Тепловой насос своими руками - агрегат для использования бесплатной энергии

Многообразие представленных на рынке отопительных систем дарует человеку «манящую иллюзию» свободы выбора. Но задумайтесь… В реальности, мы связаны по рукам и ногам. Газовая магистраль может располагаться довольно далеко (ах, денежки-деньжата), добавьте к этому нервотрепки, связанные с затяжным вояжем по разнообразным инстанциям; да что там нервотрепки, это же уйма потерянного времени и все тех же хрустящих купюр. Едем дальше: сжиженный газ — вариант неплохой, но, естественно, и не дешевый. Дизель — это приличные эксплуатационные расходы и ряд весомых неудобств: необходимость доставки топлива, благоухание «еще то» плюс такой котел нуждается в регулярном техническом обслуживании. А электричество? Безусловно, безопасное, удобное, экологичное… но и самое дорогое. Солидной альтернативой популярным (традиционным) отопительным схемам может стать использование теплонасосных установок, черпающих энергию природы. Тепловой насос своими руками — реальная возможность сократить расходы на отопление.

Содержание

• Тепловой насос: неужели не слышали?
• Быстрая окупаемость установки
• Тепловой насос — принцип работы
• Знаете ли вы?
• Убедительный иностранный опыт
• Целесообразность использования бесплатных ресурсов
• Тепловые насосы своими руками — почему бы и нет?
• Источники энергии для тепловых насосов: особенности
• Поставщик энергии — скважина
• Энергетический ресурс водоема
• Использование тепла земли
• Воздушный контур — деньги из воздуха
• Расчет теплового насоса
• Видео: изготовление полезной самоделки

Тепловой насос: неужели не слышали?

Источник энергии для теплового насоса — электричество. Стоп-стоп. Не пугайтесь. Насос не производит тепло, он лишь его собирает: для получения киловатта тепловой энергии ему придется «потратить» всего-то около 200 ватт. Удивлены? То-то же.

Быстрая окупаемость установки

Тепловой насос идеален для нового строительства: в данном случае вы сможете учесть все характерные для отопительной системы такого рода нюансы, а сам агрегат сумеет в полной мере раскрыть все свои «возможности». Но и в уже существующую систему его достаточно легко внедрить. Рентабельно ли это? Вопрос уместный и «законный». Что ж, объективности ради стоит отметить, что «интеграция» теплового насоса от А до Я обойдется значительно дороже, нежели аналогичные манипуляции с газовым или дизельным оборудованием. Но! Весомым плюсом является то, что эксплуатационные расходы дают возможность всерьез рассуждать о его окупаемости через пару-тройку лет.

Схема теплового насоса

Низкое энергопотребление, высокий уровень комфорта, неприхотливость в обслуживании, презентабельная «внешность», безопасность позволяют говорить о тепловых насосах, как об одной из наиболее перспективных установок для отопления.

Тепловой насос — принцип работы

Когда обсуждают принцип работы теплового насоса, чаще всего, как бы это ни было странно на первый взгляд, вспоминают о холодильнике. Почему? Просто в основе работы ТН — технический принцип холодильника. Холодильник отводит тепло из своих «внутренностей» и передает его «наружу» через решетку на задней стенке. Тепловой же насос, напротив, поглощает энергию из окружающей среды и «поставляет» ее в отопительную систему.

Источником тепла может выступать воздух, земля, вода — «классические» природные стихии. Преимущество воздуха — в его доступности при любом раскладе. Но и земные недра с водой не без своих «плюсов» — ведь именно они являются оптимальными теплоаккумуляторами на фоне сравнительно постоянной (в течении всего года) температуры.

Знаете ли вы?

Для кого-то это станет сенсацией, для кого-то нет, но тепловой насос способен не только «согревать» здание, но и охлаждать его. Осуществляться охлаждение может по двум технологиям: пассивной и активной. Первый способ (естественный) основывается на том факте, что у «земноводных» недр в летнюю пору температура ниже, нежели в помещениях, соответственно, здания можно охлаждать напрямую. Второй способ — это самое настоящее кондиционирование. Реверсивный ТН дает возможность управлять потоком хладагента. Весь «жар» из дома передается хладагенту и через теплообменник выводится наружу.

