自己動手設備和製造空氣對水熱泵

空氣源熱泵定期維護的細微差別

為了使熱泵服務於其整個使用期限，有必要不時對其進行簡單的操作以進行維護。行動計劃包括：

• 及時清洗泵的室外機。這主要涉及風扇和熱交換器的底座。
• 製冷劑循環系統的預定洩漏測試。
• 更換壓縮機單元中的油並潤滑風扇的運動部件。
• 檢查電源線。

您不需要花費很多精力來執行這些操作，但它們可以讓您長時間保持熱泵處於完美狀態。

空氣源熱泵業主告訴《FORUMHOUSE》，這種取暖方式在冬天要花多少錢，是否後悔當初的選擇

能源價格的不斷上漲讓郊區房地產的業主開始思考如何降低供暖成本。一種選擇是建造一個熱損失最小的隔熱房屋。第二步是安裝低溫加熱系統。第三種是用空氣-水熱泵加熱冷卻劑。乍一看，這似乎是一個不合理的昂貴方案，而且空氣源熱泵在冬天工作效率低下。讓我們以 FORUMHOUSE 用戶在家中安裝熱泵為例來驗證這是否屬實。

• 冬季使用空氣對水熱泵供暖 - 神話還是現實
• 空氣對水熱泵在零下溫度下產生多少熱量？
• 結論和建議

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用舊冰箱自製

在沒有專業工程知識的情況下，用自己的雙手從單獨的壓縮機和冷凝器組裝空對空熱泵是非常困難的。但對於小房間或溫室，您可以使用舊冰箱。

最簡單的空氣熱泵可以由冰箱製成，方法是將空氣管道從街道延伸到冰箱中，並在熱交換器的後格柵上掛一個風扇

為此，您需要在冰箱的前門上打兩個孔。通過第一個，街道空氣將進入冷凍室，通過第二個較低的，將被帶回街道。

同時，在通過內腔的過程中，它會將其中所含的部分熱量散發給氟利昂。

也可以將製冷機簡單地安裝在牆上，門向外面敞開，後面的熱交換器進入房間。但要記住，這樣的取暖器的功率會很小，而且耗電也很大。

房間內的空氣由冰箱後面的熱交換器加熱。然而，這種熱泵只能在不低於攝氏五度的室外溫度下運行。

本設備僅供室內使用。

在大型小屋中，空氣加熱系統必須輔以風管，將暖空氣均勻地分配到所有房間。

空氣對空氣熱泵的安裝非常簡單。有必要安裝外部和內部單元，然後通過帶有冷卻劑的電路將它們相互連接。

系統的第一部分安裝在室外：直接安裝在立面、屋頂或建築物旁邊。房子裡的第二個可以放在天花板或牆上。

建議將室外機安裝在距離小屋入口幾米處並遠離窗戶的地方，不要忘記風扇產生的噪音。

並且安裝了內部的，以便來自它的暖空氣流均勻地分佈在整個房間中。

如果計劃使用空氣對空氣熱泵為不同樓層的多個房間供暖，那麼您將必須配備強制噴射的通風管道系統。

在這種情況下，最好從有能力的工程師那裡訂購一個項目，否則熱泵的功率可能不足以滿足所有場所。

電錶和保護裝置必須能夠承受熱泵產生的峰值負荷。窗外突然一陣寒流，壓縮機開始耗電量比平時多很多倍。

對於這種空氣加熱器，最好從配電盤鋪設單獨的供應線。

應特別注意氟利昂管道的安裝。即使是內部最小的芯片也會損壞壓縮機設備

在這裡你不能沒有銅焊接技巧。加註製冷劑一般應委託專業人員進行，以免以後出現洩漏問題。

什麼是用於加熱私人住宅的熱泵？它是如何工作的？

一種能夠從環境中提取熱量的特殊裝置稱為熱泵。

這種設備被用作空間加熱的主要或附加方法。一些設備也用於建築物的被動冷卻 - 而泵用於夏季冷卻和冬季加熱。

環境的能量被用作燃料。這種加熱器從空氣、水、地下水等中提取熱量，因此該設備被歸類為可再生能源。

