Projekt ten ma na celu opracowanie taniej pompy ciepła typu open source w celu ograniczenia zużycia paliw kopalnych do ogrzewania, aby zmniejszyć czynniki klimatyczne i finansowanie rosyjskiej armii. Zainstalowanie pompy ciepła to jedna z trzech najważniejszych rzeczy, które ludzie mogą zrobić, aby w dłuższej perspektywie powstrzymać rosyjską agresję
Zawartość
Zrozumienie rynku
Ogólnie rzecz biorąc, stwierdzono, że sprzęt typu open source jest tańszy niż produkty zastrzeżone, zatem rozsądne jest założenie, że otwarte pozyskiwanie projektu pompy ciepła, która może być wytwarzana w procesie rozproszonym, mogłoby obniżyć koszty, a tym samym zwiększyć wskaźnik adopcji. W niektórych miejscach w USA pompy ciepła są już marginalnie ekonomiczne, szczególnie gdy są połączone z fotowoltaiką, patrz:
- Ekonomika sieciowych systemów fotowoltaicznych połączonych z pompami ciepła: przypadek północnych klimatów USA i Kanady w odniesieniu do gazu ziemnego i
- Dekarbonizacja wiejskich budynków mieszkalnych w zimnym klimacie: analiza techniczno-ekonomiczna elektryfikacji ogrzewania na propan.
Podstawy pompy ciepła
 Licencja CC-BY-SA v4.0](/File:M_Valden_Heat_Pump_Controller_model.jpg)
Pompa ciepła W to urządzenie, które przenosi energię cieplną pomiędzy pomieszczeniami, zwykle pomiędzy przestrzenią zamkniętą a otoczeniem zewnętrznym. W przypadku ogrzewania budynku energia przekazywana jest z zewnątrz do budynku. Pompa ciepła może również pełnić funkcję klimatyzatora , przekazując ciepło z budynku na zewnątrz.
Ze względu na swoją wysoką wydajność i rosnący udział energii elektrycznej wolnej od paliw kopalnych, pompy ciepła mogą odegrać kluczową rolę w transformacji energetycznej i łagodzeniu zmiany klimatu . Przy 1 kWh energii elektrycznej mogą przekazać do budynku od 3 do 6 kWh energii cieplnej . [1]
Proces opiera się na cyklu chłodniczym . W trybie ogrzewania czynnik chłodniczy o temperaturze zewnętrznej jest sprężany . W rezultacie czynnik chłodniczy staje się gorący. Tę energię cieplną można przekazać do systemu centralnego ogrzewania. Po ponownym przeniesieniu na zewnątrz czynnik chłodniczy ulega dekompresji. Stracił część swojej energii cieplnej i powrócił zimniejszy niż otoczenie. Może teraz pobrać otaczającą energię z powietrza lub ziemi, zanim proces się powtórzy. Sprężarki, śmigła i pompy napędzane są energią elektryczną.
Istniejące projekty pomp ciepła OS
- Sterownik pompy ciepła Valden - sterownik pompy ciepła Valden to platforma typu open source do precyzyjnego sterowania pompami ciepła. Sterownik ten można wykorzystać do automatyzacji nowo budowanych pomp ciepła (HP), jako sterownik naprawy starych systemów lub jako system sterowania do przeprowadzania eksperymentów na urządzeniach chłodniczych. Zobacz Valdena Gerbera na Altium
- Otwórz Monitor pompy ciepła — Github
- Hakowanie pomp ciepła na Youtube
Cele projektu
Wersja 0.1
- Stwórz niedrogą powietrzną pompę ciepła o następujących właściwościach:
- Złożony z powszechnie dostępnych, niedrogich komponentów
- Współczynnik wydajności (COP) większy niż 3
- Hałas <50 DB w odległości 1 m
- Dostarczanie ~4Kw ciepła
- Zasilanie jednofazowe
- Zaprojektowany z myślą o gospodarce o obiegu zamkniętym/demontażu/naprawie
- Można je montować lokalnie w większości krajów świata
- Korzystanie ze sprzętu i oprogramowania typu open source oraz elektroniki/kontrolera
- Kompatybilny z systemami fotowoltaicznymi ~1Kw > ~10Kw
- Opracuj strategię zgodności z przepisami.
Wersja 0.2
- Stwórz niedrogą powietrzną pompę ciepła o następujących właściwościach:
- W pełni otwarta pompa ciepła
- Można je wytwarzać lokalnie w większości krajów świata
- W miarę możliwości wykorzystuje odpady
- Zaprojektowany z myślą o gospodarce o obiegu zamkniętym/demontażu/naprawie
- Współczynnik wydajności (COP) większy niż 3
- Hałas <50 DB w odległości 1 m
- Dostarczanie ~4Kw ciepła
- Zasilanie jednofazowe
- Zweryfikuj i przetestuj system oraz zapewnij przewodnik po testach w terenie
- Kompatybilny z systemami fotowoltaicznymi ~1Kw > ~10Kw
- Zapewnij pełne oprogramowanie, sprzęt, oprogramowanie sprzętowe i monitorowanie
- Ułatwianie partnerskiej produkcji pomp ciepła typu open source na całym świecie poprzez fablab , makerspaces i firmy zajmujące się otwartym sprzętem
- Opracuj strategię zgodności z przepisami.
