Геотермальный тепловой насос для отопления своими руками
Тепловой насос – это устройство для переноса тепла от источника к потребителю. Тепловой насос нагревает воду в системе отопления или горячего водоснабжения благодаря сжатию компрессором газа фреона, изначально подогретого от источника тепла (воды или воздуха).
Владельцы собственных домов имеют возможность выбирать разные варианты установок для отопления. В зависимости от региона проживания подбирается наиболее оптимальная. С развитием отопительных агрегатов стало необязательно подключать жилье к централизованным источникам тепловой энергии.
Сегодня можно купить или создать оборудование, которое работает с возобновляемыми источниками энергии. Каждый заинтересованный человек может сделать геотермальный тепловой насос для отопления своими руками, затратив минимум средств.
Подобная установка изготавливается из обычного холодильника. Чтобы понять какие детали нужно использовать, необходимо следовать подробной инструкции, представленной в этой статье.
Как работает тепловое отопление
Чтобы холодной зимой в комнатах дома можно было комфортно находится с минимумом одежды, можно использовать, в качестве источника энергии, геотермальный насос для отопления. Подобная установка отличается выгодными характеристиками при использовании. Запроектированное и введенное в эксплуатацию тепловое отопление своими руками не станете источником шума, неприятного запаха. Для его функционирования не требуется создание дымоотводящих каналов и прочих конструкций.
Подобная система хотя и зависит от источника электроэнергии, но отличается малым его потреблением. Покупные тепловые установки для отопления отличаются высокой ценой. Из-за этого не каждый может их купить для дачи или дома. Самостоятельное их создание потребует деталей из холодильника, что положительно скажется на экономии средств.
Единственный недостаток таких агрегатов – сравнительно невысокая эффективность прогрева помещений, в сравнении с привычными отопительными системами. По этой причине их используют в качестве дополнительных или альтернативных установок.
Принцип работы
Принцип работы теплового отопления основан на теплообменном цикле, в котором теплоносителем выступает газ фреон.
Важно! Фреон кипит при минусовой температуре.
1 Цикл начинается с испарителя. Фреон здесь находится в жидкой фазе. Получая тепло от воды (отопление вода-вода) или от воздуха (отопление воздух-воздух-воздух) фреон нагревается, кипит и испаряется.
2 Газ поступает в компрессор. Компрессор должен поднять давление газа до определенного значения, чтобы фреон “сконденсировался” в жидкость при более высокой температуре.
3 Насыщенный фреон поступает в конденсатор, где отдает всю свою энергию в виде тепла в контур водяного отопления отапливаемого помещения.
4 Фреона движется в дросселирующее устройство(дроссельный клапан). Давление газа падает. Начинается новый цикл.
Что нужно чтобы сделать тепловой насос своими руками
Существует единая классификация тепловых насосов в зависимости от того откуда забирается и куда отдается тепловая энергия:
Агрегат «вода-вода». Теплота забирается из близлежащего водоема или скважины. После этого потенциально выработанная энергия переходит к жидкому теплоносителю (вода теплого пола). Отличительной особенностью такого насоса выступает теплообменник, который изготавливается из труб, монтируется в воде. Чтобы сделать подобный тепловой насос своими руками необходимо использовать дополнительный насос, обеспечивающий циркуляцию жидкости через испаритель.- Установка «воздух-воздух». Принцип работы схож с обычным кондиционером, только в этом случае теплота забирается из воздуха окружающей среды и направляется внутрь помещения. По сравнению со сплит-системой, такой геотермальный насос для отопления дома имеет увеличенный наружный испаритель.
- Оборудования типа «воздух-вода». В качестве циркулирующей нагретой жидкости выступает вода или антифриз.
- Геотермальный ТН. Тепловая энергия забирается с грунта.
Приведем пример сооружения первых двух вариантов теплового насоса.
Делаем тепловой насос вода-вода своими руками
Рассмотрим создание отопительного агрегата на примере обычного холодильника. Основной частью всей будущей системы выступает компрессор. Дополнительно придется использовать другие инструменты.
Самодельная тепловая установка обойдется гораздо дешевле покупной даже если нужно будет купить компрессор. Самоделка может подключаться к теплому полу или водным низкотемпературным батареям.
Работы проводятся в несколько шагов:
Шаг 1. Создание схемы.
Тщательно прорабатывается направление прокладки трубопровода к источнику воды (колодец, скважина, септик, природный водоем).
Источник тепла не влияет на основную конструктивную схему оборудования. Из этого следует, что тепловой насос вода вода своими руками по любому будет работать. Для его создания подойдет простая инструкция.
После этого подготавливаются детальные чертежи. На них указываются основные расстояния, размеры узлов и точки подсоединения коммуникаций. Из короба холодильника достается компрессор. Он предназначен для перемещения фреона по трубкам.
Рассчитать требуемую мощность отопительной установки довольно трудно, поэтому рекомендуется пользоваться усредненными значениями. Если дом обладает высокими теплотехническими показателями, система отопления должна иметь мощность 25 Вт/кв.м. Такой агрегат подходит, если потери тепла мизерные. Сооружение, которое не утеплено и теряет много энергии, необходимо добиться показателя 70 Вт/кв.м.
Шаг 2. Поиск подходящих деталей.
Дополнением к компрессору выступает терморегулятор. Идеально, если оба элемента сняты с одного холодильника. Это позволит им работать вместе эффективно. Назначение собранного узла – транспортировать хладагент по трубкам от источника тепла. Лучше обзавестись не шумным компрессором.
Чтобы собрать тепловой насос своими руками понадобиться: бак пластиковый на 90 литров; металлическая герметичная емкость на 120 литров; металлопластиковые трубы и 3 медных (разного сечения).
Совмещение всех узлов требует стандартных инструментов. Соединение металлических элементов проводится сваркой, резка – болгаркой.
Шаг 3. Установка основных узлов.
Сначала монтируется компрессор. Его прикрепляют к стене при помощи кронштейнов. Дальше начинают делать конденсатор. Металлическая емкость разрезается на две части и внутри его крепиться змеевик из медных труб. После этого конструкцию сваривают, в нужных местах делают отверстия с резьбой.
Теплообменник изготовляется из металлического бака, объемом 120 литров, поверх которого наматывается медная труба. Ее концы надежно закрепляются для возможности соединения с другими трубчатыми элементами.
Пластиковый бак служит испарителем. На него навешивают змеевик. Он не нагревается до высокой температуры, поэтому можно не использовать металлическую емкость. Готовый элемент теплового насоса монтируется на стене.
Теперь главные узлы готовы, можно приступать к закачке фреона (лучше использовать R-22, пока не вступило в силу новое соглашение регламентирующее использовать только фреон R-422). Данная процедура опасна, поэтому можно воспользоваться услугами специалиста, если не уверены в своих силах.
Шаг 4. Подключение к источнику тепла.
В данном случае изготавливается коллектор и помещается в воду. Подходящим материалом выступают полимерные трубы.
Самостоятельно созданная установка будет забирать тепло из водоема (колодца, скважины) и отдавать системе теплого пола.
Насосы отопления воздух воздух
Подобные отопительные установки отличаются меньшей эффективностью чем предыдущий вариант.
Чтобы тепловой насос воздух воздух своими руками поддерживал оптимальную температуру в помещениях, можно использовать обычную сплит систему, только модернизированную. Для увеличения мощность создается система, подобная той, которая применялась для варианта «вода-вода». Только теперь забор тепла происходит из воздуха. Воздушный коллектор монтируется на стене дома или на крыше.
Теплый воздух получается благодаря обдуву теплообменника вентилятором кондиционера.
Видео: делаем тепловой насос своими руками
Созданное тепловое отопление своими руками позволяет экономить значительные средства, поскольку из 1 кВт вырабатывается 3-4 кВт. Хотя это непростое занятие, которое может потребовать много свободного времени. В случае проблем с работоспособностью устройства, можно воспользоваться помощью мастера по холодильным установкам.