Теплові насоси для опалення будинку своїми руками

Спостерігаючи стрімкий розвиток науки і техніки, активне впровадження інноваційних технологій і наукових відкриттів, можемо констатувати, що цей процес не обійшов стороною і таку сферу, як опалення житла. Чи можемо переконатися, що людство тут невпинно розвиває свої можливості, вчені пропонують нові принципи і методи, які можна використовувати для обігріву будинку або квартири Вдосконалені радіатори, конвектори, пристрій водяного статі з обігрівом, влаштування інфрачервоного статі – все це наука подарувала людству для того, щоб зробити будинок теплішим і комфортним.

До відносно новим технологіям належить і опалення заміського будинку тепловим насосом. Ця система у нас не є ще широко поширеною, можна навіть сказати, що кожна людина чув про неї або розуміє, що вона собою являє. З іншого боку тепловий насос для опалення будинку дуже популярний в країнах Скандинавії – там вони зустрічаються досить часто. Їх можна використовувати як в комбінації з радіаторами, так і в системах водяного статі. Якщо вивчити відгуки, які отримала подібна система опалення, можна з упевненістю сказати, що вона дуже перспективна і в майбутньому приживеться і у нас.

Принцип дії і види теплових насосів

При тому, що сьогодні мало хто у нас можуть похвалитися знайомством пристроєм і принципом дії цього апарату, він працює по добре знайомій нам схемою. Система опалення такого роду працює за тим же принципом, що холодильник або кондиціонер. Вчені такий алгоритм називають принципом Карно – він був описаний ще в середині 19 століття. Система за допомогою теплоносія збирає тепло в навколишнє середовище і віддає його в потрібній точці. Якщо в якості прикладу привести холодильник, то фреон забирає тепло з морозилки і викидає його в приміщення. За рахунок цього в морозилці тримається мінусова температура, а задня стінка холодильника нагрівається.

За тим же алгоритмом працює і тепловий насос – теплосборник ховається глибоко в грунті або в відкритому водоймищі і з’єднується контуром з системою опалення в будинку.

За допомогою теплоносія тепло збирається від грунтових вод, відкритих водойм, підземних джерел і доставляється в приміщення в обігрівальні прилади а також в магістраль статі з підігрівом. Практика показує, що в якості джерела теплової енергії можна використовувати будь-який об’єкт, температура якого вище абсолютного нуля.

За аналогією з реверсивним кондиціонером, пристрій може працювати на нагрів і на охолодження в залежності від потреби. Якщо потрібно обігріти приміщення, він доставляє тепло, якщо необхідно охолодити – він забирає його.

Якщо розписати докладно принцип дії подібної установки, він буде виглядати наступним чином:

  • По зовнішньому контуру, розташованому в зовнішньому середовищі, відбувається циркуляція теплоносія, який при цьому нагрівається до певної температури.
  • Після потрапляння теплоносія в теплообмінник тепло передається на внутрішній контур.
  • Холодоагент у випарнику нагрівається і переходить в газоподібний стан.
  • Потім він у вигляді газу надходить в компресор, там відбувається його примусове стиснення, внаслідок чого він істотно нагрівається.
  • Далі стислий газоподібна речовина надходить в конденсатор і віддає своє тепло в радіатори або контур водяного статі для обігріву будинку за допомогою теплоносія.
  • Холодоагент остигає, стає рідиною, знову повертається в зовнішній контур і відбувається повторний цикл.

Розглянемо, які бувають види теплових насосів:

  • Грунт-вода – відгуки говорять про те, що такі пристрої найбільш стабільні і їх вибір краще всього підходить для використання цілий рік. Зовнішній контур в цьому різновиді закладається в грунті на певній глибині. Як правило, на таких глибинах температури стабільні цілий рік, що й обумовлює стабільність такого пристрою. Контур можна зробити як горизонтальним, так і вертикальним. При горизонтальному розташуванні незручність полягає в необхідності виділити велику площу під контур – цю ділянку не можна буде використовувати для інших цілей. При вертикальному розташуванні цей недолік усувається, однак буде потрібно бурити глибокі свердловини – це можна зробити тільки за допомогою фахівців і спеціального устаткування.
  • Вода-вода – зовнішній контур влаштовується у відкритих водоймах або в грунтових водах через спеціальні свердловини. При такому методі
    ми отримуємо найбільш високий коефіцієнт корисної дії.
  • Повітря-вода – зовнішній контур розташовується зовні будинку. У наших краях при мінусових температурах цей спосіб не дуже ефективний.
  • Повітря-повітря – такий пристрій може відмінно працювати і при мінусовій температурі. Для цього потрібен воздуховод – ми можемо зробити його своїми руками. Однак при температурі нижче -10 градусів витрати на електрику будуть надзвичайно високими і економічний ефект роботи агрегату буде негативним.
  • Гідродинамічний апарат – тут парниковий ефект виходить в результаті перетворення механічної енергії від роботи електричного генератора в теплову, яка переноситься за допомогою теплоносія. Гідродинамічний апарат можна зробити своїми руками.

Вибір виду теплонасоса повинен враховувати теплові втрати в будинку, особливості будівлі та земельної ділянки. Ну і зрозуміло, вибір не в останню чергу повинен враховувати фінансові можливості власника і економічний ефект від роботи пристрою.

Переваги теплового насоса

Розглянувши принцип роботи, особливості та різновиди теплових насосів, ми повинні докладніше звернутися до їх достоїнств, які роблять подібні пристрої настільки ефективними і багатообіцяючими:

  • Економічний ефект – подібні агрегати дуже ефективно використовують витрачену енергію, їх коефіцієнт корисної дії дуже високий. Крім того тут для нагріву теплоносія використовується енергія навколишнього середовища – це вкрай вигідно і перспективно.
  • Універсальність і повсюдність – для забору тепла годиться практично будь-яке середовище, що робить подібні апарати застосовними практично в будь-якому місці планети. Специфіка їх роботи дозволяє обійтися навіть без електрики – можна застосовувати дизельні або бензинові генератори. Крім того такі апарати можуть працювати як на нагрівання, так і на охолодження.
  • Екологічність – пристрій використовує енергію навколишнього середовища, не спалює ніякі токсичні речовини і не забруднює навколишнє середовище шкідливими для здоров’я токсичними викидами.
  • Безпека – оскільки тут не використовується паливо, немає небезпеки вибуху або пожежі. Чи не доводиться побоюватися і отруєння чадним газом або продуктами згоряння палива – подібні установки практично нешкідливі.
  • Подібна система може бути виготовлена ??своїми руками. Всі вузли та підключення можна зробити в домашніх умовах, самостійно змонтувати і запустити своїми руками.

Як виготовити своїми руками саморобний тепловий насос

Як ми змогли переконатися використання теплового насоса надзвичайно вигідно – високий коефіцієнт корисної дії, економічність, екологічність, безпеку. З ним можуть працювати радіатори опалення, а також система водяного статі з підігрівом.

Однак не завжди є бажання або можливість витрачати велику кількість грошей на дороге устаткування. У такому випадку всі вузли і підключення можна зробити своїми руками – самостійно виготовлений агрегат буде служити для нагріву батарей або водяного статі не гірше, ніж зроблений на заводі.

Практично весь процес можна розділити на наступні етапи:

  • Необхідний грамотний термодинамічний розрахунок – він повинен враховувати особливості ділянки, будівлі, наявність статі з підігрівом і радіаторів, їх кількість і потужність, тип теплоносія, а також інші фактори, які впливають на ефективність і економічність роботи установки.
  • Купуємо компресор – для наших цілей годиться компресор від кондиціонера. Його можна розмістити де-небудь на стіні будинку.
  • Конденсатор цілком можемо зробити своїми руками. Беремо відповідну ємність, розрізаємо на дві половинки, поміщаємо всередину змійовик з мідної трубки в металевому або пластиковому корпусі. Зварює половинки бака і робимо різьбові патрубки для підключення.
  • Всю необхідну пайку і закачування фреону повинен робити фахівець – в процесі виконання цих робіт можна отримати травму.
  • Виконуємо всі необхідні підключення до внутрішнього контуру, по якому за допомогою теплоносія обігріваються радіатори і система водяного статі.
  • Монтуємо в зовнішньому середовищі магістраль для забору тепла і виконуємо всі підключення.
  • В якості теплоносія використовуємо, як правило, звичайну воду.

Після виготовлення і монтажу необхідна ретельна перевірка обладнання. Після того, як всі випробування пройшли успішно, можемо запускати його в експлуатацію.

висновок

Опалення за допомогою теплового насоса сьогодні не дуже відоме в наших краях, проте світова практика показує, що подібні установки дуже перспективні. Зважаючи на свою ефективності, економічності і екологічності вони все стають все більш популярним серед власників приватних будинків. Крім того, для роботи використовується енергія зовнішнього середовища, що надзвичайно вигідно і зручно.

Як показує досвід, установка подібного роду на ділянці площею 400 м2 повністю окупає себе протягом декількох років. Використання пального палива поступово відходить у минуле і людство все впевненіше починає користуватися невичерпними ресурсами навколишнього середовища.