Nejnavštěvovanější odborný portál pro stavebnictví a technická zařízení budov
Reklama

NANOOK - open source 19kW čerpadlo země voda

Autor: Pavel Burgr
Datum: 01.02.2019 12:35
uživatel: 129619


Fotogalerie:

Zdravím příznivce tepelných čerpadel!

V listopadu jsem dokončil svoje vlastní čerpadlo, které je od začátku v bezchybném provozu (až mě to samotného překvapilo). Základem byla samozřejmě kniha Ing. Žeravíka, tímto velice děkuji, a všechny možné informace posbírané po internetu. Takže NANOOK je:

- 950 metrů plošného kolektoru
- 19kW kalkulovaný výkon
- 65°C maximální výstupní teplota
- chladivo r134a (díky regulacím EU jediné, které lze ještě sehnat bez licence)
- 8 vnitřních tepelných sensorů
- 4 vnitřní sensory tlaku
- 2 vnitřní sensory průtoku
- elektronický expanzní ventil zálohovaný superkondenzátorem proti výpadku proudu
- Panasonic/Sanyo scroll kompresor
- soft starter
- 2 oběhová čerpadla
- vestavěný řídící systém běžící na OS Linux, umožňující provozovat další aplikace
- komfortní konfigurace pomocí webového prohlížeče - žádný kostičkovaný displej s točítkem

Zde je trochu fotodokumentace:
http://fs.drake.cz/index.php/apps/gallery/s/LlgA3sydryZ7Tpt#

3D model:
https://cad.onshape.com/documents/c97dc9a56d1571f997e25b62/w/c801173b8338c7c707adc747/e/8527985f7e35e0cf1587fe34?fbclid=IwAR1fXst4VhQSsrvjFdjDGyy56NISajSPOjETa7sW-tl2V3gFy4g7dQMClrs

A zdrojové kódy, schémata v KiCADu a plošné spoje:
https://github.com/burgrp?utf8=%E2%9C%93&tab=repositories&q=nanook&type=&language=

Vše je open source, k dispozici komukoliv, kdo by se chtěl inspirovat!

odpovědět na příspěvek

Příspěvky v této diskusi vyjadřují názory čtenářů. Redakce portálu TZB-info nemůže ovlivnit jejich obsah, ale vyhrazuje si právo je odstraňovat.
Zobrazit všechny příspěvky zobrazuji 1 - 30 z 66   starší >>
Příspěvky
Autor: Michal Ba
Datum: 15.02.2020 14:54 odpovědět upozornit redakci
uživatel: 131872
reakce na ...
Dobry den,

ohladom kalkulovaneho vykonu TC mam dotaz. Kedze ste pouzili kompresor SBS235H38B s chladivom R134a, jeho vykon by mal byt maximalne 12,7kW, alebo mi nieco unika?

Dakujem

Autor: Pavel Burgr
Datum: 16.02.2020 00:48 odpovědět upozornit redakci
uživatel: 129619
reakce na ...
Těmi 12.7kW asi myslíte chladící výkon - je to tak? V případě TČ se ještě připočítává příkon kompresoru (v tomto případě asi 6kW) protože vzniklé teplo se předává do chladiva. Další věc je, že výkon nebude nikdy právě těch 19kW, protože třeba příkon kompresoru je závislý na kompresním poměru a ten zase závisí na teplotě výstupní vody (resp. na kondenzační teplotě).

Autor: Michal Ba
Datum: 17.02.2020 18:10 odpovědět upozornit redakci
uživatel: 131872
reakce na ...
Ano myslel som chladiaci a samozrejme mate pravdu... zmiatla ma informacia z datasheetu s informaciou ku chladivu R407C kde sa prave uvadza chladiaci vykon 19,5kW.
Prave som totiz vo faze rozhodovania sa ci R407c alebo 134a. Kedze vdaka pouzitym vymennikom vo vasej konstrukcii by nemusel byt problem ani s R407c (pre jeho teplotny sklz).

Autor: Michal Ba
Datum: 06.02.2020 16:39 odpovědět upozornit redakci
uživatel: 131872
reakce na ...
Dobry den,

taktiez Vam chcem podakovat za Vas dizajn a moderne riadenie. Obzvlast za sirenie pod open source licenciou.
Chcel by som sa vsak opytat co si myslite o modifikacii primarneho okruhu, ktory by bol doplneny o dva vyparniky a teda aj dva EEV, cim by vznikol hybrid WW, GW.

