Как сделать тепловой насос из кондиционера

Как сделать тепловой насос своими руками

Сегодня мало кто сомневается в том, что тепловой насос для отопления дома – самое эффективное средство из всех существующих. Оно же — самое дорогое и сложное в исполнении. По этой причине многие домашние умельцы взялись за самостоятельное решение данной проблемы. Но ввиду ее высокой сложности достижение положительных результатов дается весьма непросто, нужно иметь энтузиазм, терпение и вдобавок хорошо изучить теорию. Наша статья для тех, кто делает первый шаг на пути внедрения у себя дома такого альтернативного источника энергии, как тепловой насос, сделанный своими руками.

Устройство и принцип работы

Для сборки действующей модели теплового насоса не обойтись без знания теории, а точнее, принципа действия этого устройства. Хотелось бы изначально отметить, что утверждения о КПД в 300, 500 и 1000% — это миф или просто маркетинговый ход, рассчитанный на незнание рядовым пользователем законов физики. Так вот, тепловой насос – это устройство, берущее тепловую энергию в одном месте и перемещающее ее в другое с определенным КПД, не превышающим 100%. В отличие от котельных установок, он самостоятельно тепло не производит.

Примером могут служить домашние холодильники и кондиционеры, чья конструкция основана на так называемом цикле Карно, его же использует принцип работы теплового насоса для отопления или ГВС. Суть этого цикла заключается в движении вещества (рабочего тела) по замкнутой системе и меняющего свое агрегатное состояние с жидкого на газообразное и наоборот. В момент перехода выделяется или поглощается огромное количество энергии.

Чтобы пояснить на более доступном языке, перечислим основные элементы, которые включает в себя устройство теплового насоса:

• компрессор;
• теплообменник, где рабочее тело переходит в газообразное состояние (испаритель);
• теплообменник, в котором рабочее тело конденсируется (конденсатор);
• расширительный (редукционный) клапан;
• средства управления и автоматики;
• магистрали из медных трубок.

В качестве рабочего тела выступает вещество, закипающее при низких температурах – фреон. Циркулируя по трубке в виде жидкости, первым делом он попадает в испаритель. После взаимодействия с теплоносителем от внешнего источника (воздух, вода, грунт) рабочее тело испаряется и продолжает свое движение в виде газа. На этом участке давление в системе — низкое. Всю цепочку цикла отражает принципиальная схема теплового насоса:

Пройдя компрессор, фреон под давлением движется ко второму теплообменнику, где ему предстоит сконденсироваться и передать полученное тепло воде, снова приняв жидкое состояние. Далее, рабочее тело попадает в расширительный клапан, давление снова падает и оно продолжает свой путь к испарению. Цикл завершен.

Заводские теплонасосы для жилого дома способны выдавать теплоноситель с температурой 55—60 ºС, этого достаточно для обогрева помещений радиаторами либо теплыми полами. При этом вся система отопления затрачивает электроэнергию на такие цели:

• питание компрессора;
• вращение роторов циркуляционных насосов наружного и внутреннего контура;
• питание средств автоматики и контроля.

Получается, что при потреблении 1 кВт электричества действие теплового насоса может переместить в дом до 5 кВт тепловой энергии извне, отсюда и небылицы о КПД 500%.

Тепловой насос воздух-воздух

Теоретически любая среда, имеющая температуру выше абсолютного нуля (минус 273 ºС), обладает запасом тепловой энергии. А значит, ее можно извлечь, уж тем более это нетрудно сделать при температуре окружающего воздуха минус 10—30 ºС.

Для этой цели служит тепловой насос воздух-воздух, отнимающий тепло у наружной окружающей среды и перемещающий его внутрь частного дома. Это самый доступный способ по цене оборудования и стоимости монтажа, он же – наименее эффективный. Чем крепче мороз на улице, тем меньше тепла удается получить. Принцип действия системы показан на рисунке:

Наружный блок воздушного теплового насоса внешне похож на такой же агрегат сплит-системы, только внутри у него нет компрессора. Остается лишь пластинчатый теплообменник и вентилятор, чьей задачей является повысить интенсивность процесса путем нагнетания через пластины большого количества воздуха.

