Тепловой насос из кондиционера своими руками без большой переделки

Обновлено: 04.07.2024

В принципе, работа теплового насоса представляет собой совместное функционирование трех замкнутых контуров, которые взаимодействуют между собой:

Для того чтобы такая система работала необходимы такие основные элементы:

Испаритель –в котором под воздействием тепловой энергии теплоносителя первого контура , через теплообменник, происходит нагревание и испарение жидкого хладагента (фреона);
Компрессор, который сжимает парообразный хладагент (при этом происходит выделение тепловой энергии);
Конденсатор, в котором теплый сжатый хладагент с помощью теплообменника отдает свою энергию теплоносителю третьего контура, а сам конденсируется (превращается в жидкость).
Терморегулирующий вентиль или клапан (ТРВ).

Все эти элементы соединены между собой герметичным трубопроводом второго контура. Испаритель, кроме того, должен иметь возможность подсоединения к первому контуру, а конденсатор – к системе отопления дома.

Рис. 1 Основные элементы теплового насоса

Плюсы и минусы самодельного оборудования

Тепловой насос представляет собой устройство, которое не производит тепло, а перемещает его с одного места в другое, повышая при этом температуру за счет компрессии. Этот процесс протекает по принципу цикла Карно, который заключается в движении рабочего тела (хладагента) по замкнутой системе. При смене его состояние с жидкого на газообразное и наоборот происходит выделение или поглощение большого количества энергии. Этот принцип используют в конструкциях холодильников, но механизм действия теплового насоса заключается в поглощении тепла снаружи и передаче его помещению.

Этапы цикла Карно:

жидкий фреон по трубке поступает в испаритель;
взаимодействуя с теплоносителем, которым выступают вода, воздух или грунт, хладагент испаряется, принимая газообразное состояние;
рабочее тело проходит через компрессор, сжимается под давлением, что способствует повышению его температуры
далее поступает в конденсатор, который выступает теплообменником;
отдает полученное тепло теплоносителю и вновь принимает форму жидкости;
в таком виде фреон поступает в расширительный клапан, где при низком давлении вновь движется к испарителю.

Устройство промышленного производства дорогое, срок окупаемости составляет в среднем 5-7 лет. Популярность теплового насоса из старого холодильника обусловлена минимальными материальными вложениями на изготовление агрегата и возможностью экономии энергозатрат при его работе.

Внимание! Для получения 3-4 кВт тепловой энергии расходуется в среднем 1 кВт электричества.

Дополнительно выделяют следующие плюсы использования самодельного оборудования:

отсутствие шума, посторонних запахов;
не требуется установка вспомогательных конструкций, дымохода;
работа оборудования не наносит вред окружающей среде, так как не предполагает выброс в атмосферу продуктов сгорания;
возможность установки системы в удобном месте;
многофункциональность. Зимой устройство используют как обогреватель, а летом в качестве кондиционера;
безопасность. Эксплуатация не предполагает использование топлива, а максимальная температура узлов агрегата не превышает 90 0С;
долговечность, надежность. Срок службы агрегата при использовании качественных комплектующих составляет 30 и более лет.

Основным минусом самодельных устройств является их малая производительность, поэтому их чаще используют как дополнительный вариант отопления отдельных комнат в доме. Собирать подобную систему рекомендуют в помещениях с хорошей теплоизоляцией и уровнем теплопотерь не более 100 Вт/м2.

Видео

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.

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.

Сборка простого насоса из кондиционера

Современные кондиционеры могут выполнять функцию ТН воздух—воздух. Но их производительность падает вместе с температурой наружного воздуха.

Доработав кондиционер, можно получить действительно работающую модель насоса. Для этого можно собрать самодельный ТН своими руками по рабочим вариантам чертежей из кондиционера, который отбирает энергию не у наружного воздуха, а от проточной воды. В этом случае от кондиционера используется только компрессор.

