Тепловой насос для отопления дома — новые технологии в действии. Самодельный тепловой насос
Самодельный тепловой насос из компрессора
Самодельный тепловой насос из компрессора
Тепловой насос — штука интересная, но дорогая. Примерная стоимость оборудования + устройства внешнего контура от 300$ до 1000$ за 1кВт мощности. Зная «рукастость» российского люда, легко предположить, что уже не один тепловой насос, сделанный своими руками, работает на просторах нашей необъятной и разноклиматической родины. И это действительно так. Чаще всего встречаются самодельные аппараты, которые изготовили «холодильщики». И это понятно, ведь тепловой насос и морозильная камера работают по одному и тому же принципу, просто система тепловых установок ориентирована на сбор тепла, а не на его отведение и компрессор используется большей мощности.
О принципе работы читайте тут.
Что может стать источником тепла для теплового насоса
Тепло для обогрева помещения можно отбирать у воздуха на улице. Но тут неминуемо возникнут сложности при эксплуатации: слишком велики колебания температуры даже среднесуточные, не говоря уже о том, что нормальную эффективность тепловой насос показывает при температуре выше 0oC. А как много регионов у нас имеют зимой такую картину? Весной, да и то не ранней, и не на всей территории, и не постоянно.
Источником тепла для вашего дома с отоплением от теплового насоса может стать любая среда
Намного более приемлемой выглядит источник тепла, расположенный в воде. Если рядом есть речка, озеро или приличной глубины пруд — это просто здорово: можно трубопровод просто утопить. Важно только чтобы там рыбаки с донками не рыбачили.
Еще один неплохой вариант — колодец. Но тут, как с колодцем: есть вероятность, что упадет уровень воды и придется вам искать другой источник. Но пока все нормально, работать будет неплохо: средняя температура воды в подземных горизонтах 5-7oC. Этого для работы теплового насоса более чем достаточно.
Вы будете, возможно, удивлены, но использовать можно и канализацию. И неплохо использовать: там температуры выше, чем в колодцах. Трубопровод можно будет разместить в сточной яме или колодце, но при условии, что весь он будет покрыт водой постоянно. И трубу нужно будет выбрать химически стойкую.
Горизонтальный подземный коллектор — дело чрезвычайно трудоемкое: снять грунт придется с нескольких соток на глубину ниже точки промерзания. Это очень большие объемы, которые в одиночку или даже с помощником не осилить. И, как показала практика, в наших климатических условиях такие системы малоэффективны: слишком суровы зимы.
С вертикальными коллекторами дело не лучше: без бурильной техники обойтись вряд ли удастся. Количество и глубина скважин зависят от грунта: разброс возможного съема тепла с метра скважины очень большой. От 25 Вт/м в сухом щебенистом и песчаном грунте, до 80-85 Вт/м во влажных щебенистых и песчаных почвах или в граните. Соответственно и разница в длине скважин в 3 раза и выше.
Вот схема отопления дома тепловым насосом. При использовании, как в описываемом примере, двух скважин и при отсутствии замкнутого контура, расстояние между двумя клодцами должно быть не менее 20 метров. И нужно учесть направление потока, чтобы холодная вода от насоса не снижала температуру в «донорской» скважине
В описываемом примере самодельного теплового насоса источник тепла — колодец с хорошей скоростью поступления воды. Вода прибывает настолько быстро, что покрывает расход на бытовые потребности и ее хватает для переноса нужного количества тепла (была рассчитана необходимая скорости подачи воды, и соответственно подобран насос). Но источником тепла для этой модификации может служить любой из описанных выше, кроме воздуха. Определившись с источником тепла, можно будет изготовить тепловой насос для отопления дома своими руками.
Тепловой насос вода-вода из компрессора кондиционера своими руками
Этот тепловой насос из кондиционера несложно изготовить своими руками, но вам понадобиться помощь хорошего мастера по ремонту холодильной техника. Для изготовления вам нужно приобрести:
Все эти составляющие с платой за работу холодильщика (за сборку и пайку, заливку фреона) составили примерно 600$. Плюс затраты личного времени на обустройство входного контура и сборку.
Теперь приступаем к изготовлению самого теплового насоса.
Это готовые теплообменники с установленными фитингами
Уделите больше внимания виброизоляции и шумопоглощению: если устройство будет стоять в доме, они без дополнительных мер по их нейтрализации прилично действуют на нервы.
На раме установить нужно компрессор, затем собирать всю схему
В описываемом примере воду качают из колодца. Водоносный горизонт расположен на глубине 4 метров. Один насос поднимает ее и подает в тепловой насос, во вторую скважину вода сбрасывается. Но можно организовать и замкнутый контур, тогда нужно будет рассчитать мощность циркуляционного насоса.
Это после работы «холодильщика»
Не самый презентабельный вид, но работает
Из опыта эксплуатации сделанного своими руками теплового насоса
Как показала практика использования, производительность представленного варианта не слишком высокая: 2,6-2,8. Говорить о супер эффективности данного теплового насоса не приходится: на площади 60 м2 при -5oC на улице, сам он поддерживает +17oC. Но система считалась и монтировалась под котел, радиаторы для входящей температуры +45oC больше выдать просто не могут. Система в доме работала старая и количество радиаторов не увеличено. Но пока в холода догревались печкой.
Если в конструкцию добавить регенеративный теплообменник, это повысит эффективность на 10-15%. Учитывая то, что затраты невелики можно делать. Понадобиться две медные трубки по 1,5 метра. Одна диаметром 22 мм, вторая — 10 мм. На более тонкую для увеличения площади теплообмена, наматывается 4-х жильный проводник (длина 3-4 метра, диаметр 4 мм), концы его припаиваются к трубке, чтобы не разматывались. Трубка с намотанной проволокой аккуратно вставляется в трубку большего диаметра. Ее нужно установить между компрессором и испарителем. Доработка незначительная, но довольно ощутимо повышает эффективность. Правда при определенных условиях небезопасная: в компрессор может попасть теплый фреон, что приведет к выходу его из строя.
Доработка схемы: можно добавить регенеративный теплообменник, что поднимет производительность примерно на 15-20%
Второй вариант повышения эффективности, более безопасный и не менее эффективный — встроить дополнительный теплообменник для подогрева воды или гликоля.
