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:
- Автор: DmitriiG
- Распечатать
Оцените статью:
(0 голосов, среднее: 0 из 5)
Поделитесь с друзьями!
Тепловой насос своими руками рабочие варианты схемы на перелив
На просторах интернета в целом, и в YouTube в частности можно найти описание различных видов самодельных тепловых насосов. Не может не радовать, что несмотря на наличие промышленных высокоэффективных образцов, интерес людей к самостоятельной сборке тепловых насосов не угасает.
Возможно причина тому, наследие со времен Советского Союза воспитанное такими журналами как “Mоделист-конструктор”, “Юный техник” и др. Возможно также высокие цены на тепловые насосы, отсутствие государственных субсидий и компенсаций затрат на внедрение экологичных энергосберегающих решений которые применяются для развития альтернативного отопления в Европе. Также, возможно причина к стремлению сделать тепловой насос своими руками,- это неточные подсчеты. Часто, когда человек увлеченно занимается сборкой теплового насоса, и несет небольшие расходы в больших количествах, он забывает отследить себестоимость сборки и подключения теплового насоса в целом под ключ. Реальность заключается в том, что при промышленной сборке в том виде, который задумывается воплотить в самоделке, себестоимость будет всегда дешевле, если не использовать бесплатные комплектующие, которые шли в мусорное ведро, но им дали вторую жизнь. Какова бы ни была мотивация человека (любознательность или материальная мотивация), собирающего тепловой насос своими руками в любом случае это хороший опыт, который влечет за собой развитие темы тепловых насосов в России в целом.
Одним из наиболее распространенных способов использование низкопотенциального тепла в самостоятельно изготовленных тепловых насосах. Это различные схемы на “перелив воды”. Вода берется из скважины или водоемов или другого источника низкопотенциального тепла, и скачивается или переливается в другую емкость, при этом, с помощью установленного по пути ее движения теплообменника, в котором кипит фреон, отбирается тепло с низкой температурой, для его последующего преобразования в высокотемпературный нагрев (при помощи обратного холодильника т.е. теплового насоса). В этой схеме есть как свои плюсы так и минусы. Плюсом может служить то, что при наличии хорошего водоносного слоя и дебита скважины нет необходимости делать длинный геотермальный контур теплосборника, а можно обойтись лишь двумя скважинами, одну из которых в любом случае нужно делать для водоснабжения дома. Вторым плюсом схем на перелив является то, что при наличии хорошего дебита воды в скважинах мощность теплового насоса, установленного по этой схеме фактически не ограничена.
- Главным недостатком является надежность, которая прежде всего зависит от качества и физических свойств воды как теплоносителя. Если в схеме используются пластинчатые теплообменники, то они будут нуждаться в обязательном техническом обслуживании. На пластинах могут осаждаться загрязнения: известковый налет что будет блокировать теплосъем, увеличивать температурное сопротивление, уменьшать эффективность всего теплового насоса в целом и привести к его поломке. Кожухотрубные испарители или самодельные теплообменники конструкции типа “труба в трубе” более неприхотливые к загрязнениям и могут выдержать даже небольшое обмораживание. При сравнимый эффективности и мощности обходятся существенно дороже пластинчатых теплообменников.
- 2-й недостаток данной системы, это большие энергозатраты на перекачку воды. Безусловно вода является одной из самой теплоемкой жидкостью на Земле. Однако теплообмен с водой при низких температурах ограничен фазовым переходом воды в твердое состояние. А также аномалией воды (когда в твердом состоянии вода занимает больший объем, чем при жидком состоянии), что сопровождается разрывом труб и повреждением теплообменной аппаратуры. Для решения этих проблем нужно устанавливать дополнительные датчики протока, а также специальную защитную автоматику. Один куб/час прокаченной воды, остуженной на 1°С позволяет извлечь порядка 1,16кВт*час тепла.
