Как сделать тепловой насос для отопления дома своими руками: принцип работы и схемы сборки

Как сделать тепловой насос для отопления дома своими руками: принцип работы и схемы

Установка отопительной системы своими руками с топливным насосом — это достаточно выгодно с точки зрения удобства использования. Когда данная установка включается, она не производит шума, не создает неприятного запаха, а также, что достаточно приятно, отсутствует необходимость в установке дымохода и других каких-либо дополнительных конструкций.

Однако такая система полностью зависит от электрического питания. Для работы требуется минимальное количество энергии, однако если по какой-то причине электроэнергия пропадет, то и работа системы прекратится.

Сборка теплового насоса своими руками, как и вся установка в целом, довольно экономична. Она обходится недорого, так же как и процесс обслуживания.

Стоит отметить, что купить такую установку все же достаточно дорого.

Сведения о насосе

Когда мастера говорят об установке теплового насоса, то под этим они понимают установку определенного комплекса оборудования, а не одного насоса.

Здесь важно отметить, что источником тепла для такой системы может стать практически любое вещество, температура которого — 1 градус по Цельсию и выше.

Все системы делятся на несколько видов, к примеру «вода — воздух», «вода — вода» и т.д.

Применение теплового насоса основывается на том, что тела способны передавать свою тепловую энергию другим телам или же среде. Первое слово в паре обычно указывает на ту среду, у которой данное тепло отбирают.

Второе слово определяет вид носителя в системе, который и будет получать эту тепловую энергию. В современных вариантах источником тепла обычно является вода, воздух или грунт. Наиболее простая конструкция — это та, в которой в качестве источника используется воздушная среда.

Эффективность устройств

Естественно, что эффективность каждого из устройств не одинакова, а зависит она от системы, в которой работает насос. Наименее эффективными считаются именно воздушные установки. Кроме того, на показатели такой системы сильно влияет погода.

Грунтовые установки отличаются хорошей стабильностью. Коэффициент полезности таких установок находится в пределах от 2,8 до 3,3, что достаточно хорошо. Наиболее эффективными стали установки «вода — вода».

Во многом это связано с тем, что температура источника достаточно стабильна.

Какие выгоды несет установка

Как и любая другая система, эта обладает определенными выгодами, которые может получить ее владелец.

Сборка и установка теплового насоса своими руками обладают следующими преимуществами:

• Высокая экономическая эффективность. При электрических затратах в 1 кВт, к примеру, можно получить примерно 3-4 кВт тепловой энергии, что достаточно выгодно. Стоит также отметить, что эти показатели являются усредненными, так как точные цифры сильно зависят от конструкции и типа агрегата.
• Экологичность. Собранный своими руками тепловой насос, как и вся установка в целом, во время своей работы не производит никаких вредных выбросов в окружающую среду. Использование таких приспособлений не вредит экологии.
• Универсальность. При установке традиционных систем отопления приходится постоянно платить за газ или другие вещества. Солнечные установки или же ветрогенераторы не всегда работают стабильно. Тепловые насосы же практически универсальны, и можно устанавливать их где угодно. Главное, чтобы тип системы был выбран верно.
• Стоит отметить, что тепловая система вполне многофункциональна. Если в зимнее время она используется, как и полагается, для отопления, то в летнее время можно применять ее в качестве кондиционера.
• Безопасность системы отопления находится на достаточно высоком уровне, так как температура рабочих узлов не превышает 90 градусов, во время работы нет токсичных выбросов, а топливо для их работы не требуется. Она не опаснее холодильника.

Разновидности систем для дома

Тепловой насос для отопления дома может быть абсорбционного или компрессорного типа. Наиболее распространенными являются именно компрессорные.

Такие системы также можно собрать из старого холодильника или же кондиционера, используя рабочий компрессор от этих устройств. Кроме компрессора необходимо также иметь расширитель, испаритель и конденсатор.

Для того чтобы сконструировать тепловой насос для отопления дома абсорбционного типа, понадобится еще и такая деталь, как абсорбент-хладон.
Обратите внимание

Тепловые установки также отличаются по виду используемого источника тепла.

Они могут быть воздушными, геотермальными или же использующими вторичное тепло. Входной и выходной контуры могут применять либо один и тот же носитель, либо два разных. По этой причине системы могут быть со следующими видами теплоносителя:

• «воздух — воздух»;
• «вода — вода»;
• «вода — воздух»;
• «воздух — вода»;
• «грунт — вода»;
• «лед — вода».

Важно отметить, что эффективность установки определяется коэффициентом преобразования. Это разница между затраченной энергией и полученной. Конечно, чем больше эта разница, тем эффективнее считается система.

Начало работ

Прежде чем приступить к разбору определенных методов сборки, необходимо определиться с источником тепла, а также составить схему прибора, по которому будет осуществляться сборка. Собрать своими руками рабочие варианты теплового насоса получится лишь после того, как будут взяты в аренду некоторые инструменты, а также куплены некоторые дополнительные узлы.

Первый шаг. Чертеж

Нужно учесть, что температура в месте установки детали не должна быть менее чем 5 градусов по Цельсию. Если рядом есть водоемы искусственного или природного происхождения, то можно использовать их в качестве места для установки.

Стоит также отметить, что подобрать можно практически любую схему теплоустановки и работать по ней. Источник тепла практически никак не влияет на ход работ.

Рабочий вариант теплового насоса, своими руками собранного из холодильника, — наиболее распространенная модель.

Для этого нужно разобрать старое устройство и извлечь оттуда компрессор, который будет являться главным элементом системы, перекачивая фреон и воду по трубопроводу.

Второй шаг. Выбор деталей для работы

Очень важно отметить, что если компрессор из старого холодильника старый, нерабочий или барахлит, то лучше купить новый. Ремонтировать его нерентабельно, к тому же такая деталь долго не прослужит.

