Тепловой насос своими руками для отопления дома: схемы вода-вода, воздух-воздух, тепловые насосы из кондиционера и холодильника
Сегодня мало кто сомневается в том, что тепловой насос для отопления дома – самое эффективное средство из всех существующих. Оно же — самое дорогое и сложное в исполнении. По этой причине многие домашние умельцы взялись за самостоятельное решение данной проблемы. Но ввиду ее высокой сложности достижение положительных результатов дается весьма непросто, нужно иметь энтузиазм, терпение и вдобавок хорошо изучить теорию. Наша статья для тех, кто делает первый шаг на пути внедрения у себя дома такого альтернативного источника энергии, как тепловой насос, сделанный своими руками.
Устройство и принцип работы
Для сборки действующей модели теплового насоса не обойтись без знания теории, а точнее, принципа действия этого устройства. Хотелось бы изначально отметить, что утверждения о КПД в 300, 500 и 1000% — это миф или просто маркетинговый ход, рассчитанный на незнание рядовым пользователем законов физики. Так вот, тепловой насос – это устройство, берущее тепловую энергию в одном месте и перемещающее ее в другое с определенным КПД, не превышающим 100%. В отличие от котельных установок, он самостоятельно тепло не производит.
Примером могут служить домашние холодильники и кондиционеры, чья конструкция основана на так называемом цикле Карно, его же использует принцип работы теплового насоса для отопления или ГВС. Суть этого цикла заключается в движении вещества (рабочего тела) по замкнутой системе и меняющего свое агрегатное состояние с жидкого на газообразное и наоборот. В момент перехода выделяется или поглощается огромное количество энергии.
Чтобы пояснить на более доступном языке, перечислим основные элементы, которые включает в себя устройство теплового насоса:
- компрессор;
- теплообменник, где рабочее тело переходит в газообразное состояние (испаритель);
- теплообменник, в котором рабочее тело конденсируется (конденсатор);
- расширительный (редукционный) клапан;
- средства управления и автоматики;
- магистрали из медных трубок.
В качестве рабочего тела выступает вещество, закипающее при низких температурах – фреон. Циркулируя по трубке в виде жидкости, первым делом он попадает в испаритель. После взаимодействия с теплоносителем от внешнего источника (воздух, вода, грунт) рабочее тело испаряется и продолжает свое движение в виде газа. На этом участке давление в системе — низкое. Всю цепочку цикла отражает принципиальная схема теплового насоса:
Пройдя компрессор, фреон под давлением движется ко второму теплообменнику, где ему предстоит сконденсироваться и передать полученное тепло воде, снова приняв жидкое состояние. Далее, рабочее тело попадает в расширительный клапан, давление снова падает и оно продолжает свой путь к испарению. Цикл завершен.
Заводские теплонасосы для жилого дома способны выдавать теплоноситель с температурой 55—60 ºС, этого достаточно для обогрева помещений радиаторами либо теплыми полами. При этом вся система отопления затрачивает электроэнергию на такие цели:
- питание компрессора;
- вращение роторов циркуляционных насосов наружного и внутреннего контура;
- питание средств автоматики и контроля.
Получается, что при потрeблении 1 кВт электричества действие теплового насоса может переместить в дом до 5 кВт тепловой энергии извне, отсюда и небылицы о КПД 500%.
Тепловой насос воздух-воздух
Теоретически любая среда, имеющая температуру выше абсолютного нуля (минус 273 ºС), обладает запасом тепловой энергии. А значит, ее можно извлечь, уж тем более это нетрудно сделать при температуре окружающего воздуха минус 10—30 ºС.
Для этой цели служит тепловой насос воздух-воздух, отнимающий тепло у наружной окружающей среды и перемещающий его внутрь частного дома. Это самый доступный способ по цене оборудования и стоимости монтажа, он же – наименее эффективный. Чем крепче мороз на улице, тем меньше тепла удается получить. Принцип действия системы показан на рисунке:
Наружный блок воздушного теплового насоса внешне похож на такой же агрегат сплит-системы, только внутри у него нет компрессора. Остается лишь пластинчатый теплообменник и вентилятор, чьей задачей является повысить интенсивность процесса путем нагнетания через пластины большого количества воздуха.
