Как сделать тепловой насос своими руками

Как выполнить тепловой насос собственными руками из старого холодильника: чертежи, инструкция и рекомендации по сборке

В последние несколько десятков лет у хозяев домов возник очень большой выбор систем обогрева. Уже необязательно подключаться к центральным сетям и применить классические источники. Можно подобрать оборудование, которое работает на альтернативной энергии, но его основной минус – большая цена. Согласны?

Тем не менее, если соорудить тепловой насос собственными руками из старого холодильника, систему можно значительно удешевить. А мы вам расскажем как это осуществить.

В публикации мы выбрали самые обычные решения и снабдили их детальными чертежами и схемами. Благодаря этому для домашнего мастера разобраться в них не будет трудно. Более того, здесь вы сможите найти пошаговую инструкцию по изготовлению оборудования для отопления. А установленные видеоролики расскажут о особенностях конструкции теплового насоса и особенностях его подсоединения.

Насколько хорошо применение теплового насоса?

В теории у каждого человека есть огромный выбор источников энергии. Кроме сетевого газа, электричества, угля, это так же и ветер, солнце, температурная разница земли и воздуха, земли и воды.

В практических условиях выбор ограниченный, т.к. все упирается в цену оборудования и его обслуживания, а еще стабильность работы и сроки окупаемости установок.

Любой из источников энергии имеет как положительные качества, так и большие недостатки, ограничивающие его применение.

Установка системы отопления с теплонасосом – это выгодно с точки зрения удобства эксплуатации. В ходе работы оборудования нет шума, сторонних ароматов, не необходима установка дымоотводов или других добавочных конструкций. Система энергозависима, однако для работы теплового насоса необходимо немного электричества.

Сами тепловые установки чрезвычайно экономны и не просят особенных расходов на работы по обслуживанию, однако их первоначальная стоимость довольно высока.

Вовсе не каждый владелец дома или дачи может себе позволить покупку подобного дорогого оборудования. Если собрать его своими силами и применить детали от старого холодильника, можно значительно сэкономить.

Самодельные установки обходятся буквально в копейки, а их приминение дает возможность заметно экономить.

Но есть один невидимый момент: продуктивность самоделок не большая, и они не могут быть настоящей заменой обычным отопительным системам. Благодаря этому их почасту применяют как добавочные или другие варианты теплоснабжения.

5 главных выгод для хозяев установок

К положительным качествам систем отопления с тепловыми насосами относят такие:

1. Финансовая результативность. При затратах 1 кВт электроэнергии можно получить 3-4 кВт тепловой. Это средние показатели, т.к. показатель изменения тепла зависит от типа оборудования и характеристик конструкции.
2. Безопасность в экологическом плане. Во время работы тепловой установки в среду которая нас окружает не проникают газообразные, жидкие и твердые вещества или остальные опасные вещества. Оборудование озонобезопасно. Его использование дает возможность приобрести тепло без малейшего ущерба для экологии.
3. Многофункциональность использования. Во время установки систем обогрева, работающих от классических источников энергии, домовладелец проникает в зависимость от монополистов. Фотоэлектрические панели и ветряные генераторы не всегда выгодны. Зато тепловые насосы можно ставить где угодно. Основное – правильно подобрать вид системы.
4. Универсальность. В холодный период года установки обогревают дом, а летом в жару могут работать в режиме кондиционеров. Оборудование используют в системах ГВС, подсоединяют к контурам полов с подогревом.
5. Эксплуатационная безопасность. Теплонасосам не потребуется горючее, при их работе не выделяются опасные вещества, а максимальная температура узлов оборудования не будет больше 90 градусов. Эти системы отопления не опаснее холодильников.

Хороших приборов не существует. Тепловые насосы надежны, долговечные и не опасны, но их цена зависит от мощности.

Оборудование хорошего качества для настоящего обогревания и горячего водообеспечения дома 80 м.кв. обойдется приблизительно в 8000-10000 евро. Самоделки маломощны, их можно применять для отапливания отдельных комнат или нежилых помещений.