Для сборки теплового насоса из холодильника своими руками потребуется еще и терморегулирующий клапан. Наилучшим вариантом будет, если оба элемента из одной системы, чтобы они точно подходили друг к другу. Для установки насоса потребуется приобрести L-кронштейны 30-сантиметровые. Кроме этого потребуется приобретение еще нескольких деталей:

• емкость объемом в 120 литров с высокой герметичностью;
• обычный пластиковый бак вместимостью до 90 л;
• потребуются также 3 медные трубы с разным диаметром;
• для трубопровода необходимо приобрести полимерные, а лучше металлопластиковые трубы.

Чтобы выполнить установку теплового насоса, потребуются стандартные инструменты, а для резки труб пригодятся болгарка и сварочный аппарат.

Третий шаг. Работа с узлами системы

Первое, что необходимо сделать, — это установить компрессор на стену, используя для этого кронштейны. После того как с этим будет покончено, можно приступать к сборке конденсатора.

Для его изготовления необходимо разрезать металлический бак напополам, в одну его часть нужно вставить медный змеевик.

Затем емкость сваривается обратно, после чего в ней делают несколько резьбовых отверстий.

Далее нужно перейти к работе с теплообменником. Чтобы установка теплового насоса была успешной, нужно намотать медную трубу на стальной бак с объемом 120 литров. Концы витков прикрепляются при помощи реек. К выводам трубы присоединяются сантехнические переходы.

Эту же процедуру нужно провести и с пластиковым баком, он будет использоваться в качестве испарителя. Так как этот резервуар не будет перегреваться, наличие металлического элемента необязательно.

Готовая конструкция также крепится к стене при помощи тех же кронштейнов.

Когда все эти узлы будут готовы, можно приступить к подборке терморегулирующего клапана. Когда конструкция будет собрана, то в нее нужно закачать фреон определенной марки — R-22 или R-422. Если навыков работы с этим веществом нет, то лучше всего позвать специалиста, так как процедура достаточно небезопасна.

Четвертый шаг. Соединение с устройством забора

Здесь важно отметить, что схема теплового насоса, подключение системы к заборному устройству зависят от его типа:

• «Вода — земля». Если выбрана эта схема, то коллектор должен быть установлен ниже уровня промерзания почвы. Трубопровод данной системы должен располагаться на той же глубине.
• «Вода — воздух». Установка данной системы считается наиболее простой, так как для этого не потребуется выполнение каких-либо земляных работ. В качестве места для монтажа коллектора можно использовать любое место возле дома или даже на крыше.
• Система «вода — вода» устанавливается только в том случае, если рядом есть водоем. Конструкция собирается из полимерных труб, которые после этого опускаются в центр водоема.

При расчете теплового насоса может случиться так, что его мощности не хватит. В таком случае есть системы, которые называются бивалентными. Другими словами, тепловая установка устанавливается параллельно с электрическим котлом, к примеру, выполняет в этом случае функцию дополнительного отопления.

Устройство из кондиционера

Собрать можно тепловой насос из кондиционера своими руками. Однако здесь стоит заметить, что для этого потребуется помощь хорошего мастера по ремонту бытовой техники, если у хозяина таких навыков не имеется. В целом же стоит сказать, что собрать такую конструкцию своими силами достаточно просто.

Детали для сборки

Как сделать тепловой насос из кондиционера? Стоит отметить, что принцип здесь примерно тот же. Только потребуется брать компрессор не от старого холодильника, а от кондиционера. Также стоит проверить, с каким хладагентом он работает, чтобы потом заправлять систему.

Далее, как и в предыдущем случае, потребуются две медные трубы с разным диаметром и толщиной стенки от 1 мм. Одна из них должна быть 12 м и будет использоваться для змеевика, а вторая 10 м — для испарителя. Потребуется терморегулирующий вентиль.

Для изготовления змеевика потребуется достаточно толстая труба.

Процесс сборки ничем не отличается от того, что был описан ранее, с компрессором от холодильника. Монтаж также осуществляется в зависимости от того, какой вид источника был выбран.

Важно

Как показывает практика, такие самодельные системы отличаются мощностью в 2,6-2,8 кВт. Конечно, такая система не слишком мощная.

К примеру, при температуре на улице в -5 градусов по Цельсию такой насос сможет поддерживать температуру в помещении 60 м2 до +17 градусов по Цельсию.

Расчет параметров системы

Расчет теплового насоса проводится либо при помощи онлайн-кулькулятора, либо при помощи специалистов. Можно воспользоваться формулой:

R = (k × V × T)/860.

В данной формуле R – мощность, необходимая для обогрева помещения; k – коэффициент для учета тепловых потерь зданием (1 – качественно утепленное помещение, 4 – дощатый барак); V – общий объем помещения, подлежащего отоплению; T – наибольший перепад температур внешнего мира и внутридомового пространства; 860 – коэффициент перевода результата расчета в кВт из ккал.

Потребители тепловой энергии

После того была собрана какая-либо модель теплового насоса, необходимо подключить его к какому-либо потребителю.

Так как мощность данной системы не слишком высокая, то следует подключать его к специализированным системам отопления, к примеру, обогревателю. Отличным вариантом будет подсоединить такое устройство к теплому полу.

Возможен вариант соединения с низкоинерционными радиаторами из алюминия или же стали с большой площадью излучения.

Уместно будет сказать, что самодельные варианты также лучше всего подходят только в качестве дополнительного источника отопления. Полностью обеспечить обогрев дома при помощи самоделки не получится, или же температура будет небольшой.

Самостоятельно с этой задачей сможет справиться лишь промышленная установка. Кроме того, широкое распространение таких установок произошло благодаря тому, что они экологичны на 100 %. Переход на такие системы отопления значительно скажется на улучшении экологии.

Отопление тепловым насосом — это не только выгодно, но и практично. В условиях постоянного роста цен на энергоносители, автономные источники позволяют обеспечить дом теплом и существенно сократить затраты на электроэнергию.

Кроме того, устройство без труда подключается по принципу двухконтурного котла к системе водоснабжения и обеспечивает горячей водой.

Можно ли сделать тепловой насос для отопления дома своими руками?

Тепловой насос – прибор полезный, но дорогой. Ориентировочная стоимость насосного агрегата с устройством внешнего контура находится в пределах 300-1000 долларов за мощность в 1кВт.

Поэтому многие пытаются сделать насос самостоятельно. Тут важно знать некоторые особенности и выполнять работу ответственно и качественно.

О том, как сделать тепловой насос для отопления дома своими руками, расскажет данная статья.

Принцип работы насоса для отопительной системы

Система отопления с насосом состоит из таких компонентов:

1. сам тепловой насос;
2. источник тепла.

Что касается принципа действия, то он схож во многом с работой холодильника, но в обратном направлении. Тепло забирается извне. А потом, проходя через тепловой насос, перенаправляется в помещение.

На насос циркуляционный для отопления отзывы пользователей только положительные: повышается КПД системы, снижаются расходы на отопление, помещение прогревается быстрее, отсутствуют завоздушины в батарее.

Совет

Бывает, что радиаторы отопления не справляются со своей задачей. Поэтому многие решают установить такой прибор.

Иногда выбирают рециркуляционный насос для отопления дома. Предназначение данного устройства – повышение гидравлической циркуляционной мощности конструкции. Состоит насос из электродвигателя, электронного переключателя. Рабочее состояние устройства регулируется тепловой инерцией отопительной системы.

Можно ли сделать насос тепловой своими руками?

Тепловой насос можно изготовить из имеющихся в хозяйстве деталей либо из купленных дешевых б/у запчастей. Для испарителя потребуется пластиковая бочка. Она должна иметь вмонтированный змеевик.

Для ввода и вывода теплоносителя подойдут обычные водопроводные трубы. Компрессор можно купить у компаний, которые специализируются на холодильном оборудовании. Конденсатор легко сделать из нержавеющего бака.

Фреоновый контур и змеевики делаются из медной трубки.

Но стоит отметить, что тепловые насосы для отопления своими руками сделать непросто. Нужны навыки работы со сварочным оборудованием, а также специальные инструменты.

Как изготовить насос самостоятельно?

Для изготовления насоса необходимо знать, каких параметров должно быть оборудование. Но перед тем как рассчитать насос для системы отопления, надо проверить электропроводку. Если сооружение находится на этапе строительства, следует внести необходимые изменения в проект электрообеспечения. Ведь у теплового насоса пусковые токи очень высокие – 40 А.

Далее необходимо провести расчет конфигурации теплового насоса. В расчет теплового насоса для отопления дома входит определение мощности.

При этом учитываются особенности помещения: наличие установленных стеклопакетов, утепление полов и стен. Как правило, электропотребление бытовых тепловых насосов небольшое.

В сутки такой насос потребляет примерно 250 Вт. В год данная величина может достигать 90 кВт.

Обычно для старых домов, в которых не используются современные теплоизоляционные материалы, тепловая потребность равняется 75 Вт/кв.м. При наличии современной теплоизоляции данный показатель ниже — 50 Вт/кв.м.

А вот если сооружение построено с применением особых технологий, которые ориентированы на то, чтобы максимально снизить теплопотери и сэкономить как можно больше энергии, тепловая потребность будет всего 30 Вт/кв.м.

Но, так как рассчитать мощность насоса для отопления нужно точно, то лучше воспользоваться специальной формулой.

Обратите внимание

Для расчета необходимой производительности насосного агрегата надо рассчитать потребляемое домом тепло. Для каждого помещения эта величина будет разной.

Для определения количества тепла следует площадь отапливаемого дома умножить на соответствующее значение, которое приводится в специальной таблице.

Для расчета мощности надо полученную величину разделить на разницу температур в обратном и прямом трубопроводе, умноженную на удельную теплоемкость воды.

Созданный своими руками и установленный насос в системе отопления дает потребителю независимость от внешних источников тепловой энергии, экологичность, неплохую экономию в содержании дома. Если тепловой насос изготовлен правильно, он будет обеспечивать дом теплом круглый год.

Порядок изготовления теплового насоса приведен ниже:

• Компрессор надо закрепить на той стене, где будет находиться установка. Для надежной фиксации подойдут два кронштейна L-300;
• Для создания конденсатора надо взять бак из нержавеющей стали на 100 литров объема. Разрезать его пополам. В бак установить змеевик из медной тонкой трубки. Толщина стенки не должна превышать 1 мм. Чтобы изготовить змеевик надо взять медную трубку от старого холодильного оборудования. Либо купить сантехническую трубку. Чтобы сделать змеевик, на газовый либо кислородный баллон надо намотать медную трубку. При этом важно, чтобы расстояние между витками было небольшим и одинаковым. Для обеспечения надежной фиксации положения витков трубки потребуется два алюминиевых перфорированных уголка. Их нужно прикрепить к змеевику так, чтобы каждый виток находился напротив отверстия в уголке. Благодаря уголкам шаг расположения витков будет одинаковым, а конструкция змеевика будет надежной. Когда установка змеевика окончена, половинки бака следует сварить между собой. Перед этим следует вварить требуемые резьбовые соединения;
• Теперь можно переходить к изготовке испарителя. Подойдет обычная закрытая пластмассовая емкость с объемом 60-80 л. В емкость следует установить змеевик из трубки, диаметр которой 3/4 дюйма. Вмонтировать надо и резьбовые соединения для труб поступления, слива воды. Испаритель фиксируется на стене. Для этого следует использовать L -кронштейны соответствующего размера;
• Далее проводится сварка медных труб и закачка фреона. Если навыков работы с холодильными устройствами нет, то лучше обратиться к мастеру. Поскольку данный этап очень важный. И малейшая ошибка может вывести из строя всю систему.

Монтаж насосного прибора в отопительную систему

Перед тем, как установить циркуляционный насос в систему отопления, нужно дополнительно приобрести такие устройства, как фильтр глубокой очистки и обратный клапан. Без этих элементов нормально система работать не будет.

Надо определиться с месторасположением насосного оборудования. От того, где в системе отопления устанавливается циркуляционный насос, зависят эффективность работы системы и удобство обслуживания устройства.

Лучше всего проводить монтаж агрегата на территории, подающей трубопровода. Располагать насос следует около точки ввода в систему расширительного бака.

Выбранная на насос отопления циркуляционный установка схема подобного рода очень удобная, обеспечивает создание в отопительной сети высоких температур.