Стекая по теплообменнику вниз, рассол за счет тепла грунта повышает свою температуру на 3–4 °C и сообщает тепло фреону, который циркулирует во внутреннем контуре теплового насоса и, перемещаясь по каналам испарителя, закипает, переходит в газообразное состояние – пар, который, в свою очередь, попадает в компрессор, сжимается, что сопровождается повышением его температуры, и в таком виде (горячим и сжатым) поступает в теплообменник и охлаждается, отдав тепло воде. Последняя направляется в отопительную систему и используется для горячего водоснабжения.

Фреон, ставший после охлаждения жидким, стекает на дно конденсатора, а из него благодаря перепаду давлений через дроссель опять поступает в испаритель, где цикл возобновляется. Все сказанное иллюстрирует.

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.

Применение теплового насоса для охлаждения

Огромным достоинством тепловых насосов является то, что они способны не только отапливать дом, но и при необходимости охлаждать его. Наше короткое российское лето порою бывает очень жарким, и, когда ваше жилище буквально раскаляется, предложение превратить обогреватель в кондиционер будет очень кстати.

Техническое решение этого вопроса может быть интегрировано в тепловой насос изначально, на стадии изготовления, и практически у всех производителей имеются линейки насосов, умеющих кондиционировать помещение (режим Natural Cooling). Если ваш тепловой насос не обладает такими способностями, не все еще потеряно – работать на охлаждение может и обычный насос. Необходимое для этого дополнительное оборудование в виде гидравлической развязки будет смонтировано вне насоса. Оба варианта не требуют больших капиталовложений.

Нести генерируемый тепловым насосом холод непосредственно в помещение можно разными способами. Эта функция может быть возложена на холодные панели на стенах или потолке, охлаждающий теплый пол, радиаторы отопления с хорошим обдувом или же фанкойл – устройство, в чей корпус встроен обдуваемый вентилятором пластинчатый теплообменник.

Тепловые насосы для отопления дома: типовые разновидности

Самый удобный способ классификации тепловых насосов предполагает разделение подобных агрегатов по типу среды, в которой проложен первичный контур, питающий теплом испаритель.

И согласно этому способу классификации тепловые насосы делятся на следующие разновидности:

Геотермальные агрегаты (земля-вода).
Гидротермальные насосы (вода-вода).
Аэротермальные установки (воздух-вода).

Первичный контур геотермального насоса заглубляют в грунт до отметки 5-6 метров. Причем такой монтаж практикуют при обустройстве систем с горизонтальным теплообменником. А в случае монтажа вертикального первичного контура практикуется и 150-метровое заглубление, в особую скважину.

При этом минимальный объем работ характерен именно для вертикального размещения первичного контура. Поскольку при горизонтальном размещении необходимо распределить трубы теплообменника по слишком большой площади (50 квадратный метров на каждую 1000 Ватт энергетической отдачи теплового насоса).

Ну а в качестве теплоносителя геотермальный тепловой насос использует совершенно безвредный соляной раствор, незамерзающий даже при отрицательных температурах.

Первичный контур гидротермального насоса можно инсталлировать в естественный или искусственный водоем, обычный или сточный колодец, реку или рукотворный канал.

Причем испаритель и труба с теплоносителем погружаются в воду, как минимум, на 1,5-2 метра. Ведь поверхностные слои могут замерзнуть, повредив и функциональность, и целостность элементов теплового насоса.

Тепловой насос воздух-вода

Причем для обеспечения работоспособности насоса в зимнее время этот корпус очень часто объединяют с вытяжным каналом вентиляционной системы жилища.

Расчёт контура теплоснабжения

Первое, что нужно сделать, прежде чем установить теплонасос — рассчитать тепловой баланс дома. Это позволит определить теплоотдачу, необходимую для обеспечения требуемой комфортной температуры. При расчёте насоса следует учитывать следующие данные:

назначение здания;
его общая площадь;
количество этажей, площадь каждого из них;
высота потолка;
желаемая (требуемая) температура в помещении;
стены (материал, толщина слоя);
тип и общая площадь остекления;
наличие системы вентиляции и её характеристики;
спрос на горячую воду, количество точек;
нагреватели и их тип;
присутствие/отсутствие земли/воды поблизости;
наличие/отсутствие ограничений на электричество.