Podstawowe składniki
System powietrznej pompy ciepła składa się zazwyczaj z jednostki zewnętrznej i jednostki wewnętrznej.
Jednostka zewnętrzna
- Wężownica 1: Wężownica działa jako skraplacz (w trybie chłodzenia) lub parownik (w trybie ogrzewania). Należy pamiętać, że wężownica jest zasadniczo wymiennikiem ciepła – a wymiennik ciepła ma bardziej wydajną geometrię
- Wentylator 1: Wentylator nadmuchuje powietrze z zewnątrz na wężownicę, aby ułatwić wymianę ciepła. Wentylator składa się z silnika i łopatek.
Jednostka wewnętrzna (centrala wentylacyjna)
- Wężownica 2: Wężownica pełni funkcję parownika (w trybie chłodzenia) lub skraplacza (w trybie ogrzewania).
- Wentylator 2: odbiera ciepło i przenosi je do budynku
Chłodziwo
- Czynnik chłodniczy to substancja, która pochłania i odrzuca ciepło krążące w systemie pompy ciepła. Aby rozpocząć wybór materiału:
| Typ | Nazwa | Notatki | |
|---|---|---|---|
| R290 | Propan | Jest prawdopodobnie ulubionym narzędziem, ma znacznie niższe ciśnienie i jest łatwiejszy. Nie powinno być problemów ze smarowaniem. | |
| R600(a) | Butan/izobutan | ||
| R717 | Amoniak | Toksyczny | |
| R134A | - | będzie wycofywane | |
| R407 | - | będzie wycofywane | |
| R410 | - | będzie wycofywane | |
| CO2 | Dwutlenek węgla | CO2 ma znacznie wyższe ciśnienie i spodziewałbym się, że projektowanie będzie wymagało dużo więcej pracy. Możliwy? |
]
Kompresor
- Sprężarka spręża czynnik chłodniczy i przemieszcza go przez jednostkę wewnętrzną i zewnętrzną. Istnieje wiele typów sprężarek
Sprężarki spiralne
Zwana także sprężarką spiralną , pompą spiralną
Odpowiednie może byćcoś podobnego do Copeland ZH06KCU-PFZN
Artykuł Creative Commons na temat bezolejowych sprężarek spiralnych
Ta sprężarka rotacyjna może być interesująca
To narzędzie Select 8 może być przydatne do zwojów Copeland lub Hawco polecanych przez Heatpumps.co.uk (szczególnie dobre źródło informacji wprowadzających)
Sprężarki tłokowe
Używaj tłoków napędzanych wałem korbowym.
Zawór zwrotny
- Zawór przełączający - umożliwia wykorzystanie pompy ciepła jako klimatyzatora (np. przełączanie pomiędzy ogrzewaniem i chłodzeniem).
Zawór rozprężny
- Zawór rozprężny – reguluje przepływ czynnika chłodniczego, umożliwiając obniżenie ciśnienia i temperatury czynnika chłodniczego.
Elektroniczne zawory rozprężne
0.1 Projekt
| Dostawca | Nr części | notatki |
|---|---|---|
| Kompresor | RK5480C | 1 |
| Skraplacz | Płyta Alfa Laval CB52 16 lub 12 płyt | 1 |
| Parownik | Płyta Alfa Laval CB52 16 lub 12 płyt | 1 |
| Wymiennik ciepła na ciecz ssącą | Wykonane z miedzi | 1 |
| TEV | Parker SE-1/2-1.1/2VW R22/407C- 3/8", 1/2" | 1 |
| Akumulator? | Może nie być potrzebny – jest już zamontowany w sprężarce | 1 |
| Osuszacz | Suszarka 1/4" C-052 | 1 |
| Wziernik | 1/4" SA12 | 1 |
| Odcięcie wysokiego ciśnienia HP | 061F7505 261 psi, 20 barów Automatyczne wyłączanie przycisku | 2 |
| Odcięcie wysokiego ciśnienia HP | 061F7508 377 psi, 20 barów Automatyczne wyłączanie przycisku | 1 |
| Odcięcie pod niskim ciśnieniem | 061F7525 25 psi, 1,72 bara Automatyczne wyłączanie przycisku | 2 |
| Odcięcie pod niskim ciśnieniem | 061F7522 10 psi, 0,69 bara Automatyczne wyłączanie przycisku | 1 |
| Rurociągi | 1/4", 3/8" ciecz i wylot, 3/8" ssanie. | |
| okucia miedziane | Trójniki 1/4". | 3 |
| Trójniki 3/8". | 4 | |
| Trójniki 1/2". | 1 | |
| Koszulki 5/8". | 2 | |
| Reduktor 3/8" do 1/4" mf | 5 | |
| Reduktor 5/8" do 1/2" mf | 4 | |
| Reduktor Mf 7/8" do 1/2". | 1 | |
| porty ładowania | Port ładowania 1/4 z miedzianym ogonem 1/4". | 2 |
| Elektryczne | ||
| Stycznik sprężarki | Moellera | |
| Przeciążenie sprężarki | Moellera 2,5 do 4A | |
| Cyfrowy termostat | Eliwella IC902 | |
| Transformator | 12 V Eliwella | |
| pudełko i złącza | 220x200x140 | |
| Termostat mrozowy | Automatyczny reset. (typ Calorex) | |
| Termostat wylotowy | Reset ręczny | |
| Kontrolki | ||
| Licznik godzin pracy | ||
| wyłącznik izolacyjny |
Tam jest. Wersja XLS powyższej tabeli zawierająca obliczenia
Uwagi:
- Zawór zwrotny miał po prostu pomóc w łagodnym uruchomieniu sprężarki.
