Самодельные тепловые насосы для отопления

Как сделать тепловой насос для отопления дома своими руками?

В наше время эффективность тепловых насосов уже полностью доказана? и некоторые пытаются сделать тепловой насос для отопления дома своими руками, однако стоит заметить, что это довольно сложно.

Как известно, конструкции такого типа обходятся довольно дорого, поэтому они не каждому по карману. И тут на помощь приходят смекалистые умельцы, которые научились собирать тепловые насосы своими руками.

Для этого не потребуется больших вложений, но мастерство должно быть на достаточном уровне.

Учитывая всю сложность подобных конструкций, добиться хороших результатов можно исключительно большим терпением, высоким уровнем энтузиазма и знанием теории.

Принцип работы

Перед тем, как решиться на самостоятельную сборку теплового насоса, необходимо тщательно разобраться с его устройством, ведь только четкое понимание принципа работы теплового насоса позволит правильно наладить его функционирование.

Данное устройство является средством для перемещения тепловой энергии из одного места в другое. Его КПД при этом составляет 100%.

Больших вариантов быть не может, так как это физически невозможно, поэтому, если производитель указал данный показатель в 300 либо 1000% — это обман.

Тепловой насос состоит из компрессора, теплообменника, то есть испарителя, конденсатора, расширительного редукционного клапана, средства для управления и регулирования процесса, а также медной магистрали. Рабочим веществом в данном случае будет вещество, которое может закипать при низкой температуре, к примеру, фреон.

В жидком виде он циркулирует по трубке, пока не достигнет испарителя. Здесь он превращается в газ при контакте с теплоносителем и продолжает дальше свое движение. После того, как тепло будет передано воде, фреон снова становится жидким и продолжает свой путь к испарителю.

Таким образом, цикл завершается, и движение продолжается снова.

Прочтите также нашу статью Как выбрать насосную станцию для частного дома.

Тепловые насосы, которые созданы на заводах, могут выдавать тепло до 600C. Этого вполне достаточно для того, чтобы обогревать помещение батареями либо теплыми полами. При этом будет затрачиваться электроэнергия на работу компрессора, вращение насосных роторов и питание средств контроля. При минимальных затратах производительность теплового насоса очень велика.

Система воздух-воздух

Если разобраться, то в любой среде, которая имеет температуру выше нулевой, можно добыть тепло. Если же воздух нагревается около 10-130C, то тут проблем быть вовсе не должно, но для этого понадобится специальное устройство, а именно система, способная отнимать тепло у окружающей среды и передавать его помещению.

Специалисты говорят о том, что воздушный тепловой насос является самой простой и недорогой конструкцией, но в то же время наиболее неэффективной для обогрева. Если на улице сильный мороз, хорошо прогреть помещение не удастся, а это огромный минус. По виду тепловой насос воздух-воздух напоминает сплит, но без компрессора, а лишь с пластинчатым теплообменником и вентилятором.

Система вода-вода

Более эффективным способом для обогрева помещений является тепловой насос вода-вода. В этом случае можно извлекать тепло из водоема и передавать его в дом. Но подобный вариант возможен исключительно в том случае, если поблизости имеется источник воды. Желательно, чтобы он был не дальше 100 м, иначе конструкция будет слишком затратной.

В последнее время немалой популярностью пользуются геотермальные тепловые насосы. Они работают на основе воды из подземных источников, поэтому их использование очень выгодно. Чтобы обустроить работу конструкции через скважину, понадобится сразу два отверстия. В первом будет происходить забор воды, а во втором ее сброс.

Прочтите также нашу статью Обустройство скважины своими руками.

При работе с водяными тепловыми насосами мастер должен учесть все нюансы. В противном случае конструкция может оказаться просто неэффективной либо быстро прийти в негодность, а это нехорошо, учитывая ее высокую стоимость.

В первую очередь необходимо позаботиться о том, чтобы вода очищалась перед тем, как попасть в трубы, иначе они быстро засорятся и перестанут нормально функционировать.

Закладка труб для набора и слива жидкости должна происходить на том уровне, где грунт не будет промерзать.

Чтобы обеспечить дом теплом на должном уровне, необходимо учесть глубину скважины либо объемы пруда. Если воды будет слишком мало, тепла для обогрева явно не хватит.

При использовании геотермальных источников принцип сооружения остается тем же. В качестве теплоносителя желательно использовать антифриз. Подобный тип теплового насоса считается самым эффективным и стабильным. Однако нужно понимать, что его изготовление, а уже тем более приобретение, обойдется довольно дорого, так как конструкция сложная.

Прочтите также нашу статью Циркуляционный насос для отопления как выбрать.

Система воздух-вода

Современные тепловые насосы, работающие по принципу воздух-вода, являются самыми удобными и популярными в своем роде. Если с вышеописанными системами очень удобно работать в частных домах, то такой вариант можно установить даже в многоэтажном жилом либо офисном здании, расположенном в городе.

Преимуществ у тепловых насосов воздух-вода очень много. В первую очередь, это существенная экономия оплаты коммунальных услуг.

Достаточно один раз потратиться на установку оборудования, после чего нужно оплачивать лишь незначительное потребление электроэнергии. В остальном затрачивается воздух, который является абсолютно бесплатным ресурсом.

Как правило, качественные установки работают бесшумно и очень эффективно. Даже в том случае, когда на улице минусовая температура, в квартиру будет поступать тепло.

Дополнительным плюсом конструкций такого типа является простота монтажа, если сравнивать с системой вода-вода. Тут нет необходимости бурить скважины и укладывать трубы. Для городских домов часто используются тепловые насосы без трубопровода.

Из недостатков стоит отметить не слишком высокую эффектность данного устройства при довольно низкой температуре воздуха за окном.

К примеру, когда на улице -25 0С, тепловой насос не будет обогревать помещение. На этот случай в доме должен быть предусмотрен другой вариант отопления.

Специалисты рекомендуют использовать устройства для обогрева помещения с системой воздух-вода в регионах с мягкой зимой.

Можно ли изготовить насос в домашних условиях

Даже опытные мастера не всегда берутся за то, чтобы создать тепловой насос для отопления дома самостоятельно, так как данная конструкция очень сложна. Однако существуют экспериментаторы, которые творят чудеса из довольно необычных предметов. Как правило, за основу берется бытовая техника.

Прочтите также нашу статью Фекальный насос с измельчителем для туалета.

В качестве яркого примера человеческой гениальности можно взять тепловой насос из старого холодильника, который был представлен на суд общественности около 10 лет назад. Специалисты оценили данный агрегат как довольно эффективное средство для обогрева одной комнаты. На большое помещение, безусловно, такой мощности не хватит.

Конструкция из старого холодильника может работать, как в комнате, так и быть встроена в стену. Эффективное функционирование возможно при внешней температуре воздуха не ниже — 5 0С.

Современные сплит-системы можно тоже назвать тепловыми насосами, работающими по системе воздух-воздух. Однако в первоначальном своем варианте они потребляют слишком много электроэнергии.

Чтобы удешевить прибор, умельцы научились переделывать сплиты в тепловые насосы системы вода-вода.

В данном случае от кондиционера будет использоваться лишь компрессор, вся остальная конструкция собирается руками мастера.

Тепловой насос считается очень удобной и выгодной конструкцией. Однако высокая стоимость устройства не дает возможности использовать ее широко. Приобрести тепловой насос по силам далеко не каждому, а изготовить его самостоятельно могут лишь единицы, и это самый главный недостаток устройств такого типа.

Источник: http://koffkindom.ru/kak-sdelat-teplovoj-nasos-dlya-otopleniya-doma-svoimi-rukami.htm

Самодельные тепловые насосы – Можно ли самому сделать

Содержание статьи

Наблюдая стремительное развитие науки и техники, активное внедрение инновационных технологий и научных открытий, можем констатировать, что этот процесс не обошёл стороной и такую сферу, как отопление жилья.

Можем убедиться, что человечество здесь неустанно развивает свои возможности, учёные предлагают новые принципы и методы, которые можно использовать для обогрева дома или квартиры Усовершенствованные радиаторы, конвекторы, устройство водяного пола с обогревом, устройство инфракрасного пола – всё это наука подарила человечеству для того, чтобы сделать дом более тёплым и комфортным.

К относительно новым технологиям относится и отопление загородного дома тепловым насосом. Эта система у нас не является ещё широко распространённой, нельзя даже сказать, что каждый человек слышал о ней или понимает, что она собой представляет.

С другой стороны тепловой насос для отопления дома очень популярен в странах Скандинавии – там они встречаются довольно часто. Их можно использовать как в комбинации с радиаторами, так и в системах водяного пола.

Если изучить отзывы, которые получила подобная система отопления, можно с уверенностью сказать, что она очень перспективна и в будущем приживётся и у нас.

Принцип действия и виды тепловых насосов

При том, что сегодня немногие у нас могут похвастаться знакомством устройством и принципом действия этого аппарата, он работает по хорошо знакомой нам схеме. Система отопления такого рода работает по тому же принципу, что холодильник или кондиционер.

Учёные такой алгоритм называют принципом Карно – он был описан ещё в середине 19 века. Система с помощью теплоносителя собирает тепло в окружающей среде и отдаёт его в нужной точке. Если в качестве примера привести холодильник, то фреон забирает тепло из морозилки и выбрасывает его в помещение.

За счёт этого в морозилке держится минусовая температура, а задняя стенка холодильника нагревается.

По тому же алгоритму работает и тепловой насос – теплосборник прячется глубоко в грунте или в открытом водоёме и соединяется контуром с системой отопления в доме.

С помощью теплоносителя тепло собирается от грунтовых вод, открытых водоёмов, подземных источников и доставляется в помещение в обогревающие приборы а также в магистраль пола с подогревом. Практика показывает, что в качестве источника тепловой энергии можно использовать любой объект, температура которого выше абсолютного нуля.

По аналогии с реверсивным кондиционером, устройство может работать на нагрев и на охлаждение в зависимости от потребности. Если нужно обогреть помещение, он доставляет тепло, если необходимо охладить – он забирает его.

Если расписать подробно принцип действия подобной установки, он будет выглядеть следующим образом:

  • По внешнему контуру, расположенному во внешней среде, происходит циркуляция теплоносителя, который при этом нагревается до определённой температуры.
  • После попадания теплоносителя в теплообменник тепло передаётся на внутренний контур.
  • Хладагент в испарителе нагревается и переходит в газообразное состояние.
  • Потом он в виде газа поступает в компрессор, там происходит его принудительное сжатие, вследствие чего он существенно нагревается.
  • Далее сжатое газообразное вещество поступает в конденсатор и отдаёт своё тепло в радиаторы или контур водяного пола для обогрева дома с помощью теплоносителя.
  • Хладагент остывает, становится жидкостью, снова возвращается во внешний контур и происходит повторный цикл.

Рассмотрим, какие бывают виды тепловых насосов:

  • Грунт-вода – отзывы говорят о том, что такие устройства наиболее стабильны и их выбор лучше всего подходит для использования круглый год. Внешний контур в этой разновидности закладывается в грунте на определённой глубине. Как правило, на таких глубинах температуры стабильны круглый год, что и обуславливает стабильность такого устройства. Контур можно сделать как горизонтальным, так и вертикальным. При горизонтальном расположении неудобство состоит в необходимости выделить большую площадь под контур – этот участок нельзя будет использовать для других целей. При вертикальном расположении этот недостаток устраняется, однако потребуется бурить глубокие скважины – это можно сделать только при помощи специалистов и специального оборудования.
  • Вода-вода – внешний контур устраивается в открытых водоёмах либо в грунтовых водах через специальные скважины. При таком методе мы получаем наиболее высокий коэффициент полезного действия.
  • Воздух-вода – внешний контур располагается снаружи дома. В наших краях при минусовых температурах этот способ не очень эффективен.
  • Воздух-воздух – такое устройство может отлично работать и при отрицательной температуре. Для этого нужен воздуховод – мы можем сделать его своими руками. Однако при температуре ниже -10 градусов затраты на электричество будут чрезвычайно высокими и экономический эффект работы агрегата будет отрицательным.
  • Гидродинамический аппарат – здесь тепловой эффект получается в результате преобразования механической энергии от работы электрического генератора в тепловую, которая переносится с помощью теплоносителя. Гидродинамический аппарат можно сделать своими руками.
Читайте также:  Оазис – оптимальное соотношение цена – качество для скважинных насосов

Выбор вида теплонасоса должен учитывать тепловые потери в доме, особенности здания и земельного участка. Ну и разумеется, выбор не в последнюю очередь должен учитывать финансовые возможности владельца и экономический эффект от работы устройства.

Достоинства теплового насоса

Рассмотрев принцип работы, особенности и разновидности тепловых насосов, мы должны подробнее обратиться к их достоинствам, которые делают подобные устройства столь эффективными и многообещающими:

  • Экономический эффект – подобные агрегаты очень эффективно используют затраченную энергию, их коэффициент полезного действия очень высок. Кроме того здесь для нагрева теплоносителя используется энергия окружающей среды – это крайне выгодно и перспективно.
  • Универсальность и повсеместность – для забора тепла годится практически любая среда, что делает подобные аппараты применимыми практически в любом месте планеты. Специфика их работы позволяет обойтись даже без электричества – можно применять дизельные или бензиновые генераторы. Кроме того такие аппараты могут работать как на нагревание, так и на охлаждение.
  • Экологичность – устройство использует энергию окружающей среды, не сжигает никакие токсичные вещества и не загрязняет окружающую среду вредными для здоровья токсичными выбросами.
  • Безопасность – поскольку здесь не используется топливо, нет опасности взрыва или пожара. Не приходится опасаться и отравления угарным газом или продуктами сгорания топлива – подобные установки практически безвредны.
  • Подобная система может быть изготовлена своими руками. Все узлы и подключения можно сделать в домашних условиях, самостоятельно смонтировать и запустить своими руками.

Как изготовить своими руками самодельный тепловой насос

Как мы смогли убедиться использование теплового насоса чрезвычайно выгодно – высокий коэффициент полезного действия, экономичность, экологичность, безопасность. С ним могут работать радиаторы отопления, а также система водяного пола с подогревом.

Однако не всегда есть желание или возможность тратить большое количество денег на дорогостоящее оборудование. В таком случае все узлы и подключения можно сделать своими руками – самостоятельно изготовленный агрегат будет служить для нагрева батарей или водяного пола не хуже, чем сделанный на заводе.

Практически весь процесс можно разделить на следующие этапы:

  • Необходим грамотный термодинамический расчёт – он должен учитывать особенности участка, здания, наличие пола с подогревом и радиаторов, их количество и мощность, тип теплоносителя, а также другие факторы, которые влияют на эффективность и экономичность работы установки.
  • Приобретаем компрессор – для наших целей годится компрессор от кондиционера. Его можно разместить где-нибудь на стене дома.
  • Конденсатор вполне можем сделать своими руками. Берём подходящую ёмкость, разрезаем на две половинки, помещаем внутрь змеевик из медной трубки в металлическом или пластиковом корпусе. Свариваем половинки бака и делаем резьбовые патрубки для подключения.
  • Всю необходимую пайку и закачку фреона должен делать специалист – в процессе выполнения этих работ можно получить травму.
  • Выполняем все необходимые подключения к внутреннему контуру, по которому с помощью теплоносителя обогреваются радиаторы и система водяного пола.
  • Монтируем во внешней среде магистраль для забора тепла и выполняем все подключения.
  • В качестве теплоносителя используем, как правило, обыкновенную воду.

После изготовления и монтажа необходима тщательная проверка оборудования. После того, как все испытания прошли успешно, можем запускать его в эксплуатацию.

Заключение

Отопление с помощью теплового насоса сегодня не очень известно в наших краях, однако мировая практика показывает, что подобные установки очень перспективны. Ввиду своей эффективности, экономичности и экологичности они всё становятся всё популярней среди владельцев частных домов. Кроме того, для работы используется энергия внешней среды, что чрезвычайно выгодно и удобно.

Как показывает опыт, установка подобного рода на участке площадью 400 м2 полностью окупает себя на протяжении нескольких лет. Использование горючего топлива постепенно уходит в прошлое и человечество всё уверенней начинает пользоваться неиссякаемыми ресурсами окружающей среды.

Источник

Источник: http://groteskstroy.ru/uteplenie/samodelnye-teplovye-nasosy.html

Тепловые насосы своими руками (самодельные): виды, монтаж

Могли бы вы подумать, что устройство, в основе которого лежит технология обычного холодильника сможет выполнять качественное отопление не только бассейна, но и всего дома? Всё это выполняет обычный тепловой насос, который, более того, можно самостоятельно изготовить в домашних условиях.

Самодельный тепловой насос Френетта

Если вы поймете принципы его работы и особенности конструкции, то сможете справиться с его созданием самостоятельно. Что очень полезно и удобно для обустройства своего жизненного пространства.

Технология, лежащая в основе теплового насоса, по сути своей, мало чем отличается от технологии функционирования обычного холодильника. Как вы знаете, холодильник, для обеспечения низкой температуры выкачивает тепло из камер, и передает его наружу, через радиаторы.

На этом же принципе основывается и технология теплового насоса: для отопления помещений он «выкачивает» тепло из земли, или воды, перерабатывает его и отдает в систему отопления дома, теплицы либо бассейна.

Хладагент (фреон, либо аммиак), циркулирует по системе, состоящей из внутреннего и внешнего контура. Внешний контур расположен в среде забора тепла. В качестве такой среды может выступать воздух, земля, либо вода.

По сути, любая естественная среда обладает достаточным количеством рассеянной тепловой энергии, которая собирается хладагентом, и передается в систему для переработки. Для начала процессов необходимо, чтобы теплообменник повысил свою температуру на 4-5 градусов. Это очень важный момент, так как теплообменник напрямую влияет на все условия вокруг.

Далее, из внешнего контура нагретый хладагент попадает во внутренний контур. Первый блок – испаритель, трансформирует теплообменник из жидкого состояния в форму газа. Это возможно благодаря тому, что фреон, при невысоком давлении внешней среды, обладает очень низкой температурой кипения.

Далее, из испарителя фреон в газообразной форме попадает в компрессор, где газ сжимается, вследствие чего резко повышается его температура. После этого газ попадает в третий блок – конденсатор. В нём газ отдает свою температуру воде — теплоносителю системы отопления дома, после охлаждения он обратно принимает жидкую форму, и выполняется повторная циркуляция.

Главной характеристикой продуктивности теплового насоса для отопления выступает коэффициент преобразования, который зависит от соотношения тепловой мощности, выдаваемой насосом, к количеству потребляемой тепловой энергии.

Схема действия стандартного теплового насоса

Конструкция классических тепловых насосов делится на два основных контура – внешний и внутренний. Очень важную роль в них играет теплообменник, как основной провоцирующий фактор. Внешний контур состоит из труб, по которым циркулирует теплообменник (хладагент).

Такой контур может иметь разные способы реализации и расположения, однако он всегда выполняет только одну функцию – выполнять циркуляцию хладагента в среде забора тепла, и перемещать теплообменник к компрессору. Трубы внешнего контура выполняются из пластика, или других материалов с высокой теплопроводностью.

Внешний контур – сам насос, состоит из конденсатора, компрессора, испарителя и редукционного клапана.

Кроме этого, выделяют гидродинамический ТН, конструкция которого отличается от обычного теплового насоса для отопления. Гидродинамический насос состоит из силового агрегата (двигателя), теплогенератора, и соединительной муфты, которая передает произведенную приводом энергию на генератор, где происходит нагрев рабочей жидкости для отопления.

В зависимости от вида среды, в которой тепловой насос черпает энергию, выделяют такие виды ТН:

Воздушный тепловой насос является самым бюджетным вариантом альтернативного отопления, он может быть обустроен своими руками, так как для его функционирования нет необходимости обустраивать сложную систему внешнего контура.

Стандартная схема подключения теплового насоса бытового назначения

Однако воздушный насос обладает одним существенным недостатком, который делает его использование в нашем климате неоправданным – с понижением температуры воздуха резко снижается его эффективность.

Если для отопления бассейна вы хотите сделать тепловой насос своими руками, насос типа воздух-вода– лучший вариант. Причем для бассейна такой вариант будет предпочтительным, так как с ним достаточно просто работать и он чрезвычайно практичен.

Внешний контур для забора тепла расположен в незамерзающем водоеме – искусственном, либо естественном. По уровню теплоотдачи вода является наиболее эффективной средой. На практике, использование поверхностных водоемов неоправданно, так как они замерзают в холодное время года.

Максимальная стабильность и эффективность отопления тепловым насосом достигается при использовании грунтовых вод. Для этого создаются специальные скважины, в которых размещается внешний контур системы.

Несмотря на то, что данная технология отопления является наиболее трудоемкой, её использование имеет смысл, так как температура грунтовых вод не подвергается существенным изменениям в разное время года. Оптимальный вариант для отопления бассейна либо небольших жилых помещений.

Для забора тепла используется грунт, что обуславливает необходимость создания коллекторов (для горизонтального размещения труб внешнего контура), либо неглубоких скважин (для вертикального размещения — 1 погонный метр скважины дает 40-60 Ватт тепла).

Используется такой вариант повсеместно – от прогрева бассейна, до отопления всего дома. Название «рассол» технология получила от того, что в трубы заливается специальная незамерзающая жидкость.

Процесс сборки самодельного теплового насоса из медных туб и обмоток

Также существует тепловой насос Френетта – он работает по отличающейся технологии, и не с обычными тепловыми насосами не имеет ничего общего. Данный насос представляет собою две цилиндрические емкости – большую и меньшую, при этом, емкость с меньшими размерами размещается внутри большого сосуда.

Свободное пространство между ними заполнено маслом. Внешний цилиндр неподвижно зафиксирован, а внутренняя емкость подсоединена к валу привода, при работе которого, вследствие сил трения возникающих при вращательных движениях цилиндров, масло нагревается до очень высокой температуры и передается к радиаторам отопления.

Такой механизм обладает достаточно высокой эффективностью, и при этом, его можно без проблем изготовить своими руками.

2 Делаем и устанавливаем тепловые насосы своими руками

Тепловой насос своими руками изготовить вполне реально, однако для этого необходимо найти хороший компрессор.

Сделать это можно, заглянув к какому-то местному мастеру по ремонту бытовой техники, где распотрошив старый кондиционер, вы за небольшую сумму получите вполне качественный компрессор (их ресурс работы намного больше, чем среднестатистический срок жизни кондиционеров).

В качестве конденсатора можно использовать бак из нержавейки, ориентировочно на 100 литров. А для контура, по которому будет циркулировать теплообменник, отлично подойдут тонкие медные сантехнические трубки.

Тепловой насос своими руками – этапы изготовления:

  1. С помощью уголка, либо L-образных кронштейнов крепим компрессор к стене в том месте, где будет размещаться тепловой насос.
  2. Далее, из медных трубок делаем змеевик – обматываем их вокруг цилиндра подходящей формы. Следите за тем, чтобы шаг намотки по всем змеевику был идентичен.
  3. Бак разрезается на две части, внутрь вставляется змеевик, после чего бак сваривается обратно. При этом в нём создается несколько резьбовых входных отверстий – сверху и снизу, через которые наружу выводятся крайние трубки змеевика.
  4. В качестве испарителя используем обычную пластиковую бочку, в которую заводятся трубы внутреннего контура (либо любую другую емкость, объем которой идентичен конденсаторному баку).
  5. Для транспортировки прогретой воды используются обычные ПВХ трубы.
Читайте также:  Как получить лицензионное разрешение на установку артезианской скважины

Обмотка для самодельного теплового насоса из стали

Для заправки системы фреоном рекомендуется обратиться к специалисту.

Чтобы сделать тепловой насос Френетта своими руками нам необходимо обзавестись такими материалами:

  • Стальной цилиндр (диаметр выбирайте исходя из мощности насоса, которая необходима вам для отопления: чем больше рабочая поверхность – тем более эффективным будет устройство);
  • Стальные диски, с диаметром на 5-10% меньше, чем диаметр цилиндра;
  • Электродвигатель (лучше всего изначально подбирать привод с удлиненным валом, так как на него будут устанавливаться диски);
  • Теплообменник – любое техническое масло.

От количества оборотов, которое может выдать двигатель, будет зависеть температура, до которой насос Френетта сможет прогреть воду для отопления дома, либо бассейна. Чтобы вода в радиаторах прогрелась до 100 градусов необходимо, чтобы привод обеспечивал 7500—8000 оборотов/мин.

