Как изготовить тепловой насос из старого холодильника своими руками

Дата публикации: 10 июня 2019

Постоянный рост стоимости отопления заставляет искать альтернативные способы получения тепловой энергии и горячей воды. Если в вашем распоряжении имеется ненужный холодильник, можно решить проблему с минимальными затратами, а именно – сделать тепловой насос. Он не нуждается в дорогостоящем топливе, имеет низкую энергоемкость и при этом отлично справляется с обогревом помещений в холодное время года.

Принцип работы и схема теплового насоса

Теплонасосы способны работают от натуральных источников энергии. Прибор выделяет тепло без дизельного или твердого топлива.

При обустройстве отопительной системы главную роль занимает теплонасос. Его постройка требует особого внимания.

Сам насос не может выделить тепло, он просто переносит его в дом. На это требуется небольшое количество электричества. Достаточно иметь тепловой насос и внешний источник энергии для обогрева здания. Работает насос противоположно холодильнику. Тепло забирается снаружи и направляется в помещение.

Схема теплового насоса:

1. Компрессор – промежуточный элемент системы;
2. Испаритель – элемент передачи низкопотенциальной энергии;
3. Дроссельный клапан – по нему перемещается фреон в испаритель;
4. Конденсатор – в нем хладагент охлаждается и отдает свое тепло.

Сначала энергия выделяется из природных источников и попадает в испаритель. Дальше тепло передается фреону. В компрессоре хладагент поддается высокому давлению и его температура повышается. Дальше фреон направляется в конденсатор, где и происходит его отдача отопительной системе. Хладагент возвращается в испаритель, где процесс повторяется.

Энергосберегающие трубы для сохранения энергии помогут сэкономить и сберечь тепло. Как установить такую систему можно узнать на сайте:

Конструктивные особенности

Классическая конструкция приборов состоит из пары контуров.

Важнейшую роль в ней играет теплообменник, выполняющий роль провоцирующего фактора.

Внешний контур — трубы с высокой теплопроводностью, по ним циркулирует хладагент.

Этот контур имеет разнообразные места расположения и по-разному реализовывать действие прибора, но функция у него одна:

• благодаря циркуляции фреона (аммиака) тепло из окружающей среды перемещается к компрессору.

Второй контур состоит из:

• компрессора (про пластиковые шланги высокого давления прочитайте здесь);
• испарителя;
• конденсатора;
• редукционного клапана.

Гидродинамический тепловой насос отличается от иных конструкцией — прибор состоит из муфты соединительной, передающей выработанную энергию в генератор, где и прогреется жидкость, двигателя и теплогенератора.

Самодельный тепловой насос из холодильника: этапы создания

Тепловой насос – достаточно дорогой прибор. Но при желании можно своими руками соорудить устройство из старого холодильника или кондиционера. Холодильное устройство имеет в своей системе две необходимые для насоса детали – конденсатор и компрессор.

Этапы сборки теплового насоса из холодильника:

1. Сначала собирается конденсатор. На вид это волнистый элемент. В холодильнике он размещен сзади.
2. Конденсатор необходимо уложить в прочный каркас, который хорошо удерживает тепло и переносит действие высоких температур. В определенных случаях приходится разрезать тару, чтобы беспроблемно установить конденсатор. По окончанию монтажа емкость сваривается.
3. Дальше идет установка компрессора. Необходимо, чтобы агрегат был в хорошем состоянии.
4. Функцию испарителя выполняет обыкновенная пластиковая бочка.
5. Когда все будет подготовлены, следует скрепить элементы между собой. К отопительной системе теплообменник крепится трубами из ПВХ.

Так получается самодельный тепловой насос. Закачку фреона должен проводит профессионал, так как жидкость непроста в работе. К тому же для ее закачки необходимо иметь специальное оборудование.

Тепловые насосы из старой бытовой техники отлично подходят для обогрева небольших помещений хозяйственного назначения.

Холодильник может выполнить роль радиатора. Потребуется сделать два воздухоотвода, которые обеспечат его циркуляцию. Один отвод принимает холодный воздух, второй – выпускает горячий.

Биогаз набирает популярность, как альтернативный источник энергии. О его преимуществах читайте в статье:

Особенности установки приборов

При монтаже агрегата важно учитывать расположение внешнего контура, в зависимости от чего, и проводится тот или иной вид монтажа. Так:

• для насосов «воздух-вода» внешний контур с трубами располагают на стене или крыше здания, а сам прибор внутри помещения;
• если устанавливается геотермальный насос, то расположить агрегат можно вертикально (выкапывается скважина до 100 метров в глубину, куда помещается зонд) или горизонтально (в траншею или котлован полутораметровой глубины трубы укладываются параллельно друг другу).
• при монтаже насосов типа «вода-вода» внешний контур располагают в водоеме, на его дне.

Самостоятельная установка альтернативной системы отопления частного дома тепловым насосом, изготовленного своими руками, верный способ сэкономить и обеспечить себе комфортные условия.

Как сделать тепловой насос Френетта в домашних условиях, посмотрите в видеосюжете.

Виды теплонасосов: нюансы работы теплообменника фреон-вода

Природный источник энергии может представлять собой систему скважинного типа, грунтового или водоемного. Каждый вариант уникальный. Отличается принцип работы и монтаж.

Когда источником энергии является скважина, необходимо пробурить соответствующее отверстие в земли. В 1 м источника можно добыть 50-60 Вт энергии. Для нормальной работы теплонасоса потребуется 20 м.

Особенности получения энергии со скважины:

1. Главные плюсы – компактность и большая теплоотдача;
2. Минус – сложности при бурении скважины.

Когда источником тепла выступает грунт, то труба залегает на глубину ниже уровня промерзания земли. Для укладки трубы можно вырыть котлован или траншею.

Добыча энергии с земли достаточно трудный процесс, который требует большой площади, которая не будет доступной к эксплуатации.

Если поблизости размещены водоемы, то можно положить трубу в источник воды. Главное требование – достаточная глубина. В 1 кв м воды можно получить 30 Вт энергии. Для фиксации труб на глубине к ним прикрепляется груз.

В некоторых случаях в качестве источника используют воздух. Такой насос содержит хладагент. В этом случае подходит фреон из холодильника. Вещество забирает тепло из воздуха и отдает помещению.

Все составляющие солнечной батареи доступны и не дороги. И собрать конструкцию можно своими руками. обо всех этапах работы читайте в следующем материале:

Виды устройств

Насосы, в зависимости от среды, в которой они забирают энергию, делят на виды:

Воздух-вода — самый бюджетный способ организации отопления.
Прибор можно сделать самостоятельно, для его полноценного функционирования не требуется создавать внешний контур со сложной структурой.

Минус прибора в том, что при похолодании продуктивность снижается.

Прибор, работающий по системе воздух-вода, идеально подходит для отопления бассейна с джакузи для улицы (написано здесь), он практичен и прост в управлении.

Вода-вода. Внешний контур прибора располагают в незамерзающем водоеме, как правило — в грунтовых водах или в искусственном.
Вода считается наиболее эффективной средой по уровню отдачи тепла (расчет батарей отопления частного дома), поэтому такие насосы пользуются большой популярностью.

Максимально продуктивно насос будет работать, если его расположить в скважине, в грунтовых водах, не подвергающихся существенным перепадам температуры.

Прибор рекомендуется использовать для обогрева бассейна или помещения, имеющего небольшую площадь.

Рассол-вода. Приборы используются для обогрева помещений (лучшие радиаторы отопления для квартиры), теплиц, бассейнов.
Этот тип насосов для забора тепла использует грунт, поэтому для его установки потребуется сделать коллекторы (для укладки труб внешнего контура горизонтально) или скважины (в них прибор размещается вертикально.

При расчете глубины следует учесть, что каждый погонный метр дает тепла от 40 до 60 Ватт).

Имейте ввиду, что за незаконное бурение скважин предусмотрен штраф (написано здесь)

Технология получила свое название благодаря незамерзающей жидкости, которая наливается в трубы.

Про воздушный тепловой насос для отопления дома прочитайте здесь.

А вы знаете, какой купить кабель для обогрева водопроводной трубы? Технические характеристики и способы его монтажа описаны в полезной статье.

Видео, как правильно установить мойку в столешницу посмотрите здесь.

На странице: https://ru-canalizator.com/santehnika/oborudovanie-santehnika/zabilsya-unitaz.html прочитайте как самому прочистить унитаз.

Контроллер для теплового насоса и другие элементы системы вода-вода

Трубы помещаются в ближайший водой в достаточно глубиной. Важно, чтобы вода полностью не промерзала. Конденсатор подключается к отопительной системе дома. Сама работа имеет 4 этапа.

Этапы работы насоса вода-вода:

1. Хладагент принимает тепло от внешнего источника, нагревается и закипает;
2. Фреон в виде газа поступает в компрессор, там он сжимается под давлением;
3. Теплоотдача отопительной системе, хладагент снова принимает жидкое состояние;
4. Фреон возвращается на изначальные позиции и готов к принятию тепла.

Главное в данной системе – компрессор. Фреон не сможет самостоятельно сконденсироваться, если в доме высокая температура. Для этого потребуется повышенное давление, что и выполняет данный элемент.

Так теплонасос берет наружное тепло, добавляет собственное, а также нагревается в компрессоре. Водный источник охлаждается, а дом обогревается. Автоматику работы гарантирует контроллер. Все данные отмечены на датчиках давления и температуры.

Насос Френетта

Насос Френетта — прибор, отличающийся от рассматриваемых выше.

Он работает по иной технологии и состоит из двух цилиндров, меньший из которых подвижен и располагается в большем, неподвижном.

Все пространство между цилиндрами заполнено маслом, которое нагревается за счет движения малого цилиндра, подсоединенного к валу. Нагретое масло поступает в радиаторы.

Для изготовления насоса Френетта потребуется приобрести:

1. Стальные диски — диаметр чуть меньше, чем у цилиндра.
2. Стальной цилиндр — размер подбирается в зависимости от желаемой мощности, чем больше рабочая поверхность, тем производительнее получится прибор.
3. Электродвигатель — предпочтите агрегат с удлиненным валом, так удобнее устанавливать диски. Выбору двигателя надо уделить особое внимание — для нагрева воды до сотни градусов надо, чтобы привод обеспечил не меньше 7500 оборотов в минуту.
4. Теплообменник — техническое масло.

Алгоритм сбора насоса не сложен — сначала вал на подшипниках размещается внутри цилиндра, при этом важно уплотнить место входа, чтобы не создавалось вибраций, выводящих из строя агрегат.

Количество дисков определяется индивидуально и зависит от длины цилиндра, диски расположены в емкости равномерно.

Вверху и внизу цилиндра сверлятся отверстия — верхнее предназначается для крепления отопительных труб, а нижнее предназначается для возврата из радиаторов использованного масла.

Конструкция крепится на раму из металла, после чего цилиндр наполняется маслом, подключаются патрубки, проводится герметизация соединений.

Агрегат Френетта — насос, используемый для отопления жилых и нежилых помещений и бассейнов.

Он отличается компактным размером, что позволяет с помощью обустроить теплый пол (как сделать своими руками в квартире написано здесь) или согреть воду в бассейне.

Но важно учесть мощность агрегата — если она недостаточна, то желаемый результат получить не удастся.

Алгоритм изготовления своими руками

Правила изготовления агрегата:

• Определитесь с источником, от которого будет работать контур отопления. В областях с суровым климатом советуют использовать источники, расположенные под землей, в регионах с теплым климатом энергию можно получать из воздуха.
• Выполните расчет мощности агрегата. Она зависит от качества утепления дома. Если здание не обшито утеплителем, то рекомендуемая мощность прибора — 70 Вт/м 2 . Только такой агрегат создаст комфортный микроклимат внутри здания. Для домов, утепленных современным материалом, подойдет мощность в 45 Вт/м 2 . В здании, утепленном по специальной технологии, не используется мощный агрегат. Рекомендуют брать мощность в 25 Вт/м 2 . Если мощность увеличить, то внутри помещения будет слишком высокая температура.
• Подготовьте основное и дополнительное оборудование.
• Выполните монтаж узлов и сборку системы. После этого подключите ее к источнику.

Сделаем корпус холодильника

Избегайте применять пенополиуретан: понадобится спецодежда. Купите баллончик утеплителя (монтажной пены). Отпадет потребность подыскивать респиратор. Пенополиуретан расширяется, набирает объем сравнительно медленно. Воздушнее материал — качественнее изоляция.

Для изоляции пенополиуретаном понадобится изготовить ящик с двойными стенками, аналогичную дверку (крышку). Непростая задача, поскольку нужно заполнить изолятором дно. Решайте сами, как лучше поступить, рекомендуем оставить технологические отверстия в сложнодоступных местах. После затвердевания пенополиуретана лишнее обрезать, ненужные дыры залатать. Решается задача утепления. Избегайте контакта полимера с продукцией.

Холодильник своими руками

Пенополиуретан заделает щели мест ввода элементов Пельтье в камеру. Идеальная изоляция, которой сложно добиться иным путем. Элементы Пельтье стоят дорого. Холодильник должен быть меньше, изоляция — лучше. Предлагаем уделить внимание Пенофолу с двухсторонним фольгированием. Наличие материала, подробности узнавайте у производителя, дилеров, берите с двухсторонним фольгированием, игнорируя сложность монтажа. Материал можно приклеить, прибивать избегайте, создаст мостики утечки тепла.

Снаружи отделываем короб пенополиуретаном, устраняя малейшие щели. Элементы Пельтье не входят внутрь отсека. Отгораживаются прокладкой пищевого алюминия. Исключит контакт пищи с пенополиуретаном, как в заводском холодильнике. Термостата рекомендуем взять обычный, пассивный, измеряющий давление. Можно купить на рынке по запросу «термостат холодильника», снять со старого оборудования. Выглядит небольшим металлическим кубиком с длинной тонкой трубкой, конец которой нужно пристыковать к холодной стороне элемента Пельтье. Выбирайте положение чувствительного участка датчика, чтобы режимы выдерживались. Плюс в том, что такое устройство отключает в нужный момент питание, само по себе поддается настройке. Чисто пассивный элемент, как было упомянуто выше, состоящий только, сформированный мембраной и контактной группы. Конструкция герметична, не сильно задавайтесь вопросом устройства. Весь сказ, как своими руками сделать холодильник. Продукты лучше хранить по полкам, отделать нутро пищевым алюминием. Избегайте пластика.

Не забудьте заземление, не помешает установить термопредохранители в нужных местах. Рассказ, показывающий, как сделать холодильник своими руками, окончен. Надеемся, текст вышел полезным. Верим, каждый читатель сможет сделать холодильник своими руками.

Хозяева загородных домов всегда трепетно относились к вопросу горячего водоснабжения и отопления.

Установка газового, электрического или дизельного котла дает возможность отопить загородный дом и снабдить его горячей водой и теплом, но в настоящее время появились альтернативы привычному нам отоплению.

Одна из таких альтернатив – тепловой насос. Это достаточно дорогое удовольствие, но его можно изготовить и своими руками. О том, как это сделать, и поговорим в этой статье.

Изготовление геотермальной установки

Изготовить геотермальную установку своими руками вполне возможно. При этом для обогрева жилища используется тепловая энергия земли. Конечно, это трудоемкий процесс, но и выгода при этом получается существенная.

Расчет контура и теплообменников насоса

Площадь контура для ТН составляется из расчета 30 м² на каждый киловатт. Для жилого помещения площадью 100 м² нужно около 8 киловатт/час энергии. Значит площадь контура будет составлять 240 м².

Теплообменник можно сделать из медной трубки. Температура на входе 60 градусов, на выходе 30 градусов, тепловая мощность 8 киловатт/час. Площадь теплового обмена должна быть 1,1 м². Медная трубка диаметром 10 миллиметров, коэффициент запаса 1,2.

Длина окружности в метрах: l = 10 × 3,14 / 1000 = 0,0314 м.

Количество медной трубки в метрах: L = 1,1 × 1,2 / 0,0314 = 42 м.

Необходимое оборудование и материалы

Во многом успех при изготовлении ТН зависит от степени подготовленности и знаний самого исполнителя, а также от наличия и качества всего необходимого для монтажа теплового насоса.

Перед началом работ нужно приобрести оборудование и материалы:

• компрессор;
• конденсатор;
• контроллер;
• полиэтиленовые фитинги, предназначенные для сборки коллекторов;
• труба на земляной контур;
• циркуляционные насосы;
• водопроводный шланг или труба ПНД;
• манометры, термометры;
• трубка медная диаметром 10 миллиметров;
• утеплитель для трубопроводов;
• комплект уплотнений для герметизации.

Как собрать теплообменный блок

Теплообменный блок состоит из двух составных частей. Испаритель нужно собрать по принципу «труба в трубе». Внутренняя медная трубка заполняется фреоном или другой быстро закипающей жидкостью. По наружной циркулирует вода из скважины.

Перед сборкой конденсатора необходимо медную трубку намотать в виде спирали и поместить в металлическую бочку емкостью не менее 0,2 м³. Медная трубка заполняется фреоном, а бочка с водой подключается к системе отопления дома.

Обустройство грунтового контура

Для того чтобы подготовить необходимую площадь для грунтового контура, требуется выполнить большой объем земляных работ, которые желательно проводить механизированным способом.

Можно использовать 2 метода:

1. При первом способе необходимо снять верхний слой грунта на глубину ниже его промерзания. На дно получившегося котлована уложить змейкой свободную часть наружной трубы испарителя и произвести рекультивацию почвы.

2. Во втором способе нужно сначала прокопать траншею по всей планируемой площади. В нее укладывается труба.

Затем нужно проверить герметичность всех соединений и заполнить трубу водой. Если протечек нет, можно засыпать конструкцию землей.

Заправка и первый запуск

После окончания монтажа необходимо заполнить систему хладагентом. Данную работу лучше всего поручить специалисту, потому что для заправки внутреннего контура фреоном применяются специальные приборы. При заполнении нужно замерить давление и температуру на входе компрессора и на выходе.

После окончания заправки нужно включить оба циркуляционных насоса на самую низкую скорость, затем запустить компрессор и контролировать работу всей системы по термометрам. При прогреве магистрали возможно обмерзание, но после полного прогрева системы обмерзание должно растаять.

Принцип выработки мороза холодильником

Прежде, чем самостоятельно сделать холодильник, обозрите существующие конструкции. Предлагаем ниже краткий тематический экскурс. Извиняемся, за отсутствие адсорбционных моделей, работают также на фреоне. Едва ли найдутся способные раздобыть необходимые материалы, вещества, способствуя реализации концепции.

Во-первых, знайте: 99% бытовых холодильников эксплуатируют фреон. Устройства на элементах Пельтье найти можно в качестве автомобильных морозильников. Электрический ток протекает через стык двух разнородных полупроводников, результатом формируется охлаждение одного материала. Другой, напротив, нагревается. Внешний радиатор холодильника на элементах Пельтье требует интенсивного охлаждения. Достигается выбором большого размера изрезанной алюминиевой детали, либо введением вентилятора, принудительного обдува. Видим идею внутри современных системных блоков персональных компьютеров.

Кто хочет сделать холодильник самостоятельно, может начать с этого. Найти элемент Пельтье для охлаждения процессора, лучше два-три. Собственно, деталь весьма любопытная.

В жару легко доводит температуру процессора до минус 10 градусов Цельсия. Поэтому в качестве охладителя самодельного устройства пригодна. Проблема ограничивается малым объемом. Подумайте! Мощность типичного процессора составляет 80 – 100 Вт. Половина выделяется теплом. Следовательно, не так мощен элемент Пельтье охлаждения процессора (менее 100 Вт).

Сразу оговоримся: мощность морожения (холодопроизводительность) и потребляемая из розетки – разные вещи. У холодильников КПД достигает 200 процентов. Касается большинства образцов климатической техники:

Способности элементов Пельтье доподлинно неизвестны. Холодопроизводительность не приводится. Элементы Пельтье рассчитаны на фиксированные мощности, производитель предлагает доверять. Проблема одна: по скорости падения температуры процессора нельзя судить о параметре, слишком много неизвестных. Нашли на сайте https://forum.sirius.dn.ua/ рисунок, приводящий зависимость холодопроизводительности элемента Пельтье Frost-72. График линейный, дает возможность рассчитать нужные параметры для создания своими руками холодильника.

Зависимость холодопроизводительности элемента Пельтье

С повышением напряжения питания до 16 В (предельно допустимое) холодопроизводительность растет параллельно. Можно немного улучшить результат. Давайте подумаем, какова производительность холодильника Стинол 102:

1. Холодопроизводительность холодильной камеры – 75-100 Вт.
2. Холодопроизводительность морозильной камеры – 100-120 Вт.

1. Холодильная камера – 200 литров.
2. Морозильная камера – 120 литров.

Видим, сколько нужно элементов Пельтье.

Не спешите складывать-отнимать сообразно цифрам 75-100 и 100-120, холодопроизводительность зависит от температуры. Но что такое ΔТ — разность температур меж пластинами.

Будем лучше отводить тепло от горячей стороны, эффективнее станет работать элемент Пельтье. Поленитесь предпринимать меры, разница температур достигнет 68 градусов Цельсия (питание 12 вольт), охлаждение прекратится. Следовательно, заранее бессильны предугадать. Предположим, комнатная температура составляет 22 градуса Цельсия, холодильной камеры — плюс 5 градусов Цельсия, при идеальном охлаждении получается мощность 38 Вт. Легко видеть: для Стинол 102 понадобится минимум два-три Frost 72.

Что касается морозильной камеры, мощность невозможно реализовать с мыслимыми потерями. Статья указанного сайта объясняет: пиковый КПД устройства равен 62% (идеальный случай), создание самодельного холодильника с точки зрения экономии электроэнергии нельзя назвать хорошей затеей. Пропадает надобность заправлять фреон, система бесшумная. Желающим построить морозильную камеру предоставим краткий расчет. Разность температур составит 22 — (-18) = 40 градусов, мощность равна 20 Вт. Закупите 6 элементов Frost 72. Давайте посмотрим в денежном выражении.