Тепловой насос своими руками

Характеристики

На отоплении и водоснабжении частного дома хочется сэкономить большинству рачительных хозяев. Для таких целей подходит тепловой насос.

Его вполне возможно соорудить своими руками, хорошо при этом сэкономив − заводской прибор стоит очень недешево.

Свойства и устройство

Прибор имеет внешний и внутренний контур, по которым движется теплоноситель. Составляющие стандартного прибора: тепловой насос, устройство для забора и устройство для распределения тепла. Контур изнутри состоит из компрессора с питанием от сети, испарителя, дроссельного клапана, конденсатора. Используют также в приборе вентиляторы, систему труб, геотермальные зонды.

Преимущества теплонасоса:

• не выделяет никаких вредных веществ, абсолютно экологичный;
• нет затрат на покупку и доставку топлива (электроэнергия затрачивается только на перемещение фреона);
• нет необходимости дополнительных коммуникаций;
• абсолютно пожаро — и взрывобезопасный;
• полноценное отопление зимой и кондиционер летом;
• сооруженный тепловой насос своими руками – это автономная конструкция, требующая минимум усилий по управлению.

Принцип работы

Все окружающее нас пространство есть энергия — нужно только уметь ее использовать. Для теплового насоса нужно, чтобы температура окружающей среды была больше 1С°. Тут следует сказать, что даже земля зимой под снегом или на некоторой глубине сохраняет тепло. Работа геотермального или любого другого теплонасоса основывается на транспортировке тепла от его источника с помощью теплоносителя к контуру отопления дома.

Схема работы прибора по пунктам:

• носитель тепла (вода, грунт, воздух) наполняет находящийся под грунтом трубопровод и нагревает его;
• затем теплоноситель транспортируется в теплообменник (испаритель) с последующей передачей тепла на внутренний контур;
• во внешнем контуре находится хладагент – жидкость с низкой точкой кипения под низким давлением. Например, фреон, вода со спиртом, гликолевая смесь. Внутри испарителя это вещество нагревается и становится газом;
• газообразный хладагент направляется в компрессор, сжимается под высоким давлением и нагревается;
• горячий газ попадает в конденсатор и там его тепловая энергия переходит к теплоносителю системы отопления дома;
• завершается цикл превращением хладагента в жидкость, и она, вследствие потери тепла, возвращается назад в систему.

Тот же принцип используется для холодильников, поэтому тепловые насосы для дома можно применять как кондиционеры для охлаждения помещения. Проще говоря, тепловой насос – это такой холодильник с обратным действием: вместо холода вырабатывается тепло.

Виды

Тепловые насосы своими руками можно сконструировать на основе трех принципов — по источнику энергии, теплоносителю и их комбинации. Источником энергии может быть вода (водоем, река), грунт, воздух. Все виды насосов основаны на одном принципе работы.

Классификация

Выделяют три группы устройств:

• вода-вода;
• грунтово-водяные (геотермальные тепловые насосы);
• используют воду и воздух.

Тепловой коллектор «грунт-вода»

Тепловой насос своими руками — самый распространенный и эффективный способ добычи энергии. На глубине нескольких метров грунт имеет одну постоянную температуру и мало подвержен погодным условиям. На внешнем контуре такого геотермального насоса применяется специальная экологически безопасная жидкость, в народе называемая «рассолом».

Наружный контур геотермального насоса создают из пластиковых труб. Их вкапывают в грунт вертикально или горизонтально. В первом случае на один киловатт может понадобиться достаточно значительная площадь работ – 25–50 м2. Площадь нельзя использовать для посадочных работ — тут допускается только высадка однолетних цветущих растений.

Вертикальный коллектор энергии требует несколько скважин на 50–150 м. Такое устройство более эффективное, тепло передают специальные глубинные зонды.

«Вода-вода»

На большой глубине температура воды постоянная и стабильная. Источником низкопотенциальной энергии может служить открытый водоем, грунтовые воды (колодец, скважина), сточные воды. Принципиальных различий в конструкции для отопления такого типа с разными теплоносителями нет.

Устройство «вода-вода» наименее трудозатратное: достаточно оснастить трубы с носителем тепла грузом и поместить в воду, если это водоем. Для грунтовых вод потребуется более сложная конструкция и может возникнуть нужда в сооружении колодца под сброс воды, проходящей через обменник тепла.

«Воздух-вода»

Такой насос немного уступает двум первым и в холодное время его мощность снижается. Но он более универсальный: для него не нужно копать землю, создавать скважины. Нужно только установить необходимое оборудование, например, на крыше дома. Для этого не требуется сложных монтажных работ.

Основным преимуществом является возможность повторно использовать тепло, покидающее помещение. Зимой рекомендуют иметь еще один источник тепла, поскольку мощность такого обогревателя может значительно уменьшиться.

Этапы монтажа

Тепловой насос своими руками можно сделать полностью из старых запчастей, взятых, например, из нерабочего кондиционера.

Расходы, окупаемость, мощность

Заводской прибор стоит около 4000 евро и выше. Самодельный насос для отопления 100 м² площади окупится приблизительно по прошествии 2-х лет. Для домов с не очень хорошей теплоизоляцией мощность должна быть 75 Вт/м²., с хорошей теплоизоляцией достаточно — 50 Вт/м², а при использовании современных теплоизоляционных материалов — хватит и 30 Вт/м².

Идеальным вариантом будет, когда насос включается в проект для отопления дома с наличием теплого пола и плиточного покрытия.

Процесс создания

Сначала нужно достать компрессор от нерабочего кондиционера, необязательно нового. Дешевле будет приобрести его в мастерских по ремонту холодильников. Компрессор крепится к стене кронштейнами (подойдет L-300).

Для изготовления конденсатора подойдет бак из нержавейки на 100–120 л. Он разрезается пополам, внутри устанавливается змеевик. Змеевик можно изготовить самому из сантехнической медной трубки или от холодильника. Тут нужны толстые стенки – от 1 мм и больше. Трубка наматывается на обычный баллон (газовый, кислородный) с равномерным расстоянием между витками и фиксируется в таком положении перфорированным алюминиевым уголком (им оформляются углы под шпаклевкой). Он приматывается к змеевику, чтобы каждый виток располагался против дырки в уголке.

В результате будет ровный шаг витков и прочность конструкции. После создания змеевика половинки емкости свариваются. Резьбовые соединения также ввариваются. Затем создается испаритель. Для него может подойти обычная пластиковая емкость на 60–80 л. с вмонтированным внутри змеевиком из трубы диаметром ¾ дюйма. Простые трубы для водопровода используют для транспортировки воды.

Испаритель крепится на стене L-кронштейном. А вот закачку фреона должен сделать специалист по холодильному оборудованию: он сварит трубки и закачает в них фреон. После чего конструкцию подключают к системе отопления внутри дома, а затем – к наружному контуру.

Особенности для каждого вида

Вертикальный насос для отопления «грунт-вода» требует создания скважины на 50–150 м. В нее помещаются геотермальные зонды и подключаются к насосу. Зонды берут тепло из грунта, которое переносится с незамерзающей водой к насосу, а оттуда уже в систему отопления. Для маленьких участков подходят зонды, для больших – горизонтальный коллектор.