Тепловой насос вода-вода

Более эффективным вариантом считается тепловой насос вода-вода. Он извлекает тепловую энергию из ближайшего водоема, если таковой есть на расстоянии до 100 м от дома. Другой, более распространенный способ – отбор тепла у грунтовых вод через скважину. По сути, скважин нужно 2: одна для выкачивания воды, другая – для ее сброса. Ниже представлены схемы тепловых насосов, действующих по такому принципу:

Здесь есть свои нюансы. Вода из скважины должна проходить очистку перед попаданием теплообменник, а трубы надо прокладывать ниже глубины промерзания грунта. Другое дело – контур на дне водоема, он заполняется незамерзающей жидкостью (пропиленгликолем), что служит посредником между водой и хладагентом.

Важно. Способность обеспечить частный дом тепловой энергией в этом случае зависит от производительности скважины и объема воды в пруде. Также существуют варианты погружения внешнего контура в проточную воду реки или канализационный септик.

Также существуют геотермальные тепловые насосы, чей принцип работы не отличается от предыдущих типов аппаратов, только тепло извлекается из грунта на глубине, где температура всегда одинакова – плюс 7 ºС. Для этого в землю закапывается горизонтальный контур из труб, занимающий большую площадь, либо в скважины глубиной 25 м опускаются геотермальные зонды. В обоих случаях в качестве теплоносителя используется антифриз.

Считается, что работа теплового насоса, добывающего тепло из грунта, — самая стабильная и эффективная. Но покупка и монтаж подобного оборудования очень дороги, а домашние мастера-умельцы редко прибегают к реализации этого варианта.

Как собрать тепловой насос в домашних условиях?

Поскольку термодинамический расчет теплового насоса представляет для большинства домашних мастеров — самодельщиков немалую сложность, приводить его здесь мы не будем. Наша задача – представить несколько действующих моделей, чтобы любой энтузиаст мог взять какую-нибудь из них за основу для создания собственного детища.

Необходимо отметить, что тепловой насос, придуманный и собранный своими руками, для подавляющего большинства рядовых пользователей останется недостижимой мечтой, если не приложить к его изготовлению массу усилий и времени.

Простейший тепловой насос из старого холодильника был описан в статье журнала «Инженер» за 2006 г. Он позиционируется, как нагреватель воздух – воздух для небольшого помещения или теплицы. Кстати, какой бы ни был мощный бытовой холодильник, на обогрев даже небольшого дома его не хватит, а вот на 1 комнатку – вполне. Решение реализуется 2 способами, причем внутренняя автоматика отключения демонтируется и все агрегаты соединяются напрямую для непрерывной работы. В первом случае старый холодильник находится в помещении, конструкция насоса показана на схеме:

Снаружи к нему прокладывается 2 воздуховода и врезается в переднюю дверку. Воздух по верхнему каналу попадает в морозилку, охлаждается и опускается к нижнему воздуховоду из-за увеличения плотности. Затем он покидает корпус холодильника, вытесняемый верхним потоком. Помещение прогревается от теплообменника, расположенного на задней стенке агрегата. По второму способу сделать своими руками тепловой насос так же просто, надо лишь встроить холодильник в наружную стену, как изображено на схеме:

Самодельный обогреватель из холодильника может функционировать до наружной температуры минус 5 ºС, не ниже.

Тепловой насос из кондиционера

Современные сплит-системы, особенно инверторного типа, успешно выполняют функции того же теплового насоса воздух – воздух. Их проблема в том, что эффективность работы падает вместе с наружной температурой, не спасает даже так называемый зимний комплект.

Домашние умельцы подошли к вопросу иначе: собрали самодельный тепловой насос из кондиционера, отбирающий теплоту проточной воды из скважины. По сути, от кондиционера тут используется только компрессор, иногда – внутренний блок, играющий роль фанкойла.

По большому счету, компрессор можно приобрести отдельно. К нему потребуется сделать теплообменник для нагрева воды (конденсатор). Медная трубка с толщиной стенки 1—1.2 мм длиной 35 м наматывается для придания формы змеевика на трубу диаметром 350—400 мм или баллон. После чего витки фиксируются перфорированным уголком, а затем вся конструкция помещается в стальную емкость с патрубками для воды.

Компрессор из сплит-системы присоединяется к нижнему вводу в конденсатор, а к верхнему подключается регулирующий клапан. Таким же образом изготавливается испаритель, для него сгодится обычная пластиковая бочка. Кстати, вместо самодельных емкостных теплообменников можно использовать заводские пластинчатые, но это обойдется недешево.

Сама по себе сборка насоса не слишком сложна, но здесь важно уметь правильно и качественно пропаивать соединения медных трубок. Также для заправки системы фреоном потребуются услуги мастера, не станете же вы специально покупать дополнительное оборудование. Дальше – этап наладки и пуска теплового насоса, который далеко не всегда проходит удачно. Возможно, придется немало повозиться, чтобы добиться результата.

Заключение

Конечно, отопление дома тепловым насосом – мечта многих домовладельцев. К сожалению, стоимость установок слишком высокая, а справиться с собственноручным изготовлением могут единицы. И то зачастую мощности хватает лишь на ГВС, об отоплении речь не идет. Если бы все было так просто, то у нас в каждом доме стоял самодельный тепловой насос, а пока что он остается недоступным широкому кругу пользователей.

Тепловой насос своими руками из обычного кондиционера. (Часть 1-я)

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)

Видео данной установки :

Как своими руками сделать тепловой насос из кондиционера?

Тепловой насос — одно из самых эффективных средств для отопления дома. Его широко
применяют в Европе, где стоимость энергоносителей стоит дорого. Нередко тепловые насосы
используют в связке с каминами, чтобы еще больше сэкономить электроэнергию. Однако, у
теплового насоса есть один существенный недостаток: его стоимость, установка и обслуживание
не по карману для большинства жителей СНГ.

Если вы все же решили установить тепловой насос в своем доме, попробуйте собрать устройство
своими руками. Это можно сделать на базе старого кондиционера. Конечно, такая установка
будет работать менее эффективно, чем покупной тепловой насос, но зато даст вам возможность
ознакомиться с этой системой отопления. В этой статье вы узнаете, как сделать тепловой насос из
недорогих комплектующих

Общая информация

Прежде чем вы начнете собирать тепловой насос, не лишним будет разобраться с его
особенностями и принципом работы. В сухом остатке, тепловой насос забирает тепловую энергию
из одного места и переносит ее в другое место. Он не производит тепло, а лишь переносит его,
это важно понимать.

Бытовые холодильники и кондиционеры по своему принципу работы отчасти похожи на тепловой
насос, принцип работы которых тоже основан на цикличном переносе тепловой энергии. Именно
по этой причине их часто используют для сборки теплового насоса в домашних условиях.

Тепловой насос состоит из следующих компонентов:

• компрессор;
• теплообменник-испаритель (здесь хладагент становится газообразным);
• теплообменник-конденсатор (здесь хладагент конденсируется);
• регулирующий клапан;
• автоматика;
• медные трубки (в них циркулирует холодильный агент).

В качестве холодильного агента используется фреон. Который, кстати, используется и в
кондиционере, и в холодильнике. Свойства фреона как нельзя лучше подходят для теплового
насоса.

