Тепловой насос: воздух–вода

Основным источником возобновляемой энергии является окружающая среда. По своей сути она есть носитель тепла, которое содержится в неограниченном количестве в воздухе, подземной воде и земле. Человек может использовать их для своих нужд, для чего надлежит установить тепловой насос.

Что это такое

Под формулировкой «тепловой насос» понимается электромеханический прибор. Он применяется для обогрева жилого дома, обеспечения его горячей водой, работы устройства системы кондиционирования. Конструкцию можно создать своими руками, а это позволит до минимума сократить расходы на покупку насоса.

Тепловой насос способен работать в автономном режиме или совместно с другими видами нагревателей, используемых в отопительных системах. Например, дизельным либо газовым котлом, солнечными коллекторами.

Тепловой насос – воздух-вода, применяемый в системе отопления дома, состоит из устройств:

• внешнего блока, представляющего собой наружный инверторный блок. Он походит на стандартную установку, применяемую для кондиционирования помещений. Чтобы защитить ее от атмосферных осадков, можно установить поверх нее козырек;
• внутреннего блока – гидравлического модуля. Конструкция выполнена по принципу ультра устойчивости с вмонтированным в нее регулятором, типа «предиктор-корректор». Он дозволяет автоматически изменять подачу рабочей жидкости по фактической необходимости гидросистемы в реальном времени без перемены фазового сдвига.

Сообразно принципу действия, насос забирает тепло наружного воздуха с целью передачи его потребителю через гидравлический модуль.

Наружный инверторный блок устанавливается на специальных кронштейнах, закрепленных на стене, либо размещается на стальной подставке.

Гидравлический модуль является универсальным гидравлическим приводом, изготовленным в комплекте или индивидуальном варианте. Как правило, он размещается внутри постройки – котельной.

Устройства теплового насоса для отопления дома соединяются между собой:

• двумя медными трубами, предназначенными для перемещения теплоносителя;
• четырехжильным кабелем, который синхронизирует работу двух конструкций.

Диапазон температур рабочего цикла

Для наглядного примера рассмотрены характеристики хладагента R134a. При его применении температура рабочего цикла колеблется в определенных пределах. Они должны быть учтены при проектировании теплового насоса.

Численные значения температур:

• испарение хладагента, температура равна +4°C при поглощении тепла грунта, грунтовых вод – +10°C;
• сжатие газа компрессором – +95°C;
• конденсация газа вследствие передачи тепла в отопительную систему –+65°C;
• термодинамического кругового цикла теплового насоса – +4°C – 95°C.

Основные преимущества

По сравнению с другими конструкциями инверторный тепловой насос обладает рядом преимуществ.

В их число входят:

• экологичность. Обогрев дома производится без выбросов в атмосферу вредных веществ;
• универсальность. Устройство работает как единственный источник тепла, несмотря на то что хорошо функционирует с любой циркуляционной системой. В отопительный сезон он используется в качестве источника тепла, в теплое время года для подачи в помещения охлажденного воздуха;
• надежность. В ходе эксплуатации исключены поломки за счет простоты установки, которая не оснащена множеством электромеханических элементов. Кроме того, ее можно собрать своими руками, что немаловажно;
• экономичность. Высокая теплопроизводительность с КПД, равным 450% дозволяет обогреть и поддерживать тепло в доме без осложнений. Как правило, на водяное отопление тратится много средств. Что касается данного устройства, то отпадает необходимость закупки топлива для отопительной системы.

Как изготовить своими руками тепловой насос

Для частного индивидуального дома, площадь которого более 400 м², применение теплового насоса очень выгодно и удобно. Как показывает практика, конструкция полностью окупается в течение нескольких лет эксплуатации вне зависимости от стоимости.

Принципы разработки и сбора

Конструкцию можно изготовить своими руками, если размеры дома небольшие. Для ее изготовления надлежит купить любой тип компрессора. В качестве конденсатора применяется змеевик, сделанный из медной трубы толщиной не менее 1 мм. Он помещается в металлический либо пластиковый корпус, в качестве которого используется бак подходящего размера.

Последовательность действий:

• установление змеевика;
• сварка половинок бака;
• производство монтажа резьбовых соединений;
• установка испарителя. Его можно изготовить из пластикового бака объемом около 80 л. В него устанавливается змеевик из медной трубы, диаметр которого равен ¾ дюйма. Он крепится к стене L-образными кронштейнами;
• вода подводится и сливается при помощи обычных металлопластиковых труб;
• закачка фреона в конструкцию. Как правило, процесс осуществляется специалистом, обслуживающим холодильное оборудование. Он собирает отдельные элементы конструкции в единую систему;
• проверка рабочего состояния установки;
• подключение конструкции к внутренней системе отопления дома;
• монтаж наружного блока, его подключение;
• осуществление диагностики состояния проводки электрической сети, счетчика. При необходимости его устаревшее оборудование удаляется с последующей заменой. Наилучшим вариантом является установление счетчика большой мощности, что способно обеспечить бесперебойную работу системы;
• проверочный пуск теплового насоса.

Для изготовления качественного змеевика медная сантехническая труба наматывается вокруг какого-либо предмета с соответствующим диаметром. Например, газового баллона. Витки змеевика закрепляются перфорированным алюминиевым уголком, который позволяет выровнять расстояние между ними. Работы необходимо выполнять аккуратно, чтобы предотвратить получение бытовой травмы.

Как правило, в частных домах, построенных в индивидуальном порядке, коттеджах в основном применяются высокотемпературные тепловые насосы. В высотных домах, производственных предприятиях они устанавливаются редко. Данное явление объясняется недостаточностью подаваемой в систему отопления температуры, которая не повышается более +65⁰С.

Чтобы тепловой насос полностью удовлетворил ожидания его владельца, нужно правильно рассчитать его мощность. Явление напрямую связано с производством теплотехнического расчета для установления теплопотерь ограждающих конструкций постройки. Его следует заказать инженеру-проектировщику по теплоснабжению и вентиляции.

И в заключение необходимо подчеркнуть, что сборка теплового насоса своими руками не вызывает затруднений. Его может собрать и установить каждый заинтересованный домовладелец. Как правило, на установку теплового насоса мощностью 9 кВт/ч, собранного из старого оборудования, уходит около 450 евро.