进行很多修改才能获得结果。

空气对水热泵 - 真实的事实

这种类型的热力设备引起了很多争议。用户分为两个阵营。有些人认为，为了给房子供暖，没有什么比这更好的发明了。也有人认为，由于俄罗斯联邦许多地区的热泵（HP）成本高昂且气候条件恶劣，初期投资将无法收回。将钱存入银行，并根据收到的利息，用电为房子供暖更有利可图。与往常一样，真相在中间。展望未来，我们会说，在本文中，我们将只讨论空气对水热泵。首先，一点理论。

热泵是一种“机器”，它从低品位的来源获取热量并将其传输到房屋。

热泵的热源：

• 空气;
• 水;
• 地球。

热泵示意图。

要点：热泵不产生热量。它将热量从外部环境泵送到消费者，但要使热泵发挥作用，需要电力。热泵的效率以泵送的热能与电网消耗的能量之比表示。该值称为热转换系数 COP（性能系数）。如果热泵的技术特性规定 COP = 3，那么这意味着 HP 泵送的热量是其“消耗”电力的三倍。

看来这就是——解决所有问题的办法——相对来说，1小时用了1千瓦的电，这段时间我们将获得3千瓦时的供暖系统热量。事实上，因为我们说的是空气源热泵，室外机安装在屋外，采暖季节的变比会根据室外温度而变化。在严重霜冻（-25 - -30°C 及以下）中，通风口的 COP 降至 1。

这阻止了郊区居民安装空气对水热泵 - 使用泵送的热量来加热传热流体的设备。人们认为，对于我们的条件 - 而不是该国南部地区，地热热泵和埋在地下的地面热交换器 - 水平或垂直铺设的管道系统最适合。

这是真的？

我经常遇到这样的神话，即空气对水热泵在寒冷的天气中效率低下，但地热 HP 就是这样。比较弹簧中设备的热转换系数。冬季过后，地热回路耗尽。好吧，如果温度大约在0度左右。但是空气已经足够温暖了。对热量的需求减少了，但在夏天并没有消失，因为。全年都需要热水。地热热泵非常适合冬季严寒和供暖期长的地区。对于南部联邦区和莫斯科地区，空气对水的 HP 显示出与地热相当的年均 COP。

莫斯科地区 -20 - -25°C 及以下的温度很少见，仅持续几天。平均而言，莫斯科地区冬季的特点是 -7 - -12°C 和频繁解冻，温度升至 -3 - 0 度。因此，在供暖季节的大部分时间里，空气热泵将以接近三个单位的 COP 运行。

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。

空气对水热泵

AIR-WATER热泵的安装和运行

空气作为低温热能的来源

从理论上讲，无论其温度如何，空气都可以用作低温热能的来源。在实践中，空气对水的热泵在至少 -15 摄氏度的空气温度下是有效的。迄今为止，已经有在售的热泵在 -25 摄氏度的温度下运行，但到目前为止它们的成本太高，这使得普通消费者无法接触到这种类型的热力工程设备。

在其最原始的形式中，空气对水热泵可以被认为是一种用于冷却环境并将“多余”热量排放到加热房间中的空调。

同时，空气对水热泵不需要挖坑或打井、沿水库底部铺设管道或安装垂直集热器以使水对水或地对水热泵能够操作。它易于操作，同时可以让您获得廉价的热量来为您的家供暖。

除了空调系统，这种类型的热泵可以根据 2 布局方案制造：

• 以拆分系统的形式，由通过通信连接的 2 个块组成
• 以整体形式

通常，单块是组装在一个外壳中并安装在房屋内部或外部的单个设备。对于室内安装，需要提供一个自由的进气通道。同时，室外安装更可取：它允许您将压缩机作为房间外的噪音源移动。

迄今为止，许多制造商以整体形式生产空气对水热泵。方便实用，让您可以自由移动泵和安装它，无需复杂的安装和连接。唯一的缺点是这种类型的泵功率低：从 3 到 16 kW。

分体系统分为两个模块，其中一个包括冷凝器和自动控制系统。它安装在室内。第二个（室外）单元包括一个压缩机。安装空气对水热泵的经济可行性

空气对水热泵在正外部温度下是有效的。它们在我国南部地区得到了广泛的应用：库班、斯塔夫罗波尔地区等。那里很少有严重的霜冻，冬天的温度很少低于零。

这并不意味着在我国其他气候条件更恶劣的地区，不能使用这种类型的热泵。一点也不。只是空气-水泵的效率会随着气温的下降而降低，同时运行泵所需的电力成本也会增加。

因此，在负空气温度下操作热泵的权宜之计，以及根据所需功率选择设备，应由合格的加热工程师进行。

迄今为止，最好的选择是使用空气-水热泵在正环境温度下进行加热和热水供应，并在结霜时打开锅炉或其他热能来源。

使用热泵为房屋供暖的另一个条件是建筑物的高热效率，没有与质量差的隔热和通风相关的热量损失。

来自带有稀薄培养基的试管

这种加热液体的方法不仅夏天可以用，冬天也可以用，是最难的一种。真空管装置的安装位置不宜阴暗，朝南。不允许过热，液体循环必须自上而下。

您将需要以下工具：

• 扳手。
• 螺丝刀。
• 用于焊接塑料管的装置。
• 钻头。

首先，构建一个框架并将其放置在预期的安装位置，最好的选择是屋顶，然后将其固定，例如用地脚螺栓。然后连接温度传感器，出风口。使用耐冰冻温度的材料连接水管。

让我们继续安装加热元件，取一根铜管并用铝板包裹它，将其插入玻璃真空管中。在管子底部放一个固定杯和一个橡胶套。将金属端固定在黄铜冷凝器中（可以看到管子上有粘性油脂，不要擦掉）。

关闭固定碗，以类似方式安装其余元件。安装安装块并为其通电 220V。接一个温度传感器，一个出风口，虽然是防潮的，但最好给它们加个保护屏，然后我们接上控制器，在它的帮助下系统被控制，这就是安装太阳能的全过程锅炉用自己的双手。为所需参数对系统进行编程并启动。

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空对空热泵是高效设备。它们易于维护、操作方便且经济。

现在有大量此类系统在售，对于任何家庭，您都可以选择供暖装置。只需正确计算其功率，即可有效服务多年。

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