Не пропусти
Главная 20 Ремонт своими руками 20 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

Как построить угловой камин

Содержание: С чего начать возведение камина? Расчет размеров камина Выбор проекта углового камина Подготовительный этап Устройство фундамента Возведение углового камина Угловой фальш-камин из гипсокартона Заключение Пожалуй, не найдется домовладельца, который не пожелал, ...

Как построить уличный мангал из кирпича

Содержание: Схемы стационарных мангалов из кирпича Уличные печные комплексы Необходимые материалы для строительства Заложение фундамента Рекомендации по кладке Заключение Процесс приготовления шашлыка на обычном железном ...

Как сделать печку из колесных дисков

Содержание: Какие печки можно сделать из автомобильных дисков? Теплогенератор на дровах, сваренный из дисков Печь для бани Печь для шашлыка Заключение Многие мастера-умельцы делают дровяные ...

Как сделать декоративный фальш-камин

Содержание: Виды декоративных каминов Инструкция по изготовлению Фальш-камин из дерева Искусственный камин из гипсокартона Имитация огня в камине Заключение Как правило, устройство настоящей каминной печки на ...

Как сделать печку для гаража

Содержание: Дровяная печь Печь на отработанном масле Рекомендации по установке Заключение Самый простой и удобный путь обогреть зимой гараж – это поставить какой-нибудь электрический обогреватель. ...

Как выбрать термостойкий герметик для печей, каминов и дымохода

Содержание: Виды герметиков для печных работ Силиконовые составы Силикатные составы Как работать с герметиком? Известные торговые марки жаростойких герметиков Заключение Конструкции, сложенные из кирпича, не ...

Как правильно топить печь дровами и углем

Содержание: Подготовительный этап Заготовка топлива Процесс топки печи Топка печи дровами Топка углем Топка банных печей Заключение Многие люди, мало разбирающиеся в печном деле, считают, ...

Как приготовить глину для кладки печи

Содержание: Подготовка к замешиванию раствора Как приготовить кладочный раствор? Шамотная глина для кладки Заключение В печном деле мелочей не бывает. Процесс возведения кирпичной печи выверен ...

Как сделать свечной камин

Содержание: Выбор материала для камина Подготовка к монтажу Порядок выполнения работ Заключение Наличие в доме настоящего камина с весело полыхающими дровами создает обстановку спокойствия, уюта ...

Банные печи Термофор

Содержание: Конструктивные особенности Печи – сетки Печи с подогревом воды Заключение Где, как не в Сибири с ее суровым холодным климатом, могут изготавливать отличные стальные ...

Банные печи Везувий

Содержание: Модельный ряд печей Везувий Обзор стальных печей Серия «Скиф» Серия «Тайфун» Серии «Русичъ», «Лава» Серии «Русский пар» и «Премиум» Печи из чугуна Заключение Компания, ...

Как правильно сложить отопительный щиток

Содержание: Отопительный щиток — знакомство Разновидности и схемы щитков Рекомендации по выполнению кладки Заключение Если вы по разным причинам интересовались нюансами печного дела, то наверняка ...

Как сделать буржуйку длительного горения из газового баллона

Содержание: Схема и принцип работы буржуйки Рекомендации по изготовлению О буржуйке верхнего горения Как правильно сделать дымоход для буржуйки Заключение Один из самых простых и ...

Как сделать буржуйку на отработке для гаража

Содержание: Конструктивная схема буржуйки на отработанном масле Изготовление капельной печи Как правильно установить буржуйку в гараже Заключение Для большинства людей гараж – это строение, где ...

Как построить барбекю из кирпича

Содержание: Проекты уличных печей Схема и порядовка уличного комплекса Проект уличной плиты с коптильней Барбекю из металла Рекомендации по строительству Заключение Природа, свежий воздух, запах ...

Как сделать биокамин для квартиры

Содержание: Устройство биокамина Применяемое топливо Разновидности биокаминов Изготовление топливного блока Заключение Как известно, в условиях квартиры построить настоящий камин на дровах не представляется возможным, поскольку ...