Реальная экономия на отоплении: как создать тепловой насос своими руками. Тепловой насос своими сделать своими руками

Как сделать тепловой насос для отопления дома своими руками

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:

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.

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.
Конденсатор может быть представлен в виде пластмассовой бочки. Объем такого бака определяется от потребностей системы.
Правильно просчитайте и подберите трубы для змеевиков всех контуров насоса.
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:<div class="advv"><ins class="adsbygoogle" style="display:inline-block;width:300px;height:600px" data-ad-client="ca-pub-1812626643144578" data-ad-slot="4908081011"></ins> <script> (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({}); </script></div>

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Мой мир

6sotok-dom.com

Как сделать тепловой насос своими руками: конструкция и принцип работы

Высокая популярность тепловых насосов различных принципов действия объясняется не только наличием в стране любопытных народных умельцев, но и постоянным повышением стоимости отопления домов. Высокие цены на оборудование, высокие тарифы – все это заставляет попытаться сделать тепловой насос своими руками.

Самодельный насос

Принцип работы

Достаточно вспомнить школьный курс физики, чтобы понять, что практически все, что нас окружает, обладает тепловой энергией. Так почему же не попытаться эту энергию заставить работать на человечество, тем более, что урона никакого окружающей среде при этом не наносится?

Принцип работы любого теплового насоса построен на передаче тепла от одного источника ко второму. На практике можно увидеть алгоритм действия:

Теплоноситель поступает внутрь трубопровода, который находится в среде, обладающей некоторой тепловой энергией. Например, это может быть обычный грунт или компостная яма.
Далее теплоноситель движется к теплообменнику (или испарителю) и передает скопленную тепловую энергию на внутренний контур.
Хладагент, находящийся во внешнем контуре, нагревается внутри испарителя и приобретает газообразное состояние.
В таком состоянии хладагент попадает в условия высокого давления (компрессор). При этом его температура становится несколько выше.
Газ с высокой температурой попадает внутрь конденсатора, таким образом передавая тепловую энергию системе отопления дома.
Далее следует обратный ход хладагента, только уже в жидком состоянии, и цикл повторяется вновь.

Таким образом, можно «отобрать» у природы ее тепло, несколько увеличив температуру, и совершать обогрев на пользу человека. При этом затраты будут иметь место только на начальной стадии строительства всей такой системы с тепловым насосом.

Разнообразие конструкций

По принципу действия тепловые насосы делятся на компрессионные и абсорбционные. В первом варианте необходимо подключение к внешнему источнику питания, во втором – тепловой насос питает себя сам.

В зависимости от того, что используется в качестве источника тепловой энергии, тепловые насосы делятся на:

Геотермальные. Такие насосы используют тепло земли или подземных вод. Бывают нескольких типов:

Замкнутого типа

А) Замкнутого типа горизонтальные. Такие насосы имеют коллектор, который располагается горизонтально ниже глубины промерзания грунта. Недостатком является довольно обширная занимаемая площадь.

Б) Замкнутого типа вертикальные. Коллектор помещается вертикально на глубину до 200 метров. Тип насоса применяется, когда требуется сохранить ландшафт или нет возможности обширных по площади территорий.

В) Замкнутого типа водные. Коллектор располагается в водоеме на определенной глубине, которая варьируется в зависимости от региона.

Открытого типа

Роль теплообменной жидкости играет вода, которая после прохода одного цикла выливается в грунт. Такая система оправдана при наличии огромного количества воды и при условии безвредного ее использования.

Воздушные. В таких конструкциях источником, который отбирает тепло, является воздух.

Сильные и слабые стороны

Как и любой другой агрегат, тепловой насос обладает определенными преимуществами, но и одновременно не лишен некоторых недостатков. К сильным сторонам относятся:

Экономичность. Для того, чтобы передать в систему 1 кВт/ч тепловая установка при правильно изготовленной конструкции тратит около 0,2-0,4 кВт/ч.
Происходит упрощение систем вентиляции. Наличие замкнутого контура не требует сложных конструкций систем вентилирования воздуха.
Уровень пожарной безопасности значительно высокий. В отличии от традиционных систем отопления возникать пожару при тепловом насосе практически не от чему.
Возможность совершать не только нагрев, но и охлаждение помещения. То, что в холодное время года может показаться теплым, летом кажется холодным. Практический пример человеческого восприятия температуры: +100С в сентябре чувствуется как очень сильный холод. Такая же температура, но в феврале, кажется достаточным теплом.

