Podstaknut uputstvom za izgradnju toplotne pumpe malog kapaciteta opisane u SAM-u 5/80 i 6/80 i sam sam je želeo napraviti.

Umesto stavljanja kotla bojlera u frižider kompletnu instalaciju za zagrevanje vode montirao sam na zid pored već postojećeg bojlera. Da bih ovo postigao morao sam bojler prebaciti iz kupatila u kuhinju (sa druge strane zida). To sam ionako želeo uraditi zbog toga što mi je bojler u kupatilu bio montiran odmah iznad kade, i smetao je pri tuširanju, a i voda u njemu mnogo se brže hladila nego otkad je prebačen u kuhinju (kupatilo mi je inače najhladniji deo stana, a kuhinja najtopliji).
Uporedo sa premeštanjem bojlera vodoinstalater je na cev za odvod tople vode montirao slavinu preko koje veš mašina dobija vodu. Na taj način u nju dolazi voda koja je već zagrejana, tako da njen interni grejač ima ulogu dogrevanja vode na potrebnu temperaturu, i tako troši mnogo manje struje. Normalno, u slučaju pranja veša koji se ne sme zagrevati preko određene granice crevo veš mašine bi se prebacilo na slavinu sa hladnom vodom.
Ono što sam mogao sam uraditi bila je izrada kondenzatora, isparivača i termostata.
 


Kondenzator

Kondenzator sam veoma jednostavno izradio. Na dršku obične metle namotao sam bakarnu cev po uputstvu iz SAM-a (6m bakarne cevi prečnika 6mm). Cev sam motao u jednom redu kako bih je mogao uvući u izmenjivač toplote koji bi mi grejao vodu u bojleru zimi. Nije baš najbolje ispala ali ionako se neće videti. Tek kasnije sam se setio da sam je mogao namotati na odgovarajuću cev umesto drške metle i jedan kraj pre motanja protnuti kroz cev. Tako bih izbegao pojavu ove kružne omče na vrhu kondenzatora. Učite se na mojim greškama.
 


Flanša bojlera

Postojeću flanšu bojlera zamenio sam kupljenim izmanjivačem toplote. Vi možete bez problema kupiti flanšu samo sa sa električnim grejačem. Ona je i jeftinija. Na njoj možete (kao u SAM-u) ostaviti električni grejač na svom mestu, a za cevi kondenzatora izbušiti nove rupe. Ja sa izmenjivačem imam druge planove. Sa flanše sam skinuo električni grejač i umesto njega kroz namotaje izmenjivača protnuo kondenzator, a zatim ga odneo majstorima na varenje. Nažalost morao sam ga variti čak 3 puta, (a na kraju i izlepiti epoksidnim lepkom preko vara) da bi prestao da curi. To mi je oduzelo čitavu godinu. Bar 15 puta sam praznio bojler. Kada su se i nakon trećeg vara (2 puta odozdo i jednom odozgo), postavljenog lepka preko gornjeg vara, i iskrivljenog držača flanše (toliko sam ga stegnuo da sam morao podmetati matice kao odstojnike sa njegove gornje strane) počele pojavljivati kapi vode na cevima kondenzatora mislio sam da odustanem. Međutim, curenje je prestalo posle 2 nedelje. Ne znam kako, a nije me ni briga. Bitno je da ću moći završiti projekat.
Tek kasnije sam saznao da se bakarne cevi moraju variti srebrnim, a ne mesinganim elektrodama.
Ukoliko planirate varenje sa donje strane obavezno proverite da držač flanše slučajno ne udara u var.
Odmah da Vas upozorim da ovakav način montaže komplikuje kasnije čišćenje bojlera od kamenca. Naime, da biste kasnije izvukli flanšu iz bojlera, moraće vam pomagati još 2 lica koja će pridržavati ostatak toplotne instalacije (kompresor i isparivač). A i tada je pucanje cevi veoma verovatno. Najpraktičnije je bojler očistiti guranjem flanše u bojler i čišćenju kamenca sa strane (između flanše i kazana).
  


Isparivač

Isparivač i kapilarnu cev sam skinuo sa nekog neispravnog frižidera. Kako nisam želeo da ga po uputstvu iz SAM-a savijam i tako rizikujem pucanje cevi, unutar njega sam stavio pregradne limove. Napravio sam ih od 0,25mm debelog aluminijumskog lima. Prilikom postavljanja ovih limova pazite da usled prevelikog savijanja ne pukne kapilarna ili pak priključna cev isparivača. Umesto ventilatora iz karolifera na isparivač sam montirao 2 ventilatora sa napajanja PC računara, i to tako da jedan ubacuje, a drugi izbacuje vazduh napolje. Pregradne limove postavio sam tako da produže putanju vazduha kroz isparivač a samim tim i da ga bolje ohlade. Limove sam spajao običnim pop-nitnama. Utrošio sam oko 200 komada. Oprezno sa njima. Isparivač se pravi tako što se dve ploče lima presuju, tako da kanali za prolaz freona nalegnu jedan na drugi. Ukoliko izbušite rupu za pop nitnu u blizini kanala, moguće je da freon kroz nju iscuri. Da biste bili sigurni da isparivač nije izbušen, kažite majstoru da pre punjenja instalacije freonom izvrši vakumiranje isparivača.
Spoljnu stranu isparivača nisam stavljao ni u kakvo posebno kućište jer mislim da za tim nema potrebe. Štaviše, ovako će ga i okolni prostor zagrejavati. Sve otvore i rupice na isparivaču zatvorio sam parčetom lima, epoksidnim i topljivim plastičnim lepkom.
Iako sam se na početku plašio preterane kondenzacije vlage iz vazduha na isparivaču, i njenog kasnijeg curenja, u praksi se na isparivaču kondenzuje toliko malo tečnosti da nema potrebe za podmetačem.
 


Ventilatori

Upotrebljeni ventilatori skinuti su sa neispravnih ispravljača za PC. Upotrebu ventilatora koji se napajaju sa 220V ne mogu preporučiti, zbog sigurnosti od udara struje usled loših uslova rada (vlaga).
Na otvorenu stranu stavio sam prethodno izrađen poklopac sa pričvršćenim ventilatorom. Ukoliko možete birati, za ventilatore uzmite one koji imaju veći broj lopatica (7 umesto 5) i veću potrošnju struje (170 umesto 140mA). Jedan ventilator mora se zašrafiti na lim nakon okretanja. Većina ventilatora ispravljača za PC nema takvu mogućnost pa morate pronaći onaj koji pasuje.
Gornji ventiator mora se postaviti tako da ubacuje vazduh u isparivač, a donji tako da ga izbacuje. Ne smete ih okrenuti naopako, jer bi dobili veći otpor kretanju vazduha kroz isparivač (hladniji vazduh i sam ide nadole).
Ventilatore za napajanje spojite paralelno. Kao ispravljač ja ću koristiti punjač mobilnih telefona. Kako većina njih daje napon od svega 5-7V potrebno je pronaći model sa izlaznim naponom od oko 12V (uglavnom ih imaju stariji Ericsson modeli). Ukoliko ga ne uspete naći možete uvek kupiti univerzalne ispravljače i upotrebiti ih za ovu svrhu. Naravno, morate im podesiti napon na 12V. Morate obratiti pažnju i na struju koju oni mogu dati. Za napajanje 2 ventilatora potrebna je struja od minimalno 280mA (za ventilatore potrošnje 140mA) do 340mA (za ventilatore potrošnje 170mA). Kod punjača za mobilni nema ovih problema, jer oni uglavnom daju struju od oko 400mA. Napon napajanja ispravljača (220V) možete najlakše dobiti sa termostata kompresora.

  


Kompresor

Trenutno najkvalitetnije klipne kompresore proizvodi nemačka firma Danfoss. Zbog toga sam baš njih tražio za toplotnu pumpu. Oznaka mog kompresora je 8.5 B.
8.5 je oznaka jačine kompresora. Ona direktno određuje njegovu snagu. Njegova potrošnja električne energije je oko 190W. Oznaka B naglašava da je u pitanju verzija sa brzim startom. Takve verzije kompresora mnogo su otpornije na kratkotrajne prekide u napajanju električnom energijom i varijacije napona.
Kako su karakteristike upotrebljenog kompresora bolje od onoga iz SAM-a, nije bilo potrebe za skraćivanjem kapilarne cevi.
Kompresor se u radu toliko greje da je već nakon 10 minuta nemoguće držati ruku na njemu. To je potpuno normalno. Da bi se bar malo ohladio, izlaz hladnog vazduha iz isparivača usmeren je pravo na kompresor. Verovatno bi još praktičnije bilo da je kompresor postavljeniznad ulaznog ventilatora isparivača, tako da isparivač dobija deo toplote od samog kompresora. Meni to nije odgovaralo zbog rasporeda ostalih kuhinjskih elemenata, a i prevelike dužine cevi od kompresora do kondenzatora (mora biti što kraća i termoizolovana).

OPREZ! Kompresor se napaja naponom opasnim po život. U slučaju kvara kompresora ovaj napon mogao bi se pojaviti na kompresoru, isparivaču, bojleru, pa i na samoj slavini za vodu. Uzemljenje kompresora i bojlera (i kazana, i šasije) je OBAVEZNO!
Poželjno je i fizički izolovati kompresor (konkretno deo sa električnim kontaktima) od eventualnog prskanja vode (prilikom zamene slavine i sl.).


Termostat kompresora

Kompresor se može napajati preko postojećeg termostata, koji je potrebno podesiti na oko 40oC, i tako ga ostaviti. Kako kompresor nije namenjen za neprekidni rad, ne treba se forsirati veća temperatura, iako bi je eventualno mogli postići.
Morate imati u vidu da obični termostati nisu najbolje rešenje za ovakav projekat. Svi termostati koji svoj rad zasnivaju na principu bimetalne trake ili promene zapremine gasa, imaju prilično veliki drift temperature. Njima se u dužem vremenskom periodu ne može postići potrebna tačnost. U praksi, ovo znači da bi kompresor mogao nastaviti rad i do 20 minuta nakon što je postignuta zadata temperatura, što direktno utiče na njegovu trajnost.
Iz tog razloga ja ću napraviti bojler kontrolisan mikrokontrolerom i digitalnim termometrom. Mikrokontrolerom ću realizovati i funkciju maksimalno dozvoljenog rada kompresora (oko 30 min.) i pauze do sledećeg rada (oko 40 min.). Zbog nestabilnosti napona gradske mreže u Sokobanji (u zadnje vreme retkih) a i osiguranja pauze u radu kompresora prilikom kratkotrajnih nestanaka struje, mislim da bi bilo zgodno ugraditi i pauzu od oko 30 minuta po dolasku napona napajanja mikrokontrolera. Još jedna mogućnost je rad kompresora samo u jeftinoj tarifi. Postoji li išta štedljivije?


Termostat ventilatora

Ja napon napajanja za ventilatore ne želim uzimati sa termostata kompresora, već ću napraviti posebno elektronsko kolo, tzv. diferencijalni termostat. On u svakom trenutku upopređuje spoljnu temperaturu sa temperaturom u unutrašnjosti isparivača i pokreće ventilatore ukoliko je spoljna temperatura veća.
Njegovom ugradnjom postignuto je smanjenje kondenzacije na isparivaču, i omogućeno je da temperatura isparivača u svakom trenutku bude jednaka spoljnoj.
Mislio sam napraviti finu regulaciju brzine ventilatora u zavisnosti od razlike temperatura, ali se u praksi pokazalo da za tim nema potrebe. Dovoljna je obična ON/OFF kontrola.


Karakteristike

Još nisam završio određene delove toplotne pumpe (termostat kompresora, diferencijalni termostat i ispravljač ventilatora), tako da sam za sada dobio vodu dovoljno toplu za tuširanje pod sledećim uslovima:

  • Ventilatori rade neprekidno sa napajanjem od 9V.
  • Kompresor je kontrolisan digitalnim tajmerom i uključuje se 10 puta dnevno u trajanju od 30 min, bez obzira na temperaturu vode.
  • Spoljna temperatura 10oC.


Na ovaj način utrošena električna energija za rad kompresora je 190W*(10h/2)=950Wh.
Energija za rad ventilatora je (pri 9V) oko 2W*24h=50Wh.
Ukupna utrošena električna energija je oko 1KWh dnevno.
Radi poređenja, istu količinu električne energije potrošilo bi za 30 minuta rada bojler sa klasičnim grejačem od 2kW.
Očekujem povećanje stepena iskorišćenja toplotne pumpe pri korišćenju predviđenih 12V za ventilatore i ugradnji diferencijalnog termostata (zbog boljeg grejanja isparivača okolnim vazduhom i mnogo kraćeg vremena rada ventilatora). Rezultati bi sigurno bili još bolji pri manjoj količini vode i boljoj termoizolaciji bojlera (Upotrebljen bojler je od 80 litara sa samo 3cm staklene vune).
U izradi toplotne pumpe svojim primedbama i sugestijama dosta mi je pomogao Aleksandar Bojčić iz Sokobanje (Radeta Živkovića 2 018/837-028), koga sam angažovao za nabavku kompresora i punjenje instalacije freonom. 

http://www.ptt.rs/korisnici/t/r/trifunov/

Advertisements

About LillyT

:))) Rođena između hipi pokreta i panka; odrasla u socijalizmu zastićena od vremena i prostora. Bila i ostala buntovnik i isterivač "djavola" ničim izazvana. Jos se nije umorila od svog životnog puta hodanja po žici, što joj je bilo i ostalo pretežno zanimanje u večnom opiranju pokusajima drustva da je oblikuje

Ostavite odgovor

Popunite detalje ispod ili pritisnite na ikonicu da biste se prijavili:

WordPress.com logo

Komentarišet koristeći svoj WordPress.com nalog. Odjavite se /  Promeni )

Google photo

Komentarišet koristeći svoj Google nalog. Odjavite se /  Promeni )

Slika na Tviteru

Komentarišet koristeći svoj Twitter nalog. Odjavite se /  Promeni )

Fejsbukova fotografija

Komentarišet koristeći svoj Facebook nalog. Odjavite se /  Promeni )

Povezivanje sa %s