So bauen Sie eine Luft-Wasser-Wärmepumpe: Gerätediagramme und Selbstmontage

Aufgrund der regelmäßig steigenden Kosten für Heizflüssigkeiten werden alternative Heizmethoden immer gefragter.Zum Beispiel eine praktische Luft-Wasser-Wärmepumpe, die Luftenergie zum Heizen nutzt. Die Installation erfordert keine teuren Verbrauchsmaterialien, ist einfach zu bedienen und sicher.

Aufgrund der erheblichen Kosten für die werkseitige Montage der Einheit sind viele Menschen daran interessiert, dieses System selbst aufzubauen. Wir verraten Ihnen, was ein Heimwerker für den Bau einer selbstgebauten Wärmepumpe benötigt. Hier erfahren Sie, mit welcher technischen Ausrüstung Sie sich eindecken sollten.

Merkmale des Luft-Wasser-Thermalsystems

Die Wärmepumpe, der dieser Artikel gewidmet ist, unterscheidet sich im Gegensatz zu anderen Modifikationen eines ähnlichen Geräts (insbesondere Wasser Wasser und Boden-Wasser) hat eine Reihe von Vorteilen:

• spart Strom;
• Für die Installation sind keine umfangreichen Aushubarbeiten, das Bohren von Brunnen oder die Einholung von Sondergenehmigungen erforderlich.
• Wenn Sie das System an Solarmodule anschließen, können Sie dessen vollständige Autonomie gewährleisten.

Ein wesentlicher Vorteil eines thermischen Systems, das Windenergie gewinnt und in Wasser umwandelt, ist seine 100-prozentige Umweltsicherheit.

Bevor Sie mit der Konstruktion einer Pumpe beginnen, müssen Sie herausfinden, in welchen Fällen das System am effektivsten ist und wann sein Einsatz ungeeignet ist.

Mit einem Wärmepumpensystem, das der Luftmasse Energie entzieht, können alle Arten von Kühlmitteln erhitzt werden, die in der GUS verwendet werden: Wasser, Luft, Dampf

Einzelheiten zur Anwendung und zum Betrieb

Die Wärmepumpe arbeitet ausschließlich im Temperaturbereich von -5 bis +7 Grad produktiv. Bei einer Lufttemperatur von +7 erzeugt das System mehr Wärme als nötig, bei Temperaturen unter -5 reicht die Wärme nicht mehr zum Heizen aus. Dies liegt daran, dass das in der Struktur enthaltene konzentrierte Freon bei einer Temperatur von -55 Grad siedet.

Theoretisch kann das System auch bei 30 Grad Frost Wärme erzeugen, diese reicht jedoch nicht zum Heizen aus, da die Heizleistung direkt von der Differenz zwischen dem Siedepunkt des Kältemittels und der Lufttemperatur abhängt.

Daher ist dieses System nicht für Bewohner der nördlichen Regionen geeignet, wo das kalte Wetter früher einsetzt, aber in Häusern in den südlichen Regionen kann es mehrere kalte Monate lang effektiv dienen.

Wenn im Raum Standardbatterien installiert sind, arbeitet die Wärmepumpe weniger effizient. Das Luft-Wasser-Gerät lässt sich am besten mit Konvektoren und anderen großflächigen Heizkörpern kombinieren „Warmboden“-Systeme, „warme Wände“ vom Typ Wasser.

Außerdem muss der Raum selbst von außen gut isoliert sein und über eingebaute Mehrkammerfenster verfügen, die eine bessere Wärmedämmung bieten als herkömmliche Holz- oder Kunststofffenster.

Die Wärmepumpe interagiert am besten mit einem wasserbasierten „Warmboden“-System, das keine Erwärmung des Kühlmittels über 40–45 °C erfordert

Selbstgemacht Wärmepumpe wird in der Lage sein, Häuser bis zu 100 Quadratmeter effektiv zu heizen. m und produziert garantiert eine Leistung von 5 kW. Es versteht sich, dass es unmöglich ist, Freon mit ausreichender Qualität in eine unter häuslichen Bedingungen erstellte Struktur einzufüllen. Sie sollten daher mit einem Siedepunkt von bis zu -22 Grad rechnen.

