Тепловые насосы своими руками

Постоянно растущая стоимость энергоносителей заставляет владельцев частных домов искать новые способы экономии на отоплении. Другой причиной является то, что энергоисточники обычно расположены вне зоны доступа, а подключиться к ним физически невозможно. Вашему вниманию предлагается статья о том, как создаются тепловые насосы своими руками

Тепловые насосы своими руками

Тепловые насосы своими руками

Подобная технология появилась в стране относительно недавно, но популярность геотермального отопления (то есть, использования энергии земли) ввиду своей энергоэффективности растет достаточно быстро.

Особенности конструкции

Геотермальная отопительная система

Геотермальная отопительная система

Геотермальная отопительная система состоит из нескольких элементов:

  • заборного узла;
  • теплового насоса;
  • распределительного узла.

    Геотермальная отопительная система

    Геотермальная отопительная система

Сам насос по принципу работы напоминает холодильник, вот только тепловая энергия передается не в окружающее пространство, а в отопительную магистраль. Это происходит так:

  • антифриз подается в коллектор, получает определенную порцию тепла и передает ее тепловому насосу;
  • в испарителе хладагент поглощает это тепло, закипает и образует пар;
  • в компрессоре пар сжимается и, следовательно, повышает температуру/давление;
  • посредством конденсатора тепловая энергия поступает в домашнюю отопительную магистраль;
  • цикл повторяется.

Важно! Как видим, тепловой насос не генерирует энергию, а лишь накапливает ее. Для получения 1 кВт он «тратит» в среднем 220 Вт. Довольно неплохой результат.

Тепловой насос

Тепловой насос

Видео – Насосы тепловые

Интересный факт

Тепловой насос способен не только обогревать, но и охлаждать помещение. Охлаждение осуществляется одним из двух способов.

Работа геотермальной системы летом и зимой

Работа геотермальной системы летом и зимой

Способ 1. Ввиду того что летом в недрах земли температура ниже, чем в здании, дом можно охлаждать естественным путем или, проще говоря, напрямую.

Способ 2. Второй способ есть не что иное, как кондиционирование. Реверсивный тепловой насос позволяет регулировать движение хладагента. Тепло в доме передается этому хладагенту и выводится наружу.

Целесообразность и окупаемость

Сразу отметим, что покупка геотермального оборудования – удовольствие не из дешевых. Стоимость может колебаться в ту или иную сторону в зависимости от мощности, источника энергии или производителя, но, к примеру, тепловой насос средней мощности польского производства стоит порядка 337 000 рублей (без стоимости монтажа). Есть и более дорогие модели. При этом расчеты показывают, что эта сумма окупится максимум за 2 года, а если сделать устройство своими руками, то даже быстрее.

Технология изготовления теплового насоса

Схема насоса

Схема насоса

Обустройство геотермального отопления – процедура сложная, но за несколько недель ее можно выполнить. Для этого потребуется купить специальное оборудование и инструменты, но затраты на них все равно будут меньшими, чем 300 тысяч.

Этап 1. Выбор источника энергии

Об особенностях различных источников энергии речь пойдет в конце статьи. Главное, что нужно уяснить – все они должны находиться под землей. Потребуется бурение скважины или рытье траншеи на глубину, где перманентная температура в зимнее время не опускается ниже +5ᵒС. Есть и другие варианты (водоемы, к примеру), но принцип работы у каждого из них один.

Этап 2. Проведение расчетов

Требуемая мощность будет зависеть лишь от качества термоизоляции дома:

  • для некачественно утепленного дома потребуется минимум 70 Вт/м²;
  • для домов, отделанных современным утеплителем – 45 Вт/м²;
  • для домов, которые утеплены с применением специальных технологий – всего 25 Вт/м².

При необходимости улучшается термоизоляция.

Этап 3. Необходимое оборудование

Все, что потребуется при создании теплового насоса, продается в специализированных магазинах. Сюда можно отнести:

  • компрессор;
  • терморегулирующий клапан;
  • конденсатор;
  • испаритель.

Важно! Нежелательно использовать комплектующие от разных систем.

Помимо того, потребуется дополнительное оборудование, такое как:

  • L-образные кронштейны;
  • герметичный бак из «нержавейки»;
  • болгарка;
  • алюминиевые рейки;
  • медные трубы разных диаметров, 3 шт.;
  • пластиковый бак на 90 л;
  • металлопластиковые трубы.

Этап 4. Монтаж оборудования

Шаг 1. Компрессор должен быть бесшумным. Оптимальный вариант – использование компрессора от импортного кондиционера. Посредством L-образных кронштейнов длиной в 30 см он устанавливается на стене.

Шаг 2. Конденсатором послужит герметичный бак из «нержавейки» объемом минимум в 120 л. Бак разрезают на две части и помещают в него медный змеевик, в котором будет циркулировать антифриз. После этого резервуар сваривается обратно и в нем проделывается необходимое количество технических отверстий (обязательно резьбовых).

Конденсатор

Конденсатор

Шаг 3. В роли теплообменника выступает большая медная труба. Она наматывается на бак, а концы витков фиксируются рейками. Для вывода этих концов используются сантехнические переходы.

Теплообменник

Теплообменник

Шаг 4. Испаритель не будет подвергаться воздействию высоких температур, поэтому его можно сделать из обычной пластиковой бочки емкостью в 90-100 л. Испаритель также оборудуется медным змеевиком и крепится к стене L-образными кронштейнами. Для слива и подводки используются простые металлопластиковые трубы.

Шаг 5. После сборки покупается терморегулирующий клапан. Делать это раньше нежелательно, т. к. клапан должен быть совместимым с конструкцией.

Шаг 6. Для сварки готовых комплектующих и закачки фреона необходимо пригласить специалиста, ведь делать это самостоятельно минимум небезопасно. Кроме того, свежий опытный взгляд на самодельный насос может быть полезным.

Важно! Создавать такое оборудование без соответствующих навыков и знаний в области физики – дело рискованное. Если есть хоть малейшие сомнения в своей компетенции, то лучше отказаться от затеи. Поверхностного знакомства с конструкцией теплового насоса вряд ли хватит для собственноручного изготовления устройства.

Насос в сборе

Насос в сборе

Этап 5. Сборка

После сборки остается подсоединить систему к заборному устройству. Особенности этой процедуры напрямую зависят от выбранной схемы геотермального отопления.

1. Схема «вода-земля»

Схема «вода-земля»

Схема «вода-земля»

Такая схема может быть горизонтальной и вертикальной.

При вертикальном расположении коллектор представляет собой систему труб. Он помещается ниже уровня промерзания грунта – обычно это 1,5-2 м, но конкретная цифра зависит от климатических особенностей региона. Снимается верхний слой почвы, устанавливаются трубы, производится обратная засыпка.

Насосы горизонтального типа устанавливают в траншеях, при этом трубы размещают опять же ниже глубины промерзания.

2. Схема «вода-воздух»

 Схема «вода-воздух»

Схема «вода-воздух»

Как можно судить из названия, насос получает тепло непосредственно из воздуха, поэтому земляные работы в данном случае не требуются. Необходимо лишь выбрать место для монтажа коллектора – на крыше здания или где-нибудь неподалеку – и подключить к отопительной магистрали.

3. Схема «вода-вода»

Схема «вода-вода»

Схема «вода-вода»

При сборке коллектора используются ПНД-трубы, а саму процедуру монтажа проводят на суше. Затем коллектор наполняется жидкостью и помещается в ближайший водоем, при этом трубы должны размещаться в максимальной близости от центра.

Подключение

Подключение

4. Бивалентное отопление

Бивалентное отопление

Бивалентное отопление

Такой способ отопления позволяет существенно сэкономить на монтажных работах. Суть подобной схемы в следующем: мощность насоса определяется минимальным возможным температурным показателем, но подобный минимум стоит на улице недолго, следовательно, большую часть времени система использует свой потенциал лишь частично.

В таких случаях устанавливают тепловой насос меньшей мощности, чем того требуют климатические условия, но параллельно с ним подключают небольшой электрокотел. Выходит, что при сильных морозах можно дополнительно «подтапливать» дом. По карману это особо не ударит, зато позволит сэкономить на строительстве насоса.

Правила монтажа

  1. Испаритель с компрессором должны быть с запасом мощности минимум в 20%, в противном случае насос может не справиться с отоплением.
  2. К выбору фреона следует отнестись со всей серьезностью. Оптимальный вариант – фреон марки R-22, но есть прогнозы, что уже через несколько лет он исчезнет с производства. Поэтому лучше отдать предпочтение марке R-422.

    Фреон

    Фреон

  3. Все соединения должны быть герметичными, а магистрали, по которым будет циркулировать фреон, чистыми. Более того, при заправке внутри системы нужно создать вакуум, что едва ли возможно без специального оборудования.

Важно! Обрезку труб нужно проводить исключительно вальцовкой, ведь если в систему попадет даже мелкая стружка, то компрессор придет в непригодность через одну-две недели.

Иностранный опыт в геотермальном отоплении

Во многих развитых странах геотермальные тепловые насосы распространяются с рекордной скоростью – каждый год устанавливаются десятки и сотни тысяч приборов. Наибольшей популярностью такое отопление пользуется в Западной Европе, Китае и, конечно же, Америке.

В чем же причина невиданной популярности? Как ни странно, главная причина кроется отнюдь не в оригинальности технологии отопления как таковой, а в мощной поддержке государства – каждому человеку, установившему тепловой насос, возмещается определенная часть затрат.

Тепловые насосы

Тепловые насосы

Не так давно интерес к геотермальному отоплению появился и у жителей стран СНГ. Но информацию об оборудовании, равно как и о самой технологии в целом, изготовители доносят до потенциального клиента несколько искаженно. Возможно, потому, что ориентируются лишь на продажу новинки. Справедливости ради стоит заметить, что рост популярности, о котором говорилось в начале статьи, не настолько интенсивен, невзирая даже на тщательно продуманные ходы маркетологов.

Словом, тепловые насосы – действительно полезная вещь, пусть и малоизвестная. Несмотря на достаточно высокую стоимость (даже при собственноручном изготовлении), оборудование окупит себя максимум за два года.

Видео – Изготовление теплового насоса

 
  • Лестница на второй этаж своими руками

    Сооружение лестницы в доме – процесс непростой, но выполнимый. Основная сложность заключается в расчетах угла наклона и параметров пролета, ведь от этого зависит не только удобство эксплуатации, но и долговечность конструкции. Прочная и красивая лест…

     Нет комментариев
  • Дешевый забор своими руками

    На сегодняшний день человек, который решил самостоятельно строить дом, должен быть готов к значительным затратам. Больше всего денег чаще всего расходуется на фундамент и закладку стен, однако в большинстве случаев приходится ощутимо потратиться и на…

     2 комментария
  • Выращивание роз из черенков из букета

    Вырастить розы на участке можно несколькими и способами, и одним из них является укоренение черенков из букета. Какими бы прекрасными ни были подаренные цветы, в вазе они все равно вскоре завянут, так почему бы не воссоздать эту красоту в своем саду?…

     4 комментария
  • Верстак в гараж своими руками

    Гараж — это многофункциональное помещение. В нем можно ставить и ремонтировать авто, конструировать и изготавливать своими руками различные вещи и механизмы.

    Что такое верстак
    Если человек любит проводить время в гараже, занимаясь ремонтными …

     4 комментария
  • Люк для погреба своими руками

    Практически каждый хозяин собственного дома обустраивает в своем жилище погреб — место, где можно хранить консервацию, продукты с огорода, сезонные вещи. В правильно обустроенном погребе за счет близости к земле всегда сохраняется низкая температура …

     Нет комментариев
  • Кладка печей своими руками схемы

    Во времена, когда стационарная твердотопливная печь была единственным существующим средством отопления дома, профессия печника пользовалась большой популярностью и уважением. На сегодняшний день для обустройства индивидуального обогрева можно использ…

     Нет комментариев
 
Комментарии посетителей
  1. Иван

    Утверждение об окупаемости тепловых насосов за два года достаточно спорное. Тем более, что учитывать надо не только цены тепловой энергии, но и затраты на утепление дома, увеличение количества отопительных приборов, эксплуатационные затраты. Малая их популярность связана в большой степени с низкой ценой на природный газ. С другой стороны, тепловые насосы применяются у нас достаточно широко в форме кондиционеров при работе на обогрев.

Мы ответили на Ваш вопрос?

240х41

240х41

 
 
 

2

Cсылка на сообщество vk.com

Cсылка на сообщество в однокласниках