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

Тепловой насос

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.

Схема работы

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

Конструкция теплового насоса

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. Грунтовая часть

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.

Холодильник наоборот

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

Окупает себя в течение двух-трех лет

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.

Не требует тщательного ухода

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

Автор angor58