Тепловой насос вода-вода
Более эффективным вариантом считается тепловой насос вода-вода. Он извлекает тепловую энергию из ближайшего водоема, если таковой есть на расстоянии до 100 м от дома. Другой, более распространенный способ – отбор тепла у грунтовых вод через скважину. По сути, скважин нужно 2: одна для выкачивания воды, другая – для ее сброса. Ниже представлены схемы тепловых насосов, действующих по такому принципу:
Здесь есть свои нюансы. Вода из скважины должна проходить очистку перед попаданием теплообменник, а трубы надо прокладывать ниже глубины промерзания грунта. Другое дело – контур на дне водоема, он заполняется незамерзающей жидкостью (пропиленгликолем), что служит посредником между водой и хладагентом.
Важно. Способность обеспечить частный дом тепловой энергией в этом случае зависит от производительности скважины и объема воды в пруде. Также существуют варианты погружения внешнего контура в проточную воду реки или канализационный септик.
Также существуют геотермальные тепловые насосы, чей принцип работы не отличается от предыдущих типов аппаратов, только тепло извлекается из грунта на глубине, где температура всегда одинакова – плюс 7 ºС. Для этого в землю закапывается горизонтальный контур из труб, занимающий большую площадь, либо в скважины глубиной 25 м опускаются геотермальные зонды. В обоих случаях в качестве теплоносителя используется антифриз.
Считается, что работа теплового насоса, добывающего тепло из грунта, — самая стабильная и эффективная. Но покупка и монтаж подобного оборудования очень дороги, а домашние мастера-умельцы редко прибегают к реализации этого варианта.
Как собрать тепловой насос в домашних условиях?
Поскольку термодинамический расчет теплового насоса представляет для большинства домашних мастеров — самодельщиков немалую сложность, приводить его здесь мы не будем. Наша задача – представить несколько действующих моделей, чтобы любой энтузиаст мог взять какую-нибудь из них за основу для создания собственного детища.
Необходимо отметить, что тепловой насос, придуманный и собранный своими руками, для подавляющего большинства рядовых пользователей останется недостижимой мечтой, если не приложить к его изготовлению массу усилий и времени.
Простейший тепловой насос из старого холодильника был описан в статье журнала «Инженер» за 2006 г. Он позиционируется, как нагреватель воздух – воздух для небольшого помещения или теплицы. Кстати, какой бы ни был мощный бытовой холодильник, на обогрев даже небольшого дома его не хватит, а вот на 1 комнатку – вполне. Решение реализуется 2 способами, причем внутренняя автоматика отключения демонтируется и все агрегаты соединяются напрямую для непрерывной работы. В первом случае старый холодильник находится в помещении, конструкция насоса показана на схеме:
Снаружи к нему прокладывается 2 воздуховода и врезается в переднюю дверку. Воздух по верхнему каналу попадает в морозилку, охлаждается и опускается к нижнему воздуховоду из-за увеличения плотности. Затем он покидает корпус холодильника, вытесняемый верхним потоком. Помещение прогревается от теплообменника, расположенного на задней стенке агрегата. По второму способу сделать своими руками тепловой насос так же просто, надо лишь встроить холодильник в наружную стену, как изображено на схеме:
Самодельный обогреватель из холодильника может функционировать до наружной температуры минус 5 ºС, не ниже.
Тепловой насос из кондиционера
Современные сплит-системы, особенно инверторного типа, успешно выполняют функции того же теплового насоса воздух – воздух. Их проблема в том, что эффективность работы падает вместе с наружной температурой, не спасает даже так называемый зимний комплект.
Домашние умельцы подошли к вопросу иначе: собрали самодельный тепловой насос из кондиционера, отбирающий теплоту проточной воды из скважины. По сути, от кондиционера тут используется только компрессор, иногда – внутренний блок, играющий роль фанкойла.
По большому счету, компрессор можно приобрести отдельно. К нему потребуется сделать теплообменник для нагрева воды (конденсатор). Медная трубка с толщиной стенки 1—1.2 мм длиной 35 м наматывается для придания формы змеевика на трубу диаметром 350—400 мм или баллон. После чего витки фиксируются перфорированным уголком, а затем вся конструкция помещается в стальную емкость с патрубками для воды.
Компрессор из сплит-системы присоединяется к нижнему вводу в конденсатор, а к верхнему подключается регулирующий клапан. Таким же образом изготавливается испаритель, для него сгодится обычная пластиковая бочка. Кстати, вместо самодельных емкостных теплообменников можно использовать заводские пластинчатые, но это обойдется недешево.
Сама по себе сборка насоса не слишком сложна, но здесь важно уметь правильно и качественно пропаивать соединения медных трубок. Также для заправки системы фреоном потребуются услуги мастера, не станете же вы специально покупать дополнительное оборудование. Дальше – этап наладки и пуска теплового насоса, который далеко не всегда проходит удачно. Возможно, придется немало повозиться, чтобы добиться результата.