Das selbst zusammengebaute Gerät ist ideal für die Wärmeversorgung einer Garage, eines Gewächshauses, eines Hauswirtschaftsraums usw. kleiner privater Pool usw. Das System wird üblicherweise als Zusatzheizung eingesetzt.

Elektroboiler oder andere herkömmliche Geräte für die Heizperiode sind in jedem Fall erforderlich. Bei starkem Frost (-15-30 Grad) wird empfohlen, die Wärmepumpe auszuschalten, um Stromverschwendung zu vermeiden, da ihr Wirkungsgrad in dieser Zeit nicht mehr als 10 % beträgt.

Wärmepumpen liefern ausreichend Energie zur Wassererwärmung in privaten Hallenbädern (+)

Funktionsprinzip des Systems

Der Arbeitsstoff in der Struktur ist Luft. Durch das im Freien aufgestellte Außengerät gelangt Sauerstoff über Rohre in den Verdampfer, wo er mit dem Kältemittel interagiert.

Unter Temperatureinfluss wird Freon gasförmig (da es bei -55 Grad siedet) und gelangt in erhitzter Form unter Druck in den Kompressor. Das Gerät komprimiert das Gas und erhöht dadurch seine Temperatur.

Heißes Freon gelangt in den Kreislauf des Speichertanks (Kondensator), wo Wärme an Wasser übertragen wird, das anschließend zum Heizen usw. verwendet werden kann FGP. Im Kondensator verliert das Freon nur einen Teil seiner Wärme und befindet sich weiterhin im gasförmigen Zustand.

Durch die Drossel wird das Kältemittel versprüht, wodurch seine Temperatur sinkt. Freon wird flüssig und gelangt in dieser Form in den Verdampfer. Der Zyklus wiederholt sich.

Die Abbildung zeigt schematisch die Umsetzung des Prinzips einer Elementarwärmepumpe, aufgeteilt durch einen Kompressor und einen Expander in zwei Kreisläufe – Hoch- und Niederdruck

Für diejenigen, die ihr eigenes bauen möchten Wärmepumpe B. aus einem alten Kühlschrank, helfen die Informationen in unserem empfohlenen Artikel.

Bau einer Luft-Wasser-Wärmepumpe

Ein Wärmepumpensystem besteht aus vier Hauptelementen:

• Außengerät;
• Wärmetauscher-Verdampfertanks;
• Kompressoreinheit;
• Speichertank (Kondensator).

Schauen wir uns die Designmerkmale jedes Blocks an.

Zusammenbau des Außengeräts

Um einen externen Block zu erstellen, benötigen Sie:

• Rahmen. Traditionell eignet sich eine Einheit aus einem Split-System, einer Waschmaschine oder einem anderen Großgerät, manchmal baut man sie auch selbst Schweißen Metallelemente. Nach der Montage ist es wichtig, das Metall mit Korrosionsschutzpulverfarbe zu behandeln.
• Lüfter. Das Produkt kann aus einem alten Werk ausgeliehen werden Klimaanlagen oder separat kaufen.

Das Ventilatormodell sollte über breite Kunststoffflügel und vorzugsweise über einen abnehmbaren Motor verfügen, damit dieser an den Sensor angeschlossen werden kann.

Für die Montage des Außengeräts benötigen Sie ein Gehäuse und einen Ventilator unter der Klimaanlage. Ungefähre Parameter des Blocks – 75x85x30 cm

Im Außengerät können ein Verdampfer und Hilfselemente für seinen Betrieb eingebaut werden, zweckmäßiger ist es jedoch, diese Teile in einem separaten Gehäuse unterzubringen.