На что обратить внимание, если вы решили делать тепловой насос своими руками. Есть несколько вещей, о которых узнать можно только на опыте:
- Пусковые токи конкретно этой установки были очень даже приличными. Не всегда ресурсов сети хватало для запуска установки. Потому, если делать серьезную установку, лучше брать трехфазный компрессор, и подводить, соответственно, трехфазный ввод. Да, недешево, но для стабильного старта однофазного компрессора требуется электронный стабилизатор приличной мощности, что тоже дешевым не назовешь
- Тепловой насос на готовой радиаторной системе не даст нормальной температуры в помещении. Они рассчитаны на другую температуру теплоносителей, которую эти установки, тем более самодельные, дать в состоянии крайне редко. Потому или модернизируйте систему (добавив как минимум столько же секций радиаторов), или устанавливайте водяные полы.
- Если в колодце есть три кольца воды, это не значит, что дебет у него большой. Нужно знать, сколько он в состоянии давать воды при постоянном ее отборе.
Итоги
Несомненно, стоимость этого теплового насоса из кондиционера в разы ниже готовых заводских вариантов, даже китайского производства. Но нюансов тут море: нужно позаботиться об источнике тепла, и подаваемого тепла должно быть достаточно, правильно рассчитать длину теплообменников (змеевиков), установить автоматику, обеспечить гарантированное питание, и т.д. Но если вы в состоянии обо всем этом позаботиться, то это, несомненно, выгодно. Позволим дать вам совет: в первый год очень желательно иметь резервное отопление, а испытания и первый пуск лучше проводить еще летом, чтобы было время на доработку агрегата и доведение его до ума.
Фотогалерея (9 фото):
06.05.2016
ТвитнутьКомментариев пока нет...
k-systems.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 недавноФункциональные 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 компрессорыВода-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 евроИнструкция 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
Строим тепловой насос своими руками
Тепловой насос своими руками
С начала имелся только строющийся дом на 2,5 этажа. Площадь:
1 этаж 64 м2,
2 этаж 94 м2,
2,5 этаж 55 м2,
гараж 30 м2.
С самого начала был куплен б/у газогенерационный котёл на дровах мощностью 40 к.в. Но как подошло время инсталляции совсем меня перестала радовать перспектива заготовки дров, извечная борьба с мусором, да и по натуре я больше дервиш, могу запросто пару дней дома не появляться.
( Самодельный тепловой насос, газогенерационный котёл,Испаритель,компрессор,Конденсатор,самодельный тепловой насос,тепловой насос,Тепловой насос своими руками, альтернативная энергия )
И тогда я склонился к сжиженному газу. Замечу, что труба природного газа низкого давления проходит в 1,5 км от дома. Но плотность заселения у нас маленькая, и тянуть трубу ради меня одного + проект + инсталляция просто ввергает меня в ужас.
Ставить бочку на несколько кубов на участке я тоже не могу. Не хочется портить внешний вид. Решил установить пару шкафов с батареей 80-литровых пропановых баллонов из 6 штук в каждом.
Газовый оператор уверял, что сами приезжают, сами меняют, вы лишь только нам позвоните. К неудобствам относил лишь головную боль раз в три недели, а также возможность несанкционированного заезда газовой машины на мою бедующую брусчато-легковую стоянку, качения-волочения баллонов по ней же. В общем человеческий фактор. Но проблему разрешил случай:
Идея построить тепловой насос своими руками
Идею строительства теплового насоса вынашивал давно. Но камнем преткновения было однофазное электричество и допотопный счётчик на 20 ампер максимальной нагрузки. Поменять эклектическое питание на трёхфазное или прибавить мощность в нашем районе пока нет. Но неожиданно мне планово поменяли счётчик на новый, 40 амперный.
Прикинув, решил, что этого хватит на частичный обогрев (2,5 этаж я не планировал использовать зимой), взялся зондировать рынок тепловых насосов. Запрошенные в одной фирме цены (однофазные ТН на 12 киловат) заставили задуматься:
Thermia Diplomat TWS 12 к.в.ч. 6797 евро
Thermia Duo 12 к.в.ч. 5974 евро
Требовалось не менее 45 ампер на пусковой ток.
К тому же, так как планировалось брать теплосъём со скважинной воды, не было уверенности в дебете моей скважины. Чтобы не рисковать такой суммой решил собрать ТН сам, благо какие-то навыки были из жизни. Работал в бытность менеджером по распространению вентиляционно-кондиционерного оборудования.
Концепция самодельного теплового насоса:
Решил делать ТН из двух однофазных компрессоров по 24000 БТУ (7 кв.ч. по холоду). Так получался каскад общей тепловой мощностью 16-18 киловат при потреблении электричества при СОP3 около 4-4,5 киловат/часа. Выбор двух компрессоров был обусловлен меньшими стартовыми токами, так как их запуски думано не синхронизировать. А также поэтапность ввода в эксплуатацию. Пока обжит только второй этаж и хватит одного компрессора. Да и поэкспериментировав на одном, потом будет смелее доделать вторую секцию.
Отказался от использования пластинчатых теплообменников. Во первых, из соображения экономии, не хотелось выкладывать за Данфос по 389 евро за штуку. А во вторых, совместить теплообменник с ёмкостью теплоакомулятора, то есть, увеличив инерционность системы, убив тем самым двух зайцев. Да и не хотелось делать водоподготовку для нежных пластинчатых теплообменников, снижая тем самым КПД. А вода у меня плохая, с железом.
Первый этаж уже оснащён обвязкой тёплого пола с примерным шагом 15 см.
Второй этаж радиаторы (слава Богу, хватило скупости поставить их с 1,5 тепловым запасом ранее). Забор теплоносителя из скважины (12,5 м. Установлена на первый слой доломита. +5,9 замер на 03.2008). Утилизация отработанной воды в общедомовую канализацию (двух камерный отстойник + инфильтрационный грунтовый поглотитель). Принудительная циркуляция в контурах теплосъема.
Вот, принципиальная схема: 
1. Компрессор (пока один).
2. Конденсатор.
3. Испаритель.
4. Терморегулирующий клапан (ТРВ)
От других устройств безопасности решено отказаться (фильтр-осушитель, смотровое окно, пресостат, ресивер). Но если кто видит смысл их использования, буду рад услышать советы!