Надежность. Современная автоматика хоть промышленного, хоть самодельного происхождения, довольно надежная и не требует особых знаний или навыков.
Насосы тепловые без исключения по виду и типу всегда компактные и малошумные.
Недостатки:
Геотермальный насос имеет большую стоимость даже при условии самостоятельного изготовления, а также сложные операции по монтажу коллектора.
Воздушные тепловые насосы имеют гораздо ниже коэффициент по преобразованию тепла.
Нагреваемая вода зачастую имеет невысокую температуру.

Самостоятельное изготовление

Собственноручно сделать тепловой любого типа не является особой преградой, чтобы качественно и, главное, дешево организовать отопление или кондиционирование помещения.

<div class="advv"><ins class="adsbygoogle" style="display:inline-block;width:300px;height:600px" data-ad-client="ca-pub-1812626643144578" data-ad-slot="4908081011"></ins> <script> (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({}); </script></div>

Специализированные форумы пестрят постами о всех прелестях самостоятельного решения проблемы. Приводятся схемы, уточняются нюансы, озвучиваются реальные цифры. В качестве основных деталей придется достать или изготовить самостоятельно:

Компрессор. Идеальным решением станет приобретение компрессора от кондиционера или холодильника. Важно подобрать необходимую мощность.
Конденсатор. В место него может выступить емкость из нержавеющей стали толщиной от 1 мм. Довольно дорогостоящий элемент, но его наличие обязательно, как и компрессора.
Медный змеевик. Особых проблем не вызывает – медная трубка продается практически везде. Важно соблюсти шаг при намотки змеевика.
Испаритель. Подойдет пластиковая емкость любой формы. Литраж зависит от типа насоса.

Собрать все детали воедино и заставить их эффективно работать – это главная задача. Чтобы все правильно выполнить и не переделывать много раз, то лучше детально ознакомиться с информацией, представленной в сети интернет.

energomir.biz

Как сделать тепловой насос - изготовление теплового насоса своими руками

Единственным недостатком промышленных тепловых насосов является их высокая стоимость. Поэтому большинство пользователей предпочитает изготавливать эти устройства самостоятельно. Об этом мы и расскажем.

Принцип работы

Существует несколько способов получения тепла за счет использования цикла Карно. Он обеспечивает повышение температуры теплоносителя при его резком сжатии. По тому же принципу, но с обратным эффектом, работают многие климатические компрессорные устройства (кондиционеры и холодильники, например). Основной рабочий цикл реализуется в рабочих камерах этих агрегатов и предполагает обратный эффект – охлаждение хладагента вследствие его резкого расширения.

Поэтому одним из доступных способов самостоятельного изготовления тепловых насосов является использование функциональных узлов, входящих в состав типового климатического оборудования. При изготовлении насоса из холодильника его конденсатор и испаритель выполняют функцию теплообменников, забирающих тепловую энергию из окружающей среды и направляющих ее на обогрев теплоносителя.

Порядок сборки

Порядок изготовления теплового насоса из готовых функциональных узлов:

Подготовка компрессорной части теплового насоса, использование соответствующего узла от обычного холодильника или кондиционера. (Этот узел должен крепиться с помощью «мягкой» подвески на кронштейнах, размещенных на стене рабочего помещения в удобном месте).
Изготовление конденсатора. Потребуется специальный бак (лучше всего – из «нержавейки») объемом порядка 100 литров, в который монтируют змеевик. (В качестве змеевика может использоваться готовая медная трубка от старого холодильника).
Непосредственно перед тем, как сделать тепловой насос, готовый бак разрезается вдоль продольной оси на две равные части. После установки и закрепления змеевика в теле одной из половинок части бака свариваются между собой, образуя замкнутую емкость. (При сварке изделий из нержавейки необходимо использовать электроды, предназначенные для работы с этим металлом).

По завершении сборки конденсатора — изготовление следующего обязательного узла насоса - испарителя. Понадобится пластиковая герметичная емкость объемом 70-80 литров. В ней необходимо поместить змеевик из трубки на ¾ дюйма. На концах этой трубки нужно подготовить резьбовой сгон, обеспечивающий подсоединение к змеевику соответствующих труб (в качестве последних могут использоваться обычные водопроводные трубы). После сборки испаритель также закрепляется на стене с использованием кронштейнов необходимого размера.