Заключение
Конечно, отопление дома тепловым насосом – мечта многих домовладельцев. К сожалению, стоимость установок слишком высокая, а справиться с собственноручным изготовлением могут единицы. И то зачастую мощности хватает лишь на ГВС, об отоплении речь не идет. Если бы все было так просто, то у нас в каждом доме стоял самодельный тепловой насос, а пока что он остается недоступным широкому кругу пользователей.
Из данной статьи вы узнаете о мойках высокого давления и какую выбрать для дома и автомобиля. Обзор ТОП-20 моделей рейтинг популярности и надежности и какая самая лучшая и недорогая с забором воды, а также отзывы покупателей....
02 12 2023 13:20:59
Как организовать электроотопление частного дома или квартиры. Рекомендации по выбору источника тепла и экономии электроэнергии на обогрев жилья....
01 12 2023 1:58:50
В данной статье, вы узнаете как правильно сделать опалубку для ленточного фундамента своими руками, узнаете каково его устройство, а так же когда можно ее снимать и какую доску, и какой толщины стоит использовать + мы предоставим вам видео по установке....
30 11 2023 16:36:32
Дорогие дамы и господа, мы рады приветствовать вас на нашем строительном сайте "Дачный Эксперт". Портал "Дачный эксперт" - это современная база знаний для начинающих и профессиональных строителей. На нашем сайте мы стремимся собрать всю самую полезную и актуальную информацию, которая может помочь людям в обустройстве и строительстве дачного участка. Специально для вас, мы подготовили множество статей, о том как сделать утепление кровли и выбрать кровельный материал. Наш портал ежедневно пополняется и вы всегда сможете здесь найти самую свежую информацию о строительстве дачных домов. ВАЖНО! На нашем сайте вы сможете найти не только полезные статьи, написанные специалистами в области строительства, но и множество подробных картинок и тематических видео, которые на примере покажут каждый шаг обустройства частного дома. Expert-dacha.pro - это молодой и стремительно развивающийся проект. Мы надеемся, что вы сможете помочь стать проекту еще лучше! Задавайте вопросы в комментариях, пишите нам в редакцию, оставляйте свои вопросы и пожелания! Ни один вопрос не останется без внимания! С уважением, администрация проекта....
29 11 2023 13:41:18
Плюсы и минусы пены для утепления стен дома: нанесение ппу и жидкой монтажной пены в баллонах своими руками или как правильно произвести теплоизоляцию стен изнутри и снаружи....
28 11 2023 7:10:26
В данной статье вы узнаете о плюсах и минусах Стоун Хаус сайдинга, узнаете о всех его разновидностях, о нюансах монтажа, а так же мы предоставим вам его подробные технические хаpaктеристики....
27 11 2023 6:33:14
Основные виды греющего кабеля для водопровода. Подробное описание устройства и области применения электрообогрева для труб. Правильный монтаж греющего кабеля. Советы по выбору и правильной установке кабеля....
26 11 2023 17:47:51
Для сжигания пеллет существуют определенные виды пеллетных горелок, которые по своей конструкции отличаются от традиционных газогорелочных устройств....
25 11 2023 12:36:21
Зачем нужна гидрострелка из полипропилена в системе отопления дома. Устройство разделителя, принцип действия и схема обвязки с котлом. Расчет диаметра корпуса....
24 11 2023 11:46:50
В данной статье вы узнаете каких размеров и какой вес у полуторного облицовочного кирпича, расскажем вам о основных производителях, а так же узнаете о его достоинствах и недостатках....
23 11 2023 6:37:23
В данной статье мы предоставим вам пошаговую инструкцию по строительству ленточного фундамента под дом своими руками, расскажем как правильно сделать все самому, из каких этапов состоит монтаж и какие основные ошибки допускаются....
22 11 2023 12:47:36
В данной статье вы сможете ознакомится с рейтингом ТОП-5 лучших парапетных газовых котлов для отопления, узнаете про технические хаpaктеристики, достоинства и недостатки, а так же мы расскажем вам о его принципах работы и предоставим отзывы....
21 11 2023 13:30:39
В этой статье мы поговорим о HPL панелях для фасадов, а именно о плюсах и минусах, технических хаpaктеристиках, технологии монтажа фасадной отделки и многом другом....
20 11 2023 0:25:59
Рекомендации для выбора твердотопливного котла для отопления частного дома: устройство, подробное описание работы, фото и мнение экспертов....
19 11 2023 9:43:36
Монтаж металлочерепицы: пошаговая инструкция по обустройству кровли из металлочерепицы своими руками. В этой статье мы расскажем о правильной укладке покрытия на крышу, как правильно рассчитать и постелить кровельное покрытие на обрешетку, расскажем о проверенной технологии монтажа стропил и доборных элементов....
18 11 2023 2:21:28
Описание того, по какому принципу действуют индукционные котлы с рассмотрением двух типов конструкций. Перечень достоинств и недостатков греющего электрооборудования с развенчанием некоторых мифов о нем....
17 11 2023 13:46:19
Из данной статьи вы узнаете о лучших мотоблоках и ознакомитесь с их техническими хаpaктеристиками. Обзор ТОП-15 моделей и какую лучше выбрать надежную и недорогую по отзывам владельцев....
16 11 2023 12:30:10
Сравнение приборов отопления секционного типа по таким параметрам, как теплоотдача радиаторов и максимальное рабочее давление. Расчет тепловой мощности батарей....
15 11 2023 10:31:27
Общие сведения о том, из чего состоит печь с водяным отоплением и ее использовании в частном доме. Обзор схем некоторых печей, чьи конструкции наиболее популярны, их главные достоинства и недостатки....
14 11 2023 16:11:59
Из данной статьи вы узнаете о твердотопливном котле с водяным контуром для дома и ознакомитесь с его техническими хаpaктеристиками, а также какой выбрать. Обзор ТОП-10 лучших устройств с описанием отличительных особенностей....
13 11 2023 5:14:11
Виды стабилизаторов напряжения для дома. Подробный обзор производителей стабилизаторов напряжения. Отличия, преимущества и недостатки, качество и надежность......
12 11 2023 1:40:32
Обзор газовых счетчиков Гранд 1,6, 4, 6. Особенности, технические хаpaктеристики, Преимущества и недостатки моделей Гранд. Счетчик газа Гранд для квартиры и дома...
11 11 2023 21:55:54
В данной статье вы узнаете, что из себя представляет двухконтурный немецкий газовый котел Viessmann (24 кВт), мы предоставим вам инструкцию по его эксплуатации, технические хаpaктеристики, а так же вы сможете ознакомиться с отзывами владельцев и диапазоном цен....
10 11 2023 22:38:21
В данной статье вы узнаете, что из себя представляет искусственный камень для фасада, каков его состав, как производится облицовка частного дома своими руками, узнаете какие есть варианты наружной отделки, а так же предоставим вам фото пластикового камня....
09 11 2023 17:22:52
Чем закрыть батареи отопления. Экраны для радиаторов отопления из мдф, металлические, деревянные, пластиковые. Основные виды экранов для радиаторов. Преимущества и недостатки экранов....
08 11 2023 17:43:30
Рекомендации, как подобрать и сделать мангал из кирпича своими руками. Подготовка материалов, заложение фундамента и пошаговая инструкция для кладки....
07 11 2023 15:54:43
Из данной статьи вы узнаете о лучших перфораторах Makita и как выбрать прибор, а также ознакомитесь с техническими хаpaктеристиками устройств. Обзор ТОП-14 больших аккумуляторных и сетевых моделей с пылecбирником и отзывы покупателей....
06 11 2023 11:40:46
Из данной статьи вы узнаете как выбрать снегоуборщик для частного дома и ознакомитесь с его техническими хаpaктеристиками. Обзор лучших моделей с описанием отличительных особенностей....
05 11 2023 15:29:21
Из данной статьи вы узнаете о лучших мотоблоках Агат и ознакомитесь с описанием устройств разных серий. Обзор ТОП-5 моделей и их особенности, достоинства и недостатки, а также отзывы владельцев....
04 11 2023 18:28:33
Дровяных печи для бани Ермак: конструктивные особенности, модельный ряд, возможные варианты комплектации. Выбор агрегата по мощности и объему парной....
03 11 2023 7:42:54
Как изготовить в домашних условиях водородный генератор для отопления. Принцип действия аппарата и целесообразность его использования для обогрева дома....
02 11 2023 3:47:33
Как устроен твердотопливный котел Дымок известного бренда ZOTA. Технические хаpaктеристики, комплектация агрегатов. Рекомендации по монтажу и подключению....
01 11 2023 0:54:40
В данной статье вы познакомитесь с газовыми котлами Protherm Ягуар 24 и 11 кВт, узнаете об устройстве данных двухконтурных домашних обогревателей, а также прочитаете инструкцию по настройке и актуальные отзывы владельцев....
