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 49   starší >>
Příspěvky
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.

Autor: Pavel Burgr
Datum: 20.05.2019 01:38 odpovědět upozornit redakci
uživatel: 129619
reakce na ...
Dobrý den,

Jednotlivé větve jsou 32mm, mezi TČ a sběračem je 40mm.

Expanzní ventil mám Carel, což je jednoduchý ventil ovládaný krokovým motorem.

Moje řídící deska ovládá EEV Carel přímo, je to také open source:
https://github.com/device-farm?utf8=%E2%9C%93&q=nanook&type=&language=
...jen s tou dokumentací jsem trochu pozadu, ale pracuji na tom.

Autor: Pavel Burgr
Datum: 24.03.2019 19:33 odpovědět upozornit redakci
uživatel: 129619
reakce na ...
Git repositáře k projektu jsou přesunuty pod organizaci DEVICE.FARM:
https://github.com/device-farm?utf8=%E2%9C%93&q=nanook&type=&language=

Autor: Matej Ko
Datum: 10.04.2019 10:36 odpovědět upozornit redakci
uživatel: 130137
reakce na ...
V prvom rade, fantastická dokumentácia, ďakujem za zverejnenie.
Chcel by som sa spýtať :
Vidím v modeli priamy spoj nerezových a mosazných dielov - potrubí, nieje v tomto prípade riziko galvanickej korózie? Prepájanie takýchto spojov, v kombinácii s vodou, zvykne mosazné diely pomerne rýchlo zlikvidovať.

Autor: Pavel Burgr
Datum: 10.04.2019 12:01 odpovědět upozornit redakci
uživatel: 129619
reakce na ...
Zajímavá poznámka - máte na mysli napojení nerez vlnovců? Výrobce vlnovců Flexira v dokumentaci použití mosazných niplů přímo uvádí.

Autor: Matej Ko
Datum: 10.04.2019 13:12 odpovědět upozornit redakci
uživatel: 130137
reakce na ...
Presne tieto napojenia som mal na mysli. Nestretol som sa ešte s tým aby výrobca takéto napojenie odporučil, vedeli by ste mi na to dať odkaz?
V chladiarine nemám veľa skúseností, v potrubárine by mi to ale neprešlo.

Autor: Pavel Burgr
Datum: 10.04.2019 14:38 odpovědět upozornit redakci
uživatel: 129619
reakce na ...
Na stránce 14, tabulka 9 - KOMPONENTY A JEJICH MATERIÁL
https://www.flexira.eu/docs/4001-technical-standard-flexira-xconnect-system.pdf
"Zakončovací prvky (niply, převlečné matice a vnější závity) Mosaz (CuZn39Pb3, CuZn40Pb2), korozivzdorná ocel 1.4301 (AISI 304),"

...ale je pravda, že na stránce 42 se uvádí:
"Spojení nebo kontakt různých materiálů. Pokud je to možné, tyto
dva materiály se od sebe odizolují, jinak může dojít ke galvanické
korozi. V případě nerezové austenitické oceli ve spojení
např. s mědí, mosazí nebo bronzem bývá nerezová ocel odolnější."

No, v každém případě budu zanedlouho vyměňovat průtokoměr vody z kolektoru, tak to při té příležitosti zkontroluji.

Autor: Matej Ko
Datum: 10.04.2019 15:44 odpovědět upozornit redakci
uživatel: 130137
reakce na ...
Ďakujem za info, prešiel som si katalóg, a výrobca týmito prvkami hadice ukončuje - vždy je tam ale dištančný prvok. Pri použití na vodu je tento problém ale trvalý, degradácii mosadzi sa zabrániť nedá.
Aj podľa autora knihy z ktorej asi obaja vychádzame, primárny okruh je takmer kompletne medený.

Autor: jarda jarda
Datum: 11.02.2019 00:55 odpovědět upozornit redakci
uživatel: 105814
reakce na ...
Vypada to cool :) ja tomu nerozumim, napadlo me kolektor hodit pod barak pod zaklady, co na to rika teorie? Ze by to ochlazovalo barak? No vlastne pro nove PD se asi ani TC nenavrhuji, zejo.

Mate jiz nejake vystupy pro dodany vykon vs. prikon?

Na cem jste postavil elektroniku? Je to na nejakem standardu, kterey se da treba propojit?

Diky.

Autor: Pavel Burgr
Datum: 11.02.2019 09:46 odpovědět upozornit redakci
uživatel: 129619
reakce na ...
Plošný kolektor pod dům nedávejte - principem je totiž to, že plošný kolektor je vlastně velký solární panel s velkou schopností akumulace.

Výstupy zatím bohužel nemám. Problém je to, že nemám zkalibrovaný vnitřní výstupní průtokoměr, a tím pádem nemůžu zatím určit výstupní výkon. Ale už mám půjčený vodoměr, který plánuji připojit a provést podle něho kalibraci.

Elektronika je kompletně moje. Jedná se o tři desky:
Hlavní deska obsahuje:
- řídící modul Nano Pi Duo, Linux, Node.js, řízení spouštění, web server
- podřízený MCU STM32F030, ovládající relé pro kompresor, oběhová čerpadla, EEV ventil a RGB ledku
- superkondenzátor 4F, pro uzavření EEV při výpadku proudu
- kontaktní relé pro přemostění SSR kompresoru
- externí SSR pro soft-start kompresoru
- I2C sběrnice
- schema: http://pb.drake.cz/index.php/s/NnlmYXAg5C9fsnJ

2x (studená a teplá strana) deska analogových vstupů
- připojená na I2C sběrnici
- MCU STM32F030
- čtení 4x NTC termistor, 1x průtokové čidlo, 2x tlakový sensor (voda, chladivo)
- schema: http://pb.drake.cz/index.php/s/cztbSKeqbdddccj

Autor: Petr Novak
Datum: 01.02.2019 13:47 odpovědět upozornit redakci
uživatel: 121232
reakce na ...
Vypadá to super velmi slušná práce.
Nakolik odhadujete výrobní náklady, bez vývoje a prototypování?

