Тепловой насос для отопления дома своими руками. Своими руками тепловые насосы

Тепловой насос своими руками: разновидности, цена, окупаемость

Неприятная динамика цен на энергопотребление стимулирует творческую фантазию и смекалку у владельцев частных домов и загородных коттеджей, которым надоело переплачивать за отопление. На многих участках сталкиваются с еще более насущной проблемой: недоступность прямого подключения к обычным источникам создают массу технических неудобств. Возможности решить эту проблему рационально упираются только в желание и умение — многообразие способов самодельного отопления, например собрать тепловой насос своими руками только подтверждает это.

Технологическая новинка, тепловой насос, востребована в мире уже пару десятилетий, но на российском рынке появляться стала сравнительно недавно. Принцип работы поразительно напоминает привычную бытовую технику, дополнительного знакомства с которой не требуется, — холодильник. Но, если последний использует радиаторы, чтобы передавать тепло из камер наружу, то насосная теплообменная станция действует в точности наоборот — вытягивая энергию из окружающей среды (существует несколько модификаций работающих с водой, воздухом и землей) преобразует ее в несколько этапов в внутренний отопительный контур дома, бассейна, теплицы.

Технологическая новинка, тепловой насос, востребована в мире уже пару десятилетий, но на российском рынке появляться стала сравнительно недавно

Функциональные разновидности тепловых насосов по источнику энергии

Грунт-вода (известен в народе под названием «рассол-вода» — из-за частого использования в качестве охлаждающей жидкости солевого раствора).

Ограниченные небольшими размерами участки оснащаются грунтовыми зондами, крупные — полноценными габаритными коллекторами. Циркулирующий по внешнему контуру хладагент притягивает на себя тепловую энергию, что содержится в рассеянном состоянии в каждой среде. Нагреваясь, теплообменная жидкость (используется аммиак, фреон или гликолевый раствор) проходит через испаритель (переводящий агрегатное состояние в газообразное), далее в компрессор (сжимающий газ, для повышения рабочих характеристик и теплоемкости). Центральный узел — конденсатор, собирающий грунтовое тепло и передающий его внутреннему контуру (системе отопления, по трубам которой циркулирует вода — она и распределит полученную энергию по периметру доступной области для обогрева целевого объекта). Отдавая тепло, хладагент возвращается в рабочее жидкое состояние и снова течет по трубкам под землю (редукционный клапан не пропустит газ) — начинается следующий цикл, каждый из которых дает, в среднем, 50 Вт за один метр глубины скважины.

Воздух-вода или воздух-воздух

Аналогичный принцип действия, отличается только тем, что вместо зондов, забирающих тепло из грунта, его аккумулируют воздушные компрессоры. Теплообменник передает полученную энергию как в вышеописанном случае системе жидкостного отопления, или непосредственно, во внутреннюю вентиляцию — актуально для снижения расходов на содержание погребов, теплиц и прочих помещений с обязательной регулировкой температуры и влажности.

Аналогичный принцип действия, отличается только тем, что вместо зондов, забирающих тепло из грунта, его аккумулируют воздушные компрессоры

Вода-вода

Нуждается в прямом доступе к грунтовым или поверхностным водам. Первый вариант позволяет добиться большей стабильности (подземные водоемы зимой не замерзают). Крайне эффективный вариант, особенно для обогрева бассейнов — годовая разница температуры воды в скважине составляет 10 — 15 градусов, но в то же время и самый трудоемкий в исполнении — тепловой насос своими руками собрать в такой конфигурации сможет человек, только обладающий навыками и экипированный профессиональными инструментами.

Тепловой насос системы Френнета (фрикционный теплоэлемент)

Конструкция не связана с предыдущими и отличается высоким КПД (впрочем, энтузиасты и реклама чрезмерно завышают это значение). Запатентованная Евгением Френнетом в 1977 году схема проста, надежна и позволяет собрать эффективный тепловой насос своими руками. Есть несколько модификаций с различным размещением и видоизменением рабочих агрегатов (одна версия будет подробно описана ниже), но общий принцип одинаков: цилиндр помещен в другой побольше, промежутки заливаются маслом. С одной стороны малого элемента располагается электромотор, с другой — радиатор, распространяющий тепло по помещению. Нагрев теплоносителя происходит за счет быстрого вращения внутреннего цилиндра подключенного к электроприводу. Способ доказал свою эффективность на практике и успешно применяется не только для обогрева небольших жилых помещений, но и для промышленных нужд.

Цена вопроса и окупаемость

Разумеется, точные расходы на приобретение и монтаж теплового насоса можно подсчитать только в индивидуальном случае — каждый вид имеет свои особенности. Грунтовые установки ориентировочно стоят 4 — 7 тысяч евро — и это без учета цены монтажных работ (которое тоже недешевые — в частности, бурение скважины для зондов). Не каждый способен выложить, не моргнув глазом, подобную сумму за аппарат, который окупится не раньше чем через 2-3 года (как показывает практика, параметр упирается в размеры помещения и его теплоизоляцию).Те, кому охота сэкономить, но не выбрасывая подобные суммы, могут собрать отопительную установку самостоятельно — при наличии прямых рук и базовых навыков со сварочными инструментами, это выполнимая задача для новичка. Стоимость же материалов и расходников для агрегата, аналогичного по характеристикам заводскому, не более 500 — 1000 евро.