Для расчёта системы скачал из Интернета программу расчёта CoolPack 1,46.
И неплохую программку по подбору компрессоров Copeland.
Компрессор:
Удалось закупить у старого знакомого холодильщика, мало б/у-шный компрессор от 7 киловатной сплит системы какого-то корейского кондиционера. Достался практически даром, да и не соврал, масло оказалось внутри совсем прозрачным, поработал всего сезон и был демонтирован в связи изменением концепции помещения заказчиком.
Компрессор оказался на мощность 25500 Бту, а это около 7,5 к.в. по холоду и около 9-9,5 по теплу. Что обрадовало, в корейском сплите стоял добротный компрессор американской фирмы Текумсет. Вот его данные:
Тех. характеристики.
Компрессор на R22 фреоне, а это значит чуть больший коэффициент полезного действия. Температура кипения -10с, конденсации +55с.
Ляпсус номер 1: По старой памяти думал, что на бытовых сплит системах ставятся только компрессоры Скрол типа (спиральные). Мой же оказался поршневым... (Выглядит чуть овальным и внутри болтается обмотка двигателя). Плохо, но не смертельно. К его минусам на четверть меньший ресурс, на четверть меньший коэффициент полезного действия, на четверть более шумный. Но ничего, опыт сын ошибок трудных.
Важно: Фреон R22 по Монреальскому протоколу полностью будет выведен из эксплуатации к 2030 году. С 2001 года запрещён ввод в эксплуатацию ввод новых установок (но я ввожу не новую, а модернизировал старую). С 2010 года использование R22–го фреона только бывшего в эксплуатации. НО в любой момент можно перевести систему с R22 на его заменитель R422. И не испытывать затруднений далее.
Закрепил компрессор на стене кронштейнами L-300мм. Если буду потом монтировать второй, удлиняю имеющиеся с помощью U-профиля.
2. Конденсатор:
У знакомого сварщика удачно приобрёл бак из нержавейки примерно на 120 литров.
(Кстати, все сварные манипуляции с баком безвозмездно произвел уважаемый сварщик. Но просил упомянуть и его скромную роль для истории!)
Было решено разрезать его на две части вставить змеевик из медной трубы фреоновода, и сварить его обратно. Заодно и вварить несколько технических дюймово-резьбовых соединений.
Формула расчёты площади поверхности трубы медного змеевика:
M2 = kW/0,8 x ?t
Где,
M2 - площадь трубы змеевика в квадратных метрах.
kW – Мощность тепловыделения системой (с компрессором) в киловатах.
0,8 – коофициент теплопроводности меди/воды при условии противотока сред.
?t – разность температуры воды на входе и выходе системы (см. Схему). У меня это 35с-30с= +5 градусов Цельсия.
Так получается около 2 квадратных метров площади теплообмена змеевика. Я чуть уменьшил, так как температура на входе фреона около +82с градуса, на этом чуть можно сэкономить. Но как писал ранее Дед Морос, не более чем в размере 25% от размера испарителя!!!
Смоделированная системы в CoolPack показала Cop 2,44 на штатных диаметрах труб теплообменника. И Cop 2,99 при диаметре на шаг выше. А это мне и на руку, так как в будущем рассчитываю присоединить и второй компрессор на эту ветку. Решил использовать медную трубу ½’ дюйма (или 12,7 мм наружного диаметра), холодильную. Но, думаю, можно и обычную сантехническую, не так там и много грязи внутри будет.
Ляпсус номер 2: Использовал трубу со стенкой 0,8 мм. На деле она оказалась очень нежной, чуть передавил и уже она заминается. Сложно работать, тем более без особых навыков. Поэтому рекомендую брать трубу 1мм или 1,2 мм стенки. Так и по долговечности будет дольше.
Важно: Фреоновод змеевика входит в конденсатор сверху, выходит снизу. Так конденсируя жидкий фреон будет скапливаться внизу и уходит без пузырьков.
Взяв, таким образом, 35 метров трубы свернул её в змеевик, намотав на удобный цилиндрический предмет (баллон).
По краям зафиксировал витки двумя алюминиевыми рейками для прочности и равношаговости петель.
Концы вывел наружу с помощью сантехнических переходов на медную тубу на скрутку. Чуть рассверлит их с диаметра 12 на 12,7мм, и вместо обжимного кольца после сборки намотал льна на герметике и зажал контргайкой.
3. Испаритель:
Для испарителя не требовалось высокой температуры, и я выбрал пластмассовую ёмкость типа бочки на 127 литров с широкой горловиной.
Важно: Идеально подошла бы бочка на 65 литров. Но побоялся, труба ¾ очень плохо гнётся, поэтому взял размер побольше. Если у кого другие размеры или есть хороший трубогиб и навыки работы, то можно рискнуть и на этот размер. С бочкой 127 литров размеры моего ТН повысили ожидаемые габариты на 15 см вверх, 5 см в глубину и 10 см в ширину.
Рассчитал и изготовил испаритель по такому же принципу как и у конденсатора. Понадобилось 25 метров трубы ¾’ дюйма (19,2мм наружный) со стенкой 1,2мм. Как рёбра жёсткости использовал отрезки UD профиля для монтажа регипса. Скрутил обычной медной электротехнической проволокой без изоляции.
Важно: Испаритель затопленного типа. То есть жидкая фаза фреона заходит в охлаждаемую воду снизу, испаряется и в газообразном состоянии поднимается вверх к компрессору. Так лучше для теплопередачи.
Переходы можно взять пластмассовые от питьевой трубы PE 20*3/4’ с наружной резьбой, свинтив из с бочкой контргайками и уплотнением из льна и герметика. Подачу и сток воды сделал из обычных канализационных труб и резиновых уплотняющих манжет вставленных враспор.
Испаритель также был установлен на кронштейны L-400мм.
4. ТРВ:
Приобрёл ТРВ фирмы Honeywell (бывшая FLICA). На мою мощность потребовалась дюза к нему 3мм. И наличие выравнивателя давления.
Важно: ТРВ во время пайки нельзя перегреть выше +100с! Поэтому обматал его тряпочкой пропитанной водой для охлаждения. Прошу не ужасаться, после налёт почистил мелкой наждачной.
Припаял трубку линии выравнивания как положено к инструкции по монтажу ТРВ.
Сборка:
Прикупил комплект для жёсткой пайки Rotenberg. И электроды 3 штуки с 0% содержания серебра и 1 штуку с 40% содержания серебра для пайки в стороне компрессора (вибростойкий). С их помощью собрал всю систему.
Важно: Берите сразу баллон Максигаз 400 (жёлтый баллон)! Он не многим дороже Мультигаза 300 (красный), но производитель обещает до +2200с пламени. Но и этого недостаточно для ¾’ трубы. Паялось из рук вон плохо. Приходилось изловчаться, использовать тепловой экран, и т.д. В идеале конечно иметь кислородную горелку.
Да, и надо впаять в систему заправочный пипсик с ниппелем для подсоединения шланга. Не помню с головы его точное название.
Его впаял на входе в компрессор. Рядом же видна и входная труба выравнивателя ТРВ. Она впаивается после испарителя, термобаллона ТРВ, но до компрессора.
Важно: Заправочный пипсик паяем предварительно вывернув из него ниппель. Ни то от жары уплотнитель ниппеля однозначно выйдет из строя.
Редукционные тройники не использовал, так как боялся уменьшения надёжности от дополнительных паечных швов вблизи компрессора. Да и давление в этом месте не большое.
Заправка фреоном:
Собранную, но не заполненную водой систему надо вакуумировать. Лучше использовать вакуумный насос, если нет, то умельцы приспосабливают обычный компрессор от старого холодильника. Можно и просто, продуть-продавить систему фреоном выдавив воздух, но я вам этого не говорил, потому что так делать нельзя!
Баллон фреона самой небольшой ёмкости. Для системы вообще не нужно будет более 2 кг. фреона. Но чем богаты.
Также я приобрёл манометр для замера давления. Но не специальный фреоновый за 10 у.е., а обычный для насосной станции за 3,5 у.е. По нему и ориентировался при заполнении.
Заправил систему, на сколько возможно с помощью внутреннего давления фреона в баллоне. Дал постоять пару дней, давление не упало. Значит, утечки нет. Дополнительно промазал все соединения мыльной пеной, не пузырило.
Важно: Так как в моём случае заправочный ниппель впаян сразу перед компрессором (в дальнейшем будет замеряться давление в этом месте при настройке) ни в коем случае не заправлять систему с работающим компрессором жидким фреоном. Компрессор наверняка выйдет из строя. Только газообразной фазой - баллоном вверх!
Автоматика:
Необходимо однофазное пусковое реле, и при этом, на очень приличный пусковой ток около 40 А! Автоматический предохранитель С группы на 16А. Электрический щиток с DIN рейкой.
Также установил два реле температуры с копелярными термодатчиками. Один поставил на воду на выходе из конденсатора. Выставил примерно на 40 градусов, чтобы отключал систему при достижении водой этой температуры. И на выход воды из испарителя на 0 градусов, чтобы аварийно отключал систему и не разморозил её случаем.
В будущем думаю приобрести простейший контроллер, который учитывает эти две температуры. Но кроме внешнего вида и наглядности пользования у него есть и недостаток – запрограмированные значения сбиваются при даже кратковременном перебои электроснабжения. Пока в раздумьях.
Запуск (пробный):
Перед запуском напумповал в систему примерно 6 бар давления из баллона. Больше не получалось, да и незачем. Кинул временный провод, подсоединил пусковой конденсатор. Наполнил ёмкости водой предварительно. Они постояли с сутки, наполненные и потому, на момент запуска имели комнатную температуру около +15с.
Торжественно включил автомат. Его сразу же выбило. Ещё, то же самое. В этот небольшой промежуток слышно как двигатель гудит, но не запускается. Перебросил клеммы на конденсаторе (их почему-то три). Включил снова автомат. Приятный рокот работающего компрессора приласкал мой слух!!!
Давление на всасывании сразу упало до 2 бар. Открыл баллон с фреоном, чтобы система заполнялась. По табличке рассчитал необходимое давление кипения фреона.
Для моих необходимых на входе +6 и выходе воды +1, требуется температура кипения -4с. Фреон кипит при такой температуре при давлении 4,3 кг.см. (бар) (атмосфер). Таблицу можно найти и в Интернете.
Как не пытался выставить точное это давление, ничего не получалось. Система пока ещё не выведена на рабочий режим температур. Потому преждевременные регулировки лишь примерны.
Через минут пять подача достигла примерно +80 градусов. Пока не изолированная труба испарения покрылась лёгким инеем. Вода в конденсаторе через минут десять на ощупь уже нагрелась до +30 - +35. Вода в испарителе приблизилась к 0с. Чтобы чего не разморозить отключил систему.
Резюме: Пробный запуск показал полную работоспособность системы. Аномалий не замечено. Потребуется дальнейшие регулировки ТРВ и давления фреона после подключения контура отопления и охлаждения скважинной водой. Поэтому продолжение фоторепортажа и отчёта примерно через две-три недели, когда разберусь с этой частью работы.
К тому моменту, думаю:
1. Подсоединить контур обогрева помещений и контур теплообмена скважинной водой.
2. Произвести полный цикл пусконаладочных работ.
3. Изготовить какой-то корпус.
4. Сделать выводы и дать небольшое резюме.
Важно: ТН получился не такой уж маленький по размерам. Применив за место ёмкостных теплообменников пластинчатые, можно очень сильно сэкономить пространство.
Затраты на изготовление Теплового насоса примерной мощностью 9 киловат час по теплу:
Конденсатор:
Бак нержавейка 100 литров - 25 у.е.
Электроды нержавейка – 6 у.е.
Муфты нержавейка – 5 у.е.
Услуги сварщика (обед) – 5 у.е.
Медная труба 12,7 (1/2”)*0,8мм. 35 метров – 105 у.е.
Медная труба 10*1 мм. 1 метр – 3 у.е.
Переходы на медь (комплект) – 3 у.е.
Отвоздушиватель Ду 15 – 5 у.е.
Предохранительный клапан 2,5 бар – 4 у.е.
Кран сливной Ду 15 – 2 у.е.
Итого: 163 у.е. (к сравнению, пластинчатый теплообменник Данфос 389 у.е)
Испаритель:
Бочка пласм. 120 литров - 12 у.е.