Прежде чем проводить монтаж прибора, надо очистить отопительную систему и слить из нее весь теплоноситель.

Проводя подключение насоса в систему отопления дома, все резьбовые соединения надо обрабатывать герметиком. После установки проверить конструкцию на наличие дефектов. Заполнить батареи теплоносителем и удалить из системы лишний воздух. Важно обеспечить безопасную работу системы. Поэтому перед тем, как поставить насос в систему отопления, надо обеспечить заземление.

Важным дополнением к отопительной конструкции является терморегулятор для насоса отопления, который позволяет менять и контролировать температуру. Состоит прибор из термоэлемента и вентиля. Терморегулятор может быть с ручным управлением либо автоматическим.

Важно

Для обеспечения бесперебойной работы теплового насоса часто устанавливают источник бесперебойного питания (ИБП). В состав современных моделей входит инвертор для насоса отопления и аккумулятор. Особенности монтажа ИБП зависят от прибора. Некоторые устройства монтируются в мотор насоса. Другие устанавливаются на стену. Подключить инвертор можно, ознакомившись с инструкцией.

На инвертор 12 220в для насоса отопления отзывы пользователей сводятся к следующим: хорошее решение при веерном отключении электроэнергии, насос работает бесперебойно и эффективно.

Как провести демонтаж насоса?

Благодаря циркуляционному насосу движение горячей воды по сети будет равномерным, а помещение будет прогреваться полностью и быстро. Но все когда-нибудь выходит из строя. О замене радиаторов отопления можно причитать здесь.

 Но если эффективность отопления начнет снижаться, вероятно, есть проблемы в работе насоса. Может агрегат засорился либо износилась какая-нибудь его деталь.

Для устранения поломки надо знать, как разобрать насос циркуляционный отопления, не создав при этом дополнительных проблем.

Для демонтажа насос надо предварительно обесточить. Перекрыть байпас и открыть кран на трубопроводе. После этого изделие можно начать разбирать.

Как сделать тепловой насос для отопления дома своими руками – Жми!

Став владельцем загородного дома, многие люди задумываются о том, как эффективно отопить свое жилище, а также как рационально выполнять нагрев воды для хозяйственных нужд.

Современный рынок отопительного оборудования представлен весьма в широком ассортименте. Поэтому порой бывает затруднительно остановить свой выбор на каком-то определенном варианте отопления.

В такой ситуации мы предлагаем обратить внимание на конструкцию отопления с тепловым насосом. Для того, чтобы понимать что представляет собой тепловой насос для отопления дома, раскроем подробно все его преимущества и условия монтажа.

Устройство и принцип действия

Принцип работы тепловой помпы уместно сравнить с работой бытового холодильника.

Разница лишь заключается в том, что насос берет тепло снаружи и передает его вовнутрь, а в холодильнике все происходит в обратном порядке.

Работу теплового насоса можно проиллюстрировать с помощью следующего рисунка.

Принцип действия заключается в следующем:

• теплоноситель поступает в наружный блок, который находится в среде, обладающей тепловой энергией;
• после нагрева теплоноситель движется в теплообменник и передает накопленную энергию;
• хладагент, который находиться во внутреннем контуре доводится до газообразного состояния, и с помощью компрессора непосредственно передается к отопительным элементам;
• затем весь цикл действий повторяется обратно.

Таким образом, из окружающей среды можно отобрать тепловую энергию и обогреть свое жилище.

Замечание специалистов: данный вид теплового оборудования абсолютно экологичен и безопасен в использовании.

Виды теплонасосов

Схема теплонасоса воздух-вода

Тепловые насосы принято разделять в зависимости от того, какие источники окружающей среды используются для извлечения тепловой энергии.

Соответственно существуют следующие схемы тепловых насосов:

• «воздух – вода»;
• «воздух – воздух»;
• «вода — вода».

Эффективность каждого вида помп для отопления дома безупречна, ведь для обогрева используются альтернативные источники тепла.

У вас может возникнуть вполне резонный вопрос: если тепловые насосы являются таким прекрасным отопительным оборудованием, то почему они не используются повсеместно?

А вся причина заключается в том, что для массового использования главным препятствием является высокая стоимость монтажа отопления с тепловым насосом. Но существует альтернативный способ – установить такой вид системы обогрева можно собственными руками. О том, как это сделать, речь пойдет дальше.

Тепловой насос «воздух – вода». Монтаж системы этого вида не потребует сложных конструктивных работ, поэтому установку можно осуществить собственноручно.

Теплонасос вода-вода

Главное, что в первую очередь, нужно знать схему работы теплового насоса. Основным преимуществом помп этого вида является то, что тепло, которое покидает помещение, может быть использовано повторно.

Тепловой насос «воздух – воздух».

Название этого вида помпы возникло из-за того, что окружающий воздух поступает в систему и подогревается, а затем воздушными каналами поступает в жилище.

Тепловой насос «вода – вода». Этот вид оборудования характерен тем, что источником тепла могут являться грунтовые воды и различного рода водоемы. При монтаже теплового насоса этого типа выполняется минимум работ. Например, чтобы трубы с теплоносителем опустить в водную среду, достаточно к ним привязать груз.

Самостоятельное изготовление

Принципиальная схема для сборки теплонасоса своими руками

Рассмотрев принцип работы различных видов теплонасосов, смело можно утверждать, что схемы их конструкции практически одинаковы.

Таким образом, этапы монтажных работ во многом будут схожими.

Итак, для изготовления теплового насоса своими руками нам нужна его схема и составляющие систему части:

• компрессор;
• испаритель;
• конденсатор;
• трубы для змеевиков.