Стоимость же материалов и расходников для агрегата, аналогичного по характеристикам заводскому, не более 500 — 1000 евро

Инструкция по сборке теплового насоса своими руками

Это классическая схема теплообменного элемента, работающего по принципу обратной машины Карно (описан выше). Совместима с воздушными, водными и геотермальными установками. Процедура не слишком сложна, ведь большинство деталей можно найти в готовом виде, единственная проблема для неспециалиста — расчеты оптимальных характеристик: мощности компрессора, состава хладагента, диаметра трубок, количество витков змеевика — параметров множество и каждый по своему влияет на качество и срок службы.

На сайтах, занимающихся продажей подобных отопительных систем, традиционно размещены онлайн калькуляторы для расчета необходимой техники. Отдельно можно найти в Сети и специальные приложения для инженеров, занимающихся теплоэнергетикой — программы CoolPack, Copeland и подобные. Разумеется, настоящий специалист даст более точную оценку поэтому, если есть возможность воспользоваться его услугами, то следует прибегнуть к такому варианту незамедлительно.

На сайтах, занимающихся продажей подобных отопительных систем, традиционно размещены онлайн калькуляторы для расчета необходимой техники.

Основные детали и расходные материалы (для теплового насоса мощностью 10-15 кВт)

• Бак (нержавейка) — 100 литров.
• Медная трубка — для змеевика, с толщиной стенок более 1 мм.
• Компрессор — полностью идентичен используемому в кондиционере. Учитывая, что традиционно, срок службы конденсатора больше чем у кондиционных установок в целом, стоит порыться среди поломанных и нерабочих моделей или поискать готовую деталь отдельно. Высокая мощность и возможность работать летом в обратную сторону, на охлаждение помещения, дополняет низкий уровень шума (если повезет найти запчасть от качественной сплит-системы).
• Пластиковый бак — хотя бы 80 литров. Станет корпусом испарителя.
• Крепежные устройства, отвоздушиватель, кран сливной, шланги и клапаны. Прокладки, муфты, уплотнители и сантехнические переходники ко всему перечисленному.
• Электрооборудование: реле, электроды, прочее.
• Фреон. Средний хладагент имеет температуру кипения -10 и переходит в конденсированное состояние примерно -50. Модель R422 пока соблюдает все экологические стандарты и полностью отвечает требованиям.
• Манометры, амперметр (пусковой ток включения компрессора может давать кратковременную, но сильную нагрузку на сеть. Стоит заранее убедиться, что все распределители выдержат до 40 ампер).

Порядок сборки

• Компрессор прочно и надежно устанавливается с помощью кронштейнов на стену. Над входом приваривается клапан для заправки системы охлаждения.
• Собирается спиральный змеевик. Нужно разобраться с необходимой площадью трубок — формула расчета прилагается: Общая мощность установки делится на произведение разницы температур системы и коэффициента теплопроводности меди в воде (постоянное число, равное 0,8).
• Любая прямая труба непринужденно превращается в змеевик после намотки вокруг плотного цилиндра — отлично подойдет как каркас газовый баллон (поможет сохранить одинаковую форму и шаг каждого витка). Важно соблюдать полную герметичность на каждом соединении, не брезгуя уплотнителями, кольцами и прокладками.
• Готовая деталь монтируется внутрь металлического бака. Для этого он разрезается пополам, внутрь входит змеевик (вход в конденсатор происходит сверху, чтобы внутри не скапливались пузырьки), все плотно германизируется и разрез заваривается.
• Основой испарителя станет пластиковый бак (желательно с широкой горловиной). Удобнее брать как можно больший объем. Здесь медный змеевик рассчитывается, скручивается и устанавливается полностью согласно вышеприведенной схемы. Вода подается и выводится обычными пластиковыми канализационными трубами, обязательна установка терморегулирующего клапана.

Компрессор прочно и надежно устанавливается с помощью кронштейнов на стену

• Собрав, сваривая концы труб между собой, отдельные детали в единую систему. Важно проверить герметичность швов и стыков, например, вакуумным насосом.
• Самостоятельная заправка фреоном не рекомендуется. Но если нет возможности обратиться к мастеру, то нужно закачать не менее 2 кг охлаждающей жидкости. Спешит незачем, после заправки несколько дней проводится постоянная проверка давления и натирание мыльным раствором всех подозрительных участков (поможет выявить утечку).
• Электроначинка включает в себя однофазное реле, предохранитель, щиток и рейку — на нее вывести два термодатчика — у выхода (до 40 градусов), у испарителя (около нуля — не выключение теплового насоса своими руками или автоматически при замерзании выведет и сроя всю систему).

Важно помнить, что эффективность любого отопления полностью упирается в энергоэффективность изоляции здания.

Применение совместно с стандартным газовым или твердотопливным котлом даст синергетический эффект. Система, построенная собственноручно, нуждается в регулярной профилактике и обслуживании для долгой и экономной эксплуатации — больше чем заводские сборки.

Самодельный тепловой насос вода-вода

couo.ru

Делаем тепловой насос для отопления дома своими руками

• Дизайн
  • Интерьер
    • Балкон
    • Ванная комната
    • Гостиная
    • Детская комната
    • Стиль интерьера
    • Кухня
    • Прихожая
    • Спальня
  • Красивые интерьеры
    • Дома
    • Квартиры
    • Квартира-студия
    • Малогабаритные квартиры
  • Цвет в интерьере
    • Бирюзовый цвет
    • Желтый цвет
    • Зеленый цвет
    • Цветовые палитры
    • Красный цвет
    • Оранжевый цвет
    • Персиковый цвет
• Загородный дом
  • Растения
    • Уход за загородным участком
    • Уход за садом
    • Уход за цветами
    • Ландшафтный дизайн
    • Огород
    • Теплицы
  • Загородный дом
    • Дача
    • Баня и сауна
    • Беседка
    • Бассейн
    • Забор
    • Камины
    • Гараж
    • Котлы отопления
    • Радиаторы отопления
    • Лестницы на второй этаж
    • Наружная отделка
    • Септики для частного дома
    • Пруд на участке
    • Погреб
    • Колодец
    • Кровля
  • Всё для дома
    • Посуда
    • Умный дом
    • Бытовая техника
    • Полезные советы
    • Сантехника
    • Системы безопасности
    • Электрика
    • Фильтры для воды
    • Домашняя мастерская
    • Вентиляция
    • Тёплый пол
    • Кондиционер
  • Уборка дома
    • Уборка комнат
    • Уборка кухни
    • Чистка мебели
• Интерьер
  • Мебель
    • Мебель для ванной комнаты
    • Мебель для гостиной
    • Мебель для дачи
    • Мебель для детской комнаты
    • Мебель для кухни
    • Мебель для прихожей
    • Мебель для спальни
    • Мебель-трансформер
    • Офисная мебель
  • Детали интерьера
    • Шторы
    • Ковры
    • Свет в интерьере
  • Отделочные работы
    • Двери
    • Окна
    • Пол
    • Потолок
    • Стены
    • Строительные материалы
• Домашнее творчество
  • Декорирование
    • Декор мебели
    • Праздничный декор
    • Сервировка
    • Аксессуары
  • Идеи
  • 

koffkindom.ru

Тепловой насос как сделать своими руками

Тепловой насос своими руками – это вполне реально. Люди, у которых есть небольшой загородный дом или дача, не редко осуществляют успешную разработку и установку тепловых насосов собственного изготовления.

Оглавление:

Как сделать тепловой насос своими руками

Ниже описаны некоторые рекомендации по созданию данных приборов:

•  Первым делом, следует заняться приобретением компрессора, к примеру, такого как в кондиционере. Как правило, он крепится к стенке.
•  Изготовление другой важной части изделия, конденсатора, вполне реально выполнить своими руками. Чтобы сделать это, нужно медную трубу (диаметр не должен быть меньше 1 мм) изогнуть в форме змеевика, и уже в таком состоянии поместить в глубь металлического или пластикового корпуса. Как корпусом, можно пользоваться баком, подходящим по размерам. По окончании установки змеевика, части бака свариваются, и производится монтаж необходимых резьбовых соединений. Монтаж испарителя также чаще всего производится к стенке. Подсказка: для изготовления качественного змеевика, лучше всего произвести намотку медной сантехнической трубы поверх цилиндрического основания нужной толщины, для этого можно пользоваться газовым баллоном. Для достижения одинакового расстояния между витков, пользуются перфорированным алюминиевым уголком, на который и крепят витки змеевика.
•  Окончательным монтажом данных деталей, а именно пайкой медной трубки, закачкой фреона и т. п. должен заниматься исключительно профессиональный рабочий высокой квалификации. Выполнение этих работ без должного опыта может стать причиной повреждения оборудования, а помимо этого, значительно повышается вероятность получить бытовую травму.
•  Следующий этап – это подключение конструкции к отопительной системе строения.
•  После этого, следует перейти к монтажу и подключению наружного контура. Данный процесс обладает своими особенностями, которые различаются в зависимости от вида теплового насоса. Важно: до запуска теплового насоса, следует провести диагностику электрической проводки в доме и счетчика электроэнергии. Если описанное является ветхим и устаревшим, то потребуется замена. Приемлемой мощностью, которой обладает электросчетчик, можно считать отметку выше 40 ампер.

Стоит отметить, не всегда работа теплового насоса в отоплении дома полностью удовлетворяет всем требованиям хозяев. Обычно, это является следствием того, что термодинамические расчеты были выполнены неправильно. Результатом такой ошибки становиться система малой мощности, либо система получается слишком мощной, а это связано с перерасходом электроэнергии.

Для подбора системы, имеющей подходящую мощность, следует выполнить расчет теплопотерь постройки, и множество других расчетов. Такой расчет должен выполнять опытный инженер-проектировщик.

Тепловой насос своими руками видео

Насосы для отопления или тепловые насосы

У традиционных источников энергии есть один недостаток — большие финансовые затраты, кроме этого, они почти истощены. Человечеству ничего не остается, как заниматься поиском альтернативных источников энергии. Одними из таких источников на сегодняшний день являются насосы для отопления или тепловые насосы. Тепловой насос является экологически чистым и экономичным способом, обустроить отопление в доме.

Так как чистота окружающей среды в последнее время выходит на первый план ,тепловые насосы становятся все более популярными по всей планете. Приблизительные подсчеты показывают, что в мире существует 100 млн. насосов для отопления. Тепловыми насосами наиболее активно пользуются люди в таких странах как США, Япония и в европейских государствах.

Эти государства обладают даже специальными строительными нормами, по которым в новых домах тепловые насосы должны быть установлены в обязательном порядке.

Некоторые страны, к примеру, Швеция, могут похвастаться процентным соотношением тепловых насосов к другим отопительным системам 70 на 30.Все тепловые насосы делятся на такие подвиды:

•  Грунт – Вода. Тепловые насосы этого вида пользуются геотермальной энергией почвы. Исполнение грунтового коллектора может быть горизонтальное или вертикальное. Ниже температуры промерзания, почва имеет постоянную температуру, какой бы холодной не была зима. Это дает возможность эффективно преобразовывать низко потенциальное тепло, и использовать его, чтобы обустроить горячее водоснабжение в загородном доме.
• 
•  Вода – Вода. Тепловые насосы этого вида пользуются как источником тепла подземными грунтовыми водами. Такая вода круглогодично обладает температурой от 7 до 12 °С. Необходимое условие использования такого теплового насоса – это достаточное количество воды, которая будет прогнана по тепловому насосу. Данный параметр определяется производительностью насоса. Также, особого внимания требует и качество грунтовых вод.
• 
•  Воздух – Вода. Тепловые насосы этого вида используют как источник тепла атмосферный воздух, недостатка в котором никогда не бывает. Кроме этого, такие тепловые насосы могут пользоваться сбросовым теплом — теплым воздухом, получаемым при охлаждении, к примеру, компрессоров. Данные тепловые насосы могут использоваться в отоплении и горячем водоснабжении, а так же как охладители помещений, если включены в моно электрическую схему. В условиях слишком низких температур, пользуются пиковым электрообогревателем, чтобы покрыть все потребности постройки в отоплении. Эти насосы могут служить дополнением для уже существующих отопительных систем.
•  Воздух – Воздух. В тепловых насосах такого вида, тепло берется из воздуха или приточно-вытяжного воздуха, смотря какая конструкция. В данных насосах устанавливают высокопроизводительные радиальные вентиляторы, что позволяет решить проблемы вентилирования постройки, рекуперации тепла, осушки воздуха и поддержания микроклимата в винных погребах.Тепловые насосы – это будущее в развитии отопления.

postroyka-dom.com

Отопление тепловым насосом своими руками

Работа теплового насоса состоит в том, чтобы нагреть помещение до нужной температуры, забирая энергию из окружающей среды. Ведь среда – воздух, вода, земля вокруг – также имеет какое-то тепло, только извлечь его не так просто. Агрегат, способный на это, стоит весьма и весьма дорого. По цене он сравним с неплохим автомобилем. В данной статье мы расскажем, как организовать отопление тепловым насосом своими руками.

Решив ее, вы сможете на каждые 1 кВт электрической энергии, потраченной на функционирование такой установки, получать 4-5 кВт тепловой. Это значительно дешевле, чем отапливать дом электричеством. К тому же нет никакого открытого огня и сажи, опасности утечки газа, необходимости следить за состоянием дымохода.

Принцип действия насоса

Существует 3 вида оборудования:

• «грунт – вода»;

• «вода – вода»;

• «воздух – вода».

Первое слово здесь означает среду, из которой берется энергия, второе – теплоноситель в отопительной системе.

Для России самым практичным можно считать первый тип теплового насоса, который можно сделать самостоятельно. Уже на глубине пяти метров под поверхностью земли температура выравнивается и держится неизменной круглый год. Контур собирается из пластиковых трубок, а теплоносителем выступает особая техническая жидкость под названием рассол. Сам внешний трубопровод размещают в земле либо горизонтально, либо вертикально.

При горизонтальном залегании для работы нужны большие площади, от 25 до 50 м2 на каждый кВт установки.

Данные участки нельзя будет занимать под выращивание огородных культур, только для декоративных посадок или газонов.

Для установки вертикального теплового насоса потребуется несколько скважин до 150 м глубиной. Поскольку на таких уровнях температура почвы стабильнее и выше, конструкция считается более надежной.

Система «вода – вода» не менее эффективна: в нижних слоях степень нагрева воды постоянная все время. Источником энергии становятся:

• озера, реки, пруды, расположенные рядом с домом;
• колодцы и скважины.

Проще всего установить аппарат в открытом естественном или искусственном водоеме.

Принципы генерирования энергии у насосов «грунт – вода» и «вода – вода» в основном совпадают:

1. Теплоноситель внешнего контура, протекая по трубам, нагревается и поступает в теплообменник или испаритель.
2. Там он передает накопленную энергию хладагенту внутреннего круга.
3. Хладагент испаряется и попадает в компрессор, где сжимается под действием высокого давления, становясь еще горячей.
4. Разогретый пар поступает в конденсатор и отдает свою энергию теплоносителю внутреннего контура, отвечающему за отопление жилых помещений.
5. Хладагент, отдавший тепло, вновь становится жидким и возвращается на следующий круг.

Насос «воздух – вода» по КПД извлечения несколько уступает предыдущим моделям, поскольку в зимний период его мощность падает. Приходится думать о дополнительных способах получения энергии. Но зато его монтаж выполняется легче всего. Достаточно установить оборудование на крышу.

Больше узнать о работе тепловых насосов можно из этого ролика.

Как собрать тепловой насос самостоятельно

Сконструировать тепловой насос вида «вода – вода» будет проще всего. О нем и поговорим.

Практика показывается, что при обогреве площади до 400 м2 агрегат окупается за несколько лет.

