Тепловой насос из кондиционера
Современные сплит-системы, особенно инверторного типа, успешно выполняют функции того же теплового насоса воздух – воздух. Их проблема в том, что эффективность работы падает вместе с наружной температурой, не спасает даже так называемый зимний комплект.
Домашние умельцы подошли к вопросу иначе: собрали самодельный тепловой насос из кондиционера, отбирающий теплоту проточной воды из скважины. По сути, от кондиционера тут используется только компрессор, иногда – внутренний блок, играющий роль фанкойла.
По большому счету, компрессор можно приобрести отдельно. К нему потребуется сделать теплообменник для нагрева воды (конденсатор). Медная трубка с толщиной стенки 1—1.2 мм длиной 35 м наматывается для придания формы змеевика на трубу диаметром 350—400 мм или баллон. После чего витки фиксируются перфорированным уголком, а затем вся конструкция помещается в стальную емкость с патрубками для воды.
Компрессор из сплит-системы присоединяется к нижнему вводу в конденсатор, а к верхнему подключается регулирующий клапан. Таким же образом изготавливается испаритель, для него сгодится обычная пластиковая бочка. Кстати, вместо самодельных емкостных теплообменников можно использовать заводские пластинчатые, но это обойдется недешево.
Сама по себе сборка насоса не слишком сложна, но здесь важно уметь правильно и качественно пропаивать соединения медных трубок. Также для заправки системы фреоном потребуются услуги мастера, не станете же вы специально покупать дополнительное оборудование
Дальше – этап наладки и пуска теплового насоса, который далеко не всегда проходит удачно. Возможно, придется немало повозиться, чтобы добиться результата.
Тепловые насосы типа «вода – вода»
При соседстве с домом реки или пруда можно использовать тепловой насос, работающий по схеме «вода – вода». Для этого из водоема отбирается мощным насосом вода, которая прокачивается через первичный теплообменник теплового насоса, отдавая свою тепловую энергию фреону, и сбрасывается обратно в водоем.
Тепловой насос типа вода — вода наиболее экономичный. Однако, из-за загрязненности используемой воды необходимо предпринимать дополнительные меры для ее предварительной очистки перед подачей в тепловой насос.
Пример схемы обвязки теплового насоса вода — вода:
- Теплообменник для пассивного охлаждения
- Расширительный бак внешнего контура теплового насоса
- Коллектор потолочного охлаждения
- Расширительный бак системы отопления
- Группа безопасности котла (теплового насоса)
- Расширительный бак для ГВС
- Резервный котел (высокотемпературный) с насосом и группой безопасности
- Узел подмеса системы отопления
- Термостатический клапан радиатора отопления
- Буфер (тепловой аккумулятор)
- Основной насос системы отопления
- Тепловой насос вода-вода со встроенными циркуляционными насосами
- Бойлер косвенного нагрева для ГВС
- Насос рециркуляции ГВС
- Коллектор водоснабжения
- Коллектор теплых полов
- Коллектор радиаторов
Подведем итог. Первоначальные затраты на систему отопления с тепловым насосом и ее обустройство достаточно высоки. Но, с учетом низких расходов на отопление, со временем можно покрыть первоначальные вложения и продолжить использование альтернативных источников для обогрева дома.
Монтаж частей системы теплового насоса
Изучив порядок монтажа систем отопления и кондиционирования, основанных на тепловых насосах вы вполне можете провести этот процесс самостоятельно. Во всяком случае, обладая необходимыми знаниями, вы вполне сможете грамотно проверить ход выполнения таких работ сторонними организациями.
На начальном этапе производится расчет необходимой мощности системы. Для этого оцениваются потенциальные теплопотери строения.
На следующем этапе бурятся скважины под внешний контур отопительно-охладительной системы.
бурение скважины
В пробуренные скважины устанавливаются специальные, заранее изготовленные геотермальные зонды.
геотермальные датчики (внешний вид)
опускаем датчик в скважину
Внешний контур системы соединяется с коллектором, расположенным внутри здания. Параллельно изготавливается и устанавливается сам коллектор внешнего контура.
соединение с коллектором 1
соединение с коллектором 2
канава под тепловую систему
коллектор внешнего контура
Рассчитывается и проектируется система отопления и охлаждения. Непосредственно после расчета производится ее монтаж: строится система теплых полов или комбинированных вентиляторов. При применении фанкойлов до места их расположения монтируются вентиляционные каналы.
напольный фейкнол
подвесной фейкнол
коллектор теплого пола
коллектор системы отопления
монтаж коллектора
Вся система соединяется в единое целое. После сбора производится наполнение всей системы рабочими жидкостями и тестовое подключение.
тепловое оборудование в сборе
В течении некоторого времени построенная система прогоняется на различных режимах работы. В зависимости от достигнутых показателей проводится тонкая регулировка и настройка.
В связи с технологической сложностью регулировки, контрольные показатели с системы снимаются ежемесячно на протяжении одного года. В дальнейшем система, как правило начинает работать по годовому циклу и не требует столь частой проверки.
Ряд организаций, монтирующие отопительно-охладительные системы с использованием «тепловых насосов» предлагает услуги по удаленной регулировке и настройке параметров системы. В этом случае физического присутствия наладчика в вашем доме не требуется.
Виды теплонасосов: нюансы работы теплообменника фреон-вода
Природный источник энергии может представлять собой систему скважинного типа, грунтового или водоемного. Каждый вариант уникальный. Отличается принцип работы и монтаж.
Когда источником энергии является скважина, необходимо пробурить соответствующее отверстие в земли. В 1 м источника можно добыть 50-60 Вт энергии. Для нормальной работы теплонасоса потребуется 20 м.
Особенности получения энергии со скважины:
- Главные плюсы – компактность и большая теплоотдача;
- Минус – сложности при бурении скважины.
Когда источником тепла выступает грунт, то труба залегает на глубину ниже уровня промерзания земли. Для укладки трубы можно вырыть котлован или траншею.
Если поблизости размещены водоемы, то можно положить трубу в источник воды. Главное требование – достаточная глубина. В 1 кв м воды можно получить 30 Вт энергии. Для фиксации труб на глубине к ним прикрепляется груз.
В некоторых случаях в качестве источника используют воздух. Такой насос содержит хладагент. В этом случае подходит фреон из холодильника. Вещество забирает тепло из воздуха и отдает помещению.
Советы и рекомендации
Тепловой насос – оборудование технически сложное и достаточно дорогое, поэтому подходить к его выбору следует с большой ответственностью. Чтобы не быть голословными, приведем несколько вполне конкретным рекомендаций.
1. Никогда не приступайте к выбору теплового насоса без предварительного проведения расчетов и создания проекта. Отсутствие проекта может стать причиной фатальных ошибок, исправить которые можно будет лишь с помощью огромных дополнительных финансовых вложений.
2. Доверить проектирование, монтаж и сервисное обслуживание теплового насоса и системы отопления следует только профессионалам. Как убедиться в том, что в данной компании работают профессионалы? В первую очередь, по наличию всей необходимой документации, портфолио реализованных объектов, сертификатов от поставщиков оборудования. Очень желательно, чтобы весь комплекс необходимых услуг предоставляла одна компания, которая в данном случае будет нести полную ответственность за реализацию проекта.
3. Советуем вам отдать предпочтение тепловому насосу европейского производства. Пусть вас не смущает тот факт, что он дороже китайского или российского оборудования. При включении в смету стоимости работ по монтажу, запуску и отладке всей системы отопления разница в цене насосов будет практически незаметна. Но зато, имея в своем распоряжении «европейца», вы будете уверены в его надежности, поскольку высокая цена насоса – это лишь результат использования при его создании современных технологий и высококачественных материалов.
Преимущества использования
Среди них выделяют:
Принципиальная схема пассивного кондиционирования
Экономичность. Насос любого из вышеперечисленных видов имеет КПД, которое составляет 500%. Это соотношение, представленное затраченной электрической энергией к энергии теплового типа, которая отдается помещению в процессе отопления. Основная часть характеристики теплового оборудования — КПТ. При КПД равном 100%, КТП составляет 1.
Доступность. Его можно устанавливать практически везде, конечно, некоторые проблемы могут возникнуть с северными районами. В трех местах, где наблюдается понижение температуры ниже десяти градусов, необходимо дополнительно установить генератор, который работает на бензине или дизельном топливе, что некоторым образом скажется на стоимости отопления.
Возможность охлаждения. Прибора направлен не только на отопление дома в холода, но он еще может работать и как кондиционер. В жаркое время он осуществляет деятельность кондиционера в каком-либо помещении. Только уже лишнее тепло отдается земле, или воздуху водой.
Безопасность. Тепловой насос – это самый безопасный тип нагревательного прибора. Ведь, если взять, к примеру, твердотопливные котлы, они подвержены возникновению пожара, газовые – взрыву газа. Тепловой же котел полностью избавлен от всех этих недостатков, ведь ни гореть, ни взрываться в этом оборудовании просто нечему.
Экологичность. Данное преимущество смело вытекает из предыдущего пункта. Ведь, логично, раз нечему гореть и взрываться, значит, никаких продуктов горения нет.
Начинать нужно с малого, так и удастся спасти экологию мира, ведь никакие вещества горения не попадают в окружающую среду.
Тепловой насос своими руками
- Сборка испарителя. Для корпуса подойдет пластмассовая емкость, объемом около восьмидесяти литров. Змеевик выполняется из медной трубки меньшего диаметра. Подвод воды в емкость осуществляется посредством обычных труб.
- Работа специалиста. Следующие работы рекомендуется доверить специалисту – они заключаются в пайке трубок, подключении компрессора и закачке фреона. Тем, кто решился выполнить соединения самостоятельно: компрессор подключается к трубке из нижнего вывода конденсатора, а верхний вывод подключают к регулирующему клапану. Однако после пайки трубок для заправки системы фреона лучше вызвать специалиста, заодно и попросить, чтобы проверил вашу работу.
- Подключение внешней части. Трубы от зондов или коллекторов внешней части теплового насоса подключаются к испарителю. Способы подключения ничем не отличаются от того, как обычно цепляются водопроводные трубы. Единственно, что нужно позаботиться о теплоизоляции трубопроводов на выходе из глубины и вводе в компрессорную.
- Подключение отопительной системы. Система отопления квартиры или дома подключается к баку конденсатора.
- После пуско-наладочных работ самодельный тепловой насос готов! Пуско-наладочные работы заключаются в устранении проявившихся течей, отработке режима работы, в настройке автоматики, в отладке нюансов, которые неизбежно возникают при вводе системы в рабочее состояние.
В итоге, основное энергопотребление системы сводится к работе двух насосов (циркуляция рассола внешней части теплового насоса и воды непосредственно отопительной системы) и компрессора.
Из каких частей состоит тепловой насос
Исходя из конструкционных особенностей все семейство систем отопления с «тепловыми насосами» делится на три основных составных части:
- Внешний контур. Эта конструкция размещается либо в водоемах, либо непосредственно в толще земли и служит для сбора природного тепла недр земли.
- Сам тепловой насос. Это оборудование работает по принципу, обратному обычному бытовому холодильнику и передает в помещение тепло, накопленное землей или водой от предыдущего воздействия солнечной энергии.
- Внутренний контур. Это классическая система распределения тепла и горячей воды внутри жилища.
Как провести расчёт оборудования?
Любой самодельный тепловой насос своими руками требует проведения некоторых расчётов, показатели для которого берутся с учетом теплопотерь рассчитываемого дома. Само собой, перед установкой такого оборудования необходимо утеплить стены, пол, окна и крышу помещения. Показатели тепловой потребности для отдельно взятых зданий следующие:
- для старых хрущовок — 75 Вт/м
- для более новых построек — в районе 50 Вт/м.
- для зданий с использованием последних технологий — 30 Вт/м.
Большинство пользователей считают, что наиболее подходящей системой является пол с водяным подогревом, расчет мощности которого производится с учетом напольного покрытия. Наиболее подходящий вариант — плитка керамическая.
Разновидности тепловых насосов и принципы их действия
Цель ТН это температурный обмен между носителями. Выделяют несколько разновидностей установок:
- земельные;
- воздушные;
- водяные.
От этих природных энергоносителей установка снабжает здание теплом. Принцип монтажа и работы у таких насосов несколько отличается. Устройства могут быть как открытого, так и закрытого типа.
Грунт-вода
ТН земельного вида состоит из 3 контуров. Внешний располагается в грунте. Он выполняет сбор тепловой энергии. Хладагент попадает в ТН. Затем теплоноситель переходит в испаритель. Там начинает подниматься температура. Последний контур представлен в системе отопления в здании или доме. В нём происходит циркуляция воды. Из-за этого ТН называют грунт-вода.
Внимание! В качестве теплоносителя в рассматриваемой установке используют антифриз или смешанный с водой пропиленгликоль. В ином случае в качестве вещества выступает этиленгликоль
Часто в такой системе теплоносителем бывает фреон. Этот хладагент способен при пониженной температуре превращаться из жидкости в газообразное состояние.
При закипании теплоносителя, пары попадают в конденсатор. Затем тепловая энергия попадает в последний контур, где находится вода. После того как теплоноситель остывает, он преобразуется в жидкое состояние и переходит в земельный контур. Процесс цикличен и постоянно повторяется.
Фото 1. Схема устройства конструкции с тепловым насосом грунт-вода. Красным цветом показан горячий теплоноситель, синим – холодный.
Вода-вода
Принцип работы ТН водяного типа состоит в использовании энергии с низкой температурой и преобразованием её в тепло. Насос вода-вода состоит из 3 контуров. Фреон выступает в роли первичного теплообменника.
Важно! Контур устанавливают на дне естественного водоёма. Глубина составляет не менее 3 метров над поверхностью
Вода при этом не замерзает и не опускается ниже +3—5°С.
Когда хладагент циркулирует по контуру, то вещество нагревается до 8°С. Затем теплоноситель попадает в корпус установки и в компрессор. Фреон уже на этот момент находится в газообразном состоянии. При остывании хладагента в здании он преобразуется в жидкий вид. Затем осуществляется переход вещества в первый контур. Процесс повторяется.
Вода-воздух
Принцип работы ТН, который функционирует в системе вода-воздух, похож на систему, как у холодильника. Температура низкого воздуха начинает подогревать фреон, который располагается в первом контуре.
Установка соединена с испарителем тепла и конденсатором. В тепловом излучателе фреон становится жидкостью. Во время этого процесса происходит отдача энергии системе отопления.
В жидком состоянии фреон переходит в первый контур и снова испаряется, превращаясь в газ.
Воздух-воздух
ТН воздушного типа работает с помощью вентилятора. Устройство забирает наружный воздух в контур с испарителем. В нём располагается фреон, который нагревается и расширяется. Пар переходит в компрессор и становится тёплым. Это происходит из-за воздействия повышенного давления.
Фреон после компрессора попадает в конденсатор. Там вещество теряет тепловую энергию и охлаждается. Хладагент становится жидким и полученное тепло, которое сохранил конденсатор, используют для обогрева здания. Когда фреон охладился, то возвращается к испарителю и процесс повторяется.
Для улучшения эффективности работы ТН рекомендуется на участке между тепловым излучателем и испарителем использовать дроссельный клапан. Такой цикл теплообразования называется обратным принципом Карно. Чтобы автоматизировать процесс, в систему включают элементы управления.
Фото 2. Устройство теплового насоса типа воздух-воздух. В качестве испарителя используется фреон.
Очевидные плюсы установки теплового насоса для отопления частного дома
Рассмотрим основные преимущества таких систем:
- Прежде всего они чрезвычайно экономны. Расчеты показывают, что расходы на отопление при использовании такой системы снижаются в семь раз. Система требует для своей работы электричество, но всего 1 киловатт электричества даст вам 4-7 киловатта тепловой энергии, из которых до 85 процентов достанутся вам абсолютно бесплатно. При этом система одинаково эффективно может как нагревать помещение, так и охлаждать его.
- В таких системах очень низки эксплуатационные расходы. Вам придется платить только за небольшое количество потраченной электрической энергии.
- Вам не придется бегать по инстанциям, согласовывая подключение дома к магистральным линиям теплоснабжения, к газовым магистралям. Вас не будут волновать проблемы прорывов и протечек на этих трассах.
- Единственным недостатком такой системы является стоимость ее установки. Впрочем, вы вполне можете прикинуть, через сколько лет установленная система может окупить свое приобретение и монтаж.
Выгодно ли ставить тепловой насос в современных условиях (видео):
Принцип работы теплового насоса
Окружающий мир наполнен энергией. От нее и работает тепловой насос. Для нормального функционирования агрегата, допустимый параметр температуры окружающей среды — выше +1 °C.
Такая температура поддерживается глубоко под землей даже зимой, что позволяет устройству функционировать в течение всего года.
Тепловой насос работает по принципу передачи тепла от естественного источника к системе отопления помещения.
Более подробная схема функционирования агрегата выглядит так:
- Источник тепла — это грунт, вода или воздух. Он нагревает трубопровод, располагающийся под землей.
- Теплоноситель движется по трубам и поступает в теплообменник, через который тепло распространяется по всему помещению.
- Во внешнем контуре располагается жидкость (например, фреон), называемая хладагентом.
- Поступая внутрь испарителя, хладагент преобразуется в газ и отправляется в компрессор, где вещество под давлением сжимается и нагревается.
- Газ переходит в конденсатор и в этом месте передает тепло теплоносителю.
- Хладагент преобразуется в жидкость, которая после остывания возвращается в систему.
Что такое тепловой насос, сфера его применения
Техническое определение теплового насоса — устройство для переноса энергии из одной области в другую с одновременным повышением результативности ее работы. Проиллюстрировать такую механику несложно. Представим ведро холодной воды и стакан горячей. Для их нагрева с определенной отметки тепла затрачено одинаковое количество энергии. Однако результативность ее применения — разная. Если одновременно снизить температуру ведра воды на 1 градус, полученной тепловой энергией можно довести жидкость в стакане практически до кипения.
Именно по такой механике работает тепловой насос, с помощью которого можно сделать обогрев бассейна или полностью обеспечить отопление загородного дома. Установка переносит тепло из одной области в другую, в общем случае снаружи помещения вовнутрь. Вариантов применения такой техники множество.
- При определенных показателях мощности теплового насоса обогрев дома становится недорогим и эффективным.
- Легко сделать ГВС с тепловым насосом, используя бойлеры вторичного нагрева.
- При определенных усилиях и правильном проектировании доступно создание полностью автономной отопительной системы, питающейся от солнечных батарей.
- Большинство моделей тепловых насосов — приемлемый вариант для теплого пола, используемого в роли нагревательного контура.
Чтобы выбрать и приобрести подходящую систему нужно, прежде всего, правильно ставить стоящую перед ней задачу. И только после выдвигать требования к мощности и оценивать приемлемость отдельных типов тепловых котлов для удовлетворения всех потребностей.
Особенности тепловых насосов
Для получения тепловой энергии в ТН не используются энергоносители, и поэтому не наносится вред окружающей природе. Такая установка производит тепловой энергии больше, чем потребляет электроэнергии.
Принцип работы
В основе работы ТН лежит принцип переноса тепла от более холодного источника к более теплому. То есть более холодное он делает еще холоднее, а более теплое — еще теплее. Это значит здесь не заложена идея вечного двигателя, потому что в сумме количество тепла сохраняется неизменным, а электроэнергия тратится только на разделение и перенос тепла.
Для чего нужны
Тепловой насос можно применить как для отопления, так и для охлаждения, потому что при помощи его происходит разделение и перенос тепла. Значит ту часть установки, которая становится холоднее, можно использовать для понижения температуры, а другую часть — для повышения.
Принцип действия теплового насоса
Фактически принцип действия 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 насос наоборот – берет тепло извне и передает вовнутрь.
Принцип действия работы теплового насоса для отопления дома простой. Устройство 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.
Горячее водоснабжение
Используя тепловые насосы, обеспечивается функционирование систем:
Горячего водоснабжения – для любых потребителей (нет необходимости установки бойлеров и других устройств).
В зависимости от теплоносителя во входном/выходном контуре различают тепловые насосы: «грунт-воздух», «грунт-вода», «воздух-воздух», «воздух-вода», «вода-вода», «вода-воздух». Другими словами, тепло может нагревать внутри дома воздух или системы с циркулирующей в них водой.
Итак, принимая решение, следует взвесить все аргументы за тепловой насос и против него. В принятии решения вам наверняка поможет и вот это видео
Тепловой насос для отопления дома принцип работы
Принцип работы теплового насоса для отопления
Принцип работы тепловых насосов основан на возможности тел и сред отдавать свою тепловую энергию другим таким же телам и средам. По этой особенности различают различные виды тепловых насосов, в которых обязательно присутствуют поставщик энергии и её получатель.
В названии насоса на первом месте указывается источник тепловой энергии, а на втором тип носителя, которому передаётся энергия.
Тепловой насос для отопления дома
В конструкции каждого теплового насоса отопления дома выделяют 4 основных элемента:
- Компрессор, предназначенный для увеличения давления и температуры пара, возникающего вследствие кипения фреона.
- Испаритель, представляющий из себя бак, в котором фреон из жидкого состояния переходит в газообразное.
- В конденсаторе хладагент передаёт тепловую энергию внутреннему контуру.
- Посредством дроссельного клапана регулируется количество хладагента, поступающего в испаритель.
Выводы
Исходя из нашего опыта в устройстве систем альтернативной энергетики, мы можем выделить основные факты, которые являются основополагающими при выборе нашими Заказчиками тепловых насосов:
- полная безопасность и экологичность (отсутствую процессы горения и движущие части)
- возможность «сегодня» заказать систему и через три недели наслаждаться ее использованием без каких-либо согласований с контролирующими и разрешительными органами.
- Полная автономность и минимальное техническое обслуживание (нет необходимости состоять в газовом кооперативе, зависеть от него; не надо подбрасывать дрова или проводить ежемесячную чистку воздуховодов, организовывать подъезд топливозаправщика и прочее)
- Стоимость участка для строительства индивидуального дома без подведенного газа значительно ниже и срок сдачи жилья не зависит от газовых служб
- Возможность удаленного управления через интернет
- Передовое и инновационное оборудование стильного исполнения, которое не стыдно показать друзьям и знакомым, что безусловно подчеркивает статус домовладельца.
Если в данной статье мы не затронули какие-то вопросы и вы хотите задать их лично – вы можете приехать к нам в офис по адресу: г. Минск, ул. Одоевского, 117, и проконсультироваться у наших инженеров.
Контактные телефон для связи; 017 399 70 51