- 3-е,- это меньшая экологичность по сравнению с другими альтернативными источниками низкопотенциальной энергии, это прежде всего в сравнении с ДХ-геотермальным контуром или гликолевым контуром с промежуточным теплоносителем в различных вариантах.
При сравнимый эффективности и мощности обходятся существенно дороже пластинчатых теплообменников.
Самодельный тепловой насос показанный на видео берёт низкопотенциальное тепло подземных вод при помощи самодельного теплообменника “труба в трубе” длиной порядка 20 м. Тепловая мощность является сильно завышенной для места установки. Поэтому проверить, как будет работать этот тепловой насос при стопроцентной загруженной мощности в течение 3 дней или недели не было никакой возможности. Проверка работы данного теплового насоса проходила при температуре на улице близкой -30°С, но в доме был дополнительный источник нагрева (газовый котел).
Температура воды в скважине при столь низких температурах на улице была +8..+9°С градусов тепла. Циркуляционные насосы (второй был поставлен на всякий запасной случай) по 50 Вт потребления каждый.
Две скважины в данном случае являются сообщающимися сосудами. Но вся система при таком решении должна находиться под вакуумом. Иначе вода “упадет” в скважину под собственным весом, что является недостатком такого рода решения, так как при потере вакуума исчезает проток и возникает риск замораживания и поломки системы. Более того под своим собственным весом равным около 10 метров водного столба, вода закипает и разрывается, соответственно применимо такое решение только в индивидуальных случаях, где воду можно поднимать поверхностными водяными насосами.
Комната порядка 40 квадратных метров площади, в которой установлен внутренний блок разогревалась до 30 градусов тепла в течение 30 минут. При работе теплового насоса в режиме кондиционирования июльской жаре 2011 года (около 30 градусов) комната остывала до 20 градусов менее чем за 30 минут…
Проект геотермального теплового насоса | Тепловой насос своими руками
4 февраля 2022 г. • ☕️ Чтение: 3 мин. В этом выпуске «Геотермальный тепловой насос своими руками» вы увидите, как я провел тепловизионное сканирование своего дома, чтобы определить места, где происходят значительные потери тепла.
В этом эпизоде я исправляю ошибки, которые были допущены в моей первоначальной конструкции геотермального теплового насоса. Я ошибался, теперь очевидно, что испаритель должен быть больше конденсатора.
22 января 2022 г. • ☕️ 5 мин чтенияВ этом выпуске мы наполняем геотермальную петлю спиртом. Что? Да, вы правильно прочитали. Оказывается, алкоголь можно использовать не для того, чтобы напиться до смерти, а как удобный наполнитель для трубки.
14 января 2022 г. • ☕️☕️ Чтение: 8 мин.В этом выпуске вы увидите, как я собрал тепловой насос. Я настоятельно рекомендую воспользоваться помощью профессионала, потому что это такой деликатный процесс. В моем случае Роман помог мне дистанционно.
24 декабря 2021 г. • ☕️☕️ 9min read В этом эпизоде вы увидите, как работают тепловые насосы, мы рассмотрим самую простую, упрощенную конструкцию теплового насоса, чтобы понять основные принципы его работы.
Добрый день, ребята! В этом выпуске вы увидите, как мы построили контур заземления для моего геотермального теплового насоса.
В этом выпуске я кратко расскажу о 3-м сезоне проекта «Сделай сам тепловой насос». Этот третий сезон будет посвящен геотермальному тепловому насосу.
25 января 2021 г. • ☕️☕️ Чтение: 9 мин.В этом посте мы рассмотрим возможное повышение цен на электроэнергию в Украине в 2021 году. Тепловой насос перестал быть прибыльным? Возможные варианты обеспечения энергонезависимости обычного домохозяйства. Сезонное хранение энергии.
7 января 2021 г. • ☕️☕️ Чтение: 9 мин.В тепловой насос типа «воздух-вода» добавлена система оттаивания испарителя с использованием тепла компрессора. Смотрим настройку системы разморозки, просмотр подробной статистики.
14 декабря 2020 г. • ☕️ 3 минуты чтения Привет! В этом выпуске я рассматриваю состояние термосифонов через год после начала проекта по созданию геотермального теплового насоса своими руками.
Сделал своими руками тепловой насос из наружного блока промышленного кондиционера. В этом видео я делюсь своими наблюдениями и выводами.
6 декабря 2019 г. • ☕️☕️ Чтение: 11 мин.Серия коротких роликов, в которых я запускаю систему. Мои выводы и наблюдения.
29 ноября 2019 г. • ☕️ 5 мин чтенияПервый запуск чиллера.
22 ноября 2019 г. • ☕️☕️ Чтение: 9 мин.Геотермальные зонды. Термический сифон.
15 ноября 2019 г. • ☕️ Чтение через 2 мин.Теплообменник. Опрессовка.
8 ноября 2019 • ☕️ Чтение: 2 мин.Рабочий вариант теплообменника между геоконтуром и фреоном.
1 ноября 2019 г. • ☕️ 2 мин чтенияУчитесь на ошибках. Предлагаю учиться у меня. Неудачный вариант теплообменника между геоконтуром и фреоном.
Начинаю новую рубрику.
Он называется «Геотермальный тепловой насос своими руками». В проекте использовано несколько оригинальных идей. Бурение в данном случае, наверное, не совсем корректный термин. Правильнее было бы сказать – проколоть ударной дрелью.
Как построить экологически чистый тепловой насос – Градиент
Если вы думали, что этап изготовления компонентов вашего путешествия Gradient был захватывающим, то пристегнитесь.
На этой неделе мы узнаем об этапе, который Земля любит больше всего: сборке мощного теплового насоса вашего Градиента, заправленного экологически безопасным хладагентом.
Ваш тепловой насос состоит из компрессора, теплообменника, расширительного клапана и реверсивного клапана — это то, что позволяет вашей системе одновременно нагревать и охлаждать.
Инновационный шаг, который мы предприняли, заключается в том, чтобы включить второй теплообменник, который помогает передавать тепло в ваш дом или из него в зависимости от ваших сезонных потребностей в более теплом или более прохладном воздухе.
Все эти детали неразъемно соединены медными трубками.
Одним из членов нашей команды, который специализируется на этой работе, является Ким, наш старший техник по прототипированию. Она отвечает за нашу самую техническую работу с тепловыми насосами, например за создание целых прототипов систем с нуля с использованием таких методов, как пайка.
Пайка включает соединение кусков металла путем плавления и заливки присадочного металла в соединение. Это то, что отличает его от сварки, когда вы плавите основной металл каждой заготовки вместе.
Здесь вы можете увидеть, как Ким припаивает датчик давления к детали теплового насоса. Датчик давления обернут влажной тканью, чтобы чувствительные компоненты оставались прохладными во время пайки, что очень важно, поскольку понимание давления в системе имеет решающее значение для оптимизации производительности вашего теплового насоса.
Примечание: Это изображение было сделано для фотосессии.
Мы всегда соблюдаем меры безопасности во время работы.Для прочного паяного соединения требуется чистая медная трубка с хорошим прилеганием к сопрягаемым частям. Обрезка трубки оставляет шероховатый край на внутренней стороне обрезанной трубки. Ниже Ким использует инструмент для снятия заусенцев, чтобы удалить лишний материал и подготовить медную трубку к пайке.
На данном этапе было бы упущением не показать вам крутую фотографию Стива, директора нашей инженерной лаборатории, зажигающего кислородно-ацетиленовую горелку (ниже).
Конечно, похоже, что он просто развлекается — и давайте проясним: так оно и есть — но на самом деле он начинает набирать пламя горелки для пайки.
По мере того, как Стив набирает больше кислорода, пламя становится меньше и приобретает красивый ярко-синий оттенок.
После спаивания теплового насоса его проверяют на герметичность и удаляют воздух из системы. Затем ваш тепловой насос заправляется экологически безопасным хладагентом R32 и герметично закрывается.