Для горизонтального аппарата типа «грунт-вода» нужно создать коллектор из системы труб. Его располагают ниже уровня промерзания (1–1,5 м) и выглядит он как своеобразный змеевик под землей. Снимается слой почвы, укладываются трубы и грунт засыпается обратно. Можно уложить трубы в отдельных траншеях.

Для агрегата по типу «вода-вода» собирается из ПНД-труб, которые заполняются носителем тепла и после этого переносятся к водоему. Трубы имеют вид большого змеевика на дне водоема. Желательно разместить их в его центре.

Аппарат типа «воздух-вода» не требует трудоемких земляных работ. Выбирается место около дома или на его крыше, где самодельный тепловой насос соединяется с внутридомовым отоплением. Тепло извлекается вентиляторами и испарителем.

Добрый день. Сегодня я хочу рассказать про личный опыт создания теплового насоса из кондиционера. И так по порядку.
Пришло время строить дом, земля в городе дорогая, а в 7 километрах от города есть дачи, в которых земля стоит в разы дешевле. Из всех благ тут только свет. С водой вопрос решился скважиной и обратным осмосом. С отоплением я долго определялся. Топиться дровами, соляркой – это не мой вариант, мне некогда работаю 6 дней в неделю. Начитался про ПЛЭН ну думаю все, решено, будит ПЛЭН во всем доме.
Купил у официального представителя в Краснодаре ПЛЭН челябинского завода. Ценник очень кусался. поэтому взял в ванну и 3 спальни, а на кухню решил, что попозже возьму.

Собрал повесил подключил. Все работает греет, на сайте было написано что экономичный, но я не проверял так, как на тот момент свет был “дешёвым”. Пришло время заливать полы и тут знакомый ( спасибо ему огромное) подкидывает идею – Сделай теплые полы!. Я подумал зачем? есть же ПЛЭН? Но он уговорил раскинули с женой трубы во всех комнатах и вывели все их в один угол. Дом потихоньку (очень потихоньку) ремонтируется и тут я решил опробовать теплые полы. Котла не было, решил переделать бойлер в котел. Запустил полы и понял какая это вещь.
Сравним теплые полы с ПЛЭНом.

Плен греет предметы, а они уже греют воздух. То есть предметы теплее на 1-2 градуса чем воздух. Бетон он вообще не греет. Полы с ПЛЭНом остаются холодные да и нет нет закрадывается мысль, как ПЛЭН влияет на тебя. Ложишься на кровать, смотришь в потолок, а по лицу расплывается тепло от ПЛЭНа. В ванне он абсолютно бесполезен. Плитку он не прогревает.
Теплый пол- это сказка, никаких тапок или ковриков, тепло в комнате комфортно. Сейчас когда есть дети, то я не переживаю за холодные полы. В ванне это просто супер. Кафель теплый в ванне тепло. Помню в детстве, я не хотел купаться потому, что холодно было в ванне, в родительском доме. Если дом хорошо утеплен то полы не горячие а теплые.
Пришло время ставить котел. Выбор пал на электро котел ЭВАН 7,5 киловатт (свет еще “дешовый”). Конструкция предельно просто 3 тены по 2,5 Кв. и блок регулировки температуры. Единственный минус данного котла – это звук хлопающего пускателя, который очень раздражал. Доработал его с помощью твердотельного реле радиатора и куллера. Работал он отлично, с площадью дома 100 кв метров справлялся. ПЛЭН уже не включаю.

Тут у нас закончилась “дешевая” электро энергия и пришло время экономить. Много смотрел и читал про тепловые насосы. Регион у нас теплый (Краснодарский край). Поэтому решил попробовать систему вода-воздух.
У знакомого нашелся Инверторный сплит Kentatsu Denki KSRE50HZAN1. По инструкции он должен потреблять 1700 ватт., а отдавать 5570 ватт. Лежал он у него 5 лет не рабочим, но говорит компрессор должен был рабочий. Начал разбираться. Нашел сгоревший диодный мост, заменил. Дальше заказал драйвер с аллиэкспреса, пошел дым дальше по элементам, заказал всю плату питания с драйвером, обошлась мне в 5000р. Поставил не работает 🙁 уже думал бросить его. Потом заменил оптопары на внутреннем блоки и наружнем. Все заработал сплит.

Теперь нужно было сделать теплообменник, Отец на работе попросил мужиков в ремонтной зоне обрезать газовый баллон, в варить в него сгоны и сделать крышку на болтах. Колба была готова. Знакомый холодильщик накрутил змеевик из двух бухт медной трубки ( 30 метров). (позже мы переделали змеевик на 4 контура, подсказал пользователь ютуба “Cepгeй Xmыpoв”)
Подключил тепловой насос в один контур с электрокотлом ЭВАН, на тот случай если, что-то случится с сплитом или сильные морозы будут.Пока прошло 2 недели все работает, но впереди зима , посмотрим как оно будит.:)
Пост буду дополнять по мере поступления информации.

Ура. Сегодня первые морозы!!! На мое удивление тепловой насос в мороз -3 работает отлично и справляется с обогревом дома в 100 кв. температура в доме 21 градус, полы 24 градуса, вода в полах 27, на улице -3. На внешнем блоке нету льда. Есть небольшой иний. Сплит стал включаться значительно часто.

Ждем следующих морозов, правда ждать еще долго 🙁

19.01.2019

Всем привет прошло 2 месяца холодов в нашем суровом климате 🙂 1 месяц сплит система отработала четко , но в теплообменнике при определенных оборотах был звон. Трубка ударялась об другую трубку из за вибрации. месяц прошел и я решил исправить этот звон. Очень боялся что перетрется трубка и вода пойдет в “хату”. Запустил отопление от обычного электро котла 7,5 Квт и начал делать теплообменник.
Там отдельная история, в общим месяц я отапливал обычным котлом. И я очень был удивлен счету за электроэнергию.
Смотрите вот погода была в ноябре.

а вот в Декабре

Весь ноябрь работала Сплит система счетчик, намотал 680 днем и 601 ночью
Весь Декабрь работал электрокотел на ТЭНах, за месяц намотал днем 1125 ночью 1019.
Я конечно подозревал что сплитка экономней, но не думал что настолько.
Погода конечно была теплее в ноябре, но не настолько же. В общем сейчас январь опять на сплитке поработаем и все станет ясно.

По работе сплитки нечего рассказывать, работает как часы. просто если в доме жарко, то убавил с пульта, холодно добавил. Больше там делать нечего 🙂

Обновление 21 февраля 2019 г.

Всем привет Вот и прошел январь месяц погода была стабильна. Вот дневник.

И так в январе снова отапливался только данной переделкой сплит системы. Сжег днем 667 киловатт, ночью 600 киловатт. Что и требовалось доказать. Данная система гораздо экономичнее простого электро котла.

Сейчас февраль закончится вылажу платежки для тех кто не верит.

Обновлено 8 марта 2019 года. Продолжение на странице (часть 2)

Всем пока. Пост будит обновляться ( по возможности)

Обогрев холодом

VIESSMANN
Тепловые насосы идут на смену отопительным котлам, потому что используют неиссякаемый источник тепла- энергию солнца, поглощенную землей, водой и воздухом. Они компактны, просты в обвязке, и при эксплуатации требуется лишь периодическая проверка показаний и осмотр. Нуждаются только в нескольких киловаттах электроэнергии G-MAR «ТЕПЛОСЕРВИС»
Наружные блоки тепловых насосов типа «воздух-вода»: HP40 мощностью 20кВт от G-MAR (a) и Optima1300, вырабатывающие по 13кВт, от IVT (б). Снагревающим воду конденсатором внутри дома связаны хладопроводом VIESSMANN
Современные модели ТН оснащаются экономными, малошумными, надежными компрессорами типа scroll Одна из первых отечественных моделей бытовых ТН-АТНУ-15 23кВт дарового тепла с помощью грунтовых зондов глубиной около 38м поставляет агрегат HRN от CLIMAVENETA STIEBEL ELTRON «ТН-СЕРВИС»
«Трудоголики» от OCHSNER: Golf-Maxi использует тепло грунта и воды(а); Europa 122LHK утилизирует тепло отходящего воздуха(б) Теплообменники испарителя и конденсатора в первых моделях тепловых насосов выполняли из медных трубок с помощью пайки Модель Robust45 (THERMIA) использует собранное тепло почти без потерь с помощью субкуллера и развивает мощность 45кВт. Сдополнительными блоками охлаждения летом способна заменить мульти-сплит-систему Многие модели ТН оснащены проточным электро-нагревателем воды «ЭКИП»
ТНСО2-20 работает на экологически безопасном хладагенте СО2Четыре таких ТН от CLIMAVENETA, отбирают тепло у грунта и отходящего воздуха системы вентиляции. Они обеспечивают снабжение горячей водой 17-этажного дома PZP KOMPLET
ТН часто подключают к бойлеру и теплоаккуму-ляторному баку Прямо из глубокой скважины в дом (через пол с помощью тепло- и гидроизолирующей муфты) на стадии строительства коробки ввели оголовок вертикального коллектора, собирающего рассеянное тепло грунта Трубопроводы входного и выходного контуров насоса тщательно изолируют для уменьшения потерь тепла «НАЗЕМНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО»
Скважины (диаметром до 165мм) под грунтовый зонд размещают недалеко от дома с учетом возможности подъезда бурильной установки. До артезианской воды не доходят «ТЕПЛОСЕРВИС»
Планируя ландшафт участка, решили коллектор укрыть высокой насыпью «НАЗЕМНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО»
Горизонтальные коллекторы иногда выполняют в виде спирали диаметром около 1м, с шагом 0,3- 0,7м и укладывают в канавы глубиной до2,5 м «ТЕРМОТЕХ РУС»
Вход вертикаль-ного коллектора в скважину без обсадной трубы «ТЕПЛОСЕРВИС»
Модели серии Greenline от IVT построены по модульному принципу и легко перестраиваются на работу с водой или антифризом Модели серии Vitocal (VIESSMANN) выпускаются трех типов:
«грунт-вода», «вода-вода», «воздух-вода»; охватывают ряд мощностей до 106кВт; управляются с помощью погодозависимого регулятора C60 Установка WPC (STIEBEL ELTRON) «питается» теплом земли и работает за троих: помимо привычных обязанностей по отоплению дома и подготовке горячей воды, может переключаться на режим охлаждения воды в фанкойлах или радиаторах, работая, таким образом, в качестве мультизональной системы кондициони-рования «ТЕРМОТЕХ РУС»
Среди агрегатов THERMIA серия Diplomat призвана обеспечивать подачу тепла и холода разными способами- отбирать тепло из земли и воды или воздуха (с блоком Aer), а совместно с блоком пассивного охлаждения- создавать прохладу в доме WPF-Sol (STIEBEL ELTRON) на пару с солнечными водонагревателями «готовит» 150л горячей воды в бойлере и резервирует 600л в баке SBK G-MAR
Шумные наружные блоки ТН &laquoвоздух-вода» размещают в стороне от дома. Хладопровод прокладывают к ним в земле

Наши правнуки увидят отопительные котлы только в музее, а не у себя дома. Вместо них будут работать тепловые насосы. Но что это такое, пока у нас не знает даже большинство строителей, не говоря уж о населении.

Халява, сэр!

По прогнозам Мирового Энергетического комитета (МИРЭК), к 2020г. в развитых странах мира теплоснабжение будет осуществляться с помощью тепловых насосов (ТН). Эти устройства уже более четверти века успешно действуют в быту и промышленности как в Америке, так и в Европе, их количество исчисляется десятками миллионов. Причем во многих городах работают сотни крупных сооружений, обладающих мощностью, как у средней величины ТЭЦ. Но в данном случае мы будем говорить о приборах бытового назначения.

Унас эти агрегаты только-только начинают входить в практику. Оних мало известно даже в среде строителей, а потребители довольствуются лишь всевозможными слухами. Самых распространенных два: что это игрушка для зажравшихся богачей и что так попросту не бывает, потому что все очень уж хорошо.

Тепловой насос- это холодильная машина, в которой тепло от среды с низкой температурой передается теплоносителю с высокой температурой за счет затраты энергии на преобразование рабочего тела машины.

Меж тем за рубежом ТН применяют, чтобы отапливать дома, готовить горячую воду, охлаждать или осушать воздух в комнатах, вентилировать помещения. «Да зачем же ломиться в открытую дверь?- спросите вы.- Есть отлично действующие котлы, бойлеры, кондиционеры, осушители, которые и выполняют эту работу!». Да, есть. Но таких приборов нужен целый комплект, а здесь одна установка может сделать все или почти все то же самое, но дешевле. Тепловой насос использует тепло, рассеянное в окружающей среде: в земле, воде, воздухе. (Его специалисты называют низкопотенциальным теплом.) Недаром в США, Японии, Германии, Швеции, Швейцарии, Австрии, Финляндии такие установки внедряются просто скоростными темпами. Аведь жители этих небедных стран денежки считать умеют и зря ими не разбрасываются.

Затратив 1 кВт электроэнергии в приводе насоса, можно получить 3, 4, а часто и 5-6кВт тепловой энергии. Ихотя это выглядит чудом, с ним, как оказывается, мы знакомы давно.

По сути, ТН- это слегка преобразованный холодильник. Даже внешне, по размерам и форме, ТН поразительно похож на своего сородича. Только в холодильнике почти не ощущаемое тепло продуктов в конечном итоге выделяется в виде довольно горячего потока воздуха, отходящего от трубчатой панели конденсатора («радиатор» на задней стенке). Поэтому, если из нашего кухонного помощника вытащить испарительную камеру (с трубами) и закопать в землю, мы и получим тепловой насос, который будет обогревать комнату теплым воздухом. Аесли конденсатор холодильника омывать водой, то ее, нагретую, можно использовать в радиаторах отопления или в ванной.

ТН исправно приносят пользу уже с 1830г.Но первый бум их популярности пришелся только на годы разрухи после Второй мировой войны, когда топлива в странах Европы катастрофически не хватало. Внаши дни истощение мировых нефтяных запасов дало толчок новому всплеску интереса к этим устройствам. Инеспроста. Такие машины завоевывают популярность благодаря многим достоинствам.

Экономичность. ТН использует введенную в него энергию на голову эффективнее любых котлов, сжигающих топливо. Величина КПД у него много больше единицы. Чтобы избежать «смятения умов», экономичность работы разных моделей ТН специалисты сравнивают по особой величине- коэффициенту преобразования тепла (), среди других его названий в буклетах встречаются коэффициенты трансформации тепла, мощности, преобразования температур. Он показывает отношение получаемого тепла к затраченной энергии. Кпримеру, =3,5 означает, что, подведя к машине 1кВт, на выходе мы получим 3,5кВт тепловой мощности, то есть 2,5кВт природа предлагает нам безвозмездно.

Всреднем 60-75% потребностей теплоснабжения дома ТН обеспечивает бесплатно. Цифры настолько завораживающие, что невольно приходит на ум поговорка о бесплатном сыре. Действительно, первоначальные затраты на насос и монтаж системы сбора тепла довольно ощутимы и составляют $300-1200 на 1кВт потребной мощности отопления. Но капиталовложения окупятся за 4-9 лет только за счет сберегаемого топлива и электричества. При сложившемся уровне цен на энергоносители ТН по экономичности уступают пока только газовым котлам, но заметно выигрывают у жидкотопливных и электрических. Служат они по 15-20 лет до капремонта. Вперспективе, в связи с ростом цен на все виды топлива, их лидерство обеспечено.

Годовые затраты на отопление 1м2 площади дома разными системами

Тип теплогенератора системы отопления	Теплота сгорания топлива	Годовая потребность	Цена энергоносителя	Стоимость энергоносителя, руб.	Затраты для дома площадью 300м2, руб.
Газовый котел	10,1 кВтч/м3	19,9м3	1,109руб./м3	22,1	6630
Жидкотопливный котел	10,2 кВтч/л	20,2л	13,3руб./л	268,7	80610
Электрический котел	—	191,5 кВтч	1,13руб./кВтч	216,4	64920
Тепловой насос	—	67 кВтч	1,13руб./кВтч	75,7	22713
Примечание. Врасчетах принято: теплопотери дома- 60Вт/м2; расход на горячую воду- 10% от затрат на отопление; длительность работы системы в году- 2900ч; тепловой насос экономит 65% электроэнергии

Повсеместность применения. Источник рассеянного тепла можно обнаружить в любом уголке планеты. Земля и воздух найдутся и на самом заброшенном участке, вдали от газовых магистралей и линий электропередач- везде этот агрегат раздобудет для себя «пищу», чтобы бесперебойно отапливать ваш дом, не завися от капризов погоды, поставщиков дизельного топлива или падения давления газа в сети. Даже отсутствие нужных 2-3кВт электрической мощности не помеха. Для привода компрессора в некоторых моделях используют дизельные или бензиновые движки. Вроссийских условиях, когда уже в 100км от Москвы не всегда можно подключиться к газовой сети, такие возможности трудно переоценить.

Экологичность. ТН не только сэкономит деньги, но и сбережет здоровье обитателям дома и их наследникам. Агрегат не сжигает топливо, значит, не образуются вредные окислы типа CO, СO2, NOх, SO2 , PbO2. Потому вокруг дома на почве нет следов серной, азотистой, фосфорной кислот и бензольных соединений. Да и для планеты применение ТН- благо. Ведь по большому счету на ТЭЦ сокращается расход топлива на производство электричества. Применяемые же в ТН фреоны не содержат хлоруглеродов и озонобезопасны.

Универсальность. ТН обладает свойством обратимости (реверсивности). Он &laquoумеет» отбирать тепло из воздуха дома, охлаждая его. Летом избыточную энергию иногда отводят &laquoна хранение» обратно в грунт, откуда вновь возьмут зимой. Или этим теплом можно подогревать бассейн. Но такие операции под силу только специально приспособленным моделям (например, IVT-Twin от IVT, Швеция).

Безопасность. Эти агрегаты практически взрыво- и пожаробезопасны. Нет топлива, нет открытого огня, опасных газов или смесей. Взрываться здесь просто нечему, нельзя также угореть или отравиться. Ни одна деталь не нагревается до температур, способных вызвать воспламенение горючих материалов. Остановки агрегата не приводят к его поломкам или замерзанию жидкостей. Всущности, ТН опасен не более, чем холодильник.

Принцип действия ТН

Бытовой тепловой насос- родной брат домашнего холодильника. Вобоих есть испаритель, компрессор, конденсатор и дросселирующее устройство. Цикл работы у холодильника и насоса абсолютно одинаков, разнятся только параметры настройки.

Фреон подбирается такой, чтобы мог закипать даже при минусовой температуре. Поэтому, даже когда совсем холодную воду прогоняют насосом через каналы испарителя, жидкий фреон все равно испаряется. Далее пар втягивается в компрессор, где сжимается. При этом его температура сильно увеличивается (до 90-100С). Затем горячий и сжатый фреон направляется в теплообменник конденсатора, охлаждаемый водой или воздухом. На холодных поверхностях пар конденсируется, превращаясь в жидкость, а его тепло передается охлаждающей среде. Воду используют в системе отопления или горячего водоснабжения, а фреон, теперь снова жидкий, направляется на дросселирующий вентиль, проходя через который он теряет давление и температуру, а затем опять возвращается в испаритель. Все. Цикл завершился и будет автоматически повторяться, пока работает компрессор.

Описанная схема работы относится к агрегатам так называемого парокомпрессионного цикла. Помимо этих машин, существуют также насосы абсорбционные, термоэлектрические, эжекторные. Вбытовых установках используют в основном парокомпрессионные машины.

На два фронта

Успех применения ТН в первую очередь зависит от того, откуда вы решите черпать низкотемпературное тепло, во вторую- от способа обогрева вашего дома (водой или воздухом). Дело в том, что агрегат работает как перевалочная база между двумя тепловыми контурами: одним, нагревающим, на входе (на стороне испарителя) и другим, отопительным, на выходе (конденсатор). По виду теплоносителя во входном и выходном контурах насосы делят на шесть типов: &laquoгрунт-вода», &laquoвода-вода», &laquoвоздух-вода», &laquoгрунт-воздух», &laquoвода-воздух», &laquoвоздух-воздух».

Вотечественных условиях пока применяют только первые три и последний. Воздушное отопление у нас приживается плохо, хотя имеет свои достоинства и, например, в США является наиболее распространенным. Но для всех типов характерен ряд особенностей, о которых полезно помнить при выборе модели. Во-первых, тепловой насос оправдывает себя только в хорошо утепленном здании, то есть с теплопотерями не более 60Вт/м2. Чем теплее дом, тем больше выгода. Как вы понимаете, отапливать улицу, собирая на ней же крохи тепла,- занятие глупое. Во-вторых, чем больше разница температур теплоносителей во входном и выходном контурах, тем меньше коэффициент преобразования тепла (), то есть меньше экономия электроэнергии. Так уж работают эти устройства, независимо от их типа. Поэтому более выгодно подключение агрегата к низкотемпературным системам отопления. Прежде всего, имеется в виду обогрев от водяных полов или теплым воздухом, так как в этих случаях теплоноситель по медицинским требованиям не должен быть горячее 35С. Авот чем более горячую воду машина готовит для выходного контура (для радиаторов или душа), тем меньшую мощность (до 15%) она развивает и тем больше расходует электричества (до 12%). В-третьих, для достижения большей выгоды практикуется эксплуатация ТН в паре с дополнительным генератором тепла (в таких случаях говорят об использовании бивалентной схемы отопления).

Схема устройства ТН:

1- контур подачи низкотемпературного тепла;
2- испаритель;
3- компрессор;
4- конденсатор;
5- контур подачи высокотемпературного тепла;
6- дроссельный клапан

Вдоме с большими теплопотерями ставить насос большой мощности (более 30кВт) невыгодно. Он громоздок, а будет работать в полную силу всего лишь околомесяца. Ведь количество действительно холодных дней не превышает 10-15% от длительности отопительного сезона. Поэтому часто мощность ТН назначают равной 70-80% от расчетной отопительной. Она будет покрывать все потребности дома в тепле до тех пор, пока уличная температура не опустится ниже определенного расчетного уровня (температуры бивалентности), например минус 5-10С. Сэтого момента в работу включается второй генератор тепла. Есть разные варианты его использования. Чаще всего таким помощником служит небольшой электронагреватель, но можно поставить и жидкотопливный котел. Выбор наилучшего варианта- задача специалиста.

Возможности в полной мере использовать достоинства теплонасосов у нас сегодня имеются. Ихотя едва ли треть мировых производителей ТН поставляют к нам свои изделия, их дилеры готовы смонтировать оборудование в любой точке страны. Дело за малым- за желанием россиян нагнуться и взять тепло из-под ног.

На рынке можно встретить тепловые насосы фирм IVT, MECMASTER, THERMIA (все- Швеция), OCHSNER (Австрия), VAILLANT, VIESSMANN, STIEBEL ELTRON (все- Германия), CLIMAVENETA (Италия), CARRIER, AERTEC (обе- США), PZP KOMPLET, G-MAR (обе- Чехия). Кроме того, в межсезонье у нас давно используются кондиционеры и чиллеры с режимом «отопление» от таких известных производителей холодильной техники, как HITACHI, DAIKIN (обе- Япония), CARRIER, YORK (обе — США), CLIVET (Италия) идр. Отечественных производителей бытовых ТН пока мало (сказывается смена владельцев и профиля предприятий). Среди них- «ЭКИП», «НПФ ТРИТОН», РЗП, «ЭНЕРГИЯ». Продукция простовата по дизайну, но надежна и дешевле импортной. Ктому же разработчики ищут решения, более пригодные для российских условий. Так, модель АВТН-28г («НПФ ТРИТОН») нагревает воду в системе отопления до 70С, и это при хорошей экономичности (=3,3). Таких результатов импортные установки не дают. Фирма «ЭКИП» создала насос ТНСО2-20, работающий на диоксиде углерода (СО2)- экологически безвредном хладагенте, который позволяет нагревать воду до рекордной отметки 85С при =3,28.

Широкий ряд моделей ТН с мощностью от 2 до 130кВт способен удовлетворить любые запросы обитателей как маленьких дач, так и больших особняков. Надо только не ошибиться с выбором типа установки.

Установки &laquoгрунт-вода»

Грунт- это, пожалуй, наиболее универсальный источник рассеянного тепла. Он аккумулирует солнечную энергию и круглый год подогревается от земного ядра. При этом он всегда «под ногами» и способен отдавать тепло вне зависимости от погоды. Ведь на глубине уже 5-7м температура практически постоянна в течение всего года. Для средней полосы России она составляет 5-8С. Это очень подходящие условия для работы ТН. Более того, в верхних слоях земли минимум температуры достигается на парумесяцев позже пика морозов- нужда в интенсивном обогреве к этому времени уменьшается. Вцелом же грунт довольно надежно поставляет калории. Необходимая энергия собирается теплообменником, заглубленным в землю, и аккумулируется в носителе, который затем насосом подается в испаритель ТН и возвращается обратно за новой порцией тепла. Вкачестве такого переносчика энергии используют незамерзающую экологически безвредную жидкость (ее называют также &laquoрассолом» или антифризом). Это может быть тридцатипроцентный водный раствор этиленгликоля или пропиленгликоля.

Есть и другая схема сбора тепла, когда вместо «рассола» в контуре циркулирует фреон, который превращается в пар прямо в трубах теплосборника. Так может работать, например, насос АТНУ-10 (РЗП) или Golf-GMDW (OCHSNER). Но хотя эта схема повышает КПД, ее эксплуатация сложна. Сегодня наиболее популярны системы с «рассолом». Вних используются два вида теплообменников: грунтовый коллектор и грунтовый зонд. Оба выполняются из полиэтиленовых труб диаметром 25, 32 или 40мм (чем больше- тем лучше отбор тепла, но и дороже система).

Грунтовый коллектор (горизонтальный) представляет собой длинную трубу, горизонтально уложенную под слоем грунта. Главное достоинство- универсальность и простота монтажа. Нашел свободную площадку- рой канавки и укладывай. Недостаток- большая потребная площадь под коллектор- 25-50м2 на 1 кВт мощности (причем площадку можно использовать только под газон или однолетние цветы). Есть разные схемы раскладки трубы: петля, змейка, зигзаг, плоские и винтовые спирали разных форм ит.п. Выбор определяется теплопроводностью грунта и геометрией участка. Производительность теплосбора больше на увлажненных суглинках и меньше на сухих песчаных участках. Всреднем 1м2 поверхности грунта может обеспечить «поставку» 10-35Вт мощности. Длину трубы в одной петле, причем цельной, без разъемов, стремятся ограничить (не более 600м), иначе заметно увеличивается расход энергии на циркуляционном насосе. Если нужна большая мощность, петель делают несколько.

Уколлекторов есть особенность, доставляющая массу хлопот строителям. Оказывается, температура слоя грунта вокруг труб постепенно снижается, и тем сильнее, чем выше производительность ТН. Она может опускаться ниже нуля, а массив даже промерзать. Поэтому главная забота строителей теплосборника- сделать его за разумные деньги таким, чтобы грунт успевал за лето набрать «тепловой жирок» и при этом продолжал поставлять энергию для подготовки горячей воды. Единых норм здесь нет, ведь грунты и климатические условия районированы. Так, в Подмосковье компания «ТН-СЕРВИС» уже несколько лет с успехом практикует укладку труб чуть ниже глубины промерзания (1,5м) с шагом, рассчитанным из условия 2 пог. м трубы на 1м2 отапливаемой площади дома. Авот под Санкт-Петербургом специалисты фирмы «ТЕПЛОСЕРВИС» заглубляют трубы всего на 1,2м, что выше глубины промерзания, и с шагом 1м. Весной, когда запасы тепла иссякают, верхний слой земли быстрее прогревается энергией солнца и талых вод. Ижевская фирма «ЭКОСЕРВИС» использует шаг 0,6м и глубину 1,5м. Напротив, специалисты из белгородской организации «НАЗЕМНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО» отказались от грунтовых коллекторов из-за их меньшей эффективности по сравнению с грунтовыми зондами или насосами «воздух- вода».

Грунтовые зонды (вертикальные коллекторы)- это система длинных труб, опускаемых в глубокую скважину (50-150м). Здесь нужен всего пятачок земли, зато требуются дорогостоящие бурильные работы (от $20 за 1 пог. м). На глубине всегда одинаковая температура- около 10С, поэтому зонды мощнее горизонтальных коллекторов. Метр их длины поставляет от 30 до 100Вт тепловой мощности, в зависимости от грунта.

Известен с десяток разных конструкций зондов, порой весьма необычных (например, в виде труб, замурованных в сваи фундамента дома). Но наиболее применимыми являются две: труба в трубе и U-образная. По одной линии «рассол» подается циркуляционным насосом вниз, по другой им же поднимается вверх, к испарителю. Вглубоких скважинах сборку всегда защищают обсадной трубой, в мелких не всегда.

Для улучшения теплопередачи и повышения прочности зонда зазор между землей или обсадной трубой и рабочими трубами заполняется бетонитом или бетоном. Если нужно получить большую мощность, таких теплосборников делают несколько. Расстояния между ними- 5-7м.

Увертикальных коллекторов, помимо дороговизны, есть еще одно слабое место, о котором ничего не говорится в фирменных буклетах. Как показали исследования, проведенные одним из пионеров внедрения ТН- фирмой «ИНСОЛАР-ИНВЕСТ», равновесие процессов отбора тепла и восстановления «питающей» способности грунта (вокруг зонда земля захолаживается) наступает лишь через 4-5 лет эксплуатации. Поэтому насос в проект надо закладывать помощнее. Насколько- способны сказать только специалисты.

Авот что действительно может доставить массу хлопот, так это получение от службы воднадзора разрешения на бурение глубокой скважины под зонд. Ибо вероятное обмерзание грунта способно нарушить поведение водоносных слоев. Поэтому для небольших коттеджей специалисты из «ИНСОЛАР-ИНВЕСТ» советуют закладывать вместо одной глубокой несколько более мелких (25-35м) скважин, поскольку на них одобрения чиновника не требуется. Идея проверена. Спомощью восьми укороченных зондов и тепла отточного воздуха была собрана установка для снабжения горячей водой семнадцатиэтажного здания в Москве, жителям которого она обходится на 45% дешевле, чем в соседних домах.

Схема установки ТН типа &laquoгрунт-вода»:

STIEBEL ELTRON1- грунтовый зонд;
2- ТН;
3- система отопления;
4- сеть ГВС

Установки &laquoвода-вода»

Источником тепла могут быть поверхностные (реки, озера) или почвенные воды (скважины), а также сбросовая вода технологических установок. Сами насосы почти не отличаются от тех, которые работают с &laquoрассолом». Но благодаря более высокой температуре теплоносителя зимой годовая эффективность применения устройств типа &laquoвода-вода» оказывается наивысшей. Жаль, что эта техника хороша в основном лишь для промышленного применения. Слишком редко возникают подходящие условия для частника. Но если рядом течет незамерзающая речка, вы можете уложить петлю трубы с антифризом на дно (притопив грузами) и обогреваться практически даром. Конечно, если водоохранная служба даст добро.

Со скважиной сложнее. Воду из нее (из расчета около 0,25м3/ч на 1кВт тепловой мощности) скважинным насосом подают прямо в испаритель, а сливают… во вторую скважину, удаленную от первой вниз по течению воды в подземном слое на 15-20м. При этом водоносный слой должен принять и отвести слитую воду, иначе маленькое наводнение вам обеспечено. Ясно, что такие пласты на малой глубине встречаются не везде, а для артезианских скважин получить разрешение у нас непросто. Иеще надо защитить испаритель от загрязнения и коррозии. Фильтрование и анализ воды обязательны. Если в ней слишком много солей, придется обустроить промежуточный теплообменник, между ним и ТН будет циркулировать деаэрированная чистая вода.

Установки &laquoвоздух-вода»

По универсальности применения в российских условиях этот тип насосов занимает пока второе место. Исами насосы дешевле, и труб (с неизменными земляными работами) не требуется. Недостаток один, но существенный: из морозного воздуха много тепла не отберешь. Устойчиво, хотя и с уменьшенной мощностью, эти устройства работают до -15 С, а затем надо включать другой котел. Внекоторых моделях, например Greenline (IVT), TCLM-Komplet (PZP KOMPLET) и Duo (THERMIA), в конструкцию уже встроены ТЭНы мощностью от 3 до 12 кВт. Кроме того, фирмы упорно работают, чтобы еще более снизить рабочую температуру. Скажем, насосы серии WPL от STIEBEL ELTRON работают до -20С, а модель HP-40 от G-MAR и при -25С.

Когда речь идет о выборе «воздушных» агрегатов, полезно учитывать два важных обстоятельства, обычно умалчиваемых в статьях. Во-первых, приводимое в паспорте значение номинальной мощности относится к определенной температуре уличного воздуха. Укаждой фирмы она своя. Это может быть и 0, и 2, и 10, и даже 25С. Значит, по эффективности все машины надо сравнивать при одинаковой температуре наружного воздуха. Во-вторых, с усилением холодов ТН развивает заметно меньшую (иногда втрое) мощность, поэтому дополнительный обогреватель нужен обязательно.

Схема применения ТН &laquoвоздух-вода» и солнечного водонагревателя:

STIEBEL ELTRON1- ТН-моно;
2- панели нагревателя;
3- теплоаккумулятор;
4- бойлер

Конструктивно устройства типа «воздух-вода» выполняются по двум компоновочным схемам: сплит и моно. Впервом случае установка состоит из двух блоков, соединенных коммуникациями. Один, наружный, включает мощный вентилятор и испаритель (монтируется на участке недалеко от дома). Второй, внутренний, содержит конденсатор и автоматику и устанавливается в помещении. Компрессор может располагаться или снаружи, чтобы не шумел в доме, как, например, в модели HP-40 (G-MAR), или во внутреннем модуле, как в TCLM (PZP). Вмоноблоках все элементы собираются в общем корпусе и монтируются в доме, а с улицей соединяются гибким воздуховодом. Они поставляются большинством фирм, но обладают ограниченной мощностью- обычно 3-16кВт. Есть моноблоки, допускающие как наружный, так и внутренний монтаж, например WPL (STIEBEL ELTRON). Новую разработку, моноблок для наружной установки с рекордно низкой рабочей температурой (-25С), предлагает потребителям фирма G-MAR.

Впоследние годы, в связи с ухудшением вентиляции жилья из-за широкого применения новых герметичных окон со стеклопакетами, ТН «воздух-вода» получили дополнительное развитие. Помимо отопления и подготовки горячей воды, некоторые модели «научились» не только работать в системах вентиляции, но еще использовать тепло отработанного (отточного) воздуха помещений. Это, например, Europa и Combi от OCHSNER, IVT490 и 495 от IVT, ComfortZone от MECMASTER, Solvik от THERMIA.

Осогласовании работы насоса с подсоединяемыми контурами (например, отопительными) и об особенностях этих контуров мы расскажем в отдельной статье.

Характеристики тепловых насосов для домов площадью до 200м2

Производитель (число бытовых моделей)	Модель	Тепловая мощность, кВт	Потребляемая мощность, кВт	Тип	Габариты (длинаширина высота), мм	Цена,
THERMIA (21)	Diplomat 10	10,0	3,6	Г-В, В-В	5966901705	9020
	Robust 28UM	27,1	10,1	Г-В, В-В	7658901150	10790
VIESSMANN (30)	Vitocall 300-AW116	14,6	4,6	Воз-В	76012001510	11200
	Vitocall 300-BW110	10,8	2,4	Г-В	650600945	6390
OCHSNER (41)	Golf Maxi-GMSW15	11,0	2,45	Г-В	6506001150	6195
	Europa 122 LHK	3,6	0,54	Воз-В	640900695	3980
STIEBEL ELTRON (28)	WPF 13	16,8	3,0	Воз-В, Г-В	510680960	8652
	WPL 18	11,6	3,4	Воз-В	78411821116	10130
IVT(25)	Greenline E11Plus	10,7	2,2	В-В, Г-В	6006001770	7866
	IVT-495Twin	4,0	1,4	Г-В, В-В, Воз-В	6156002090	9080
PZP KOMPLET (23)	TCLM Komplet-5,3	5,8	1,6	Воз-В	8707751710	8990
	TCMM-15,5 G	15,5	3,6	Г-В	6704481236	6790
MECMASTER (12)	MEC 6TB	10,0	3,4	Г-В, В-В	600600850	5300
	HVP 6TB	8,0	2,8	Г-В, В-В	6006001650	5960
CLIMAVENETA (7)	HRN-0101	34,0	11,0	Г-В, В-В	650600850	8500
CARRIER (20)	30 RYH-017B	18,3	9,78	Воз-В	20718701329	14048
AERMEC (14)	NRW-47H	12,0	4,4	В-В	4504501140	6400
G-MAR (4)	HP 40-065	20,0	5,0	Воз-В	718718945 (внешний блок)	5650
РЗП (3)	АТНУ-15	15,0	5,0	В-В	9666161590	4500
&laquoНПФ ТРИТОН» (2)	АВТН-28Г	17,0	9,0	В-В	400400600	8500
&laquoЭКИП» (2)	ТНУ-10	10,0	2,36	В-В	4004001500	3000
Примечание. Г-В- «грунт-вода»; В-В- «вода-вода»; Воз-В- &laquoвоздух-вода»

Редакция благодарит фирмы &laquoТН-СЕРВИС», &laquoИНСОЛАР-ИНВЕСТ», &laquoТЕПЛОСЕРВИС», &laquoТЕРМОТЕХ РУС», &laquoЭЛЕВАТОР-СПЕЦСТРОЙ», &laquoНАЗЕМНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО», &laquoЭКОСЕРВИС», &laquoЭКИП», TERMOSFERA и представительства компаний VIESSMANN, STIEBEL ELTRON за помощь в подготовке материала.

Насколько выгодно использование теплового насоса?

Теоретически у любого человека есть большой выбор источников энергии. Помимо природного газа, электричества, угля, это еще и ветер, солнце, разница температур земли и воздуха, земли и воды.

На практике выбор ограничен, т.к. все упирается в стоимость оборудования и его обслуживания, а также стабильность работы и сроки окупаемости установок.

Каждый из источников энергии имеет как достоинства, так и серьезные недостатки, ограничивающие его использование.

Установка отопительной системы с теплонасосом – это выгодно с точки зрения удобства эксплуатации. Во время работы оборудования нет шума, посторонних запахов, не требуется установка дымоходов или других вспомогательных конструкций.

Система энергозависима, но для работы теплового насоса нужно минимальное количество электричества.

Теплонасос – хорошая альтернатива привычным отопительным системам. Чтобы сократить начальные расходы на оборудование, можно его собрать своими руками

Сами тепловые установки чрезвычайно экономичны и не требуют особых затрат на обслуживание, но их первоначальная стоимость очень высока.

Далеко не каждый владелец дома или дачи может позволить себе покупку такого дорогого оборудования. Если собрать его самостоятельно и использовать детали от старого холодильника, можно существенно сэкономить.

Тепловые насосы промышленного производства дороги. Считается, что их установка окупается в среднем за 5-7 лет работы, однако этот срок зависит от начальной цены конструкции и может быть гораздо большим

Самодельные установки обходятся буквально в копейки, а их использование позволяет заметно экономить.

Единственный нюанс: производительность самоделок невысока, и они не могут быть полноценной заменой традиционным системам отопления. Поэтому их часто используют как дополнительные или альтернативные варианты отопления.

5 основных выгод для владельцев установок

К преимуществам систем обогрева с тепловыми насосами относят такие:

1. Экономическая эффективность. При затратах 1 кВт электрической энергии можно получить 3-4 кВт тепловой. Это усредненные показатели, т.к. коэффициент преобразования тепла зависит от типа оборудования и особенностей конструкции.
2. Экологическая безопасность. При работе тепловой установки в окружающую среду не попадают продукты сгорания или другие потенциально опасные вещества. Оборудование озонобезопасно. Его применение позволяет получить тепло без малейшего вреда для экологии.
3. Универсальность применения. При установке систем отопления, работающих от традиционных источников энергии, владелец дома попадает в зависимость от монополистов. Солнечные батареи и ветрогенераторы не всегда рентабельны. Зато тепловые насосы можно устанавливать где угодно. Главное – правильно выбрать тип системы.
4. Многофункциональность. В холодное время года установки отапливают дом, а в летнюю жару способны работать в режиме кондиционеров. Оборудование применяют в системах ГВС, подключают к контурам теплых полов.
5. Безопасность эксплуатации. Теплонасосам не требуется топливо, при их работе не выделяются токсичные вещества, а предельная температура узлов оборудования не превышает 90 градусов. Эти отопительные системы не опаснее холодильников.

Идеальных приборов не существует. Тепловые насосы надежны, долговечны и безопасны, но их стоимость напрямую зависит от мощности.

Качественное оборудование для полноценного обогрева и горячего водоснабжения дома 80 м.кв. обойдется примерно в 8000-10000 евро. Самоделки маломощны, их можно использовать для отопления отдельных комнат или подсобных помещений.

Эффективность установки зависит от теплопотерь дома. Оборудование имеет смысл устанавливать только в тех зданиях, где обеспечен высокий уровень изоляции, а показатели теплопотерь не выше 100 Вт/м.кв.

Теплонасосы способны прослужить 30 лет и более. Особенно рентабельно их применение для ГВС, а также в комбинированных отопительных системах, включающих теплые полы.

Оборудование надежно и редко ломается. Если оно самодельное, то важно подобрать качественный компрессор, лучше всего – от холодильника или кондиционера проверенной марки.

Типы теплонасосов для отопления дома

Различают компрессионные и абсорбционные теплонасосы. Установки первого типа наиболее распространены, и именно такой тепловой насос можно собрать из холодильника или старого кондиционера, использовав готовый компрессор.

Также потребуются расширитель, испаритель, конденсатор. Для работы абсорбционных установок необходим абсорбент-хладон.

Теплонасосы чаще всего собирают из узлов кондиционеров и холодильников. Такие конструкции кустарного производства просты, эффективны, а при наличии у мастера навыков подобной работы их можно сделать буквально за несколько дней

По виду источника тепла установки бывают воздушными, геотермальными, а также использующими вторичное тепло (например, сточных вод и т.п.).

Во входном и выходном контурах используют один или два разных теплоносителя, и в зависимости от этого выделяют такие типы оборудования:

• воздух-воздух;
• вода-вода;
• вода-воздух;
• воздух-вода;
• грунт-вода;
• лед-вода.

Система может быть эффективной только в том случае, если потребляет меньше энергии, чем отдает. Эту разницу называют коэффициентом преобразования. Он зависит от многих факторов, но наиболее значимый – температура теплоносителя входного и выходного контуров. Чем больше разница, тем лучше работает система.

Надежных формул расчета производительности теплонасосов нет, т.к. их работа зависит от многих факторов.

При самостоятельной сборке тепловой установки нельзя ожидать, что она будет настолько же эффективной, как оборудование промышленного производства, но ее вполне хватит для создания экономичной дополнительной системы отопления.

Пошаговая инструкция по изготовлению оборудования

Прежде чем разобраться со способами, как можно сделать тепловой насос из холодильника, следует определиться с источником тепла и схемой работы прибора. Помимо компрессора холодильника потребуются другие узлы. Также придется докупать или арендовать некоторые инструменты.

Такую самоделку можно подключить к теплому полу, системе ГВС или к водяному отоплению, если используются низкотемпературные радиаторы

Даже если придется покупать компрессор и другие узлы, самодельная установка обойдется гораздо дешевле, чем готовое оборудование промышленного изготовления.

Этап #1. Подготовка схемы и чертежа

Источник энергии должен быть расположен под землей. Для установки теплонасоса придется пробурить скважину или хотя бы вырыть траншею на глубину, где температура грунта не бывает ниже 5 градусов. Также можно использовать водоемы естественного или искусственного происхождения.

Предложенная схема подходит для любого источника тепла. Чтобы собрать самоделку, следует адаптировать саму схему к условиям эксплуатации будущего оборудования и разработать чертеж

Независимо от источника тепла конструкции теплонасосов схожи, поэтому подойдет почти любая схема, которую можно найти в сети.

После ее выбора следует подготовить подробные чертежи, где будут указаны точные размеры, расстояния и точки подключения узлов установки.

Чтобы сделать теплонасос, придется разобрать холодильник и извлечь компрессор. Это главный элемент конструкции. Он будет прокачивать воду и фреон по проложенному трубопроводу, обеспечивая работу отопления

Хотя расчеты мощности установки затруднены, можно ориентироваться на средние показатели. Так, для дома с повышенными показателями теплоэффективности нужна система отопления мощностью 25 Вт/м.кв. Это идеальный вариант, если теплопотери минимальны.

Для хорошо утепленного дома этот показатель составляет 45 Вт/м.кв., а для здания с относительно большими теплопотерями – 70 Вт/м.кв.

Этап #2. Подбор необходимых деталей

Компрессор можно снять со старого холодильника. Если он неисправен, лучше купить новый. Не стоит ремонтировать: это нерентабельно, а работоспособность самоделки будет под вопросом.

Для сборки конструкции также потребуется терморегулирующий клапан. Желательно, чтобы все комплектующие были от одной системы и легко совмещались.

Это основная деталь холодильника. Задача узла – перекачивать по трубкам хладагент, который забирает из тепло рабочей части. Для самодельного теплонасоса лучше брать малошумный компрессор

Для монтажа теплонасоса понадобятся 30-сантиметровые L-образные кронштейны.

Также придется докупить некоторые детали:

• качественную герметичную емкость из нержавеющей стали объемом 120 л;
• большой пластиковый бак объемом 90 л;
• 3 медные трубы различных диаметров;
• полимерные (лучше всего металлопластиковые) трубы.

Для сборки системы потребуется стандартный набор инструментов, а для резки и соединения металлических деталей – болгарка и сварочный аппарат.

Этап #3. Монтаж узлов системы

Компрессор устанавливают на стену с помощью кронштейнов, после чего приступают к изготовлению конденсатора. Для этого металлический бак разрезают болгаркой пополам. В одну часть устанавливают медный змеевик, после чего емкость сваривают и подготавливают в ней резьбовые отверстия.

Теплообменник для теплонасоса практически не отличается от такого же узла, который изготавливают для банной печи. Лучше всего подойдет емкость из нержавеющей стали толщиной 2,5 мм

Для изготовления теплообменника на 120-литровый стальной бак наматывают длинную медную трубу, закрепляя концы витков рейками. К выводам подсоединяют сантехнические переходы.

На пластиковый бак тоже крепят змеевик и используют в качестве испарителя. Он не перегревается, поэтому необязательно брать металлическую емкость. Готовый испаритель крепят к стене с помощью кронштейнов.

При выборе компрессора и испарителя следует делать расчет мощности с запасом 20%, иначе мощность готовой отопительной системы будет ниже желаемой

Когда основные узлы подготовлены, подбирают подходящий терморегулирующий клапан, собирают конструкцию и закачивают в систему фреон марки R-22 или R-422. Если нет соответствующих навыков, имеет смысл пригласить специалиста, т.к. процедура небезопасна.

Этап #4. Подключение к заборному устройству

Тип заборного устройства и особенности подключения к нему теплонасоса зависят от схемы:

• «Вода-земля». Коллектор устанавливают ниже уровня промерзания почвы. Трубы системы должны располагаться на той же глубине.
• «Вода-воздух». Системы этого типа монтировать относительно просто, т.к. не требуются земляные работы. Для установки коллектора подойдет удобное место возле дома или на крыше.
• «Вода-вода». Конструкцию коллектора собирают из полимерных труб, а затем опускают в центр водоема.

Возможна установка комбинированной (бивалентной) отопительной системы. В этом случае теплонасос подключают параллельно с электрическим котлом. Он выполняет функцию дополнительного отопления.

Установка бивалентной отопительной системы позволяет добиться оптимальной температуры в доме даже при сильных морозах, а ее энергопотребление будет минимальным.

В процессе сборки, монтажа и подключения теплового насоса нужно внимательно следить за качеством сварных швов, стыков и соединений. Система должна быть абсолютно герметичной