Медная труба 19.2 (3/4”)*1.2мм. 25 метров – 130 у.е.
Медная труба 6*1мм. 1 метр – 2 у.е.
Терморегулирующий вентиль Honeywell (дюза 3мм.) – 42 у.е.
Кронштейны L-400 2 штуки – 9 у.е.
Кран сливной Ду 15 – 2 у.е
Переходы на медь (комплект) – 3 у.е.
РВС труба 50-1м. 2 штуки – 4 у.е.
Резиновые переходы 75*50 2 штуки – 2 у.е.
Итого: 206 у.е. (к сравнению, пластинчатый теплообменник Данфос 389 у.е)
Компрессор:
Компрессор мало б/у 7,2 к.в. (25500 бту) – 30 у.е.
Кронштейны L-300 2 штуки – 8 у.е.
Фреон R22 2 кг. – 8 у.е.
Комплект монтажный – 4 у.е.
Итого: 50 у.е.
Монтажный комплект:
Паяльная лампа ROTENBERG (комплект) – 20 у.е.
Электроды жёсткой пайки (40% серебра) 3 штуки – 3,5 у.е.
Электроды жёсткой пайки (0% серебра) 3 штуки – 0,5 у.е.
Манометр для фреона 7 бар – 4 у.е.
Шланг заправочный - 7 у.е.
Итого: 35 у.е.Автоматика:
Реле пускателя однофазное 20 А – 10 у.е.
Щиток электрический встраиваемый – 8 у.е.
Предохранитель однофазный С16 А – 4 у.е.
Итого: 22 у.е.
Итого в целом 476 у.е.
Важно: Потребуются на следующем этапе ещё циркуляционные насосы Calpada 25/60-180 60 у.е. и Calpeda 32/60-180 78 у.е. Они хоть и будут вынесены за приделы моего котла, но обычно относятся к самому котлу.
источник
Тепловой насос, альтернативная энергия, отопление, энергосбережение, тепловой насос воими руками, самодельный тепловой насос
www.ecotoc.ru
Тепловой насос своими руками - принцип работы и особенности монтажа |
Отопление дома в зимний период – задача, требующая больших затрат энергии, которые неизменно приводят к затратам финансовым. Хорошо, когда к дому подведена газовая магистраль, предоставляющая сравнительно дешевое и удобное топливо. В противном же случае приходится топить дровами, пеллетами, углем, дизелем или сжиженным газом, что в разы дороже и доставляет дополнительные хлопоты. Цены на источники тепла будут только расти, поэтому позаботиться об альтернативе просто необходимо. Отличный вариант, подходящий практически каждому – это тепловой насос.
Оглавление
Несмотря на то, что тепловые насосы для отопления работают на электричестве, сами они тепло не производят, а лишь аккумулируют его из низкотемпературных источников тепловой энергии. При этом для получения 1000 Вт тепловой энергии система потребляет около 200-250 Вт электроэнергии, имея КПД 500%. Если провести некоторые подсчеты, то для стандартного дома в 100 м2 требуется мощность всего лишь в 2,5 кВт.
Принцип работы теплового насоса
Работает система достаточно просто, и удобнее всего представить ее на примере холодильника: внутри агрегата воздух охлаждается, нагревая в процессе заднюю стенку-радиатор, здесь же нагреваться будет испаритель, отдавая тепло в систему отопления, а охлаждать будет неиссякаемые запасы низкотемпературного тепла.
Под неиссякаемыми запасами подразумеваются геотермальное тепло либо грунтовые воды. Эти два источника сохраняют приблизительно одинаковую температуру (около плюс 5-6 градусов) весь год и идеально подходят.
Независимо от схемы переноса тепла (воздух-воздух или вода-вода), принцип работы теплового насоса неизменный.
Окупаемость теплового насоса
Оборудование для данной системы стоит несколько дороже обычной котельной на газу или дизтопливе, но ее эффективность и малые затраты на содержание делают данный вариант отопления самым перспективным.
Срок окупаемости правильно настроенной системы составляет не более 2 лет. Если же есть возможность и умение устанавливать тепловые насосы своими руками, то даже при использовании заводского оборудования первоначальные затраты снизятся практически вдвое.
Судить о популярности систем с применением теплового насоса можно, прочитав отзывы владельцев таких отопительных схем. Если вся система собрана правильно, то она ни в коем случае не разочарует. В технически цивилизованных странах уже никто не дожидается повышения цен на энергоносители до критических отметок, начиная экономить прямо сейчас.
Самодельный тепловой насос для отопления дома – миф или реальность?
Собрать самостоятельно систему отопления дома реально, хоть и трудоемко, но с нужными умениями можно справиться за отпуск. Для этого понадобятся специальные инструменты и навыки, да и на оборудование придется потратиться, поэтому приступать к работе необходимо после полностью подготовленного плана:
Определяемся с источником тепла
Найти источник тепла несложно, в крайнем случае, его можно создать самостоятельно, для чего достаточно пробурить скважину. Можно выкопать траншею на глубину большую, нежели глубина промерзания почвы. Главное условие – это постоянство температуры в зимнее время на отметке +5 градусов. В некоторых случаях целесообразно собрать установку, в которой тепло от источников будет поступать путем циркуляции антифриза, можно также закачивать воду из скважины, но для нормальной работы такой установки воду придется постоянно обновлять. Вариантов множество, и вне зависимости от источника все тепловые насосы имеют одинаковый принцип действия.
Расчет системы
Необходимо рассчитать тепловые потери здания, добавить необходимость обогрева и умножить на площадь. В среднем, для старых построек требуется мощность отопительной системы в 75 Вт на квадратный метр, для относительно новых зданий с современными изолирующими материалами – порядка 50 Вт, здания же, построенные с применением специальных энергосберегающих технологий, требуют около 30 Вт тепла на квадратный метр.
Выбор оборудования
Все необходимое для сооружения системы теплового насоса можно найти на рынке или в специализированном магазине. Что касается экономии, то на свой страх и риск можно купить оснащение от разных систем: компрессор можно найти в каком-нибудь сервисном центре по ремонту кондиционеров, а вместо навороченных испарителей использовать достаточно длинную медную трубку, скрученную в спираль.
