06.05.2020

Тепловой насос своими руками рабочие варианты – Тепловой насос для отопления дома своими руками – рабочие варианты

Тепловой насос своими руками рабочие варианты схемы на перелив

На просторах интернета в целом, и в YouTube в частности можно найти описание различных видов самодельных тепловых насосов. Не может не радовать, что несмотря на наличие промышленных высокоэффективных образцов, интерес людей к самостоятельной сборке тепловых насосов не угасает.

Возможно причина тому, наследие со времен Советского Союза воспитанное такими журналами как «Mоделист-конструктор», «Юный техник» и др. Возможно также высокие цены на тепловые насосы, отсутствие государственных субсидий и компенсаций затрат на внедрение экологичных энергосберегающих решений которые применяются для развития альтернативного отопления в Европе. Также, возможно причина к стремлению сделать тепловой насос своими руками,- это неточные подсчеты. Часто, когда человек увлеченно занимается сборкой теплового насоса, и несет небольшие расходы в больших количествах, он забывает отследить себестоимость сборки и подключения теплового насоса в целом под ключ. Реальность заключается в том, что при промышленной сборке в том виде, который задумывается воплотить в самоделке, себестоимость будет всегда дешевле, если не использовать бесплатные комплектующие, которые шли в мусорное ведро, но им дали вторую жизнь. Какова бы ни была мотивация человека (любознательность или материальная мотивация), собирающего тепловой насос своими руками в любом случае это хороший опыт, который влечет за собой развитие темы тепловых насосов в России в целом.

Одним из наиболее распространенных способов использование низкопотенциального тепла в самостоятельно изготовленных тепловых насосах. Это различные схемы на «перелив воды». Вода берется из скважины или водоемов или другого источника низкопотенциального тепла, и скачивается или переливается в другую емкость, при этом, с помощью установленного по пути ее движения теплообменника, в котором кипит фреон, отбирается тепло с низкой температурой, для его последующего преобразования в высокотемпературный нагрев (при помощи обратного холодильника т.е. теплового насоса). В этой схеме есть как свои плюсы так и минусы. Плюсом может служить то, что при наличии хорошего водоносного слоя и дебита скважины нет необходимости делать длинный геотермальный контур теплосборника, а можно обойтись лишь двумя скважинами, одну из которых в любом случае нужно делать для водоснабжения дома. Вторым плюсом схем на перелив является то, что при наличии хорошего дебита воды в скважинах мощность теплового насоса, установленного по этой схеме фактически не ограничена. Вода перемешивается в водоносном слое под землей и вступает в теплообмен с фактически неограниченным объемом грунта и воды. Там где нужно было бы перекопать многие кубометры грунта размещая горизонтальные теплосборники или пробурить также километровые вертикальные геотермальные зонды, там достаточно всего лишь 2-х труб для забора из слива воды соответственно. В целом на этом основные преимущества данной схемой заканчивается.

  • Главным недостатком является надежность, которая прежде всего зависит от качества и физических свойств воды как теплоносителя. Если в схеме используются пластинчатые теплообменники, то они будут нуждаться в обязательном техническом обслуживании. На пластинах могут осаждаться загрязнения: известковый налет что будет блокировать теплосъем, увеличивать температурное сопротивление, уменьшать эффективность всего теплового насоса в целом и привести к его поломке. Кожухотрубные испарители или самодельные теплообменники конструкции типа «труба в трубе» более неприхотливые к загрязнениям и могут выдержать даже небольшое обмораживание. При сравнимый эффективности и мощности обходятся существенно дороже пластинчатых теплообменников.
  • 2-й недостаток данной системы, это большие энергозатраты на перекачку воды. Безусловно вода является одной из самой теплоемкой жидкостью на Земле. Однако теплообмен с водой при низких температурах ограничен фазовым переходом воды в твердое состояние. А также аномалией воды (когда в твердом состоянии вода занимает больший объем, чем при жидком состоянии), что сопровождается разрывом труб и повреждением теплообменной аппаратуры. Для решения этих проблем нужно устанавливать дополнительные датчики протока, а также специальную защитную автоматику. Один куб/час прокаченной воды, остуженной на 1°С позволяет извлечь порядка 1,16кВт*час тепла.
  • 3-е,- это меньшая экологичность по сравнению с другими альтернативными источниками низкопотенциальной энергии, это прежде всего в сравнении с ДХ-геотермальным контуром или гликолевым контуром с промежуточным теплоносителем в различных вариантах. Это связано с возможным загрязнением воды при соприкосновении с воздухом в открытых системах, после чего вода сливается под землю не фильтруясь через многометровый слой песка и грунта. Конечно можно сделать надежное оборудование исключающие все возможные загрязнения водоносного слоя. Однако есть риски все же остаются.

Самодельный тепловой насос показанный на видео берёт низкопотенциальное тепло подземных вод при помощи самодельного теплообменника «труба в трубе» длиной порядка 20 м. Тепловая мощность является сильно завышенной для места установки. Поэтому проверить, как будет работать этот тепловой насос при стопроцентной загруженной мощности в течение 3 дней или недели не было никакой возможности. Проверка работы данного теплового насоса проходила при температуре на улице близкой -30°С, но в доме был дополнительный источник нагрева (газовый котел).

Температура воды в скважине при столь низких температурах на улице была +8..+9°С градусов тепла. Циркуляционные насосы (второй был поставлен на всякий запасной случай) по 50 Вт потребления каждый. Две скважины в данном случае являются сообщающимися сосудами. Но вся система при таком решении должна находиться под вакуумом. Иначе вода «упадет» в скважину под собственным весом, что является недостатком такого рода решения, так как при потере вакуума исчезает проток и возникает риск замораживания и поломки системы. Более того под своим собственным весом равным около 10 метров водного столба, вода закипает и разрывается, соответственно применимо такое решение только в индивидуальных случаях, где воду можно поднимать поверхностными водяными насосами.

Комната порядка 40 квадратных метров площади, в которой установлен внутренний блок разогревалась до 30 градусов тепла в течение 30 минут. При работе теплового насоса в режиме кондиционирования июльской жаре 2011 года (около 30 градусов) комната остывала до 20 градусов менее чем за 30 минут…

sundue.ru

Как самому сделать тепловой насос

Экология потребления.Наука и техника:Высокая популярность тепловых насосов различных принципов действия объясняется не только наличием в стране любопытных народных умельцев, но и постоянным повышением стоимости отопления домов.

Высокая популярность тепловых насосов различных принципов действия объясняется не только наличием в стране любопытных народных умельцев, но и постоянным повышением стоимости отопления домов. Высокие цены на оборудование, высокие тарифы – все это заставляет попытаться сделать тепловой насос своими руками.

Самодельный насос

ПРИНЦИП РАБОТЫ

Достаточно вспомнить школьный курс физики, чтобы понять, что практически все, что нас окружает, обладает тепловой энергией. Так почему же не попытаться эту энергию заставить работать на человечество, тем более, что урона никакого окружающей среде при этом не наносится?

Схема работы отопительного прибора

Схема работы отопительного прибора

Принцип работы любого теплового насоса построен на передаче тепла от одного источника ко второму. На практике можно увидеть алгоритм действия:

  1. Теплоноситель поступает внутрь трубопровода, который находится в среде, обладающей некоторой тепловой энергией. Например, это может быть обычный грунт или компостная яма.
  2. Далее теплоноситель движется к теплообменнику (или испарителю) и передает скопленную тепловую энергию на внутренний контур.
  3. Хладагент, находящийся во внешнем контуре, нагревается внутри испарителя и приобретает газообразное состояние.
  4. В таком состоянии хладагент попадает в условия высокого давления (компрессор). При этом его температура становится несколько выше.
  5. Газ с высокой температурой попадает внутрь конденсатора, таким образом передавая тепловую энергию системе отопления дома.
  6. Далее следует обратный ход хладагента, только уже в жидком состоянии, и цикл повторяется вновь.

Таким образом, можно «отобрать» у природы ее тепло, несколько увеличив температуру, и совершать обогрев на пользу человека. При этом затраты будут иметь место только на начальной стадии строительства всей такой системы с тепловым насосом.

РАЗНООБРАЗИЕ КОНСТРУКЦИЙ

По принципу действия тепловые насосы делятся на компрессионные и абсорбционные. В первом варианте необходимо подключение к внешнему источнику питания, во втором – тепловой насос питает себя сам.

Устройство системы геотермального отопления

Устройство системы геотермального отопления

В зависимости от того, что используется в качестве источника тепловой энергии, тепловые насосы делятся на:

Геотермальные. Такие насосы используют тепло земли или подземных вод. Бывают нескольких типов:

  • Замкнутого типа

А) Замкнутого типа горизонтальные. Такие насосы имеют коллектор, который располагается горизонтально ниже глубины промерзания грунта. Недостатком является довольно обширная занимаемая площадь.

Б) Замкнутого типа вертикальные. Коллектор помещается вертикально на глубину до 200 метров. Тип насоса применяется, когда требуется сохранить ландшафт или нет возможности обширных по площади территорий.

В) Замкнутого типа водные. Коллектор располагается в водоеме на определенной глубине, которая варьируется в зависимости от региона.

  • Открытого типа

Роль теплообменной жидкости играет вода, которая после прохода одного цикла выливается в грунт. Такая система оправдана при наличии огромного количества воды и при условии безвредного ее использования.

Воздушные. В таких конструкциях источником, который отбирает тепло, является воздух.

СИЛЬНЫЕ И СЛАБЫЕ СТОРОНЫ

Как и любой другой агрегат, тепловой насос обладает определенными преимуществами, но и одновременно не лишен некоторых недостатков. К сильным сторонам относятся:

  • Экономичность. Для того, чтобы передать в систему 1 кВт/ч тепловая установка при правильно изготовленной конструкции тратит около 0,2-0,4 кВт/ч.
  • Происходит упрощение систем вентиляции. Наличие замкнутого контура не требует сложных конструкций систем вентилирования воздуха.
  • Уровень пожарной безопасности значительно высокий. В отличии от традиционных систем отопления возникать пожару при тепловом насосе практически не от чему.
  • Возможность совершать не только нагрев, но и охлаждение помещения. То, что в холодное время года может показаться теплым, летом кажется холодным. Практический пример человеческого восприятия температуры: +100С в сентябре чувствуется как очень сильный холод. Такая же температура, но в феврале, кажется достаточным теплом.
  • Надежность. Современная автоматика хоть промышленного, хоть самодельного происхождения, довольно надежная и не требует особых знаний или навыков.
  • Насосы тепловые без исключения по виду и типу всегда компактные и малошумные.
  • Недостатки:
  • Геотермальный насос имеет большую стоимость даже при условии самостоятельного изготовления, а также сложные операции по монтажу коллектора.
  • Воздушные тепловые насосы имеют гораздо ниже коэффициент по преобразованию тепла.
  • Нагреваемая вода зачастую имеет невысокую температуру.

САМОСТОЯТЕЛЬНОЕ ИЗГОТОВЛЕНИЕ

Собственноручно сделать тепловой любого типа не является особой преградой, чтобы качественно и, главное, дешево организовать отопление или кондиционирование помещения.

Специализированные форумы пестрят постами о всех прелестях самостоятельного решения проблемы. Приводятся схемы, уточняются нюансы, озвучиваются реальные цифры. В качестве основных деталей придется достать или изготовить самостоятельно:

  • Компрессор. Идеальным решением станет приобретение компрессора от кондиционера или холодильника. Важно подобрать необходимую мощность.
  • Конденсатор. В место него может выступить емкость из нержавеющей стали толщиной от 1 мм. Довольно дорогостоящий элемент, но его наличие обязательно, как и компрессора.
  • Медный змеевик. Особых проблем не вызывает – медная трубка продается практически везде. Важно соблюсти шаг при намотки змеевика.
  • Испаритель. Подойдет пластиковая емкость любой формы. Литраж зависит от типа насоса.

Собрать все детали воедино и заставить их эффективно работать – это главная задача. Чтобы все правильно выполнить и не переделывать много раз, то лучше детально ознакомиться с информацией, представленной в сети интернет. опубликовано econet.ru

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! © econet

econet.ru

Тепловой насос своими руками + фото

Хорошей альтернативой традиционному отоплению загородного дома, особенно если нет возможности подвести газ, может явиться тепловой насос. Действие такого насоса основано на использовании новейших научных разработок в области использования различных альтернативных источников энергии. Требуемое тепло получается извлечением из земли, воздуха и воды.

У нас в России тепловые насосы пока новинка, но в других развитых странах они выпускаются и успешно применяются уже более тридцати лет. На нашем рынке низкий спрос можно объяснить двумя основными причинами:

  • незнание населением принципов действия и свойств тепловых насосов из-за практически полного отсутствия сведений об этом в средствах массовой информации и печати;
  • высокой стоимостью тепловых насосов.

Перед тем как сделать тепловой насос своими руками, необходимо остановиться на двух моментах: что это за агрегат и каковы принципы работы такого насоса.

Схема работы теплового насоса

Тепловой насос — это машина, которая поглощая из окружающей среды (земля, воздух, вода) низко потенциальную тепловую энергию может передавать её в системы теплового снабжения в виде нагретого воздуха или воды. Рабочим телом для теплопередачи является фреон.

Практически, тепловой насос — это холодильник с обратным действием, вместо холода вырабатывается тепло. Электроэнергия затрачивается только для перемещения фреона по внутреннему контуру насоса, поэтому затраты на неё относительно невелики.

Вся система работает при отоплении как котёл, а при охлаждении как кондиционер.

Принцип действия

Контур хладагента теплового насоса
  1. Фреон, имеющий низкую температуру кипения, при прохождении через испаритель переходит из своего жидкого состояния в газообразное. Данный процесс происходит при температуре около минус пяти градусов и низком давлении в системе.
  2. Из испарителя фреон в газообразном состоянии поступает в компрессор, в котором происходит его сжатие до создания высоких показателей давления и температуры.
  3. Потом горячий газ проходит во второй теплообменник, конденсатор, в котором осуществляется процесс теплообмена между теплоносителем из обратки отопления и горячим газом.
  4. Производительность теплового насоса Фреон, отдав тепловую энергию системе отопления, охлаждается и вновь переходит в своё жидкое состояние, а теплоноситель, получивший тепло, поступает в систему отопления.
  5. Давление фреона по-прежнему ещё высокое, но при прохождении через редукционный клапан, оно снижается.
  6. Далее фреон вновь поступает в испаритель и снова повторяется весь цикл.
  7. Использование теплового насоса вместо традиционных источников получения тепла имеет следующие несомненные преимущества:
  8. Отпадает необходимость денежных затрат на приобретение топлива, доставку и хранение.
  9. Высвобождается довольно значительная территория, занимаемая под котельную, помещения склада топлива и подъезда к нему.
  10. Занимает минимум места, не нарушая интерьер дома и внешний вид фасада.
  11. Для работы установки нет необходимости в проводке дополнительно никаких коммуникаций, достаточно обычной электрической бытовой сети.
  12. При работе насоса не происходит выделение никаких вредных веществ, нет возможности отравления ядовитым газом или возгорания.
  13. Тепловые насосы пожаро- и взрывобезопасны при эксплуатации.
  14. Установка обеспечивает полноценное отопление дома зимой и заменяет кондиционер летом, работая в отличие от кондиционера, полностью бесшумно.
Обратите внимание! Выделяемое в летнее время тепло можно успешно использовать для подогрева бассейна.

Изготовление

Тепловой насос

Тепловой насос может быть изготовлен из имеющихся в хозяйстве деталей или путем приобретения дешёвых бывших в употреблении запасных частей. Порядок изготовления установки следующий:

  1. Приобретаем готовый компрессор в специализированных магазинах или используем компрессор от обычного кондиционера. Закрепляем его к стене, где будет располагаться наша установка. Надёжность крепления обеспечивается двумя кронштейнами L-300.
  2. Изготавливаем конденсатор. Для этого из нержавеющей стали бак с объемом около ста литров разрезаем пополам. Устанавливаем в бак змеевик из тонкой медной трубки с толщиной стенки не менее 1 мм. Для змеевика можно приобрести сантехническую трубку или применить медную трубку от старого холодильника. Змеевик изготавливаем следующим образом:
    1. на кислородный или газовый баллон наматывается медная трубка, важно выдержать небольшое расстояние между витками, которое должно быть одинаковым;
    2. для фиксации положения витков трубки берём два перфорированных алюминиевых уголка и прикрепляем их к змеевику таким образом, чтобы каждый виток нашей трубки был расположен напротив отверстия в уголке. Уголки обеспечат одинаковый шаг расположения витков и придадут геометрическую неизменяемость всей конструкции змеевика.
  3. После установки змеевика, половинки бака свариваем между собой, предварительно вварив необходимые резьбовые соединения.
  4. Изготавливаем испаритель. Берем обычную закрытую ёмкость из пластмассы объёмом 60 или 80 литров. В неё вмонтируем змеевик из трубки диаметром в ¾ дюйма и резьбовые соединения для труб слива и поступления воды (допускаются обычные водопроводные трубы). Готовый испаритель также закрепляем на стене при помощи L -кронштейнов необходимого размера.
  5. Приглашаем мастера для сборки системы, сварки медных трубок и закачки фреона. Не имея опыта работы с холодильным оборудованием, не надо пробовать выполнить эту работу самостоятельно. Это может привести к выходу из строя всей конструкции и чревато получением тяжёлых травм.

После готовности основной части нашей системы, необходимо выполнить её подсоединение к устройствам распределения и забора тепла.

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

Видео

В следующем видеоматериале подробно рассказано об особенностях тепловых насосов:

Подробнее об устройстве самодельного насоса в следующем ниже видео:

Фото

Устройство теплового насоса Установка теплового насоса Тепловой насос вода-вода Тепловой насос в системе коммуникаций Система отопления тепловым насосом вода-вода Схема теплового насоса воздух-воздух Принцип работы воздушного теплового насоса Использование воды как источника тепла Геотермальное отопление с помощью теплового насоса

stroysvoimirukami.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о