No Image

Тепловой насос из кондиционера своими руками

СОДЕРЖАНИЕ
0 просмотров
11 марта 2020

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.

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.

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.

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

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.

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.

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

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.

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.

Читайте также:  Набор предметов для камина

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.

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

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.

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

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.

Хорошей альтернативой традиционному отоплению загородного дома, особенно если нет возможности подвести газ, может явиться тепловой насос. Действие такого насоса основано на использовании новейших научных разработок в области использования различных альтернативных источников энергии. Требуемое тепло получается извлечением из земли, воздуха и воды.

У нас в России тепловые насосы пока новинка, но в других развитых странах они выпускаются и успешно применяются уже более тридцати лет. На нашем рынке низкий спрос можно объяснить двумя основными причинами:

  • незнание населением принципов действия и свойств тепловых насосов из-за практически полного отсутствия сведений об этом в средствах массовой информации и печати;
  • высокой стоимостью тепловых насосов.

Перед тем как сделать тепловой насос своими руками, необходимо остановиться на двух моментах: что это за агрегат и каковы принципы работы такого насоса.

Тепловой насос — это машина, которая поглощая из окружающей среды (земля, воздух, вода) низко потенциальную тепловую энергию может передавать её в системы теплового снабжения в виде нагретого воздуха или воды. Рабочим телом для теплопередачи является фреон.

Практически, тепловой насос — это холодильник с обратным действием, вместо холода вырабатывается тепло. Электроэнергия затрачивается только для перемещения фреона по внутреннему контуру насоса, поэтому затраты на неё относительно невелики.

Вся система работает при отоплении как котёл, а при охлаждении как кондиционер.

Принцип действия

  1. Фреон, имеющий низкую температуру кипения, при прохождении через испаритель переходит из своего жидкого состояния в газообразное. Данный процесс происходит при температуре около минус пяти градусов и низком давлении в системе.
  2. Из испарителя фреон в газообразном состоянии поступает в компрессор, в котором происходит его сжатие до создания высоких показателей давления и температуры.
  3. Потом горячий газ проходит во второй теплообменник, конденсатор, в котором осуществляется процесс теплообмена между теплоносителем из обратки отопления и горячим газом.

Обратите внимание! Выделяемое в летнее время тепло можно успешно использовать для подогрева бассейна.

Изготовление

Тепловой насос может быть изготовлен из имеющихся в хозяйстве деталей или путем приобретения дешёвых бывших в употреблении запасных частей. Порядок изготовления установки следующий:

  1. Приобретаем готовый компрессор в специализированных магазинах или используем компрессор от обычного кондиционера. Закрепляем его к стене, где будет располагаться наша установка. Надёжность крепления обеспечивается двумя кронштейнами L-300.
  2. Изготавливаем конденсатор. Для этого из нержавеющей стали бак с объемом около ста литров разрезаем пополам. Устанавливаем в бак змеевик из тонкой медной трубки с толщиной стенки не менее 1 мм. Для змеевика можно приобрести сантехническую трубку или применить медную трубку от старого холодильника. Змеевик изготавливаем следующим образом:
  1. на кислородный или газовый баллон наматывается медная трубка, важно выдержать небольшое расстояние между витками, которое должно быть одинаковым;
  2. для фиксации положения витков трубки берём два перфорированных алюминиевых уголка и прикрепляем их к змеевику таким образом, чтобы каждый виток нашей трубки был расположен напротив отверстия в уголке. Уголки обеспечат одинаковый шаг расположения витков и придадут геометрическую неизменяемость всей конструкции змеевика.
Читайте также:  Гидроизоляция фундаментов виды гидроизоляции способы её применения
  • После установки змеевика, половинки бака свариваем между собой, предварительно вварив необходимые резьбовые соединения.
  • Изготавливаем испаритель. Берем обычную закрытую ёмкость из пластмассы объёмом 60 или 80 литров. В неё вмонтируем змеевик из трубки диаметром в ¾ дюйма и резьбовые соединения для труб слива и поступления воды (допускаются обычные водопроводные трубы). Готовый испаритель также закрепляем на стене при помощи L -кронштейнов необходимого размера.
  • Приглашаем мастера для сборки системы, сварки медных трубок и закачки фреона. Не имея опыта работы с холодильным оборудованием, не надо пробовать выполнить эту работу самостоятельно. Это может привести к выходу из строя всей конструкции и чревато получением тяжёлых травм.
  • После готовности основной части нашей системы, необходимо выполнить её подсоединение к устройствам распределения и забора тепла.