Installieren Sie das Außengerät in einem Abstand von 2-10 m vom Haus. Es ist wichtig, ein Fundament dafür zu errichten und ein Vordach zu installieren, um das Bauwerk vor Niederschlag zu schützen. Außerdem ist es notwendig, ein Gitter vor dem Ventilator zu befestigen, um zu verhindern, dass Schmutz, Ablagerungen und Blätter in die Ventilatorflügel und -rohre gelangen.

Darüber hinaus empfiehlt sich der Einbau von Heizungen, die die Seiten und Paneele vor Vereisung schützen.In diesem Fall ist eine zusätzliche Erwärmung des Gehäuses nicht erforderlich. Der Installationsort des Geräts muss gut belüftet und fern von offenen Feuerquellen sein.

Block mit Wärmetauscher-Verdampfer

Der Verdampfer kann über die Dienste von Online-Anbietern fertig gekauft oder selbst hergestellt werden. Dazu benötigen Sie einen 80-Liter-Tank und Kupferdraht mit einem Durchmesser von 10 mm und einer Dicke von mindestens 1 mm.

Die Länge wird individuell unter Berücksichtigung der benötigten Leistung berechnet. Für ein 5-kW-Gerät können Sie 10 m benötigen. Freon wird im Verdampfer erhitzt und zirkuliert sowie mit Luft in Kontakt kommen.

Um einen Wärmetauscher zu bauen, müssen Sie eine Spule konstruieren. Dazu wird der Draht um ein dickwandiges Rohr gewickelt, dessen Durchmesser die Tankbreite nicht überschreitet. Es ist wichtig, Schnitte zu belassen, die über die Körperhöhe hinausragen. Sie werden benötigt, um die Spule mit anderen Elementen des Systems zu verbinden – dem Kompressor und dem Speichertank.

Um eine Spule herzustellen, wird ein Kupferrohr mit einer Wandstärke von etwa 1 mm um eine mit Wasser gefüllte Gasflasche, ein Rohr oder eine Plastikflasche gewickelt.

Für den Anschluss von Rohrleitungen werden 2 Fittings in den Körper geschnitten und für den Kabelausgang werden zwei Anschlüsse geschaffen. Die Anschlüsse sind abgedichtet. Die fertige Struktur wird mit L-förmigen Klammern befestigt.

Es wird empfohlen, zusätzlich ein Abtaurelais am Verdampfer zu installieren, da im Tank Luft zirkuliert, deren Temperatur negativ ist. In diesem Fall kann sich im System ansammelndes Kondenswasser zur Vereisung des Verdampfers führen. Um die Bildung von Feuchtigkeit zu verhindern, können Sie außerdem einen Filtertrockner in das System einbauen.

Regeln für die Kompressorinstallation

Für den Einbau des Kompressors benötigen Sie ein separates Gehäuse mit Schall- und Vibrationsisolierung, da fast alle Modifikationen des Gerätes im Betrieb laut sind. Sie können einen gebrauchten Kompressor unter einem Kühlschrank oder einer Klimaanlage hervorholen oder ein neues Modell kaufen.

Für Wärmepumpen eignen sich folgende Kompressortypen:

1. Rotary Kompressoren sind am kostengünstigsten, haben aber eine Reihe von Nachteilen: Sie sind laut, haben einen geringen Wirkungsgrad und halten 8 bis 10 Jahre.
2. Spiral Modifikationen sind in allen modernen Modellen von Klimaanlagen und Kühlschränken eingebaut. Sie sind langlebig (15–20 Jahre), leise, effizient, aber teuer.
3. Kolben Modelle werden hauptsächlich auf Industriekühlschränken installiert. Die Produkte haben einen guten Wirkungsgrad, sind langlebig (15-20 Jahre), aber extrem laut und teuer.

Für eine Wärmepumpe muss ein einphasiger Kompressor ausgewählt werden. Vor dem Kauf ist es wichtig herauszufinden, mit welcher Art von Freon das Gerät funktioniert. Es empfiehlt sich, ein Modell zu kaufen, das mit R22, vorzugsweise mit R422, läuft. Mit dieser Art von Kältemittel lässt sich leichter arbeiten als mit jeder anderen Art von Freon.