1. На расстоянии не менее 20 м от дома и друг от друга копают два колодца. Из одного вода будет забираться в работу, в другой – выливаться из контура.
2. Конденсатор можно изготовить вручную. Для змеевика вам понадобятся медные или металлопластиковые трубы общей длиной около 12 м и толщиной стенок не менее 1 мм. Для испарителя берем отрезок пластиковой трубки. Корпус можно сделать из бака подходящего размера. Для изоляции теплообменников на них одевается «шуба» из поролоновой обмотки или рукава. Все выходные отверстия вокруг трубок также заделываются герметиком для высоких температур.
3. А вот компрессор лучше приобрести в магазине. Можно использовать те модели, которые предназначаются для кондиционеров.
4. Запайку медных трубок и заливку в систему фреона целесообразнее доверить специалисту по холодильным установкам. Дело в том, что качество работы будет определяться правильным расчетом количества хладагента. Этот же человек сможет настроить сам компрессор, поскольку он работает при температуре не выше 90° C.
5. После этого аппарат можно подсоединить к внутреннему отопительному кругу. Способ монтажа наружного контура зависит от типа теплонасоса и расположения скважин.
6. Неплохо бы дополнить оборудование термометрами и счетчиком расхода воды. В колодцах можно установить поплавковые выключатели. Для безопасной работы понадобится также защита от замерзания и ручное включение для компрессора на случай внезапного исчезновения электричества.

Кстати, для питания подобного насоса требуется, чтобы мощность электросчетчика составляла не меньше 40 А.

Видео

Предлагаем вашему вниманию ролик, в котором хозяин дома рассказывает о тепловом насосе, собранном своими силами.

www.stroitelstvosovety.ru

Тепловой насос Френетта своими руками

Тепловой насос Френетта набирает популярности, благодаря высочайшему коэффициенту полезного действия. Существует множество моделей тепловых насосов Френетта, которые имеют достаточно высокую стоимость. О том, как сделать насос Френетта своими руками поговорим в данной статье.

Оглавление:

1. Общие сведения и устройство теплового насоса Френетта
2. Физический аспект работы теплового насоса
3. Разновидности теплового насоса
4. Использование  и преимущества теплогенератора Френетта
5. Подготовка к сборке теплового насоса
6. Создание универсальной генерирующей установки
7. Рекомендации по устройству теплового насоса Френетта

Общие сведения и устройство теплового насоса Френетта

В конце семидесятых годов двадцатого века американским ученым Евгением Френитом было изобретено устройство, которое в последующем назвали тепловым насосом Френетта. Коэффициент полезного действия изобретения был равен тысяче процентов, что в десятки раз превышало потребление электроэнергии и КПД альтернативных устройств.

Устройство теплового насоса Френетта:

• ротор;
• статор;
• лопастный вентилятор;
• вал.

Насос Френетта основывается на работе двух цилиндров: статора и ротора. Статор - большой цилиндр - пустой внутри, ротор - цилиндр меньшего объема, который вставляется в статор. В большой цилиндр заливают масло, которое нагревается, под воздействием верчения малого цилиндра. Ротор движется, благодаря подключенному валу, на котором размещается лопастный вентилятор. Благодаря вентилятору нагретый воздух попадает в помещение и выполняет функцию обогрева. Это модель самого простейшего теплового насоса, в позднем времени ученый усовершенствовал устройство.

Усовершенствованная модель теплового насоса характеризуется отсутствием внутреннего цилиндра, который заменили стальными дисками. Также данная модель не имеет вентилятора.

Основные компоненты теплового насоса, которые обеспечивают эффективность работы и высокий КПД:

• носитель тепла циркулирует в закрытой системе;
• теплообменник отсутствует;
• большая мощность энергии нагревания;
• основная часть насоса имеет форму конуса, которая способствует образованию вакуумных зон и повышению температуры.

Тепловой насос Френетта отзывы имеет положительные, так как затраты на электричество намного меньше, чем энергия, производимая устройством, которая используется для обогрева помещений.

Физический аспект работы теплового насоса

Тепловой насос представляет устройство, которое обеспечивает перемещение энергии, путем нагрева теплообменной жидкости. Путем трансформации энергии тепловой насос способствует изменению температуры теплоносителя.

Коэффициент полезного действия в десятки раз превышает энергию, которая затрачивается на вращение вала теплового насоса.

Разновидности теплового насоса

Существуют более двадцати разновидностей тепловых насосов, которые имеют конструктивные и функциональные различия, но основываются на одном принципе работы: вращении цилиндра, который расположен в роторе, наполненном маслом.

В соотношении с принципом работы выделяют:

• тепловые насосы абсорбционного типа, которые используют для работы электричество или топливо;
• тепловые насосы компрессионного типа - работают благодаря энергии Земли;
• тепловые насосы воздушного типа используют воздух в качестве отбора тепла.

Тепловые насосы разделяют на:

• частные, которые используют для обогрева дома или небольших помещений;
• промышленные, которые используют энергию грунта, воды, земли, воздуха или фреона.

Популярные разновидности тепловых насосов Френетта:

1. Горизонтальные тепловые насосы предполагают горизонтальное размещение рабочих цилиндров по отношению к земле. Такие насосы довольно компактные. Для упрощения конструкции горизонтального теплового насоса, в качестве внутреннего цилиндра, используют вал электрического двигателя. Все узлы в насосе уплотнены с помощью сальников и резиновых манжетов. Такой насос подогревает масло и подает в обычный радиатор.

2. Тепловой насос Френетта повышенной эффективности имеет два рабочих цилиндра и крыльчатку. Крыльчатка обеспечивает раскручивание жидкости, а центробежная сила выбрасывает жидкость в основной цилиндр. Такая конструкция позволяет увеличить уровень КПД.

3. Промышленные водяные теплонасосы используют для обогрева помещений не масляные растворы, а воду. Такой насос сконструировать самостоятельно очень тяжело. Внешне тепловой насос напоминает фигуру гриба.

Использование  и преимущества теплогенератора Френетта

Тепловой насос Френетта получил широкое распространение среди обогрева частных жилых домов и больших предприятий.

Тепловые насосы используют для обогрева гаражных помещений или хозпостроек. При использовании насоса для обогрева жилого помещения, следует подключать устройство к обыкновенной отопительной системе. Для обогрева частного дома возможно подключение насоса к водяному теплому полу.

Преимущества использования теплового насоса:

• высокий уровень экономичности;
• коэффициент полезного действия составляет от 70 до 100%;
• низкие затраты на эксплуатацию устройства;
• возможность использования насоса в летнее время года как кондиционера, а зимой - как обогревателя;
• автоматическая работа, с минимальным участием человека;
• возможность устройства насоса для каждого потребителя индивидуально;
• компактность и бесшумность работы.

Подготовка к сборке теплового насоса

В данной статье рассмотрим как сделать модифицированный тепловой насос, который отличается от оригинала тем, что во внутренней поверхности цилиндра, который наполнен маслом происходит вращение стальных дисков, которые вырабатывают тепловую энергию.

Материалы для изготовления теплового насоса Френетта:

• металлический внешний цилиндр;
• диски из высококачественной стали, размер которых на несколько сантиметров меньше диаметра рабочего цилиндра;
• электрический двигатель с наличием удлиненного вала;
• трубопроводная система и радиатор.

Инструкция по изготовлению теплового генератора Френетта:

1. Во внутренней части цилиндра на подшипники установите вал электрического двигателя. Уплотните узлы с помощью резиновых манжетов или сальников.

2. Установите металлические диски на ось, которая располагается в цилиндре. От количества металлических дисков и зазора между цилиндром и дисками зависит КПД устройства. Чем больше дисков и чем меньше зазор, тем выше КПД,

3. После накручивания каждого диска, желательно устанавливать пятимиллиметровые гайки.

4. Сделайте два отверстия во внешнем цилиндре. Верхнее отверстие отвечает за подачу масла, и нижнее за возврат масла из системы отопления.

5. Когда все узлы насоса собраны, залейте масло и совершите подключение рабочей оси к источнику электроснабжения. Патрубки входа и выхода подключите к отопительной системе.

6. Проделайте дополнительную герметизацию насоса и осмотрите устройство на наличие утечек.

7. Для обеспечения простоты в управлении тепловым насосом, соберите автоматическую систему контроля работы устройства, которая обеспечивает включение насоса при снижении температуры в помещении.

Создание универсальной генерирующей установки

Основные составляющие универсального генерирующего устройства:

• емкость;
• патрубок входа;
• патрубок выхода;
• подшипники;
• вал;
• корпус устройства;
• диски;
• гайки.

Внутренняя поверхность конуса бывает: выгнутой, коничной или вогнутой с каналами в виде прямоугольного или квадратного сечения. Расположение каналов бывает: радиальным, уклонным или криволинейным, в зависимости от типа конструкции.

Диски устанавливают на вал, и таким образом, образовывается зазор между цилиндром и дисками. Когда водонагреватель начинает вращаться в зазорах образуется вакуумное пространство.

Принцип работы универсальной генерирующей установки состоит в быстром верчении водонагревателя и поступлении воды через вал во внутреннюю часть устройства. При вращении дисков температура внутри устройства составляет 10 000 °C, вода попадая в насос моментально нагревается и выходит в систему отопления, тем самым обеспечивая обогрев помещения. Из каналлов выходит пар, который создает реактивную силу для вращения дисков генерирующей установки. Таким образом, установка не требует дополнительного питания для работы.

Наиболее эффективная работа установки, достигается при использовании внутренней поверхности выгнутого типа. Наилучшее соотношение диаметра цилиндра и дисков 1:3.

Универсальная генерирующая установка бывает:

• горизонтального устройства;
• вертикального устройства.

По расположению привода выделяют:

• установку верхнего привода;
• нижнего привода.

По количеству подшипниковых опор выделяют устройства:

• с одной опорой;
• с двумя опорами.

Температура нагрева воды в зависимости от количества оборотов:

• вода нагревается до температуры 100 °C  при среднем количестве оборотов в минуту, которое составляет 7800 раз;
• для превращения воды в пар понадобится более 9000 оборотов в минуту;
• для достижения парообразования и температуры воды в 400 °C, количество оборотов должно быть в пределах 10000-12000;
• количество оборотов в 12500 обеспечивает самогенерацию теплового устройства;
• более 15000 оборотов разлагают воду на кислород и водород.

Рекомендации по устройству теплового насоса Френетта

1. В качестве теплоносителя лучше использовать масло: минеральное, рапсовое или хлопковое.

2. При установке дисков на ось внутри насоса, следите за тем, чтобы все пространство было заполнено дисками.

3. Не используйте воду для конструирования теплового насоса Френетта, так как в системе отопления появится избыток давления от выделения пара, в следствие нагрева воды.

4. В качестве электродвигателя используйте электрический двигатель от старых электроприборов, например, от вентилятора.

5. Рекомендуется устанавливать термодатчик, на корпус теплового насоса. Термодатчик регулирует автоматическое включение и выключение прибора.

strport.ru

Тепловой насос для отопления дома своими руками

Каких только вариантов альтернативного отопления частного дома не придумано и сколько попыток внедрить их на практике было сделано! Не перечесть. Но самым смелым и будоражащим воображение хозяина загородного дома, пока остается тепловой насос. За этим простым и неказистым названием скрываются целые системы, сложнейшие процессы, которые в конце концов приводят к почти бесплатному отоплению частного дома. Что это такое, и насколько это реально, попробуем разобраться вместе.

Содержание:

1. Теоретическая база
2. Конструкция теплового насоса бытового уровня
3. Преобразователь энергии, или конденсатор
4. Возможность самостоятельного изготовления теплового насоса

Теоретическая база

Привлекательность системы в том, что она позволяет до минимума снизить потребление сторонних энергоресурсов. Просмотрев цены на электричество, мы убедимся, что это стает актуальнее день ото дня, поэтому тепловой насос для отопления дома своими руками выглядит не просто модным нововведением, но в первую очередь, потребностью снизить затраты на обогрев дома и горячее водоснабжение.

Это чудесное устройство работает по простому принципу. Система берет физическое тепло в одном месте, а при помощи жидкого незамерзающего теплоносителя переносит его туда, где оно уже будет использоваться для отопления и горячего водоснабжения. В принципе, как и любая другая система отопления, только для получения тепла используется не энергия нефти, газа или электричества, а физические геотермальные законы.

В зависимости от того, какое количество тепла нужно получить, применяют способ его получения. Если это касается огромных промышленных объектов, тогда в земле бурятся километровые скважины, в которых размещают металлические змеевики. Теплоноситель передает тепловую энергию на тепловой насос, который преобразует ее в реальное тепло. Такая установка, учитывая все расходы на земляные работы и оборудование, может стоить до $25000. Зато ее КПД — 100%, и именно этот факт подталкивает инженеров к созданию устройств для бытового применения, которые будут гораздо дешевле, но, вероятно, и не так эффективны.

Конструкция теплового насоса бытового уровня

Понять принцип действия теплового насоса гораздо проще, если познакомиться с основными элементами его конструкции. Их всего три:

1. Грунтовый контур.
2.  Преобразовательный контур.
3.  Контур отопления.

Самая простая конструктивно и самая сложная в реализации — грунтовая часть теплового насоса. Она представляет собой систему труб, в которых протекает антифриз — любая незамерзающая жидкость. Причем, размещен грунтовый контур может быть как в земле, так и в водоеме. После этого теплоноситель попадает в испаритель, где прогревает фреон. При воздействии температуры и низкого давления фреон нагревается, превращается в газ, а в газообразном состоянии он поступает в конденсатор, где и передает свое тепло на внутреннюю систему отопления дома. Хладагент остывает и снова поступает обратно в систему в жидком состоянии.

Напоминает работу холодильника, не правда ли? Только холодильник работает с точностью до наоборот. В летнее время тепловой насос тоже может служить кондиционером без изменения конструкции и охлаждать помещение в жаркие дни. В результате мы имеем только эксплуатационные расходы, которые необходимы для работы насоса, мощность которого в бытовых условиях не превышает 1 кВт.

Преобразователь энергии, или конденсатор

По принципу преобразования температур все тепловые насосы делят на два типа:

1. Воздушный преобразователь. Это сложная, но эффективная система, когда хладагент в тепловом насосе конденсируется за счет перемены температуры. К ее минусам можно отнести большие размеры, зато она эффективна и не требует дополнительных эксплуатационных затрат.
2.  Пластины Пельтье. Простая в работе конструкция, состоящая из пластин разного химического состава, проводов электропитания и источника переменного тока на 12 вольт. Система работает бесшумно, очень проста в монтаже, имеет небольшие габариты, но к недостаткам можно отнести сравнительно невысокий КПД. Его можно повысить, но в таком случае значительно увеличиваются расходы на электроэнергию.

Возможность самостоятельного изготовления теплового насоса

С нынешним подходом и нынешними технологиями ничего невозможного нет. Тепловой насос для дома площадью около 300 м² может окупить себя в течение двух-трех лет, даже если учитывать высокую стоимость элементов и земляных работ. Если площадь дома еще скромнее, то и затраты на устройство теплового насоса будут меньше. Из покупных элементов, наиболее дорогостоящим будет, вероятно, компрессор. Конденсатор можно собрать своими руками из медной тонкостенной трубы, поместив ее в пластиковый бак. Технологию изготовления может подсказать смекалка. Монтаж готовой системы проводится по месту, но самые ответственные работы лучше доверить специалисту, поскольку с заправкой системы фреоном или пайкой медных труб может справиться не каждый.

Но самым главным этапом при устройстве теплового насоса является все-таки точный расчет и проектирование. В противном случае, система может просто не оправдать ожиданий. Чтобы этого не случилось, все расчеты и проектные работы нужно проводить только при наличии достаточных инженерных знаний. Сколько бы ни стоил тепловой насос, если он рассчитан верно, устройство обеспечит теплом и горячей водой надолго, при этом не будет требовать особенно тщательного ухода.

Читайте также Геотермальное отопление дома — принцип работы

nashprorab.com

Как сделать тепловой насос своими руками: конструкция и принцип работы

Высокая популярность тепловых насосов различных принципов действия объясняется не только наличием в стране любопытных народных умельцев, но и постоянным повышением стоимости отопления домов. Высокие цены на оборудование, высокие тарифы – все это заставляет попытаться сделать тепловой насос своими руками.

Самодельный насос

Принцип работы

Достаточно вспомнить школьный курс физики, чтобы понять, что практически все, что нас окружает, обладает тепловой энергией. Так почему же не попытаться эту энергию заставить работать на человечество, тем более, что урона никакого окружающей среде при этом не наносится?