31 10 2023 2:27:51
Что собой представляет тупиковая система отопления частного дома и как она работает. Виды таких систем, рекомендации по монтажу....
30 10 2023 8:31:22
В данной статье вы узнаете что представляет из себя парапет кровли, какова его минимальная высота и ширина по СНиП, а так же узнаете всё о устройстве узла примыкания парапета из оцинкованной стали к крыше из мягкой кровли и как производится демонтаж парапета....
29 10 2023 0:42:49
Насколько выгодно устанавливать счетчик на отопление в квартире. Как выбрать прибор для индивидуального учета тепловой энергии. Рекомендации по установке теплосчетчика....
28 10 2023 21:47:28
Чем хороша вытяжка на кухню с воздуховодом. Как выбрать трубы для вытяжки на кухню. Пластиковые трубы или алюминиевая гофра? Чем хороша вытяжка без воздуховода....
27 10 2023 23:59:15
Предназначение муфельных печей. Особенности конструкции, обзор выпускаемых моделей. Как собрать муфельную печь своими руками: этапы работ, материал для сборки печи...
26 10 2023 11:27:52
В этой статье вы узнаете все о пластиковом шифере и его видах: гибкое полимерное покрытие, шифер армированный стекловолокном, гладкий ПВХ пластик и другие. Достоинства и недостатки материала, монтаж и многое другое....
25 10 2023 11:10:12
Принцип действия и устройство парового котла, работающего на жидком или газообразном топливе. Описание конструкций жаротрубных и водотрубных теплообменников, особенности их работы....
24 10 2023 20:48:16
Однотрубная ленинградская система отопления: устройство, принцип работы, плюсы и минусы. Рекомендации по выполнению ее монтажа в одно – и двухэтажных частных домах....
23 10 2023 10:13:51
Обзор и виды котлов длительного горения на дровах с водяным контуром для отопления. Пиролизные котлы, цена, производители и модели. Преимущества и недостатки. Технические хаpaктеристики и отзывы покупателей....
22 10 2023 6:45:26
В этой статье мы поговорим о эластичной (резиновой) штукатурке для фасадов, ее достоинствах и недостатках, а также о технологии нанесения на osb и другие поверхности...
21 10 2023 6:37:37
Описание того, как работает одно- и двухконтурный электрический котел с насосом. Рекомендации по укрупненному расчету и подбору перекачивающего устройства с учетом протяженности трубопроводов отопления....
20 10 2023 7:15:30
Статья посвящена фасадным панелям фирмы Kmew, достоинствам и недостаткам, техническим хаpaктеристикам японских панелей для фасада и технологии укладки....
19 10 2023 13:56:43
В данной статье вы сможете ознакомится с рейтингом ТОП-5 лучших энергонезависимых газовых котлов для отопления, узнаете про технические хаpaктеристики, достоинства и недостатки, а так же мы расскажем вам о его принципах работы и предоставим отзывы....
18 10 2023 0:53:19
В данной статье вы узнаете, что из себя представляют газовые котлы Юнкерс, мы предоставим вам инструкцию по эксплуатации одноконтурной и двухконтурной модели, а так же расскажем о основных неисправностях и предоставим отзывы владельцев....
17 10 2023 23:44:27
Зачем производится балансировка системы отопления в частном доме. Способы настройки, рекомендации по проведению работ....
16 10 2023 8:51:39
В данной статье вы узнаете, как правильно производится вязка арматуры под ленточный фундамент, а так же как связать стеклопластиковый и композитный каркас + схема монтажа углов....
15 10 2023 22:34:34
Рекомендации, как правильно пользоваться бойлером и проточным водонагревателем. Советы по выполнению монтажа, запуска и экономии электроэнергии....
14 10 2023 18:47:37
Еще:
Оборудование -1 :: Оборудование -2 :: Оборудование -3 :: Оборудование -4 :: Оборудование -5 ::
Счетчик газа: как правильно выбрать и какой подойдет
Газовые котлы АОГВ-6,9;-9,3;-12,5: инструкция, автоматика, неисправности
Разбираем газовые котлы АОГВ-11.6-3: инструкция по применению
Выбираем чудо печь на солярке: отзывы, цены
ТОП-10 лучших газовых двухконтурных котлов: рейтинг 2019г самых надежных для частных домов и отзывы владельцев
Газовые котлы АОГВ Жуковский: Комфорт, Универсал, Эконом Плюс