Можно быстро предварительно рассчитать энергетические потребности дома по формуле:

где V — объем жилья в м 3;

C — коэффициент строительства C = 0,75, если дом очень хорошо изолирован (RT2005) C от 0,9 до 1,3, когда дом плохо изолирован C = 1,6;

T — разница между требуемой температурой в доме и самой низкой температурой наружного воздуха в холодный период года для географической зоны места размещения строения.

Изготовление геотермальной установки

Изготовить геотермальную установку своими руками вполне возможно. При этом для обогрева жилища используется тепловая энергия земли. Конечно, это трудоемкий процесс, но и выгода при этом получается существенная.

Расчет контура и теплообменников насоса

Площадь контура для ТН составляется из расчета 30 м² на каждый киловатт. Для жилого помещения площадью 100 м² нужно около 8 киловатт/час энергии. Значит площадь контура будет составлять 240 м².

Теплообменник можно сделать из медной трубки. Температура на входе 60 градусов, на выходе 30 градусов, тепловая мощность 8 киловатт/час. Площадь теплового обмена должна быть 1,1 м². Медная трубка диаметром 10 миллиметров, коэффициент запаса 1,2.

Длина окружности в метрах: l = 10 × 3,14 / 1000 = 0,0314 м.

Количество медной трубки в метрах: L = 1,1 × 1,2 / 0,0314 = 42 м.

Необходимое оборудование и материалы

Во многом успех при изготовлении ТН зависит от степени подготовленности и знаний самого исполнителя, а также от наличия и качества всего необходимого для монтажа теплового насоса.

Перед началом работ нужно приобрести оборудование и материалы:

компрессор;
конденсатор;
контроллер;
полиэтиленовые фитинги, предназначенные для сборки коллекторов;
труба на земляной контур;
циркуляционные насосы;
водопроводный шланг или труба ПНД;
манометры, термометры;
трубка медная диаметром 10 миллиметров;
утеплитель для трубопроводов;
комплект уплотнений для герметизации.

Как собрать теплообменный блок

Перед сборкой конденсатора необходимо медную трубку намотать в виде спирали и поместить в металлическую бочку емкостью не менее 0,2 м³. Медная трубка заполняется фреоном, а бочка с водой подключается к системе отопления дома.

Обустройство грунтового контура

Для того чтобы подготовить необходимую площадь для грунтового контура, требуется выполнить большой объем земляных работ, которые желательно проводить механизированным способом.

Можно использовать 2 метода:

1. При первом способе необходимо снять верхний слой грунта на глубину ниже его промерзания. На дно получившегося котлована уложить змейкой свободную часть наружной трубы испарителя и произвести рекультивацию почвы.

2. Во втором способе нужно сначала прокопать траншею по всей планируемой площади. В нее укладывается труба.

Затем нужно проверить герметичность всех соединений и заполнить трубу водой. Если протечек нет, можно засыпать конструкцию землей.

Заправка и первый запуск

После окончания монтажа необходимо заполнить систему хладагентом. Данную работу лучше всего поручить специалисту, потому что для заправки внутреннего контура фреоном применяются специальные приборы. При заполнении нужно замерить давление и температуру на входе компрессора и на выходе.

После окончания заправки нужно включить оба циркуляционных насоса на самую низкую скорость, затем запустить компрессор и контролировать работу всей системы по термометрам. При прогреве магистрали возможно обмерзание, но после полного прогрева системы обмерзание должно растаять. Циркуляционный насос grundfos вы найдете ответ по ссылке.

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 0 o C. 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 приемлемым 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, однако 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 5-7 o C. Этого для работы теплового насоса более чем достаточно.

Вы будете, возможно, удивлены, но использовать можно и канализацию — там температуры выше, чем в колодцах. Трубопровод можно будет разместить в сточной яме или колодце, но при условии, что 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.

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.

Тепловой насос вода-вода из компрессора кондиционера

Этот тепловой насос из кондиционера несложно изготовить своими руками, но вам понадобиться помощь хорошего мастера по ремонту холодильной техники. Для изготовления вам нужно приобрести:

Рабочий компрессор от кондиционера. Это может быть новый, купленный в магазине, но вполне подойдет б/у, главное, чтобы он был рабочим и ресурс его еще не был выработан. Уточните, с каким хладагентом он работает: вам нужно будет заправлять систему.
Гибкая медная труба двух диаметров (сечение небольшое, типа тех, что используются в холодильниках) с толщиной стенки не менее 1 мм. Больший диаметр используем для изготовления змеевика конденсатора (12 метров), меньший — для змеевика испарителя (10 м).

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.

Первыми можно сделать змеевики. Сначала медные трубы вставляете в металлопластиковые, сверху на металлопластик надеваете термоизоляцию. На шаблон наматываете витки трубы. Стараетесь расстояние между ними делать одинаковым.
На каждый конец МП трубы устанавливается соединительный фитинг-тройник. Его надеваете на медную трубку. Получается, что из МП медь торчит. Устанавливаете фитинг — способ зависит от выбранного вами типа (о металлопластиковых трубах и фитингах читайте тут). Теперь нужно добиться герметичности: пространство между фитингом и медью заливаете высокотемпературным герметиком. Так обрабатываете все четыре края.

Уделите больше внимания виброизоляции и шумопоглощению: если устройство будет стоять в доме, они без дополнительных мер по их нейтрализации прилично действуют на нервы.

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.

Дальше подключаем внешний контур и отопительный.
1. К входу испарителя через тройник подключаем воду из внешнего источника.
2. К выходу металлопластиковой трубы через аналогичный тройник воду отводим.
3. Таким же образом подключаем отопительный контур к змеевику конденсатора.
Из опыта эксплуатации сделанного своими руками теплового насоса

Как показала практика использования, производительность представленного варианта невелика: 2,6-2,8 кВт. Говорить о высокой эффективности данного теплового насоса не приходится: на площади 60 м 2 при -5 o C на улице, сам он поддерживает +17 o C. Но система считалась и монтировалась под котел — радиаторы, при входящей температуры +45 o C, 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 теплового насоса из кондиционера в разы ниже готовых заводских вариантов, даже китайского производства. Но нюансов тут море: нужно позаботиться об источнике и количестве подаваемого тепла, правильно рассчитать длину теплообменников (змеевиков), установить автоматику, обеспечить гарантированное питание, и т.д. Но если вы в состоянии решит эти проблемы, то это, несомненно, выгодно. Позволим дать вам совет: в первый год очень желательно иметь резервное отопление, а испытания и пробный пуск, лучше проводить еще летом, чтобы было время на доработку агрегата до начала отопительного сезона.
  
  В нынешних реалиях цены на энергоносители стремительно растут и отапливать частный дом становится все накладнее. В некоторых районах даже нет возможности подключиться к газораспределительной магистрали. Отапливать дом, используя электричество, очень дорого.
  
  Поэтому жители частных домов все чаще присматриваться к геотермальному отоплению и тепловым насосам. Оборудование для таких систем отопления достаточно дорогостоящее, но с годами использования вложенные средства окупаются и появляется экономия. При желании можно сделать свой тепловой насос своими руками. Для таких систем сырьем служит энергия, которую имеет земля, воздух и вода.
  
  Виды тепловых насосов
  
  Чтобы четко понимать, что из себя представляет теплонасос, нужно знать, что является для него тепловым носителем на контурах его конструкции снаружи дома и внутри. Эти теплоносители и классифицируют данное устройство.
  
