Тепловые        238         0

Как сделать тепловой насос своими руками?

Содержание   

  1. Виды тепловых насосов
    1. Вода-воздух
    2. Воздух-вода или воздушный контур
    3. Грунт-вода
    4. Принцип работы теплового насоса
  2. Как сделать тепловой насос своими руками?
    1. Как сделать тепловой насос из кондиционера своими руками? (видео)
    2. Расчет мощности для геотермального теплового насоса
    3. Тепловой насос Френетта своими руками

В нынешних реалиях цены на энергоносители стремительно растут и отапливать частный дом становится все накладнее. В некоторых районах даже нет возможности подключиться к газораспределительной магистрали. Отапливать дом, используя электричество, очень дорого.

Все чаще в таких случаях начали использовать тепловые насосы. Оборудование для таких систем отопления достаточно дорогостоящее, но с годами использования вложенные средства окупаются и появляется экономия. При желании можно сделать свой тепловой насос своими руками. Для таких систем сырьем служит энергия, которую содержит земля, воздух и вода.

1 Виды тепловых насосов

Чтобы четко понимать, что из себя представляет теплонасос, нужно знать, что является для него тепловым носителем на контурах его конструкции снаружи дома и внутри. Эти теплоносители и классифицируют данное устройство.

Виды тепловых насосов

Виды тепловых насосов

Энергию для своей работы устройство получает из следующих источников:

  • вода. Источником может быть водоем, централизованное водоснабжение или скважина и т.п;
  • грунт;
  • воздух.

Внутри помещения энергия, полученная при помощи такого устройства, используется не только для отопления, но и в кондиционировании воздушного пространства, а так же нагрева воды. Сочетание различных функций и используемых элементов позволяют разбить теплонасосы на несколько видов, к которым можно отнести:

  • вода-вода;
  • воздух-вода;
  • грунт-вода.

к меню ↑

1.1 Вода-воздух

Наиболее эффективными для отопления считаются системы вода-вода. Такая эффективность связана с тем, что температура используемой воды, находящейся на большой глубине, постоянная и имеет достаточно высокие показатели. Для получения энергии с данного вида источника могут использовать:

  • скважины и колодцы, с помощью которых, качают грунтовые воды;
  • водоемы открытого типа, к которым относятся реки и озера;
  • сточные воды, которые использовались в промышленности для технологии.

Теплонасос, который использует энергию, добываемую из водоема открытого типа, потребует наименьших затрат. В этом случае потребуется укомплектовать грузом трубы, имеющие теплоноситель, и опустить в воду. В случае с грунтовыми водами применяется конструкция более дорогостоящая, так как ее выполнение уже сложнее. Для сбрасывания воды необходимо построить колодец. Эта вода будет проходить через теплообменник.
к меню ↑

1.2 Воздух-вода или воздушный контур

Теплонасос воздух-вода сочетает в себе плюсы и минусы. К плюсам можно отнести ненадобность в разрабатывании скважин большой глубины и работ, связанных с уборкой грунта. Минусом данных устройств является его малая мощность в холодный период времени года, что и сказывается на его наименьшей эффективности среди других моделях. Для применения этого устройства требуется смонтировать соответствующее оборудование на домовой крыше.

Воздушный тепловой насос

Воздушный тепловой насос

К преимуществу данной конструкции можно отнести ее возможность повторного применения покидающего тепла из помещений, которые обогревает теплонасос в виде дыма, воды или воздуха. В зимний период времени потребуется применение альтернативного отопления, чтобы исключить недостаток тепла.
к меню ↑

1.3 Грунт-вода

Тепловой насос данного типа является так же очень эффективным источником энергии для отопления. Это связано с тем, что тепло, которое получается из земли глубиной 5 метров имеет постоянные значения по температуре и на него не оказывают действия изменения погодных условий на поверхности земли. На внешнем контуре теплоносителем является специальный безопасный состав, называемый рассолом, который безопасный, с точки зрения экологии.

Наружный контур, используемый для теплонасоса данного вида, может быть горизонтального или вертикального типа.

Применяемые для этой системы трубы, должны быть пластиковыми. Горизонтальное исполнение требует большое площади земли. После компоновки труб под грунт, этот участок земли использовать под сельскохозяйственные нужды нельзя.

Разрешается выращивать газон или растения одногодки. Для вертикального исполнения потребуется разработать несколько скважин, глубина которых составляет от 50 до 150 метров, так как на такой глубине грунт имеет устойчивую и высокую температуру. Такое устройство получило название — геотермальный насос. Чтобы передавать энергию с таких глубин применяют специальные зонды.
к меню ↑

1.4 Принцип работы теплового насоса

Окружающая нас среда, при температуре более одного градуса, имеет определенное количество энергии. При помощи теплового насоса эту энергию можно использовать. Принцип его работы основывается на тепловой передаче от низко потенциального источника, обладающего тепловой энергией, к теплоносителю, температура которого намного выше.

Принцип работы теплового насоса

Принцип работы теплового насоса

Реализуется это следующим образом:

  1. В размещенный в грунте трубопровод заходит теплоноситель. Происходит его нагрев на несколько градусов.
  2. После этого перешедший в испаритель теплоноситель передает на внутренний контур энергию, которая была собрана в испарителе.
  3. Во внешнем контуре располагается хладагент, который превращается в газ после нагрева в теплообменнике.
  4. Чтобы температура этого хладагента стала выше, он попадает в компрессор для сжатия под высоким давлением.
  5. Уже разогретый газ хладагента попадает в конденсатор, который в свою очередь отдает тепло теплоносителю отопительной системе помещения.
  6. После завершения цикла, хладагент, который утратил тепло, превращается в жидкое состояние и возвращается в изначальное положение.

Холодильные установки работают по схожему принципу. В связи с этим, тепловые насосы можно применять для конденсирования воздуха в жаркое время года (сплит системы), как из холодильника.
к меню ↑

2 Как сделать тепловой насос своими руками?

Не каждому по карману приобретение теплового насоса заводского изготовления, не говоря уже о квалифицированном его монтаже. Изготовить своими руками тепловой насос можно из деталей, которые уже имеются и прикупить недостающие, которые можно найти бывшего употребления в нормальном состоянии.

При подготовке к строительству такой отопительной системы потребуется убедиться в исправности и надежности электрической сети. Электрический счетчик должен быть рассчитан на нагрузку 40 А. В противном случае его потребуется заменит на новый. При желании и возможности можно осуществить дополнительно утепление дома. Так же перед тем, как изготовить геотермальный тепловой насос своими руками, потребуется исследовать глубину, на которую может промерзать используемая почва. Наличие проекта упростит будущие работы и экономичность воплощения задуманного строительства.

На первом этапе подготовки следует приобрести компрессор требуемой мощности, которая должна быть не менее 7 кВт. Получается можно изготовить тепловой насос из кондиционера, то есть из его комплектующих. Такое оборудование легко можно найти в сервисных мастерских. Наиболее часто компрессор монтируется на стену.

Сборка геотермального теплового насоса

Сборка геотермального теплового насоса

Следующим важным элементом конструкции является конденсатор. Для его изготовления потребуется нержавеющий бак, объем которого составляет до 120 литров. Бак разрезается на пополам. Это необходимо для установки во внутрь бака змеевика. Змеевик можно сделать из медной трубки, взятой из старого холодильника или еще материалом может послужить сантехническая трубка из меди.

Трубка должна быть не менее 1 мм по толщине, так как хрупкие трубки могут ломаться или трескаться при монтаже. Змеевик идеально наматывать на газовый баллон, соблюдая равномерность шага намотки. Для точности и прочности можно применить перфорированный уголок из алюминия, который используют в строительстве плиточники. После установки в бак змеевика можно выполнить сваривание двух его половинок, предварительно перед этим приварив требующиеся резьбовые соединения. Сделанный и готовый к работе конденсатор, так же как и компрессор, монтируют на стену.

Для изготовления испарителя можно воспользоваться пластиковой емкостью, объем которой составляет 80 литров. Во внутрь испарителя так же, как и в бак, устанавливается змеевик, выполненный из ¾” медной трубки. Монтаж испарителя выполняется подобным образом.

Окончательную обвязку оборудования, в которую входит спаивание трубок, закачивание фреона, лучше доверить специалисту, связанному с холодильным оборудованием. Следует помнить, что при некачественном монтаже последнего этапа зависит не только работоспособность оборудования, но и здоровье окружающих, которые могут получить бытовые травмы при аварии.

После завершения работ по обвязке оборудования, его можно подключить к внутренней отопительной системе помещения. Выполнив выше перечисленные действия приступают к установки оборудования на внешнем контуре. Работы на этом этапе зависят от специфики и оборудования и вида насоса.
к меню ↑

2.1 Как сделать тепловой насос из кондиционера своими руками? (видео)


к меню ↑

2.2 Расчет мощности для геотермального теплового насоса

На количество изъятой энергии могут влиять множество факторов и параметров, к которым можно отнести качество почвы, глубина, на которую закладываются трубы и т.д. Общим показателем, которым пользуются при расчете, является 20 Вт/м. Для разных типов почв он разный:

  • 10 — сухой песок;
  • 20 — сухая глина;
  • 25 — влажная глина;
  • 35 — глина, в которой чрезмерное содержание влаги.

При расчетах учитывают, что при подаче и обратке циркулирующего теплоносителя, разница температуры составит 3 градуса. Прокладывать трубы стоит на расстояние, которое не должно быть меньше, чем 700-800 мм. Длина траншеи должна быть от 50 до 150 метров.
к меню ↑

2.3 Тепловой насос Френетта своими руками

Для отопления помещений малого размера, к которым можно отнести гараж или баня, можно использовать тепловой насос Френетта. В моделях такого устройства нет цилиндра и вентилятора. Внутри устройства находится множество вращающихся дисков. Поступающее в радиатор масло играет роль теплоносителя. После охлаждения оно приходит обратно в систему.

Тепловой насос Френетта

Тепловой насос Френетта

Для изготовления такого теплонасоса потребуются следующие элементы:

  • металлическая емкость;
  • диски из стали;
  • гайки;
  • стальной вал;
  • электрический двигатель;
  • радиатор;
  • трубы.

В начале требуется насадить диски на стальной вал, на который нарезана резьба, чередуя их с гайками. Высота гаек должна быть 6 мм. Диски набираются до самого верха емкости. Потребуется прорезать два отверстия для циркуляции теплоносителя. Разогретое масло из радиатора попадает в емкость, спускаясь по дискам, оно отдает тепло и охлажденное попадает обратно в систему, после чего нагревается снова. Вращение стального вала обеспечивается электрическим двигателем. Для большей экономичности делают автоматическим включение и выключение электрического двигателя.

Многим владельцам частных домов хотелось бы использовать тепловые насосы. Но их стоимость и трудность в собственноручном изготовлении не дает стать им широко применяемыми. Вырабатываемой мощности не всегда хватает для всех нужд.

Похожие и рекомендуемые статьи

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.