Можно также соорудить тепловой насос Френетта, который радует поразительный КПД приблизительно в 400-500%(!), но стоит сразу предупредить, что, несмотря на кажущуюся простоту конструкции, далеко не у всех получается собрать дееспособную модель. Чтобы собрать тепловой насос Френетта своими руками, понадобится два цилиндра, электродвигатель и масло, но, повторюсь, простота данной системы лишь кажущаяся. Масло в таком насосе нагревается за счет интенсивной циркуляции между статором (внешний цилиндр) и роторов (внутренний цилиндр или заменяющие его кольца).
Тепловой насос своими руками — монтаж оборудования
Геотермальный тепловой насос предусматривает несколько способов установки:
— вертикальный монтаж – для этого бурят скважину от 50 до 100 метров, помещая внутрь геотермальный зонд;
— горизонтальный монтаж – вместо глубокой скважины роется траншея той же длины на глубину 1,5 метра.
Тепловой насос вода вода – обычные ПНД трубы погружают на дно водоема и транспортируют к его центру.
Тепловой насос воздух воздух – по своей сути воздушный тепловой насос повторяет работу сплит-системы кондиционирования воздуха с возможностью обогрева в зимний период.
Тепловой насос воздух вода – данная конструкция отличается от предыдущей только тем, что нагревает воздух в помещении не напрямую, а используя водяные радиаторы. Преимуществом является возможность обеспечения здания горячей водой.
Чтобы вся установка работала долго и бесперебойно, следует соблюдать несколько правил:
1) Запас мощности компрессора и испарителя обязан быть не менее 20%, иначе самодельный тепловой насос может не справиться со своей задачей, и придется прибегать к более затратным источникам тепла.
2) Профессиональный монтаж, то есть все соединения должны быть смонтированы качественно, трубки, заполняемые фреоном, чистыми. Замечу, что обрезать их следует только вальцовкой, поскольку даже мелкая стружка, оставшаяся внутри, может уничтожить компрессор в считанные недели. Не стоит пренебрегать и самой заправкой фреона, что предусматривает создание вакуума внутри системы, при отсутствии необходимого оборудования лучше всего позвать специалиста.
3) Выбор фреона. Выбирать фреон следует достаточно скрупулезно. С одной стороны, R22 через десяток лет будет полностью убран из использования, и лучше взять его заменитель R422. С другой стороны, если не будет протечек, R22 обеспечит немного больший КПД на долгие годы.
Загрузка ... Рекомендуем прочесть!
moikotly.ru
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 насосПринцип 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.
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
Делаем тепловой насос для отопления дома своими руками
В наше время эффективность тепловых насосов уже полностью доказана? и некоторые пытаются сделать тепловой насос для отопления дома своими руками, однако стоит заметить, что это довольно сложно.
Как известно, конструкции такого типа обходятся довольно дорого, поэтому они не каждому по карману. И тут на помощь приходят смекалистые умельцы, которые научились собирать тепловые насосы своими руками. Для этого не потребуется больших вложений, но мастерство должно быть на достаточном уровне. Учитывая всю сложность подобных конструкций, добиться хороших результатов можно исключительно большим терпением, высоким уровнем энтузиазма и знанием теории.
Принцип работы
Перед тем, как решиться на самостоятельную сборку теплового насоса, необходимо тщательно разобраться с его устройством, ведь только четкое понимание принципа работы теплового насоса позволит правильно наладить его функционирование. Данное устройство является средством для перемещения тепловой энергии из одного места в другое. Его КПД при этом составляет 100%. Больших вариантов быть не может, так как это физически невозможно, поэтому, если производитель указал данный показатель в 300 либо 1000% — это обман.
Тепловой насос состоит из компрессора, теплообменника, то есть испарителя, конденсатора, расширительного редукционного клапана, средства для управления и регулирования процесса, а также медной магистрали. Рабочим веществом в данном случае будет вещество, которое может закипать при низкой температуре, к примеру, фреон. В жидком виде он циркулирует по трубке, пока не достигнет испарителя. Здесь он превращается в газ при контакте с теплоносителем и продолжает дальше свое движение. После того, как тепло будет передано воде, фреон снова становится жидким и продолжает свой путь к испарителю. Таким образом, цикл завершается, и движение продолжается снова.
Прочтите также нашу статью Как выбрать насосную станцию для частного дома.
Тепловые насосы, которые созданы на заводах, могут выдавать тепло до 600C. Этого вполне достаточно для того, чтобы обогревать помещение батареями либо теплыми полами. При этом будет затрачиваться электроэнергия на работу компрессора, вращение насосных роторов и питание средств контроля. При минимальных затратах производительность теплового насоса очень велика.
Система воздух-воздух
Если разобраться, то в любой среде, которая имеет температуру выше нулевой, можно добыть тепло. Если же воздух нагревается около 10-130C, то тут проблем быть вовсе не должно, но для этого понадобится специальное устройство, а именно система, способная отнимать тепло у окружающей среды и передавать его помещению.
Специалисты говорят о том, что воздушный тепловой насос является самой простой и недорогой конструкцией, но в то же время наиболее неэффективной для обогрева. Если на улице сильный мороз, хорошо прогреть помещение не удастся, а это огромный минус. По виду тепловой насос воздух-воздух напоминает сплит, но без компрессора, а лишь с пластинчатым теплообменником и вентилятором.
Система вода-вода
Более эффективным способом для обогрева помещений является тепловой насос вода-вода. В этом случае можно извлекать тепло из водоема и передавать его в дом. Но подобный вариант возможен исключительно в том случае, если поблизости имеется источник воды. Желательно, чтобы он был не дальше 100 м, иначе конструкция будет слишком затратной.
В последнее время немалой популярностью пользуются геотермальные тепловые насосы. Они работают на основе воды из подземных источников, поэтому их использование очень выгодно. Чтобы обустроить работу конструкции через скважину, понадобится сразу два отверстия. В первом будет происходить забор воды, а во втором ее сброс.
Прочтите также нашу статью Обустройство скважины своими руками.
