схема теплообменника, фреон-вода, контроллер самодельный, компрессор сплит

Собрать тепловой насос своими руками вполне доступно любому человеку

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.

Содержание:

• Принцип работы и схема теплового насоса
• Самодельный тепловой насос из холодильника: этапы создания
• Виды теплонасосов: нюансы работы теплообменника фреон-вода
• Контроллер для теплового насоса и другие элементы системы вода-вода
• Как сделать тепловой насос своими руками из старого холодильника (видео)

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

Виды теплонасосов: нюансы работы теплообменника фреон-вода

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.

Технология сборки теплового насоса типа вода-вода

Тепловой насос вода-вода – это самый дешевый агрегат подобного типа. Ведь в качестве низкоэффективного источника энергии в данном случае используется самая распространенная среда – вода. А сам монтаж первичного контура с испарителем выглядит как обычное погружение до сравнительно неглубокой отметки.

При этом тепловые насосы вода — вода не только дешевы, но и эффективны. Поскольку на глубине затопления испарителя плюсовая температура окружающей среды сохраняется буквально круглый год (на 4-5 градусов по Цельсию можно рассчитывать даже в зимнее время).

Тепловой насос вода-вода

К тому же, тепловой насос типа вода — вода легко собрать даже своими руками. Поэтому в данной статье мы рассмотрим не только схему работы и типовые разновидности таких насосов, но и схему сборки подобного агрегата, рассчитанную на обустройство энергоэффективной системы отопления своими силами.

Схема теплового насоса вода — вода

В своей работе тепловой насос использует тот же принцип, что и холодильник. Только в этом случае особое внимание уделяется не охладителю (блок испарителя), а тепловому генератору (блок конденсатора).

Ну а сам принцип остается неизменным и предполагает следующую схему работы:

Альтернативные источники энергии

• Испаритель внедряют в среду с температурой выше нуля по Цельсию.
• Конденсатор монтируют в помещении, подключая к нему прямую трубу и обратку системы отопления.
• Между испарителем и конденсатором проводят циклический трубопровод, в который врезают компрессор – генератор напорного усилия и давления.
• В циклический трубопровод заливают хладагент – вещество, которое вскипает в испарителе и переходит в жидкое состояние в конденсаторе. Причем цикличность испарения и конденсации обеспечивает компрессор.

В итоге, в процессе кипения хладагент забирает тепло у окружающей испаритель воды и транспортирует его к конденсатору, где отдает накопленную энергию системе отопления, переходя из газообразного состояния в жидкое. Ведь испарение проходит с отбором энергии, а конденсация – с выделением калорий.

Где монтируют испаритель

Испаритель теплового насоса

Для обеспечения эффективной работы насоса нам нужно лишь заглубить испаритель в воду, желательно ниже уровня промерзания жидкости в водоеме. Ведь толща воды сохраняет температуру 4-12 градусов Цельсия практически круглогодично, обеспечивая тепловые насосы для горячей воды и систем отопления постоянным притоком низкоэффективной энергии.

В итоге, площадкой для размещения испарителя может быть любой водоем с глубиной более 1,5 метров и постоянным уровнем жидкости. Ну а если такового водоема нет, то в качестве источника низкоэффективного тепла можно использовать обычный колодец или скважину. Причем сам испаритель можно погрузить даже не в колодец, а в особый бак, заполняемый проточной водой, которую качают из источника и сливают туда же.

Поэтому тепловой насос «вода-вода» можно смонтировать, буквально, где угодно. Ведь водоносные слои скрыты практически в любом типе грунта.

Самодельный тепловой насос: схема сборки

Вышеприведенная  схема работы указывает, что конструкция теплового насоса состоит из четырех узлов: испарителя, конденсатора, компрессора и циклического трубопровода. Поэтому в процесс самостоятельного строительства теплового насоса заключается в изготовлении всех вышеупомянутых узлов с последующей сборкой конструкции.