Для окончательной сборки всей системы в целом, включая сварку медных трубок и закачку в емкости теплоносителя (фреона), рекомендуется пригласить специалиста. Попытка проделать операции с холодильным оборудованием самостоятельно может закончиться плачевно, вплоть до получения травм.

По завершении сборки основной части тепловой системы переходим к подсоединению устройств забора и распределения тепла (теплообменника и обогревательных батарей).

Особенности подключения внешних устройств

Нюансы подключения устройств забора и распределения тепла:

Теплообменник в грунте желательно размещать на солнечной стороне участка. Это позволяет использовать энергию солнца в качестве дополнительного источника тепла.
Имеющийся в компрессоре хладагент следует заменить так называемым «раствором», в состав которого входят фреон и вода. Это повышает эффективность работы тепловой системы.
Вместо обычных радиаторов для обогрева дома рекомендуется использовать устройства меньшей мощности, не уступающие по эффективности традиционным системам («теплый пол», например).
Соединительные трубы должны прокладываться так, чтобы потери тепла на этих участках были минимальными. При необходимости можно будет предусмотреть дополнительную изоляцию.

В жаркие дни (при наличии в доме эффективной вентиляции) тепловой насос может использоваться для пассивного кондиционирования воздуха.

Со всеми тонкостями процедур по подключению внешних устройств вы можете ознакомиться в следующем видео, размещенного по адресу одного из источников, указанных ниже.

Видео

В этом видео подробно рассказывается об особенностях тепловых насосов:

Это видео о тепловом насосе воздух-вода, изготовленном своими руками для отопления или нагрева воды:

infoaqua.ru

Тепловой насос своими руками: разновидности, цена, окупаемость

Неприятная динамика цен на энергопотребление стимулирует творческую фантазию и смекалку у владельцев частных домов и загородных коттеджей, которым надоело переплачивать за отопление. На многих участках сталкиваются с еще более насущной проблемой: недоступность прямого подключения к обычным источникам создают массу технических неудобств. Возможности решить эту проблему рационально упираются только в желание и умение — многообразие способов самодельного отопления, например собрать тепловой насос своими руками только подтверждает это.

Технологическая новинка, тепловой насос, востребована в мире уже пару десятилетий, но на российском рынке появляться стала сравнительно недавно. Принцип работы поразительно напоминает привычную бытовую технику, дополнительного знакомства с которой не требуется, — холодильник. Но, если последний использует радиаторы, чтобы передавать тепло из камер наружу, то насосная теплообменная станция действует в точности наоборот — вытягивая энергию из окружающей среды (существует несколько модификаций работающих с водой, воздухом и землей) преобразует ее в несколько этапов в внутренний отопительный контур дома, бассейна, теплицы.

Технологическая новинка, тепловой насос, востребована в мире уже пару десятилетий, но на российском рынке появляться стала сравнительно недавно

Функциональные разновидности тепловых насосов по источнику энергии

Грунт-вода (известен в народе под названием «рассол-вода» — из-за частого использования в качестве охлаждающей жидкости солевого раствора).

Ограниченные небольшими размерами участки оснащаются грунтовыми зондами, крупные — полноценными габаритными коллекторами. Циркулирующий по внешнему контуру хладагент притягивает на себя тепловую энергию, что содержится в рассеянном состоянии в каждой среде. Нагреваясь, теплообменная жидкость (используется аммиак, фреон или гликолевый раствор) проходит через испаритель (переводящий агрегатное состояние в газообразное), далее в компрессор (сжимающий газ, для повышения рабочих характеристик и теплоемкости). Центральный узел — конденсатор, собирающий грунтовое тепло и передающий его внутреннему контуру (системе отопления, по трубам которой циркулирует вода — она и распределит полученную энергию по периметру доступной области для обогрева целевого объекта). Отдавая тепло, хладагент возвращается в рабочее жидкое состояние и снова течет по трубкам под землю (редукционный клапан не пропустит газ) — начинается следующий цикл, каждый из которых дает, в среднем, 50 Вт за один метр глубины скважины.

Воздух-вода или воздух-воздух

Аналогичный принцип действия, отличается только тем, что вместо зондов, забирающих тепло из грунта, его аккумулируют воздушные компрессоры. Теплообменник передает полученную энергию как в вышеописанном случае системе жидкостного отопления, или непосредственно, во внутреннюю вентиляцию — актуально для снижения расходов на содержание погребов, теплиц и прочих помещений с обязательной регулировкой температуры и влажности.