Для того, чтобы успешно соорудить установку этого вида оборудования стоит придерживаться ряда следующих рекомендаций:

1. Нужно правильно подобрать компрессор необходимой мощности. Его можно взять, как из старой бытовой техники (холодильника или кондиционера), так и приобрести новый. Всегда учитывайте тот факт, что компрессор надежно должен быть прикреплен к основанию.
2. Довольно дорогостоящим элементом теплового насоса может оказаться испаритель, который представлен в виде нержавеющей емкости. Чтобы удешевить процесс изготовления, можно взять бак из старой стиральной машинки. Стоит помнить, что в этой емкости будет находиться соляной раствор, с помощью которого будет передаваться тепловая энергия во внутренний блок конструкции.
3. Конденсатор может быть представлен в виде пластмассовой бочки. Объем такого бака определяется от потребностей системы.
4. Правильно просчитайте и подберите трубы для змеевиков всех контуров насоса.
5. Приготовив все вышеуказанные материалы можно непосредственно подходить к монтажу тепловой системы.

Совет бывалых изобретателей: при отсутствии практического опыта доверьте эти работы высококлассному специалисту потому, что пайку медных труб, накачку внутреннего контура фреоном, точную сварку соединений может выполнить только мастер.

Смотрите видео, в котором опытный пользователь подробно рассказывает о собственной конструкции теплового насоса, сделанного своими руками:

Тепловой насос для отопления дома своими руками: принцип действия, разновидности агрегатов и инструкция по изготовлению

Выгода от использования системы отопления на базе теплового насоса (ТН) вполне очевидна. Однако, широкого применения данный способ обогрева жилища у нас пока не получил, главным образом – из-за дороговизны оборудования.

Проблемой заинтересовались народные умельцы. Кое-кто из них решил не отказываться от столь прогрессивной идеи и придумал, как соорудить тепловой насос для отопления дома своими руками.

Принцип действия

Название «тепловой насос» характеризует работу данного устройства максимально точно.

Действительно, этот агрегат цикл за циклом как бы выкачивает тепловую энергию, причем извлекаться она может из довольно холодной по нашим меркам среды, которая называется низкопотенциальным источником.

Под этим термином обычно подразумевают грунт на глубине более 2-х метров, прохладный зимний воздух и даже укрытый ледяной коркой водоем.

Рассмотрим работу этого технического чуда поэтапно:

1. В среду-источник помещается контур из труб, по которому циркулирует антифриз или раствор соли. За время обхода контура теплоносителю сообщается температура примерно в +5 – +7 градусов.
2. Далее теплоноситель поступает к испарителю ТН, в котором находится особое вещество – хладагент. Чаще всего в этом качестве выступает фреон. За счет теплообмена хладагент нагревается до тех же +5 – +7 градусов. При этом он переходит в газообразное состояние, поскольку закипает при температуре около -10 градусов.
3. Теперь происходит самое интересное: хладагент перекачивается компрессором в конденсатор, где сжимается под большим давлением, вследствие чего его температура увеличивается до 70 – 80 градусов. Конденсатор омывается водой, циркулирующей в отопительной системе. Она нагревается, а затем передает тепловую энергию радиаторам.
4. Через редукционный клапан хладагент порциями сбрасывается в испаритель, где он расширяется и остывает. При этом его температура становится ниже исходных 5-ти градусов, ведь часть внутренней энергии была передана рабочей среде отопительного контура на предыдущем этапе. Снова происходит нагрев от контакта с рассолом, испарение, закачка компрессором в конденсатор – и так по кругу.

Принцип действия теплового насоса

Из вышеприведенного описания становится понятным, что для работы ТН необходимы два теплообменника: в одном происходит передача тепловой энергии от наружного контура хладагенту, в другом – от хладагента воздушной или жидкой среде внутри дома.

Разновидности

Когда говорят о видах ТН, указывают среду-источник и среду-получатель, посредством которой осуществляется отопление дома. Таким образом, выделяют следующие разновидности этих устройств:

1. ТН типа «грунт – вода»: в этом варианте средой-источником является грунт. Трубопровод с циркулирующим по нему рассолом или антифризом можно расположить горизонтально от 2-х до 5-ти метров ниже уровня земли (потребуется участок большой площади) – либо вертикально – в скважине глубиной 150 – 200 м. Потребителем выкачиваемой тепловой энергии выступает рабочая среда водяной системы отопления.
2. ТН типа «вода – вода»: в данном случае трубы внешнего контура погружаются не в грунт, а в расположенный поблизости водоем (если, конечно, таковой имеется в наличии). Важно, чтобы водоем даже в самый сильный мороз не промерзал на всю глубину. Разумеется, погрузить наружный контур в воду гораздо проще, чем закапывать в грунт, поэтому при наличии водоема данный вариант является наиболее предпочтительным.
3. ТН типа «воздух – вода»: ТН с самым простым устройством, но и наименее производительный. Наружного контура попросту нет, испаритель закреплен на стене снаружи дома и обдувается вентилятором. Тогда как температура в грунте и воде не снижается за пределы +5 градусов, воздух может охлаждаться и до -30, поэтому ТН типа «воздух – вода» или «воздух – воздух» (обогрев дома осуществляется по принципу тепловентилятора) работает эффективно далеко не всегда.

Достоинства и недостатки технологии

Важнейшими преимуществами ТН являются:

1. Экономичность: на каждый киловатт потребленной электроэнергии ТН выдает на-гора от 3 до 5 кВт тепла. То есть речь идет о практически дармовом отоплении.
2. Экологичность и безопасность: работа ТН не связана с образованием и выбросом в атмосферу каких-либо опасных для экологии веществ, а отсутствие пламени делает эту технологию абсолютно безопасной.
3. Простота эксплуатации: в отличие от газовых и твердотопливных котлов ТН не нужно чистить от сажи и копоти. Так же не придется сооружать и обслуживать дымоход.

Существенный недостаток данной технологии – высокая стоимость оборудования и монтажных работ.

Приведем простой расчет. Для дома площадью 120 кв. м понадобится ТН производительностью 120х0,1 = 12 кВт (из расчета 100 Вт на 1 кв. м). Модель Diplomat от компании Thermia с такой производительностью стоит около 6,8 тыс. евро. Несколько дешевле обойдется модель DUO того же производителя, но и ее стоимость нельзя назвать демократичной: около 5,9 тыс. евро.

Тепловой насос Thermia Diplomat

Даже если сравнивать с самым дорогим видом традиционного отопления – электрическим (по 4 руб.