При работе с водяными тепловыми насосами мастер должен учесть все нюансы. В противном случае конструкция может оказаться просто неэффективной либо быстро прийти в негодность, а это нехорошо, учитывая ее высокую стоимость. В первую очередь необходимо позаботиться о том, чтобы вода очищалась перед тем, как попасть в трубы, иначе они быстро засорятся и перестанут нормально функционировать. Закладка труб для набора и слива жидкости должна происходить на том уровне, где грунт не будет промерзать.
Чтобы обеспечить дом теплом на должном уровне, необходимо учесть глубину скважины либо объемы пруда. Если воды будет слишком мало, тепла для обогрева явно не хватит.
При использовании геотермальных источников принцип сооружения остается тем же. В качестве теплоносителя желательно использовать антифриз. Подобный тип теплового насоса считается самым эффективным и стабильным. Однако нужно понимать, что его изготовление, а уже тем более приобретение, обойдется довольно дорого, так как конструкция сложная.
Прочтите также нашу статью Циркуляционный насос для отопления как выбрать.
Система воздух-вода
Современные тепловые насосы, работающие по принципу воздух-вода, являются самыми удобными и популярными в своем роде. Если с вышеописанными системами очень удобно работать в частных домах, то такой вариант можно установить даже в многоэтажном жилом либо офисном здании, расположенном в городе.
Преимуществ у тепловых насосов воздух-вода очень много. В первую очередь, это существенная экономия оплаты коммунальных услуг. Достаточно один раз потратиться на установку оборудования, после чего нужно оплачивать лишь незначительное потребление электроэнергии. В остальном затрачивается воздух, который является абсолютно бесплатным ресурсом. Как правило, качественные установки работают бесшумно и очень эффективно. Даже в том случае, когда на улице минусовая температура, в квартиру будет поступать тепло.
Дополнительным плюсом конструкций такого типа является простота монтажа, если сравнивать с системой вода-вода. Тут нет необходимости бурить скважины и укладывать трубы. Для городских домов часто используются тепловые насосы без трубопровода.
Из недостатков стоит отметить не слишком высокую эффектность данного устройства при довольно низкой температуре воздуха за окном. К примеру, когда на улице -25 0С, тепловой насос не будет обогревать помещение. На этот случай в доме должен быть предусмотрен другой вариант отопления. Специалисты рекомендуют использовать устройства для обогрева помещения с системой воздух-вода в регионах с мягкой зимой.
Можно ли изготовить насос в домашних условиях
Даже опытные мастера не всегда берутся за то, чтобы создать тепловой насос для отопления дома самостоятельно, так как данная конструкция очень сложна. Однако существуют экспериментаторы, которые творят чудеса из довольно необычных предметов. Как правило, за основу берется бытовая техника.
Прочтите также нашу статью Фекальный насос с измельчителем для туалета.
В качестве яркого примера человеческой гениальности можно взять тепловой насос из старого холодильника, который был представлен на суд общественности около 10 лет назад. Специалисты оценили данный агрегат как довольно эффективное средство для обогрева одной комнаты. На большое помещение, безусловно, такой мощности не хватит.
Конструкция из старого холодильника может работать, как в комнате, так и быть встроена в стену. Эффективное функционирование возможно при внешней температуре воздуха не ниже — 5 0С.
Современные сплит-системы можно тоже назвать тепловыми насосами, работающими по системе воздух-воздух. Однако в первоначальном своем варианте они потребляют слишком много электроэнергии. Чтобы удешевить прибор, умельцы научились переделывать сплиты в тепловые насосы системы вода-вода. В данном случае от кондиционера будет использоваться лишь компрессор, вся остальная конструкция собирается руками мастера.
Тепловой насос считается очень удобной и выгодной конструкцией. Однако высокая стоимость устройства не дает возможности использовать ее широко. Приобрести тепловой насос по силам далеко не каждому, а изготовить его самостоятельно могут лишь единицы, и это самый главный недостаток устройств такого типа.
koffkindom.ru
Самодельные тепловые насосы - Можно ли самому сделать
Содержание статьи
Наблюдая стремительное развитие науки и техники, активное внедрение инновационных технологий и научных открытий, можем констатировать, что этот процесс не обошёл стороной и такую сферу, как отопление жилья. Можем убедиться, что человечество здесь неустанно развивает свои возможности, учёные предлагают новые принципы и методы, которые можно использовать для обогрева дома или квартиры Усовершенствованные радиаторы, конвекторы, устройство водяного пола с обогревом, устройство инфракрасного пола – всё это наука подарила человечеству для того, чтобы сделать дом более тёплым и комфортным.
К относительно новым технологиям относится и отопление загородного дома тепловым насосом. Эта система у нас не является ещё широко распространённой, нельзя даже сказать, что каждый человек слышал о ней или понимает, что она собой представляет. С другой стороны тепловой насос для отопления дома очень популярен в странах Скандинавии – там они встречаются довольно часто. Их можно использовать как в комбинации с радиаторами, так и в системах водяного пола. Если изучить отзывы, которые получила подобная система отопления, можно с уверенностью сказать, что она очень перспективна и в будущем приживётся и у нас.
Принцип действия и виды тепловых насосов
При том, что сегодня немногие у нас могут похвастаться знакомством устройством и принципом действия этого аппарата, он работает по хорошо знакомой нам схеме. Система отопления такого рода работает по тому же принципу, что холодильник или кондиционер. Учёные такой алгоритм называют принципом Карно – он был описан ещё в середине 19 века. Система с помощью теплоносителя собирает тепло в окружающей среде и отдаёт его в нужной точке. Если в качестве примера привести холодильник, то фреон забирает тепло из морозилки и выбрасывает его в помещение. За счёт этого в морозилке держится минусовая температура, а задняя стенка холодильника нагревается.
По тому же алгоритму работает и тепловой насос – теплосборник прячется глубоко в грунте или в открытом водоёме и соединяется контуром с системой отопления в доме.
С помощью теплоносителя тепло собирается от грунтовых вод, открытых водоёмов, подземных источников и доставляется в помещение в обогревающие приборы а также в магистраль пола с подогревом. Практика показывает, что в качестве источника тепловой энергии можно использовать любой объект, температура которого выше абсолютного нуля.
По аналогии с реверсивным кондиционером, устройство может работать на нагрев и на охлаждение в зависимости от потребности. Если нужно обогреть помещение, он доставляет тепло, если необходимо охладить – он забирает его.