重要的！這些泵需要電氣連接才能運行。所有熱力裝置的組成包括蒸發器、壓縮機、冷凝器和膨脹閥。根據熱源的不同，可以區分水、空氣和其他設備。

工作原理與冰箱的原理很相似（只是冰箱拋出熱空氣，泵吸熱）

根據熱源的不同，可以區分水、空氣和其他設備。工作原理與冰箱的原理很相似（只是冰箱拋出熱空氣，泵吸熱）

所有熱力裝置的組成包括蒸發器、壓縮機、冷凝器和膨脹閥。根據熱源的不同，可以區分水、空氣和其他設備。工作原理與冰箱非常相似（只是冰箱拋出熱空氣，泵吸熱）。

大多數設備都在正溫度和負溫度下運行，但是，設備的效率直接取決於外部條件（即環境溫度越高，設備的功率越大）。一般來說，該設備的工作原理如下：

1. 熱泵與周圍環境接觸。通常，該設備從地面、空氣或水中提取熱量（取決於設備的類型）。
2. 設備內部安裝了一個特殊的蒸發器，裡面充滿了製冷劑。
3. 與環境接觸後，製冷劑會沸騰並蒸發。
4. 之後，蒸氣形式的製冷劑進入壓縮機。
5. 它在那裡收縮 - 因此，它的溫度會嚴重升高。
6. 之後，被加熱的氣體進入加熱系統，導致主冷卻劑被加熱，用於空間加熱。
7. 製冷劑逐漸冷卻。最後，它會變回液體。
8. 然後液態製冷劑進入一個特殊的閥門，嚴重降低了它的溫度。
9. 最後，製冷劑再次進入蒸發器，然後重複加熱循環。

照片 1. 地水熱泵的工作原理。藍色表示冷，紅色表示熱。

優點：

• 環境友好。這些設備是可再生能源，不會因其排放物污染大氣（而天然氣會產生有害的溫室氣體，而電力通常用於燃燒煤炭，這也會污染空氣）。
• 氣體的良好替代品。在由於某種原因而難以使用燃氣的情況下（例如，當房子遠離所有主要公用設施時），熱泵是空間供暖的理想選擇。該泵還與燃氣加熱相比具有優勢，因為安裝這種設備不需要國家許可（但在鑽深井時，您仍然必須獲得它）。
• 廉價的附加熱源。該泵非常適合作為廉價的輔助電源（最好的選擇是冬季使用天然氣，春季和秋季使用泵）。

缺陷：

1. 使用水泵時的熱限制。所有熱力裝置在正溫度下運行良好，而在負溫度下運行時，許多泵停止工作。這主要是由於水結冰，無法將其用作熱源。
2. 使用水作為熱量的設備可能存在問題。如果用水加熱，則需要找到穩定的來源。大多數情況下，必須為此鑽一口井，因此設備的安裝成本可能會增加。

注意力！泵的成本通常是燃氣鍋爐的 5-10 倍，因此，在某些情況下使用此類設備來省錢可能是不切實際的（要使泵得到回報，您需要等待數年）

熱泵外電路選項

外部迴路可以是一個熱交換器管道，它採用 井裡的熱量、土壤或水庫。在安裝和操作過程中，這些選項中的每一個都有其自身的特點、優點和缺點。因此，我們將更詳細地考慮它們。

熱能來源 - 井

為了使用這樣的熱源，需要鑽一口井（一口深井或幾口淺口井）或使用現有的一口井。據信，從一米長的井中可以獲得 50-60 W 的熱能。因此，對於 1 kW 的熱泵功率，將需要大約 20 m 的井。

井內熱泵外迴路

優點：井不佔用場地太多空間，特點是傳熱率高。

缺點：一口井，尤其是一口深井，必須在特殊機構或機器的幫助下鑽孔。

熱源——現場土壤

在這種情況下，外迴路管道必須鋪設到超過該區域最大凍結深度的深度。在這種情況下，可以有兩種鋪設方式：清除某個區域的所有土壤並以鋸齒形的形式鋪設管道，然後用土壤填充所有東西，或者您可以將管道鋪設在為此挖的溝槽中。

