Как изготовить тепловой насос для отопления дома своими руками

Организовать отопление загородного дома – это непростая задача. Естественно, проектировщики и установщики справляются с такой задачей на «отлично». Владельцу дома самому решать: приглашать специалистов устанавливать отопление либо всё делать самому. В статье – поэтапное руководство по обустройству отопления.

Разновидности и особенности тепловых пунктов

Тепловой пункт включает в себя оборудование, которое дает возможность присоединять энергетические установки к тепловым сетям, системы жидкостной подачи, а еще аппараты для контроля и измерения. Как правило, тепловой узел устанавливают в отдельном здании или помещении. Назначение любых видов тепловых пунктов – регулирование подачи теплового носителя. Все системные элементы – трубопровод, магистрали, обслуживающие квартиры, а также радиаторы рассчитаны на работу с тепловым носителем определенной чистоты, температуры и загазованности. Нарушение таких показателей приведет к засорению и системному отказу.

Тепловой пункт помогает контролировать показатели выходящей и входящей воды. Потребители получат жидкость оптимальной температуры под тем давлением, на которое рассчитана система водопровода, отопления и вентиляции.

Если какие-то из показателей меняются и получается недопустимая величина, то система контроля автомат отключит водную подачу. Тут же происходит преобразование теплового носителя, к примеру, паровая конденсация и превращение в чересчур нагретую воду. Тепловой пункт способен обслуживать разное число потребителей, подключать разные системы потребления тепла. Еще отличаются методы монтажа оборудования.

Центральный

Особенности тепловых узлов – огромное число подключенных потребителей, а центральный тепловой пункт обслуживает сразу несколько домов, микрорайон или предприятие. Как правило, он размещен в отдельной постройке, но допустим монтаж в подвальном помещении, если позволяют размеры. Этот вариант не самый удобный для рядовых потребителей – жителя квартиры. ЦТП устанавливает одинаковую температуру теплового носителя без учета того, длина трубопровода не одинаковая. Ближайшие здания обычно перегреваются, а дальние получают почти еле теплую воду. При ремонтных и профилактических работах без тепла останется сразу целый микрорайон.

Разновидности и особенности тепловых пунктов

Индивидуальный

Если говорить про индивидуальный пункт тепла, то он выполняет все те же функции, что и центральный тепловой пункт, правда в меньшем объеме. Он подает тепловой носитель в одно здание или только в его часть. Так как его размеры куда меньше, то тепловой узел размещают в подвале или ином техническом помещении. Преимуществом индивидуального пункта подготовки тепла – подача потребителям воды с одинаковой температурой, причем длина трубопровода даже в высотном здании не столь велика, чтобы воздействовать на температуру. Данный вариант куда экономичнее, так как для поддержания идеального режима в квартире нужно меньшее нагревание.

Модульный

Тепловой узел будет модульным или блочным – это заводское готовое изделие. Блоки довольно компактные по размеру, собраны и при этом функционируют по единой схеме. Их можно разместить на максимально малом участке, а блоки монтируют довольно быстро – следует лишь подсоединить внешние типы проводом. По числу покупателем модульный пункт может быть и индивидуальным, и даже центральным.

Как не ошибиться при выборе теплового насоса для отопления своего дома?

Если Вы запланируете устанавливать тепловой насос для отопления своего дома, то избегайте ситуации, когда проект Вам делает одна организация, монтаж другая, а обслуживает третья, каждая последующая организация снимает с себя ответственность за корректность и эффективность работы системы отопления.

Вы можете оставить данные для просчета системы отопления на базе теплового насоса нашему инженеру, а так же получить техническую консультацию совершенно бесплатно!

Надеюсь информация оказалась для Вас полезной.

Если остались вопросы, то обратитесь к нашим специалистам — позвонив по телефону, либо заполнив форму.

Со всем перечнем наших услуг Вы можете ознакомиться на нашем сайте:

До встречи!

Особенности тепловой системы воздух-вода

Тепловой насос, которому посвящена эта статья, в отличие от других модификаций подобного устройства (в частности, вода-вода и грунт-вода), обладает рядом достоинств:

Особенности тепловой системы воздух-вода
  • экономит электричество;
  • для установки не потребуются масштабные земельные работы, бурение скважин, получение специальных разрешений;
  • если подключить систему к солнечным батареям, то можно обеспечить полную ее автономность.

Веское преимущество тепловой системы, извлекающей энергию ветра и передающей ее воде, заключается в стопроцентной экологической безопасности.

Особенности тепловой системы воздух-вода

Перед тем, как приступать к конструированию насоса, необходимо выяснить, в каких случаях система проявляет себя максимально эффективно, а когда ее использование нецелесообразно.

Тепловая насосная система, извлекающая энергию из воздушной массы, может использоваться для подогрева всех видов теплоносителей, применяющихся на территории СНГ: воды, воздуха, пара

Особенности тепловой системы воздух-вода

Специфика применения и работы

Тепловой насос продуктивно работает исключительно в температурном диапазоне от -5 до +7 градусов. При температуре воздуха от +7 система будет вырабатывать больше тепла, чем необходимо, а при показателе ниже -5 – недостаточно для обогрева. Это связано с тем, что концентрированный фреон, находящийся в конструкции, закипает при температуре -55 градусов.

Особенности тепловой системы воздух-вода

Теоретически система может вырабатывать тепло и в 30-градусный мороз, но его будет недостаточно для обогрева, ведь теплопроизводительность напрямую зависит от разности температуры кипения хладагента и температуры воздуха.

Читайте также:  Варианты комбинированного отопления для частного дома

Поэтому жителям Северных регионов, где холода наступают раньше, эта система не подойдет, а в домах Южных областей она сможет эффективно прослужить несколько холодных месяцев.

Особенности тепловой системы воздух-вода

Если в помещении установлены стандартные батареи, то тепловой насос будет работать менее эффективно. Лучше всего устройство воздух-вода сочетается с конвекторами и иными радиаторами с большой площадью, а также с системами «теплый пол», «теплые стены» водного типа.

Особенности тепловой системы воздух-вода

Также само помещение должно быть хорошо утеплено снаружи, обладать встроенными многокамерными окнами, обеспечивающими лучшую теплоизоляцию, чем обычные деревянные или пластиковые.

Тепловой насос лучше всего взаимодействует с водяной системой «теплый пол», не требующей нагрева теплоносителя свыше 40 – 45º С

Особенности тепловой системы воздух-вода

Самодельный тепловой насос сможет эффективно обогревать дома площадью до 100 кв. м и гарантировано выдавать мощность в 5 кВт. Следует понимать, что фреон невозможно залить достаточно качественно в конструкцию, созданную в бытовых условиях, поэтому следует рассчитывать на температуру его кипения до -22 градусов.

Устройство домашней сборки идеально подойдет для снабжения теплом гаража, теплицы, подсобных помещений, небольшого частного бассейна и др. Система обычно используется в качестве дополнительного обогрева.

Особенности тепловой системы воздух-вода

Электрокотел или иное традиционное оборудование для отопительного сезона потребуется в любом случае. Во время сильных морозов (-15-30 градусов) тепловой насос рекомендуется выключать, чтобы избежать растрат электроэнергии, ведь в этот период его эффективность составляет не больше 10%.

Тепловые насосы поставляют достаточное количество энергии для обогрева воды в крытых частных бассейнах (+)

Особенности тепловой системы воздух-вода

Принцип действия системы

Рабочее вещество в конструкции – воздух. Через наружный блок, устанавливающийся на улице, кислород по трубам поступает в испаритель, где взаимодействует с хладагентом.

Особенности тепловой системы воздух-вода

Фреон под действием температуры становится газообразным (поскольку закипает при -55 градусах) и в нагретом виде под давлением поступает в компрессор. Устройство сжимает газ, тем самым увеличивая его температуру.

Горячий фреон поступает в контур накопительного бака (конденсатора), где происходит отдача тепла воде, которую впоследствии можно использовать для организации отопления и ГСВ. В конденсаторе фреон лишается только части своего тепла, и все еще находится в газообразном состоянии.

Проходя через дроссель, хладагент распрыскивается, в результате чего его температура понижается. Фреон становится жидким и в таком виде переходит в испаритель. Цикл повторяется.

На рисунке схематически показана реализация принципа элементарного теплового насоса, разделенного компрессором и расширителем на два контура – высокого и низкого давления

Желающим самостоятельно соорудить тепловой насос из бросовых материалов и отслужившей техники, к примеру, из старого холодильника, поможет информация, изложенная в рекомендуемой нами статье.

Какое отопление экономичнее

Могу с уверенностью сказать, что теплые полы будут самыми экономичными в загородном доме, ведь горячий воздух образуется снизу и постепенно подымается вверх, равномерно прогревая всю площадь помещения.

Ходить по такому покрытию очень комфортно, особенно если полы залиты холодными по своей структуре материалами, либо на них расположена плитка. Для укладки подобного типа системы можно использовать воду или антифриз как теплоноситель и элементы, работающие от электричества на выбор.

Как работает тепловой насос типа «вода-вода»

Если неподалеку от дома есть водоем (пруд, река и пр.), то монтируют тепловой насос типа «вода-вода». В этой конструкции вода используется вместо рассола, с помощью мощного электрического насоса пропускается через первичный теплообменник (испаритель), сообщает свое тепло фреону (хладагенту с низкой температурой кипения – для этого достаточно повышения температуры до 5 °C), циркулирующему по второму контуру, где он закипает, переходит в газообразное состояние, сжимается с помощью компрессора, что сопровождается повышением его температуры и давления, перемещается в конденсатор, где сообщает тепло теплообменному контуру, превращается в жидкость и возвращается обратно в водоем. А нагретый во вторичном теплообменном контуре теплоноситель направляется в отопительную систему дома.

Необходимый для обогрева дома тепловым насосом коллектор либо помещают на дно (при глубине 1,2–1,5 м накопительный рукав будет давать тепловую энергию круглогодично) и пригружают для предотвращения всплытия, либо закапывают в донный грунт, у которого температура выше, чем у воды.

Такой тепловой насос отличается большей энергоэффективностью и экономичностью, но, как показывает практика, применяется не очень часто. Дело в том, что вследствие загрязненности воды потребуются монтаж установки для предварительной очистки поступающей воды, регулярная чистка теплообменника и пр.

Если тепловой насос для отопления работает по принципу «вода-воздух», то тепловая энергия нагревает воздух, который после этого распределяется по дому.

Следующий раздел статьи посвящен принципам действия других тепловых насосов для отопления дома.

Советы по выбору системы

Монтаж оборудования типа «земля-вода» обходится дороже всех остальных вариантов, потому что требует глубинных земляных работ при вертикальном расположении оборудования или большой свободной площади участка при горизонтальной прокладке коммуникаций. Эти параметры ограничивают использование системы и существенно снижают ее привлекательность.

Установка насоса «вода-вода» тоже имеет некоторые ограничения. Если рядом есть доступный водоем, можно разместить систему в нем. Отсутствие открытых вод повлечет за собой бурение скважин и отводных колодцев, что тоже стоит не дешево.

Читайте также:  Применение солнечных батарей для отопления частного дома

Насос «воздух-вода» не представляет проблем с установкой, и может корректно работать даже в многоквартирных домах, но при суровых зимах с низкими температурными показателями его эффективность падает и для ее поддержки требуется параллельный источник энергии.

Однако, все системы в итоге окупают свои затраты и начинают вырабатывать бесплатный ресурс, позволяя владельцам жить в максимально удобных, приятных и комфортных условиях, не тратя при этом больших средств на коммунальные услуги.

Монтаж геотермального отопления своими руками

Конструкция теплового насоса

На практике сделать теплоснабжение этого типа – задача сложная. Особенностью  проектирования и монтажа геотермального отопления своими руками является наличие теплового насоса – основного агрегата системы.

В конструкцию этого устройства включен внутренний контур с хладагентом, компрессор, дроссель и испаритель. Для управления работой обязательно предусматривается электронный блок. На что необходимо обращать внимание при выборе геотермального теплового насоса для отопления?

Монтаж геотермального отопления своими руками
  • Тип устройства. В теплоснабжении применяются модели «грунт-вода». Помимо них существуют «вода-вода» и «воздух-вода»;
  • Номинальная тепловая мощность. Она напрямую зависит от расчетных параметров. Стоит учитывать, что практически все модели имеют значение этой характеристики до 18 кВт;
  • Потребляемая мощность. Это сумма электрической энергии, необходимой для работы компрессора, насоса и электронного блока управления. Напрямую зависит от номинальной мощности устройства;
  • Параметры отопительной системы – температурный режим и оптимальный показатель давления. Для всех геотермальных систем отопления своими руками последний показатель обычно не превышает 3 бар;
  • Стоимость. В настоящее время обустройство геотермального отопления частного дома является самым дорогим. И большая часть расходов – это приобретение теплового насоса. Поэтому нужно особое внимание уделить правильному выбору этого компонента системы.

Трубы для геотермального отопления

Кроме геотермального теплового насоса для отопления – следует правильно подобрать трубы для наружного контура. Они должны отвечать определенным требованиям. В частности – иметь минимальный показатель сопротивления теплопередачи. В идеале для этого следовало бы использовать стальные магистрали. Однако их эксплуатация в этой среде связана с множественными проблемами. Поэтому зачастую сделают геотермальное отопление из полимерных гибких трубопроводов.

После анализа отзывов о геотермальном отоплении дома можно выделить следующие положительные качества полимерных труб для этого типа теплоснабжения:

  • Достаточная гибкость. Это важно при обустройстве горизонтального геотермального отопление загородного дома своими силами.
  • Простота установки и состыковки отдельных контуров. Для этого применяются механические муфты.
  • Возможность оперативной замены поврежденного участка в случае аварийной ситуации.
Монтаж геотермального отопления своими руками

Также не нужно забывать о стоимости. Учитывая, что в основе принципа работы геотермального теплоснабжения лежит тепловой насос – следует уменьшить затраты, чтобы приобрести оптимальную модель этого устройства.

Для полноценного функционирования системы рекомендуется в первичном контуре применять специальный состав теплоносителя, который имеет температуру замерзания ниже 0°С.

Куда ставить насос — на подачу или в обратку

Невзирая на обилие информации в интернете, пользователю довольно сложно понять, как правильно установить насос на отопление, чтобы обеспечить принудительную циркуляцию воды в системе собственного дома. Причина – противоречивость этой информации, вызывающая постоянные споры на тематических форумах. Большая часть так называемых спецов утверждает, что агрегат ставится только на обратный трубопровод, приводя такие умозаключения:

  • температура теплоносителя на подаче гораздо выше, чем в обратке, поэтому насос прослужит недолго;
  • плотность горячей воды в подающей магистрали меньше, поэтому ее труднее перекачивать;
  • статическое давление в обратном трубопроводе выше, что облегчает работу насоса.

Интересный факт. Иногда человек случайно попадает в котельную, обеспечивающую центральное отопление квартир, и видит тамошние агрегаты, врезанные в обратку. После этого он считает подобное решение единственно верным, хотя не знает, что в других котельных центробежные насосы могут стоять и на подающей трубе.

Отвечаем на приведенные утверждения по пунктам:

  1. Бытовые циркуляционные насосы рассчитаны на максимальную температуру теплоносителя 110 °С. В домашней отопительной сети она редко поднимается выше 70 градусов, да и котел не нагреет воду больше, чем 90 °С.
  2. Плотность воды при 50 градусах составляет 988 кг/м³, а при 70 °С – 977.8 кг/м³. Для агрегата, развивающего давление 4—6 м водного столба и способного перекачивать около тонны теплоносителя за 1 час, разница в плотности перемещаемой среды 10 кг/м³ (объем десятилитровой канистры) просто ничтожна.
  3. На практике столь же несущественна разность статических давлений теплоносителя в подающей и обратной магистрали.

Отсюда простой вывод: циркуляционные насосы для отопления допускается врезать как в обратный, так и в подающий трубопровод системы отопления частного дома. Данный фактор никак не повлияет на работоспособность агрегата или эффективность обогрева здания.

Исключение – дешевые твердотопливные котлы прямого горения, не оборудованные автоматикой. При перегреве теплоноситель в них закипает, поскольку горящие дрова нельзя потушить в один момент. Если циркуляционный насос установлен на подаче, то образующийся пар вперемешку с водой поступает внутрь корпуса с крыльчаткой. Дальнейший процесс выглядит так:

  1. Рабочее колесо перекачивающего устройства не предназначено для перемещения газов. Поэтому производительность аппарата резко снижается, а скорость течения теплоносителя падает.
  2. В котловой бак поступает меньше охлаждающей его воды, отчего перегрев возрастает, а пара образуется еще больше.
  3. Увеличение количества пара и его попадание в крыльчатку приводит к полной остановке движения теплоносителя в системе. Возникает аварийная ситуация и в результате роста давления срабатывает предохранительный клапан, выбрасывающий пар прямо в помещение котельной.
  4. Если меры по тушению дров не предпринимаются, то клапан не справляется со сбросом давления и происходит взрыв с разрушением оболочки котла.
Читайте также:  Изготовление пиролизного котла своими руками: чертежи и принцип работы

Для справки. В дешевых теплогенераторах, выполненных из тонкого металла, порог срабатывания предохранительного клапана составляет 2 Бар. В более качественных ТТ-котлах этот порог предусматривается на уровне 3 Бар.

Практика показывает, что от начала процесса перегрева до срабатывания клапана проходит не более 5 минут. Если установить циркуляционный насос на обратной трубе, то пар в него не попадет и промежуток времени до аварии возрастет до 20 мин. То есть, монтаж агрегата на обратку не предотвратит взрыв, но отсрочит его, что даст больше времени на устранение проблемы. Отсюда рекомендация: насосы для котлов, работающих на дровах и угле, лучше ставить на обратном трубопроводе.

Для хорошо автоматизированных пеллетных отопителей место установки значения не имеет. Больше информации по теме вы узнаете из видео нашего эксперта:

↑ Ошибки во время установки

При самостоятельном монтаже отопительной сети можно допустить много ошибок. Именно поэтому многие и рекомендуют, если не полностью доверить установку специалистам, то хотя бы проконсультироваться. Рассмотрим пять ошибок, которые монтажники считают основными:

Если был подобран котёл с мощностью, которой недостаточно для обогрева помещения, то устранить такую ошибку крайне сложно.

 Часто котёл ещё используют и для обогрева воды на потребности ГВС. Тогда на обогрев комнат тепла недостаточно. Теплогенератор не функционирует на 100%, и теплоноситель в радиаторах не нагревает жидкость до требуемой температуры.

Обвязка котла должна не только выполнять свои функции, но и быть безопасной. К примеру, на обратке насос надо установить перед теплогенератором. Насосный вал к тому же должен располагаться горизонтально.

Расширительная ёмкость используется объёмом 10% от всей воды в сети. При использовании открытой схемы её устанавливают на самом верху, если схема закрытая, то монтируют перед насосом. Между ними располагают грязевик, установленный горизонтально пробкой к низу.

А вот если была неправильно выбрана сеть отопления, то получится перерасход средств за материалы и установку. Часто тогда приходится отопительную систему переустанавливать, а это – лишние траты.

Наиболее часто эта ошибка встречается при монтаже однотрубной сети, когда на одну ветку присоединяют 4-5 батарей. В результате они не обогреваются.

К монтажным ошибкам относят несоблюдение уклонов, плохое скрепление и монтаж не той арматуры.

Рассмотрим недостатки автономного отопления частных домов:

  • Понадобится покупать оборудование, комплектующие детали, стройматериалы.
  • Если не покупать автоматическое управление, то понадобится наблюдение за рабочим процессом.
  • Если котёл приобретён на жидком либо твёрдом топливе, то придётся наполнять бункер.
  • Имеется опасность, что появится свищ и протечёт теплоноситель.

Правда, преимуществ у автономного отопления более, чем достаточно:

  • Универсальность. Можно выбрать котлы по типу энергетического носителя или сформировать комбинированную сеть.
  • Рынок стройматериалов представлен большим выбором комплектующих деталей. Купить необходимые элементы можно по разной стоимости.
  • Легко настраивать. Схема позволяет регулировать температуру.
  • Воздух в помещениях не пересушен.
  • Если монтирован отдельный контур, присоединённый к котлу, то можно организовать подачу горячей воды.
  • Использование автоматических датчиков даёт возможность управлять процессом через интернет, Wi-Fi или GPS.

Важно! Перед покупкой выполняют расчёт мощности котла. Мощность требуется выше на 5-10%, чем рассчитана теоретически. Приборы, работающие не на износ, прослужат намного дольше.

Смета геотермальной системы

Владельцы частных домов, загоревшись идеей бесплатного получения тепла, должны рассматривать ситуацию на трезвую голову – чтобы получить экономически выгодную систему, окупающую себя, требуется вложиться в нее достаточно серьезно, так как самостоятельно геотермальное отопление не устроить. Установки баснословно дороги. Судите сами:

  • Стоимость теплового насоса. Производительность зависит от мощности, агрегата, которую рассчитывают заранее исходя из нужд на потребление. Приблизительная формула расчета – 1 кВт на 10 кв. метров площади – не дает правильного результата, так как не учитывает материала стен, полов и нужды в ГВС (горячем водоснабжении).
  • Земляные работы. Вручную выкопать котлован ниже уровня промерзаемости земли и обустроить его по всем правилам – нереально. Равно, как и пробурить скважину. Придется нанимать строительную технику и сопутствующую бригаду.

Совет – заниматься обустройством геотермального отопления должна одна компания – разрозненные виды работ обойдутся дороже в будущем, особенно если по вине какой-либо бригады случатся неполадки – гарантии нет.

  • Цена комплекта труб. Геотермальная установка предполагает наличие трех контуров: внешнего, за пределами жилого дома, среднего, находящегося внутри корпуса насоса и внутреннего – трубной разводки домашней системы.
  • Стоимость монтажа. Кроме установки насоса и зондов, учитываются пусконаладочные работы, монтаж теплого пола и прочие сопутствующие работы.

Кроме перечисленных расходов, требуется упомянуть о бюрократических проволочках. Те организации, чьи коммуникации проходят по участку – газоснабжение, электричество, вода – должны дать добро на проведение земляных работ. Соответственно, проходит экспертиза на предмет целесообразности устройства, что, естественно, также потребует вложений

Важно приготовиться к растрате нервных клеток – это не шутка!