Autor: Pavel Burgr
Datum: 01.02.2019 16:15 odpovědět upozornit redakci
uživatel: 129619
reakce na ...
Mechanické součásti na agregát jsou celkem za 55 tisíc a elektronika tak za 4 tisíce bez DPH. Kolektor s rozvodnou šachtou byl zhruba za 100, tam se moc ušetřit nedá, no a potom nějaké vybavení a chladivo.
Velkou výhodou té konstrukce je, tedy alespoň pro mne, že jsem nemusel vzít do ruky vrtačku nebo pilník. Šasi je z nerezu vypalené a naohýbané v www.idilna.cz .

V případě zájmu můžu elektroniku dodat (je to jedna větší řídící deska a dvě menší pro analogové senzory na studené a teplé straně).

Pro agregát mám poměrně kompletní BOM s cenama a linkama kde co koupit.

Autor: Jiří Kubíček
Datum: 01.02.2019 18:29 odpovědět upozornit redakci
uživatel: 113007
reakce na ...
Dobrý den, u vás ta celková cena naskočila díky zvolenému výkonu TČ a tím pádem velkému kolektoru, mohu se zeptat, proč jste tak velký výkon volil ? Podle fotografie ten dům pod kolektorem nevypadá na to, že by měl tak velké TZ, alespoň tak působí, ale mohu se mýlit. Jinak moc pěkná práce. Řešil jste nějak ohřev TV, nebo je to čistě určeno jen k vytápění ? Jakou máte topnou soustavu a na jaký teplotní spád dimenzovaný ?

Autor: Pavel Burgr
Datum: 02.02.2019 01:02 odpovědět upozornit redakci
uživatel: 129619
reakce na ...
Jedná se o rekonstrukci RD na Šumavě. Půlka obvodového zdiva zůstala (60cm kámen, půlka se musela zbourat a je dostavěná 36kou Porothermem. Všude je 10cm minerální vaty. Zastavěná plocha 192m2, 340m2 podlah. Podle projektu je tepelná ztráta 12kW.
Asi 10 let jsem po rekonstrukci topil dřevem, čemuž odpovídá soustava: kde jsou keramické podlahy, je topení v podlaze, jinak radiátory 75/50.
Samozřejmě by bývalo bylo lepší dimenzovat radiátory na nízký spád, nebo je tam spíš nedávat vubec a mít všude jen podlahovku... ale taková je situace.
Jinak je v okruhu 1000l nádrž, s 12kW elektrickou patronou a stále ještě 18kW kotel Atmos - ten půjde ale časem pryč. Z okruhu je odbočka přes oběhové čerpadlo do boileru s výměníkem, takže ano, pokud je dostatečný rozdíl výstupu TC a teploty v boileru, sepne se oběhové čerpadlo - jinak se TV ohřívá přímo elektricky.

Autor: Pavel Burgr
Datum: 02.02.2019 01:05 odpovědět upozornit redakci
uživatel: 129619
reakce na ...
...tady je ještě výstup z výpočtu:
--- Kolektor ---
délka: 870m
objem: 498l
výkon: 13050W
--- Solanka ---
bod tuhnutí: -20°C
poměr: 1:1.5
voda: 299l
Termofrost L: 199l
--- Chladivo ---
název: R134a
--- Tepelné čerpadlo ---
hmotnostni průtok: 200kg/h
potrubí sání:
objemový průtok: 19.8m³/h
vypočtený vnitřní průměr: 26.5mm
průměr: 28mm
potrubí výtlak:
objemový průtok: 3m³/h
vypočtený vnitřní průměr: 9.4mm
průměr: 12mm
potrubí kapalina:
objemový průtok: 0.2m³/h
vypočtený vnitřní průměr: 10.3mm
průměr: 12mm
kompresor:
110.2cm³/ot

Autor: Jiří Kubíček
Datum: 02.02.2019 11:35 odpovědět upozornit redakci
uživatel: 113007
reakce na ...
Zdravím, ještě k tomu zvolenému chladivu, vážně je možné toto chladivo sehnat a pracovat s ním bez certifikátu ? Nejsem chlaďař a TČ neinstaluji, ale netušil jsem, že je něco takového možné a co jsem se díval různě na netu, tak jsem na koupi tohoto chladiva bez certifikátu nenarazil.

Autor: Pavel Burgr
Datum: 02.02.2019 16:13 odpovědět upozornit redakci
uživatel: 129619
reakce na ...
Možné je, že je situace dnes jiná, ale před půl rokem jsem sehnal 12kg r134a úplně bez problémů v autoservisu. Nabízejí ho i známé prodejny autodílů. Jiné chladivo jsem nesehnal, chlaďařské firmy vždy požadovaly certifikát.

Autor: Jiří Kubíček
Datum: 02.02.2019 16:44 odpovědět upozornit redakci
uživatel: 113007
reakce na ...
Nejsem z oboru, ale zde jeden odkaz:
http://www.vorcz.cz/chladivo-r134a-12-kg-vratna-lahev-32-60-12-134-samostatna-p-g20885.html
Určitě by se k tomu mohl vyjádřit někdo znalejší a říci, zda se vystavujete nějakému postihu při práci s tímto chladivem bez certifikátu a zda autoservisy nebo prodejny autodílů měli oprávnění vám to prodat.

zobrazuji 1 - 30 z 49   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.