Как самостоятельно сделать тепловой насос своими руками. Инструкция и принцип работы

Занимаясь оснащением дома подачей горячей воды и отоплением, чаще всего человек сталкивается с множеством препятствий. Одно из первых — выбор энергоносителя. В случае, если рядом проложен газопровод, вопрос решается сам собой. Оформляете все необходимые документы на газификацию и обогреваете помещение. А что же делать, если газификации нет, и в ближайшее время не будет?

Несомненно, можно купить газовый баллон или же использовать дрова и уголь, но это не очень эффективно. Также можно воспользоваться к электрообогревом, но полученная в конце месяца сумма в квитанции будет довольно внушительная.

Тепловой насос в котельной загородного дома

Наиболее правильным решением — использование тепла, добываемого с недр земли, воздуха и воды, получить которые можно с помощью тепловых насосов.

Создать тепловой насос своими руками очень легко. Все, что для этого необходимо — знать его разновидности и конструкционные особенности. Рассмотрим все это более подробно.

Разновидность насосов

Деление насосов на виды осуществляется по средам, из которых добывается тепловая энергия. Существуют следующие разновидности:

1. Воздух — вода. Тепловой насос воздух — вода своими руками является наиболее дешевым, так, как может функционировать без довольно сложной системы наружного контура и подключения стандартного типа. Но, он также обладает и некими недостатками, основной из которых — понижение энергоэффективности при снижении температуры. Такой насос прекрасно подойдет для подогрева бассейна, а вот для обогрева зданий он нерентабельный, так, как не даст необходимой мощности.
   

   Схема работы теплового насоса воздух-вода

    

2. Вода — вода. Тепловой насос вода — вода своими руками сделать довольно легко, его конструкция очень проста. Вода — наилучшая теплоотдающая среда. Практика показывает, что водоемы совершенно нерентабельны, так, как в зимний период их температура падает ниже нуля, и они замерзают. Наиболее рентабельно использовать грунтовые воды, доступ к которым осуществляется путем создания специальных скважин. Отлично подойдет для подогрева бассейна и жилых домов не большой площади.
   

   Схема работы теплового насоса вода-вода

3. Рассол — вода. Забор тепла производится с земли (грунта), что предусматривает строение неглубоких скважин или коллекторов. Может использоваться практически везде, начиная от обогрева бассейна и заканчивая отоплением помещения довольно большой площади. Система практична, проста и универсальна, так, как в ее трубы заливается фриз, который способен не замерзать под воздействием низких температур.
   

   Схема работы теплового насоса вода-рассол

4. Грунт — вода. Основной источник тепла — грунт, температура которого практически неизменна. Подойдет для обогрева любого назначения, будь то бассейн или частный дом, довольно распространена и пользуется некой популярностью.
   

   Схема работы теплового насоса грунт-вода

5. Воздух — воздух. Основное задание данного насоса — забрать теплый и преобразовать его в более прохладный. Тепловой насос воздух-воздух своими руками может каждый, так как он довольно прост и не требует наличия каких-то особых знаний.
   

   Схема работы теплового насоса воздух-воздух

Как работает тепловой насос?

Тепловой насос для отопления дома своими руками имеет довольно простой принцип работы. Основные составляющие системы следующие:

1. Насос тепловой.
2. Заборное устройство.
3. Устройство, занимающееся распределением тепла.

Все насосы работают по «цикл Карно», который заключается в следующем: в коллектор податься температуростойкая жидкость, которая не будет замерзать при снижении температурных показателей. Она забирает тепловую энергию и перемещает ее к насосу.

Принцип работы теплового насоса

Попадая в испаритель, энергия взаимодействует с хладогеном, в результате чего образуется пар. Давление увеличивается, температурные показатели подымаются. Тепловая энергия передается в помещение, хладаген становится жидким и вновь направляется в коллектор, таким образом, получается замкнутая система.

Как провести расчёт оборудования?

Любой самодельный тепловой насос своими руками требует проведения некоторых расчётов, показатели для которого берутся с учетом теплопотерь рассчитываемого дома. Само собой, перед установкой такого оборудования необходимо утеплить стены, пол, окна и крышу помещения. Показатели тепловой потребности для отдельно взятых зданий следующие:

1. для старых хрущовок — 75 Вт/м^».
2. для более новых построек — в районе 50 Вт/м^».
3. для зданий с использованием последних технологий — 30 Вт/м^».

Важно! Расчет и заказ подобной установки лучше всего проводить еще до строительства здания. Это даст возможность подобрать наиболее подходящую систему отопления.

Большинство пользователей считают, что наиболее подходящей системой является пол с водяным подогревом, расчет мощности которого производится с учетом напольного покрытия. Наиболее подходящий вариант — плитка керамическая.

Создание теплового насоса своими руками

Изготовление теплового насоса своими руками довольно просто, однако потребует наличие хорошего компрессора, купить который можно в любой ремонтной мастерской. Идеальный конденсатор — бак из нержавеющей стали объёмом 100 л. и более. Тепловой насос для отопления дома своими руками имеет следующие этапы изготовления:

1. Крепим компрессор, используя для этого уголки или кронштейн.
2. Берем медные трубки и делаем змеевки путем его обматывания вокруг цилиндра нужного размера.
   

   Спираль из медной трубки

3. Разрезаем бак пополам, вставляем внутрь изготовленный ранее змеевик и свариваем его обратно. Крайние трубки змеевика выводим через резьбовые отверстия, которые делаются параллельно с его установкой в бак.
4. Вызываем специалиста, который произведет закачку фреона.

Для изготовления теплового насоса Френетта нам понадобится:

1. Цилиндр со стали, диаметр которого прямопропорционально зависит от мощности насоса.
2. Диски со стали, диаметр которых будет на 5-10 % меньше, нежели d цилиндра.
3. Электродвигатель. Желательно покупать привод с удлинённым валом, на который в дальнейшем будут установлены диски.
4. Теплообменник.

Выдаваемая на выходе температура будет напрямую зависеть от мощности двигателя. Для подогрева воды до температуры 100 С⁰ обороты привода должны находиться в пределах 7,5-8 тысяч в минуту. Место вхождения вала уплотняется, так, как наличие любого люфта быстро износит механизм. Рабочие диски монтируются на вал двигателя, расстояние между которыми регулируется путем установки гаек.

Конденсатор из титана

В цилиндре делается два отверстия, к которым будут подведены трубы. После полной сборки цилиндр заполняется маслом, проводится подключение всех патрубков и их герметизация. Если у вас еще остались вопросы по его конструкции, то пропишите в поисковой системе — «тепловой насос своими руками чертеж» и ознакомитесь со всем этим более подробно.

Достоинства тепловых насосов

Преимуществ данного вида насосов довольно много. Основное из них — наличие блока управления, дающего возможность производить контроль всего процесса. Кроме этого, с его помощью можно регулировать степень разогрева, делая его большим или меньшим. Установленные специальные датчики постоянно следят за уровнем температуры, при необходимости подавая соответствующие сигналы. После достижения минимума или максимума, работа насоса прекращается или же наоборот, он запускается.

Важно! Современные насосы имеют большую функциональность. Теперь с их помощью можно не только обогревать дом, но и обеспечивать постоянное присутствие горячей воды в нем.

Самодельный тепловой насос

Кроме этого, отопление с использованием подобного насоса может, как нагревать, так и охлаждать воздух в помещении. Для этого в нем устанавливается реверсный клапан, позволяющий делать как одну, так и другую операции. Таким образом, выполнив установку такой системы у себя в доме, вы можете получить установку, которая будет полезна круглый год.

Да, несомненно, большинство пользователей указывают на его основной недостаток — довольно высокий ценовой диапазон. В этом случае стоит помнить тот факт, что потратившись всего один раз, вы долгие годы не будите ничего докупать и о чем-либо беспокоиться, тоесть далее — только экономия.

Монтажные работы

После изготовления основной части системы необходимо подключить ее к устройству распределения и забору тепла. Первый процесс довольно легок, а вот второй — достаточно трудоемкий. Разумеется, что человек, собравший устройство теплового насоса своими руками, подключит его самостоятельно, без посторонней помощи. Монтажные работы напрямую зависят от типа насоса, так, как каждый из них имеет некие особенности.

Затраты и окупаемость

Само собой, установка данного оборудования подразумевает внушительные затраты, так, как на приобретение ее комплектующих понадобится намного больше денежных средств, нежили на покупку электрического котла подобной мощности. Многих интересует вопрос, а выгодно ли это? Да, выгодно. Так, к примеру, установка в доме площадью 100 м² подобного типа системы окупится за полтора-два года, а в дальнейшем будет сплошная экономия. Кроме этого, тепловой насос может быть использован как кондиционер, позволяющий значительно понизить уровень температуры в помещении.

Безопасность и экологичность

Для тех людей, которые заботятся об экологичности и безопасности своего помещения, наиболее подходящий вариант для отопления помещения — тепловой насос. Это обусловлено тем, что он совершенно безвреден и не выбрасывает в атмосферу совершенно никаких вредных веществ. Возможность возгорания и взрыва практически исключены, так, как перегрев входящих в состав системы деталей практически невозможен.

Видео — тепловой насос своими руками