Тепловые насосы для отопления дома своими руками

Тепловые насосы для отопления своими рукамиПостоянно возрастающая стоимость энергоносителей приводит к необходимости искать другие источники энергии. Основная проблема возникает в холодный период года, когда дома требуется отапливать. Отопление дома и подогрев воды являются одним из самых крупных расходов в содержании дома. Установка теплового насоса является выходом из положения: такое оборудование позволяет получить полную автономию от внешних источников энергии и, следовательно, существенно сэкономить.

Фактически единственным препятствием для массового использования тепловых насосов для отопления дома является их высокая стоимость. Только оборудование обходится в весьма приличную сумму – от $7 тыс. до $10 тыс. (например, шведский тепловой насос Nibe F1245-8 стоит 8700 Euro). Немало стоит и установка, так как приходится учитывать немаленькую стоимость земляных работ. А ведь в систему отопления входят еще и радиаторы, теплые полы и так далее. Конечно, подобное оборудование окупается за несколько лет, но ведь сначала необходимую сумму нужно где-то найти!

Для тех, кто умеет работать руками, имеется альтернативный вариант: соорудить тепловой насос для отопления дома своими руками.

Принцип действия теплового насоса

Фактически принцип действия теплового насоса такой же, как и у обычного бытового холодильника, лишь с той разницей, что холодильник берет тепло во внутреннем объеме и передает его во внешний, а тепловой насос наоборот – берет тепло извне и передает вовнутрь.

Тепловой насос представляет собой двухконтурную систему, внешний контур которой предназначен для отбора тепла у окружающей среды, а внутренний – для передачи тепла в систему отопления дома. Оба контура связаны между собой испарителем, в котором циркулирует хладагент – жидкость с очень низкой температурой кипения. Под воздействием тепла из внешнего контура хладагент переходит в газообразное состояние и поступает в компрессор, где сжимается и перегревается. Затем перегретый газ нагревает теплоноситель внутреннего контура и, отдав тепло, конденсируется. После этого процесс повторяется вновь.

Какие бывают?

В зависимости от источников тепла, которые используются во внешнем контуре теплового насоса, различают три основные разновидности, которые можно использовать в системе отопления жилого частного дома или коттеджа:

  • тепловой насос грунт-вода (внешний контур использует разницу температур на поверхности и в глубине грунта);
  • тепловой насос вода-вода (внешний контур использует тепло грунтовых вод или на дне водоема);
  • тепловой насос воздух-вода (внешний контур использует тепло воздуха).

виды тепловых насосовЧаще всего используются тепловые насосы вода-вода, которые берут тепло у грунтовых вод. Устройства такого типа обходятся дешевле, если имеется доступ к открытому водоему, чтобы расположить внешний контур насоса в нем. При этом обязательно предварительно нужно уточнить глубину промерзания такого водоема, чтобы внешний контур не оказался вмороженным в лед – в этом случае тепловой насос работать не будет.

Также нередко используется вариант грунт-вода. Их основной недостаток: большая площадь, которую приходится отводить на участке под внешний контур. При вертикальном расположении контура эта площадь значительно сокращается, но существенно удорожаются земляные работы. Так же, как и в случае насосов вода-вода, следует уточнять глубину промерзания – контур должен располагаться ниже, чтобы работа установки была эффективной в любое время года.

Для обеспечения полноценного отопления дома в любое время, в том числе в холодный период, наименее пригодны тепловые насосы воздух-вода – в большинстве регионов России они не в состоянии обеспечить зимой достаточное поступление тепловой энергии. Насосы подобного типа могут быть использованы круглый год лишь в тех регионах, где в холодное время года температура не падает ниже нуля.

Следует заметить, что устройства типа воздух-вода сохраняют работоспособность до -25ºС, и при наличии дополнительных отопительных систем (к примеру, твердотопливного котла), могут быть использованы и в холодных районах России. При этом их установка и монтаж обходятся дешевле всего, так как не требуют земляных работ.

Как изготовить тепловой насос для отопления дома собственными руками

Тепловой насос своими рукамиДо того, как приступать к изготовлению или даже расчету теплового насоса для отопления дома, следует проверить имеющуюся электропроводку или, если дом находится на стадии строительства, внести соответствующие коррективы в проект электрообеспечения. Дело в том, что у теплового насоса достаточно высокие пусковые токи – около 40 А. Если электросчетчик и проводка не в состоянии выдержать такие напряжения, то от идеи установки теплового насоса придется отказаться до того, как электропроводка не будет приведена в соответствие с требованиями. Это касается не только самодельных тепловых установок, но и насосов промышленного производства.

Еще одно, что необходимо сделать до начала работ и закупки комплектующих: составить проект и рассчитать необходимую мощность и конфигурацию теплового насоса. Обычно для старых построек, в которых не использовались современные теплоизоляционные материалы, требуется 75 Вт/м2, при наличии современной теплоизоляции тепловая потребность существенно падает и составляет примерно 50 Вт/м2. Лучше всего, если здание строилось с применением специальных технологий, ориентированных на максимальное снижение теплопотерь и экономию энергии: в этом случае тепловая потребность составит всего лишь 30 Вт/м2.

Расчет теплового насосаКогда все необходимые расчеты проведены, а проект составлен, можно приступать к изготовлению теплового насоса для отопления дома своими руками. Некоторое оборудование придется купить (как, например, компрессор от кондиционера), некоторое – изготовить (как, к примеру, конденсатор). Потребуется и бак из нержавеющей стали, и медные трубки, и умение осуществлять сварочные работы. В Интернете имеется много описаний изготовления теплового насоса, которые снабжены подробными схемами, пошаговыми фотографиями и даже видео – для человека, умеющего обращаться с инструментами, не составит труда, используя такое видео или пошаговые фотографии, изготовить нужное оборудование.

Максимальные затраты ожидают тех, кто пожелает установить насос грунт-вода с вертикальным исполнением – тут придется заплатить за использование буровой установки, так как минимальная необходимая глубина скважины составляет 50 м, но может доходить и до 150 м. При горизонтальном исполнении такого устройства земляные работы можно выполнить и самостоятельно. Правда, придется перекопать значительную территорию, но зато бесплатно.

Проще всего будет тем, кто решит обойтись насосом воздух-вода: тут потребуется всего лишь выбрать место на придомовой территории и установить на нем оборудование.

Практика показывает, что большинство умельцев прекрасно справляются с самостоятельным изготовлением теплового насоса даже самой сложной конфигурации, а некоторые даже умудряются сами закачивать фреон в систему. Однако, если вы не являетесь настоящим специалистом в этой области, то лучше для закачки фреона вызывать настоящего мастера по холодильному оборудованию. За его услуги придется заплатить, но зато вы будете точно уверены в качестве выполненных работ – а это один из очень важных моментов при ииспользовании подобных устройств.

Что вы получите

Первое, разумеется, экономию. Стоимость теплового насоса при изготовлении его собственными руками сразу падает до $1000-$1500, а особые умельцы ухитряются обойтись суммой до $500.

Установив оборудование, вы сразу получаете все плюсы, которые дает тепловой насос: экологичность, независимость от внешних источников тепловой энергии, значительную экономию в содержании дома. Правильно рассчитанный и изготовленный тепловой насос обеспечит вас теплом круглый год, а при желании может в жаркое время перенастраиваться и на работу в качестве кондиционера.

С.Варган


Два примера создания теплового насоса своими руками:

Наверх