Главная 24 Ремонт своими руками 24 Как сделать тепловой насос своими руками

Как сделать тепловой насос своими руками

Содержание:

  • Устройство и принцип работы
  • Тепловой насос воздух-воздух
  • Тепловой насос вода-вода
  • Как собрать тепловой насос в домашних условиях?
  • Тепловой насос из кондиционера
  • Заключение

Сегодня мало кто сомневается в том, что тепловой насос для отопления дома – самое эффективное средство из всех существующих. Оно же — самое дорогое и сложное в исполнении. По этой причине многие домашние умельцы взялись за самостоятельное решение данной проблемы. Но ввиду ее высокой сложности достижение положительных результатов дается весьма непросто, нужно иметь энтузиазм, терпение и вдобавок хорошо изучить теорию. Наша статья для тех, кто делает первый шаг на пути внедрения у себя дома такого альтернативного источника энергии, как тепловой насос, сделанный своими руками.

Устройство и принцип работы

Для сборки действующей модели теплового насоса не обойтись без знания теории, а точнее, принципа действия этого устройства. Хотелось бы изначально отметить, что утверждения о КПД в 300, 500 и 1000% — это миф или просто маркетинговый ход, рассчитанный на незнание рядовым пользователем законов физики. Так вот, тепловой насос – это устройство, берущее тепловую энергию в одном месте и перемещающее ее в другое с определенным КПД, не превышающим 100%. В отличие от котельных установок, он самостоятельно тепло не производит.

Примером могут служить домашние холодильники и кондиционеры, чья конструкция основана на так называемом цикле Карно, его же использует принцип работы теплового насоса для отопления или ГВС. Суть этого цикла заключается в движении вещества (рабочего тела) по замкнутой системе и меняющего свое агрегатное состояние с жидкого на газообразное и наоборот. В момент перехода выделяется или поглощается огромное количество энергии.

Чтобы пояснить на более доступном языке, перечислим основные элементы, которые включает в себя устройство теплового насоса:

  • компрессор;
  • теплообменник, где рабочее тело переходит в газообразное состояние (испаритель);
  • теплообменник, в котором рабочее тело конденсируется (конденсатор);
  • расширительный (редукционный) клапан;
  • средства управления и автоматики;
  • магистрали из медных трубок.

В качестве рабочего тела выступает вещество, закипающее при низких температурах – фреон. Циркулируя по трубке в виде жидкости, первым делом он попадает в испаритель. После взаимодействия с теплоносителем от внешнего источника (воздух, вода, грунт) рабочее тело испаряется и продолжает свое движение в виде газа. На этом участке давление в системе — низкое. Всю цепочку цикла отражает принципиальная схема теплового насоса:

Как сделать тепловой насос своими руками

Пройдя компрессор, фреон под давлением движется ко второму теплообменнику, где ему предстоит сконденсироваться и передать полученное тепло воде, снова приняв жидкое состояние. Далее, рабочее тело попадает в расширительный клапан, давление снова падает и оно продолжает свой путь к испарению. Цикл завершен.

Заводские теплонасосы для жилого дома способны выдавать теплоноситель с температурой 55—60 ºС, этого достаточно для обогрева помещений радиаторами либо теплыми полами. При этом вся система отопления затрачивает электроэнергию на такие цели:

  • питание компрессора;
  • вращение роторов циркуляционных насосов наружного и внутреннего контура;
  • питание средств автоматики и контроля.

Как сделать тепловой насос своими руками

Получается, что при потреблении 1 кВт электричества действие теплового насоса может переместить в дом до 5 кВт тепловой энергии извне, отсюда и небылицы о КПД 500%.

Тепловой насос воздух-воздух

Теоретически любая среда, имеющая температуру выше абсолютного нуля (минус 273 ºС), обладает запасом тепловой энергии. А значит, ее можно извлечь, уж тем более это нетрудно сделать при температуре окружающего воздуха минус 10—30 ºС.

Как сделать тепловой насос своими руками

Для этой цели служит тепловой насос воздух-воздух, отнимающий тепло у наружной окружающей среды и перемещающий его внутрь частного дома. Это самый доступный способ по цене оборудования и стоимости монтажа, он же – наименее эффективный. Чем крепче мороз на улице, тем меньше тепла удается получить. Принцип действия системы показан на рисунке:

Как сделать тепловой насос своими руками

Наружный блок воздушного теплового насоса внешне похож на такой же агрегат сплит-системы, только внутри у него нет компрессора. Остается лишь пластинчатый теплообменник и вентилятор, чьей задачей является повысить интенсивность процесса путем нагнетания через пластины большого количества воздуха.

