Разное

Тепловой насос как сделать: Тепловые насосы своими руками (самодельные): виды, монтаж

admin

Тепловой насос своими руками — на что обратить внимание

Очень частый вопрос, который многие задают на форумах: “как сделать тепловой насос своими руками ” или “как сделать тепловой насос самостоятельно”.

Хотелось бы поделиться нашим видением данного вопроса. Здесь не будет подробной инструкции по сборке теплового насоса, которыми уже давным давно кишит интернет. Речь пойдет о некоторых сюрпризах, которые Вас скорее всего будут ждать, если Вы задумали сделать тепловой насос своими руками.

Сразу сказать, что сделать тепловой насос своими руками невозможно, будет неправильно. Все возможно!  Существуют же люди, которые собирают самостоятельно автомобили, компьютеры и прочую технику. В конце концов тепловой насос придумал человек, и уже очень давно. Почему же другой человек не может повторить успех и сделать свой тепловой насос?

Тем более, что принцип работы основывается на очень простом цикле Карно, который изучают в школе в программе за 8-й класс.

А вот и сам цикл Карно. Можете сами убедиться, насколько все просто 🙂

А если серьезно, то тепловой насос состоит из следующих основных элементов:

  1. Компрессор
  2. Конденсатор
  3. Испаритель
  4. ТРВ

 

В домашних условиях компрессор сделать не получиться. Вам придется его приобрести. Стоимость, конечно же, зависит от производителя, и главное от мощности, которая зависит от теплопотерь Вашего дома. Часто самоделкины используют компрессора от старых холодильников или кондиционеров. Комментировать такой подход нет смысла. Тепловой насос должен быть энергоэффективным, иначе зачем тогда заморачиваться?

 

Чтобы подобрать испаритель и конденсатор, необходимо выполнить термодинамический расчет. Для этого есть множество программ. У каждого производителя часто есть свое ПО. И конденсатор, и испаритель можно приобрести в качестве готового продукта — теплообменника, однако часты случаи, когда такие теплообменники делают самостоятельно из медной трубы, опущенной в какую-нибудь емкость. Здесь, разумеется, появляется сразу несколько возможных точек отказа системы: надежность соединений.

 

Одна из программ, которой можно воспользоваться для расчета теплового насоса.

Производство

Ведущие европейские производители в основном не производят такие элементы как компрессор испаритель или конденсатор. Даже если речь идет о лидерах рынка, производящих по 100 тыс. тепловых насосов в год. Тогда возникает вопрос, чем занимаются такие производители? Занимаются они тем, что производят термодинамические расчеты и максимально правильно комбинируют компрессора с конденсаторами и испарителями, так чтобы эксплуатация теплового насоса была максимально экономичной, а все элементы подходили друг к другу. Под конкретную мощность, производитель теплового насоса, заказывает у производителя компрессоров, компрессор такой конфигурации, с которой конкретный тепловой насос, заданных параметров, будет максимально эффективен. То же самое касается всех остальных элементов. Компоновка оборудования осуществляется не только на основании расчетов, прототип каждой модели тестируют на стенде. Ведь главное для производителя не просто сделать тепловой насос, а сделать его с максимально высоким COP.

 

Собранный тепловой насос в домашних условиях, возможно будет работать, но, разумеется, возникает вопрос о его эффективности, в связи с сомнительной точностью произведенных расчетов.

 

Крупные производителя борются не только за эффективность теплового насоса, но и за его надежность. Кому нужно оборудование со сроком службы 5 лет, в лучшем случае. Поэтому производители продумывают алгоритмы, призванные максимально сбалансировать систему таким образом, чтобы режимы работы теплового насоса были щадящими. Устанавливаются дополнительные датчики на всех элементах системы. Показания этих датчиков, считывает контроллер и “принимает решение” касательно последующих действий.

 

Некоторые параметры в компрессорном блоке теплового насоса. Скриншот с с сервиса NIBEUPLINK , который позволяет мониторить работу тепловых насосов.

Защита

Например, компрессор не может включиться и выключиться дважды за период менее пяти минут. Если компрессор выключился, через пять минут опять включился, и вскоре опять выключился, допустимый промежуток между пусками увеличивается. Если количество частых пусков будет продолжаться, со временем компрессор теплового насоса выключится, параллельно отправив e-mail пользователю и сервисной службе, о том что происходит неправильная работа теплового насоса и необходимо принять меры.

Такой подход позволяет увеличить срок службы компрессора теплового насоса.

 

Тепловой насос собранный своими руками, скорее всего, не имеет возможности “щадить” свой компрессор. Если выйдет из строя датчик температуры, по которому работает теплонасос, или самодельная автоматика начнет сбоить, распространены случаи частого включения/выключения компрессора. Учитывая, что каждый лишний пуск уменьшает срок службы компрессора, такой режим ни к чему хорошему не приведет, и через 5 лет Вам придется менять компрессор.

 

Процессы, происходящие в компрессорном блоке, весьма требовательны к температурам и давлении в каждой части компрессорного блока. Датчики анализирующие эти температуры и давления передают информацию на плату, где происходит аналитика работы системы. В случае недостаточного/избыточного давления или температуры, система либо выдает ошибку, оповещая пользователя и сервисный центр либо меняет режим на более щадящий/экономичный.

Логи

Помимо этого, у многих заводских тепловых насосов есть возможность записывать логи (записывать показания этих датчиков за определенный промежуток времени). Это дает возможность сервисанту анализировать режимы роботы теплового насоса, и на основании этой аналитики вносить изменения в настройки или балансировать систему.

Вот так выглядит скриншот лога теплового насоса NIBE.

Разумеется, 2 вышеперечисленные пункта не могут быть реализованы в тепловом насосе, сделанном своими руками. Поэтому режимы, протекающие в самодельных системах происходят “как есть”, а не “как надо”. Это, в свою очередь, приводит все к той же неэффективности и уменьшению надежности.

 

Напоследок

Самый важный момент — автоматика теплового насоса, а точнее — алгоритмы. Например, используя погодозависимую автоматику, можно уменьшить потребление электроэнергии на 25%. Погодозависимая автоматика предусматривает изменение температуры теплоносителя в зависимости от температуры на улице. Возможность планирования температуры, например автоматическое уменьшение температуры на ночь на пару градусов, уменьшает потребление электроэнергии до 10% в год. Такую автоматику можно самостоятельно приобрести и подключить к самодельному тепловому насосу, но есть 2 момента:

  1. На алгоритм работы автоматики не смогут влиять процессы происходящие в компрессорном блоке (например, автоматика может требовать включить тепловой насос, тогда когда он этого не может сделать из-за технологической паузы)
  2. Стоимость хорошей погодозависимой автоматики с возможностью планирования, довольно высокая, а это уменьшает разницу в цене между самодельным и заводским тепловым насосом.

Так выглядит встроенная погодозависимая автоматика теплового насоса NIBE

 

Выводы

Таким образом, тепловой насос своими руками, дело нехитрое. Но сколько Ваших средств он сэкономит, насколько комфортным будет режим эксплуатации и сколько времени он прослужит — весьма большой вопрос. Мы считаем, что сапожник должен делать сапоги, а тепловой насос должен производиться в заводских условиях. В противном случае экономия денежных средств при начальных капиталовложениях, в будущем может повлечь дополнительные затраты на ремонт и обеспечить головную боль заказчику.

 

Как сделать тепловой насос для отопления дома своими руками

Став владельцем загородного дома, многие люди задумываются о том, как эффективно отопить свое жилище, а также как рационально выполнять нагрев воды для хозяйственных нужд.

Современный рынок отопительного оборудования представлен весьма в широком ассортименте. Поэтому порой бывает затруднительно остановить свой выбор на каком-то определенном варианте отопления.

В такой ситуации мы предлагаем обратить внимание на конструкцию отопления с тепловым насосом. Для того, чтобы понимать что представляет собой тепловой насос для отопления дома, раскроем подробно все его преимущества и условия монтажа.

Устройство и принцип действия

Принцип работы тепловой помпы уместно сравнить с работой бытового холодильника.

Разница лишь заключается в том, что насос берет тепло снаружи и передает его вовнутрь, а в холодильнике все происходит в обратном порядке.

Работу теплового насоса можно проиллюстрировать с помощью следующего рисунка.

Принцип действия заключается в следующем:

  • теплоноситель поступает в наружный блок, который находится в среде, обладающей тепловой энергией;
  • после нагрева теплоноситель движется в теплообменник и передает накопленную энергию;
  • хладагент, который находиться во внутреннем контуре доводится до газообразного состояния, и с помощью компрессора непосредственно передается к отопительным элементам;
  • затем весь цикл действий повторяется обратно.

Таким образом, из окружающей среды можно отобрать тепловую энергию и обогреть свое жилище.

Замечание специалистов: данный вид теплового оборудования абсолютно экологичен и безопасен в использовании.

Виды теплонасосов

Схема теплонасоса воздух-вода

Тепловые насосы принято разделять в зависимости от того, какие источники окружающей среды используются для извлечения тепловой энергии.

Соответственно существуют следующие схемы тепловых насосов:

  • «воздух – вода»;
  • «воздух – воздух»;
  • «вода — вода».

Эффективность каждого вида помп для отопления дома безупречна, ведь для обогрева используются альтернативные источники тепла.

У вас может возникнуть вполне резонный вопрос: если тепловые насосы являются таким прекрасным отопительным оборудованием, то почему они не используются повсеместно?

А вся причина заключается в том, что для массового использования главным препятствием является высокая стоимость монтажа отопления с тепловым насосом. Но существует альтернативный способ – установить такой вид системы обогрева можно собственными руками. О том, как это сделать, речь пойдет дальше.

Тепловой насос «воздух – вода». Монтаж системы этого вида не потребует сложных конструктивных работ, поэтому установку можно осуществить собственноручно.

Теплонасос вода-вода

Главное, что в первую очередь, нужно знать схему работы теплового насоса. Основным преимуществом помп этого вида является то, что тепло, которое покидает помещение, может быть использовано повторно.

Тепловой насос «воздух – воздух». Название этого вида помпы возникло из-за того, что окружающий воздух поступает в систему и подогревается, а затем воздушными каналами поступает в жилище.

Тепловой насос «вода – вода». Этот вид оборудования характерен тем, что источником тепла могут являться грунтовые воды и различного рода водоемы. При монтаже теплового насоса этого типа выполняется минимум работ. Например, чтобы трубы с теплоносителем опустить в водную среду, достаточно к ним привязать груз.

Самостоятельное изготовление

Принципиальная схема для сборки теплонасоса своими руками

Рассмотрев принцип работы различных видов теплонасосов, смело можно утверждать, что схемы их конструкции практически одинаковы.

Таким образом, этапы монтажных работ во многом будут схожими.

Итак, для изготовления теплового насоса своими руками нам нужна его схема и составляющие систему части:

  • компрессор;
  • испаритель;
  • конденсатор;
  • трубы для змеевиков.

Для того, чтобы успешно соорудить установку этого вида оборудования стоит придерживаться ряда следующих рекомендаций:

  1. Нужно правильно подобрать компрессор необходимой мощности. Его можно взять, как из старой бытовой техники (холодильника или кондиционера), так и приобрести новый. Всегда учитывайте тот факт, что компрессор надежно должен быть прикреплен к основанию.
  2. Довольно дорогостоящим элементом теплового насоса может оказаться испаритель, который представлен в виде нержавеющей емкости. Чтобы удешевить процесс изготовления, можно взять бак из старой стиральной машинки. Стоит помнить, что в этой емкости будет находиться соляной раствор, с помощью которого будет передаваться тепловая энергия во внутренний блок конструкции.
  3. Конденсатор может быть представлен в виде пластмассовой бочки. Объем такого бака определяется от потребностей системы.
  4. Правильно просчитайте и подберите трубы для змеевиков всех контуров насоса.
  5. Приготовив все вышеуказанные материалы можно непосредственно подходить к монтажу тепловой системы.

Совет бывалых изобретателей: при отсутствии практического опыта доверьте эти работы высококлассному специалисту потому, что пайку медных труб, накачку внутреннего контура фреоном, точную сварку соединений может выполнить только мастер.

Смотрите видео, в котором опытный пользователь подробно рассказывает о собственной конструкции теплового насоса, сделанного своими руками:

  • Автор: DmitriiG