Pompe à chaleur DIY : schéma, calcul, application

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Pompe à chaleur DIY : schéma, calcul, application
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Anonim

Si nous considérons la question du chauffage d'un point de vue purement théorique, alors une personne a beaucoup de solutions à ce problème. En réalité, la situation est un peu pire, car le choix est limité par le coût, la capacité à entretenir l'installation, etc.

Chauffage pompe à chaleur

L'installation d'un système de chauffage de vos propres mains avec une pompe à carburant est assez rentable en termes de facilité d'utilisation. Lorsqu'il est allumé, cet appareil ne fait pas de bruit, ne crée pas d'odeur désagréable et, agréablement, il n'est pas nécessaire d'installer une cheminée ou toute autre structure supplémentaire.

Cependant, un tel système dépend entièrement de l'alimentation électrique. Il nécessite une quantité minimale d'énergie pour fonctionner, mais si pour une raison quelconque l'électricité est perdue, le système cessera de fonctionner. Assembler une pompe à chaleur de vos propres mains, comme toute l'installation dans son ensemble, est assez économique. C'est pas cher, commeprocessus de service. Il est à noter que l'achat d'une telle installation reste assez cher.

Système de refroidissement pour pompe avec refroidisseur
Système de refroidissement pour pompe avec refroidisseur

Détails de la pompe

Quand les artisans parlent d'installer une pompe à chaleur, ils entendent par là l'installation d'un certain ensemble d'équipements, et non d'une seule pompe. Il est important de noter ici que presque n'importe quelle substance avec une température de 1 degré Celsius et plus peut devenir une source de chaleur pour un tel système.

Tous les systèmes sont divisés en plusieurs types, par exemple "eau - air", "eau - eau", etc. L'utilisation d'une pompe à chaleur repose sur le fait que les corps sont capables de transférer leur énergie thermique à d'autres corps ou à l'environnement. Le premier mot d'une paire indique généralement le milieu d'où provient la chaleur donnée. Le deuxième mot définit le type de porteur dans le système, qui recevra cette énergie thermique. Dans les versions modernes, la source de chaleur est généralement l'eau, l'air ou le sol. La conception la plus simple est celle qui utilise l'air comme source.

évidement pour pompe à chaleur
évidement pour pompe à chaleur

Efficacité de l'appareil

Naturellement, l'efficacité de chacun des appareils n'est pas la même, mais cela dépend du système dans lequel la pompe fonctionne. Les installations aériennes sont considérées comme les moins efficaces. De plus, les performances d'un tel système sont fortement affectées par les conditions météorologiques. Les installations au sol se caractérisent par une bonne stabilité. Le facteur d'utilité de telles installations est compris entre 2,8 et 3,3, ce qui est assez bon. Les plus efficaces étaient les installations "eau - eau". Cela est dû en grande partie au fait que la température de la source est assez stable.

Elément pompant
Elément pompant

Quels sont les avantages de l'installation

Comme tout autre système, celui-ci présente certains avantages qui peuvent être obtenus par son propriétaire.

Monter et installer soi-même une pompe à chaleur présente les avantages suivants:

  • Efficacité économique élevée. Avec des coûts d'électricité de 1 kW, par exemple, vous pouvez obtenir environ 3 à 4 kW d'énergie thermique, ce qui est assez rentable. Il convient également de noter que ces chiffres sont des moyennes, car les chiffres exacts dépendent fortement de la conception et du type d'unité.
  • Durabilité. Une pompe à chaleur auto-assemblée, comme toute l'installation dans son ensemble, ne produit aucune émission nocive dans l'environnement pendant son fonctionnement. L'utilisation de tels appareils ne nuit pas à l'environnement.
  • Polyvalence. Lors de l'installation de systèmes de chauffage traditionnels, vous devez constamment payer du gaz ou d'autres substances. Les installations solaires ou les éoliennes ne fonctionnent pas toujours de manière stable. Les pompes à chaleur sont presque universelles et vous pouvez les installer n'importe où. L'essentiel est que le type de système soit choisi correctement.
  • Il convient de noter que le système thermique est assez multifonctionnel. Si en hiver, il est utilisé, comme il se doit, pour le chauffage, alors en été, il peut être utilisé comme climatiseur.
  • La sécurité du système de chauffage est à un niveau assez élevé, puisquela température des unités de travail ne dépasse pas 90 degrés, il n'y a pas d'émissions toxiques pendant le fonctionnement et le carburant n'est pas nécessaire pour leur fonctionnement. Ce n'est pas plus dangereux qu'un réfrigérateur.

Variétés de systèmes domestiques

La pompe à chaleur pour le chauffage domestique peut être de type à absorption ou à compresseur. Les plus courants sont les compresseurs. De tels systèmes peuvent également être assemblés à partir d'un ancien réfrigérateur ou climatiseur à l'aide d'un compresseur en état de marche à partir de ces appareils. En plus du compresseur, il est également nécessaire d'avoir un détendeur, un évaporateur et un condenseur. Afin de concevoir une pompe à chaleur pour chauffer une maison à absorption, vous aurez également besoin d'une pièce telle que le fréon absorbant.

Les installations de chauffage diffèrent également par le type de source de chaleur utilisée. Ils peuvent être à air, géothermiques ou utilisant la chaleur secondaire. Les circuits d'entrée et de sortie peuvent utiliser soit la même porteuse, soit deux porteuses différentes. Pour cette raison, les systèmes peuvent être équipés des types de liquide de refroidissement suivants:

  • "air - air";
  • "l'eau c'est de l'eau";
  • "eau - air";
  • "air - eau";
  • "sol - eau";
  • "glace - eau".
Schéma de fonctionnement de la pompe à chaleur
Schéma de fonctionnement de la pompe à chaleur

Il est important de noter que l'efficacité d'une installation est déterminée par le facteur de conversion. C'est la différence entre l'énergie dépensée et l'énergie reçue. Bien sûr, plus cette différence est grande, plus le système est considéré comme efficace.

Mise en route

Avant l'analysecertaines méthodes d'assemblage, il est nécessaire de déterminer la source de chaleur, ainsi que d'établir un schéma de l'appareil par lequel l'assemblage sera effectué. Il ne sera possible d'assembler les options de travail d'une pompe à chaleur de vos propres mains qu'après la location de certains outils, ainsi que l'achat de certains composants supplémentaires.

La première étape. Dessin

La source d'énergie de l'installation thermique doit être souterraine, il faudra donc forer un puits ou au moins creuser une petite dépression. Cela signifie que le lieu de travail et la profondeur doivent être tracés sur le diagramme. Il convient de noter que la température sur le lieu d'installation de la pièce ne doit pas être inférieure à 5 degrés Celsius. S'il y a des réservoirs d'origine artificielle ou naturelle à proximité, vous pouvez les utiliser comme lieu d'installation.

Schéma de chauffage pour une maison à deux étages
Schéma de chauffage pour une maison à deux étages

Il convient également de noter que vous pouvez choisir presque n'importe quel schéma d'installation de chauffage et travailler en fonction de celui-ci. La source de chaleur n'a pratiquement aucun effet sur l'avancement des travaux. Une version de travail d'une pompe à chaleur, assemblée à partir d'un réfrigérateur de vos propres mains, est le modèle le plus courant. Pour ce faire, vous devez démonter l'ancien appareil et en retirer le compresseur, qui sera l'élément principal du système, pompant du fréon et de l'eau à travers le pipeline.

Deuxième étape. Sélection des pièces à travailler

Il est très important de noter que si le compresseur de l'ancien réfrigérateur est vieux, ne fonctionne pas ou est indésirable, il est préférable d'en acheter un nouveau. Le réparer n'est pas rentable, d'ailleurs, une telle pièce ne durera pas longtemps.

Pour assembler le thermiqueLa pompe à faire soi-même du réfrigérateur nécessitera également une vanne thermostatique. La meilleure option serait que les deux éléments proviennent du même système afin qu'ils s'adaptent exactement l'un à l'autre. Pour installer la pompe, vous devrez acheter des supports en L de 30 cm. De plus, vous devrez acheter quelques pièces supplémentaires:

  • Récipient hermétique de 120 litres;
  • réservoir plastique normal jusqu'à 90 l;
  • vous aurez également besoin de 3 tuyaux en cuivre de diamètres différents;
  • pour le pipeline, il est nécessaire d'acheter des tuyaux en polymère, et de préférence en métal-plastique.

Pour installer une pompe à chaleur, vous aurez besoin d'outils standard, et une meuleuse et une machine à souder vous seront utiles pour couper les tuyaux.

Dessin pour l'installation de la pompe
Dessin pour l'installation de la pompe

Troisième étape. Travailler avec des nœuds système

La première chose à faire est d'installer le compresseur au mur à l'aide de supports. Après cela, vous pouvez commencer à assembler le condensateur. Pour le fabriquer, il est nécessaire de couper le réservoir métallique en deux, d'insérer une bobine de cuivre dans une partie de celui-ci. Ensuite, le conteneur est soudé, après quoi plusieurs trous filetés y sont pratiqués.

Ensuite, vous devez continuer à travailler avec l'échangeur de chaleur. Pour que l'installation de la pompe à chaleur soit réussie, vous devez enrouler le tuyau en cuivre autour d'un réservoir en acier d'un volume de 120 litres. Les extrémités des virages sont fixées avec des rails. Les transitions de plomberie sont fixées aux sorties de tuyaux. La même procédure doit être effectuée avec un réservoir en plastique, ilêtre utilisé comme vaporisateur. Comme ce réservoir ne surchauffera pas, la présence d'un élément métallique est facultative. La structure finie est également fixée au mur à l'aide des mêmes supports.

