Тепловой насос вода вода своими руками: Страница не найдена – Аква-Ремонт

Содержание

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. Вода перемешивается в водоносном слое под землей и вступает в теплообмен с фактически неограниченным объемом грунта и воды. Там где нужно было бы перекопать многие кубометры грунта размещая горизонтальные теплосборники или пробурить также километровые вертикальные геотермальные зонды, там достаточно всего лишь 2-х труб для забора из слива воды соответственно. В целом на этом основные преимущества данной схемой заканчивается.

  • 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. Это связано с возможным загрязнением воды при соприкосновении с воздухом в открытых системах, после чего вода сливается под землю не фильтруясь через многометровый слой песка и грунта. Конечно можно сделать надежное оборудование исключающие все возможные загрязнения водоносного слоя. Однако есть риски все же остаются.

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…

Тепловой насос своими руками + фото

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.

Схема работы теплового 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

Контур хладагента теплового насоса
  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.
  4. Производительность теплового насоса Фреон, отдав тепловую энергию системе отопления, охлаждается и вновь переходит в своё жидкое состояние, а теплоноситель, получивший тепло, поступает в систему отопления.
  5. Давление фреона по-прежнему ещё высокое, но при прохождении через редукционный клапан, оно снижается.
  6. Далее фреон вновь поступает в испаритель и снова повторяется весь цикл.
  7. Использование теплового насоса вместо традиционных источников получения тепла имеет следующие несомненные преимущества:
  8. Отпадает необходимость денежных затрат на приобретение топлива, доставку и хранение.
  9. Высвобождается довольно значительная территория, занимаемая под котельную, помещения склада топлива и подъезда к нему.
  10. Занимает минимум места, не нарушая интерьер дома и внешний вид фасада.
  11. Для работы установки нет необходимости в проводке дополнительно никаких коммуникаций, достаточно обычной электрической бытовой сети.
  12. При работе насоса не происходит выделение никаких вредных веществ, нет возможности отравления ядовитым газом или возгорания.
  13. Тепловые насосы пожаро- и взрывобезопасны при эксплуатации.
  14. Установка обеспечивает полноценное отопление дома зимой и заменяет кондиционер летом, работая в отличие от кондиционера, полностью бесшумно.
Обратите внимание! Выделяемое в летнее время тепло можно успешно использовать для подогрева бассейна.

Изготовление

Тепловой насос

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.
  3. После установки змеевика, половинки бака свариваем между собой, предварительно вварив необходимые резьбовые соединения.
  4. 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.
  5. 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:

Фото

Устройство теплового насоса Установка теплового насоса Тепловой насос вода-вода Тепловой насос в системе коммуникаций Система отопления тепловым насосом вода-вода Схема теплового насоса воздух-воздух Принцип работы воздушного теплового насоса Использование воды как источника тепла Геотермальное отопление с помощью теплового насоса

Система отопления с тепловым насосом своими руками

 Все чаще люди, интересующиеся альтернативными источниками отопления, задаются вопросом — можно ли сделать систему отопления на основе теплового насоса своими руками? Форумы заполнены различными вариантами такого исполнения для различных типов тепловых насосов. Мы предлагаем таким умельцам набор для сборки системы отопления на основе теплового насоса воздух-вода своими руками.

Состав этого комплекта, исходя из принципа работы теплового насоса, следующий:

  • – наружный блок теплового насоса Mitsubishi Electric;

  • – бак-акумулятор;
  • – паяный пластинчатый теплообменник с параметрами, подходящими под параметры внешнего блока;

  

  • – циркуляционный насос;
  • – реле протока для контроля циркуляции воды в системе ;

 

  • – блок автоматики и управления, состоящий из: контроллера управления внешним блоком, циркуляционным насосом и дополнительным оборудованием; щита автоматики для контроля и управления дополнительным оборудованием.   

Кроме этого, понадобятся медные трубы, различные фитинги, запорная и предохранительная арматура, термоизоляция.

Каждую из составляющих частей узлов системы для сборки теплового насоса своими руками вы можете приобрести у нас.

Подводные камни конструирования системы отопления на основе теплового насоса воздух-вода своими руками

  1.  Параметры теплообменника, насоса и других узлов должны быть обязательно согласованы. Для этого необходимы расчеты, самостоятельный экспериментальный их подбор проблематичен. Оперируя понятиями «не тянет» и «работает, но неэффективно», очень сложно попасть в область оптимальных параметров.
  2.  Отсутствие правильных термодинамических расчетов приводит к тому, что система имеет недостаточную мощность или неоправданно растут затраты на чрезмерно мощное оборудование. Чтобы подобрать систему с подходящей мощностью, следует учесть теплопотери здания, а также множество других характеристик. Поручать такие расчеты следует инженеру-проектировщику.
  3.  В отопительных системах с тепловым насосом, где исчезновение напряжения может быть не обнаружено своевременно, также необходимо предусмотреть защиту от замораживания.
  4.  Воздушно-водяным тепловым насосам необходимо обеспечить минимальный 10-минутный выбег в режиме оттаивания. Для этого нужно правильно подобрать буферный накопитель сетевой воды, а также предусмотреть возможность оттаивания в блоке управления

 Таким образом, реализация самого принципа работы системы отопления на основе теплового насоса и приобретение необходимого при этом оборудования не представляют трудностей. Однако согласование параметров отдельных частей, их увязка в единую систему может быть затруднительна даже для тех, кто уже имел дело с подобными устройствами. Ведь речь идет о проектировании и изготовлении технически сложного оборудования. Поэтому удачная (эффективная) работа самостоятельно изготовленного теплового насоса относится больше к области везения, чем точного инженерного расчета: никто не может дать гарантии, что такой аппарат будет хорошо функционировать с пятой, десятой или сотой попытки модернизации и радовать владельца длительным сроком эксплуатации, экономичностью работы и обеспечением требуемых параметров.

Тепловой насос своими руками – Здания высоких технологий – Инженерные системы

Тепловой насос своими руками

Николай Пастухов

Полезные советы. Как сделать тепловой насос.

Тепловой насос – это устройство для передачи тепловой энергии от источника к потребителю. Источником служит низкопотенциальная тепловая энергия с низкой температурой, например вода, земля, воздух.

Тепловой насос состоит из следующих элементов: конденсатор, компрессор (повышает давление), испаритель, расширительный вентиль (понижает давление), элементы соединены между собой замкнутым трубопроводом. В трубопроводе циркулирует хладагент, который в одной части цикла представляет собой жидкость, а в другой газ.

Принцип работы теплового насоса заключается в следующем:

1. Хладагентом отбирается теплота поставляемая коллектором из окружающей среды.

2. Путём регулирования давления расширительным вентилем настраивается поток хладагента в испаритель, который обеспечивает температуры кипения.

3. Газ, в который превратился хладагент, всасывается в компрессор, где сжимается и нагретый попадает в конденсатор.

4. Конденсатор является теплоотдающим элементом теплового насоса, теплота переходит на воду системы отопления и горячего водоснабжения.

5. Хладагент подвергается разряжению в расширительном вентиле и возвращается в испаритель.

6. Рабочий цикл начинается заново.

Принципиальная схема работы теплового насоса

1 – испаритель; 2 – компрессор; 3 – конденсатор; 4 – расширительный вентиль.

СТАТЬИ ПО ТЕМЕ:

Тепловые насосы системы отопления ЖК «Первомайское»

Тепловые пункты для школы в Дилижане

Кольцевые теплонасосные системы

 Классификация тепловых насосов

 Вертикальный тепловой насос грунт/вода

 

Для работы теплового насоса необходимо просверлить скважины
глубиной от 50 до 150 м, опустить в них геотермальные зонты и подключить к системе отопления и горячего водоснабжения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Горизонтальные тепловые насосы грунт/вода

 

Коллектор из пластиковых труб располагают в грунте ниже уровня промерзания. Глубина зависит от климатической зоны и, как правило, составляет 1,0-1,5 м. Морозостойкая жидкость циркулирует в трубе и передаёт теплоту в тепловой насос,
и далее в систему отопления и горячего водоснабжения.

 

 

 

 

 

 

 

Тепловой насос вода/вода

 

Коллектор из пластиковых труб заполняется теплоносителем,
переносится и погружается на дно водоёма.