Druhy by bol trubkovy pre vyuzitie tepla z vody v otvorenom kolektore, pripadne na rekuperaciu tepla z odpadovej vody...

Treti by bol vyuzivany v lete na dochladzovanie podlahoveho, pripadne stropneho chladenia.

Riadenie EEV by bolo podla teploty s prioritou podla ekonomickejsieho zdroju tepla.
Viem ze sa pre chladenie vyuziva ventil na otocenie smeru ale toto mi pride efektivnejsie/cistejsie (za cenu EEV s riadenim) kedze rozmrazovanie vzdusneho vymenniku riesit nemusim.

Co si myslite o takejto modifikacii?

Dakujem pekne za nazor

Autor: Pavel Burgr
Datum: 07.02.2020 09:54 odpovědět upozornit redakci
uživatel: 129619
reakce na ...
Dobrý den,

Technicky to možné je, jednalo by se tedy o ovládání třech EEV, každý s vlastním výparníkem...
Jak bude řešen výměník na odpadní vodu? Potřebujete tam zajistit dostatečný průtok... možná tedy spirála v nějaké nádrži?
A jak to myslíte s tím dochlazováním podlahovky, nebo stropního topení? Že byste měl třetí výpadrník na okruhu topení a výstupní teplo by se pak používalo na ohřev TUV...? To je zajímavé řešení, ušetříte tím čtyřcestný ventil v chladícím okruhu, ale zase budete nějak potřebovat přepínat topný okruh - zda má běžet přes kondenzátor (režim topení) nebo přes výparník (režim chlazení).
U toho chlazení bych se bál jednak toho, že bude někde kondenzovat voda a pak toho, že i v létě může být studená podlaha nepříjemná. To by ale asi nebyl problém v případě stropního topení.

No možná by to chtělo nějaký obrázek :)

PB.

Autor: Michal Ba
Datum: 07.02.2020 17:15 odpovědět upozornit redakci
uživatel: 131872
reakce na ...
Obrazok mam, ale zatial len v hlave a perom na papieri, no skusim na tom zapracovat.

Odpadova voda, zalezi od priestoru, ja som uvazoval o dvoch rieseniach:
1. vyuzivat len trubkovy vymennik, ak teplotny snimac zisti ohriatie ktore je zaujimave spusti EEV do tohoto vymenniku.
2. mala izolovana nadrz s prepadom v ktorej sa voda zdrzi kym sa z nej nevycerpa energia cez spiralu. Po odcerpani sa otvori ventil a voda vytecie, pripadne priebezne odpustanie...
Obe riesenia predpokladaju vyuzitie vody z kupelne a pracky

Dochladzovanie, viem ze sa TC vzduch voda takto vyuzivaju v lete na stropne chladenie, akurat energia ide von oknom, v mojom pripade by isla do TUV.
V kazdom pripade na regulaciu podlaha strop musi byt 3cestny zmiesavaci ventil ktory zabrani v zime prehriatiu a v lete vdaka snimaniu vlhkosti/teplot v priestore prekrocniu rosneho bodu.

Koli dochladzovaniu by tam pribudol 3cestny prepinaci, pripadne servo ventil ktory vyberie spravny vymennik v rezime (leto/zima).
ale mozno by to slo aj bez neho... skusim nakreslit.

Viem zda sa to komplikovane, ale mne to stale pride jednoduchsie/elegantnejsie ako otacat smer chladiva v TC.

Autor: Pavel Burgr
Datum: 08.02.2020 00:36 odpovědět upozornit redakci
uživatel: 129619
reakce na ...
Ten koncept se mi líbí. Jasně že se to prodraží o výměníky a EEV - máte nějaký výpočet, kolik taková rekuperace tepla z odpadní vody ušetří energie? A jak, na čem, plánujete postavit řízení? Myslím elektroniku, software...