Принцип работы теплового насоса основан на поглощении тепловой энергии, заимствованной из воздуха, земли, воды

Убедительный иностранный опыт

Тепловой насос, как технология «добывания» тепла, получила масштабное распространение во многих «прогрессивных» странах: ежегодно устанавливаются сотни тысяч подобных установок. Особой популярностью и спросом оная пользуется в странах нынешнего Евросоюза, Китае и, естественно, США.

Стремительное развитие этого способа обеспечения теплом конечного потребителя базируется не лишь на уникальности системы как таковой, но и на мощнейшей государственной поддержке — затраты покупателя частично возмещаются.

…Наконец-то по-настоящему массовый интерес к ТН дошел и до «родных просторов». Но довольно часто информация про агрегаты и саму технологию доносится производителем до целевой аудитории несколько искаженно — с единственной целью «толкнуть» новинку. Правда, несмотря на все тщательно продуманные маркетинговые ходы, продажи, все же, растут  не особо. Ведь факт остается фактом — от больших стартовых инвестиций никуда не деться.

Не каждый готов самоотверженно опустошить свой кошелек лишь за обещание сверхэкономить на теплообеспечении.

Учитывая все вышесказанное, можно предположить, что покупатель сможет с большим градусом доверия смотреть на «экзотическое» оборудование, если будет знать, в каких случаях оное — действительно выгодная и незаменимая вещь.

Целесообразность использования бесплатных ресурсов

Если к дому подведен газ, устанавливать ТН смысла нет — это неоправданно с точки зрения финансовых затрат.

А вот при отсутствии возможности подвести магистральный газ (как вариант, крайне высокая стоимость данного мероприятия), монтаж теплового насоса станет отличным решением вопросов теплоснабжения.

Оборудование на дизельном топливе, жидком газе и пр. не сможет составить достойной конкуренции ТС ни по моментам безопасности, ни по уровню комфорта, ни по эксплуатационным затратам.

Тепловые насосы своими руками — почему бы и нет?

Несмотря на всю «прогрессивность» технологии теплового насоса, агрегат можно смонтировать своими руками.

Тепловой насос своими руками: один из вариантов его внешнего вида

Перед тем, как начать «творить», объективно оцените состояние дома.

Теплоизоляцию, при необходимости, следует улучшить — современные стройматериалы вам в помощь. Принципиальная схема теплового насоса «включает» несколько составляющих: компрессор, испаритель, конденсатор и терморегулирующий клапан. Устройства безопасности, вроде ресивера, фильтра-осушителя и смотрового окна здесь можно не использовать — собирая систему вручную, вы вряд ли сумеете предусмотреть все «заводские штучки» и создать агрегат «словно с завода».

• Роль компрессора лучше всего «отдать» максимально бесшумному оборудованию: можно взять, например, компрессор от кондиционера импортного производства. С помощью кронштейнов L-300мм он крепится к стене;

Установка компрессора на кронштейны

• Для конденсатора необходим специальный бак (объем — 120 л), выполненный из нержавейки. Он разрезается на 2 части; вставляется змеевик из медной трубы, по которой будет двигаться фреон. Затем бак необходимо сварить обратно, не забыв приварить несколько технических резьбовых соединений;
• В качестве трубы теплообменника можно использовать медную холодильную или обычную сантехническую трубу (чистую);
• Трубу необходимо свернуть в змеевик (обмотать на баллон). Края витков следует зафиксировать (алюминиевые рейки) для увеличения равношаговости петель. Концы ее вывести при помощи сантехнических переходов;
• Фреоновод змеевика: вход в конденсатор сверху — выход снизу. Благодаря этому не будут образовываться пузырьки;
• Испарителю не требуется высокая температура, поэтому пластиковая емкость «а-ля» бочки (емкость около 100 л) идеально подойдет для этой цели;
• Сток и подачу воды могут «осуществлять» обычные канализационные трубы с уплотнителями;
• Испаритель закрепить при помощи кронштейнов L-400мм;

В качестве испарителя может быть использована подходящая по объему пластиковая емкость, установить ее нужно на закрепленную с помощью кронштейнов подставку

• Терморегулирующий клапан приобретается отдельно (учитывайте совместимость со своим «произведением искусства»);

Процесс пайки, заправки фреоном, пр. рекомендуем все же доверять рукам профессионалов (безопасность прежде всего); и вообще, «опытный взгляд» перед вводом агрегата в эксплуатацию никому не навредит. Не забудьте и о вопросах автоматики — вам потребуется однофазное пусковое реле, предохранители, реле температуры.

Источники энергии для тепловых насосов: особенности

Поставщик энергии — скважина

При использовании скалистой породы в качестве источника тепла, трубопровод опускается в скважину.

Можно использовать одну глубокую, можно несколько неглубоких (естественно, более дешевых). Ведь главное — общая расчетная глубина. На один метр скважины приходится примерно 50-60 Вт теплоэнергии.

Скважина как источник тепла

Соответсвенно, для установки ТН производительностью 10 кВт, необходима общая глубина скважин (или одна скважина глубиной) 170-200 м.

Энергетический ресурс водоема

Если роль источника тепла выполняет ближайший водоем, контур укладывается на дно. Водоем должен быть проточным и не напоминать скромную лужу. На один метр трубопровода приходится около 30 Вт энергии. Для установки ТН (10 кВт) необходимо уложить контур длиной немногим более 300 м.

Водоем как источник тепла

Чтобы оный не всплывал, на один погонный метр трубопровода устанавливается 5 кг груза. Положительная температура воды даже зимой — одно из наиболее весомых преимуществ данного варианта.

Использование тепла земли

Выбрав в качестве источника тепла участок земли, трубопровод необходимо «зарыть» на глубину немного большую, чем глубина промерзания (в зависимости от региона) грунта. В специальной подготовке почвы, использовании различных засыпок необходимости нет, но предпочтение все же стоит отдать более влажному грунту (в идеале — с близостью грунтовых вод).

Земляной контур как источник тепла

Хотя и сухой грунт отнюдь не под запретом: правда, он потребует увеличения длины контура. Для нашего теплового насоса потребуется 330-500 м контура. Для укладки оного необходим участок площадью 400-600 м?. Минимальное расстояние между соседствующими трубопроводами — 0,8 м. Правильный расчет и укладка контура позволит избежать негативного влияния на садовые насаждения, свои «плантации» вы сможете успешно использовать и далее.

Воздушный контур — деньги из воздуха

Можно «собирать» энергию и из окружающего воздуха. Если разместить земляной коллектор не представляется возможным, то такой тип насосной установки — наиболее оптимальный вариант.

Воздушный контур как источник тепла

Расчет теплового насоса

Какие данные следует учесть при расчете теплового насоса? Волнительный вопрос, который ни в коем случае нельзя оставлять без внимания.

Примерный перечень основополагающих факторов при расчете:

• назначение здания;
• общая площадь здания;
• количество этажей, площадь каждого из них;
• высота потолков;
• желаемый (требуемый) температурный режим в постройке;
• стены (материал, слои, толщина);
• тип и общая площадь остекления;
• пол (материал, слои, толщина);
• крыша (материал, слои, толщина);
• наличие системы вентиляции, ее производительность;
• необходимость в ГВС, количество точек разбора;
• отопительные приборы и их тип;
• наличие/отсутствие земельного участка/близлежащего водоема;
• наличие/отсутствие ограничений по электричеству.

Видео: изготовление полезной самоделки

Установка теплового насоса — это обретение настоящей свободы: отныне вы независимы от «топливного хозяйства», ваша бытовая безопасность перешла на кардинально новый уровень, а карман «согревают» сэкономленные финансовые средства.