 

 

 

 

 

 

 

 

Тепловой насос воздух/вода

 

Тепловой насос извлекает теплоту из окружающей среды.
Достаточно выбрать удобное место для установки коллектора и подсоединить его к системе отопления и горячего водоснабжения.
Устройство теплового насоса не требует больших капиталовложений, но ограничено по температуре.
Температура окружающей среды не должна быть не ниже -20 °С.

 

 

 

 

Зная, как работает тепловой насос, его можно собрать своими руками. Что для этого понадобится?

  1. Понадобится компрессор (можно взять компрессор, предназначенный для кондиционера).
  2.  Конденсатор можно изготовить самостоятельно, для этого потребуются медные трубы (толщиной не менее 1 мм), сделать змеевик и поместить его в корпус из металла или пластика.
  3.  Выполняется сварка бака и монтаж необходимых сварных соединений.
  4.  После закачки фреона конструкция подключается к системе отопления и горячего водоснабжения.
  5. Последним этапом выполняется подключение наружного контура, но это зависит от вида насоса.

Помните, что монтаж и закачку фреона должен выполнять специалист при соблюдении техники безопасности.

 

 


Тепловой насос своими руками – на что обратить внимание

Тепловой насос своими руками

Очень частый вопрос, который многие задают на форумах: “как сделать тепловой насос своими руками ” или “как сделать тепловой насос самостоятельно”.

Хотелось бы поделиться нашим видением данного вопроса. Здесь не будет подробной инструкции по сборке теплового насоса, которыми уже давным давно кишит интернет. Речь пойдет о некоторых сюрпризах, которые Вас скорее всего будут ждать, если Вы задумали сделать тепловой насос своими руками.

Сразу сказать, что сделать тепловой насос своими руками невозможно, будет неправильно. Все возможно!  Существуют же люди, которые собирают самостоятельно автомобили, компьютеры и прочую технику. В конце концов тепловой насос придумал человек, и уже очень давно. Почему же другой человек не может повторить успех и сделать свой тепловой насос?

Тем более, что принцип работы основывается на очень простом цикле Карно, который изучают в школе в программе за 8-й класс.

А вот и сам цикл Карно. Можете сами убедиться, насколько все просто 🙂

А если серьезно, то тепловой насос состоит из следующих основных элементов:

  1. Компрессор
  2. Конденсатор
  3. Испаритель
  4. ТРВ

 

В домашних условиях компрессор сделать не получиться. Вам придется его приобрести. Стоимость, конечно же, зависит от производителя, и главное от мощности, которая зависит от теплопотерь Вашего дома. Часто самоделкины используют компрессора от старых холодильников или кондиционеров. Комментировать такой подход нет смысла. Тепловой насос должен быть энергоэффективным, иначе зачем тогда заморачиваться?

 

Чтобы подобрать испаритель и конденсатор, необходимо выполнить термодинамический расчет. Для этого есть множество программ. У каждого производителя часто есть свое ПО. И конденсатор, и испаритель можно приобрести в качестве готового продукта — теплообменника, однако часты случаи, когда такие теплообменники делают самостоятельно из медной трубы, опущенной в какую-нибудь емкость. Здесь, разумеется, появляется сразу несколько возможных точек отказа системы: надежность соединений.

 

Одна из программ, которой можно воспользоваться для расчета теплового насоса.

Производство

Ведущие европейские производители в основном не производят такие элементы как компрессор испаритель или конденсатор. Даже если речь идет о лидерах рынка, производящих по 100 тыс. тепловых насосов в год. Тогда возникает вопрос, чем занимаются такие производители? Занимаются они тем, что производят термодинамические расчеты и максимально правильно комбинируют компрессора с конденсаторами и испарителями, так чтобы эксплуатация теплового насоса была максимально экономичной, а все элементы подходили друг к другу. Под конкретную мощность, производитель теплового насоса, заказывает у производителя компрессоров, компрессор такой конфигурации, с которой конкретный тепловой насос, заданных параметров, будет максимально эффективен. То же самое касается всех остальных элементов. Компоновка оборудования осуществляется не только на основании расчетов, прототип каждой модели тестируют на стенде. Ведь главное для производителя не просто сделать тепловой насос, а сделать его с максимально высоким COP.