Насосы тепловые как правило прослужат 30 лет и более. Особенно рентабельно их использование для ГВС, а еще в комбинированных системах отопления, включающих полы с подогревом. Оборудование надежно и нечасто ломается. Если оно рукодельное, то главное выбрать качественный нагнетатель воздуха, прекраснее всего – от холодильника или кондиционера проверенной марки.

Типы теплонасосов для отапливания дома

Отличают компрессионные и поглощательные насосы тепловые. Установки первого типа самые популярные, и конкретно такой тепловой насос можно собрать из холодильника или старого кондиционера, применив готовый нагнетатель воздуха.

Также понадобятся расширитель, атомайзер, конденсатор. Для работы поглощательных установок нужен абсорбент-хладон.

По виду теплового источника установки бывают воздушными, геотермальными, а еще использующими вторичное тепло (к примеру, канализационных вод и т.п.). Во входном и выходном контурах применяют один или два различных носителя тепла, и исходя от этого выделяют данные типы оборудования:

Система может быть эффектной только в случае если потребляет меньше энергии, чем отдает. Данную разницу называют показателем изменения. Он зависит от большого количества самых разных факторов, но наиболее значимый – температура носителя тепла входного и выходного контуров. Чем выше разница, тем лучше не прекращает работу система.

Надежных формул расчета продуктивности теплонасосов нет, т.к. их работа зависит от большого количества самых разных факторов.

При самостоятельной сборке тепловой установки нельзя ждать, что она будет настолько же эффектной, как оборудование товарного производства, но ее абсолютно хватит для создания экономной добавочной отопительные системы.

Подробная инструкция по изготовлению оборудования

Перед тем как разобраться со способами, как можно создать тепловой насос из холодильника, необходимо сформироваться с тепловым источником и схемой работы прибора. Кроме нагнетателя воздуха холодильника понадобятся иные узлы. Также понадобится докупать или взять в аренду некоторые инструменты.

Если даже понадобится приобретать нагнетатель воздуха и иные узлы, рукодельная установка обойдется намного дешевле, чем готовое оборудование промышленного изготовления.

Этап 1. Подготовка схемы и чертежа

Энергетический источник обязан быть размещён под землёй. Для установки теплонасоса придется пробурить скважину или хотя бы вырыть канаву на глубину, где температура грунта не бывает меньше 5 градусов. Также можно применять пруды естественного или искусственного происхождения.

независимо от теплового источника конструкции теплонасосов похожи, благодаря этому подойдёт практически каждая схема, которую можно отыскать в сети. После ее выбора необходимо приготовить детальные чертежи, где будут указаны верные размеры, расстояния и места подключения узлов установки.

Хотя расчеты мощности установки затруднены, можно ориентироваться на средние показатели. Так, для дома с очень высокими показателями теплоэффективности необходима система обогрева мощностью 25 Вт/м.кв. Это самый хороший вариант, если потери тепла минимальны. Для отлично теплоизолированного дома данный показатель составляет 45 Вт/м.кв., а для строения с относительно большими потерями тепла – 70 Вт/м.кв.

Этап 2. Выбор обязательных деталей

Нагнетатель воздуха можно снять со старого холодильника. Если он неисправен, удобнее купить новый. Не стоит ремонтировать: это невыгодно, а трудоспособность самоделки будет под вопросом.

Для сборки конструкции также понадобится расширительный клапан. Лучше всего, чтобы все комплектующие были от одной системы и очень легко совмещались.

Для установки теплонасоса потребуются 30-сантиметровые L-образные держатели. Также придется докупить отдельные элементы:

• высококачественную непроницаемую емкость из нержавейки объемом 120 л;
• большой выполненный из пластика бачок объемом 90 л;
• 3 трубы из меди разных диаметров;
• полимерные (прекраснее всего металлопластиковые) трубы.

Для сборки системы понадобится обычный инструментальный набор, а для нарезания и соединения деталей из металла – углошлифовальная машинка и электросварочный аппарат.

Этап 3. Монтаж узлов системы

Нагнетатель воздуха ставят на стену при помощи спайдерных крепежей, после этого приступают к изготовлению конденсатора. Для этого железный бачок разрезают угловой шлифмашиной надвое. В одну часть устанавливают медный полотенцесушитель, после этого емкость сваривают и готовят в ней резьбовые отверстия.