Вал силового агрегата на подшипниках размещаем внутри стального цилиндра. Место, где вал входит в цилиндр должно быть надежно уплотнено, поскольку наличие даже малейших вибраций быстро выводит механизм из строя.

На вал двигателя монтируются рабочие диски. Необходимое расстояние между ними можно задать, накручивая после каждого диска гайки. Количество дисков определяется в зависимости от длины цилиндра – они должны равномерно заполнять весь его объем.

В верхней и нижней части цилиндра просверливаем два отверстия: к верхнему будет подведены отопительные трубы, в которые будет подаваться масло, а к нижнему отверстию подсоединяется обратная труба для возврата использованного масла с радиаторов.

Вся конструкция закрепляется на металлической раме. После того как агрегат собран, цилиндр заполняется маслом, к нему подключаются патрубки отопительной магистрали и выполняется герметизация соединений.

Тепловой насос, созданный на производстве

Тепловой насос Френетта обладает очень высоким КПД, что позволяет его эффективно использовать в любых отопительных системах. Он может использоваться для обогрева любых хозяйственных помещений, гаражей, и жилых зданий. Кроме этого, за счет компактных размеров такой самодельный насос отлично подходит для прогрева бассейна, либо «теплого пола».

Но помните, что при прогреве бассейна и других крупных емкостей с водой необходим насос достаточной мощности, иначе вы просто будете использовать его не по назначению, и желаемых результатов не получите.

Особенности монтажа тепловых насосов зависят, в первую очередь, от способа размещения внешнего контура.

  1. Геотермальные тепловые насосы. Для вертикального способа монтажа создаются скважины глубиной от 50 до 100 метров, в которые опускается специальный зонд. Для горизонтальной укладки создается траншея на ту же длину либо котлован, в котором трубы укладываются параллельно друг другу. Трубы закладываются в грунт на глубину полутора метров.
  2. Насосы вода-вода: внешний контур укладывается на дне водоема, и выводятся к тепловому насосу.
  3. Воздух-вода: блок с трубами внешнего контура устанавливается на крыше или на стене здания (по внешнему виду его трудно отличить от наружной коробки кондиционера), и подводится к тепловому насосу внутри помещения.

2.2 Пример самодельного теплового насоса Френетта (видео)

Источник: http://vizada.ru/2018/05/02/teplovye-nasosy-svoimi-rukami-samodelnye-vidy-montazh-2/

Отопление дома с помощью теплового насоса

В центре нашей планеты располагается мощный источник тепла — раскаленное ядро.

Благодаря этому, на протяжении всего существования цивилизации у человечества всегда будет возможность использовать это тепло в своих целях.

Помимо этого, окружающая среда (воздушные массы, вода в водоемах) аккумулирует энергию Солнца. Тепловые насосы для отопления дома — геотермальные, воздушные и водяные функционируют, используя тепловую энергию природы.

Тепловой насос для отопления дома

Базовый принцип функционирования

Тепловой насос извлекает низкотемпературную энергию тепла из окружающей среды и преобразует ее в высокотемпературную, которая идет на нагрев жидкости в контуре отопительной системы или напрямую греет воздух в помещении. Функционирование теплонасоса базируется на физических и химических законах, давно открытых наукой.

Чтобы разобраться, как работает тепловой насос для отопления дома, нужно вспомнить принцип работы обычного холодильника. Отличие заключается в том, что процессы идут в обратной последовательности. В случае с холодильником рабочее вещество испаряется, за счет чего продуцирует холод. А в тепловом насосе рабочее вещество конденсируется и отдает при этом тепло.

Конструкция холодильника включает испаритель (морозильную камеру) — это источник холода в системе. Излишки тепла попадают на конденсаторную решетку (она расположена с тыльной стороны корпуса) и выбрасываются в воздух.

Теплонасос также нуждается в испарителе, который должен контактировать с природным источником низкотемпературной энергии. К ним относятся:

  • воздушные массы снаружи дома;
  • глубинная часть незамерзающих водоемов;
  • земная кора ниже точки промерзания грунта.

В системе присутствует конденсатор — устройство, которое обеспечивает теплообмен. По сути, тепловой насос напоминает холодильник, в котором тепло целенаправленно уходит на прямой или косвенный обогрев помещения, а не выбрасывается в атмосферу за ненужностью.

Тепловой насос — система, которая работает циклически, ее рабочее вещество, как и в холодильнике — хладагент. В состав теплонасоса входит три контура:

  • внешнего сбора — проложен во внешней среде, по нему перемещается теплоноситель с подходящими характеристиками, обычно это антифриз;
  • коллектора — в его состав входит коллектор, теплообменники, клапаны и т.д.;
  • внутреннего снабжения — для отопления помещений или поставки горячей воды в систему ГВС.

Принципиальная схема работы теплового насоса

Принцип работы тепловых насосов для отопления дома достаточно прост. Пока теплоноситель движется по рабочему контуру (он может находиться на воздухе, в воде, в грунте), он получает низкую энергию тепла. Далее теплоноситель поступает в первый теплообменник — это испарительная камера, где он отдает аккумулированное тепло хладагенту, который циркулирует по внутреннему контуру системы.

Хладагент в жидком виде перемещается в испарительную камеру, где под воздействием низкого давления и температуры +5°С переходит в газообразное состояние.

Газ поступает в компрессор, и в результате сжатия его температура скачкообразно возрастает. Газ движется дальше, в конденсатор, и отдает эту тепловую энергию системе отопления.

Избавившись от излишков тепла, газ переходит в жидкое состояние, и цикл начинается заново.

Первичные контуры и функциональность системы

Для работы теплонасоса требуется источник тепловой энергии, которым может служить любая среда при условии, что в зимнее время ее температура стабильно будет превышать +1°С. Таким образом, практикуется установка агрегатов, получающих тепловую энергию из воды, воздуха и земли (из грунта или пород глубокого залегания).

Вода

Для прокладки первичного контура подходит любой естественный или искусственный водоем, при условии, что он не промерзает до дна.

Длина трубопровода, погруженного на дно, определяется при расчете мощности теплового насоса — один метр смонтированного змейкой или кольцами трубопровода позволяет получить до 30 Вт тепловой энергии.

То есть, теплонасос с трубопроводом длиной 500 метров способен обогреть дом, у которого потребность в тепле составляет 15 кВт.

Горизонтальный трубопроводный контур, уложенный кольцами

Принцип работы теплового насоса вода-вода заключается в том, что полученное тепло используется на нагрев жидкого теплоносителя в радиаторной системе отопления или контуре теплого пола.

Функциональность теплового насоса вода-вода достаточна, чтобы обеспечивать стабильный напольный обогрев, так как позволяет поддерживать температуру теплоносителя на уровне 45-60 градусов.

Для полноценного радиаторного отопления с таким температурным режимом дом требуется серьезно утеплить.

Воздух

У теплового насоса вода-вода коэффициент преобразования в среднем составляет 1,5-2,2. В то время как тепловой насос воздух-воздух или воздух-вода превышают этот показатель приблизительно в два раза — коэффициент преобразования более 4.

Тепловые насосы, работающие по схеме «воздух-воздух» широко распространены, поскольку они не нуждаются в монтаже больших контуров. Любой инверторный кондиционер, сплит-системы, работающие на обогрев помещения, по сути, являются тепловыми насосами с небольшой эффективностью.

Принцип работы воздушного теплового насоса

Воздушный тепловой насос имеет существенный недостаток — в морозную погоду ему негде брать тепло. Некоторые модели агрегатов рассчитаны на работу при -20°С, в остальных случаях предел не опускается ниже -10°С.

Помимо агрегатов «воздух-воздух» существует тепловой насос системы воздух-вода. Его отличие в том, что полученная тепловая энергия греет не воздух в помещении, а теплоноситель в отопительном контуре.

Принцип действия теплового насоса воздух-вода стандартный. При этом испаритель, дополнительно оснащенный вентилятором, устанавливают снаружи дома, а компрессор и конденсатор внутри. Подсоединив к теплообменнику водяной контур, можно обустроить напольный обогрев помещения.

Земля

Самым стабильным природным источником тепла являются горные породы на глубине свыше 20 метров, так как они постоянно подогреваются теплом от земного ядра.

Но под установку контура из U-образной трубы приходится бурить глубокие скважины, что сказывается на цене установки.

Геотермальные установки эффективны, но окупаются только через 10-15 лет эксплуатации при условии качественного утепления дома.

Тепловой насос “Земля-Вода”

Более дешевый в монтаже вариант подразумевает укладку контура на полметра ниже уровня промерзания грунта. Схема укладки — змейкой или кругами. Монтаж такой системы требует большого объема земельных работ, кроме того, внешний контур может быть поврежден в процессе эксплуатации.

Самодельные установки

Агрегат, добывающий тепло из окружающей среды, можно создать самому, если взять за основу бытовой холодильник или кондиционер.

Рассмотрим подробнее, как смонтировать тепловой насос своими руками.

Подходящей альтернативой отоплению загородного дома послужит такая система, поскольку она не требует дорогостоящего подключения к газовой сети или постоянной заботы о покупке и доставке топлива.

Теплонасос из холодильника

Использование холодильника в качестве базиса для изготовления теплового насоса напрашивается по очевидной причине — конструкция агрегата включает такой ключевой элемент как компрессор.

На первом этапе работ следует изготовить конденсатор в виде емкости с теплообменным контуром в виде змеевика. Самодельный контур для циркуляции теплообменника лучше всего выполнить из тонкой медной трубки, предназначенной для монтажа инженерных сетей.

Толщина стенки должна составлять не менее 1 мм. Трубку наматывают ровными витками на цилиндрический предмет подходящего диаметра. Затем готовый змеевик снимают с цилиндра.

Для жесткости поверх витков змеевика можно установить перфорированные алюминиевые уголки, чтобы с равным шагом фиксировать витки к их отверстиям.

Тепловой насос из холодильника

Самодельный конденсатор представляет собой емкость из прочного материала, устойчивого к высоким температурам. Лучше всего выбрать бак из нержавеющей стали емкостью порядка 100 литров.

Чтобы в ходе монтажа змеевик не деформировался, рекомендуется разрезать резервуар, установить туда контур, и сварить разрезанную емкость обратно. При этом в баке следует прорезать выходные отверстия для концов змеевика — сверху и снизу.

В отверстия ввариваются резьбовые патрубки.

На следующем этапе необходимо установить компрессор от старого бытового холодильника. Предварительно проверьте его исправность. Компрессор монтируют на стену помещения при помощи кронштейнов, и рядом с ним устанавливают остальное оборудование.

Трубы внутреннего контура заводят в испаритель — пластиковую емкость, объем которой должен соответствовать объему конденсаторного бака.

Внутрь испарителя ставят змеевик из трубы, диаметр которой составляет ¾ дюйма. Для монтажа водяного контура применяются трубы ПВХ.

На заключительном этапе систему заправляют фреоном — это должен сделать специалист, располагающий соответствующим оборудованием.

Читайте также:  Пластиковый кессон из бочки своими руками

Тепловой насос из холодильника способен обогревать небольшое помещение или постройку — гараж, мастерскую.

Теплонасос из кондиционера

Самодельный тепловой насос из кондиционера изготавливается несколькими способами. К особенностям кондиционера можно отнести схожесть принципов его работы с функционированием теплового насоса.

Но есть и ряд отличий, в том числе касающийся температурного режима работы — сплит-системы не приспособлены для функционирования при низких температурах.

Чтобы из кондиционера выполнить тепловой насос, требуется самостоятельно модифицировать имеющуюся конструкцию.

Работа теплонасоса из кондиционера

Способ 1. Наружный блок кондиционера меняют местами с внутренним, в котором расположен испаритель. Функция испарителя в тепловом насосе — передавать низкопотенциальное тепло.

Во внешнем блоке находится конденсатор, передающий тепловую энергию. Теплоносителем в системе служит вода или воздух.

Если выбрана вода, конденсатор требуется смонтировать внутри резервуара, где будет передаваться тепло.

Способ 2. Климатическая техника полностью разбирается, а ее детали идут на сборку классической схемы, в которой задействованы испаритель, компрессор и конденсатор.

Из этого следует

Теплонасосы зарекомендовали себя как удобный и экономичный дополнительный источник тепла, подходящий в первую очередь для низкотемпературного обогрева домов — теплого пола, потолочной или плинтусной системы.

Такая установка может взять на себя обеспечение дома теплом в течение всего отопительного периода за исключением экстремально холодных дней, если речь идет не о геотермальном теплонасосе, функциональность которого не зависит от капризов природы. Поэтому параллельно отопительная система должна быть подключена к обычному котлу.

Чтобы по максимуму использовать получаемую тепловую энергию, необходимо позаботиться о качественном утеплении дома, обогреваемого такой установкой. Недостатком является высокая стоимость монтажа по-настоящему эффективной установки.

Видео по теме:

Источник: https://ProfiTeplo.com/sistemy-otopleniya/68-teplovoj-nasos-svoimi-rukami.html

Тепловой насос своими руками — агрегат для использования бесплатной энергии

Многообразие представленных на рынке отопительных систем дарует человеку «манящую иллюзию» свободы выбора. Но задумайтесь… В реальности, мы связаны по рукам и ногам.

Газовая магистраль может располагаться довольно далеко (ах, денежки-деньжата), добавьте к этому нервотрепки, связанные с затяжным вояжем по разнообразным инстанциям; да что там нервотрепки, это же уйма потерянного времени и все тех же хрустящих купюр. Едем дальше: сжиженный газ — вариант неплохой, но, естественно, и не дешевый.

Дизель — это приличные эксплуатационные расходы и ряд весомых неудобств: необходимость доставки топлива, благоухание «еще то» плюс такой котел нуждается в регулярном техническом обслуживании. А электричество? Безусловно, безопасное, удобное, экологичное… но и самое дорогое.

Солидной альтернативой популярным (традиционным) отопительным схемам может стать использование теплонасосных установок, черпающих энергию природы. Тепловой насос своими руками — реальная возможность сократить расходы на отопление.

Тепловой насос: неужели не слышали? ↑

Источник энергии для теплового насоса — электричество. Стоп-стоп. Не пугайтесь. Насос не производит тепло, он лишь его собирает: для получения киловатта тепловой энергии ему придется «потратить» всего-то около 200 ватт. Удивлены? То-то же.

Быстрая окупаемость установки ↑

Тепловой насос идеален для нового строительства: в данном случае вы сможете учесть все характерные для отопительной системы такого рода нюансы, а сам агрегат сумеет в полной мере раскрыть все свои «возможности». Но и в уже существующую систему его достаточно легко внедрить.

 Рентабельно ли это? Вопрос уместный и «законный». Что ж, объективности ради стоит отметить, что «интеграция» теплового насоса от А до Я обойдется значительно дороже, нежели аналогичные манипуляции с газовым или дизельным оборудованием.

Но! Весомым плюсом является то, что эксплуатационные расходы дают возможность всерьез рассуждать о его окупаемости через пару-тройку лет.

Низкое энергопотребление, высокий уровень комфорта, неприхотливость в обслуживании, презентабельная «внешность», безопасность позволяют говорить о тепловых насосах, как об одной из наиболее перспективных установок для отопления.

Тепловой насос — принцип работы ↑

Когда обсуждают принцип работы теплового насоса, чаще всего, как бы это ни было странно на первый взгляд, вспоминают о холодильнике. Почему? Просто в основе работы ТН — технический принцип холодильника.

Холодильник отводит тепло из своих «внутренностей» и передает его «наружу» через решетку на задней стенке.

Тепловой же насос, напротив, поглощает энергию из окружающей среды и «поставляет» ее в отопительную систему.

[include id=»1″ title=»Реклама в тексте»]

Источником тепла может выступать воздух, земля, вода — «классические» природные стихии. Преимущество воздуха — в его доступности при любом раскладе. Но и земные недра с водой не без своих «плюсов» — ведь именно они являются оптимальными теплоаккумуляторами на фоне сравнительно постоянной (в течении всего года) температуры.

Знаете ли вы? ↑

Для кого-то это станет сенсацией, для кого-то нет, но тепловой насос способен не только «согревать» здание, но и охлаждать его. Осуществляться охлаждение может по двум технологиям: пассивной и активной.

Первый способ (естественный) основывается на том факте, что у «земноводных» недр в летнюю пору температура ниже, нежели в помещениях, соответственно, здания можно охлаждать напрямую. Второй способ — это самое настоящее кондиционирование.

Реверсивный ТН дает возможность управлять потоком хладагента. Весь «жар» из дома передается хладагенту и через теплообменник выводится наружу.

Принцип работы теплового насоса основан на поглощении тепловой энергии, заимствованной из воздуха, земли, воды

Убедительный иностранный опыт ↑

Тепловой насос, как технология «добывания» тепла, получила масштабное распространение во многих «прогрессивных» странах: ежегодно устанавливаются сотни тысяч подобных установок. Особой популярностью и спросом оная пользуется в странах нынешнего Евросоюза, Китае и, естественно, США.

Стремительное развитие этого способа обеспечения теплом конечного потребителя базируется не лишь на уникальности системы как таковой, но и на мощнейшей государственной поддержке — затраты покупателя частично возмещаются.

…Наконец-то по-настоящему массовый интерес к ТН дошел и до «родных просторов».

Но довольно часто информация про агрегаты и саму технологию доносится производителем до целевой аудитории несколько искаженно — с единственной целью «толкнуть» новинку.

Правда, несмотря на все тщательно продуманные маркетинговые ходы, продажи, все же, растут  не особо. Ведь факт остается фактом — от больших стартовых инвестиций никуда не деться.

Не каждый готов самоотверженно опустошить свой кошелек лишь за обещание сверхэкономить на теплообеспечении.

Учитывая все вышесказанное, можно предположить, что покупатель сможет с большим градусом доверия смотреть на «экзотическое» оборудование, если будет знать, в каких случаях оное — действительно выгодная и незаменимая вещь.

Целесообразность использования бесплатных ресурсов ↑

Если к дому подведен газ, устанавливать ТН смысла нет — это неоправданно с точки зрения финансовых затрат.

А вот при отсутствии возможности подвести магистральный газ (как вариант, крайне высокая стоимость данного мероприятия), монтаж теплового насоса станет отличным решением вопросов теплоснабжения.

Оборудование на дизельном топливе, жидком газе и пр. не сможет составить достойной конкуренции ТС ни по моментам безопасности, ни по уровню комфорта, ни по эксплуатационным затратам.

Тепловые насосы своими руками — почему бы и нет? ↑

Несмотря на всю «прогрессивность» технологии теплового насоса, агрегат можно смонтировать своими руками.

Тепловой насос своими руками: один из вариантов его внешнего вида

Перед тем, как начать «творить», объективно оцените состояние дома.

Теплоизоляцию, при необходимости, следует улучшить — современные стройматериалы вам в помощь.

 Принципиальная схема теплового насоса «включает» несколько составляющих: компрессор, испаритель, конденсатор и терморегулирующий клапан.

Устройства безопасности, вроде ресивера, фильтра-осушителя и смотрового окна здесь можно не использовать — собирая систему вручную, вы вряд ли сумеете предусмотреть все «заводские штучки» и создать агрегат «словно с завода».

  • Роль компрессора лучше всего «отдать» максимально бесшумному оборудованию: можно взять, например, компрессор от кондиционера импортного производства. С помощью кронштейнов L-300мм он крепится к стене;

Установка компрессора на кронштейны

  • Для конденсатора необходим специальный бак (объем — 120 л), выполненный из нержавейки. Он разрезается на 2 части; вставляется змеевик из медной трубы, по которой будет двигаться фреон. Затем бак необходимо сварить обратно, не забыв приварить несколько технических резьбовых соединений;
  • В качестве трубы теплообменника можно использовать медную холодильную или обычную сантехническую трубу (чистую);
  • Трубу необходимо свернуть в змеевик (обмотать на баллон). Края витков следует зафиксировать (алюминиевые рейки) для увеличения равношаговости петель. Концы ее вывести при помощи сантехнических переходов;
  • Фреоновод змеевика: вход в конденсатор сверху — выход снизу. Благодаря этому не будут образовываться пузырьки;
  • Испарителю не требуется высокая температура, поэтому пластиковая емкость «а-ля» бочки (емкость около 100 л) идеально подойдет для этой цели;
  • Сток и подачу воды могут «осуществлять» обычные канализационные трубы с уплотнителями;
  • Испаритель закрепить при помощи кронштейнов L-400мм;

В качестве испарителя может быть использована подходящая по объему пластиковая емкость, установить ее нужно на закрепленную с помощью кронштейнов подставку

  • Терморегулирующий клапан приобретается отдельно (учитывайте совместимость со своим «произведением искусства»);

Процесс пайки, заправки фреоном, пр. рекомендуем все же доверять рукам профессионалов (безопасность прежде всего); и вообще, «опытный взгляд» перед вводом агрегата в эксплуатацию никому не навредит. Не забудьте и о вопросах автоматики — вам потребуется однофазное пусковое реле, предохранители, реле температуры.

Источники энергии для тепловых насосов: особенности ↑

Поставщик энергии — скважина ↑

При использовании скалистой породы в качестве источника тепла, трубопровод опускается в скважину.

[include id=»2″ title=»Реклама в тексте»]

Можно использовать одну глубокую, можно несколько неглубоких (естественно, более дешевых). Ведь главное — общая расчетная глубина. На один метр скважины приходится примерно 50-60 Вт теплоэнергии.

Скважина как источник тепла

Соответсвенно, для установки ТН производительностью 10 кВт, необходима общая глубина скважин (или одна скважина глубиной) 170-200 м.

Энергетический ресурс водоема ↑

Если роль источника тепла выполняет ближайший водоем, контур укладывается на дно. Водоем должен быть проточным и не напоминать скромную лужу. На один метр трубопровода приходится около 30 Вт энергии. Для установки ТН (10 кВт) необходимо уложить контур длиной немногим более 300 м.

Водоем как источник тепла

Чтобы оный не всплывал, на один погонный метр трубопровода устанавливается 5 кг груза. Положительная температура воды даже зимой — одно из наиболее весомых преимуществ данного варианта.

Использование тепла земли ↑

Выбрав в качестве источника тепла участок земли, трубопровод необходимо «зарыть» на глубину немного большую, чем глубина промерзания (в зависимости от региона) грунта. В специальной подготовке почвы, использовании различных засыпок необходимости нет, но предпочтение все же стоит отдать более влажному грунту (в идеале — с близостью грунтовых вод).

Земляной контур как источник тепла

Хотя и сухой грунт отнюдь не под запретом: правда, он потребует увеличения длины контура. Для нашего теплового насоса потребуется 330-500 м контура.

Для укладки оного необходим участок площадью 400-600 м². Минимальное расстояние между соседствующими трубопроводами — 0,8 м.

Правильный расчет и укладка контура позволит избежать негативного влияния на садовые насаждения, свои «плантации» вы сможете успешно использовать и далее.

Воздушный контур — деньги из воздуха ↑

Можно «собирать» энергию и из окружающего воздуха. Если разместить земляной коллектор не представляется возможным, то такой тип насосной установки — наиболее оптимальный вариант.

Воздушный контур как источник тепла

Расчет теплового насоса ↑

Какие данные следует учесть при расчете теплового насоса? Волнительный вопрос, который ни в коем случае нельзя оставлять без внимания.

Примерный перечень основополагающих факторов при расчете:

  • назначение здания;
  • общая площадь здания;
  • количество этажей, площадь каждого из них;
  • высота потолков;
  • желаемый (требуемый) температурный режим в постройке;
  • стены (материал, слои, толщина);
  • тип и общая площадь остекления;
  • пол (материал, слои, толщина);
  • крыша (материал, слои, толщина);
  • наличие системы вентиляции, ее производительность;
  • необходимость в ГВС, количество точек разбора;
  • отопительные приборы и их тип;
  • наличие/отсутствие земельного участка/близлежащего водоема;
  • наличие/отсутствие ограничений по электричеству.

Установка теплового насоса — это обретение настоящей свободы: отныне вы независимы от «топливного хозяйства», ваша бытовая безопасность перешла на кардинально новый уровень, а карман «согревают» сэкономленные финансовые средства.

Источник: http://strmnt.com/dom/comm/d-heating/teplovoj-nasos-svoimi-rukami.html

Ссылка на основную публикацию