    Сборка установки забора тепла зависит от типа насоса и источника тепла.

    Видео

    В следующем видеоматериале подробно рассказано об особенностях тепловых насосов:

    Подробнее об устройстве самодельного насоса в следующем ниже видео:

    В последние десятилетия у владельцев домов появился довольно большой выбор систем отопления. Уже необязательно подключаться к централизованным сетям и использовать традиционные источники. Можно выбрать оборудование, работающее на альтернативной энергии, но его главный недостаток – дороговизна. Согласны?

    Впрочем, если соорудить тепловой насос своими руками из старого холодильника, систему можно существенно удешевить. А мы расскажем вам как это сделать.

    В статье мы подобрали самые простые решения и снабдили их подробными чертежами и схемами. Поэтому для домашнего умельца разобраться в них не составит труда. Кроме того, здесь вы найдете пошаговую инструкцию по изготовлению отопительного оборудования. А размещенные видеоролики расскажут о конструктивных особенностях теплового насоса и особенностях его подключения.

    Насколько выгодно использование теплового насоса?

    Теоретически у любого человека есть большой выбор источников энергии. Помимо природного газа, электричества, угля, это еще и ветер, солнце, разница температур земли и воздуха, земли и воды.

    На практике выбор ограничен, т.к. все упирается в стоимость оборудования и его обслуживания, а также стабильность работы и сроки окупаемости установок.

    Каждый из источников энергии имеет как достоинства, так и серьезные недостатки, ограничивающие его использование.

    Установка отопительной системы с теплонасосом – это выгодно с точки зрения удобства эксплуатации. Во время работы оборудования нет шума, посторонних запахов, не требуется установка дымоходов или других вспомогательных конструкций.

    Система энергозависима, но для работы теплового насоса нужно минимальное количество электричества.

    Сами тепловые установки чрезвычайно экономичны и не требуют особых затрат на обслуживание, но их первоначальная стоимость очень высока.

    Далеко не каждый владелец дома или дачи может позволить себе покупку такого дорогого оборудования. Если собрать его самостоятельно и использовать детали от старого холодильника, можно существенно сэкономить.

    Самодельные установки обходятся буквально в копейки, а их использование позволяет заметно экономить.

    Единственный нюанс: производительность самоделок невысока, и они не могут быть полноценной заменой традиционным системам отопления. Поэтому их часто используют как дополнительные или альтернативные варианты отопления.

    5 основных выгод для владельцев установок

    К преимуществам систем обогрева с тепловыми насосами относят такие:

    1. Экономическая эффективность. При затратах 1 кВт электрической энергии можно получить 3-4 кВт тепловой. Это усредненные показатели, т.к. коэффициент преобразования тепла зависит от типа оборудования и особенностей конструкции.
    2. Экологическая безопасность. При работе тепловой установки в окружающую среду не попадают продукты сгорания или другие потенциально опасные вещества. Оборудование озонобезопасно. Его применение позволяет получить тепло без малейшего вреда для экологии.
    3. Универсальность применения. При установке систем отопления, работающих от традиционных источников энергии, владелец дома попадает в зависимость от монополистов. Солнечные батареи и ветрогенераторы не всегда рентабельны. Зато тепловые насосы можно устанавливать где угодно. Главное – правильно выбрать тип системы.
    4. Многофункциональность. В холодное время года установки отапливают дом, а в летнюю жару способны работать в режиме кондиционеров. Оборудование применяют в системах ГВС, подключают к контурам теплых полов.
    5. Безопасность эксплуатации. Теплонасосам не требуется топливо, при их работе не выделяются токсичные вещества, а предельная температура узлов оборудования не превышает 90 градусов. Эти отопительные системы не опаснее холодильников.

    Идеальных приборов не существует. Тепловые насосы надежны, долговечны и безопасны, но их стоимость напрямую зависит от мощности.

    Качественное оборудование для полноценного обогрева и горячего водоснабжения дома 80 м.кв. обойдется примерно в 8000-10000 евро. Самоделки маломощны, их можно использовать для отопления отдельных комнат или подсобных помещений.

    Теплонасосы способны прослужить 30 лет и более. Особенно рентабельно их применение для ГВС, а также в комбинированных отопительных системах, включающих теплые полы.

    Оборудование надежно и редко ломается. Если оно самодельное, то важно подобрать качественный компрессор, лучше всего – от холодильника или кондиционера проверенной марки.

    Читайте также:  Как создать локальную сеть дома

    Типы теплонасосов для отопления дома

    Различают компрессионные и абсорбционные теплонасосы. Установки первого типа наиболее распространены, и именно такой тепловой насос можно собрать из холодильника или старого кондиционера, использовав готовый компрессор.

    Также потребуются расширитель, испаритель, конденсатор. Для работы абсорбционных установок необходим абсорбент-хладон.

    По виду источника тепла установки бывают воздушными, геотермальными, а также использующими вторичное тепло (например, сточных вод и т.п.).

    Во входном и выходном контурах используют один или два разных теплоносителя, и в зависимости от этого выделяют такие типы оборудования:

    Система может быть эффективной только в том случае, если потребляет меньше энергии, чем отдает. Эту разницу называют коэффициентом преобразования. Он зависит от многих факторов, но наиболее значимый – температура теплоносителя входного и выходного контуров. Чем больше разница, тем лучше работает система.

    Надежных формул расчета производительности теплонасосов нет, т.к. их работа зависит от многих факторов.

    При самостоятельной сборке тепловой установки нельзя ожидать, что она будет настолько же эффективной, как оборудование промышленного производства, но ее вполне хватит для создания экономичной дополнительной системы отопления.

    Пошаговая инструкция по изготовлению оборудования

    Прежде чем разобраться со способами, как можно сделать тепловой насос из холодильника, следует определиться с источником тепла и схемой работы прибора. Помимо компрессора холодильника потребуются другие узлы. Также придется докупать или арендовать некоторые инструменты.

    Даже если придется покупать компрессор и другие узлы, самодельная установка обойдется гораздо дешевле, чем готовое оборудование промышленного изготовления.

    Этап #1. Подготовка схемы и чертежа

    Источник энергии должен быть расположен под землей. Для установки теплонасоса придется пробурить скважину или хотя бы вырыть траншею на глубину, где температура грунта не бывает ниже 5 градусов. Также можно использовать водоемы естественного или искусственного происхождения.

    Независимо от источника тепла конструкции теплонасосов схожи, поэтому подойдет почти любая схема, которую можно найти в сети.

    После ее выбора следует подготовить подробные чертежи, где будут указаны точные размеры, расстояния и точки подключения узлов установки.

    Хотя расчеты мощности установки затруднены, можно ориентироваться на средние показатели. Так, для дома с повышенными показателями теплоэффективности нужна система отопления мощностью 25 Вт/м.кв. Это идеальный вариант, если теплопотери минимальны.

    Для хорошо утепленного дома этот показатель составляет 45 Вт/м.кв., а для здания с относительно большими теплопотерями – 70 Вт/м.кв.

    Этап #2. Подбор необходимых деталей

    Компрессор можно снять со старого холодильника. Если он неисправен, лучше купить новый. Не стоит ремонтировать: это нерентабельно, а работоспособность самоделки будет под вопросом.

