Этот проект направлен на разработку недорогого теплового насоса с открытым исходным кодом для целей сокращения использования ископаемого топлива для отопления, уменьшения воздействия на климат и финансирования российской армии. Установка теплового насоса — одна из трех главных вещей, которые люди могут сделать, чтобы предотвратить российскую агрессию в долгосрочной перспективе.
Содержание
Понимание рынка
В целом было обнаружено, что оборудование с открытым исходным кодом обходится дешевле, чем проприетарные предложения, поэтому разумно предположить, что открытый исходный код конструкции теплового насоса, который может быть изготовлен в распределенном процессе, может снизить стоимость и тем самым увеличить скорость внедрения. В некоторых местах США тепловые насосы уже являются малоэкономичными, особенно когда они сочетаются с фотоэлектрическими системами. См.:
- Экономика сетевых солнечных фотоэлектрических систем, связанных с тепловыми насосами: пример северного климата США и Канады для природного газа и для
- Декарбонизация сельских жилых домов в холодном климате: Технико-экономический анализ электрификации отопления на пропане.
Основы теплового насоса
![Фотография из [Контроллер теплового насоса Valden] (https://github.com/openhp/HeatPumpController/) Лицензия CC-BY-SA v4.0](/File:M_Valden_Heat_Pump_Controller_model.jpg)
Тепловой насос W — это устройство, которое передает тепловую энергию между помещениями, обычно между закрытым помещением и снаружи. При использовании для отопления здания энергия передается снаружи в здание. Тепловой насос также может работать как кондиционер , передавая тепло из здания наружу.
Благодаря своей высокой эффективности и растущей доле производства электроэнергии, не содержащей ископаемого топлива, тепловые насосы могут сыграть ключевую роль в энергетическом переходе и смягчении последствий изменения климата . С помощью 1 кВтч электроэнергии они могут передать в здание от 3 до 6 кВтч тепловой энергии . [1]
Этот процесс основан на холодильном цикле . В режиме обогрева хладагент при наружной температуре сжимается . В результате хладагент становится горячим. Эту тепловую энергию можно передать в систему центрального отопления. После повторного перемещения на улицу хладагент подвергается декомпрессии. Он потерял часть своей тепловой энергии и возвращается холоднее, чем окружающая среда. Теперь он может поглощать окружающую энергию из воздуха или земли, прежде чем процесс повторится. Компрессоры, пропеллеры и насосы работают на электрической энергии.
Существующие проекты OS по тепловым насосам
- Контроллер теплового насоса Valden . Контроллер теплового насоса Valden представляет собой платформу с открытым исходным кодом для точного управления тепловыми насосами. Этот контроллер можно использовать для автоматизации вновь построенных тепловых насосов (ТН), в качестве контроллера ремонта старых систем или в качестве системы управления для проведения экспериментов на холодильном оборудовании. Посмотреть Вальдена Гербера на Altium
- Открытый монитор теплового насоса — Github
- Взлом тепловых насосов на Youtube
Цели проекта
Версия 0.1
- Создайте недорогой воздушный тепловой насос со следующими свойствами:
- Собран из широко доступных и доступных компонентов.
- Коэффициент производительности (COP) больше 3
- Шум <50 дБ на расстоянии 1 м
- Обеспечение ~4 кВт тепла
- Однофазное электроснабжение
- Предназначен для экономики замкнутого цикла/демонтажа/ремонта.
- Его можно собрать локально в большей части мира.
- Использование аппаратного и программного обеспечения с открытым исходным кодом/электроники/контроллера
- Совместимость с фотоэлектрическими системами ~1 кВт > ~10 кВт
- Разработайте стратегию соблюдения нормативных требований.
Версия 0.2
- Создайте недорогой воздушный тепловой насос со следующими свойствами:
- Полностью открытый тепловой насос
- Это может быть произведено на месте в большинстве стран мира.
- По возможности использует отходы
- Предназначен для экономики замкнутого цикла/демонтажа/ремонта.
- Коэффициент производительности (COP) больше 3
- Шум <50 дБ на расстоянии 1 м
- Обеспечение ~4 кВт тепла
- Однофазное электроснабжение
- Подтвердите и протестируйте систему и предоставьте руководство по полевым испытаниям.
- Совместимость с фотоэлектрическими системами ~1 кВт > ~10 кВт
- Предоставляем полное программное обеспечение, аппаратное обеспечение, встроенное ПО и мониторинг.
- Содействовать одноранговому производству тепловых насосов с открытым исходным кодом по всему миру через фабрики , мастерские и открытые предприятия по производству оборудования.
