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

Отопление загородного дома твердым топливом

Говорят, что все новое – это хорошо забытое старое. И вот тому подтверждение: котлы на твердом топливе пользуются огромны спросом. При вспоминании об отоплении загородного дома твердым топливом в людей ...

Участок в Подмосковье – отличный отдых всей семьи

В последнее время жители городов чаще начинают задумываться о приобретении загородной недвижимости. Практически каждый житель мечтает уехать жить загород хотя бы на летний период. Дышать свежим воздухом, просыпаться с первыми ...

Ворота из профнастила своими руками делаем правильно

Ворота с профнастила своими руками могут украсить любое строение. Материалы для выполнения работы есть в розничной продаже и ворота из профлиста своими рукамиможет сделать каждый. В инете стоит просмотреть фото ...

Холодильники LG отличный выбор

LG Electonics один из крупнейших мировых брендов по производству электроники. На рынке продукция данной торговой марки зарекомендовала себя как качественная и надежная, а средний ценовой сегмент делает ее доступной для ...

Ограда балкона

В наше время практически в каждой благоустроенной квартире есть балкон. В летнее время его можно использовать как дополнительную комнату или как место для отдыха. Но многие из нас применяют его ...

Крыша загородного дома

В процессе строительства коттеджа одним из важных этапов является устройство крыши. Защиту дому от атмосферных осадков обеспечивает именно она. Также она выступает в качестве дополнения к эстетике. Финальным этапом возведения ...

Установка акриловой ванны

Акриловая ванна достойный выбор для тех, кто любит эстетику и комфорт. Хочу подчеркнуть лишь некоторые достоинства, которыми отличается это сантехническое изделие: многообразие нестандартных форм, выпуск которых возможен благодаря пластичности акрила; ...

Установка канализации топас: обслуживание и правила эксплуатации

Любой владелец частного или загородного дома мечтает иметь удобства. Деревянный домик, стоящий поодаль от дома, решает очень узкий круг задач. А если унитаз поставлен в доме, имеется ванная или душ, ...

Современное новшество – инсталляция для унитаза

Более чем 50 лет используется технология скрытой установки сантехники — инсталляция унитаза. Многие организации стали выпускать подобные изделия. Некоторые из них занимаются именно изготовлением смывочных механизмов и монтажных модулей для сантехники. Они ...

Канализационная насосная станция: устройство, расчет и монтаж

Погружные насосы – основная часть такого важного сооружения, как канализационная насосная станция (КНС). Насосы КНС поднимают и перекачивают: ил; ливневые стоки; производственные воды; бытовые сточные воды. Именно о них, их ...

Уплотнительные материалы для сантехники

Сантехнические работы невозможно осуществить без наличия необходимых уплотнительных материалов, которые на сегодняшний день могут быть самыми разнообразными. Материал для уплотнения на основе фторопласта. В обиходе принято называть лентой ФУМ. Можно ...

Пайка медных труб. Часть 1

Пайка медных труб делятся на два вида: высокотемпературная и низкотемпературная. Однако в домашних условиях многие предпочитают низкотемпературную пайку, что сделало её более популярной. Это объясняется тем, что высокотемпературная пайка создаёт ...

Особенности сенсорных смесителей

Сенсорные смесители считаются гигиеничными, удобными, качественными и долговечными сантехническими изделиями. Они действительно впечатляют массой преимуществ, учитывая которые, можно делать свой выбор. Сенсорный смеситель функционирует благодаря работе фотоэлемента, который страивается в ...

Ремонт кухонной столешницы

Столешница на кухне испытывает порой непомерные нагрузки и, со временем, может окончательно испортиться. Вот тогда требуется ремонт столешницы на кухне, который зависит от материала ее изготовления: ДСП-столешница. Самая распространенная проблема столешниц из древесно-стружечных ...

Кран на кухню со шлангом

Кранный смесители помимо основных функций также имеют дополнительные. Одним из них является кран-душдля кухни. В последнее время на рынке появилось много таких моделей. В основном, это смесители с вмонтированной воронкой-душем. ...

Дизайнерська кухня – правильний вибір для Вашого дому

Кухня – особливе місце в будинку і на облаштування цієї ділянки помешкання, часто, слід затратити більше часу і сил, аніж на будь-який інший закуток дому. В кухні ми готуємо і ...

Правильный ремонт кухни

Для того, что организовать ремонт на кухне правильно, важно помнить несколько деталей: Размеры мебели для кухни нужно знать до начала всех работ, чтобы ориентироваться, каким будет свободное и заполненное пространство. ...

Кухня в стиле Прованс своими руками

Прованс – это стиль, пришедший к нам с юга Франции. Легкий и природный, он является олицетворением нежности и гармонии в интерьере. В серых и холодных мегаполисах, так сильно не хватает чуточки природы ...

Фиолетовая кухня

Цветовая гамма оформления кухонного помещения должна быть в первую очередь не только модной и оригинальной, но также не вызывать раздражения. Ведь кухня – это то место, где времени проводится гораздо ...

В КАКОЙ БЫ ЦВЕТ ПОКРАСИТЬ КУХНЮ?

Разговаривая о кухне, непроизвольно появляется желание перекусить, а если еще она у вас выкрашена в правильный «вкусный» цвет, то вообще хочется бежать туда, открыть холодильник и опустошить его. Ученые не ...

Ремонт в ванной? Делаем сами!

Вы купили квартиру под самоотделку? Весь ремонт надо делать с нуля, а денег катастрофически не хватает на приглашение мастеров? Можно многое сделать своими руками! Например, ванную комнату. Могу поделиться опытом. Хочется, чтобы кому-то ...

Руководство потенциальному покупателю ванны

Если вы серьезно взялись за ремонт в доме, то, скорее всего, нужно начинать с ванной комнаты. Ведь это место, где всегда должно быть комфортно и чисто. Влажность же в ванной ...

Как отбелить ванну в домашних условиях

Из какого бы материала ни была сделана ваша ванна, со временем она может пожелтеть и покрыться налетом, от которого не так-то просто избавиться. Особенно часто с этой проблемой сталкиваются обладатели ...

Компактные стиральные машины под раковину

Если вы проживаете в маленькой квартире или хотите использовать свободное пространство рационально, тогда вы смело можете приобрести стиральную машину, которую разместите под раковиной. Компактные стиральные машины под раковину – это ...

Рейтинг@Mail.ru