Аналогичный принцип действия, отличается только тем, что вместо зондов, забирающих тепло из грунта, его аккумулируют воздушные компрессоры

Вода-вода

Нуждается в прямом доступе к грунтовым или поверхностным водам. Первый вариант позволяет добиться большей стабильности (подземные водоемы зимой не замерзают). Крайне эффективный вариант, особенно для обогрева бассейнов — годовая разница температуры воды в скважине составляет 10 — 15 градусов, но в то же время и самый трудоемкий в исполнении — тепловой насос своими руками собрать в такой конфигурации сможет человек, только обладающий навыками и экипированный профессиональными инструментами.

Тепловой насос системы Френнета (фрикционный теплоэлемент)

Конструкция не связана с предыдущими и отличается высоким КПД (впрочем, энтузиасты и реклама чрезмерно завышают это значение). Запатентованная Евгением Френнетом в 1977 году схема проста, надежна и позволяет собрать эффективный тепловой насос своими руками. Есть несколько модификаций с различным размещением и видоизменением рабочих агрегатов (одна версия будет подробно описана ниже), но общий принцип одинаков: цилиндр помещен в другой побольше, промежутки заливаются маслом. С одной стороны малого элемента располагается электромотор, с другой — радиатор, распространяющий тепло по помещению. Нагрев теплоносителя происходит за счет быстрого вращения внутреннего цилиндра подключенного к электроприводу. Способ доказал свою эффективность на практике и успешно применяется не только для обогрева небольших жилых помещений, но и для промышленных нужд.

Цена вопроса и окупаемость

Разумеется, точные расходы на приобретение и монтаж теплового насоса можно подсчитать только в индивидуальном случае — каждый вид имеет свои особенности. Грунтовые установки ориентировочно стоят 4 — 7 тысяч евро — и это без учета цены монтажных работ (которое тоже недешевые — в частности, бурение скважины для зондов). Не каждый способен выложить, не моргнув глазом, подобную сумму за аппарат, который окупится не раньше чем через 2-3 года (как показывает практика, параметр упирается в размеры помещения и его теплоизоляцию).Те, кому охота сэкономить, но не выбрасывая подобные суммы, могут собрать отопительную установку самостоятельно — при наличии прямых рук и базовых навыков со сварочными инструментами, это выполнимая задача для новичка. Стоимость же материалов и расходников для агрегата, аналогичного по характеристикам заводскому, не более 500 — 1000 евро.

Стоимость же материалов и расходников для агрегата, аналогичного по характеристикам заводскому, не более 500 — 1000 евро

Инструкция по сборке теплового насоса своими руками

Это классическая схема теплообменного элемента, работающего по принципу обратной машины Карно (описан выше). Совместима с воздушными, водными и геотермальными установками. Процедура не слишком сложна, ведь большинство деталей можно найти в готовом виде, единственная проблема для неспециалиста — расчеты оптимальных характеристик: мощности компрессора, состава хладагента, диаметра трубок, количество витков змеевика — параметров множество и каждый по своему влияет на качество и срок службы.

На сайтах, занимающихся продажей подобных отопительных систем, традиционно размещены онлайн калькуляторы для расчета необходимой техники. Отдельно можно найти в Сети и специальные приложения для инженеров, занимающихся теплоэнергетикой — программы CoolPack, Copeland и подобные. Разумеется, настоящий специалист даст более точную оценку поэтому, если есть возможность воспользоваться его услугами, то следует прибегнуть к такому варианту незамедлительно.

На сайтах, занимающихся продажей подобных отопительных систем, традиционно размещены онлайн калькуляторы для расчета необходимой техники.

Основные детали и расходные материалы (для теплового насоса мощностью 10-15 кВт)

Бак (нержавейка) — 100 литров.
Медная трубка — для змеевика, с толщиной стенок более 1 мм.
Компрессор — полностью идентичен используемому в кондиционере. Учитывая, что традиционно, срок службы конденсатора больше чем у кондиционных установок в целом, стоит порыться среди поломанных и нерабочих моделей или поискать готовую деталь отдельно. Высокая мощность и возможность работать летом в обратную сторону, на охлаждение помещения, дополняет низкий уровень шума (если повезет найти запчасть от качественной сплит-системы).
Пластиковый бак — хотя бы 80 литров. Станет корпусом испарителя.
Крепежные устройства, отвоздушиватель, кран сливной, шланги и клапаны. Прокладки, муфты, уплотнители и сантехнические переходники ко всему перечисленному.
Электрооборудование: реле, электроды, прочее.
Фреон. Средний хладагент имеет температуру кипения -10 и переходит в конденсированное состояние примерно -50. Модель R422 пока соблюдает все экологические стандарты и полностью отвечает требованиям.
Манометры, амперметр (пусковой ток включения компрессора может давать кратковременную, но сильную нагрузку на сеть. Стоит заранее убедиться, что все распределители выдержат до 40 ампер).

