Своими руками аккумулятор тепла: буферная емкость для котла, тепловой аккумулятор

Теплоаккумулятор своими руками — как сделать своими руками для отопления

Теплоаккумулятор встраивается в систему отопления для того, чтобы температура во всей квартире или в доме была равномерной, а теплоноситель отдавал свое тепло постепенно. Это удается получить за счет того, что в теплоаккумуляторе очень быстро накапливается тепловая энергия, которая вырабатывается в процессе работы твердотопливного котла.

• Теплоаккумулятор своими руками ↓
• Выполняем расчеты ↓
• Необходимые материалы и инструменты ↓
• Изготовление ↓
• Модернизация теплоаккумулятора ↓
• Как подключить ↓
• Блиц-советы ↓

Данная энергия рассчитана на то, чтобы минимизировать теплопотери дома и, по возможности, компенсировать их за счет подачи определенного количества разогретого теплоносителя в радиаторы отопительной системы.

Итак, принцип работы данного устройства заключается в следующем: теплоноситель направляется в аккумулятор в верхнюю часть, а снизу отводится остывший теплоноситель. За счет подобного подключения не происходит перемешивания. С течением времени и циркуляции теплоносителя из аккумулятора постепенно уходит холодная вода.

За счет подобной конструкции радиатор и котел работают независимо друг от друга и способны нормально функционировать в своем режиме. Стоит отметить, что радиаторы в данном случае будут работать примерно по такому же принципу, что и в централизованной системе отопления.

С помощью теплоаккумуляторов можно не только поддерживать комфортную температуру в помещении, но и обеспечить проживающих людей горячей водой и сильно снизить финансовые затраты на само отопление

Теплоаккумулятор своими руками

Если владелец дома или квартиры собирается сделать подобную конструкцию самостоятельно, то ему поначалу следует точно выяснить, какие именно функции она выполняет.

С помощью теплоаккумуляторов можно не только поддерживать комфортную температуру в помещении, но и обеспечить проживающих людей горячей водой и сильно снизить финансовые затраты на само отопление. За счет установки подобного оборудования можно сразу объединить несколько источников тепла, образовав один общий контур.

Выполняем расчеты

Прежде чем приступить к изготовлению теплового аккумулятора, необходимо произвести все необходимые расчеты, которые помогут правильно подобрать объем изделия. В первую очередь, следует принимать во внимание, что требуемое количество тепловой энергии должно совпадать с уровнем потерь тепла.

Можно попробовать воспользоваться достаточно простым принципом, который не принимает во внимание разного рода дополнительные факторы, так как для отопления частного дома этого будет вполне достаточно.

При расчетах следует учитывать, что на каждые десять квадратных метров отапливаемой площади понапрасну расходуется 1 кВт тепла. Эта величина весьма усредненная, однако лучше всего отталкиваться именно от этого показателя.

Для грамотного восполнения потерь тепла нужно учитывать и момент, связанный с объемом воды, циркулирующей по отопительной системе, а также ее температуру. Приблизительно будет расходоваться около 7 тысяч кВт ежемесячно только на теплопотери для дома, отапливаемая площадь которого составляет порядка ста квадратных метров. По этой причине следует подбирать объем аккумулятора таким образом, чтобы он мог выделять подобное количество теплоты в указанный период.

Также надлежит помнить, что диапазон температуры в данном аккумуляторе будет равен 40 градусам – от 50 до 90. Более того, данные конструкции способны нормально функционировать даже при погашенном котле – их запаса энергии хватает на восемь часов беспрерывной работы.

Теплоаккумулятор имеет в своей конструкции определенную теплоизоляцию, чтобы вода не отдавала тепло стенкам бака. Лучше всего изолировать его с помощью теплоизоляционных материалов современного типа, так как они способны удерживать тепло в течение длительного времени. В принципе, толщины теплоизоляции, равной 10 см, будет вполне достаточно. Если же конструкция будет получаться чересчур громоздкой, то толщину этого слоя можно сделать несколько меньше.

Необходимые материалы и инструменты

Перед началом работы следует запастись всем необходимым, чтобы все находилось под рукой:

• Листовой утеплитель (наиболее качественным изделием на сегодняшний день является минеральная вата) – будет вполне достаточно 20-ти квадратных метров;
• Патрубки подходящего диаметра, по которым теплоноситель будет заходить в бак;
• Медные трубки или ТЭН;
• Цементно-песчаный раствор или бетонная плита подходящей толщины;
• Фольгированный скотч;
• Листовой металл – можно взять оцинкованную жесть, так как она не ржавеет и не поддается коррозионным процессам.

Схема подключения теплоаккумулятора

Изготовление

Когда все необходимые расчеты произведены, удалось определиться с объемом теплового аккумулятора, а под рукой есть все необходимое для сборки, можно начинать собирать саму конструкцию.

Если роль теплового аккумулятора будет выполнять металлическая бочка, то ее сначала следует полностью очистить от мусора, ржавчины и прочих загрязнений. Желательно также обработать изделие антикоррозийными составами хотя бы изнутри, но лучше и снаружи покрыть ими, чтобы ржавчина не образовывалась в течение как можно большего времени.

Для этого лучше взять ортофосфорную кислоту, покрыть ей поверхность металла, а затем для лучшей гидроизоляции обработать бочку четырьмя или даже пятью слоями грунтовки.

На следующем этапе следует позаботиться о том, чтобы тепло не уходило из бочки. Это нужно для того, чтобы вода оставалась подходящей температуры в течение длительного периода времени. Кроме того, теплоизоляция предназначена для недопущения нагрева окружающего аккумулятор воздуха. Это позволит значительно сэкономить энергию.

Если минеральную вату достать не удалось, то вместо нее можно взять пенопласт, толщина которого должна составлять не более 10 см. С этим материалом довольно легко работать – резать и крепить. Более того, он достаточно легкий.

В случае с минеральной ватой закреплять ее придется при помощи фольгированного скотча, плотность этого утеплителя значительно выше. При необходимости можно изготовить дополнительный внешний кожух из жести или другого листового металла.

В дальнейшем следует сделать змеевик, внутри которого будет перемещаться теплоноситель. Он изготавливается из медных трубок, диаметр которых должен быть не более 30 мм. Длина этого элемента конструкции напрямую зависит от того, насколько большого объема получился теплоаккумулятор. В среднем тратится порядка 15 метров этой трубы. Этот элемент должен быть подключен к котлу, так как по нему будет проходить горячая вода. Холодная вода, расположенная в баке, начнет разогреваться именно благодаря данному змеевику.

Конструкция практически полностью готова. Нужно проделать два отверстия, через которые будут подводиться подводящие и отводящие патрубки. На них в дальнейшем нужно будет установить запорную арматуру.

На место, где будет установлена данная бочка, следует положить бетонную плиту или же изготовить какое-нибудь иное жесткое основание, чтобы конструкция в процессе эксплуатации не сошла со своего места. Его можно выложить из кирпича или же залить пол бетоном самостоятельно.

Инструкция по изготовлению теплоаккумулятора

Модернизация теплоаккумулятора

Ранее была описана классическая конструкция теплоаккумулятора, однако есть несколько элементарных хитростей, с помощью которых можно сделать работу данного устройства более эффективной и экономичной:

• Снизу можно разместить еще один теплообменник, функционирование которого будет базироваться на использование солнечных коллекторов. Этот вариант подойдет для пользователей, которые предпочитают экологически чистую энергию;
• Если система отопления обладает несколькими контурами работы, то лучше всего разделить бочку внутри на несколько секций. Это позволит в дальнейшем сохранять температуру на весьма приемлемом уровне в течение максимально долгого времени;
• Если позволяют финансовые средства, то в качестве утеплителя можно взять пенополиуретан. Этот материал стоит намного дороже, однако он удерживает тепло значительно лучше. Вода будет сохранять температуру в течение очень долгого времени;
• Можно установить сразу несколько патрубков, которые позволят сделать систему отопления более сложной, оборудовать ее сразу несколькими контурами;
• Разрешается установить дополнительный теплообменник вместе с основным. Вода, разогревающаяся в нем, будет использоваться для разного рода бытовых нужд – это достаточно удобно.

Как подключить

На начальном этапе следует установить котел согласно схеме. На трубу, которая будет идти к накопителю, нужно будет поставить специальную группу безопасности и трехходовой клапан, чтобы не допустить возникновения конденсата. В дальнейшем к системе следует подключить теплоаккумулятор, а к трубе, выходящей из него, нужно будет присоединить трехходовой смесительный кран.

Теплоаккумулятор не обойдется без установки циркуляционного насоса, который должен быть оснащен релейным термостатом с погружной гильзой. Также следует устанавливать два обратных клапана.

Блиц-советы

• Теплоаккумуляторы на сегодняшний день набирают все большую и большую популярность во многом благодаря таким своим характеристикам, как эффективность и экономность.
• Загружать топливо в котел, подключенный к системе отопления с интегрированным теплоаккумулятором, можно раз в сутки, а если конструкция будет более совершенной, то топливо придется добавлять один раз в несколько дней.
• Первый запуск котла следует проводить в присутствии соответствующих специалистов. Они должны будут проконтролировать, насколько правильно работает вся система, есть ли циркуляция воды в отоплении, нет ли протечек, достаточно ли хорошо утеплен тепловой аккумулятор и так далее.
• Теплоаккумулятор может прекрасно сочетаться с котлами, работающими на газе или на электричестве.

Тепловой аккумулятор для отопления своими руками, схема подключения аккумулятора тепла

Во время обогрева дома нередко случается, что в дневное время суток есть возможность вырабатывать тепло с излишком, а в ночное его не хватает. Бывает и прямо противоположная ситуация, при которой выгоднее пользоваться отоплением ночью. Подобные моменты поможет сгладить тепловой аккумулятор для отопления. Но надо знать, как его правильно подобрать, установить и подключить к системе. Подробную информацию по этой теме вы сможете почерпнуть из данной статьи.

Когда нужен аккумулятор тепла

Этот нехитрый элемент отопительной системы в виде утепленного резервуара с водой рекомендуется устанавливать в таких случаях:

• для максимально эффективной работы твердотопливного котла;
• совместно с электрическим генератором тепла, функционирующим по сниженному ночному тарифу.

Для справки. Также существуют водяные аккумуляторы тепла для теплиц, применяемые для сохранения солнечной энергии, полученной в течение дня.

Эксплуатация котлов на твердом топливе имеет свои особенности. Теплогенератор действует с высоким КПД только при работе на максимальных режимах, если перекрывать ему воздух для понижения температуры в топке, то и эффективность работы тоже снижается. Немало забот домовладельцу доставляет и периодичность топки, дрова прогорели – надо загружать новые, делать это среди ночи крайне неудобно. Выход прост: нужен бак-аккумулятор, накапливающий сгенерированное ранее тепло для использования его после прогорания дров в топливнике.

Противоположная ситуация возникает с котлом электрическим, подключенным к сети через многотарифный счетчик. Чтобы сэкономить, нужно получить максимум тепла ночью, когда тариф низкий, а днем электроэнергию не использовать. И здесь тепловой аккумулятор в системе отопления позволит организовать оптимальный график работы источника тепла, выдавая в систему горячую воду, пока теплогенератор бездействует.

Важно. Для совместной работы с тепловым аккумулятором котел должен иметь не менее чем полуторный запас по тепловой мощности. Иначе он не сможет одновременно прогревать воду в отопительной системе и накопительной емкости.

Похожая ситуация с излишками тепла возникает в теплицах, в дневное время их даже проветривают. С целью накопления солнечной энергии для использования ночью можно использовать простейший аккумулятор тепла Лежебока для обогрева грунта. Это черный полимерный рукав, наполненный водой и проложенный прямо по грядке, он не дает грунту остывать в ночное время. Для поглощения большего количества тепла внутри теплицы размещают бочки с водой, окрашенные в черный цвет.

Расчет теплового аккумулятора

Емкость для накопления тепловой энергии можно как приобрести в готовом виде, так и сделать самостоятельно. Но возникает закономерный вопрос: а какой вместительности должен быть резервуар? Ведь маленький бак не даст должного эффекта, а слишком большой влетит в копеечку. Ответ на этот вопрос поможет найти расчет теплового аккумулятора, но сначала надо определить исходные параметры для вычислений:

• тепловые потери дома или его квадратура;
• длительность бездействия основного источника тепла.

Определим вместительность аккумулирующей емкости на примере стандартного дома площадью 100 м2, для обогрева которого требуется количество тепла в размере 10 кВт. Предположим, что чистое время простоя котла составляет 6 часов, средняя температура теплоносителя в системе – 60 °С. По логике, в промежуток времени, пока отопительный агрегат бездействует, аккумулятор должен отдавать в систему 10 кВт каждый час, всего выходит 10 х 6 = 60 кВт. Это количество энергии, что следует накопить.

Поскольку температура в баке должна быть как можно выше, для вычислений примем значение 90 °С, на большее бытовые котлы все равно неспособны. Потребная емкость теплового аккумулятора, выраженная в массе воды, рассчитывается так:

• m = Q / 0. 0012 Δt

В этой формуле:

• Q – количество накапливаемой тепловой энергии, у нас это 60 кВт;
• 0.0012 кВт / кг ºС – это удельная теплоемкость воды, в более привычных единицах измерения – 4.187 кДж / кг ºС;
• Δt – разница между максимальной температурой теплоносителя в резервуаре и отопительной системе, ºС.

Итак, водяной аккумулятор должен вмещать 60 / 0.0012 (90 – 60) = 1667 кг воды, по объему это примерно 1.7 м3. Но тут есть один момент: расчет производится при самой низкой температуре на улице, что бывает нечасто, исключая северные регионы. Кроме того, по истечении 6 часов вода в баке остынет только до 60 ºС, значит, при отсутствии холодов аккумулятор можно «разряжать» и дальше, пока температура не упадет до 40 ºС. Отсюда вывод: для дома площадью 100 м2 хватит накопительной емкости объемом 1.5 м3, если котел будет бездействовать 6 часов.

Рекомендации по изготовлению

Из предыдущего раздела следует, что обычной бочкой на 200 л отделаться не удастся, разве только ее вместительность — не менее полкуба. Этого хватит для домика площадью 30 м2, и то ненадолго. Чтобы не тратить время и силы впустую, надо в

С точки зрения размещения в котельной лучше делать емкость прямоугольной формы. Размеры – произвольные, главное, чтобы их произведение равнялось расчетному объему. Идеальный вариант – бак из нержавейки, но подойдет и обычный металл.

Вверху и внизу тепловой аккумулятор, сделанный своими руками, нужно снабдить патрубками для присоединения к системе. Чтобы давлением воды стальные стенки не выпирало наружу, конструкцию необходимо ужесточить ребрами или перемычками.

Бак–аккумулятор нужно хорошенько утеплить, в том числе снизу. Для этой цели подойдет пенопласт плотностью 15—25 кг/м3 либо минеральная вата в плитах не менее 105 кг/м3 плотности. Оптимальная толщина теплоизоляционного слоя – 100 мм. Получившийся аппарат, наполненный теплоносителем, будет иметь приличный вес, так что для его монтажа потребуется фундамент.

Совет. Если требуется емкость для самотечной отопительной системы, то ее следует установить своими руками на металлическую подставку, не забыв утеплить нижнюю часть. Цель – поднять резервуар выше уровня батарей.

Схема подключения

После установки резервуара на место надо его правильно присоединить к сети трубопроводов. Наиболее популярна стандартная схема подключения теплового аккумулятора, показанная на рисунке:

Для ее реализации понадобится 2 циркуляционных насоса и столько же трехходовых клапанов. Насосы обеспечивают циркуляцию в раздельных контурах, а клапаны – необходимую температуру. В котловом контуре она не должна опускаться ниже 55 ºС, дабы избежать появления конденсата в твердотопливном котле, этим и занимается клапан в левой части схемы.

Теплоноситель в трубопроводах отопления нагревается в зависимости от потребности в тепле, а потому подключение теплового аккумулятора с другой стороны осуществляется также через смесительный узел. Клапан может управлять температурой воды в автоматическом режиме, ориентируясь на датчик или с помощью терморегулятора. Одна из схем системы отопления с аккумулятором тепла (буферной емкостью) представлена на видео.

Заключение

Емкость, аккумулирующая тепло, может заметно облегчить жизнь владельцам твердотопливных котлов. Им не придется беспокоиться о загрузке топлива в ночное время, а это большой плюс. Да и сам теплогенератор станет работать в экономичном режиме, развивая наибольший КПД. Что касается котлов электрических, то тут выгода при установке накопителя очевидна.

Безрезервуарные змеевики и косвенные водонагреватели

Изображение

Косвенные водонагреватели, иногда называемые интегрированными или комбинированными системами водяного отопления и обогрева помещений, используют домашнюю систему отопления помещений для нагрева воды.

Косвенные водонагреватели

Изображение

Косвенные водонагреватели являются более эффективным выбором для большинства домов, даже если для них требуется накопительный бак. Косвенный водонагреватель использует основную печь или котел для нагрева жидкости, которая циркулирует через теплообменник в накопительном баке. Косвенный водонагреватель, если он используется с высокоэффективным бойлером и баком с хорошей изоляцией, может быть наименее дорогим средством обеспечения горячей водой, особенно если бойлер источника тепла настроен на «холодный пуск».

Косвенные водонагреватели являются более эффективным выбором для большинства домов, даже если для них требуется накопительный бак. Косвенный водонагреватель использует основную печь или котел для нагрева жидкости, которая циркулирует через теплообменник в накопительном баке. Энергия, запасенная баком для воды, позволяет печи реже выключаться и включаться, что экономит электроэнергию. Косвенный водонагреватель, если он используется с высокоэффективным бойлером и баком с хорошей изоляцией, может быть наименее дорогим средством обеспечения горячей водой, особенно если бойлер источника тепла настроен на «холодный пуск».

Косвенные системы могут работать на газе, нефти, пропане, электричестве, солнечной энергии или их комбинации.

Проточные змеевиковые водонагреватели

Изображение

Безбаковый змеевиковый водонагреватель обеспечивает подачу горячей воды без бака. Когда кран горячей воды открыт, вода нагревается, проходя через нагревательный змеевик или теплообменник, установленный в главной печи или котле. Безбаковые змеевиковые водонагреватели наиболее эффективны в холодные месяцы, когда система отопления используется регулярно, но могут быть неэффективным выбором для многих домов, особенно в более теплом климате. Безрезервуарные системы обычно работают на электричестве, жидком топливе или газе. Эти системы водяного отопления работают с системами принудительной подачи воздуха и водяными или лучистыми системами обогрева пола.

Выбор комбинированной системы водяного отопления и отопления помещений

Интегрированные или комбинированные системы водяного отопления и отопления помещений обычно стоят дороже, чем отдельный водонагреватель и печь или бойлер, но затраты на установку и техническое обслуживание могут быть меньше. Например, вам не потребуется несколько подключений к инженерным сетям, так как есть один источник тепла. Также не так много движущихся частей, которые нужно обслуживать или обслуживать. Некоторые из этих высокоэффективных систем могут обеспечить более низкие затраты на коммунальные услуги.

Большинство комбинированных систем водяного отопления и отопления помещений обычно проектируются для нового строительства. Тем не менее, есть некоторые модернизированные устройства, которые могут работать с существующим водонагревателем.

При выборе системы необходимо учитывать ее размер. Расчет комбинированной системы включает некоторые другие расчеты, чем те, которые используются для расчета отдельной системы водяного отопления или отопления помещений. Лучше всего обратиться к квалифицированному специалисту по сантехнике и отоплению.

Чтобы определить энергоэффективность комбинированной системы водоснабжения и отопления помещений, используйте рейтинг эффективности комбинированного прибора (CAE). Чем выше число, тем выше энергоэффективность. Рейтинг эффективности комбинированного прибора варьируется от 0,59 додо 0,90.

Установка и техническое обслуживание системы

Надлежащая установка и техническое обслуживание комбинированной системы водяного отопления и отопления помещений может оптимизировать ее энергоэффективность.

Правильная установка вашей системы зависит от многих факторов. Эти факторы включают тип топлива, климат, требования местных строительных норм и правил и вопросы безопасности. Поэтому лучше всего, чтобы квалифицированный подрядчик по сантехнике и отоплению справился с установкой. При выборе подрядчика обязательно сделайте следующее:

• Запросить смету расходов в письменной форме
• Спросите рекомендации
• Проверьте компанию в местном Better Business Bureau
• Узнайте, получит ли компания при необходимости местное разрешение и понимает ли местные строительные нормы и правила и т. д.

Периодическое техническое обслуживание вашей системы может значительно продлить срок службы вашего водонагревателя и свести к минимуму потерю эффективности. Проконсультируйтесь с вашим установщиком и прочтите руководство пользователя для конкретных рекомендаций по техническому обслуживанию.

Повышение энергоэффективности

После того, как ваша комбинированная система будет правильно установлена ​​и обслуживается, попробуйте некоторые дополнительные стратегии энергосбережения для нагрева воды, отопления и охлаждения помещений, чтобы снизить счета за коммунальные услуги.

Установка теплового насоса своими руками – бесплатное отопление и охлаждение на всю жизнь?

Произведение искусства.

Большинству пользователей Интернета Мистер Денежный Усик известен как причудливый финансист, досрочно ушедший на пенсию, и этот блог посвящен Деньги.

Но на самом деле я не финансист — человек, который большую часть своего времени посвящает оптимизации денег. Я больше общего Life Engineer — тот, кто пытается оптимизировать все веселое и интересное в жизни, и деньги как раз одна из таких вещей.

Оптимизация означает получение максимальной пользы от чего-либо – будь то деньги, время, здоровье или счастье, при минимизации потерь. Это то, что позволяет нам принимать решения в духе «выиграл/выиграл» (например, что делает вас богаче и здоровее и счастливее), а не идти на компромиссы «выигрыш/проигрыш» (отказ от того, что вам действительно нравится, просто чтобы сэкономить или заработать больше денег)

Одной из беспроигрышных вещей для меня всегда была оптимизация моих собственных домов и зданий, чтобы они были более удобными и стильными, при этом обходясь меньшими затратами на владение и обслуживание, а также на обогрев и охлаждение. В конце концов, из всех возможных решений ваш выбор дома может оказать наибольшее влияние как на ваше финансовое, так и на эмоциональное благополучие. Приобретите разумный дом по адресу рядом с вашими друзьями и работой, , и у вас отличное начало.

 Так или иначе, этим прошлым летом все мои любимые факторы оптимизации, обучения, усилий, экономии дерьмовых тонн денег и сокращения количества отходов и загрязнения объединились в форме установки теплового насоса своими руками в нашем коммерческом здании в центре города, дом коворкинга MMM HQ.

Чем интересны тепловые насосы?

Тепловые насосы — это технология, которая недавно вышла в прайм-тайм и вот-вот изменит все, что касается домов, точно так же, как iPhone сделал с индустрией высоких технологий около двенадцати лет назад, и точно так же, как электромобили делают с транспортом прямо сейчас. Причина в том, что они обладают следующими фундаментальными преимуществами:

• Тепловые насосы выполняют двойную функцию по обогреву и охлаждению любого здания лучше, чем наши существующие системы, но только с одним агрегатом.
• Они очень просты в установке и намного дешевле в эксплуатации. Они также позволяют строить дома и здания дешевле (меньше материалов и рабочей силы).
• Они устраняют большую часть мирового загрязнения, вызванного сжиганием нефти или газа для получения тепла (при условии, что вы получаете электричество из экологически чистых источников).
• И да, в настоящее время они работают практически во всех климатических условиях (до -20F / -29C): технические усовершенствования разрушили старое ограничение, когда они работали только в местах без настоящей зимы.

Каким образом тепловой насос волшебным образом высасывает тепло из холодного воздуха?

Тепловые насосы экономят деньги и энергию, потому что они не производят тепло напрямую , как старый электрический обогреватель плинтуса. В основном это просто тепло, перемещающееся вокруг — изнутри наружу летом и снаружи внутрь зимой.

Многим эта вторая ситуация кажется волшебством, но это только из-за нашего искаженного восприятия людей — существ, которые эволюционировали в теплых тропиках планеты Земля. Действительно, даже в зимнем воздухе много тепла — если смотреть глазами физики:

Каждое место на нашей питающей жизнь Земле содержит большое количество тепловой энергии (в градусах Кельвина), а это значит, что ее часть легко собрать.

Таким образом, современный тепловой насос может легко всасывать тепло даже из холодного воздуха. Делается это так:

летний и зимний режимы теплового насоса. Ключ ко всему — холодильникам, кондиционерам и тепловым насосам — заключается в том, что газообразный хладагент отдает тепло (нагревается), когда вы его сжимаете, и поглощает тепло (остывает), когда вы его расширяете.

Знаете, что еще делает этот точно такой же трюк? Ваш собственный МОРОЗИЛЬНИК! Эти вещи обычно поддерживают внутреннюю температуру около -10F, что означает, что каким-то образом высасывает тепло из воздуха даже при минусовых температурах, откачивая его к расположенным внизу змеевикам, обдувая их вентилятором. И если вы поместите туда руку, чтобы почувствовать этот воздушный поток, что вы почувствуете? Тепло!

Покажи мне деньги

Вот наша история счетов за газ – Фу! Наиболее важным является тот факт, что ежемесячная плата за ничего не ALONE поднялась до 40 долларов. 480 долларов в год еще до того, как вы получите хоть какое-то тепло!

Прежде чем мы перейдем к реальным деталям, посмотрите краткие цифры для теплового насоса, который я только что установил. Обратите внимание, что я живу в Колорадо, где очень жарко и умеренно холодно — примерно то, что вы ожидаете от нашего положения на полпути между Мэном и Калифорнией.

• Стоимость системы, включая все материалы для установки: около 4500 долларов
• Предыдущий годовой счет за газ в моем доме: 951
• Наш новый годовой счет за отопление и охлаждение (оценочный): 275 65 долларов в год
  

  1

  сбережения: $676

Годовая рентабельность инвестиций (ROI): 15%

.

Еще лучше: годовая цифра в 275 долларов за наше потребление электроэнергии — это то, что мы заплатил бы , если бы нам пришлось покупать всю нашу электроэнергию вне сети по 10 центов за кВтч. Но поскольку мы генерируем излишки энергии из нашей солнечной батареи, наша себестоимость намного меньше.

Можно даже сказать, что все наше отопление и охлаждение «бесплатны» на постоянной основе, хотя мы потратили 5000 долларов на создание солнечной установки мощностью 5,5 кВт.

Так действительно ли тепловой насос можно сделать своими руками?

Наша монтажная группа празднует окончание успешного проекта. Справедливости ради Мистер 1500 и я оба довольно опытные торговцы, но этот проект показался нам относительно простым.

Одним словом: да, если вы достаточно компетентный мастер-сделай сам и выбираете комплект для теплового насоса, который можно сделать своими руками. Это значительно проще, чем установить газовую печь или металлическую крышу, но не так просто, как собрать мебель из ИКЕА.

Наша первая установка заняла около 16 человеко-часов основной работы (два человека работали полный день). Кроме того, я провел еще около шестнадцати пыльных часов, модернизируя воздуховоды и изготавливая нестандартные металлические формы для направления воздуха, потому что наш коворкинг был настолько стар, что оригинальные воздуховоды из асбеста и мышиного дерьма просто не стоили сохранения.

Хм.. Хорошо, да, я думаю, что я пойду дальше и заменю эти воздуховоды.

Ценность того, чтобы сделать это самостоятельно, заключается в том, что работа с печью является одной из самых больших отдачи от вашего времени в качестве домовладельца. Там, где я живу, даже замена газовой плиты + кондиционера может стоить 10 000 долларов. И хотя аппаратное обеспечение теплового насоса стоит примерно столько же, сколько обычная печь + кондиционер (4000 долларов США), компании любят брать больше за более новое оборудование (или, что еще хуже, пытаются убедить вас, что вы глупы, даже спрашивая об этом). !).

Другими словами, даже с консервативной точки зрения, при базовой установке вы экономите около 6000 долларов в обмен на 16 часов работы, что составляет солидные 375 долларов в час.

Но подождите! Не забывайте о скидках!

Даже если вы не мастер, есть несколько хороших программ, которые помогут субсидировать стоимость такого обновления. Агентство по охране окружающей среды США предлагает федеральные налоговые льготы для многих вещей, включая тепловые насосы, а местные агентства имеют свои собственные программы — например, соседний Форт-Коллинз скинет 2200 долларов на установку, подобную нашей, что может покрыть большую часть стоимости профессиональной установки.

.

Итак, если вы готовы перейти на тепловой насос, вам нужна либо честная компания HVAC, которая установит для вас машину по разумной цене и будет взимать с вас разумную почасовую ставку. Или вам нужно напрячь свои Денежные Усы на проекте и сделать это самостоятельно.

Конечно, я, как всегда, выбрал последний вариант, так что давайте углубимся в детали нашей установки!

Шаг первый: выбор теплового насоса

Здесь нужно учитывать две вещи: физический размер и тепловую мощность.

Размер и форма внутренней части (обработчик воздуха) новой системы должны быть аналогичны вашей старой печи, или у вас должен быть план, как адаптировать новую печь для продувки ваших старых труб. Как вы увидите ниже, я решил сделать адаптацию.

Что касается тепловой мощности, то старая печь имела мощность «100 000 БТЕ», что является мерой количества природного газа, которое она может всосать и сжечь каждый час. Поскольку КПД составлял всего около 75%, тепловая мощность составляла около 75 000 БТЕ (настоящими единицами здесь являются архаичные «британские тепловые единицы в час», но все, что вам действительно нужно знать, это то, что этого все еще более чем достаточно, чтобы поддерживать наши дырявое, растянутое кирпичное здание площадью 2400 квадратных футов легко согревает даже в самые холодные зимы.)

В самой экстремальной ситуации (для нас это будет 24-часовой период, когда температура чуть выше 0°F, а обычно это происходит не реже одного раза в несколько лет), я измерил, что наша старая печь работала около 8 часов. часов в день, что означает, что наши средние потери тепла непрерывно составляли около 25 000 БТЕ (75 000, умноженные на ⅓ общего количества часов в день)

Что касается охлаждения, то у нас практически не было кондиционеров. Всего несколько дрянных переносных блоков, разбросанных по всему зданию, с общей мощностью охлаждения около 20 000 БТЕ. Этого было недостаточно, чтобы победить жару в случае полностью занятого здания в день с температурой 100F.

Таким образом, решение для меня было довольно простым: самая большая комбинированная система обогрева/охлаждения Mr. Cool «Universal», для которой я начал удобно видеть рекламу Google везде, как только начал свое исследование. Эта красота хороша примерно на 60 000 BTU как на нагрев, так и на охлаждение, что также можно было бы выразить в еще более архаичной форме «5 тонн»

Поэтому я купил вариант, обведенный выше. В моем случае я разместил заказ через веб-сайт Home Depot с бесплатной опцией «доставка в магазин», но вы также можете попробовать местный Lowe’s, Alpine Home Air хорош, и Ingrams теперь продает это устройство (включая требуемые 25 футов). lineset) через Amazon.

Шаг второй: Снимите старую печь

Эта часть была довольно простой, за исключением того, что нужно было вынести этот старый железный блок из подвала.

Совет по безопасности: Убедитесь, что вы отключили подачу газа и электричества к вашей печи, прежде чем возиться с ней, а также откройте некоторые окна и включите вентилятор, чтобы удалить остатки газа, когда вы отсоединяете трубы.

Но после того, как вы благополучно его отключите, все будет так же просто, как аккуратно отвинтить, отвинтить и отрезать части старой печи (при этом бережно сохраняя существующие воздуховоды), пока вы полностью не удалите старую. Вы можете продать или подарить его на Craigslist или бесплатно сдать на заводе по переработке металла.

Прощай, старая печь, пусть твоя сталь найдет новую веселую жизнь где-нибудь еще.

Шаг второй: адаптируйте воздуховод по мере необходимости

Вверху слева: коробку адаптера для выходного воздуха, которую я сделал для направления воздуха в нужные места. Справа: Сборный фильтр/блок ввода, который я купил у своего соседа (который тоже строитель). № Внизу: № Вы можете видеть, как эти две детали встают на свои места вместе с горизонтально установленным устройством обработки воздуха теплового насоса.

Если вам повезет (старая печь и новый тепловой насос почти одного размера), этот шаг будет легким. Вы просто подсоединяете возвратный воздуховод к нижней части машины, а подающий воздуховод к верхней части. Однако мне не повезло.

Из-за того, что потолок в нашем подвале очень низкий, мне пришлось установить тепловой насос горизонтально (он спроектирован таким образом), а затем сделать несколько переходников, чтобы воздух мог течь так, как мне нужно. Вдобавок ко всему, большинство наших воздуховодов разваливались, имели плохую форму и были бесполезны, поэтому я отремонтировал или заменил несколько из них, пока был в процессе. Это потребовало много работы, но моими самыми большими союзниками были огромный рулон широкой армированной серебряной ленты и простые инструменты из листового металла, такие как ножницы, угловая шлифовальная машина, саморезы, хорошая дыхательная маска, налобный фонарь и рабочие перчатки.

Вот еще один переходник, который я сделал для подачи воздуха. Пышная коробка ниже была спасена от старого воздуховода, но я добавил торцевую крышку и два 7-дюймовых выхода воздуха, чтобы разорвать этот поток воздуха и обслуживать две разные части здания.

Шаг третий: Установка нового теплового насоса

Выполняется установка воздуховода. Хорошо, я признаю, что это выглядит немного неоднородно, но это прекрасно работает! Такая работа — это компромисс между временем, стоимостью и красотой. Поскольку это старое здание, которое, вероятно, будет снесено и заменено роскошным многофункциональным жилым комплексом, когда мы его продадим, я стараюсь, чтобы все было функционально, но просто. В элитном постоянном доме вам потребуется больше времени, чтобы сделать воздуховоды красивыми.

Помимо того, что эта штука тяжелая (наша весила около 250 фунтов), это соединение на удивление легко, если у вас есть готовые воздуховоды. Вы просто привинчиваете и герметизируете коробки из листового металла к нижней и верхней части теплового насоса. И в этот момент вы должны волноваться, потому что конец близок.

Шаг четвертый: Разместите наружный блок там, где вы хотите

Поскольку наружный блок весит еще 300 фунтов, вам понадобится высококачественная тележка и несколько ремней с храповым механизмом, а также сильный друг, который поможет вам справиться это на место. Ваша цель — поставить эту штуку где-нибудь рядом с вашим домом, чтобы она не мешала, но также и рядом с тем местом, где вы только что разместили вентиляционную установку в подвале. Затем вам нужен набор строк, достаточно длинный, чтобы соединить их вместе, а более короткий, как правило, лучше как по соображениям стоимости, так и по причинам производительности (мы использовали 35-футовый колонтитул).

Мы поставили наш конденсатор на пару прочных, ровных бетонных подушек.

Шаг пятый: прокладка линии

Вам необходимо отверстие диаметром около 4 дюймов в вашем доме, чтобы пропустить изолированную линию. Поскольку наше здание построено из кирпича, мне понадобился этот сумасшедший бур для каменной кладки — надеюсь, у вас получится проще! ПРИМЕЧАНИЕ: это незавершенное изображение, позже я закрыл эти линии защитной стальной коробкой.

Линейка представляет собой пару гибких медных трубок, обернутых изоляцией. Они громоздкие, поэтому даже наш 35-футовый телевизор был упакован в БОЛЬШОЙ рулон размером с телевизионную коробку с большим экраном. Вам нужно аккуратно развернуть и выпрямить его, а затем вставить через отверстие диаметром примерно 4 дюйма, которое вы просверлите в стене вашего дома, чтобы вы могли подключить конденсатор снаружи к блоку обработки воздуха внутри.

У нас была дополнительная задача: пробить КИРПИЧНУЮ СТЕНУ толщиной восемь дюймов, поэтому мне пришлось потратить немало времени на тренировки, борясь с этой массивной бетонной коронкой, прикрепленной к низкоскоростной дрели с высоким крутящим моментом.

Скручивание комплекта трубопроводов перед выпуском газа (и затем проверка на наличие утечек). С каждой стороны линии всего две гайки.

После того, как комплект трубопроводов будет установлен, соединение будет освежающе простым: вы тщательно следуйте инструкциям, чтобы затянуть нужные гайки с помощью гаечного ключа, открыть несколько клапанов с помощью аланского ключа, и вы услышите освежающий PSSSSsssssssshhhh, когда хладагент выпущен в систему. (Это та часть, которую обычно должен делать специалист по ОВиКВ, мистер Кул решает эту проблему, используя специальные клапаны и предварительно заряженные трубопроводы. Это дороже, но оно того стоит, учитывая экономию времени и труда!)

Последний этап: прокладка электрических проводов

Сверление отверстия для электрического провода (который мы проложили в кабелепроводе, новый 40-амперный выключатель, проводка внутри блока, включая термостат, Карл отмечает завершение прокладки проводки наружного блока.

Это будет варьироваться в зависимости от системы, но наша требовала следующую проводку, которую я передал моему партнеру г-ну 1500: провод калибра и добавление в коробку выключателя на 40 ампер)

И, наконец, такой же провод термостата между внутренним блоком и вашим термостатом. Мы воспользовались возможностью, чтобы перейти на супер-красивый интеллектуальный Wi-Fi-термостат Ecobee Lite , который я теперь использую (и люблю) во всех своих проектах.

Круг Победы: Зажигай!

Он жив!

Мы тщательно выполнили все эти шаги, а затем с большой помпой включили выключатели: УСПЕХ! – Ecobee загорелся и начал показывать нам экраны настройки. После завершения мы снизили желаемую температуру в надежде испытать столь необходимое кондиционирование воздуха в этот жаркий июльский день.

И ничего не произошло. Мы побежали к внешнему блоку и обнаружили, что он просто стоит там, с горящими светодиодами, но больше ничего не происходит.

Мы оба начали потеть пулями. Неужели мы совершили глупую ошибку и купили неисправный прибор? Мы что-то напортачили при установке?

Нет, оказывается, между первой активацией и моментом, когда Мистер Кул начинает охлаждение, просто трехминутная задержка. Очень медленно и очень грациозно большие лопасти вентилятора начали вращаться, аааааааааааааааааааааааааааалально, ускоряясь, а гул компрессора был таким тихим фоном, что мне пришлось приложить ухо к этой штуке, чтобы убедиться, что она действительно работает.

Но мальчик это когда-нибудь работало – мы забежали внутрь и обнаружили, что этот ледяной холодный воздух был просто выдуваемым из каждого из семи больших вентиляционных отверстий, разбросанных по всему нашему зданию, и испепеляющий горячий воздух теперь вырывался из наружный блок. Мы мгновенно победили летнюю жару, и все внутри приветствовали эту новую роскошь.

Эпилог, три месяца спустя: насколько хорошо это работает?

Сцена из «Необычайного события» — серии лекций и занятий, которые длятся выходные, с участием основателей бизнес-школы Rebel Алана и Кэти Доноган. Видео скоро будет на моем Youtube канале!

В течение оставшейся части лета мы с удовольствием тестировали эту систему, и она зарекомендовала себя как невероятная охлаждающая машина. У нас было несколько мероприятий, на которых собралось более пятидесяти горячих тел для некоторых наших деловых и общественных мероприятий, в то время как температура на улице была в 90-х годах, и мы смогли без особых усилий поддерживать комфорт.

Следующим испытанием, конечно же, будет зима. Здесь, в начале октября, у нас есть , только что свернули за угол, где зданию требовалось совсем немного тепла, чтобы начать утро. С помощью нескольких нажатий на телефонное приложение Ecobee я смог переключить систему в режим нагрева и запустить ее. Он отлично работал – нагревал здание быстро и бесшумно.

Но я буду обновлять эту статью по мере того, как мы переходим в более прохладные времена года. Я ожидаю, что он продолжит работать просто великолепно, но будет интересно проверить и обнадежить скептиков, когда мы увидим это своими глазами.

Очень интересная деталь: сколько электроэнергии он потребляет?

Скриншоты из приложения отслеживания энергии Emporia

Конечно, будучи МММ, я не был доволен тем, чтобы просто сидеть сложа руки и впитывать прохладный ветерок достижений. Мне нужен был последний бит данных — отчет о том, сколько энергии потреблял этот тепловой насос как в режиме нагрева, так и в режиме охлаждения, чтобы мы могли лучше оценить, сколько денег он сэкономил нам за эти годы.

Итак, я установил систему под названием Emporia Energy Monitor на печатную плату, которая в настоящее время является лучшей на рынке для такого хорошо спроектированного устройства. Это позволяет мне отслеживать и записывать все детали потока энергии — через каждую цепь в доме , если я захочу это сделать. Пока он просто присматривает за тепловым насосом.

Я обнаружил, что в режиме охлаждения Mr. Cool постоянно потребляет около 2600 Вт (примерно столько же, сколько два больших оконных кондиционера), что составляет 26 центов за час электроэнергии. Я обнаружил, что в самые жаркие дни с наибольшим количеством людей система работала около шести часов, то есть наше пиковое потребление электроэнергии составляло 9 часов.0065 всего около 1,50 доллара в день!

Для меня это было довольно примечательно — это был 35-градусный день с 50 людьми в здании, что примерно эквивалентно попытке охладить ресторан среднего размера в Техасе. Тем не менее, даже если бы мы повторяли эту экстремальную ситуацию каждый день, наш счет за кондиционирование воздуха составил бы всего около долларов США в месяц!

Я обнаружил, что режим нагрева был немного более жадным, с потреблением 4000 Вт или 40 центов в час. Основываясь на моих предыдущих оценках потерь тепла в самые холодные из возможных дней, мы могли бы работать около 18 часов в день, что составило бы 7,20 доллара за электроэнергию. Таким образом, если бы штаб-квартира была перемещена в чрезвычайно холодный климат и погрузилась бы в бесконечные условия 0F / -18C в течение всего месяца (что сделало бы его холоднее, чем в Дулуте, штат Миннесота, или в Оттаве, Канада), мы все равно столкнулись бы с счетом за отопление не выше, чем 210 долларов в месяц. Но в более реальных условиях для Колорадо мы могли бы ожидать около половины этого уровня потребления энергии. И конечно это только на месяц-два нашего короткого холодного сезона. В остальное время года обогрев еще проще.

Вывод: тепловые насосы — это бомба

Итак, вот оно: мы мечтали об этом много лет, наконец-то это сделали, и я очень счастлив. Это такая радость даже не иметь счета в газовой компании, и знать, что эта часть наших расходов будет равна нулю, навсегда.