熱泵“地下水”

對於 1 kW 的熱泵功率，根據土壤的鋪設深度、密度和含水量，可能需要 35-50 m 的電路。迴路管道之間的最小距離為 0.8 m。

這種外輪廓的缺點：

• 對於它的放置，需要足夠大的區域，隨後將無法種植樹木或灌木，而只能種植草坪、花卉或一年生植物；
• 大量的土方工程。

水中的外環

外部輪廓的另一個選擇是管道鋪設在最近的水庫底部，如果它靠近房子的話。在這種情況下，水庫應該足夠深，以免在冬天凍結到底部。從這種外部電路的一延米中，最多可以獲得大約 30 W 的熱能（每 1 kW 的熱泵功率至少需要 30 m 的管道）。為確保鋪設在底部的管道不會上浮，在其上放置了一個負載 - 每延米約 5 公斤。

水庫中熱泵的外部迴路

優點：無需大面積打井或進行土方工程。

這種外部電路的主要缺點是房屋附近並不總是有合適的水庫。

熱泵的原理和運行方案，類型

原則

任何熱泵的設計都提供 2 個部分：外部（從外部來源吸收熱量）和內部（將提取的熱量直接傳遞到房間的供暖系統）。外部可再生熱能來源例如是地熱、空氣或地下水。這種設計使您可以顯著降低私人住宅的供暖或製冷成本，因為大約 75% 的能源是由免費資源產生的。

工作計劃

加熱裝置的組成包括：蒸發器；電容器；一個降低系統壓力的排放閥；增壓壓縮機。這些節點中的每一個都通過管道的閉合迴路相互連接，製冷劑位於管道內部。第一個循環中的製冷劑是液態的，在下一個循環中是氣態的。這種物質的沸點很低，因此，在選擇地球型設備時，它可以轉化為氣體，達到土壤溫度的水平。接下來，氣體進入壓縮機，在那裡有強烈的壓縮，導致快速加熱。熱蒸汽進入熱泵內部後，直接用於空間供暖或熱水。然後製冷劑冷卻、冷凝並重新變成液體。通過膨脹閥，液態物質流入地下部分重複加熱循環。

這種裝置的冷卻原理類似於加熱原理，但不是散熱器，而是使用風機盤管。在這種情況下，壓縮機不工作。井中的冷空氣直接進入空調系統。

熱泵的類型

熱泵的種類有哪些？設備的區別在於系統中使用的外部熱能源。在家庭選項中，有 3 種類型。

地面或地球（“地面-空氣”、“地下水”）

使用土製熱泵作為熱能來源將確保生態清潔和安全。這種設備的成本很高，但它的功能卻是巨大的。無需頻繁維護，保證了較長的使用壽命。

地熱泵可以有兩種類型：管道垂直或水平安裝。垂直鋪設方法成本更高，因為需要在 50-200 米範圍內進行深井鑽探。對於水平佈置，管道鋪設到大約一米的深度。為保證收集到所需的熱能，管道總面積應超過采暖場所面積的1.5-2倍。

水泵（“水-空氣”、“水-水”）

對於氣候溫暖的南部地區，水裝置是合適的。在日照水體中，一定深度的水溫相對穩定。最好將軟管鋪設在溫度較高的底部土壤中。重物用於固定水下管道。

空氣（空氣對水，空氣對空氣）

在空氣型機組中，能源是來自外部環境的空氣，空氣進入液體製冷劑所在的蒸發器熱交換器。製冷劑的溫度總是低於進入系統的空氣溫度，所以物質瞬間沸騰，變成熱蒸汽。

除了經典型號外，還需要組合安裝選項。這種熱泵輔以氣體或電加熱器。在惡劣的氣候條件下，加熱設備的性能會降低，並且設備會切換到替代加熱選項。這種添加與空氣對水或空氣對空氣設備尤其相關，因為正是這些類型往往會降低效率。