Lorsque tous ces nœuds sont prêts, vous pouvez procéder à la sélection d'une vanne thermostatique. Lorsque la structure est assemblée, il est alors nécessaire de télécharger du fréon d'une certaine marque - R-22 ou R-422. S'il n'y a pas de compétences pour travailler avec cette substance, il est préférable d'appeler un spécialiste, car la procédure est assez dangereuse.

La quatrième étape. Connexion avec le dispositif de clôture

Il est important de noter ici que le circuit de la pompe à chaleur, le raccordement du système au dispositif d'aspiration dépend de son type:

  • "L'eau c'est la terre". Si ce schéma est sélectionné, le collecteur doit être installé en dessous du niveau de congélation du sol. Le pipeline de ce système doit être situé à la même profondeur.
  • "Eau - air". L'installation de ce système est considérée comme la plus simple, car elle ne nécessite aucune excavation. Comme lieu de montage du collecteur, vous pouvez utiliser n'importe quel endroit près de la maison ou même sur le toit.
  • Le système "eau - eau" est installé uniquement s'il y a un réservoir à proximité. La structure est assemblée à partir de tuyaux en polymère, qui sont ensuite descendus au centre du réservoir.

Lors du calcul de la pompe à chaleur, il peut arriver que sa puissance ne soit pas suffisante. Dans ce cas, il existe des systèmes dits bivalents. En d'autres termes, l'installation thermique est installée en parallèle avec l'installation électriquela chaudière, par exemple, remplit la fonction de chauffage d'appoint dans ce cas.

Dispositif de climatisation

Vous pouvez assembler de vos propres mains une pompe à chaleur à partir d'un climatiseur. Cependant, il convient de noter ici que cela nécessitera l'aide d'un bon réparateur d'électroménager si le propriétaire n'a pas de telles compétences. En général, il convient de dire qu'il est assez simple d'assembler une telle structure par vous-même.

La climatisation comme pompe à chaleur
La climatisation comme pompe à chaleur

Pièces d'assemblage

Comment fabriquer une pompe à chaleur à partir d'un climatiseur ? Il convient de noter que le principe ici est à peu près le même. Seulement, vous devez prendre le compresseur non pas de l'ancien réfrigérateur, mais du climatiseur. Il vaut également la peine de vérifier avec quel réfrigérant il fonctionne afin de pouvoir charger le système plus tard. De plus, comme dans le cas précédent, vous aurez besoin de deux tuyaux en cuivre de diamètres et d'épaisseurs de paroi différents à partir de 1 mm. L'un d'eux doit mesurer 12 m et sera utilisé pour le serpentin, et le second 10 m pour l'évaporateur. Un détendeur thermostatique est nécessaire. Pour faire un coil, il faut un tuyau assez épais.

Le processus d'assemblage n'est pas différent de ce qui a été décrit précédemment, avec un compresseur de réfrigérateur. L'installation est également effectuée en fonction du type de source sélectionné. Comme le montre la pratique, ces systèmes faits maison diffèrent par leur puissance de 2,6 à 2,8 kW. Bien sûr, un tel système n'est pas très puissant. Par exemple, à une température extérieure de -5 degrés Celsius, une telle pompe pourra maintenir une température intérieure de 60 m2 jusqu'à +17 degrés Celsius.

Calcul des paramètres système

Le calcul de la pompe à chaleur est effectué soit à l'aide d'un calculateur en ligne, soit à l'aide de spécialistes. Vous pouvez utiliser la formule:

R=(k × V × T)/860.

Dans cette formule, R est la puissance nécessaire pour chauffer la pièce; k - coefficient de prise en compte des pertes de chaleur du bâtiment (1 - une pièce bien isolée, 4 - une caserne en bois); V est le volume total de la pièce à chauffer; T - la plus grande différence de température entre le monde extérieur et l'espace intérieur; 860 - facteur de conversion du résultat du calcul en kW à partir de kcal.

Consommateurs d'énergie thermique

Après avoir assemblé n'importe quel modèle de pompe à chaleur, il est nécessaire de le connecter à n'importe quel consommateur. Étant donné que la puissance de ce système n'est pas trop élevée, il doit être connecté à des systèmes de chauffage spécialisés, par exemple un radiateur. Une excellente option serait de connecter un tel appareil à un sol chaud. Raccordement possible avec des radiateurs à faible inertie en aluminium ou en acier à grande surface de rayonnement.

Il serait approprié de dire que les options maison sont également mieux adaptées uniquement comme source de chauffage supplémentaire. Il ne sera pas possible d'assurer pleinement le chauffage de la maison à l'aide de produits faits maison, sinon la température sera faible. Seule une installation industrielle peut faire face seule à cette tâche. De plus, l'utilisation généralisée de telles installations était due au fait qu'elles sont 100% respectueuses de l'environnement. La transition vers de tels systèmes de chauffage affectera considérablement l'amélioration de l'environnement.

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