Если расписать подробно принцип действия подобной установки, он будет выглядеть следующим образом:
- По внешнему контуру, расположенному во внешней среде, происходит циркуляция теплоносителя, который при этом нагревается до определённой температуры.
- После попадания теплоносителя в теплообменник тепло передаётся на внутренний контур.
- Хладагент в испарителе нагревается и переходит в газообразное состояние.
- Потом он в виде газа поступает в компрессор, там происходит его принудительное сжатие, вследствие чего он существенно нагревается.
- Далее сжатое газообразное вещество поступает в конденсатор и отдаёт своё тепло в радиаторы или контур водяного пола для обогрева дома с помощью теплоносителя.
- Хладагент остывает, становится жидкостью, снова возвращается во внешний контур и происходит повторный цикл.
Рассмотрим, какие бывают виды тепловых насосов:
- Грунт-вода – отзывы говорят о том, что такие устройства наиболее стабильны и их выбор лучше всего подходит для использования круглый год. Внешний контур в этой разновидности закладывается в грунте на определённой глубине. Как правило, на таких глубинах температуры стабильны круглый год, что и обуславливает стабильность такого устройства. Контур можно сделать как горизонтальным, так и вертикальным. При горизонтальном расположении неудобство состоит в необходимости выделить большую площадь под контур – этот участок нельзя будет использовать для других целей. При вертикальном расположении этот недостаток устраняется, однако потребуется бурить глубокие скважины – это можно сделать только при помощи специалистов и специального оборудования.
- Вода-вода – внешний контур устраивается в открытых водоёмах либо в грунтовых водах через специальные скважины. При таком методе мы получаем наиболее высокий коэффициент полезного действия.
- Воздух-вода – внешний контур располагается снаружи дома. В наших краях при минусовых температурах этот способ не очень эффективен.
- Воздух-воздух – такое устройство может отлично работать и при отрицательной температуре. Для этого нужен воздуховод – мы можем сделать его своими руками. Однако при температуре ниже -10 градусов затраты на электричество будут чрезвычайно высокими и экономический эффект работы агрегата будет отрицательным.
- Гидродинамический аппарат – здесь тепловой эффект получается в результате преобразования механической энергии от работы электрического генератора в тепловую, которая переносится с помощью теплоносителя. Гидродинамический аппарат можно сделать своими руками.
Выбор вида теплонасоса должен учитывать тепловые потери в доме, особенности здания и земельного участка. Ну и разумеется, выбор не в последнюю очередь должен учитывать финансовые возможности владельца и экономический эффект от работы устройства.
Достоинства теплового насоса
Рассмотрев принцип работы, особенности и разновидности тепловых насосов, мы должны подробнее обратиться к их достоинствам, которые делают подобные устройства столь эффективными и многообещающими:
- Экономический эффект – подобные агрегаты очень эффективно используют затраченную энергию, их коэффициент полезного действия очень высок. Кроме того здесь для нагрева теплоносителя используется энергия окружающей среды – это крайне выгодно и перспективно.
- Универсальность и повсеместность – для забора тепла годится практически любая среда, что делает подобные аппараты применимыми практически в любом месте планеты. Специфика их работы позволяет обойтись даже без электричества – можно применять дизельные или бензиновые генераторы. Кроме того такие аппараты могут работать как на нагревание, так и на охлаждение.
- Экологичность – устройство использует энергию окружающей среды, не сжигает никакие токсичные вещества и не загрязняет окружающую среду вредными для здоровья токсичными выбросами.
- Безопасность – поскольку здесь не используется топливо, нет опасности взрыва или пожара. Не приходится опасаться и отравления угарным газом или продуктами сгорания топлива – подобные установки практически безвредны.
- Подобная система может быть изготовлена своими руками. Все узлы и подключения можно сделать в домашних условиях, самостоятельно смонтировать и запустить своими руками.
Как изготовить своими руками самодельный тепловой насос
Как мы смогли убедиться использование теплового насоса чрезвычайно выгодно – высокий коэффициент полезного действия, экономичность, экологичность, безопасность. С ним могут работать радиаторы отопления, а также система водяного пола с подогревом.
Однако не всегда есть желание или возможность тратить большое количество денег на дорогостоящее оборудование. В таком случае все узлы и подключения можно сделать своими руками – самостоятельно изготовленный агрегат будет служить для нагрева батарей или водяного пола не хуже, чем сделанный на заводе.
Практически весь процесс можно разделить на следующие этапы:
- Необходим грамотный термодинамический расчёт – он должен учитывать особенности участка, здания, наличие пола с подогревом и радиаторов, их количество и мощность, тип теплоносителя, а также другие факторы, которые влияют на эффективность и экономичность работы установки.
- Приобретаем компрессор – для наших целей годится компрессор от кондиционера. Его можно разместить где-нибудь на стене дома.
- Конденсатор вполне можем сделать своими руками. Берём подходящую ёмкость, разрезаем на две половинки, помещаем внутрь змеевик из медной трубки в металлическом или пластиковом корпусе. Свариваем половинки бака и делаем резьбовые патрубки для подключения.
- Всю необходимую пайку и закачку фреона должен делать специалист – в процессе выполнения этих работ можно получить травму.
- Выполняем все необходимые подключения к внутреннему контуру, по которому с помощью теплоносителя обогреваются радиаторы и система водяного пола.
- Монтируем во внешней среде магистраль для забора тепла и выполняем все подключения.
- В качестве теплоносителя используем, как правило, обыкновенную воду.
После изготовления и монтажа необходима тщательная проверка оборудования. После того, как все испытания прошли успешно, можем запускать его в эксплуатацию.
Заключение
Отопление с помощью теплового насоса сегодня не очень известно в наших краях, однако мировая практика показывает, что подобные установки очень перспективны. Ввиду своей эффективности, экономичности и экологичности они всё становятся всё популярней среди владельцев частных домов. Кроме того, для работы используется энергия внешней среды, что чрезвычайно выгодно и удобно.
Как показывает опыт, установка подобного рода на участке площадью 400 м2 полностью окупает себя на протяжении нескольких лет. Использование горючего топлива постепенно уходит в прошлое и человечество всё уверенней начинает пользоваться неиссякаемыми ресурсами окружающей среды.
Источник
groteskstroy.ru