за 1 кВт*ч, 3 месяца – работа с полной загрузкой, 3 месяца – с половинной), окупаемость займет более 4-х лет, и это без учета стоимости монтажа наружного контура.

На деле же ТН не всегда работает с расчетной производительностью, соответственно, и срок окупаемости может оказаться более продолжительным.

В общих чертах инструкция по изготовлению тепловых насосов для отопления своими руками имеет следующий вид:

• приобретается компрессор;
• изготавливаются конденсатор и испаритель;
• устанавливается регулирующий клапан и производится заправка ТН фреоном.

Приобретение компрессора (можно б/у)

Компрессор следует выбирать спиральный, а не поршневой компрессор, так как он имеет более высокий КПД и отличается большей долговечностью.

Шумит он тоже меньше, что немаловажно, ведь агрегат будет находиться внутри дома.

В самодельном ТН вместо одного мощного компрессора можно установить несколько маломощных, которые будут включаться в работу один за другим.

Преимущество такого варианта – снижение величины пусковых токов в сравнении со схемой, включающей один компрессор. «Сердце» ТН следует закрепить на стене с помощью кронштейнов.

Изготовление конденсатора

Конденсатор изготавливается в виде змеевика из медной трубы. Ее диаметр и длина подбираются таким образом,чтобы площадь поверхности соответствовала значению:

S = P / 0.8 x dT

Здесь:

• S, кв. м – площадь поверхности конденсатора (медного змеевика);
• P, кВт – мощность по тепловыделению;
• 0,8 – стандартный коэффициент теплопроводности для меди;
• dT, градусы – разность температур теплоносителя отопительной системы на входе и выходе в теплообменник.

Для придания змеевику правильной формы медную трубу можно оборачивать вокруг газового баллона. Ее стенка должна быть не тоньше 1-го мм, иначе при сгибании она будет заминаться.

Конденсатор располагают так, чтобы фреон поступал в него сверху.

Испаритель рассчитывают и изготавливают совершенно аналогично. Фреон в него должен поступать снизу.

Наиболее эффективными являются покупные пластинчатые теплообменники, но стоят они довольно дорого: около 400 евро.

Совет

Предлагается установить испаритель и конденсатор в обычных баках, каждый из которых подключен к соответствующему контуру. Емкость бака для конденсатора составляет примерно 120 л, для испарителя понадобится меньший объем – около 70 л.

Правда, змеевик испарителя может оказаться слишком большим, в этом случае для него также можно взять бак объемом 120 л.

Завершающий этап

Завершающий этап – монтаж терморегулирующего клапана и заправка ТН фреоном R22 или R422. Для этих операций придется приглашать специалиста с соответствующим оборудованием.

Схема устройства самодельного теплового насоса

В данном случае самодеятельность действительно неуместна. Даже нарезку медной трубы следует осуществлять специальным инструментом, иначе в систему попадет стружка, которая быстро выведет из строя компрессор.

Способы размещения наружного контура

Существует несколько вариантов размещения наружного контура:

1. В грунте горизонтально: трубы укладываются «змейкой» с шагом около 1 м на глубине, превышающей глубину промерзания грунта. Длина контура определяется из расчета 20 – 30 Вт потребной тепловой мощности на 1 м.п. Устройство такого контура не потребует специальных навыков, но под него придется отвести довольно большой участок.
2. В грунте вертикально: трубы наружного контура помещают в скважины глубиной до 200 м. В этом случае с 1-го м.п. удается получить уже 50 Вт тепла. Построить вертикальный контур самостоятельно невозможно, придется приглашать бурильщиков. Но у него есть и преимущество: уходя вглубь, вы сэкономите изрядную часть собственной территории.
3. В водоеме: при наличии водоема – самый предпочтительный вариант, так как отпадает необходимость производства земляных работ. Трубы контура укладывают на дне спиралью и прижимают грузом. Производительность по теплу – около 30-40 Вт/м.п.
4. На воздухе: в этом случае, как уже говорилось, наружный контур вовсе отсутствует. Испаритель необходимо закрепить на улице, установив рядом с ним вентилятор.

Движение рабочей среды в наружном контуре обеспечивается циркуляционным насосом.

О бивалентных системах отопления

В высоких широтах даже покупной ТН может не обеспечивать достаточного количества тепла.

В этом случае можно соорудить бивалентную отопительную систему.

От моновалентной она отличается наличием нескольких принципиально разных источников тепла.

Так, например, тепловой насос можно совместить с солнечным коллектором или твердотопливным котлом.

Видео на тему

1 Комментарий

Тепловой насос своими руками из старого холодильника: 5 этапов

Для хозяев частных домой всегда остро стоит вопрос обогрева дома. Можно использовать центральное газовое или водное отопление, но можно изучить и другие варианты. Такой альтернативой является тепловой насос. Сэкономить можно с помощью самостоятельного сооружения, используя старую технику.

Принцип работы и схема теплового насоса

Теплонасосы способны работают от натуральных источников энергии. Прибор выделяет тепло без дизельного или твердого топлива.

При обустройстве отопительной системы главную роль занимает теплонасос. Его постройка требует особого внимания.

Сам насос не может выделить тепло, он просто переносит его в дом. На это требуется небольшое количество электричества. Достаточно иметь тепловой насос и внешний источник энергии для обогрева здания. Работает насос противоположно холодильнику. Тепло забирается снаружи и направляется в помещение.

Схема теплового насоса:

1. Компрессор – промежуточный элемент системы;
2. Испаритель – элемент передачи низкопотенциальной энергии;
3. Дроссельный клапан – по нему перемещается фреон в испаритель;
4. Конденсатор – в нем хладагент охлаждается и отдает свое тепло.

Сначала энергия выделяется из природных источников и попадает в испаритель. Дальше тепло передается фреону. В компрессоре хладагент поддается высокому давлению и его температура повышается. Дальше фреон направляется в конденсатор, где и происходит его отдача отопительной системе. Хладагент возвращается в испаритель, где процесс повторяется.