Тепловой насос вода-вода

Более эффективным вариантом считается тепловой насос вода-вода. Он извлекает тепловую энергию из ближайшего водоема, если таковой есть на расстоянии до 100 м от дома. Другой, более распространенный способ – отбор тепла у грунтовых вод через скважину. По сути, скважин нужно 2: одна для выкачивания воды, другая – для ее сброса. Ниже представлены схемы тепловых насосов, действующих по такому принципу:

Как сделать тепловой насос своими руками

Здесь есть свои нюансы. Вода из скважины должна проходить очистку перед попаданием теплообменник, а трубы надо прокладывать ниже глубины промерзания грунта. Другое дело – контур на дне водоема, он заполняется незамерзающей жидкостью (пропиленгликолем), что служит посредником между водой и хладагентом.

Как сделать тепловой насос своими руками

Важно. Способность обеспечить частный дом тепловой энергией в этом случае зависит от производительности скважины и объема воды в пруде. Также существуют варианты погружения внешнего контура в проточную воду реки или канализационный септик.

Как сделать тепловой насос своими руками

Также существуют геотермальные тепловые насосы, чей принцип работы не отличается от предыдущих типов аппаратов, только тепло извлекается из грунта на глубине, где температура всегда одинакова – плюс 7 ºС. Для этого в землю закапывается горизонтальный контур из труб, занимающий большую площадь, либо в скважины глубиной 25 м опускаются геотермальные зонды. В обоих случаях в качестве теплоносителя используется антифриз.

Считается, что работа теплового насоса, добывающего тепло из грунта, — самая стабильная и эффективная. Но покупка и монтаж подобного оборудования очень дороги, а домашние мастера-умельцы редко прибегают к реализации этого варианта.

Как собрать тепловой насос в домашних условиях?

Поскольку термодинамический расчет теплового насоса представляет для большинства домашних мастеров — самодельщиков немалую сложность, приводить его здесь мы не будем. Наша задача – представить несколько действующих моделей, чтобы любой энтузиаст мог взять какую-нибудь из них за основу для создания собственного детища.

Необходимо отметить, что тепловой насос, придуманный и собранный своими руками, для подавляющего большинства рядовых пользователей останется недостижимой мечтой, если не приложить к его изготовлению массу усилий и времени.

Простейший тепловой насос из старого холодильника был описан в статье журнала «Инженер» за 2006 г. Он позиционируется, как нагреватель воздух – воздух для небольшого помещения или теплицы. Кстати, какой бы ни был мощный бытовой холодильник, на обогрев даже небольшого дома его не хватит, а вот на 1 комнатку – вполне. Решение реализуется 2 способами, причем внутренняя автоматика отключения демонтируется и все агрегаты соединяются напрямую для непрерывной работы. В первом случае старый холодильник находится в помещении, конструкция насоса показана на схеме:

Как сделать тепловой насос своими руками

Снаружи к нему прокладывается 2 воздуховода и врезается в переднюю дверку. Воздух по верхнему каналу попадает в морозилку, охлаждается и опускается к нижнему воздуховоду из-за увеличения плотности. Затем он покидает корпус холодильника, вытесняемый верхним потоком. Помещение прогревается от теплообменника, расположенного на задней стенке агрегата. По второму способу сделать своими руками тепловой насос так же просто, надо лишь встроить холодильник в наружную стену, как изображено на схеме:

Как сделать тепловой насос своими руками

Самодельный обогреватель из холодильника может функционировать до наружной температуры минус 5 ºС, не ниже.

Тепловой насос из кондиционера

Современные сплит-системы, особенно инверторного типа, успешно выполняют функции того же теплового насоса воздух – воздух. Их проблема в том, что эффективность работы падает вместе с наружной температурой, не спасает даже так называемый зимний комплект.

Как сделать тепловой насос своими руками

Домашние умельцы подошли к вопросу иначе: собрали самодельный тепловой насос из кондиционера, отбирающий теплоту проточной воды из скважины. По сути, от кондиционера тут используется только компрессор, иногда – внутренний блок, играющий роль фанкойла.

Как сделать тепловой насос своими руками

По большому счету, компрессор можно приобрести отдельно. К нему потребуется сделать теплообменник для нагрева воды (конденсатор). Медная трубка с толщиной стенки 1—1.2 мм длиной 35 м наматывается для придания формы змеевика на трубу диаметром 350—400 мм или баллон. После чего витки фиксируются перфорированным уголком, а затем вся конструкция помещается в стальную емкость с патрубками для воды.

Как сделать тепловой насос своими руками

Компрессор из сплит-системы присоединяется к нижнему вводу в конденсатор, а к верхнему подключается регулирующий клапан. Таким же образом изготавливается испаритель, для него сгодится обычная пластиковая бочка. Кстати, вместо самодельных емкостных теплообменников можно использовать заводские пластинчатые, но это обойдется недешево.

Как сделать тепловой насос своими руками

Сама по себе сборка насоса не слишком сложна, но здесь важно уметь правильно и качественно пропаивать соединения медных трубок. Также для заправки системы фреоном потребуются услуги мастера, не станете же вы специально покупать дополнительное оборудование. Дальше – этап наладки и пуска теплового насоса, который далеко не всегда проходит удачно. Возможно, придется немало повозиться, чтобы добиться результата.

Как сделать тепловой насос своими руками

Заключение

Конечно, отопление дома тепловым насосом – мечта многих домовладельцев. К сожалению, стоимость установок слишком высокая, а справиться с собственноручным изготовлением могут единицы. И то зачастую мощности хватает лишь на ГВС, об отоплении речь не идет. Если бы все было так просто, то у нас в каждом доме стоял самодельный тепловой насос, а пока что он остается недоступным широкому кругу пользователей.

О admin

Оставить комментарий

x

Check Also

Монтаж пленочного теплого пола под линолеум – особенности укладки и подключения

Укладка систем обогрева пола уже не является новинкой. Они могут существенно сэкономить средства и сделать ...

Обзор инфракрасного тёплого пола Caleo описание системы, ее характеристики, плюсы и минусы, отзывы потребителей

Если вы хотите добиться максимального комфорта в своем доме не только в летнее, но и ...

Как своими руками смонтировать теплый электрический пол под плитку – выбор системы обогрева и технология укладки

Многие предпочитают отделывать пол в ванной комнате, коридоре или кухне керамической плиткой. Кафель, однако, покрытие ...

Как смонтировать инфракрасный теплый пол под плитку – изучаем технологию

Керамическая плитка – прекрасный вариант для отделки полов в ванной комнате, кухне или коридоре. Однако ...

Монтаж электрических теплых полов – технология укладки

Теплый пол сегодня используется практически повсеместно. Чаще всего его оборудуют в ванных и детских комнатах, ...

Все об устройстве электрического теплого пола в вашем доме – от выбора системы до монтажа

Еще недавно теплые полы считались роскошью, но сегодня устройство электрического теплого пола в домах и ...

Все о кабеле для теплого пола – виды, характеристики, правила выбора и монтажа

Электрический теплый пол может стать не просто дополнительным источником тепла, его можно использовать как основной ...

Как выбрать коллектор для водяного теплого пола и установить его своими руками – ценные советы профессионалов

Коллектор для водяного теплого пола – это один из главных элементов всей системы. Благодаря ему ...

Технология сборки смесительного узла для теплого пола своими руками – выбор и настройка системы

Многие сегодня устанавливают систему теплый пол в качестве дополнительного обогрева. В квартирах, как правило, она ...

Какие теплые полы лучше водяные или электрические? Разбираемся в плюсах и минусах систем

Тепло делает дом по-настоящему комфортным и уютным. Порой бывает так, что центральной системы недостаточно для ...

Устройство теплого водяного пола – из чего состоит система, как работает и какие способы монтажа существуют

Если вы хотите, чтобы круглый год в вашем доме было тепло, уютно и комфортно, можно ...

Монтажные схемы водяных теплых полов в квартире – варианты обустройства системы

Обустройство водяных полов уже давно не является новинкой. Они часто используются в частных домах в ...

Все о применении матов для теплого водяного пола – от выбора до укладки

Если вы хотите обустроить систему теплого пола, без тепооизоляции вы обойтись не сможете. Дело в ...

Как провести расчет теплого водяного пола – важный этап при проектировании системы

Системы теплого пола становятся все популярнее. Они позволяют обеспечить дополнительный комфорт и уют в доме. ...

Трубы из сшитого полиэтилена для теплого пола – полный обзор изделия

Несмотря на то, что на строительном рынке существует масса материалов для труб водяного теплого пола, ...

Можно ли смонтировать водяные теплые полы в квартире от центрального отопления?

Водяной теплый пол в жилом помещении обустраивается сейчас очень часто. Однако такая конструкция больше подходит ...

Обзор сервопривода для теплого пола – принцип работы и советы по установке

Работа теплого пола зависит от многих факторов. Эта система состоит из многих компонентов, которые необходимо ...

Как обустроить трап для душа в полу под плитку – руководство по монтажу

Ванная комната считается, наверное, самым важным помещением квартиры. Поэтому желательно, чтобы она была не только ...

Как уложить плитку в ванной своими руками – разбираемся в технологии

Наверное, нет такого дома или квартиры, где в качестве отделочного материала не присутствовала бы керамическая ...

Какой пол сделать в ванной – требования, особенности монтажа, выбор покрытия

Ремонт ванной комнаты считается самым ответственным и сложным. Здесь приходится сталкиваться с целым рядом специфических ...

Как выбрать плитку для пола в ванную комнату – ценные советы по выбору и укладке

Укладка пола в ванной комнате требует особого внимания и подготовки. Это помещение отличается повышенной влажностью ...

Как выбрать водостойкий ламинат в ванную комнату – разбор покрытия под микроскопом

Ламинат в последнее время становится все более популярным. Дело в том, что он обладает внешней ...

Как положить плитку на деревянный пол в ванной – вся соль в подготовке основания

Ванную комнату в квартире принято отделывать керамической плиткой. Но как быть, если вы живете в ...

Как сделать стяжку пола в ванной под плитку – технология работ от А до Я

Ванная – помещение с особыми условиями эксплуатации. Наличие труб, высокая влажность, тяжелое сантехническое оборудование накладывают ...

Рейтинг@Mail.ru