  Вода-воздух
  
  Энергию для своей работы устройство получает из следующих источников:
  - вода. Источником может быть водоем, централизованное водоснабжение или скважина и т.п;
  - грунт;
  - воздух.
  Внутри помещения энергия, полученная при помощи такого устройства, используется не только для отопления, но и в кондиционировании воздушного пространства, а так же нагрева воды. Сочетание различных функций и используемых элементов позволяют разбить теплонасосы на несколько видов, к которым можно отнести:
  - вода-вода;
  - воздух-вода;
  - грунт-вода.
  Наиболее эффективными для отопления считаются системы вода-вода. Такая эффективность связана с тем, что температура используемой воды, находящейся на большой глубине, постоянная и имеет достаточно высокие показатели. Для получения энергии с данного вида источника могут использовать:
  - скважины и колодцы, с помощью которых, качают грунтовые воды;
  - водоемы открытого типа, к которым относятся реки и озера;
  - сточные воды, которые использовались в промышленности для технологии.
  Теплонасос, который использует энергию, добываемую из водоема открытого типа, потребует наименьших затрат. В этом случае потребуется укомплектовать грузом трубы, имеющие теплоноситель, и опустить в воду. В случае с грунтовыми водами применяется конструкция более дорогостоящая, так как ее выполнение уже сложнее. Для сбрасывания воды необходимо построить колодец. Эта вода будет проходить через теплообменник.
  
  Воздух-вода или воздушный контур
  
  Теплонасос воздух-вода сочетает в себе плюсы и минусы. К плюсам можно отнести ненадобность в разрабатывании скважин большой глубины и работ, связанных с уборкой грунта. Минусом данных устройств является его малая мощность в холодный период времени года, что и сказывается на его наименьшей эффективности среди других моделях. Для применения этого устройства требуется смонтировать соответствующее оборудование на домовой крыше.
  
  К преимуществу данной конструкции можно отнести ее возможность повторного применения покидающего тепла из помещений, которые обогревает теплонасос в виде дыма, воды или воздуха. В зимний период времени потребуется применение альтернативного отопления, чтобы исключить недостаток тепла.
  
  Грунт-вода
  
  Тепловой насос данного типа является так же очень эффективным источником энергии для отопления. Это связано с тем, что тепло, которое получается из земли глубиной 5 метров имеет постоянные значения по температуре и на него не оказывают действия изменения погодных условий на поверхности земли. На внешнем контуре теплоносителем является специальный безопасный состав, называемый рассолом, который безопасный, с точки зрения экологии.
  
  Наружный контур, используемый для теплонасоса данного вида, может быть горизонтального или вертикального типа.
  
  Применяемые для этой системы трубы, должны быть пластиковыми. Горизонтальное исполнение требует большое площади земли. После компоновки труб под грунт, этот участок земли использовать под сельскохозяйственные нужды нельзя.
  
  Разрешается выращивать газон или растения одногодки. Для вертикального исполнения потребуется разработать несколько скважин, глубина которых составляет от 50 до 150 метров, так как на такой глубине грунт имеет устойчивую и высокую температуру. Такое устройство получило название – геотермальный насос. Чтобы передавать энергию с таких глубин применяют специальные зонды.
  
  Принцип работы теплового насоса
  
  Окружающая нас среда, при температуре более одного градуса, имеет определенное количество энергии. При помощи теплового насоса эту энергию можно использовать. Принцип его работы основывается на тепловой передаче от низко потенциального источника, обладающего тепловой энергией, к теплоносителю, температура которого намного выше.
  
  Реализуется это следующим образом:
  1. В размещенный в грунте трубопровод заходит теплоноситель. Происходит его нагрев на несколько градусов.
  2. После этого перешедший в испаритель теплоноситель передает на внутренний контур энергию, которая была собрана в испарителе.
  3. Во внешнем контуре располагается хладагент, который превращается в газ после нагрева в теплообменнике.
  4. Чтобы температура этого хладагента стала выше, он попадает в компрессор для сжатия под высоким давлением.
  5. Уже разогретый газ хладагента попадает в конденсатор, который в свою очередь отдает тепло теплоносителю отопительной системе помещения.
  6. После завершения цикла, хладагент, который утратил тепло, превращается в жидкое состояние и возвращается в изначальное положение.
  Холодильные установки работают по схожему принципу. В связи с этим, тепловые насосы можно применять для конденсирования воздуха в жаркое время года (сплит системы), как из холодильника.
  
  Как сделать тепловой насос своими руками?
  
  Не каждому по карману приобретение теплового насоса заводского изготовления, не говоря уже о квалифицированном его монтаже. Изготовить своими руками тепловой насос можно из деталей, которые уже имеются и прикупить недостающие, которые можно найти бывшего употребления в нормальном состоянии.
  