Для производства теплообменного аппарата на 120-литровый стальной бачок наматывают длинную трубу из меди, крепя концы витков планками. К выводам подключают сантехнические переходы.

На выполненный из пластика бачок тоже прикрепляют полотенцесушитель и применяют в качестве атомайзера. Он не перегревается, благодаря этому необязательно брать железную емкость. Готовый атомайзер прикрепляют к поверхности стены при помощи спайдерных крепежей.

Когда важные узлы подготовлены, выбирают подходящий расширительный клапан, собирают конструкцию и закачивают в систему фреон марки R-22 или R-422. Если нет соответствующих способностей, есть смысл пригласить профессионала, т.к. операция небезопасна.

Этап 4. Подключение к заборному устройству

Вид заборного устройства и специфики подсоединения к нему теплонасоса зависят от схемы:

• «Вода-земля». Коллектор устанавливают пониже уровня обмерзания почвы. Трубы системы должны размещаться на той же глубине.
• «Вода-воздух». Системы данного типа устанавливать относительно просто, т.к. не нужны работы связанные с землей. Для установки коллектора подойдёт комфортное место около дома или на крыше.
• «Вода-вода». Конструкцию коллектора монтируют из полипропиленовых труб, а потом опускают по центру пруда.

Может быть установка комбинированной (бивалентной) системы отопления. В данном случае теплонасос подсоединяют параллельно с электрокотлом. Он создает роль добавочного теплоснабжения.

Установка бивалентной системы отопления дает возможность добиться комфортной температуры в доме даже при крепких морозах, а ее потребление энергии будет очень маленьким.

Выводы и нужное видео по теме

У нас тепловые насосы пока еще не сильно популярны, но уже можно отыскать мастеров, способных поделиться опытом самостоятельного изготовления таких систем. Рекомендуем подборку полезных материалов.

Конструкция теплового насоса, специфики сборки системы:

Специфики подсоединения, эксплуатации самодельного теплового насоса:

Видеоотзыв о работе самодельной системы отопления из кондиционера:

Схемы обогревания с теплонасосами не всегда выгодны и удобные, благодаря этому в первую очередь взвесьте преимущества, и недостатки теплоснабжения данного типа.

Если заключите , что система такого типа подойдёт вашему дому, не нужно спешить расходовать очень большие суммы на готовую установку и соберите конструкцию своими силами. Это не очень тяжело, просит намного меньших вложений денег, а эффект может превысить все ожидания.

Как выполнить тепловой насос собственными руками

Экология познания. Усадьба: В последние несколько десятков лет у хозяев домов возник очень большой выбор систем обогрева. Уже необязательно подключаться к центральным сетям и применить классические источники. Можно подобрать оборудование, которое работает на альтернативной энергии, но его основной минус – большая цена. Тем не менее, если выполнить тепловой насос собственными руками из старого холодильника, систему можно значительно удешевить.

Сегодня мало кто думает в том, что тепловой насос для отапливания дома – самое прекрасное средство из всех имеющихся. Оно же — очень дорогостоящее и не простое в применении. Из-за этой причины многие домашние мастера взялись за самостоятельное решение этой проблемы.

Но ввиду ее большой сложности достижение хороших результатов предоставляется очень сложно, следует иметь порыв, упорство и плюс ко всему внимательно изучить теорию. Наша публикация для тех, кто выполняет шаг первый на пути внедрения в своем доме подобного экологически чистого источника энергии, как тепловой насос, изготовленный собственными руками.

Устройство и рабочий принцип теплового насоса

Для сборки работающей модели теплового насоса вряд ли можно обойтись без знания теории, а точнее, принципа действия данного устройства. Хочется изначально подчеркнуть, что утверждения о КПД в 300, 500 и 1000% — это миф или же просто рекламный ход, рассчитан на незнание рядовым клиентом законов физики. Так вот, тепловой насос – данное устройство, берущее энергию тепла в одном месте и перемещающее ее в иное с конкретным КПД, не превышающим 100%. В отличии от котельных, он своими силами тепло не создает.