Der Kompressor ist über Rohre mit der Verdampfer- und Kondensatoreinheit verbunden. Dank des Geräts erhöht Freon seine Temperatur.

Aufbau eines Speichertanks (Kondensator)

Um einen Kondensator herzustellen, benötigen Sie ein Gehäuse aus einem 100-Liter-Kessel oder einem anderen Edelstahltank mit dem gleichen Volumen. Außerdem wird eine Spule aus Kupferrohr benötigt. Eine 5-kW-Pumpe kann 12 Meter Kabel verbrauchen. Heißes Freon strömt durch das Spulenrohr und führt zu einer Erwärmung des Wassers.

Schritt #1: Erstellen einer Spule

Zur Herstellung einer Spule benötigen Sie Kupferdraht mit einem Durchmesser von mindestens 26 mm und einer Wandstärke von 1 mm. Es muss auf ein Rohr gewickelt werden, dessen Querschnitt kleiner ist als der des Tanks.

Die Höhe der Spirale muss zur Körpergröße passen. Es ist wichtig, die Rohrauslässe außerhalb des Tanks zu lassen, um die Spule mit dem Verdampfer und dem Kompressor verbinden zu können.

Schritt #2: Vorbereiten des Falles

Um die Spule zu installieren, muss der Tank zerschnitten werden. Sie müssen oben und unten Löcher für die Kupferdrahtauslässe bohren und außerdem zusätzliche Fächer für die Installation von zwei Anschlüssen ausschneiden, von denen einer für den Wasserauslass und der andere für den Wassereinlass vorgesehen ist. Nach diesen Vorgängen muss der Tank verschlossen werden.

Der Wärmetauscher-Kompressor kann als fertige Struktur separat erworben werden. Mit einem werkseitig vormontierten Gerät können Sie die Leistung und Effizienz der Anlage steigern.

Gemäß den Vorschriften von Montreal soll das mit R22 gekennzeichnete Kältemittel bis 2030 auslaufen. Zum Befüllen des Systems ist es besser, das Ersatzkältemittel R422 zu verwenden

Anschließen des Außengeräts an den Verdampfer

Um das Außengerät und den Verdampfer zu verbinden, werden 2 Polyethylenrohre benötigt HDPE 32. Luft strömt durch ein Rohr und tritt durch ein anderes aus.

Die Rohre können im Boden vergraben werden, nachdem Sandmaterial in den Graben eingebracht wurde, oder an der Oberfläche belassen werden, wenn sich die Außenhülle in der Nähe des Hauses befindet.

Verbindung von Verdampfer, Kompressor und Tank

Freon zirkuliert in diesem System. Um Spulen mit Kompressor und Drossel zu verbinden, müssen Sie sich an Kältespezialisten wenden.Für eine Person, die keine Erfahrung mit Lötarbeiten hat, wird es schwierig sein, alle Elemente korrekt in einem System zu verbinden, um den Betrieb der Struktur sicherzustellen, selbst wenn sie über die Werkzeuge und Materialien verfügt.

Darüber hinaus werden viele zusätzliche Materialien benötigt – Rohre mit unterschiedlichen Durchmessern, verschiedene Modifikationen Ablasshähne, Entlüftungsventile, Sicherheitsventile, sowie Rohrschellen, Schellen, Rohrschneider zum Schneiden von Rohrleitungsabschnitten.

Sie benötigen außerdem weitere Spezialgeräte, die in jeder Kühlschrank- und Klimaanlagen-Reparaturwerkstatt erhältlich sind.

Auch die hochwertige Injektion von Freon wird mit speziellen Geräten durchgeführt. Um Wärmetauscher, Kompressor und Drossel zu einem funktionierenden System zu kombinieren, ist es daher bequemer und rentabler, sich an Profis zu wenden.