- Разработайте стратегию соблюдения нормативных требований.
Основные компоненты
Система воздушного теплового насоса обычно состоит из наружного блока и внутреннего блока обработки воздуха.
Наружный блок
- Змеевик 1: Змеевик работает либо как конденсатор (в режиме охлаждения), либо как испаритель (в режиме обогрева). Обратите внимание, что змеевик, по сути, представляет собой теплообменник, и у теплообменника есть более эффективная геометрия .
- Вентилятор 1: Вентилятор обдувает змеевик наружным воздухом, чтобы облегчить теплообмен. Вентилятор состоит из двигателя и лопастей.
Внутренний блок (обработчик воздуха)
- Змеевик 2: Змеевик действует как испаритель (в режиме охлаждения) или конденсатор (в режиме обогрева).
- Вентилятор 2: извлекает тепло и перемещает его в здание.
Хладагент
- Хладагент — это вещество, которое поглощает и отводит тепло при его циркуляции по системе теплового насоса. Приступаем к выбору материала:
| Тип | Имя | Примечания | |
|---|---|---|---|
| 290 рэндов | Пропан | Вероятно, это самый популярный вариант, он намного легче и требует меньшего давления. Проблем со смазкой быть не должно. | |
| 600 рандов(а) | Бутан/Изобутан | ||
| Р717 | Аммиак | Токсичный | |
| Р134А | - | будет прекращено | |
| Р407 | - | будет прекращено | |
| 410 рэндов | - | будет прекращено | |
| СО2 | Углекислый газ | CO2 имеет гораздо более высокое давление, и я ожидаю, что для его проектирования потребуется гораздо больше работы. Возможный? |
]
Компрессор
- Компрессор создает давление хладагента и перемещает его через внутренний и наружный блок. Существует несколько типов компрессоров.
Спиральные компрессоры
Также называется спиральным компрессором , спиральным насосом.
Может подойтичто-то похожее на Copeland ZH06KCU-PFZN.
Creative Commons Paper о безмасляных спиральных компрессорах
Этот ротационный компрессор может быть интересным
Этот инструмент Select 8 может оказаться полезным. Свитки Copeland или Hawco , рекомендованные Heatpumps.co.uk (особенно хороший вводный ресурс)
Поршневые компрессоры
Используйте поршни, приводимые в движение коленчатым валом.
Реверсивный клапан
- Реверсивный клапан – позволяет использовать тепловой насос в качестве кондиционера (например, переключение между отоплением и охлаждением).
Расширительный клапан
- Расширительный клапан – регулирует поток хладагента, позволяя снизить давление и температуру хладагента.
Электронные расширительные клапаны
0.1 Дизайн
| Поставщик | Номер детали | примечания |
|---|---|---|
| Компрессор | RK5480C | 1 |
| Конденсатор | Пластина Alfa Laval CB52 16 или 12 пластин | 1 |
| Испаритель | Пластина Alfa Laval CB52 16 или 12 пластин | 1 |
| Всасывающе-жидкостный теплообменник | Изготовлен из меди | 1 |
| ТЭВ | Parker SE-1/2-1.1/2VW R22/407C- 3/8", 1/2" | 1 |
| Аккумулятор? | Может не потребоваться — уже установлен на компрессоре. | 1 |
| сушилка | 1/4-дюймовая сушилка C-052 | 1 |
| Смотровое стекло | 1/4 дюйма SA12 | 1 |
| Отключение высокого давления HP | 061F7505 261 psi, 20 бар Кнопка автоматического отключения | 2 |
| Отключение высокого давления HP | 061F7508 377 фунтов на квадратный дюйм, 20 бар Автоматическое отключение кнопки | 1 |
| Отключение низкого давления | 061F7525 25 фунтов на квадратный дюйм, 1,72 бар Автоматическое отключение кнопки | 2 |
| Отключение низкого давления | 061F7522 10 фунтов на кв. дюйм, 0,69 бар Автоматическое отключение кнопки | 1 |
| Трубопровод | 1/4", 3/8" для жидкости и нагнетания, 3/8" для всасывания. | |
| медные фитинги | Тройники 1/4 дюйма | 3 |
| Тройники 3/8 дюйма | 4 | |
| Тройники 1/2 дюйма | 1 | |
| Тройники 5/8 дюйма | 2 | |
| Переходник MF от 3/8 до 1/4 дюйма | 5 | |
| Переходник MF от 5/8" до 1/2" | 4 | |
| Переходник MF от 7/8" до 1/2" | 1 | |
| порты зарядки | Зарядный порт 1/4 дюйма с медным хвостовиком 1/4 дюйма | 2 |
| Электрика | ||
| Контактор компрессора | Мёллер | |
| Перегрузка компрессора | Меллер от 2,5 до 4А | |
| Цифровой термостат | Элиуэлл IC902 | |
| Трансформатор | 12 В Эливелл | |
| коробка и разъемы | 220 х 200 х 140 | |
| Морозный термостат | Автоматический сброс. (тип Калорекс) | |
| Нагнетательный термостат | Ручной сброс | |
| Индикатор света | ||
| Счетчик часов работы | ||
| изолирующий переключатель |
Eсть. Версия XLS приведенной выше таблицы , включающая расчеты.