Примером служат бытовые холодильники и кондиционеры, чья конструкция основывается на так называемом цикле Карно, его же применяет рабочий принцип теплового насоса для отапливания или ГВС. Смысл данного цикла заключается в движении вещества (рабочего тела) по замкнутой системе и меняющего собственное агрегатное состояние с жидкого на газообразное и наоборот. В момент перехода выделяется или поглощается большое количество энергии.

Чтобы объяснить на более доступном языке, укажем важные элементы, которые в себя включает устройство теплового насоса:

• нагнетатель воздуха;
• теплообменный аппарат, где рабочее тело переходит в газообразное состояние (атомайзер);
• теплообменный аппарат, 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 низкой температуре – фреон. Циркулируя по трубке в виде жидкости, в первую очередь он проникает в атомайзер. После взаимного действия с тепловым носителем от внешнего источника (воздух, вода, грунт) рабочее тело выветривается и продолжает собственное движение в виде газа. На этом месте системное давление — невысокое. Всю цепочку цикла отображает важная схема теплового насоса:

Пройдя нагнетатель воздуха, фреон под давлением двигается к другому теплообменному аппарату, где ему предстоит сконденсироваться и передать полученное тепло воде, опять приняв состояние жидкости. Дальше, рабочее тело проникает в терморегулирующий клапан, давление опять падает и оно продолжает собственный путь к испарению. Цикл закончен.

Фабричные насосы тепловые для дома для жилья способны выдавать тепловой носитель с температурой 55—60 ?С, этого хватит для обогрева помещений отопительными приборами либо полами с подогревом. При этом вся система обогрева затрачивает электрическую энергию на подобные цели:

• питание нагнетателя воздуха;
• вращение роторов циркулярных насосов наружного и внутреннего контура;
• питание средств автоматики и контроля.

Выходит, что при потреблении 1 кВт электричества действие теплового насоса может переставить в дом до 5 кВт энергии тепла снаружи, отсюда и небылицы о КПД 500%.

Тепловой насос воздух-воздух

В теории каждая среда, имеющая температуру больше полного нуля (минус 273 ?С), обладает запасом энергии тепла. А это означает, ее можно извлечь, уж Особенно это легко выполнить при температуре окружающего воздуха минус 10—30 ?С.

Для данной цели служит тепловой насос воздух-воздух, отнимающий тепло у наружной внешней среды и перемещающий его вовнутрь приватного дома. Это один из самых доступных способ по стоимости оборудования и стоимости процесса установки, он же – наименее хороший. Чем крепче холод на улице, тем меньше тепла получается получить. Рабочий принцип системы показан на рисунке:

Внешний блок воздушного теплового насоса снаружи схож на подобной же аппарат сплит-системы, только в середине у него нет нагнетателя воздуха. Остается только пластинчатый теплообменный аппарат и вентилятор, чьей задачей считается увеличить интенсивность процесса путем нагнетания через пластины немалого количества воздуха.

Тепловой насос вода-вода

Более успешным вариантом считается тепловой насос вода-вода. Он извлекает энергию тепла из близлежащего пруда, если такой есть на расстоянии до 100 м от дома. Другой, более популярный способ – отбор тепла у вод которые находятся в грунте через скважину. По существу, скважин необходимо 2: одна для выкачивания воды, иная – для ее сброса. Ниже показаны схемы тепловых насосов, действующих по подобному правилу:

Тут имеются собственные маленькие детали. Вода из скважины должна проходить чистку перед тем как попасть теплообменный аппарат, а трубы нужно укладывать ниже глубины грунтового промерзания. Иное дело – контур на дне пруда, он заполняется незамерзающей жидкостью (пропиленгликолем), что служит посредником между водой и хладагентом.

Способность обеспечить приватный дом тепловой энергетикой в данном случае зависит от продуктивности скважины и объема воды в водоеме. Также есть варианты погружения внешнего контура в водопроводную воду реки или канализационный колодец-отстойник.