Implementierung von Anlagensteuerungssystemen

Zur Überwachung des Freon-Drucks und der Freon-Temperatur können Sie eine Platine mit Display unter jeder Klimaanlage verwenden. Beim Lötprozess kann mit Hilfe von Spezialisten das Design korrekt in die Anlage umgesetzt werden.

Es ist auch möglich, ein spezielles Gerät anzuschließen – einen Lüfterdrehsensor. Es reguliert die Drehzahl der Schaufeln und automatisiert auch die Drehzahl der Freon-Umwälzpumpe.

Zusätzlich können Sie einen Timer einstellen Elektrostarter, ein Gerät, das den Kompressor vor Überhitzung schützt. Alle diese Teile können in Reparaturwerkstätten oder im Ersatzteilmarkt erworben werden.

Berechnung der Leistung einer Luft-Wasser-Wärmepumpe

Zur Beheizung eines Raumes mit einer Fläche von 100 qm. m wird eine Wärmepumpe mit größerer Leistung erfordern. Die benötigte Installationsleistung können Sie anhand der Tabelle näherungsweise berechnen:

Mithilfe dieser Tabellen können Sie die Spulenfläche berechnen, um eine Installation mit einer bestimmten Leistung zu erstellen

Um die Leistung des Kompressors, den zu verwendenden Rohrdurchmesser und andere wichtige Daten bei der Auslegung einer Luft-Wasser-Wärmepumpe zu bestimmen, müssen Sie eine der folgenden Methoden anwenden:

• Verwenden Sie Online-Rechner, die auf den Websites der Wärmetauscherhersteller veröffentlicht sind.
• Software anwenden CoolPack 1,46, Copeland.
• Laden Sie einen Spezialisten ein, der die notwendigen Messungen und Berechnungen durchführt.

Fläche der Kondensatorspule (PZK) kann nach folgender Formel berechnet werden:

PZK = M/0,8DT,

wobei M die Anlagenleistung in kW ist; 0,8 - Wärmeleitfähigkeitskoeffizient bei Kontakt mit Wasser und Kupfer; DT ist der Temperaturunterschied zwischen der ein- und ausströmenden Luft im System.

Die oben angegebenen Wärmepumpenparameter sind für Räume bis 100 Quadratmeter geeignet. Meter. Installationsleistung - 5 kW. Durch den Kauf spezieller Wärmetauscher ist es durchaus möglich, die Anlagenleistung auf 10-15 kW zu erhöhen.

Die Abbildung zeigt ein System, bei dem Wärmetauscher, ein Kompressor und eine Drossel in einem Tank vereint sind. Das Design verwendet werkseitige Wärmetauscher (+)

Wartung einer selbstgebauten Installation

Für einen qualitativ hochwertigen Betrieb erfordert die Wärmepumpe zusätzliche Wartung. Wenn Sie das Gerät im Winter verwenden (vorausgesetzt, dass im Gehäuse keine zusätzliche Heizung installiert ist), muss das Gerät regelmäßig aufgewärmt werden, da sich auf seiner Oberfläche eine Eiskruste bildet.

In regelmäßigen Abständen ist außerdem Folgendes erforderlich:

• Reinigen Sie die Lüfterflügel von Schmutz – Blättern, Staub, Schmutz, Schnee usw.
• Schmieren Sie den Kompressor gemäß den Anweisungen.
• Wechseln Sie das Öl im Kompressor und Lüfter.

Darüber hinaus ist es für den normalen Betrieb des Systems notwendig, regelmäßig die Unversehrtheit der Kupferrohrleitung, des Stromkabels, das den Kompressor, den Lüfter und andere Geräte versorgt, zu überprüfen.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Das folgende Video führt Sie in die Funktionsweise und den Aufbau einer Wärmepumpe zur Verarbeitung von Windenergie ein:

Eine selbstgebaute Luft-Wasser-Wärmepumpe ist eines der effektivsten und kostengünstigen Geräte zur zusätzlichen Beheizung des Hauses. Jeder kann dieses System herstellen und installieren.

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