Autor: Michal Ba
Datum: 10.02.2020 03:04 odpovědět upozornit redakci
uživatel: 131872
reakce na ...
Výpočet ani testy za sebou nemám, ale čiste teoreticky. Ak som dal do TÚV napr. 60kW po odpočítaní tepla ktoré som odovzdal do vzduchu a tela počas sprchovania sa + strata ktorú voda odovzdala budove počas presunu do výmenníku. Verím že som schopný zrekuperovat minimálne 50% späť. Čo je 30 kW ktoré by inak odtiekli do odpadu. Pri vhodnej konštrukcií výmenníku, by to bolo bez ďalšej dodatočnej energie v podobe obehového/prečerpávaceho čerpadla...

Ak sa mýlim kľudne ma opravte.

Na riadenie som sa ešte nesustredil, vaše riešenie sa mi páči no nemám problém ani s arduinom či Raspberry.

Autor: Jakub Šafanda
Datum: 10.02.2020 07:46 odpovědět upozornit redakci
uživatel: 100165
reakce na ...
Rekuperaci má snad smysl dělat jen u sprchace. Tam se to většinou dělá výměníkem na odpadu a predehrevem SV. U vany to jde řešit vypuštění vody až vychladne. U ostatních míst jsou ty odběry velmi krátkodobé, musel byste mít nějakou akumulaci odpadní vody a to by bylo dost problematické.

Autor: Michal Ba
Datum: 10.02.2020 21:21 odpovědět upozornit redakci
uživatel: 131872
reakce na ...
Problematické v prípade že nemáte oddelený odpad a s takouto variantou ste nepocitali. Ak máte k tomu suterén je to už reálnejšie. Ja totiž nevidím rozdiel v tom či odoberam teplo zo zeme ktoré mi prichádza vo forme 5-10 stupnovej vody. Od toho či túto energiu odoberam z odpadovej vody povedzme v 200l zásobníku kde sa voda zdrží kým neochladne na 2stupne.
Potom sa TC prepne na hlavný okruh, zemný výmenník.
Ako som už písal čerpanie energie z odpadovej vody mi príde skvelé v tom že nepotrebujem žiadne dodatočné energie ako obehové čerpadlo a pod.
Samozrejme ako jediný zdroj to je nereálne. Práve preto som sa hneď v úvode pýtal čo si myslíte o TC ktoré má viac výmenníkom. Pričom konštrukcia Nanooku mi príde pre tento účel ideálna.

Autor: Pavel Burgr
Datum: 11.02.2020 00:06 odpovědět upozornit redakci
uživatel: 129619
reakce na ...
Mám teď rozkreslené jedno čerpadlo 10kW, a rozhoduji se, zda do něj použiji desku, kterou jsem navrhoval pro 19kW model - ta je ušitá na míru jednoduchému čerpadlu s jedním EEV, tzn. softstart spínání kompresoru, 2x oběhové čerpadlo, 1x EEV (driver krokového motoru přímo na desce), 8x čtení teploty, 2x čtení průtoku a 4x čtení tlaku, vše na jedné desce.
Druhá varianta je potom udělat modulární systém, kde bude řídící deska a pak přes I2C sběrnici jednotlivé moduly spínačů, driverů EEV a čidel... Což by bylo použitelné pro složitější systémy, jako je ten Váš plánovaný se třemi EEV...
No, zatím jsem se úplně nerozhodl, kterou cestou u 10kW čerpadla půjdu...

Autor: Michal Ba
Datum: 12.02.2020 11:38 odpovědět upozornit redakci
uživatel: 131872
reakce na ...
Ak by ste isli do verzie ktora je modularna, bolo by to pre mna velmi zaujimave riesenie. V pripade produkcie sa k Vam rad pridam.
Uvazovali ste pri novej doske aj s moznostou riadenia obehovych cerpadiel?

Autor: Pavel Burgr
Datum: 12.02.2020 12:39 odpovědět upozornit redakci
uživatel: 129619
reakce na ...
Oběhová čerpadla umí spínat i současná deska, takže nová by to uměla samozřejmě také. Tam by to byl prostě jeden modul pro jedno oběhové čerpadlo.

Autor: Michal Ba
Datum: 12.02.2020 13:13 odpovědět upozornit redakci
uživatel: 131872
reakce na ...
Ovladanie som myslel, ovladanie vykonu/prietoku kedze "moderne" obehove cerpadla umoznuju regulaciu vykonu napr. cez PWM (neviem ci su aj ine moznosti, ja som sa pri obehovom cerpadle stretol len s PWM). Predpokladam ze k PWM sa da dostat aj priamo z riadiaceho modulu ktory pouzivate, len kedze pracujete na novej doske mohlo by byt pre niekoho zaujimave tento pin vytiahnut na svorkovnicu.

Autor: Pavel Burgr
Datum: 12.02.2020 13:37 odpovědět upozornit redakci
uživatel: 129619
reakce na ...
To stojí za zamyšlení. Teď čerpadla jenom spínám, protože jak na primáru, tak na sekundáru není potřeba ten průtok nějak dynamicky regulovat - vystačí se s levným čerpadlem nastaveným na jednu ze tří rychlostí. PWM by určitě udělat šlo také, otázka je jenom, zda čerpadla různých výrobců budou pouźívat stejné napěťové úrovně.

Autor: Michal Ba
Datum: 12.02.2020 20:22 odpovědět upozornit redakci
uživatel: 131872
reakce na ...
Ja mam skusenost ze 5V mi stacilo rozsah bol tusim od 4-20V. V kazdom prípade to je tiez riešiteľné cez externe napajanie. V kazdom prípade to uz moze byt vecou modulu teda nieco ako verzia 1 a verzia 2 s pwm pripadne SSR ak by slo o spínanie čerpadla v otvorenom vodnom okruhu. Možnosti je vela kedze cez PWM je možné riadiť uz aj VFD a tak.

Autor: Jakub Šafanda
Datum: 11.02.2020 09:06 odpovědět upozornit redakci
uživatel: 100165
reakce na ...
Využití odpadní vody není tak jednoduché, jak se zdá. Záleží i na tom, jakou všechnu vodu chcete využít. Zda třeba jen z koupelny nebo z celého domu. Toto jsou moje zkušenosti z provozu domácí ČOV.
Obecně problémy, které budete muset nějak řešit:
1. Velká agresivita vody. Použitelné materiály jsou vlastně jen plast a nerez.
2. Znečištění vody
a. Mechanické nečistoty typu vlasy. Mají tendenci se zachytit všude, špatně se čistí.
b. Kaly. Mají schopnost se uzazovat i na místech, kde je mírné proudění. Samozřejmě se budou usazovat na místech s klidnou vodou. Nutno pravidelně čistit.
c. Tuky. Pokud chcete ochlazovat vodu až k teplotě blízké nule, budou se vám všude usazovat. Nejsem si jist, zda je následně dokáže odstranit přitékající teplá voda. Spíše ne.
d. Ostatní látky. Nánosy dokáže udělat i tekuté mýdlo na ruce, zubní pasta...
e. Toaletní papír. Zdaleka ne všechny toaleťáky se dobře rozmělní ve vodě. Někdy vytvoří nacucanou kouli a musíte je mechanicky rozmělnit (třeba silný proud vody).
Veškeré nečistoty se usazují i na rozhraní voda/vzduch. Vysychají a tvrdnou.

Autor: Petr Polák
Datum: 11.05.2019 19:41 odpovědět upozornit redakci
uživatel: 130275
reakce na ...
Dobrý den,

také chci poděkovat za poskytnutý návod! Dobrá práce!
Zrovna čtu knihu pana Ing. Žeravíka (tomu také patří velký dík) a dost si začínám pohrávat s myšlenkou, že si taky postavím TČ. Jsem technik a nadšený elektronik tak bych si na to troufl.

A teď k věci, nezkoušel jste někdo řešit případ, kde by byl zemní kolektor řešen jako výparník a místo plastových trubek by byly měděné?
Kdo se zajímá o TČ tak už na to pravděpodobně narazil. Sice by se zvýšili náklady na materiál zemního kolektoru, ale na druhou stranu by se plocha kolektoru měla teoreticky zmenšit. Dále by odpadl jeden výměník + oběhové čerpadlo.
Co si o tom myslíte?

A ještě jeden dotaz:
Bohužel mám nevhodně řešenou technickou místnost. Je na druhé straně domu než budu mít kolektor, jak se tato situace dá řešit? Lze udělat "sběrač" na zahradě a pak už táhnout jen dvě trubky pod základy domu? Třeba i zaizolované, nebo je lepší je vést okolo domu?

Díky za názory!