 

Собранный тепловой насос в домашних условиях, возможно будет работать, но, разумеется, возникает вопрос о его эффективности, в связи с сомнительной точностью произведенных расчетов.

 

Крупные производителя борются не только за эффективность теплового насоса, но и за его надежность. Кому нужно оборудование со сроком службы 5 лет, в лучшем случае. Поэтому производители продумывают алгоритмы, призванные максимально сбалансировать систему таким образом, чтобы режимы работы теплового насоса были щадящими. Устанавливаются дополнительные датчики на всех элементах системы. Показания этих датчиков, считывает контроллер и “принимает решение” касательно последующих действий.

 

Некоторые параметры в компрессорном блоке теплового насоса. Скриншот с с сервиса NIBEUPLINK , который позволяет мониторить работу тепловых насосов.

Защита

Например, компрессор не может включиться и выключиться дважды за период менее пяти минут. Если компрессор выключился, через пять минут опять включился, и вскоре опять выключился, допустимый промежуток между пусками увеличивается. Если количество частых пусков будет продолжаться, со временем компрессор теплового насоса выключится, параллельно отправив e-mail пользователю и сервисной службе, о том что происходит неправильная работа теплового насоса и необходимо принять меры.

Такой подход позволяет увеличить срок службы компрессора теплового насоса.

 

Тепловой насос собранный своими руками, скорее всего, не имеет возможности “щадить” свой компрессор. Если выйдет из строя датчик температуры, по которому работает теплонасос, или самодельная автоматика начнет сбоить, распространены случаи частого включения/выключения компрессора. Учитывая, что каждый лишний пуск уменьшает срок службы компрессора, такой режим ни к чему хорошему не приведет, и через 5 лет Вам придется менять компрессор.

 

Процессы, происходящие в компрессорном блоке, весьма требовательны к температурам и давлении в каждой части компрессорного блока. Датчики анализирующие эти температуры и давления передают информацию на плату, где происходит аналитика работы системы. В случае недостаточного/избыточного давления или температуры, система либо выдает ошибку, оповещая пользователя и сервисный центр либо меняет режим на более щадящий/экономичный.

Логи

Помимо этого, у многих заводских тепловых насосов есть возможность записывать логи (записывать показания этих датчиков за определенный промежуток времени). Это дает возможность сервисанту анализировать режимы роботы теплового насоса, и на основании этой аналитики вносить изменения в настройки или балансировать систему.

Вот так выглядит скриншот лога теплового насоса NIBE.

Разумеется, 2 вышеперечисленные пункта не могут быть реализованы в тепловом насосе, сделанном своими руками. Поэтому режимы, протекающие в самодельных системах происходят “как есть”, а не “как надо”. Это, в свою очередь, приводит все к той же неэффективности и уменьшению надежности.

 

Напоследок

Самый важный момент — автоматика теплового насоса, а точнее — алгоритмы. Например, используя погодозависимую автоматику, можно уменьшить потребление электроэнергии на 25%. Погодозависимая автоматика предусматривает изменение температуры теплоносителя в зависимости от температуры на улице. Возможность планирования температуры, например автоматическое уменьшение температуры на ночь на пару градусов, уменьшает потребление электроэнергии до 10% в год. Такую автоматику можно самостоятельно приобрести и подключить к самодельному тепловому насосу, но есть 2 момента:

  1. На алгоритм работы автоматики не смогут влиять процессы происходящие в компрессорном блоке (например, автоматика может требовать включить тепловой насос, тогда когда он этого не может сделать из-за технологической паузы)
  2. Стоимость хорошей погодозависимой автоматики с возможностью планирования, довольно высокая, а это уменьшает разницу в цене между самодельным и заводским тепловым насосом.

Так выглядит встроенная погодозависимая автоматика теплового насоса NIBE

 

Выводы

Таким образом, тепловой насос своими руками, дело нехитрое. Но сколько Ваших средств он сэкономит, насколько комфортным будет режим эксплуатации и сколько времени он прослужит — весьма большой вопрос. Мы считаем, что сапожник должен делать сапоги, а тепловой насос должен производиться в заводских условиях. В противном случае экономия денежных средств при начальных капиталовложениях, в будущем может повлечь дополнительные затраты на ремонт и обеспечить головную боль заказчику.