Энергосберегающие трубы для сохранения энергии помогут сэкономить и сберечь тепло. Как установить такую систему можно узнать на сайте: https://homeli.ru/stroitelstvo-doma/inzhenernye-sistemy/kanalizatsiya/energosberegayushchie-sistemy

Самодельный тепловой насос из холодильника: этапы создания

Тепловой насос – достаточно дорогой прибор. Но при желании можно своими руками соорудить устройство из старого холодильника или кондиционера. Холодильное устройство имеет в своей системе две необходимые для насоса детали – конденсатор и компрессор.

Этапы сборки теплового насоса из холодильника:

1. Сначала собирается конденсатор. На вид это волнистый элемент. В холодильнике он размещен сзади.
2. Конденсатор необходимо уложить в прочный каркас, который хорошо удерживает тепло и переносит действие высоких температур. В определенных случаях приходится разрезать тару, чтобы беспроблемно установить конденсатор. По окончанию монтажа емкость сваривается.
3. Дальше идет установка компрессора. Необходимо, чтобы агрегат был в хорошем состоянии.
4. Функцию испарителя выполняет обыкновенная пластиковая бочка.
5. Когда все будет подготовлены, следует скрепить элементы между собой. К отопительной системе теплообменник крепится трубами из ПВХ.

Так получается самодельный тепловой насос. Закачку фреона должен проводит профессионал, так как жидкость непроста в работе. К тому же для ее закачки необходимо иметь специальное оборудование.

Тепловые насосы из старой бытовой техники отлично подходят для обогрева небольших помещений хозяйственного назначения.

Холодильник может выполнить роль радиатора. Потребуется сделать два воздухоотвода, которые обеспечат его циркуляцию. Один отвод принимает холодный воздух, второй – выпускает горячий.

Биогаз набирает популярность, как альтернативный источник энергии. О его преимуществах читайте в статье: https://homeli.ru/stroitelstvo-doma/inzhenernye-sistemy/kanalizatsiya/biogaz-svoimi-rukami

Природный источник энергии может представлять собой систему скважинного типа, грунтового или водоемного. Каждый вариант уникальный. Отличается принцип работы и монтаж.

Когда источником энергии является скважина, необходимо пробурить соответствующее отверстие в земли. В 1 м источника можно добыть 50-60 Вт энергии. Для нормальной работы теплонасоса потребуется 20 м.

Особенности получения энергии со скважины:

1. Главные плюсы – компактность и большая теплоотдача;
2. Минус – сложности при бурении скважины.

Когда источником тепла выступает грунт, то труба залегает на глубину ниже уровня промерзания земли. Для укладки трубы можно вырыть котлован или траншею.

Добыча энергии с земли достаточно трудный процесс, который требует большой площади, которая не будет доступной к эксплуатации.

Если поблизости размещены водоемы, то можно положить трубу в источник воды. Главное требование – достаточная глубина. В 1 кв м воды можно получить 30 Вт энергии. Для фиксации труб на глубине к ним прикрепляется груз.

В некоторых случаях в качестве источника используют воздух. Такой насос содержит хладагент. В этом случае подходит фреон из холодильника. Вещество забирает тепло из воздуха и отдает помещению.

Все составляющие солнечной батареи доступны и не дороги. И собрать конструкцию можно своими руками. обо всех этапах работы читайте в следующем материале: https://homeli.ru/stroitelstvo-doma/inzhenernye-sistemy/otoplenie/solnechnaya-batareya-svoimi-rukami

Контроллер для теплового насоса и другие элементы системы вода-вода

Трубы помещаются в ближайший водой в достаточно глубиной. Важно, чтобы вода полностью не промерзала. Конденсатор подключается к отопительной системе дома. Сама работа имеет 4 этапа.

Этапы работы насоса вода-вода:

1. Хладагент принимает тепло от внешнего источника, нагревается и закипает;
2. Фреон в виде газа поступает в компрессор, там он сжимается под давлением;
3. Теплоотдача отопительной системе, хладагент снова принимает жидкое состояние;
4. Фреон возвращается на изначальные позиции и готов к принятию тепла.

Главное в данной системе – компрессор. Фреон не сможет самостоятельно сконденсироваться, если в доме высокая температура. Для этого потребуется повышенное давление, что и выполняет данный элемент.

Так теплонасос берет наружное тепло, добавляет собственное, а также нагревается в компрессоре. Водный источник охлаждается, а дом обогревается. Автоматику работы гарантирует контроллер. Все данные отмечены на датчиках давления и температуры.

Как сделать тепловой насос своими руками из старого холодильника (видео)

Тепловой насос имеет простой принцип работы. Переделка существующей сплит-системы требует особых знаний, но можно черпать энергию из натуральных источников. Ими может послужить колодец, грунт, водоем, воздух.

Тепловые насосы для отопления дома своими руками: виды и принцип работы

Дата публикации: 8 декабря 2014

Постоянно возрастающая стоимость энергоносителей приводит к необходимости искать другие источники энергии. Основная проблема возникает в холодный период года, когда дома требуется отапливать.

Отопление дома и подогрев воды являются одним из самых крупных расходов в содержании дома, поэтому многих интересует, как сделать тепловой насос для отопления дома своими руками.

Установка такого устройства является выходом из положения: оборудование позволяет получить полную автономию от внешних источников энергии и, следовательно, существенно сэкономить.

Фактически единственным препятствием для массового использования тепловых насосов для отопления дома является их высокая стоимость. Только оборудование обходится в весьма приличную сумму – от $7 тыс. до $10 тыс. (например, шведский тепловой насос Nibe F1245-8 стоит 8700 Euro).

Немало стоит и установка, так как приходится учитывать немаленькую стоимость земляных работ. А ведь в систему отопления входят еще и радиаторы, теплые полы и так далее.

Конечно, подобное оборудование окупается за несколько лет, но ведь сначала необходимую сумму нужно где-то найти!

Для тех, кто умеет работать руками, имеется альтернативный вариант: самому сделать тепловой насос.

Принцип действия теплового насоса

Фактически принцип действия такой же, как и у обычного бытового холодильника, лишь с той разницей, что холодильник берет тепло во внутреннем объеме и передает его во внешний, а насос наоборот – берет тепло извне и передает вовнутрь.

Принцип действия работы теплового насоса для отопления дома простой. Устройство представляет собой двухконтурную систему, внешний контур которой предназначен для отбора тепла у окружающей среды, а внутренний – для передачи тепла в систему отопления дома.

Обратите внимание

Оба контура связаны между собой испарителем, в котором циркулирует хладагент – жидкость с очень низкой температурой кипения. Под воздействием тепла из внешнего контура хладагент переходит в газообразное состояние и поступает в компрессор, где сжимается и перегревается.

Затем перегретый газ нагревает теплоноситель внутреннего контура и, отдав тепло, конденсируется. После этого процесс повторяется вновь.

Типы тепловых насосов

В зависимости от источников тепла, которые используются во внешнем контуре, различают три основных типа тепловых насосов, которые можно использовать в системе отопления жилого частного дома или коттеджа:

• тепловой насос грунт-вода (внешний контур использует разницу температур на поверхности и в глубине грунта);
• тепловой насос вода-вода (внешний контур использует тепло грунтовых вод или на дне водоема);
• тепловой насос воздух-вода (внешний контур использует тепло воздуха).

Чаще всего используются тепловые насосы типа вода-вода, которые берут тепло у грунтовых вод.

Такие устройства обходятся дешевле, если имеется доступ к открытому водоему, чтобы расположить внешний контур насоса в нем.

При этом обязательно предварительно нужно уточнить глубину промерзания такого водоема, чтобы внешний контур не оказался вмороженным в лед – в этом случае тепловой насос работать не будет.

Также нередко используется вариант грунт-вода. Их основной недостаток: большая площадь, которую приходится отводить на участке под внешний контур.

При вертикальном расположении контура эта площадь значительно сокращается, но существенно удорожаются земляные работы.

Так же, как и в случае насосов вода-вода, следует уточнять глубину промерзания – контур должен располагаться ниже, чтобы работа установки была эффективной в любое время года.

Важно

Для обеспечения полноценного отопления дома в любое время, в том числе в холодный период, наименее пригодны тепловые насосы типа воздух-вода – в большинстве регионов России они не в состоянии обеспечить зимой достаточное поступление тепловой энергии. Насосы подобного типа могут быть использованы круглый год лишь в тех регионах, где в холодное время года температура не падает ниже нуля.

Следует заметить, что устройства типа воздух-вода сохраняют работоспособность до -25ºС, и при наличии дополнительных отопительных систем (к примеру, твердотопливного котла), могут быть использованы и в холодных районах России. При этом их установка и монтаж обходятся дешевле всего, так как не требуют земляных работ.

Как сделать тепловой насос для отопления дома своими руками

До того, как приступать к изготовлению или даже расчету теплового насоса для отопления дома, следует проверить имеющуюся электропроводку или, если дом находится на стадии строительства, внести соответствующие коррективы в проект электрообеспечения.

Дело в том, что у насоса достаточно высокие пусковые токи – около 40 А. Если электросчетчик и проводка не в состоянии выдержать такие напряжения, то от идеи установки придется отказаться до того, как электропроводка не будет приведена в соответствие с требованиями.

Это касается не только самодельных тепловых установок, но и насосов промышленного производства.

Еще одно, что необходимо сделать до начала работ и закупки комплектующих: составить проект и рассчитать необходимую мощность и конфигурацию теплового насоса.

Обычно для старых построек, в которых не использовались современные теплоизоляционные материалы, требуется 75 Вт/м2, при наличии современной теплоизоляции тепловая потребность существенно падает и составляет примерно 50 Вт/м2.

Лучше всего, если здание строилось с применением специальных технологий, ориентированных на максимальное снижение теплопотерь и экономию энергии: в этом случае тепловая потребность составит всего лишь 30 Вт/м2.

Когда все необходимые расчеты проведены, а проект составлен, можно приступать к изготовлению теплового насоса для обогрева дачи или дома своими руками. Некоторое оборудование придется купить (как, например, компрессор от кондиционера), некоторое – изготовить (как, к примеру, конденсатор).

Совет

Потребуется и бак из нержавеющей стали, и медные трубки, и умение осуществлять сварочные работы.

В Интернете имеется много описаний изготовления теплового насоса, которые снабжены подробными схемами, пошаговыми фотографиями и даже видео – для человека, умеющего обращаться с инструментами, не составит труда, используя такое видео или пошаговые фотографии, изготовить нужное оборудование.

Максимальные затраты ожидают тех, кто пожелает установить насос грунт-вода с вертикальным исполнением – тут придется заплатить за использование буровой установки, так как минимальная необходимая глубина скважины составляет 50 м, но может доходить и до 150 м. При горизонтальном исполнении такого устройства земляные работы можно выполнить и самостоятельно. Правда, придется перекопать значительную территорию, но зато бесплатно.

Проще всего будет тем, кто решит обойтись насосом воздух-вода: тут потребуется всего лишь выбрать место на придомовой территории и установить на нем оборудование.

Практика показывает, что большинство умельцев прекрасно справляются с самостоятельным изготовлением теплового насоса даже самой сложной конфигурации, а некоторые даже умудряются сами закачивать фреон в систему.

Однако, если вы не являетесь настоящим специалистом в этой области, то лучше для закачки фреона вызывать настоящего мастера по холодильному оборудованию.

За его услуги придется заплатить, но зато вы будете точно уверены в качестве выполненных работ – а это один из очень важных моментов при использовании подобных устройств.

Что вы получите

Первое, разумеется, экономию. Стоимость теплового насоса при сборке его своими руками сразу падает до $1000-$1500, а особые умельцы ухитряются обойтись суммой до $500.

Установив оборудование, вы сразу получаете все плюсы, которые дает тепловой насос: экологичность, независимость от внешних источников тепловой энергии, значительную экономию в содержании дома. Правильно рассчитанный и изготовленный тепловой насос обеспечит вас теплом круглый год, а при желании может в жаркое время перенастраиваться и на работу в качестве кондиционера.

Для еще большей экономии можно рассмотреть альтернативные источники энергии для дома и выбрать подходящий вариант.

С.Варган

Два примера видео сборки теплового насоса своими руками: