Самодельный тепловой насос воздух-вода

Дата публикации: 6 марта 2019

Природные среды являются одними из самых доступных и стабильных источников энергии. Чтобы воспользоваться их потенциалом, необходимо построить воздушные, грунтовые либо водные тепловые насосы. Их производительности достаточно для отопления целого дома.

Тепловой насос и его разновидности

Тепловой насос — это специализированное оборудование, которое собирает термоэнергию, а затем передает ее на отопительные либо нагревательные приборы. Классифицируют насосы по источнику энергии. Название типа дополняется двумя элементами: источником и носителем. Первый из них обозначает среду, из которой получают тепло, а второй — среду, которая переносит тепло.

Основные типы насосных систем для домашнего использования:

  • Грунт-вода. Источником термоэнергии служит грунт, а носителем служит жидкость (соляной раствор либо гликолевая смесь, либо спиртово-водный раствор).
  • Вода-вода. Источником служит водоем либо грунтовые воды, а носителем — жидкость.
  • Воздух-вода. В качестве источника тепла используется атмосферный либо вентиляционный воздух, в качестве носителя — жидкость.
  • Вода-воздух. Источник — водоем, носитель — воздух.
  • Воздух-Воздух. Источник и носитель — воздух.

Тепловой насос и его разновидности

Производительность насосной системы зависит от стабильности температуры источника энергии. В этом отношении выигрывает грунт, потому что он нагревается не только от солнца, но и от энергии ядра земли. Вторыми по эффективности являются водные системы. В течение года температура этих источников варьируется от +7 до +12 градусов, и этого достаточно для выстраивания автономной системы отопления.

Но все равно самым популярным вариантом является воздушная тепловая насосная система. Она имеет невысокую производительность, которая напрямую зависит от сезона, но подкупает своей простотой. Если вы ищете дополнительный источник обогрева, то тепловой насос воздух-вода для отопления дома подойдет идеально.

Принцип работы тепловых насосов

По своей конструкции тепловая насосная система является парокомпрессионной установкой. Самостоятельно такую систему можно соорудить:

  • из испарителя, в котором жидкий хладагент нагревается и становится паром;
  • компрессора, который нужен для нагрева пара под давлением;
  • конденсатора, который передает тепловую энергию на внутренний контур отопительной системы;
  • дроссельного клапана, который служит регулятором системы.

Как уже указывалось, самой простой является система типа воздух-вода. Он работает как холодильник, но отдает тепло не в окружающее пространство, а передает его в отопительную систему.

Принцип работы тепловых насосов

Происходит это так:

  • Незамерзающая смесь проходит через коллектор и нагревается, а потом несет тепло к насосу.
  • Когда нагретая жидкость проходит через испаритель, тепло поглощается холодильным агентом (веществом, которое закипает при низкой температуре). Хладагент закипает и преобразуется в пар.
  • Пар проходит через компрессор, где под давлением его температура возрастает еще больше.
  • Горячий пар проходит через конденсатор и передается в отопительную систему дома по трубам.
  • В процессе передачи тепла хладагент остывает и снова в жидком состоянии попадает в коллектор.
  • Цикл повторяется.

Самодельный тепловой насос воздух-вода

Характеризуется насосная система своей мощностью, и чем мощнее, тем она дороже. Покупное оборудование обойдется в немалую сумму. Стоимость насоса европейского производства составит $5000-7000 (в России рынок насосного оборудования слабо развит). Такие затраты окупятся только через пару лет. Чтобы сэкономить до 90% от суммы, можно собрать устройство самому, а закупить только составляющие. В этом случае затраты не превысят $500.

Самодельный тепловой насос воздух-вода

Выше приведена схема теплового насоса вода-воздух.

Составляющие компоненты

Для самостоятельной сборки потребуются следующие элементы:

  • столитровый стальной бак (нержавеющий);
  • несколько медных труб, переходники, муфты и электроды;
  • бочка из пластика объемом около 80 литров;
  • компрессор на 7,2 кВт;
  • автоматический воздухоотводчик Ду 15;
  • сливной кран и предохранительный клапан.

Кроме того, придется купить электроавтоматику, кронштейны для крепления элементов, шланги, манометры и фреон.

Сборка

Собирается тепловой насос воздух-вода своими руками в пять этапов:

  1. Для начала нужно прикрепить к стене два компрессора для кондиционера. Лучше всего подойдут однофазные по 24000 БТУ. Тогда общая тепловая мощность каскада составит 16 кВт. Чтобы снизить пусковой ток, нужно запускать компрессоры асинхронно.
  2. Теперь изготавливается змеевик. Для него понадобится какой-либо баллон, например, газовый, а также медная трубка. Выбираете трубку с достаточно толстыми стенками — больше миллиметра. Трубку нужно аккуратно обмотать вокруг баллона. Змеевик готов.
  3. Из столитрового стального бака делают конденсатор. Для этого бак разрезают пополам и помещают внутрь медный змеевик. После этого к баку привариваются резьбовые соединения, а сам бак заваривается. Готовый конденсатор крепится к стене при помощи кронштейнов.
  4. Испаритель делается из пластиковой бочки. В нее также нужно поместить медный змеевик диаметром около полутора сантиметров. После этого испаритель вешается на стену при помощи кронштейнов. Слив и подводка воды будет происходить по трубам из металлопластика.
  5. На последнем этапе стоит привлечь специалиста, который занимается обслуживанием холодильного оборудования. Он соединит все элементы, а также при помощи специализированного оборудования закачает в систему холодильный агент — фреон. Непрофессионалы могут сломать систему, а также получить серьезные травмы. Кроме того, специалист сможет протестировать систему.

Самодельный тепловой насос воздух-вода

Теперь ваш насос готов к работе. Но имейте в виду, что воздушная система не позволяет полностью обеспечить дом теплом, для этого нужны более мощные насосы, где источником энергии служат грунт либо вода, или же дополнительные гелиопанели на крыше.

Наверх