Порядок сборки

Компрессор прочно и надежно устанавливается с помощью кронштейнов на стену. Над входом приваривается клапан для заправки системы охлаждения.
Собирается спиральный змеевик. Нужно разобраться с необходимой площадью трубок — формула расчета прилагается: Общая мощность установки делится на произведение разницы температур системы и коэффициента теплопроводности меди в воде (постоянное число, равное 0,8).
Любая прямая труба непринужденно превращается в змеевик после намотки вокруг плотного цилиндра — отлично подойдет как каркас газовый баллон (поможет сохранить одинаковую форму и шаг каждого витка). Важно соблюдать полную герметичность на каждом соединении, не брезгуя уплотнителями, кольцами и прокладками.
Готовая деталь монтируется внутрь металлического бака. Для этого он разрезается пополам, внутрь входит змеевик (вход в конденсатор происходит сверху, чтобы внутри не скапливались пузырьки), все плотно германизируется и разрез заваривается.
Основой испарителя станет пластиковый бак (желательно с широкой горловиной). Удобнее брать как можно больший объем. Здесь медный змеевик рассчитывается, скручивается и устанавливается полностью согласно вышеприведенной схемы. Вода подается и выводится обычными пластиковыми канализационными трубами, обязательна установка терморегулирующего клапана.

Компрессор прочно и надежно устанавливается с помощью кронштейнов на стену

Собрав, сваривая концы труб между собой, отдельные детали в единую систему. Важно проверить герметичность швов и стыков, например, вакуумным насосом.
Самостоятельная заправка фреоном не рекомендуется. Но если нет возможности обратиться к мастеру, то нужно закачать не менее 2 кг охлаждающей жидкости. Спешит незачем, после заправки несколько дней проводится постоянная проверка давления и натирание мыльным раствором всех подозрительных участков (поможет выявить утечку).
Электроначинка включает в себя однофазное реле, предохранитель, щиток и рейку — на нее вывести два термодатчика — у выхода (до 40 градусов), у испарителя (около нуля — не выключение теплового насоса своими руками или автоматически при замерзании выведет и сроя всю систему).

Важно помнить, что эффективность любого отопления полностью упирается в энергоэффективность изоляции здания.

Применение совместно с стандартным газовым или твердотопливным котлом даст синергетический эффект. Система, построенная собственноручно, нуждается в регулярной профилактике и обслуживании для долгой и экономной эксплуатации — больше чем заводские сборки.

Самодельный тепловой насос вода-вода

couo.ru

Тепловой насос своими руками - как сделать

Тепловые насосы позволяют забирать рассеянную энергию из окружающей природы: воздуха, воды и земли, аккумулировать и направлять ее на отопление дома. Энергию также используют на нагрев воды для мытья или кондиционирование воздуха в помещениях. Это дает возможность экономить средства, уменьшая расход традиционных источников тепла: электричества, газа, дров. В статье мы расскажем, как сделать тепловой насос своими руками.

Что такое геотермальный насос

Принцип работы теплового насоса

Для начала нужно понять, что такое геотермальный насос, и по какому принципу работает, ведь именно он является сердцем всего описываемого нами устройства.

Ни для кого не секрет, что в толще земли всегда поддерживается плюсовая температура. В таком же состоянии находится и вода подо льдом. В этой, относительно теплой среде, размещается замкнутый трубопровод с жидкостью.

Схема работы у тепловых насосов достаточно проста и основана на обратном принципе Карно:

Теплоноситель, продвигаясь по внешнему контуру, нагревается от выбранного источника и попадает в испаритель.
Там он обменивается энергией с хладагентом (обычно это фреон).
Фреон закипает, переходит в газообразное состояние и сжимается компрессором.
Горячий газ (он нагревается в пределах 35–65oC) поступает в другой теплообменник, в котором отдает свое тепло системе отопления или горячего водоснабжения дома.
Остывший хладагент снова становится жидким и возвращается на новый круг.