 

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:

  1. Теплоноситель, продвигаясь по внешнему контуру, нагревается от выбранного источника и попадает в испаритель.
  2. Там он обменивается энергией с хладагентом (обычно это фреон).
  3. Фреон закипает, переходит в газообразное состояние и сжимается компрессором.
  4. Горячий газ (он нагревается в пределах 35–65oC) поступает в другой теплообменник, в котором отдает свое тепло системе отопления или горячего водоснабжения дома.
  5. 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 м2 необходим 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:

  1. 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.
  2. 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».
  3. 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.
  4. 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.

Видео

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

Micro Heat Pumps, DIY (солнечный форум в перми)

Джошуа Мирваагнес написал: Что ж, это звучит так, как если бы вы сожгли свою собственную срубленную древесину. Сколько энергии уходит на разрезание древесины на гранулы?

Нет, это у вас как бы наоборот. Мой метод использует больше материала, но не тратится ни энергии, ни денег на получение гранул для него.

Я беру партию древесины твердых пород длиной в десять шнуров, или около 26 тонн, и затем продаю ее, а затем беру вырученные деньги и покупаю 4 тонны гранул.Я делаю это, потому что у меня много деревьев, и мне нужно всего за день, чтобы получить эти 26 тонн древесины.

Это было бы равносильно тому, что человек в течение часа собирает 10 литров клубники, а затем торгует ими с соседом и получает обратно 4 литра клубничного джема, готовые для кладовой. Таким образом, вы торгуете тем, чего у вас много, и, хотя вы получаете обратно меньше, это делается на 100% без каких-либо усилий и затрат. Таким образом, вместо того, чтобы проводить 4 часа на кухне, вы получите клубничное варенье на несколько часов, потраченное на это время.Для меня то же самое. За день рубки деревянных сетей я получаю достаточно древесных гранул, чтобы отапливать мой дом в течение года.

Джошуа Мирваагнес писал: Солнечное тепло можно сделать за гроши, пластиковое, а затем просто оставьте его на месте. Просто нужно открывать и закрывать окно каждый день.

Да, но есть и другие аспекты. Вы потеряете вид из окна, и есть выход с точки зрения безопасности жизни в случае пожара.Я бы хотел, чтобы каждый мог быстро выбраться, не пробиваясь сквозь пластиковую пленку или стеклянное остекление. Опять же, ничто из этого не имеет большого значения, но они могут быть.

В деловом мире такие вещи известны как «скрытые затраты». При использовании альтернативной энергии часто возникают «скрытые затраты», которые могут не иметь денежной стоимости, но невозможность смотреть в окно на далекие поля все еще является своего рода «затратами». Для некоторых это стоит того, а для других это может быть слишком много.Что касается меня, я бы жил в доме на колесах в теплице и свел бы свои расходы к нулю … если бы вся моя семья погибла в автокатастрофе, и я внезапно остался бы один. НО, как отец четверых детей и муж, я должен учитывать желания всей моей семьи, и поэтому мои решения основаны на этом.

В некоторой степени решение не делать некоторые из этих вещей – это Паралич при анализе , но не совсем. Это когда человек слишком много думает, но иногда хорошо продумать все за и против.

Я думаю, что самая большая проблема – это только 24 часа в сутки. Я могу только так много, поэтому я должен действительно расставить приоритеты в том, что я делаю, и не забывайте, что это исходит от пенсионера! У меня много времени, но все еще недостаточно. Например, раньше я думал, что потратить 3 дня на дрова – это оправданное использование моего времени, но теперь, когда у меня осталось только один день, довольно сложно потратить дополнительное время на постройку чего-то для обогрева моего дома, когда Мне уже тепло.

Установите водонагреватель с тепловым насосом, чтобы сэкономить деньги

Знаете ли вы, что является самым большим потребителем энергии в вашем доме? Если вы догадались, что это ваш водонагреватель, вы правы.Однако есть способ исправить это, и многие домовладельцы вносят изменения. Это путем преобразования старого обычного водонагревателя на новый гибридный, известный как водонагреватель с тепловым насосом. Поскольку это относительно новый вариант, по нему возникает много вопросов, в том числе о том, как он работает, а также о плюсах и минусах его покупки.

Водонагреватель с тепловым насосом и обычный водонагреватель