Autor: Pavel Burgr
Datum: 13.05.2019 09:50 odpovědět upozornit redakci
uživatel: 129619
reakce na ...
Dobrý den,
Do stavby TČ se určitě pusťte.
Já jsem se myšlenkou DX (Direct Exchange) kolektoru nezabýval, protože plocha kolektoru nebyla to, co by mě omezovalo.
Výhodou je určitě daleko lepší přenos tepla, než u plastové hadice. Na druhou stranu je zase v systému víc chladiva, které je dnes dost drahé. Otázka je, jak se moc ušetří plocha - skoro bych řekl že neušetří, protože stejně potřebujete určitou tepelnou kapacitu zeminy, aby nedošlo k vymrznutí kolektoru.
Co se sběrače týče, mám to udělané přesně, jak píšete - v mém případě ale kvůli nevýhodnému sklonu terénu. Kolektor je nad domem, takže v nejvyšším bodě kolektoru je šachta s rozvaděčem a ovzdušněním. Přívod (2x60m) jsem neizoloval, je započtený do celkové aktivní délky kolektoru.
Skoro bych řekl, že izolovat potrubí pod základem není potřeba, pokud nehrozí, že studené vedení nebude něco nadměrně ochlazovat (např sousední vedení pitné vody nebo tak...). Ale určitě by to chtělo názor někoho, kdo kolektory běžně projektuje.

Autor: Jozef Homola
Datum: 13.05.2019 10:18 odpovědět upozornit redakci
uživatel: 100172
reakce na ...
"aby nedošlo k vymrznutí kolektoru"

Správná poznámka! Dokonce se může stát, že vymrazením mezní vrstvy zeminy vlivem lepší vodivosti mědi a zmenšením kolektoru topný okruh vykáže horší parametry.

Autor: Petr Polák
Datum: 13.05.2019 21:18 odpovědět upozornit redakci
uživatel: 130275
reakce na ...
Děkuji za zajímavý poznatek. Dnes jsem jen tak namátkou hledal ceny měděného potrubí a PE hadic a ten rozdíl ceny je tak markantní, že jsem o tomto druhu kolektoru přestal uvažovat. A cena chladiva také mluví za své...

Autor: Jozef Homola
Datum: 13.05.2019 21:41 odpovědět upozornit redakci
uživatel: 100172
reakce na ...
U výpočtu výměníků se často zanedbává tlušťka stěny a někdy i vodivost. Co se však nezanedbá je průměr a ten rozhodně u plastu nebude srovnatelný s mědí. V praxi by to znamenalo, že pokud by byl průměr trubky 3 x menší vůči plastu, tak přilehlou mezní vrstvou zeminy musí projít 3 x větší energie a to ta zemina nedovolí.
Jiné by to bylo zanořené někde ve fjordu nebo jezeře, kde voda kolem trubky následkem teplotních rozdílů někam "odpluje".

Autor: Petr Polák
Datum: 13.05.2019 21:54 odpovědět upozornit redakci
uživatel: 130275
reakce na ...
Dobrý večer pane Homolo,

to dává smysl. Děkuji za objasnění.

Autor: Petr Polák
Datum: 13.05.2019 21:50 odpovědět upozornit redakci
uživatel: 130275
reakce na ...
Dobrý den,

je to asi tak, jak píšete. Plocha by byla +- stejná. Taky máme poměrně velký pozemek, ale ne zas tak moc, aby nás kolektor neomezoval. Plocha mimo dům je cca 1800m2. Na 10kW tepelné čerpadlo mi vychází max 500m2 plochy. Dům budeme mít v nejvyšším bodě pozemku což je tedy výhoda. Druhá výhoda v tomto případě je, že pozemek má mírný svah na jihozápad takže by měl mít akumulaci velmi dobrou. Podloží je vlhký jílopísek. Mám představu takovou, že bych radši postavil 10kW TČ i když by stačilo 8kW.
Myslím, že se bude energetická ztráta domu časem zvyšovat. (Slehnutí vaty ve stropě, únik plynu z oken apod.)

Chtěl bych se ještě zeptat na několik věcí.
Ze sběrače vám vedou trubky do TČ stejného průměru nebo většího?