    Для сборки конструкции также потребуется терморегулирующий клапан. Желательно, чтобы все комплектующие были от одной системы и легко совмещались.

    Для монтажа теплонасоса понадобятся 30-сантиметровые L-образные кронштейны.

    Также придется докупить некоторые детали:

    • качественную герметичную емкость из нержавеющей стали объемом 120 л;
    • большой пластиковый бак объемом 90 л;
    • 3 медные трубы различных диаметров;
    • полимерные (лучше всего металлопластиковые) трубы.

    Для сборки системы потребуется стандартный набор инструментов, а для резки и соединения металлических деталей – болгарка и сварочный аппарат.

    Этап #3. Монтаж узлов системы

    Компрессор устанавливают на стену с помощью кронштейнов, после чего приступают к изготовлению конденсатора. Для этого металлический бак разрезают болгаркой пополам. В одну часть устанавливают медный змеевик, после чего емкость сваривают и подготавливают в ней резьбовые отверстия.

    Для изготовления теплообменника на 120-литровый стальной бак наматывают длинную медную трубу, закрепляя концы витков рейками. К выводам подсоединяют сантехнические переходы.

    На пластиковый бак тоже крепят змеевик и используют в качестве испарителя. Он не перегревается, поэтому необязательно брать металлическую емкость. Готовый испаритель крепят к стене с помощью кронштейнов.

    Когда основные узлы подготовлены, подбирают подходящий терморегулирующий клапан, собирают конструкцию и закачивают в систему фреон марки R-22 или R-422. Если нет соответствующих навыков, имеет смысл пригласить специалиста, т.к. процедура небезопасна.

    Этап #4. Подключение к заборному устройству

    Тип заборного устройства и особенности подключения к нему теплонасоса зависят от схемы:

    • «Вода-земля». Коллектор устанавливают ниже уровня промерзания почвы. Трубы системы должны располагаться на той же глубине.
    • «Вода-воздух». Системы этого типа монтировать относительно просто, т.к. не требуются земляные работы. Для установки коллектора подойдет удобное место возле дома или на крыше.
    • «Вода-вода». Конструкцию коллектора собирают из полимерных труб, а затем опускают в центр водоема.

    Возможна установка комбинированной (бивалентной) отопительной системы. В этом случае теплонасос подключают параллельно с электрическим котлом. Он выполняет функцию дополнительного отопления.

    Установка бивалентной отопительной системы позволяет добиться оптимальной температуры в доме даже при сильных морозах, а ее энергопотребление будет минимальным.

    Выводы и полезное видео по теме

    У нас тепловые насосы пока еще не особенно распространены, однако уже можно найти умельцев, способных поделиться опытом самостоятельного изготовления подобных систем. Предлагаем подборку полезных видеоматериалов.

    Конструкция теплового насоса, особенности сборки системы:

    Особенности подключения, эксплуатации самодельного теплового насоса:

    Видеоотзыв о работе самодельной отопительной системы из кондиционера:

    Схемы обогрева с теплонасосами не всегда рентабельны и удобны, поэтому обязательно взвесьте плюсы и минусы отопления этого типа.

    Если придете к выводу, что такая система подойдет для вашего дома, не торопитесь тратить огромные суммы на готовую установку и соберите конструкцию самостоятельно. Это не так уж и сложно, требует гораздо меньших денежных вложений, а эффект может превзойти все ожидания.

    Собираетесь собрать тепловой насос собственноручно, но не знаете с чего начать? Или может уже доводилось собирать подобную конструкцию и есть необходимые знания, которыми вы можете поделиться с нашими читателями? Оставляйте, пожалуйста, комментарии, задавайте вопросы в расположенном ниже блоке.

    >

    Комментировать
    0 просмотров
    Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

    Это интересно
    No Image Строительство
    0 комментариев
    No Image Строительство
    0 комментариев
    No Image Строительство
    0 комментариев
    No Image Строительство
    0 комментариев
    Adblock detector