Как сделать тепловой насос своими руками

Как сделать тепловой насос своими руками из старого холодильника

Прежде чем приступить к изготовлению теплового насоса, необходимо выбрать источник тепла и решить вопрос со схемой работы установки. Кроме компрессора понадобится и другое оборудование, а также инструменты.Выполнение схем и чертежей. Чтобы установить тепловой насос, необходимо сделать скважину, потому что источник энергии должен находиться под землей. Глубина скважины должна быть такой, чтобы температура земли составляла не менее 5 градусов. Для этой цели также подойдут любые водоёмы.

Конструкции тепловых насосов похожи, поэтому вне зависимости от того, каким будет источник тепла, можно использовать практически любую схему, найденную в сети. Когда схема будет выбрана, необходимо выполнить чертежи и указать в них размеры и места соединения узлов.

Так как рассчитать мощность установки достаточно трудно, можно воспользоваться средними значениями. Например, для жилого помещения, имеющего низкие теплопотери, потребуется отопительная система с мощностью 25 Вт на кв. метр. Для здания, которое хорошо утеплено, это значение составит 45 Вт на кв. метр. Если у дома, достаточно высокие теплопотери, мощность установки должна быть не менее 70 Вт на кв. метр.

Выбор нужных деталей. Если компрессор, снятый с холодильника, поломан, то предпочтительнее приобрести новый. Не рекомендуется производить ремонт старого компрессора, ведь в будущем это может негативно повлиять на работу теплового насоса.

Для изготовления прибора также будут необходимы терморегулирующий клапан и 30-сантиметровые L-образные кронштейны.
Дополнительно потребуется приобрести следующие детали:

• герметичная тара из нержавейки объёмом 120 литров;
• емкость из пластика объёмом 90 литров;
• три трубы из меди разного диаметра;
• трубы из металлопластика.

Для работы с металлическими деталями понадобятся сварочный аппарат и болгарка.

Сборка узлов и установка теплового насоса

В первую очередь следует установить на стену компрессор, используя кронштейны. Следующий шаг – работа с конденсатором. Бак из нержавейки нужно разделить на две части при помощи болгарки. В одну из половин монтируется медный змеевик, затем емкость необходимо заварить и сделать в ней резьбовые отверстия.

Чтобы изготовить теплообменник, нужно намотать на емкость из нержавейки медную трубу и закрепить концы витков рейками. Присоединить к выводам сантехнические переходы.

К баку из пластика также необходимо прикрепить змеевик – он будет выполнять роль испарителя. Затем закрепить его на участке стены при помощи кронштейнов.

Как только работа с узлами будет окончена, нужно подобрать терморегулирующий клапан. Конструкцию следует собрать и заправить систему фреоном (для этой цели подойдет марка R-22 или R-422).

Подсоединение к заборному устройству. Вид устройства и нюансы подсоединения к нему будут зависеть от схемы:

• «Вода-земля». Следует установить коллектор ниже линии промерзания земли. Необходимо, чтобы трубы находились на таком же уровне.
• «Вода-воздух». Такую систему устанавливать легче, так как нет необходимости в бурении скважин. Коллектор монтируется в любом месте около дома.
• «Вода-вода». Коллектор изготавливается из металлопластиковых труб, а после помещается в водоём.

Также можно установить для обогрева дома комбинированную отопительную систему. В такой системе тепловой насос работает одновременно с электрическим котлом и используется как дополнительный источник отопления.

Тепловой насос для обогрева дома вполне можно собрать самостоятельно. В отличие от покупки готовой установки, это не потребует больших финансовых затрат, а результат обязательно порадует.

Источники низкопотенциальной энергии

К источникам низкопотенциальной энергии относят грунт, воду и воздух. Эти ресурсы возобновляемы, не расходуются в процессе работы насоса, поэтому неисчерпаемы. Их используют для отопления жилых зданий, обогрева пешеходных дорожек и стадионов, обеспечения горячего водоснабжения.

Использование природных водоёмов

• В северных регионах – 3 метра;
• В южных регионах – 1 метр.

Для эффективного использования ресурса водоём должен находиться на расстоянии не более пятидесяти метров от объекта, который нужно отапливать. Если расстояние больше, то возникают дополнительные затраты. На установку трубопровода уйдёт больше материала, да и работы по выкапыванию траншей тоже прибавится. И это при условии, что дом от водоёма отделяет только неиспользуемая земля. А вот если озеро находится непосредственно у жилища, то использовать его выгодно. Прокладка трубопровода в воде не является слишком трудоёмкой и затратной.

Обустройство тепловой системы с использованием водоёма, находящегося рядом с домом

Перед установкой теплового насоса берут пробу воды из водоёма для исследования её в лаборатории. Необходимо определить:

1. Жёсткость воды и содержание отдельных микроэлементов. Опираясь на данные показатели, выбирают модель оборудования. Если тепловой насос подобрать неправильно, то оборудование быстро выйдет из строя из-за коррозии.
2. Степень загрязнения воды. Для успешного функционирования системы устанавливают фильтры. При высокой степени загрязнения стоит подсчитать экономическую выгоду, так как система очистки будет стоить дорого.

Энергия грунтов

Земля обладает способностью накапливать солнечное тепло, а также получать энергию от земного ядра. Фактически грунт является неиссякаемым источником тепла. Тепловой насос типа грунт – вода и грунт – воздух нормально функционирует при температуре земли от +5 до +10° С. Чем ниже температура грунта, тем более мощное оборудование нужно использовать. Конструкция теплообменного контура может быть горизонтальной или вертикальной. Площадь, которую он занимает, также напрямую зависит от температуры земли. Ветви трубопровода укладывают на расстоянии одного (максимум 1,5) метров друг от друга.

Схема проведения тепловой системы в грунте в помощь умельцам

Для использования данного источника тепла нужно выделить большую площадь. Эта территория не пригодна для посадки растений, так как они будут вымерзать. Трудности представляют монтаж системы и поиск специалиста, который справится с работой.

При вертикальном расположении системы для обогревания дома в 200 м² потребуется пробурить примерно десять скважин глубиной 30 м (при средних показателях теплоотдачи) и диаметром 15 см. Для горизонтальной установки при тех же исходных данных придётся уложить около 500 метров трубопровода.

Трудности монтажа и материальные затраты компенсируются:

• Сроком эксплуатации теплонасоса, который составляет 50 – 70 лет;
• Экономией денежных средств на оплату газового отопления.

Тепло из скважин

Грунтовую воду из скважины для обогрева жилья используют редко из-за сложности монтажа. Система должна состоять из двух скважин. Из одной отбирается вода для получения тепла. Во вторую сбрасывается пропущенная через систему отопления жидкость. Расстояние между скважинами должно быть не менее 15 метров.

Перед установкой теплонасоса определяют направление течения грунтовых вод. Сливая скважина должна располагаться ниже по течению. Кроме того, необходимо обеспечить фильтрацию воды от механических и химических примесей.

Тепловая энергия воздуха

Тепловой насос, использующий энергию воздуха, наиболее прост по конструкции. Трубопровод не требуется, так как воздух поступает к испарителю прямо из окружающей среды. Тепло передаётся хладагенту и далее теплоносителю в помещение. Теплоносителями могут быть воздух (через вентилятор доводчика) и вода (в радиаторах отопления и тёплом полу).

Теплонасос типа воздух – воздух работает по принципу кондиционера с некоторыми отличиями:

• Система функционирует при отрицательной температуре;
• Тепловой насос может быть единственным источником тепла в доме;
• Экономичность в сравнении со стандартными кондиционерами, которые работают не только на охлаждение, но и на обогрев.

Конструкцию теплонасоса, использующего энергию воздуха, воплотить в жизнь совсем несложно

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.

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.

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.

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.

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

Дальше – этап наладки и пуска теплового насоса, который далеко не всегда проходит удачно. Возможно, придется немало повозиться, чтобы добиться результата.

Сборка насоса из старого холодильника

Тепловой насос изготовить из старого холодильника можно двумя способами.

В первом случае холодильник должен находиться внутри помещения, а снаружи требуется проложить 2 воздуховода и врезать в переднюю дверку. По верхнему воздух попадает в морозилку, происходит охлаждение воздуха, и по нижнему воздуховоду он покидает холодильник. Помещение греется от теплообменника, который расположен на задней стенке.

По второму способу своими руками сделать тепловой насос тоже довольно просто. Для этого понадобится старый холодильник, его надо только встроить снаружи отапливаемого помещения.

Технология сборки теплонасоса

Рассмотрим подробно схему создания и сборки:

1. Осуществляем расчет насоса. Сделать это можно при помощи специального калькулятора, соотносящего площадь отапливаемых помещений с мощностью системы. В целом, вычислительный процесс происходит следующим образом: калькулятор использует введенные данные (площадь комнат и высоту в них потолков), преобразует их в объем, а на выходе дает рекомендации относительно практически реализуемой мощности насоса для данного случая.
2. Выбор подходящего компрессора. Сразу оговорим один момент (для мастеров «самоделкиных»): компрессор в теплонасосе никогда не создается вручную, поскольку от эффективности его работы будет зависеть работоспособность системы в целом и даже малейшего недочета будет достаточно для выхода из строя всех конструктивных элементов насоса. Подбирать оптимальный вариант следует, исходя из вычисленной мощности насоса: мощность компрессора должен составлять порядка 1/3 от возможной теплоотдачи насоса.
3. Конструирование испарителя. Этот процесс довольно несложен, если подходить к нему серьезно и быть внимательным во время работы. Итак, в качестве этого элемента можно использовать полимерный бак с крышкой. По внутренней поверхности бака протягивается медный змеевик, длина и диаметр которого должна быть определена заранее. Сначала вычисляем площадь трубы по формуле Р=M/0,8ΔT. М – мощность насоса, а ΔT – разница температур. Полученную величину соизмеряем с площадью одного погонного метра трубы. Должным образом согнутую трубу укладываем в бак, выводя концы сверху и снизу. Затем монтируем два отвода (металлические штуцеры). К ним крепим два шланга: вверху – напорный, внизу – отводной (для слива воды).
4. Теперь можно приступать к процессу сборки конденсатора. Он, кстати, практически идентичен процессу сборки испарителя, с той лишь разницей, что вместо полимерного бака используется емкость из нержавеющей стали, а по самой конструкции будет циркулировать уже разогретый теплоноситель.
5. Последний, но не менее важный этап – сборка всех элементов конструкции воедино. Итак, первым делом на подготовленной платформе/фундаменте монтируется компрессор. Затем к его нагнетательному патрубку подсоединяется верхний конденсаторный отвод, а нижний конденсаторный отвод крепится к испарительному. Для этого используется медная трубка, диаметр которой должен соответствовать диаметру змеевиков, установленных внутри конструктивных элементов системы. Осталось подсоединить верхний испарительный отвод с всасывающим компрессорным патрубком. Теперь можно заливать хладагент.

На этом мы заканчиваем рассмотрение особенностей теплового насоса вода-вода и технологии его установки своими руками. Будьте предельно внимательны при выполнении всех работ. Удачи!

Что такое тепловой насос для отопления дома: принцип работы

Работа теплонасоса заключается в передаче тепла от основного источника к теплоносителю, который обладает более высокой температурой.

Как показывает практика, такой процесс состоит из 6ти этапов:

• Теплоноситель поступает в трубопровод, который расположен, например, в земле, далее прогревается на несколько градусов;
• Дальше этот теплоноситель попадает в испаритель или теплообменник и собранную тепловую энергию передает на внутренний контур;
• Вещество, которое находится под воздействием давления, обладает низкой температурой кипения, называется хладагент, находится во внешнем контуре нагревателя, он начинает нагреваться в испарителе и превращается в газ;
• Далее происходит процесс попадания газа хладагента в сам компрессор насоса, там он сжимается и в процессе сжатия набирает температуру еще выше, чем до поступления;
• Газ в прогретом состоянии направляется в конденсатор, и там отдает свою тепловую энергию внутренней системе отопления помещения;
• После передачи газ, который потерял свое тепло, направляется назад в систему, но в жидком виде.

Так как работа холодильных устройств заключается в такой же системе и имеет такой же принцип работы, как и определенные типы насосов, поэтому их возможно использовать в качестве кондиционера, но это в летнее время.

Принцип действия, по которому работает теплонасос, как воздушный, так и грунтовой, идеально подходит для частного жилого дома. Для квартиры же, это будет не столь уместно, хотя и здесь нагрев возможен. Сделать самодельный циркуляционный насос, это альтернативная вариация. Главное знать, как он устроен, для чего нужна земля и откуда берется его энергетика. Ответить на эти вопросы вам сможет конструкция, которая может располагаться на фото.