Также есть геотермальные тепловые насосы, чей рабочий принцип не выделяется от предыдущих типов аппаратов, только тепло достается из грунта на глубине, где температура всегда одинакова – плюс 7 ?С. Для этого в землю закапывается горизонтальный контур из труб, занимающий приличную площадь, либо в скважины глубиной 25 м опускаются геотермальные зонды. И в том и другом случае в виде теплоносителя применяется антифриз.

Считается, что работа теплового насоса, добывающего тепло из грунта, — самая устойчивая и продуктивная. Но покупка и монтаж аналогичного оборудования слишком дорогие, а бытовые мастера-умельцы нечасто прибегают к реализации такого варианта.

Как собрать тепловой насос дома?

Потому как термодинамический расчет теплового насоса представляет для многих домашних умельцев — самодельщиков немалую сложность, приводить его тут мы не станем. Наша задача – представить несколько действующих моделей, чтобы любой энтузиаст мог взять какую-то из них за основу для создания своего детища.

Следует сказать, что тепловой насос, придуманый и собранный собственными руками, для подавляющего множества рядовых клиентов остается недостижимой мечтой, если не приложить к его изготовлению множество усилий и времени.

Самый простой тепловой насос из старого холодильника описали в публикации журнала «Инженер» за 2006 г. Он обозначается, как нагреватель воздух – воздух для маленького помещения или теплицы. К слову, какой бы ни был мощный бытовой холодильник, на обогрев даже маленького дома его не хватит, а вот на 1 комнату – вполне. Решение реализовывается 2 способами, причем внутренняя автоматика выключения убирается и все агрегаты соединяются прямо для постоянной работы. В первом варианте устаревший холодильник находится в помещении, конструкция насоса показана на схеме:

С наружной стороны к нему ложится 2 воздушного канала и врезается в переднюю дверку. Воздух по верхнему каналу проникает в морозильную камеру, охлаждается и опускается к нижнему воздушному каналу из-за увеличения плотности. Потом он покидает корпус холодильника, вытесняемый верхним потоком. Помещение нагревается от теплообменного аппарата, находящегося на задней стенке агрегата. По второму способу выполнить собственными руками тепловой насос также просто, нужно лишь встроить холодильник в стену снаружи, как нарисовано на схеме:

Рукодельный обогревательный прибор из холодильника может работать до наружной температуры минус 5 ?С, не ниже.

Тепловой насос из кондиционера

Современные сплит-системы, особенно инверторного типа, удачно исполняют функции того же теплового насоса воздух – воздух. Их проблема в том, что рабочую эффективность падает одновременно с наружной температурой, не спасает даже говоря иначе набор для зимы.

Домашние мастера подошли к вопросам иначе: собрали рукодельный тепловой насос из кондиционера, отбирающий теплоту проточной воды из скважины. По существу, от кондиционера здесь применяется только нагнетатель воздуха, порой – блок расположенный внутри, играющий роль вентиляторный конвектор.

По большому счёту, нагнетатель воздуха можно выбрать отдельно. К нему понадобится выполнить теплообменный аппарат чтобы нагреть воду (конденсатор). Медная трубка с толщиной стены 1—1.2 мм длиной 35 м накручивается чтобы придать формы змеевика на трубу у которой диаметр 350—400 мм или баллон. После этого витки закрепляются перфорированным уголком, а потом вся система помещается в стальную емкость с патрубками для воды.

Нагнетатель воздуха из сплит-системы прикрепляется к нижнему вводу в конденсатор, а к верхнему подсоединяется клапан регулировки. Точно также делается атомайзер, для него подойдет обыкновенная бочка из пластика. К слову, заместь самодельных емкостных теплообменных аппаратов можно применять фабричные пластинчатые, однако это обойдется дорого.

Сама по себе сборка насоса не очень сложная, однако тут главное уметь правильно и качественно пропаивать соединения медных трубок. Также для заправки системы фреоном понадобятся услуги мастера, не станете же вы намерено приобретать оборудование дополнительного характера. Дальше – этап наладки и пуска теплового насоса, который совсем не всегда проходит хорошо. Возможно, нужно будет долго повозиться, чтобы достигнуть результата.