對於冬季寒冷漫長的地區，使用地熱（地）熱泵最為可靠。空氣熱泵適用於南方氣候溫和的地區。此外，在安裝使用地球能源的設備時，應考慮土壤的特性。熱泵的生產力在粘土中將比在沙土中高得多。此外，管道的深度也很重要，在寒冷時期，管道必須鋪設在高於地面冰點的深度。

什麼是熱泵，它是如何工作的？

熱泵一詞是指一組特定的設備。該設備的主要功能是收集熱能並將其輸送給消費者。這種能量的來源可以是溫度為 +1º 或更多度的任何物體或介質。

我們的環境中有足夠多的低溫熱源。這些是來自企業、熱電廠和核電廠、污水等的工業廢物。對於家庭供暖領域的熱泵的運行，需要三個獨立回收的自然資源——空氣、水、泥土。

熱泵從環境中經常發生的過程中“汲取”能量。流程的流動永遠不會停止，因此根據人類標準，資源被認為是取之不盡的。

列出的三個潛在能源供應商與太陽的能量直接相關，太陽通過加熱使空氣和風運動並將熱能傳遞到地球。熱泵系統分類的主要標準是熱源的選擇。

熱泵的工作原理是基於物體或介質將熱能傳遞到另一個物體或環境的能力。熱泵系統中的能量接收者和供應者通常成對工作。

所以有以下幾種類型的熱泵：

• 空氣就是水。
• 地球是水。
• 水是空氣。
• 水就是水。
• 地球是空氣。
• 水-水
• 空氣就是空氣。

在這種情況下，第一個詞定義了系統從中獲取低溫熱量的介質類型。第二個表示該熱能傳遞到的載體類型。因此，在熱泵中，水就是水，熱量來自水生環境，液體用作熱載體。

按設計類型劃分的熱泵是蒸汽壓縮設備。他們從自然資源中提取熱量，加工並將其輸送給消費者 (+)

現代熱泵使用三種主要的熱能來源。它們是土壤、水和空氣。這些選項中最簡單的是空氣源熱泵。這種系統的流行與其相當簡單的設計和易​​於安裝有關。

然而，儘管如此受歡迎，但這些品種的生產力相當低。此外，效率不穩定並取決於季節性溫度波動。

隨著溫度的降低，它們的性能會顯著下降。這種熱泵的變體可以被認為是對現有主要熱能源的補充。

使用地熱的設備選項被認為更有效。土壤不僅接收和積累來自太陽的熱能，而且不斷地被地核的能量加熱。

也就是說，土壤是一種蓄熱體，其能量實際上是無限的。此外，土壤的溫度，特別是在一定深度，是恆定的並且在微不足道的範圍內波動。

熱泵產生的能量範圍：

源溫的恆定性是這類電力設備穩定高效運行的重要因素。以水生環境為主要熱能來源的系統具有相似的特徵。這種泵的收集器位於井中，它位於含水層中，或位於水庫中。

土壤和水等來源的年平均溫度在 +7º 到 +12º C 之間變化。這個溫度足以確保系統的有效運行。

最有效的是熱泵，它從具有穩定溫度指標的來源中提取熱能，即來自水和土壤

空調熱泵

現代分體式系統，尤其是逆變器類型，成功地執行了相同的空氣對空氣熱泵的功能。他們的問題是工作效率隨著外界溫度的下降而下降，即使是所謂的冬季套裝也不省錢。

家庭工匠以不同的方式處理這個問題：他們用空調組裝了一個自製的熱泵，它可以吸收井裡自來水的熱量。事實上，空調只用到了一個壓縮機，有時是一個起到風機盤管作用的室內機。

總的來說，壓縮機可以單獨購買。它將需要製造一個用於加熱水的熱交換器（冷凝器）。將壁厚為 1-1.2 mm、長度為 35 m 的銅管纏繞在直徑為 350-400 mm 的管子或圓柱體上，形成線圈形狀。之後，用穿孔的角固定匝，然後將整個結構放置在帶有水管的鋼製容器中。

分體式系統的壓縮機連接到冷凝器的下部輸入，控制閥連接到上部。同理，蒸發器就製成了；一個普通的塑料桶就可以了。順便說一句，您可以使用工廠板式換熱器代替自製的電容式換熱器，但這並不便宜。

