Как собрать тепловой насос своими руками

Тепловые насосы вызывают все возрастающий интерес, благодаря их высокой эффективности и эксплуатационной дешевизне. Рассмотрим их разные конструкционные варианты.

Наиболее энергетически затратной частью теплового насоса является система циркуляции хладагента и система циркуляции рабочего вещества (воздуха или воды). Здесь необходимо прикладывать внешнюю энергию (электрическую, как правило). Впрочем, и эти затраты можно снизить, например, собрав тепловой насос Стирлинга своими руками.

Базовая конструкция

Можно ли изучив тепловой насос, принцип его работы, своими руками сделать что-то подобное?

Для того чтобы собрать самодельный тепловой насос своими руками нужно не так уж много:

• Хладагент (фреон).
• Компрессор, обеспечивающий сжатие (сжижение) хладагента. Лучший компрессор для теплового насоса – спиральный, так как он обеспечивает более эффективную работу системы.
• Испаритель.
• Надежный внутренний контур циркуляции хладагента между конденсатором и испарителем.
• Внешний контур, она же система циркуляции рабочего вещества. Это может быть система принудительной вентиляции, которая выполняет: забор наружного воздуха, проведение его через подготовленный хладагент, и вывод в помещение с одновременным забором застоявшегося внутреннего воздуха.

Как насчет старого холодильника?

Можно собрать простейший тепловой насос из холодильника своими руками, так как суть его работы та же, и в нем имеется 4 из 5 обязательных составляющих теплового насоса (ТН). В наиболее упрощенном виде, подобную установку можно описать так:

• Обеспечивается герметичный подвод воды или воздуха во внутреннюю камеру холодильника и не менее герметичный вывод.
• За то время, пока вещество внутри камеры, хладагент отнимает его тепло, и передает окружающей среде через заднюю стенку.
• Вещество выводится наружу.

Это крайне простой самодельный тепловой насос из холодильника, который можно серьезно усовершенствовать, например, обеспечив более эффективную передачу тепла воздуху или воде. Нельзя забывать и о том, что холодильник потребляет довольно много энергии, а в режиме теплового насоса он будет работать постоянно, а не циклически как обычно.

В интернете, по запросу «тепловой насос своими руками», чертежи нужных улучшений обнаружатся быстро. Единственное, что следует отметить, труба для теплового насоса (по которой поступает вещество в активную зону) должна обеспечивать хороший теплообмен.

Если вы думаете, как из кондиционера сделать тепловой насос, то тут ситуация такова: если производитель не предусмотрел возможность работы в режиме обогрева, просто поставьте нужную вам температуру. Когда наружный воздух холоднее установленной температуры, кондиционер сам его нагреет. Естественно, это приведет к работе «на износ» и поможет только в ограниченном диапазоне температур.

Более сложные конструкции

Тепловой насос Стирлинга своими руками сделать уже значительно сложнее. Но у него есть существенное преимущество по сравнению с базовым вариантом – экономичность. Циркуляция хладагента и рабочего вещества обеспечивается за счет двигателя Стирлинга, суть которого в том, что он сам работает на энергии разности температур. А у нас как раз есть для этого все условия.

Проблема в том, что двигатель Стирлинга вам придется собирать самостоятельно (к слову, он довольно прост для тех, кто в теме). А так же налаживать его взаимодействие с обоими контурами ТН, что является сложной технической задачей.

Существуют варианты ТН, не связанные с «принципом холодильника». Например, фрикционный тепловой насос Френетта, чертежи которого общедоступны. Впрочем, чтобы создать тепловой насос Френетта своими руками, чертежи нам не понадобиться, так как конструкция проста:

• Необходим электродвигатель, вал которого выводится в крепкий цилиндр.
• На вал необходимо установить рабочие диски – они за счет своего вращения будут нагревать теплообменную субстанцию (проще всего работать с маслом). Количество дисков зависит от цилиндра, мощности двигателя и ваших конструкторских навыков.
• Цилиндр необходимо сделать герметичным, обеспечив ввод и вывод масла.
• Масло, выходящее из цилиндра, может быть направлено в теплообменник, где оно прогреет теплоноситель (воду).
• Остывшее масло направляется обратно в цилиндр.

Всерьез изучая тепловой насос Френетта, отзывы подскажут нам, что затраты на работу электродвигателя могут быть достаточно высоки, что требует тонкой настройки конструкции, которая зависит от конкретных обстоятельств.