Примечания:
- Обратный клапан был просто предназначен для обеспечения плавного запуска компрессора.
- Обратный клапан уплотняется лучше, чем простой обратный клапан в компрессоре, поэтому после остановки компрессора давление имеет тенденцию падать на нагнетании компрессора, поскольку оно утекает обратно на сторону низкого давления.
- Компрессор имеет задержку запуска (в термостате и запускается при меньшем давлении на нем. Компрессор имеет низкий пусковой момент, поэтому эта деталь важна.
Предположения. Контекст Великобритании:
- 5c <> +30c Окружающий воздух
- 1c <> +26c 500 литров воды и 30% гликоля, доступные снаружи для поддержания этих температур. (температура замерзания -12С)
Фиксированные блоки мощностью 4,4 кВт и 6,2 кВт в одном корпусе (всего 10,6 кВт) будут давать несколько переменную выходную мощность.
| Описание | Связь | $США | фунт стерлингов |
|---|---|---|---|
| Компрессор | Ж04ККУ-ПФЗН | ||
| Описание | Связь | $США | фунт стерлингов |
|---|---|---|---|
| Компрессор | Ж06ККУ-ПФЗН | ||
Пример текста подписи.
Еще пример текста подписи.
Еще больше примеров текста подписи.
Регулирование
США
Канада
Европа
Электротовары с маркировкой CE
Великобритания
- Электротовары с маркировкой CE, «продукт» должен иметь маркировку CE.
- Устанавливается «компетентным лицом» (электриком), который должен выдать сертификат электроустановки BS7671 и сертификат соответствия строительным нормам.
- Чтобы иметь право на возобновляемые кредиты, необходимо также иметь сертификат MCS.
Опишите здесь свои расходы.
| Заголовок 1 | Заголовок 2 | Заголовок 3 |
|---|---|---|
| Строка 1, ячейка 1 | Строка 1, ячейка 2 | Строка 1, ячейка 3 |
| Строка 2, ячейка 1 | Строка 2, ячейка 2 | Строка 2, ячейка 3 |
Вопросы исследования
Идеи тем рецензируемых статей и исследовательские вопросы:
- Обзор литературы по малым тепловым насосам
- Разработка испытательной установки, совместимой с ОС Arduino, для небольших тепловых насосов
- Проверка контроллера теплового насоса Valden
- Валидация открытого монитора теплового насоса
- Можно ли взломать коммерческие кондиционеры и превратить их в тепловые насосы? Если да, то какой КС? Анализ затрат? Экологические показатели
- Распределенное производство компонентов для снижения затрат
- Реверсивный клапан с возможностью 3D-печати или распределенного производства: проектирование, испытания и проверка производительности, экономика
- Расширительный клапан с возможностью 3D-печати или распределенного производства: проектирование, испытания и проверка производительности, экономика
- Конденсатор с возможностью 3D-печати или распределенного производства: проектирование, тестирование и проверка производительности, экономика
- Теплообменник, допускающий 3D-печать или распределенное производство: проектирование, испытания и проверка производительности, экономика
- Компрессор с возможностью 3D-печати или распределенного производства: проектирование, испытания и проверка производительности, экономика
- Трансформатор для 3D-печати или распределенного производства: проектирование, испытания и проверка производительности, экономика
Обсуждение
Ваше обсуждение.
Следующие шаги
Следующие шаги.
Коммерческие проекты
Некоторые имеющиеся в продаже насосы на основе CO2
Денсо "жилой"
Klima-Therm.co.uk 14кВт +
purethemal.co.uk 15кВт +
Cooltherm.co.uk 51кВт +
clade-es.com 200кВт +
Рекомендации
- ↑ «Wärmepumpen mit Prüf- / Effizienznachweis (тепловые насосы с проверкой эффективности)» (на немецком языке). BAFA (Федеральное управление экономики и экспортного контроля Германии) . Проверено 20 февраля 2022 г.
Контактная информация
Добавьте свою контактную информацию.