Самодельные тепловые насосы. Тепловой насос самодельный
Самодельные тепловые насосы
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.
openstroi.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
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