Насос из холодильника

Тепловой насос из холодильника

Основной частью системы является компрессор. Его лучше купить готовым в магазине или использовать имеющийся от холодильника или кондиционера. Все остальные компоненты – испаритель, конденсатор, трубопровод – под силу собрать самому. Энергию такой аппарат будет потреблять только на сжатие и перенос тепла, вырабатывая при этом в 5 раз больше.

Используя старый компрессор, нужно рассчитывать на то, что его срок службы может быть недолгим, а мощность системы снизится. Кроме того, мощности изношенного компрессора может не хвать для полноценной работы системы.

Некоторые умельцы пошли дальше и сделали тепловой насос из холодильника, поместив внутри него радиаторы, подогреваемые теплом земли. Внутри постоянно поддерживается плюсовая температура, которая заставляет холодильник постоянно работать, нагревая радиатор, находящимся сзади него. Используя родной радиатор, делают из него теплообменник (или изготавливают самодельный), отбирают выделяемое им тепло.

Эффективность работы такого теплового насоса подходит больше для демонстрации работы устройства, так как его КПД очень низкое. Кроме того, холодильник не рассчитан на такой режим работы и может быстро выйти из строя.

Виды тепловых насосов

Различают три типа насосов, в зависимости от источника получения тепла:

«почва-вода»

Насос грунт-вода

«вода-вода»

Насос вода-вода

«воздух-вода»

Насос воздух-вода

Установка вида «почва-вода» использует теплоту недр. Температура земли на горизонтах более 20 м остается неизменной всегда, поэтому и насос может круглогодично вырабатывать нужную энергию. Вариантов монтажа два:

вертикальная шахта;
горизонтальный коллектор.

В первом случае бурится скважина глубиной около 50–100 м и в нее помещаются трубы с циркулирующим теплоносителем – особой незамерзающей жидкостью.

На глубине 5 м прокладывают коллекторы, по которым также движется теплоноситель. Для обогрева дома площадью 150 м2необходим участок не меньше 250 м2, причем применять его под сельскохозяйственные посадки нельзя. Допустимо только устройство декоративного газона и клумбы.

Насос «вода-вода» использует энергию воды из озер, колодцев или скважин. Некоторым удается извлекать тепло даже из стоков. Главное – чтобы не забивался фильтр и не разрушался металл.

Этот тип обычно показывает самый высокий КПД, но установить его удается не на каждом загородном участке, а на эксплуатацию грунтовых вод нужно получать разрешение. Подобные устройства больше характерны для промышленных производств.

Конструкция «воздух-вода» менее эффективна по сравнению с первыми двумя, поскольку выработка зимой значительно снижается. С другой стороны, при ее монтаже не надо ничего бурить или копать. Установка просто крепится на крыше дома.

Советы

Самостоятельный монтаж теплового насоса

Как уже говорилось, компрессор предпочтительнее купить готовый. Пригодна любая модель, применяемая в кондиционерах.

Все остальные составляющие собираем самостоятельно:

В качестве корпуса конденсатора берется нержавеющий бак емкостью около 100 л. Его разрезают пополам и внутри монтируют змеевик из медной трубки толщиной стенки не меньше 1 мм. В оболочку впаиваются резьбовые соединения для подключения к контуру. После этого части бака можно сваривать.
Для испарителя отлично подойдет полиэтиленовая бутыль объемом 80 л или отрезок трубы. В нее также вставляется змеевик и подводятся входы и выходы воды. Теплоносители изолируются от внешней среды поролоновой «шубой».
Теперь необходимо поставить всю систему, спаять трубки и залить хладагент. Количество фреона очень важно для правильной работы насоса, этот расчет лучше поручить инженеру по теплотехнике. Он же сможет окончательно подключить установку и настроить компрессор.
Осталось только присоединить наружный контур. Его сборка будет зависеть от типа насоса.

Вертикальная установка «почва-вода» требует скважины, в нее опускается геотермальный зонд.

Для горизонтального аппарата собирается коллектор и закапывается в землю на глубине, исключающей промерзание.

В системе «вода-вода» контур состоит из сети пластиковых труб, по которым будет протекать теплоноситель. Затем все это надо закрепить в водоеме на необходимой глубине.

Солнечная батарея

Коллектор насоса «воздух-вода» выполняется также и монтируется на крыше дома или поблизости от него.

Для стабильной работы и защиты от поломки машину желательно дополнить возможностью ручного запуска компрессора на случай внезапного отключения электричества. Стоимость подобной установки достаточно высока. Еще дороже стоит заводской насос. Однако практика показывает, что приобретение окупается за несколько лет эксплуатации.