泵本身的組裝並不太複雜，但重要的是能夠正確有效地焊接銅管連接。此外，要為系統補充氟利昂，您將需要大師的服務，您不會專門購買額外的設備

接下來是設置和啟動熱泵的階段，這並不總是很順利。您可能需要進行很多修改才能獲得結果。

空氣對水熱泵 - 真實的事實

這種類型的熱力設備引起了很多爭議。用戶分為兩個陣營。有些人認為，為了給房子供暖，沒有什麼比這更好的發明了。也有人認為，由於俄羅斯聯邦許多地區的熱泵（HP）成本高昂且氣候條件惡劣，初期投資將無法收回。將錢存入銀行，並根據收到的利息，用電為房子供暖更有利可圖。與往常一樣，真相在中間。展望未來，我們會說，在本文中，我們將只討論空氣對水熱泵。首先，一點理論。

熱泵是一種“機器”，它從低品位的來源獲取熱量並將其輸送到家中。

熱泵的熱源：

• 空氣;
• 水;
• 地球。

熱泵示意圖。

要點：熱泵不產生熱量。它將熱量從外部環境泵送到消費者，但要使熱泵發揮作用，需要電力。熱泵的效率以泵送的熱能與電網消耗的能量之比表示。該值稱為熱轉換係數 COP（性能係數）。如果熱泵的技術特性規定 COP = 3，那麼這意味著 HP 泵送的熱量是其“消耗”電力的三倍。

似乎在這裡 - 解決所有問題 - 相對而言，在一小時內消耗了 1 千瓦的電力，在此期間我們將獲得 3 千瓦時的供暖系統熱量。事實上，因為我們說的是空氣源熱泵，室外機安裝在屋外，采暖季節的變比會根據室外溫度而變化。在嚴重霜凍（-25 - -30°C 及以下）中，通風口的 COP 降至 1。

這阻止了郊區居民安裝空氣對水熱泵 - 使用泵送的熱量來加熱傳熱流體的設備。人們認為，對於我們的條件 - 而不是該國南部地區，地熱熱泵和埋在地下的地面熱交換器 - 水平或垂直鋪設的管道系統最適合。

這是真的？

我經常遇到這樣的神話，即空氣對水熱泵在寒冷的天氣中效率低下，但地熱 HP 就是這樣。比較彈簧中設備的熱轉換係數。冬季過後，地熱迴路耗盡。好吧，如果溫度大約在0度左右。但是空氣已經足夠溫暖了。對熱量的需求減少了，但在夏天並沒有消失，因為。全年都需要熱水。地熱熱泵非常適合冬季嚴寒和供暖期長的地區。對於南部聯邦區和莫斯科地區，空氣對水的 HP 顯示出與地熱相當的年均 COP。

莫斯科地區 -20 - -25°C 及以下的溫度很少見，僅持續幾天。平均而言，莫斯科地區冬季的特點是 -7 - -12 °C 和頻繁解凍，溫度升至 -3 - 0 度。因此，在供暖季節的大部分時間裡，空氣熱泵將以接近三個單位的 COP 運行。

工作原理

我們周圍的所有空間都是能量——你只需要知道如何使用它。對於熱泵，環境溫度必須高於 1C°。在這裡應該說，即使是冬天下雪或某些深度的地球也能保持熱量。地熱或任何其他熱泵的工作是基於使用熱載體將熱量從其來源傳輸到房屋的加熱迴路。

設備分操作方案：

• 熱載體（水、土壤、空氣）填充土壤下方的管道並將其加熱；
• 然後將冷卻劑輸送到熱交換器（蒸發器），隨後將熱量傳遞到內部迴路；
• 外部迴路包含製冷劑，一種在低壓下具有低沸點的液體。例如氟利昂、水與酒精、乙二醇的混合物。在蒸發器內部，這種物質被加熱並變成氣體；
• 氣態製冷劑被送入壓縮機，在高壓下被壓縮並被加熱；
• 熱氣進入冷凝器，在那裡它的熱能被轉移到房子裡；
• 循環以製冷劑轉化為液體而結束，並且由於熱量損失，它返回到系統中。

同樣的原理也用於冰箱，因此家用熱泵可以用作空調來冷卻房間。簡單地說，熱泵是一種具有相反效果的冰箱：產生熱量而不是冷。

空氣對水熱泵

AIR-WATER熱泵的安裝和運行

空氣作為低溫熱能的來源

從理論上講，無論其溫度如何，空氣都可以用作低溫熱能的來源。在實踐中，空氣對水的熱泵在至少 -15 攝氏度的空氣溫度下是有效的。迄今為止，已經有在售的熱泵在 -25 攝氏度的溫度下運行，但到目前為止它們的成本太高，這使得普通消費者無法接觸到這種類型的熱力工程設備。

在其最原始的形式中，空氣對水熱泵可以被認為是一種用於冷卻環境並將“多餘”熱量排放到加熱房間中的空調。

同時，空氣對水熱泵不需要挖坑或打井、沿水庫底部鋪設管道或安裝垂直集熱器以使水對水或地對水熱泵能夠操作。它易於操作，同時可以讓您獲得廉價的熱量來為您的家供暖。

除了空調系統，這種類型的熱泵可以根據 2 佈局方案製造：

• 以由通過通信連接的 2 個塊組成的拆分系統的形式
• 以整體形式

通常，單塊是組裝在一個外殼中並安裝在房屋內部或外部的單個設備。對於室內安裝，需要提供一個自由的進氣通道。同時，室外安裝更可取：它允許您將壓縮機作為房間外的噪音源移動。

迄今為止，許多製造商以整體形式生產空氣對水熱泵。方便實用，讓您可以自由移動泵和安裝它，無需複雜的安裝和連接。唯一的缺點是這種類型的泵功率低：從 3 到 16 kW。

分體系統分為兩個模塊，其中一個包括冷凝器和自動控制系統。它安裝在室內。第二個（室外）單元包括一個壓縮機。安裝空氣對水熱泵的經濟可行性

空氣對水熱泵在正外部溫度下是有效的。它們在我國南部地區得到了廣泛的應用：庫班、斯塔夫羅波爾地區等。那裡很少有嚴重的霜凍，冬天的溫度很少低於零。

這並不意味著在我國其他氣候條件更惡劣的地區，不能使用這種類型的熱泵。一點也不。只是空氣-水泵的效率會隨著氣溫的下降而降低，同時運行泵所需的電力成本也會增加。

因此，在負空氣溫度下操作熱泵的權宜之計，以及根據所需功率選擇設備，應由合格的加熱工程師進行。

迄今為止，最好的選擇是使用空氣-水熱泵在正環境溫度下進行加熱和熱水供應，並在結霜時打開鍋爐或其他熱能來源。

使用熱泵為房屋供暖的另一個條件是建築物的高熱效率，沒有與質量差的隔熱和通風相關的熱量損失。

來自帶有稀薄培養基的試管

這種加熱液體的方法不僅夏天可以用，冬天也可以用，是最難的一種。真空管裝置的安裝位置不宜陰涼，朝南。不允許過熱，液體循環必須自上而下。

您將需要以下工具：

• 扳手。
• 螺絲刀。
• 用於焊接塑料管的裝置。
• 鑽頭。

首先，構建一個框架並將其放置在預期的安裝位置，最好的選擇是屋頂，然後將其固定，例如用地腳螺栓。然後連接溫度傳感器，出風口。使用耐冰凍溫度的材料連接水管。

讓我們繼續安裝加熱元件，取一根銅管並用鋁板包裹它，將其插入玻璃真空管中。在管子底部放一個固定杯和一個橡膠套。將金屬端固定在黃銅冷凝器中（你可以看到管子上有粘性油脂，不要擦掉）。

關閉固定碗，以類似方式安裝其餘元件。安裝安裝塊並為其通電 220V。接一個溫度傳感器，一個出風口，雖然是防潮的，但最好給它們加個保護屏，然後我們接上控制器，在它的幫助下系統被控制，這就是安裝太陽能的全過程鍋爐用自己的雙手。為所需參數對系統進行編程並啟動。

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