Заключение

Разумеется, домашнее отопление тепловым насосом – мечта большинства владельцев дома. К несчастью, стоимость установок очень уж большая, а справиться с собственноручным изготовлением могут единицы. И то очень часто мощности хватает лишь на ГВС, о теплоснабжении речь не идет. Если бы все было так просто, то у нас в любом доме стоял рукодельный тепловой насос, а пока что он остается недоступным широкому кругу клиентов.

Тепловой насос собственными руками

Прекрасной заменой водяному отоплению дома за городом, тем более если отсутствует возможность подвести газ, может явиться тепловой насос. Действие подобного насоса основано на применении новых научных разработок в области применения разных экологически чистых источников энергии. Нужное тепло выходит извлечением из земли, воздуха и воды.

У нас в РФ тепловые насосы пока новинка, но в остальных развитых государствах они выпускаются и прекрасно используются уже больше тридцати лет. У нас на рынке невысокий интерес вполне объясним 2-мя главными причинами:

• незнание населением принципов действия и параметров тепловых насосов из-за почти что полного отсутствия сведений об этом в средствах массовой информации и печати;
• большой ценой тепловых насосов.

Прежде чем сделать тепловой насос собственными руками, нужно остановиться на 2-ух моментах: что это за аппарат и каковы рабочие принципы подобного насоса.

Тепловой насос — это машина, которая поглощая из внешней среды (земля, воздух, вода) низко возможную энергию тепла может передавать её в системы теплового обеспечения в виде воздуха который нагрелся или воды. Рабочим телом для передачи тепла считается фреон.

Почти что, тепловой насос — это холодильник с обратным воздействием, заместь холода формируется тепло. Электрическая энергия тратится исключительно для перемещения фреона по внутреннему контуру насоса, благодаря этому расходы на неё относительно невелики.

Вся система не прекращает работу при отоплении как котёл, а при охлаждении как климатический прибор.

Рабочий принцип

1. Фреон, имеющий невысокую температуру кипения, при прохождении через атомайзер переходит из собственного жидкого состояния в газообразное. Этот процесс происходит при температуре примерно минус пяти градусов и невысоком давлении в системе.
2. Из атомайзера фреон в газообразном состоянии поступает в нагнетатель воздуха, в котором происходит его сжатие до создания больших показателей давления и температуры.
3. Потом горячий газ проходит во второй теплообменный аппарат, конденсатор, в котором выполняется процесс теплопередачи между тепловым носителем из обратки теплоснабжения и горячим газом.

Изготовление

Тепловой насос может быть сделан из имеющихся в обиходе деталей или путем приобретения дешёвых б/у запчастей. Порядок изготовления установки следующий:

1. Приобретаем готовый нагнетатель воздуха в специальных магазинах или применяем нагнетатель воздуха от привычного кондиционера. Прикрепляем его к поверхности стены, где будет находиться наша установка. Прочность крепления обеспечивается 2-мя спайдерными крепежами L-300.
2. Делаем конденсатор. Для этого из нержавейки бачок у которой объем примерно сто литров разрезаем надвое. Устанавливаем в бачок полотенцесушитель из тонкой медной трубки с толщиной стены не меньше 1 мм. Для змеевика можно выбрать сантехническую трубку или применить медную трубку от старого холодильника. Полотенцесушитель делаем так:

1. на кислородный или баллон с газом накручивается медная трубка, главное выдерживать маленькое расстояние между виточками, которое обязано быть одинаковым;
2. для фиксирования положения витков трубки берём два перфорированных металлических уголка и закрепляем их к змеевику так, чтобы каждый виток нашей трубки был размещён напротив отверстия в уголке. Уголки обеспечивают аналогичный шаг размещения витков и дадут геометрическую неизменяемость всей конструкции змеевика.

После готовности главной части нашей системы, нужно сделать её подсоединение к устройствам распределения и забора тепла.

Сборка установки забора тепла зависит от типа насоса и теплового источника.

В следующем материале детально рассказано про специфики тепловых насосов:

Детальнее про устройство самодельного насоса в следующем ниже видео:

Самодельный тепловой насос. ТН проще некуда. Тепло земли!

Самодельный тепловой насос вода-вода из оконного кондиционера.