  При подготовке к строительству такой отопительной системы потребуется убедиться в исправности и надежности электрической сети. Электрический счетчик должен быть рассчитан на нагрузку 40 А. В противном случае его потребуется заменит на новый. При желании и возможности можно осуществить дополнительно утепление дома. Так же перед тем, как изготовить геотермальный тепловой насос своими руками, потребуется исследовать глубину, на которую может промерзать используемая почва. Наличие проекта упростит будущие работы и экономичность воплощения задуманного строительства.
  
  На первом этапе подготовки следует приобрести компрессор требуемой мощности, которая должна быть не менее 7 кВт. Получается можно изготовить тепловой насос из кондиционера, то есть из его комплектующих. Такое оборудование легко можно найти в сервисных мастерских. Наиболее часто компрессор монтируется на стену.
  
  Следующим важным элементом конструкции является конденсатор. Для его изготовления потребуется нержавеющий бак, объем которого составляет до 120 литров. Бак разрезается на пополам. Это необходимо для установки во внутрь бака змеевика. Змеевик можно сделать из медной трубки, взятой из старого холодильника или еще материалом может послужить сантехническая трубка из меди.
  
  Трубка должна быть не менее 1 мм по толщине, так как хрупкие трубки могут ломаться или трескаться при монтаже. Змеевик идеально наматывать на газовый баллон, соблюдая равномерность шага намотки. Для точности и прочности можно применить перфорированный уголок из алюминия, который используют в строительстве плиточники. После установки в бак змеевика можно выполнить сваривание двух его половинок, предварительно перед этим приварив требующиеся резьбовые соединения. Сделанный и готовый к работе конденсатор, так же как и компрессор, монтируют на стену.
  
  Для изготовления испарителя можно воспользоваться пластиковой емкостью, объем которой составляет 80 литров. Во внутрь испарителя так же, как и в бак, устанавливается змеевик, выполненный из ¾” медной трубки. Монтаж испарителя выполняется подобным образом.
  
  Окончательную обвязку оборудования, в которую входит спаивание трубок, закачивание фреона, лучше доверить специалисту, связанному с холодильным оборудованием. Следует помнить, что при некачественном монтаже последнего этапа зависит не только работоспособность оборудования, но и здоровье окружающих, которые могут получить бытовые травмы при аварии.
  
  После завершения работ по обвязке оборудования, его можно подключить к внутренней отопительной системе помещения. Выполнив выше перечисленные действия приступают к установки оборудования на внешнем контуре. Работы на этом этапе зависят от специфики и оборудования и вида насоса.
  
  Как сделать тепловой насос из кондиционера своими руками? (видео)
  
  Расчет мощности для геотермального теплового насоса
  
  На количество изъятой энергии могут влиять множество факторов и параметров, к которым можно отнести качество почвы, глубина, на которую закладываются трубы и т.д. Общим показателем, которым пользуются при расчете, является 20 Вт/м. Для разных типов почв он разный:
  - 10 — сухой песок;
  - 20 — сухая глина;
  - 25 — влажная глина;
  - 35 — глина, в которой чрезмерное содержание влаги.
  При расчетах учитывают, что при подаче и обратке циркулирующего теплоносителя, разница температуры составит 3 градуса. Прокладывать трубы стоит на расстояние, которое не должно быть меньше, чем 700-800 мм. Длина траншеи должна быть от 50 до 150 метров.
  
  Тепловой насос Френетта своими руками
  
  Для отопления помещений малого размера, к которым можно отнести гараж или баня, можно использовать тепловой насос Френетта. В моделях такого устройства нет цилиндра и вентилятора. Внутри устройства находится множество вращающихся дисков. Поступающее в радиатор масло играет роль теплоносителя. После охлаждения оно приходит обратно в систему.
  