Принцип работы любого теплового насоса построен на передаче тепла от одного источника ко второму. На практике можно увидеть алгоритм действия:

1. Теплоноситель поступает внутрь трубопровода, который находится в среде, обладающей некоторой тепловой энергией. Например, это может быть обычный грунт или компостная яма.
2. Далее теплоноситель движется к теплообменнику (или испарителю) и передает скопленную тепловую энергию на внутренний контур.
3. Хладагент, находящийся во внешнем контуре, нагревается внутри испарителя и приобретает газообразное состояние.
4. В таком состоянии хладагент попадает в условия высокого давления (компрессор). При этом его температура становится несколько выше.
5. Газ с высокой температурой попадает внутрь конденсатора, таким образом передавая тепловую энергию системе отопления дома.
6. Далее следует обратный ход хладагента, только уже в жидком состоянии, и цикл повторяется вновь.

Таким образом, можно «отобрать» у природы ее тепло, несколько увеличив температуру, и совершать обогрев на пользу человека. При этом затраты будут иметь место только на начальной стадии строительства всей такой системы с тепловым насосом.

Разнообразие конструкций

По принципу действия тепловые насосы делятся на компрессионные и абсорбционные. В первом варианте необходимо подключение к внешнему источнику питания, во втором – тепловой насос питает себя сам.

В зависимости от того, что используется в качестве источника тепловой энергии, тепловые насосы делятся на:

Геотермальные. Такие насосы используют тепло земли или подземных вод. Бывают нескольких типов:

• Замкнутого типа

А) Замкнутого типа горизонтальные. Такие насосы имеют коллектор, который располагается горизонтально ниже глубины промерзания грунта. Недостатком является довольно обширная занимаемая площадь.

Б) Замкнутого типа вертикальные. Коллектор помещается вертикально на глубину до 200 метров. Тип насоса применяется, когда требуется сохранить ландшафт или нет возможности обширных по площади территорий.

В) Замкнутого типа водные. Коллектор располагается в водоеме на определенной глубине, которая варьируется в зависимости от региона.

• Открытого типа

Роль теплообменной жидкости играет вода, которая после прохода одного цикла выливается в грунт. Такая система оправдана при наличии огромного количества воды и при условии безвредного ее использования.

Воздушные. В таких конструкциях источником, который отбирает тепло, является воздух.

Сильные и слабые стороны

Как и любой другой агрегат, тепловой насос обладает определенными преимуществами, но и одновременно не лишен некоторых недостатков. К сильным сторонам относятся:

• Экономичность. Для того, чтобы передать в систему 1 кВт/ч тепловая установка при правильно изготовленной конструкции тратит около 0,2-0,4 кВт/ч.
• Происходит упрощение систем вентиляции. Наличие замкнутого контура не требует сложных конструкций систем вентилирования воздуха.
• Уровень пожарной безопасности значительно высокий. В отличии от традиционных систем отопления возникать пожару при тепловом насосе практически не от чему.
• Возможность совершать не только нагрев, но и охлаждение помещения. То, что в холодное время года может показаться теплым, летом кажется холодным. Практический пример человеческого восприятия температуры: +100С в сентябре чувствуется как очень сильный холод. Такая же температура, но в феврале, кажется достаточным теплом.
• Надежность. Современная автоматика хоть промышленного, хоть самодельного происхождения, довольно надежная и не требует особых знаний или навыков.
• Насосы тепловые без исключения по виду и типу всегда компактные и малошумные.
• Недостатки:
• Геотермальный насос имеет большую стоимость даже при условии самостоятельного изготовления, а также сложные операции по монтажу коллектора.
• Воздушные тепловые насосы имеют гораздо ниже коэффициент по преобразованию тепла.
• Нагреваемая вода зачастую имеет невысокую температуру.

Самостоятельное изготовление

Собственноручно сделать тепловой любого типа не является особой преградой, чтобы качественно и, главное, дешево организовать отопление или кондиционирование помещения.

Специализированные форумы пестрят постами о всех прелестях самостоятельного решения проблемы. Приводятся схемы, уточняются нюансы, озвучиваются реальные цифры. В качестве основных деталей придется достать или изготовить самостоятельно:

• Компрессор. Идеальным решением станет приобретение компрессора от кондиционера или холодильника. Важно подобрать необходимую мощность.
• Конденсатор. В место него может выступить емкость из нержавеющей стали толщиной от 1 мм. Довольно дорогостоящий элемент, но его наличие обязательно, как и компрессора.
• Медный змеевик. Особых проблем не вызывает – медная трубка продается практически везде. Важно соблюсти шаг при намотки змеевика.
• Испаритель. Подойдет пластиковая емкость любой формы. Литраж зависит от типа насоса.

Собрать все детали воедино и заставить их эффективно работать – это главная задача. Чтобы все правильно выполнить и не переделывать много раз, то лучше детально ознакомиться с информацией, представленной в сети интернет.

energomir.biz

---

• 
  Как установить ванну на ножках своими руками
• 
  Полосогиб для гибки держателей желоба своими руками
• 
  Ремонт глубинных насосов своими руками
• 
  Дренаж фундамента своими руками
• 
  Душевой угол своими руками
• 
  Компрессор вакуумный своими руками
• 
  Обратный клапан своими руками для аквариума
• 
  Замена гофры унитаза своими руками
• 
  Незамерзающая жидкость своими руками для систем отопления
• 
  Сантехника своими руками в доме
• 
  Промывка скважины своими руками