- Zawór zwrotny uszczelnia lepiej niż zwykły zawór zwrotny w sprężarce, więc po zatrzymaniu sprężarki ciśnienie ma tendencję do spadku na tłoczeniu sprężarki, gdy wycieka z powrotem do strony niskiego ciśnienia.
- Sprężarka ma funkcję opóźnienia startu (w termostacie i uruchamia się przy niższym ciśnieniu na niej. Sprężarka ma niski moment rozruchowy, więc ten szczegół jest ważny).
Założenia. Kontekst brytyjski:
- 5c <> +30c Powietrze otoczenia
- 1c <> +26c 500 litrów wody i 30% glikolu dostępnego z zewnątrz, aby pośredniczyć w tych temperaturach. (-12c temperatura zamarzania)
Stałe jednostki o mocy 4,4 kW i 6,2 kW w jednym pudełku (łącznie 10,6 kW) dawałyby nieco zmienną moc wyjściową.
| Opis | Połączyć | $US | GBP GBP |
|---|---|---|---|
| Kompresor | ZH04KCU-PFZN | ||
| Opis | Połączyć | $US | GBP GBP |
|---|---|---|---|
| Kompresor | ZH06KCU-PFZN | ||
Przykładowy tekst podpisu.
Więcej przykładowego tekstu podpisu.
Jeszcze więcej przykładowego tekstu podpisu.
Rozporządzenie
USA
Kanada
Europa
Artykuły elektryczne oznaczone znakiem CE
Wielka Brytania
- towary elektryczne oznaczone znakiem CE, „produkt” będzie wymagał oznakowania CE.
- Zainstalowany przez „kompetentną osobę” (elektryka), która powinna wystawić certyfikat instalacji elektrycznej BS7671 i certyfikat zgodności z przepisami budowlanymi.
- Aby kwalifikować się do kredytów odnawialnych, należy również posiadać certyfikat MCS
Opisz tutaj swoje koszty.
| Nagłówek 1 | Nagłówek 2 | Nagłówek 3 |
|---|---|---|
| Wiersz 1, komórka 1 | Wiersz 1, komórka 2 | Wiersz 1, komórka 3 |
| Wiersz 2, komórka 1 | Wiersz 2, komórka 2 | Wiersz 2, komórka 3 |
Pytania badawcze
Recenzowane pomysły na tematy artykułów i pytania badawcze:
- Przegląd literatury na temat małych pomp ciepła
- Opracuj stanowisko testowe kompatybilne z OS Arduino dla małych pomp ciepła
- Walidacja sterownika pompy ciepła Valden
- Walidacja otwartego monitora pompy ciepła
- Czy komercyjne klimatyzatory można włamać do pomp ciepła? Jeśli tak, to jaki COP? Analiza kosztów? Efektywność środowiskowa
- Rozproszona produkcja komponentów w celu obniżenia kosztów
- Zawór zwrotny do wydrukowania w 3D lub do produkcji rozproszonej: projektowanie, testowanie i walidacja wydajności, ekonomia
- Zawór rozprężny do wydrukowania w 3D lub do produkcji rozproszonej: projektowanie, testowanie i walidacja wydajności, ekonomia
- Skraplacz do druku 3D lub możliwy do rozproszonej produkcji: projektowanie, testowanie i walidacja wydajności, ekonomia
- Wymiennik ciepła do druku 3D lub do produkcji rozproszonej: projektowanie, testowanie i walidacja wydajności, ekonomia
- Sprężarka do druku 3D lub możliwa do produkcji rozproszonej: projektowanie, testowanie i walidacja wydajności, ekonomia
- Transformator do druku 3D lub do dystrybucji rozproszonej: projektowanie, testowanie i walidacja wydajności, ekonomia
Dyskusja
Twoja dyskusja.
Następne kroki
Kolejne kroki.
Projekty komercyjne
Niektóre dostępne na rynku pompy na bazie CO2
Denso „mieszkalne”
Klima-Therm.pl 14KW+
purethemal.co.uk 15KW +
Cooltherm.pl 51KW +
clade-es.com 200KW +
Bibliografia
- ↑ „Wärmepumpen mit Prüf- / Effizienznachweis (pompy ciepła z walidacją wydajności)” (w języku niemieckim). BAFA (Federalne Biuro ds. Gospodarki i Kontroli Eksportu w Niemczech) . Źródło 2022-02-20 .
Szczegóły kontaktu
Dodaj swoje dane kontaktowe.