  Для изготовления такого теплонасоса потребуются следующие элементы:
  - металлическая емкость;
  - диски из стали;
  - гайки;
  - стальной вал;
  - электрический двигатель;
  - радиатор;
  - трубы.
  В начале требуется насадить диски на стальной вал, на который нарезана резьба, чередуя их с гайками. Высота гаек должна быть 6 мм. Диски набираются до самого верха емкости. Потребуется прорезать два отверстия для циркуляции теплоносителя. Разогретое масло из радиатора попадает в емкость, спускаясь по дискам, оно отдает тепло и охлажденное попадает обратно в систему, после чего нагревается снова. Вращение стального вала обеспечивается электрическим двигателем. Для большей экономичности делают автоматическим включение и выключение электрического двигателя.
  
  Многим владельцам частных домов хотелось бы использовать тепловые насосы. Но их стоимость и трудность в собственноручном изготовлении не дает стать им широко применяемыми. Вырабатываемой мощности не всегда хватает для всех нужд.
  
  Хозяева загородных домов всегда трепетно относились к вопросу горячего водоснабжения и отопления.
  
  Установка газового, электрического или дизельного котла дает возможность отопить загородный дом и снабдить его горячей водой и теплом, но в настоящее время появились альтернативы привычному нам отоплению.
  
  Одна из таких альтернатив – тепловой насос. Это достаточно дорогое удовольствие, но его можно изготовить и своими руками. О том, как это сделать, и поговорим в этой статье.
  
  Принцип работы теплонасоса
  
  Особенность теплонасосов заключается в том, что они работают от природных источников энергии. Чтобы выделить тепловую энергию, насосу не нужно дизельного топлива, электроэнергии или твердого топлива.
  
  В качестве источника энергии используется вода, атмосфера и грунт. Насосы не выделяют тепла, а просто переносят его в строение. При этом используется небольшое количество электроэнергии.
  
  Для того чтобы обеспечить дом теплом, необходимо иметь всего лишь тепловой насос и источник тепла. Принцип работы системы напоминает работу обычного холодильника, только наоборот. В этом случае тепло забирается снаружи и переправляется в дом.
  
  Важный момент: главным элементом в альтернативной системе отопления является именно теплонасос, поэтому к его сооружению нужно подойти очень внимательно.
  - компрессора, который является промежуточным элементом системы;
  - испарителя. В нем происходит передача низкопотенциальной энергии;
  - дроссельного клапана, по которому хладагент (фреон) возвращается в испаритель;
  - конденсатора, где происходит охлаждение фреона и отдача тепловой энергии.
  Насос работает по определенному принципу. Это выглядит приблизительно так:
  
  Принцип работы теплонасоса. (Для увеличения нажмите)
  1. Низкопотенциальное тепло, которое выделяется от внешних источников энергии, по трубам передается в испаритель – в первый элемент в конструкции насоса. Тепло передается теплоносителями, которые способны выдерживать низкие температуры и не замерзать при этом.
  2. Здесь тепло передается к хладагенту, который циркулируется по замкнутому контуру системы. В качестве холодильного агента часто используется фреон.
  3. В компрессоре на фреон действует высокое давление, что значительно повышает его температуру.
  4. На следующем этапе хладагент поступает в конденсатор, где происходит передача тепла в контур отопительной системы. В результате тепло уходит в помещение, а фреон, охлаждаясь, возвращается в жидкое состояние.
  5. Через редукционный клапан фреон попадает обратно в испаритель, где процесс повторяется.
  Исходя из принципа работы насоса, электроэнергия тратится только на работу компрессора. В результате это и делает тепловой насос самым экономичным способом передачи тепла.
  
  Возможно, Вас заинтересует статья об особенностях тепловых насосов для отопления дома.
  
  Подробную классификацию теплонасосов Вы можете изучить в этой статье.
  
  Использование старого холодильника
  
  Устройство теплонасоса из холодильника
  
  Итак, чтобы собрать отопительную систему в загородном доме, необходимо иметь тепловой насос.
  
  Сегодня такие агрегаты стоят недешево, это объясняется высокими техническими характеристиками и кропотливой работой по их сборке. Но, при желании собрать теплонасос можно своими руками.
  
  Соорудить простой теплонасос можно из бытового холодильника. Особенность техники заключается в том, что в нем есть два основных компонента теплового насоса – конденсатор и компрессор. Это позволит значительно ускорить сборку теплонасоса своими руками.
  