И далее по тексту мы рассмотрим все этапы производственных и сборочных процессов,  проводимых своими руками. Причем вначале будут даны рекомендации по расчетам системы, направленные на оптимизацию энергопотребления и усиление теплоотдачи.

Этап первый: расчет теплового насоса вода — вода

Расчет насоса выполняется на особом «калькуляторе» — программе, соизмеряющей отапливаемую площадь с мощностью системы отопления. Причем в качестве исходных данных программа использует объем помещения (площадь и высота потолков). А на выходе дается рекомендация относительно мощности насоса.

Этап второй: выбор компрессора

Компрессор для теплового насоса подбирается по предполагаемой мощности системы отопления. Причем мощность самого компрессора должна составлять 20-30 процентов от показателей теплоотдачи насоса.

Тепловой насос с винтовым компрессором

То есть, если на обогрев строения уходит 10 кВт, то для обслуживания насоса используется 3-киловаттный  компрессор. Словом, пропорция между мощностью нагнетательного оборудования и теплоотдачей насоса рассчитывается по соотношению 1:3.

Причем в качестве компрессора для теплового насоса используют как стандартные агрегаты для сплит-систем, так и специальное оборудование. И в самодельную систему придется интегрировать только «заводской» компрессор, поскольку «самопальные» аналоги в данном случае неуместны – они поставят под угрозу саму эффективность работы собираемого насоса.

Этап третий: строительство испарителя

Испаритель собирают на основе полимерного бака, с большой крышкой. Причем минимальная емкость бака равна 120-130 литрам. Во внутренней полости бака размещают медный змеевик, согнутый из трубы определенной длины и диаметра.

Испаритель для теплового насоса вода-вода

Для определения этих величин нам придется вычислить площадь поверхности змеевика.

Как правило, ее  рассчитывают по формуле:

Р=M/0,8ΔT,

где М – это предполагаемая мощность насоса, а  ΔT— это разница температур на входе и выходе (в градусах Цельсия).

Полученную площадь соизмеряют с площадью одного погонного метра трубы нужного диаметра, вычисляя длину заготовки для змеевика.

Ну а само изготовление сердцевины испарителя предполагает ручную гибку медной трубы вокруг калибра, в качестве которого можно использовать кислородный или газовый баллон. Изготовленный таким образом змеевик вкладывают в бочку, выводя сквозь дно и крышку два выпуска – верхний и нижний.

Далее нужно вмонтировать в бочку пару отводов, изготовленных из металлических штуцеров – их вводят в отверстия у дна и крышки и поджимают с внешней и внутренней стороны контргайками.

К нижнему штуцеру монтируют напорный шланг насоса, а к верхнему – отводной шланг, по которому вода будет сливаться в колодец самотеком. С помощью такой конструкции мы обеспечим непрерывную циркуляцию низкоэффективной среды в испарителе.

Этап четвертый: создание конденсатора

Конденсатор собирают на основе металлического бака из нержавейки, в который монтируют медный змеевик, рассчитанный по тем же формулам, что и аналогичная деталь испарителя. Причем для изготовления змеевика используется все та же технология ручной гибки.

Сам змеевик размешается в баке вертикально, а его отводы выходят из дна и крышки бака. Причем помимо отводов в бак врезают еще и два штуцера. Словом, вся схема скопирована с испарителя, только с учетом того, что вместо низкоэффективной среды сквозь  конденсатор циркулирует разогреваемая вода – теплоноситель системы отопления. С помощью особого насоса ее выводят сквозь верхний штуцер, направляя на радиаторы, и вводят в бак сквозь нижний штуцер, соединенный с обраткой.

Этап пятый: сборочные работы

Сборка системы производится в следующем порядке:

Принцип работы

• На платформе или кронштейне монтируют компрессор.
• К нагнетательному патрубку компрессора подключают (медной трубой) верхний отвод конденсатора.
• Нижний отвод конденсатора связывают с нижним отводом испарителя, прокладывая между ними медный трубопровод, диаметр которого должен совпадать с габаритами трубок, использованных при изготовлении змеевиков. Причем в произвольном месте этого трубопровода можно смонтировать дроссельную заслонку, которую подключают к системе автоматического управления.
• Верхний отвод испарителя соединяют (медной трубкой) с всасывающим патрубком компрессора. Монтажные работы с медными трубками выполняют с помощью пайки, а в финале в систему заливают хладагент (около пары килограмм).

В итоге, получается замкнутая система, в которой циркулирует хладагент, переносящий тепло из установленной на землю бочки-испарителя в подвешенный на кронштейне бак с конденсатором.

Тепловой насос для нагрева воды: монтаж в систему отопления

Самодельный тепловой насос вода-вода

При монтаже системы отопления следует учесть, что вода в конденсаторе прогреется всего лишь до 40-50 градусов Цельсия. Поэтому в качестве «потребителя» энергии теплового насоса может выступать только низкотемпературная система отопления, например, теплый пол. Или любой другой объемный радиатор, эффективность которого определяется не температурой, а габаритной площадью излучения.

Причем, в большинстве случаев, самодельный тепловой насос можно использовать лишь в качестве вспомогательного источника энергии, поддерживающего работу электрического или газового котла.

Полноценное отопление и обогрев гарантирую только высокоэффективные «заводские» агрегаты, разогревающие конденсатор до 75 градусов Цельсия и выше.

Самодельные насосы не могут обеспечить подобную температуру из-за просчетов конструкции и несбалансированной работы компрессора.

Впрочем, эффективные результаты способен продемонстрировать лишь «бредовый» агрегат, а вот  тепловой насос вода — вода китайского производства отличается от качественной самоделки лишь более продуманной системой автоматизации управления насосом.

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.

29 января 2022 г. • ☕️ Чтение: 6 мин.

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 чтения

В 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.

17 декабря 2021 г. • ☕️☕️ 12 минут чтения

Добрый день, ребята! В этом выпуске вы увидите, как мы построили контур заземления для моего геотермального теплового насоса.

8 декабря 2021 г. • ☕️☕️ Чтение: 10 мин.

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.

7 февраля 2020 г. • ☕️☕️☕️ Чтение: 13 мин.

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 чтения

Первый 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 чтения

Учитесь на ошибках. Предлагаю учиться у меня. Неудачный вариант теплообменника между геоконтуром и фреоном.

25 октября 2019 г. • ☕️ 5 мин чтения

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.

Контроллер теплового насоса на базе Arduino помогает согреть пальцы ног

• автор:
Дэйв Раунтри

Технологии отопления тепловыми насосами начинают появляться все чаще и чаще в последнее время, поскольку технология становится дешевле, а общественное мнение и признание улучшаются. Рекламируемые как более экологичная система отопления жилых помещений, они быстро набирают популярность, по крайней мере, отчасти из-за различных государственных экологических политик и налоговых льгот.

[Гонжо] последние несколько лет был занят работой над своим собственным контроллером теплового насоса с открытым исходным кодом на базе Arduino, и журналы проекта показывают некоторые интересные детали того, что нужно, чтобы начать экспериментировать с тепловыми насосами в целом, если это ваша игра. Или вы можете использовать это, чтобы дать старой системе новую жизнь с помощью пересадки мозга Arduino.

По сути, это очень простые устройства; какой-то хладагент проходит через источник тепла, поглощая часть его, затем он течет в другом месте и сжимается, что повышает его температуру, прежде чем это повышенное тепло теряется там, где требуется повышение температуры.

Источником тепла может быть река, масса труб, зарытых в землю, или просто воздух вокруг вас. Источник и качество источника тепла, а также желаемая рабочая температура системы определяют общую эффективность, а в системах с наземными источниками можно даже сбрасывать избыточное тепло непосредственно в землю и сохранять его, когда это потребуется позже. Это может быть результатом системы охлаждения в жилых помещениях или даже прямого источника от установки с солнечным обогревом.

Этот процесс откачки тепла является обратимым, поэтому можно поменять местами горячий и холодный концы, просто перевернув несколько клапанов, и превратить ваш обогреватель в охладитель.