Jak je ovládaný expanzní ventil? Mohl by jste prosím trochu popsat princip? Je spínán cyklicky? Nebo nějaké PWM? Za jakých podmínek? Přiznám se, že mám knihu pana Žeravíka přečtenou zatím jen jednou tak mi některé věci unikly...

Jsem s panem Žeravíkem v kontaktu a ten mi taky potvrdil to, že není problém vést potrubí pod domem.

Ještě k elektronice. Rád bych jí postavil na nějakém Open Source řešení. Doma se mi válí jedno Raspberry Pi tak asi na tom. Plus samozřejmě nějaká ta rozšiřující deska. A také analogové vstupy s převodem na I2C. To je dobře promyšlené řešení.

Předem děkuji za odpovědi.

Autor: Šalý Jaroslav
Datum: 14.05.2019 18:46 odpovědět upozornit redakci
uživatel: 118337
reakce na ...
Vzhledem k tomu, že chladicí okruh bude stavět chlaďař (jinak porušujete zákon !!!) tak se domluvte s ním, sám to dáte těžko dohromady - rady z knížek Vám budou k ničemu.
Žádný !!!! certifikovaný chlaďař Vám nenaplní chladivo do neznámého zařízení. (velké pokuty)

Autor: Petr Polák
Datum: 14.05.2019 20:33 odpovědět upozornit redakci
uživatel: 130275
reakce na ...
Dobrý den, děkuji za informaci. Pevně věřím tomu že i pan Burgr si nechal postavit chladící okruh certifikovaným chlaďařem. Sám by se do toho určitě nepouštěl. Teda pokud není chlaďař. Ale to je samozřejmě jeho věc.

Zeptám se tedy jinak, pokud certifikovaný chlaďař obdrží technické listy všech použitých součástek, zkontroluje zapojení a popř. těsnost tak pro něj to zařízení nebude neznámé ne? Potom mi může s čistým svědomím chladivo doplnit.
Srovnám to s elektrickou revizí. Elektroinstalaci taky může dělat laik, ale revizní technik mu musí dát revizní správu po otestování zapojení a jeho funkčnosti... Pokud je to samozřejmě zapojeno správně :-)
Pokud se mýlím, víte který zákon bych porušil? Zkuste mě prosím alespoň trochu nasměrovat. Rád bych si ho přečetl.

Dále bych se rád zeptal, kde pan chlaďař vzal informace k tomu, že zrovna jemu bude chladící okruh fungovat a co má použít za součástky? To se musel taky někde naučit ne?

Autor: Šalý Jaroslav
Datum: 16.05.2019 12:26 odpovědět upozornit redakci
uživatel: 118337
reakce na ...
Proto píši, že musíte se domluvit s chlaďařem, který Vám to bude zprovozňovat.

Autor: Jakub Šafanda
Datum: 15.05.2019 07:57 odpovědět upozornit redakci
uživatel: 100165
reakce na ...
A co je to neznámé/známé zařízení? Máte definici? Certifikovaný chlaďař tedy nenaplní nějakou čínskou klimatizaci? Mě certifikovaný chlaďař měnil deskový výměník, TČ naplnil a neměl s ničím problém. Zančka a typ jednotlivých komponent ho nezajímaly.

Autor: Instalaterství Žalud
Datum: 15.05.2019 08:55 odpovědět upozornit redakci
uživatel: 120140
reakce na ...
Pokud zařízení (stejně je to puzle) s předem definovaných dílů- a provedu všechny potřebné zkoušky a výsledek všech potřebných zkoušek- zařízení je těsné- nevidím problém s naplněním zařízení.

Autor: Šalý Jaroslav
Datum: 01.06.2019 21:13 odpovědět upozornit redakci
uživatel: 118337
reakce na ...
Samozřejmě to lze udělat. Ale musíte si uvědomit, že přebíráte tím na sebe povinnosti výrobce dle EN 378- min štítek, návody k obsluze atd., tak jak požaduje i "308".
V případě havarie jde vše za Vámi.

zobrazuji 1 - 30 z 66   starší >>
odpovědět na původní příspěvek

Přihlášení/odhlášení odběru příspěvků e-mailem:
váš e-mail:
Toto je nemoderovaná diskuse čtenářů portálu TZB-info. Redakce nenese zodpovědnost za obsah příspěvků a vyhrazuje si právo příspěvky odstraňovat.



 
 
Reklama