  Итак, сборка насоса из старого холодильника осуществляется следующим образом:
  1. Сборка конденсатора. Элемент выполняется в виде змеевика. В холодильники он чаще всего устанавливается сзади. Эта всем известная решетка и является конденсатором, с помощью которого происходит отдача тепла хладагентом.
  2. Конденсатор устанавливается в емкость, которая обладает высокой прочностью и способна выдерживать высокие температуры. Чтобы в процессе монтажа не повредить змеевик, эксперты рекомендуют разрезать емкость и установить в нее конденсатор. После этого емкость сваривается.
  3. Далее на емкость крепится компрессор. Изготовить агрегат в домашних условиях практически невозможно. Поэтому лучше взять его со старого холодильника. При этом стоит обратить внимание на то, чтобы он был в исправном состоянии.
  4. В качестве испарителя можно использовать обычную пластиковую бочку.
  5. После того как все элементы системы будут готовы, они соединяются между собой. Для подключения агрегата к отопительной системе используют пластиковые трубы.
  Таким образом, можно соорудить тепловой насос из старого бытового холодильника. Если понадобится закачка фреона в систему, то для этого нужно вызвать мастера. Такую работу можно выполнить только с помощью специального оборудования.
  
  Возьмите на заметку: тепловые насосы из холодильника часто используют для обогрева небольших помещений и строений бытового назначения. Это может быть гараж или небольшой сарай.
  
  Также холодильник можно использовать в качестве источника тепла. То есть он будет играть роль радиатора отопительной системы. Нужно просто смонтировать два воздуховода, по которым в технику будет поступать, и отводиться воздух.
  
  Первый канал будет запускать в морозилку воздух, а второй выпускать. При этом происходят физические процессы, которые заставляют конденсатор нагреваться.
  
  Возможно, Вам будет также интересна статья о том, как сделать своими руками тепловой насос Френетта.
  
  О тепловых насосах Игоря Савостьянова Henk System Вы можете прочитать здесь.
  
  Применение кондиционера
  
  Схема теплонасоса из кондиционера
  
  Особенность кондиционера заключается в том, что по принципу работы он напоминает тепловой насос.
  
  Но, есть некоторые отличия. Прежде всего, стоит отметить температурный режим работы климатической техники. Сплит-системы не желательно использовать при низких температурах.
  
  Чтобы изготовить теплонасос из кондиционера, необходимо провести ряд модификаций и перепланировок:
  1. Первый способ сборки насоса заключается в переделки кондиционера. В этом случае наружный и внутренний блок меняются местами. Во внутреннем блоке находится испаритель, который нужен для передачи низкопотенциального тепла. Во внешнем же блоке установлен конденсатор, который передает тепловую энергию. В качестве теплоносителя системы отопления может использоваться как воздух, так и вода. Во втором случае конденсатор монтируется в специальный резервуар, где будет проводиться передача тепла.
  2. Второй способ заключается в установке в систему четырех ходового переключающего клапана. Выполнить такую работу смогут только профессионалы. Особенно это касается установки теплового зонда.
  3. Третий вариант заключается в полной разборке климатической техники. Детали используются для сборки теплонасоса по обычной схеме: испаритель – компрессор – конденсатор.
  К сборке теплового насоса на основе кондиционера стоит подойти очень внимательно и лучше привлечь профессионала. От правильности сборки будет зависеть продуктивность агрегата.
  
  Перед тем как приступать к сборке теплонасоса, стоит задуматься над утеплением дома. Если строение обладает низкими теплоизоляционными свойствами, то эффективность использования насоса и других источников тепла значительно снизиться.
  
  Такие насосы лучше использовать в низкотемпературных системах отопления. В данном случае оптимальным вариантом станет теплый пол. Учитывая все особенности сборки, вполне реально соорудить тепловой насос своими руками.
  
  Смотрите видео, в котором опытный пользователь подробно разъясняет схему использования теплового насоса, сделанного из кондиционера своими руками:
  
  Читайте также: