Обогрев дома тепловым насосом воздух-вода

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.

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.

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.

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.

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.

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.

Тепловой насос воздух-вода для отопления дома: принцип работы и видео с отзывом владельца

Перед многими людьми, построившими загородный дом или дачу, возникает вполне резонный вопрос: с помощью чего обогреть свое жилище? Какой вариант отопления будет наиболее оптимальным, если строение находится далеко от коммуникаций?

В таком случае использование теплового насоса будет наиболее эффективным способом обогрева загородного коттеджа или дачного домика.

Тепловой насос для отопления дома – это специальный вид отопительного оборудования, которое собирает рассеянное тепло из окружающей среды и аккумулирует его в тепловую энергию для обогрева жилого помещения.

В этой статье поговорим обо всех особенностях теплового насоса «воздух-вода», а также о важных моментах монтажа этой системы отопления для загородного дома.

Принцип работы

Размещение блоков системы воздух-вода

Внешний блок имеет следующие конструктивные элементы:

Внутренний блок состоит из следующих узлов:

• система управления тепловым насосом;
• циркуляционный насос;
• теплообменник.

Принцип работы теплового насоса заключается в следующих важных моментах:

Принцип действия теплонасоса воздух-вода

Таким образом, можно сделать вывод о том, что работа теплового насоса «воздух-вода» заключается в преобразовании и последующем переносе тепловой энергии из окружающей среды в отопительную систему жилого помещения.

Прочитав эту статью, Вы узнаете все о тепловых насосах грунт-вода.

Плюсы и минусы

Отопительная система с тепловым насосом имеет ряд позитивных достоинств, которые выражаются в следующих важных моментах:

• для вырабатывания тепловой энергии не требуется использование различных видов топлива;
• использование теплового насоса позволяет эффективно обогревать жилое помещение;
• срок эксплуатации составляет более 25 лет, что говорит о надежности использования этого вида отопительного оборудования;
• экологичность теплового насоса заключается в том, что не происходит абсолютно никаких выбросов в окружающую атмосферу;
• в теплое время года существует возможность использования этого устройства в качестве кондиционера;
• простота в управлении тепловым насосом;
• можно использовать в сочетании с другими устройствами возобновляемой энергии.

Тепловые насосы «воздух-вода» имеют один существенный недостаток – это достаточно высокая цена, которая не позволяет широко распространиться отоплению этого вида.

Поэтому очень важно произвести расчет мощности теплового насоса для отопления дома наперед, чтобы просчитать эффективность использования отопительной системы с теплонасосом.

Особенности монтажа

Поскольку отопительная система с тепловым насосом «воздух-вода» — достаточное сложное техническое устройство, то ее монтаж лучше всего доверить высококвалифицированным специалистам.

Если вы решили оборудовать систему своими руками, то необходимо, прежде всего, правильно рассчитать время на установку отопления с тепловым насосом.

Этапы каждого вида монтажных работ могут составлять:

• подготовительные работы ориентировочно будут длиться 1–2 недели;
• установка наружного блока теплового насоса – 3–7 дней;
• оборудование внутреннего блока и монтаж отопительной системы – 1–2 недели;
• запуск и отладка работы – 2–3 дня.

Стоит также помнить, что при установке теплового насоса следует знать особенности монтажа, к которым можно отнести следующие моменты:

1. Внешний блок теплового насоса устанавливается недалеко от жилого помещения на расстоянии от 2 до 10 метров.
2. Желательно над наружным блоком установить навес, который будет защищать устройство от воздействия природных факторов.
3. Место для установки должно быть хорошо проветриваемым и находиться на значительном расстоянии от источников открытого огня.
4. Насос должен устанавливаться на крепкую металлическую основу.
5. Все трубные соединения теплового насоса должны иметь достаточное качество, которое достигается засчет вальцовки концов труб.
6. Монтаж отопительной системы нужно производить, учитывая тот фактор, что температура теплоносителя будет не очень высокой.

Смотрите видео, в котором подробно показан принцип работы теплового насоса воздух-вода, а также отзывы владельца и специалистов:

Тепловой насос: воздух–вода

Основным источником возобновляемой энергии является окружающая среда. По своей сути она есть носитель тепла, которое содержится в неограниченном количестве в воздухе, подземной воде и земле. Человек может использовать их для своих нужд, для чего надлежит установить тепловой насос.

Что это такое

Под формулировкой «тепловой насос» понимается электромеханический прибор. Он применяется для обогрева жилого дома, обеспечения его горячей водой, работы устройства системы кондиционирования. Конструкцию можно создать своими руками, а это позволит до минимума сократить расходы на покупку насоса.

Тепловой насос способен работать в автономном режиме или совместно с другими видами нагревателей, используемых в отопительных системах. Например, дизельным либо газовым котлом, солнечными коллекторами.

Тепловой насос – воздух-вода, применяемый в системе отопления дома, состоит из устройств:

• внешнего блока, представляющего собой наружный инверторный блок. Он походит на стандартную установку, применяемую для кондиционирования помещений. Чтобы защитить ее от атмосферных осадков, можно установить поверх нее козырек;
• внутреннего блока – гидравлического модуля. Конструкция выполнена по принципу ультра устойчивости с вмонтированным в нее регулятором, типа «предиктор-корректор». Он дозволяет автоматически изменять подачу рабочей жидкости по фактической необходимости гидросистемы в реальном времени без перемены фазового сдвига.

Сообразно принципу действия, насос забирает тепло наружного воздуха с целью передачи его потребителю через гидравлический модуль.

Наружный инверторный блок устанавливается на специальных кронштейнах, закрепленных на стене, либо размещается на стальной подставке.

Гидравлический модуль является универсальным гидравлическим приводом, изготовленным в комплекте или индивидуальном варианте. Как правило, он размещается внутри постройки – котельной.

Устройства теплового насоса для отопления дома соединяются между собой:

• двумя медными трубами, предназначенными для перемещения теплоносителя;
• четырехжильным кабелем, который синхронизирует работу двух конструкций.

Диапазон температур рабочего цикла

Для наглядного примера рассмотрены характеристики хладагента R134a. При его применении температура рабочего цикла колеблется в определенных пределах. Они должны быть учтены при проектировании теплового насоса.

Численные значения температур:

• испарение хладагента, температура равна +4°C при поглощении тепла грунта, грунтовых вод – +10°C;
• сжатие газа компрессором – +95°C;
• конденсация газа вследствие передачи тепла в отопительную систему –+65°C;
• термодинамического кругового цикла теплового насоса – +4°C – 95°C.

Основные преимущества

По сравнению с другими конструкциями инверторный тепловой насос обладает рядом преимуществ.

В их число входят:

• экологичность. Обогрев дома производится без выбросов в атмосферу вредных веществ;
• универсальность. Устройство работает как единственный источник тепла, несмотря на то что хорошо функционирует с любой циркуляционной системой. В отопительный сезон он используется в качестве источника тепла, в теплое время года для подачи в помещения охлажденного воздуха;
• надежность. В ходе эксплуатации исключены поломки за счет простоты установки, которая не оснащена множеством электромеханических элементов. Кроме того, ее можно собрать своими руками, что немаловажно;
• экономичность. Высокая теплопроизводительность с КПД, равным 450% дозволяет обогреть и поддерживать тепло в доме без осложнений. Как правило, на водяное отопление тратится много средств. Что касается данного устройства, то отпадает необходимость закупки топлива для отопительной системы.

Как изготовить своими руками тепловой насос

Для частного индивидуального дома, площадь которого более 400 м 2 , применение теплового насоса очень выгодно и удобно. Как показывает практика, конструкция полностью окупается в течение нескольких лет эксплуатации вне зависимости от стоимости.

Принципы разработки и сбора

Конструкцию можно изготовить своими руками, если размеры дома небольшие. Для ее изготовления надлежит купить любой тип компрессора. В качестве конденсатора применяется змеевик, сделанный из медной трубы толщиной не менее 1 мм. Он помещается в металлический либо пластиковый корпус, в качестве которого используется бак подходящего размера.

• установление змеевика;
• сварка половинок бака;
• производство монтажа резьбовых соединений;
• установка испарителя. Его можно изготовить из пластикового бака объемом около 80 л. В него устанавливается змеевик из медной трубы, диаметр которого равен ¾ дюйма. Он крепится к стене L-образными кронштейнами;
• вода подводится и сливается при помощи обычных металлопластиковых труб;
• закачка фреона в конструкцию. Как правило, процесс осуществляется специалистом, обслуживающим холодильное оборудование. Он собирает отдельные элементы конструкции в единую систему;
• проверка рабочего состояния установки;
• подключение конструкции к внутренней системе отопления дома;
• монтаж наружного блока, его подключение;
• осуществление диагностики состояния проводки электрической сети, счетчика. При необходимости его устаревшее оборудование удаляется с последующей заменой. Наилучшим вариантом является установление счетчика большой мощности, что способно обеспечить бесперебойную работу системы;
• проверочный пуск теплового насоса.

Для изготовления качественного змеевика медная сантехническая труба наматывается вокруг какого-либо предмета с соответствующим диаметром. Например, газового баллона. Витки змеевика закрепляются перфорированным алюминиевым уголком, который позволяет выровнять расстояние между ними. Работы необходимо выполнять аккуратно, чтобы предотвратить получение бытовой травмы.

Как правило, в частных домах, построенных в индивидуальном порядке, коттеджах в основном применяются высокотемпературные тепловые насосы. В высотных домах, производственных предприятиях они устанавливаются редко. Данное явление объясняется недостаточностью подаваемой в систему отопления температуры, которая не повышается более +65 0 С.

Чтобы тепловой насос полностью удовлетворил ожидания его владельца, нужно правильно рассчитать его мощность. Явление напрямую связано с производством теплотехнического расчета для установления теплопотерь ограждающих конструкций постройки. Его следует заказать инженеру-проектировщику по теплоснабжению и вентиляции.

И в заключение необходимо подчеркнуть, что сборка теплового насоса своими руками не вызывает затруднений. Его может собрать и установить каждый заинтересованный домовладелец. Как правило, на установку теплового насоса мощностью 9 кВт/ч, собранного из старого оборудования, уходит около 450 евро.