Фреон

Принцип работы теплового насоса прост. Хладагент циркулирует по медным трубкам в жидком
состоянии, первым делом попадая в испаритель. Там он испаряется во время взаимодействия с
теплоносителем (это может быть воздух или вода), после чего продолжает движение по трубкам,
но уже в газообразном состоянии.

В виде газа хладагент попадает в компрессор, а после движется к другому теплообменнику
(конденсатору), где конденсируется и снова становится жидким. Затем фреон перемещается в
регулирующий клапан и нова попадает в испаритель. Это цикличный процесс.

Современные сплит системы кондиционирования инверторного типа работают по тому же
принципу. Поэтому их можно использовать в качестве базы для сборки самодельного теплового
насоса.

Разновидности тепловых насосов

Воздух-воздух

Тепловую энергию можно извлечь даже из воздуха. Эту задачу как раз и выполняет тепловой
насос типа воздух-воздух. Он забирает тепло из окружающей среды и направляет его внутрь

помещения. Такие тепловые насосы стоят дешевле всего, но они не очень эффективны. Чем
холоднее за окном, тем меньше тепла способен собрать тепловой насос воздух-воздух.

Вода-вода

Тепловой насос вода-вода намного эффективнее, чем воздух-воздух. Он забирает тепловую
энергию из воды. Это может быть скважина на вашем участке или водоем недалеко от дома.
Зачастую тепло забирают именно из скважины, поскольку немногие могут похвастаться наличием
водоемов в ста метрах от дома.

Но здесь есть ряд особенностей: вода из скважины должна быть
очищена перед тем, как она попадет в теплообменник. Также учтите, что трубы нужно проложить
ниже глубины промерзания. А в некоторых регионах глубина промерзания доходит до двух-трех
метров, что затрудняет прокладку труб.

Насосы типа вода-вода — наиболее эффективны и стабильны. Но приобретение и монтаж такого
оборудования обойдется в круглую сумму, поэтому домашние умельцы предпочитают сборку
таких устройств своими руками.

Сборка теплового насоса из старого кондиционера

Инверторная сплит-система, по сути, может выполнять функция теплового насоса типа воздух-
воздух. Однако, переделка инверторного кондиционера в чистом виде не целесообразна,
поскольку такие аппараты рассчитаны на работу при определённом температурном режиме,
зачастую, до -5 градусов за окном. Модели подороже могут работать и при -10 или даже -20, но
найти такого «донора» для переделки не так уж просто.

Поэтому рекомендуется сборка теплового насоса из кондиционера с использованием только его
компрессора. Для такой переделки необязательно покупать полностью сплит-систему, можно
приобрести только компрессор. Это будет устройство, напоминающее тепловой насос типа вода-
вода.

Вы должны соорудить теплообменник-конденсатор. Возьмите медную трубку (длина 35 метров,
диаметр стенки 1 мм), намотайте ее на большую трубу (диаметр 300-400 мм), чтобы придать
трубке форму. У вас должна получиться змееобразная конструкция. Поместите ее в емкость с
патрубками. Емкость должна быть стальной.

Тем же способом нужно изготовить теплообменник-испаритель. Подойдет пластмассовая
емкость.

Теперь вернемся к компрессору. Его нужно присоединить к нижнему вводу теплообменника. На
верхний ввод ставится регулирующий клапан. Получившуюся конструкцию нужно грамотно
запаять, а затем пустить по ней холодильный агент, он же фреон.

Скорее всего, первые запуски будут неудачными, поскольку это не полноценный тепловой насос,
а лишь его приближенный аналог.

Заключение

Самодельный тепловой насос не заменит полноценную систему отопления, но даст вам
понимание, как вообще работает подобная система. Мы бы не стали использовать самодельный
аппарат на постоянной основе. Если бы он легко собирался своими руками, его бы не продавали
за такие немалые деньги. Сделайте самодельный тепловой насос, чтобы понять, нужна ли вам
такая система в доме и стоит ли ее приобретать. Желаем удачи!