Тепловой насос своими руками — как сделать тепловой насос

Люди, кто хочет в доме иметь отопление и горячую воду без перерывов, часто сталкиваются с задачей выбрать оптимальный источник энергии. Если есть доступ к газовой сети, то можно подключиться, но не всегда это возможно. В таком случае альтернативой может быть покупка и установка теплового насоса, который универсален и способен использовать тепловую энергию из воздуха, земли или воды.

Преимущества использования тепловых насосов

В зимний период времени тепловой насос сможет обеспечивать жителей загородного дома или дачи и теплом, и горячей водой, в жаркий период времени он будет работать как система кондиционирования воздуха.

Тепловой насос абсолютно безопасен, т.к. его защитная система не допускает перегрева деталей, сводя к минимуму вероятность возгорания или взрыва оборудования.

Немаловажным является и тот факт, что использование теплового насоса существенно экономит электроэнергию: на выработку 5 кВт тепла он тратит всего 1 кВт электричества. При этом данное оборудование отвечает всем требованиям и нормам экологической безопасности.

Типы и виды

Тепловые насосы бывают трех видов: «почва – вода», «вода-вода» и «воздух-вода».

«Почва-вода»

В процессе своей работы данный вид теплового насоса использует энергию земли.  Теплоотдача земли зависит от ее насыщенности водой. Чем больше насыщенность почвы, тем больше тепла она будет отдавать. Конструкция тепловых насосов «почва-вода» может быть двух типов: с вертикальным зондом и с горизонтальным коллектором.

Вертикальный зонд

Температура земли на глубине, превышающей 20 метров, остается стабильной всегда, что гарантирует бесперебойную работу насоса на протяжении всего календарного года. Для установки вертикального зонда потребуется пробурить скважину (глубина варьируется от 50 до 100м.), и поместить в нее трубы, предназначенные для циркуляции незамерзающей жидкости, вступающей в роли теплообменника. Далее скважину необходимо залить бетоном, который, как известно, имеет хорошую теплопроводность.

Горизонтальный коллектор

Почва способна аккумулировать энергию тепла, которую в дальнейшем из земли будет извлекать тепловой насос. Горизонтальный вид прокладки коллектора подходит для загородных участков с большими площадями земли, т.к. для обогрева здания в 150м2 потребуется энергия земельного участка в 250м2. Во время монтажа насоса такого типа на глубине от 5 метров и более прокладываются пластиковые трубы, которые в дальнейшем будут выполнять функцию коллектора, предназначенного для циркуляции незамерзающей смеси.

«Вода-вода»

Грунтовые воды отличаются стабильностью температуры, поэтому насос типа «вода-вода» показывает наибольший коэффициент полезного действия. Источником энергии для этого оборудования может служить вода из озера, колодца, реки, скважины и т.д. В некоторых случаях насос может получать тепловую энергию даже от сточных вод.

Перед началом установки такой системы нужно обязательно проверить качество грунтовой воды. В ней не должны содержаться вещества, вызывающие коррозию металла или заиливание фильтра насоса. В случае их наличия нужно принять соответствующие меры по решению данной проблемы.

Кроме того, после проверки воды необходимо в обязательном порядке получить у государства разрешение на пользование грунтовыми водами. Следует заметить, что тепловые насосы «вода-вода» чаще всего применяются в промышленности, т.к. достаточно редко возле загородного или дачного участка есть условия для монтажа такого оборудования.

«Воздух-вода»

Такой вид теплового насоса способен вырабатывать значительно меньше тепла в холодное время года. Его целесообразно устанавливать только в том случае, когда нет возможности прорубить скважины для монтажа других систем выработки тепла. Состоит он из двух устройств, одно из которых устанавливается внутри помещения, а другое – снаружи, на крыше дома или поблизости от него. Работа теплового насоса заключается в переработке воздуха в тепловую энергию, поэтому при его монтаже нет необходимости проводить масштабные земляные работы.

Этапы работ

При ограниченном количестве финансовых средств можно отказаться от покупки готового теплового насоса и соорудить его собственноручно. При этом для удешевления стоимости системы можно использовать б/у детали.

• Первым делом необходимо приобрести компрессор (подойдет устройство для сжатия и подачи воздуха, применяющееся в современных кондиционерах), и надежно, используя L-образную опорную деталь, закрепить его на стене.
• Затем наступает очередь сборки конденсатора. В разрезанный на две части бак из нержавейки (V бака от 100 до 120 литров) монтируется змеевик, изготовленный из любой подходящей медной трубки небольшого диаметра. При этом нужно проследить, чтобы стенки змеевика были не менее 1мм в толщину. После установки змеевика разрезанные ранее части бака можно сваривать между собой, предусмотрев в корпус будущего конденсатора резьбовые соединения.
• Следующий шаг – изготовление испарителя, в качестве корпуса которого можно использовать 70-80 литровую емкость из пластмассы с вмонтированной в нее трубкой змеевика. Доставлять воду к испарителю и отводить ее от него можно при помощи стандартных водопроводных труб. Готовый испаритель, также как и конденсатор, надежно крепится на стену при помощи L-образного кронштейна.
• На следующем этапе установки без специалиста не обойтись. Только он сможет грамотно и качественно осуществить конечную сборку системы, спаять трубки из меди и наполнить фреоном компрессор. Настоятельно не рекомендуется проводить данные работы самостоятельно, т.к. без соответствующей теоретической и практической подготовки монтируемое оборудование может быть выведено из строя, а вы с большой долей вероятности получите различные телесные травмы.
• После описанных выше действий готовую систему можно подключать к конструкции, предназначенной для забора тепловой энергии из окружающей среды. Способ монтажа оборудования для извлечения тепла напрямую зависит от типа используемого насоса, поэтому мы более детально разберем все возможные варианты его установки.

1. Тепловой насос «почва-вода» вертикальный. Для его функционирования в грунте нужно пробурить скважину (глубина от 50 до 150м), с последующим монтажом в нее геотермального зонда, подключенного к насосу.
2. Насос «почва-вода» горизонтальный. Для его работы необходимо наличие коллектора, образованного системой труб и расположенного на глубине, способной обезопасить систему от замерзания.
3. Тепловой насос «вода-вода». Такая система нуждается в коллекторе, который собирается из полиэтиленовых труб ПНД, которые заполняются веществом – теплоносителем с последующим погружением их в водоем, где осуществляется окончательная их установка на необходимой глубине.
4. Тепловой насос «воздух-вода». Данное оборудование очень легко монтировать, т.к. для этого нет необходимости проводить какие-либо земляные работы. Коллектор системы устанавливается непосредственно на кровлю строения или на близлежащей к нему территории.

Несмотря на достаточно высокую стоимость реализации данной задачи на подобные системы всегда будет стабильный спрос. Объяснить популярность этого оборудования можно достаточно просто: при регулярном использовании теплового насоса все затраты, связанные с его приобретением и установкой, быстро окупаются, после чего наступает долгожданный период экономии денежных средств.

Видео

Пример собранного своими руками теплового насоса: