Как сделать конденсатор воды
masterok
masterokМастерок.жж.рф
Хочу все знать
В 1900 году феодосийский лесничий Федор Иванович Зибольд, во время нивелировки горных склонов Тепе-Оба с целью заложения водо-сборно-оросительных каналов, «долженствовавших обеспечить успех лесоразведения», обнаружил фрагменты древней гидротехнической системы. Сооружение оказалось весьма большим, объемом «до 300 куб. саженей» и представляло собой конусовидные кучи щебня, сложенные на склонах гор и на скалах, расположенных на значительной высоте над уровнем моря.
Фрагменты загадочного сооружения, как установил их открыватель, являлись не чем иным, как природными конденсаторами, в которых происходила конденсация водяных паров, содержащихся в атмосферном воздухе. Механизм ее действия, по мнению Федора Ивановича, был таков: насыщенный парами (рядом же море!) воздух поступал в бесчисленные щели и отверстия в щебневых кучах, охлаждался, достигал точки росы и отдавал свою влагу в виде мириадов капель пресной, фактически, дистиллированной, воды.Стекая вниз, капли наполняли чашу, устроенную в основании каждой из щебневых груд. Собранная таким образом вода подавалась в городские цистерны по гончарным водопроводам.
И вот к чему привели эти находки и исследования …
Конденсатор Зибольда, схема
Кроме 22-х конденсаторов Ф.И. Зибольдом были найдены также остатки гончарного водопровода, который когда-то был проложен от найденных им конденсаторов к городским фонтанам Феодосии (только в 1831-1833 годах при различных земляных работах таких труб было извлечено более 8000 штук!). Это была поистине огромная по масштабам инженерная система для обеспечения города пресной водой.
Чтобы проверить свою гипотезу (и в случае ее подтверждения возродить забытый способ добычи чистой питьевой воды), Зибольд решил построить современный конденсатор атмосферной влаги. При поддержке местных властей в 1905–1913 годах им были построены два подобных сооружения — малый конденсатор (возле метеорологической станции в феодосийском лесничестве) и большой (на вершине горы Тепе-Оба). Каменная чаша последнего — ее называют чашей Зибольда — сохранилась до наших дней.
Она сложена из известняка, круглая в плане, диаметром 12 метров. Края чаши приподняты, дно воронковидное, от центра к борту проложен выводной желоб. Чаша была покрыта слоем бетона толщиной 15 см и заполнена крупной береговой галькой, уложенной в виде огромного усеченного конуса, — его высота составляла 6 метров, диаметр вершины равнялся 8 метрам, а общий объем гальки составлял немногим более 307 кубометров. Капельки росы, оседая на гальке, стекали на дно конденсатора и по желобу выводились наружу к трубе.
Строительство большого конденсатора завершилось в 1912 году. В течение нескольких месяцев, по свидетельствам современников, он давал до 36 ведер (около 443 л) воды в сутки. К сожалению, днище конденсатора оказалось недостаточно прочным, и через образовавшиеся трещины вода вскоре стала уходить в почву.
По мнению Ф. И. Зибольда конденсация водяных паров воздуха лежала в основе древней системы водоснабжения города; на склонах г. Тепе-Оба он насчитал до 10 «щебневых куч-конденсаторов».
О самом создателе удивительного сооружения известно немного. Федор Зибольд был русским немцем, его настоящее имя — Фридрих Пауль Генрих. В 1873 г. Зибольд окончил Петербургский университет по разряду юридических наук и работал в Риге учителем. В 1872 г. принял российское подданство. В 1889–1893 гг. учился в Петербургском лесном институте. Закончив его, сначала работал лесничим в Екатеринославской губернии, а с 1900-го — в феодосийском лесничестве. Федор Иванович активно включился в работу по облесению горных склонов в районе Феодосии, благодаря ему на Тепе-Оба появились сосновые посадки.
Известен лишь один портрет Зибольда — словесный. В 1909 году будущий профессор и знаток Крыма, а тогда еще студент Иван Пузанов проходил практику на Севастопольской биологической станции и был приглашен руководителем станции Зерновым в экспедицию по Черному морю. Маршрут экспедиции пролегал вдоль побережья восточного Крыма, на несколько дней участники экспедиции остановились в Феодосии.
Вспоминая об этом, Пузанов писал:
Познакомились мы также с феодосийским лесничим Ф. И. Зибольдом, с его лесными посадками… Ф. И. Зибольд, бодрый, сухой старик, лет 60, с серо-голубыми глазами и седой бородой, внешностью несколько напоминал К. А. Тимирязева. Одетый в длинную белую рубаху, подпоясанный ремешком, в соломенной шляпе, опираясь на тонкую тросточку, он легким шагом шел впереди нас, давал пояснения. Склоны некогда обнаженных холмов, окружающих Феодосию, были покрыты молодым сосновым лесом 3–4 м высоты благодаря инициативе, искусству и энергии Ф. И. Зибольда. В настоящее время он был увлечен строительством каменных конденсаторов, при помощи которых думал способствовать разрешению вековечной проблемы Феодосии — водоснабжения… На ровном месте… была заложена круглая бетонная площадка со стоком, а на ней — конус крупной гальки. В описываемое время конус возвышался над уровнем бетонной площадки не более как на 1,5 м. Открыв кран водостока, Ф. И. Зибольд угостил нас всех прохладной конденсационной водой.
После смерти Зибольда (декабрь 1920 г.) строительство конденсаторов на Тепе-Оба заглохло. И вот, почти сенсация: об изобретении феодосийского лесничего, оказывается, хорошо известно в научных кругах мира. По словам французского гидролога, доктора наук Алена Жеода, Зибольд первый и единственный из учёных современности, которому удалось продвинуть этот вопрос практически. Благодаря русским эмигрантам информация об уникальном гидротехническом сооружении попала за границу — во Францию и вызвала большой интерес в европейских научных кругах. В 1929 г. Л. Шапталь построил сходный конденсатор влаги вблизи Монпелье (юг Франции). Правда, за полгода с помощью этого конденсатора было получено всего 2 литра воды. В 1931 году опять-таки на юге Франции, в местечке Транс-ан-Прованс, инженером Кнаппеном была построена подобная установка, названная Ziebold machine. Воды эта «машина» не дала вовсе, но все равно сразу стала местной достопримечательностью.
К сожалению, воздушный колодец, так иногда называют конденсаторы, построенный на юге Франции, не оправдал себя. Это была одна из многих попыток добывать воду из воздуха — проблема, которую до сих пор человечество не решило. Мы научились добывать воду из тумана, а вот из воздуха, увы.
Фёдор Иванович Зибольд был не столько чудаком-изобретателем, но главным лесничим феодосийского лесничества. Результат его труда: полоса лесных насаждений, рельефно вырисовывающаяся на хребте Тепе-Оба — это итог самоотверженного труда людей, сумевших развести лес в крайне неблагоприятных для этого почвенно-гидрогеологических условиях. Начало работ по облесению гор в Феодосии относится к 1876 году, когда начались первые попытки лесоразведения. Теперь зона искусственных лесонасаждений вокруг города достигает площади более 1000 га.
Эксперимент Зибольда в 2004 году повторили в Старом Крыму. На горе был установлен конденсатор площадью 10 кв. м. При высокой относительной влажности воздуха (более 90%) за 5,5 часа удалось получить примерно 6 литров чистой питьевой воды. Но такая высокая влажность бывает очень редко, да и в любом случае 6 литров — это очень мало. Так что чаша Зибольда по-прежнему остается наиболее эффективно сконструированным образцом конденсатора атмосферной влаги, а эксперимент феодосийского лесничего — первым в мире удачным опытом получения конденсационной воды.
Результаты, полученные Зибольдом, тем более удивительны, ведь его гипотеза оказалась ошибочной. Как выяснилось, кучи щебня, обнаруженные Зибольдом на склонах Тепе-Оба и вдохновившие его на сооружение своей чаши, на самом деле не имели никакого отношения к гидротехнике. В 1934 г. археологическая экспедиция Государственной Академии Истории Материальной Культуры «не смогла установить каких-либо признаков специальных гидротехнических сооружений» Международные комплексные исследования 1993-1996 гг. показали, что Ф. И. Зибольд принял за древние конденсаторы насыпи курганов некрополя античной Феодосии, т.е древние конденсаторы, оказалось античными погребальными курганами.
Однако проблема обеспечения пресной водой Феодосию оставалась. В начале XX в. поиски пресной воды привели к открытию феодосийских лечебных минеральных вод. В 1904 г. была обнаружена вода «Паша-Тепе» («Феодосия»), а в 1913-1915 гг. – «Кафа» («Крымский Нарзан»).
Таким образом, в конце XVIII — начале XX в. водоснабжение было одним из наиболее важных аспектов жизни г. Феодосии. Долгое время единственным источником пресной воды оставалась средневековая гидротехническая система, в основе которой лежало использование водных ресурсов ближайшей округи города. Но постепенно старинный водопровод приходил в упадок. Попытки реанимировать его, или создать на базе существовавших гидротехнических сооружений новые системы не улучшили водоснабжение Феодосии. В 70-е — первой половине 80-х гг. положение стало катастрофическим. Строительство в 1887-1888 гг. Феодосийско-Субашского водопровода гарантировало городу, ежесуточно, до 50 000 ведер питьевой воды отличного качества. Но стремительное развитие Феодосии в конце XIX – начале XX в. вновь обострило водную проблему, несмотря на дополнительный приток в город воды ключей Кошка-Чокрак. В начале XX в. разрабатывались проекты расширения Феодосийско-Субашского водопровода. В то же время продолжались поиски новых источников пресной воды, в том числе и нетрадиционными способами.
Как получить воду из воздуха?
Продолжаем раздел “Вода” и подраздел “Чистая вода” статьёй про то, как получить воду из воздуха. Где попробуем рассмотреть этот вопрос настолько подробно, насколько это возможно.
Как получить воду из воздуха? На самом деле всё очень просто. На эту мысль меня натолкнул видео-ролик от канала Интер, где рассказывалось про некоего изобретателя из США по имени Терри Леблю, который бесплатно раздаёт воду из воздуха для всех желающих. А злобные и неизвестные конкуренты делают набеги на дом этого изобретателя и подавляют его. Собственно, вот сам ролик:
Естественно, первая мысль у здравого человека при просмотре этого ролика: “Что же это такое супер-пупер нашёл этот изобретатель, что его подавляют неизвестные враги?” А вторая мысль: “Надо бы посмотреть про получение воды из воздуха в интернете”.
И что оказывается? Оказывается, что этот изобретатель изобрёл велосипед – то есть, прибор, который уже много лет известен, но не очень распространён по ряду причин, о которых мы расскажем далее. Причём не так далеко – в Крыму – есть остатки попросту гигантских генераторов воды именно этим способом, построенных тысячи лет назад. Подробнее про это – в статье “Назначение загадочных пещерных комплексов в «пещерных городах» Крыма“. Но у нас цель – не древность, а свременность, поэтому продолжим работу.
Так, по слухам, получение воды из воздуха путем его конденсации на холодной поверхности известно с глубокой древности. Город Феодосия еще в средние века снабжался водой, которую собирали специально организованными сооружениями, заполненными щебнем, на поверхности которого в засушливые летние месяцы конденсировалось такое количество воды, которое обеспечивало 80 тысяч жителей
Кстати, между прочим, практически каждый из вас знаком с таким прибором, получающим воду. Этот прибор называется “кондиционер”. Принцип работы генераторов атмосферной воды – приборов по получению воды из воздуха – аналогичен работе кондиционера.
То есть, последовательность получения воды из воздуха такова:
По составу вода, которая получается из воздуха, сродни дождевой – а, значит, и росе, туману, дистилированной, обратноосмотической и талой воде. То есть, вода из воздуха относится к классу “слабоминерализованные воды“. В отличие от минеральных вод или воды обычной, слабоминерализованные воды содержат до 50 миллиграмм разнообразных солей в литре (кубическом дециметре).
Ранее мы упоминали, что генераторы атмосферной воды менее распространены, чем обычные фильтры, по ряду причин. Разберёмся в этом подробнее. Факторы, которые влияют на производительность генераторов атмосферной воды и их энернозатратность:
Соответственно, чем более влажный воздух, тем меньше нужно энергии на его охлаждение для конденсации влаги. И тем более экономически выгодно получение воды из воздуха. Соответственно, чем более нагрет воздух, тем больше нужно энергии, чтобы его охладить. И чем больше воздуха охлаждается в единицу времени, тем больше будет получено воды.
В условиях жаркого и сухого воздуха, то есть, в тех местах, где вода действительно необходима, атмосферные генераторы воды будут потреблять наибольшее количество энергии. Но это количество можно уменьшить, если повлиять на перечисленные факторы.
Итак, нужно понимать:
Генератор воды из воздуха = кондиционер
Так, существует направление в разработке атмосферных генераторов воды, которое предполагает использование дополнительной фазы: между первым и вторым шагом получения воды из воздуха появляется ещё один – применение адсорбента или абсорбента, то есть, веществ, которые тем или иным способом поглощают воду из воздуха. Ну а потом вода должна выделиться из поглотившего её материла (для чего материал, например, нагревается) в виде испарений, и уже в более концентрированном виде охлаждается и конденсируется при меньшей температуре.
Воду предполагается поглощать ночью, когда относительная влажность повышена, а извлекать днем путем использования солнечной энергии для нагрева воздуха, подаваемого в слой адсорбента (воздухонагревателем в этом случае является приемник солнечной энергии).
В качестве адсорбента может использоваться широкопористый силикагель, активированный уголь, цеолит. В качестве абсорбента – раствор гигроскопичной соли (например, хлорида лития). Возможны комбинации адсорбента и абсорбента, повышающие эффективность поглощения и выдачи воды. Для уменьшения энергозатрат на получение воды предлагают использовать аккумуляторы тепла и/или холода (в основном в виде дешевых, но массивных конструкций из камня или бетона), работающие в противофазе, противоточный теплообменник либо тепловой насос для рекуперации тепла конденсации воды
Естественно, не всегда все эти условия сочетаются оптимально, и адсорбенты в них не применяются, и именно поэтому сейчас более выгодно очищать водопроводную воду с помощью разнообразных фильтров, а не получать её из воздуха. Но с ростом дефицита воды вполне возможно, что обычные бытовые фильтры будут постепенно вытесняться генераторами атмосферной воды.
И, кстати, одновременно с ростом дефицита воды прогнозируется и глобальное потепление. Так что актуальными становятся не только генераторы, но и кондиционеры. И, следовательно, вывод – если уж и задумываться о создании генератора атмосферной воды, то лишь в комплекте с кондиционером, что снижает и себестоимость очищенной воды, и себестоимость охлаждения комнаты. Так что если вы – владелец кондиционера, то вы также владеете генератором атмосферной воды и легко можете получать воду из воздуха.
Ну или, если вы – владелец дачного участка, и хотите обеспечить себя водой из воздуха – то можно воспользоваться изобретением со странички http://www.freeseller.ru/dompower/vodosnab/2401-generator-vody-iz-vozdukha.html, где в качестве адсорбента используется газета, а в качестве источника энергии – солнце.
И, напоследок, интересный прибор для получения воды из воздуха – водяной конус:
Система очень проста, и чем больше площадь поверхности для конденсации влаги, тем произвоидтельнее установка.
Как сделать тепловой насос своими руками из холодильника
Принцип работы и составные части теплового насоса
В принципе, работа теплового насоса представляет собой совместное функционирование трех замкнутых контуров, которые взаимодействуют между собой:
Для того чтобы такая система работала необходимы такие основные элементы:
Все эти элементы соединены между собой герметичным трубопроводом второго контура. Испаритель, кроме того, должен иметь возможность подсоединения к первому контуру, а конденсатор – к системе отопления дома.
Рис. 1 Основные элементы теплового насоса
Принцип действия
Создать теплонасос своими руками не так сложно, как может показаться. Прежде чем приступать к работе по созданию отопительной системы, следует разобраться с особенностями ТП:
Рабочая жидкость цикла Карно — фреон. Этот газ закипает при отрицательной температуре. После испарения хладагент в теплообменнике конденсируется, забирая в этот момент теплоэнергию из окружающей среды, а затем доставляет ее в другое место. Принцип действия ТН напоминает схему кондиционера в режиме обогрева:
В бытовых ТН и кондиционерах используются различные виды терморегулирующей арматуры, необходимой для снижения давления рабочего вещества установки во время прохождения через испаритель. Если делать своими руками тепловой насос для отопления дома, то в качестве регулятора лучше использовать терморегулирующий вентиль.
Как сделать тепловой насос своими руками
Для того, чтобы сделать тепловой насос своими руками необходимо изготовить основные его элементы, речь о которых шла выше, или приспособить под них подходящие б/у агрегаты, а также соединить их в одну систему.
Компрессор
Компрессор для теплового насоса самостоятельно изготовить невозможно. Поэтому, лучше всего использовать новый или в хорошем состоянии б/у от кондиционера или сплит-системы. Найти такой компрессор можно в мастерских по ремонту кондиционеров и холодильного оборудования.
Компрессор для самодельного теплового насоса от сплит системы
Как вариант, если не найдется агрегата нужной мощности, вместо одного компрессора можно установить каскад из двух. Чтобы не ошибиться, перед покупкой, лучше всего, проконсультироваться в квалифицированного специалиста по холодильному оборудованию.
Конденсатор теплового насоса
Конденсатор теплового насоса из стального бака (нержавейка)
Конденсатор может представлять собой стальной корпус — герметический бак в котором располагается теплообменник из медной трубки. В качестве корпуса лучше всего использовать бак из нержавейки объемом 100-150 л.
Медную трубку для теплообменника конденсатора (фреоновода) можно взять диаметром ½ дюйма (12,7 мм). А так, как длина ее должна быть достаточно большой, для обеспечения достаточной площади теплообмена, то ее необходимо будет свернуть в виде спирали, используя для этого любой цилиндрический предмет подходящего диаметра. После сворачивания витки спирали, для обеспечения одинакового расстояния между ними, можно закрепить с двух сторон на алюминиевых рейках или уголках.
Для того, чтобы рассчитать площадь медного теплообменника можно использовать формулу:
S=kW/0,8(t1-t2),
Зная необходимую площадь и разделив ее на диаметр трубки (в метрах), можем узнать необходимую ее длину.
Медную трубку можно использовать с толщеной стенки 0,8-1,2 мм, специальную «холодильную» или обычную сантехническую.
Медная трубка конденсатора, скрученная в спираль
Лучше если толщина стенок медной трубки для теплообменника конденсатора будет не меньше 1 мм. В этом случае при сворачивании в спираль она не будет сминаться, особенно при отсутствии навыков такой работы (для того, чтобы такая трубка не сминалась, ее предварительно можно заполнить песком, закрыв концы деревянными или резиновыми пробками, а впоследствии продуть компрессором и промыть).
Для того, чтобы вмонтировать спираль из медной трубки в стальной бак, последний необходимо разрезать на две половины и просверлить в нем отверстия для выхода концов медной трубки и подвода воды из системы отопления. В местах входа и выхода воды следует приварить патрубки с резьбой ½ дюйма. Места выхода медных трубок можно герметизировать с помощью сантехнических переходов с обжимными гайками.
После монтажа медной спирали бак сваривается по месту разреза. Если у вас нет достаточной квалификации, то сварочные работы лучше поручить опытному сварщику. Изготовленный конденсатор устанавливается вертикально: в этом случае хладагент, конденсируясь будет уходить вниз и выходить из конденсатора без пузырьков. Снаружи бак и подводящие трубы необходимо изолировать с помощью минваты и фольги или пенофольгированного материала.
Из чего и как своими руками можно сделать испаритель теплового насоса
Пластиковая бочка для испарителя
Испаритель может представлять собой емкость с циркулирующей в ней водой (поступающей из внешнего контура), в которой размещается теплообменник из медной трубки в котором будет испаряться фреон.
Вариант первый – испаритель в виде бочки. Так как температура жидкости в испарителе относительно низкая, в качестве емкости вполне можно использовать как металлическую, так и пластиковую бочку емкостью 65-125 л. В качестве теплообменника можно использовать медную трубку диаметром ¾ дюйма (19,2 мм) с толщиной стенки 1-1,2 мм, свернув ее в спираль, используя цилиндрический предмет (баллон или др. как и при изготовлении конденсатора). Но в этом случае спираль будет будет больше в диаметре и должна соответствовать диаметру и высоте выбранной бочки. Площадь теплообменной поверхности и, соответственно, длина медной трубки рассчитывается также, как и при изготовлении теплообменника для конденсатора. В корпусе бочки также необходимо сделать отверстия и закрепить сантехнические фитинги для подключения воды и прохода медных трубок.
Спираль из медной трубки для испарителя
Испаритель из пластиковой бочки — вид сверху
Теплообменник «труба в трубе»
Терморегулирующий клапан (вентиль) (ТРВ)
ТРВ также как и компрессор придется покупать готовый, лучше новый, с учетом мощности будущего теплового насоса. При выборе, покупке и монтаже ТРВ лучше всего воспользоваться консультацией специалиста по холодильному оборудованию.
ТРВ — терморегулирующий вентиль (клапан, дросель)
Сборка системы
Сборка теплового насоса предполагает соединение всех его элементов в одну систему. Соединение осуществляется медными трубками, поэтому не обойтись без пайки. Для этого можно использовать кислородную горелку, а если ее нет, то как вариант – комплект для пайки Rotenberg. Лучше брать баллон Максигаз 400 (желтый). Понадобятся еще электроды без содержания серебра (не менее 3 шт.) и, минимум, один с 40% содержанием (вибростойкий) для пайки трубки возле компрессора.
Во время пайки ТРВ нельзя перегревать – нагревать выше 100°С. Можно его корпус во время этой работы завернуть в мокрую тряпку.
Для возможности заправки системы фреоном, к ней также необходимо приварить клапан Шредера, который должен иметь ниппель для подсоединения шланга. Его заблаговременно можно приобрести одновременно с покупкой ТРВ.
При пайке заправочного клапана Шредера из него предварительно необходимо вывернуть ниппель – для предотвращения выхода из строя уплотнителя. Кроме этого, на выходе конденсатора, после термобаллона ТРВ, сверху необходимо припаять трубку выравнивания давления.
После сборки и пайки в готовой системе необходимо создать вакуум, то есть выкачать из нее воздух. Сделать это можно с помощью вакуумного насоса или приспособив для этого компрессор от холодильника.
Для заправки системы фреоном понадобится сам хладагент (около 2 кг) и манометр для контроля давления, лучше всего, специальный фреоновый, но если такового не найдется можно использовать манометр для насосной станции.
Работы по сборке и особенно по заправке системы фреоном, а также ее регулированию требуют особых навыков, поэтому этот этап лучше выполнять, предварительно проконсультировавшись с опытным холодильщиком или вообще эту работу поручить специалисту.
Для запуска копрессора понадобится пусковое реле, рассчитанное на пусковой ток не менее 40 А. В электрическом щитке для теплового насоса необходимо выделить отдельный автомат мощностью 16 А.
В конденсаторе и испарителе необходимо также установить термореле, которые будут отключать систему: реле на выходе воды из конденсатора – при достижении максимального значения (обычно 35-40°С), а реле на выходе воды из испарителя – на 0°С – для предотвращения ее замерзания.
В дальнейшем, необходимо будет с помощью соответствующих фитингов и запорной арматуры подсоединить: испаритель к внешнему контуру, а конденсатор — к системе отопления дома (чаще всего — к теплым полам), заполнив при этом их водой или другой жидкостью, которая используется в них в качестве теплоносителя.
Изготовление и монтаж
Сделать тепловой насос не сложно, если есть детали — компрессор (его можно вытащить из сломанного кондиционера), медные трубки (для контура) и бак объемом в сто литров.
Изготавливают насос по такому алгоритму:
Стоимость работ в различных регионах нашей страны может разительно отличаться. Кроме этого стоимость работы и насоса зависят от его типа и системы теплоснабжения.
Для того, чтобы иметь представление о порядке цифр за данную услугу, рассмотрим несколько предложений из разных регионов без учета стоимости прочего оборудования системы теплоснабжения здания.
ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ: Вентиляция погреба: пошаговая инструкция
A) Монтаж геотермальных бытовых тепловых насосов:
B) Стоимость монтажа воздушных тепловых насосов:
Варианты внешних контуров теплового насоса
Внешний контур может представлять собой трубопровод-теплообменник, который забирает тепло из скважины, почвы или водоема. Каждый из этих вариантов имеет свои особенности, преимущества и недостатки, как при монтаже, так и при эксплуатации. Поэтому рассмотрим их подробнее.
Источник тепловой энергии – скважина
Для того, чтобы использовать такой источник тепла, необходимо пробурить скважину (одну глубокую или несколько мелких) или использовать уже имеющуюся. Считается, что из одного погонного метра скважины можно получить 50-60 Вт тепловой энергии. Поэтому для 1 кВт мощности теплового насоса потребуется около 20 м скважины.
Внешний контур теплового насоса в скважине
Преимущество: скважина не занимает много места на участке и отличается большой теплоотдачей.
Недостаток: скважину, особенно глубокую, необходимо бурить с помощью с помощью специальных механизмов или машины.
Источник тепла – грунт на участке
В этом случае трубу внешнего контура необходимо уложить на глубину, превышающую максимальную глубину промерзания в данном районе. При этом может быть два варианта укладки: вынуть весь грунт на определенной площади и уложить трубу в виде зигзагов, а потом засыпать все грунтом или можно уложить трубу в вырытые для этого траншеи.
Тепловой насос «грунт-вода»
Для 1 кВт мощности теплового насоса, в зависимости глубины укладки, плотности и обводненности грунта, может понадобится 35-50 м контура. Минимальное расстояние между трубами контура – 0, 8 м.
Недостатки такого вида внешнего контура:
Внешний контур в воде
Еще один вариант внешнего контура – труба укладывается на дно ближайшего водоема, если он есть рядом с домом. При этом водоем должен быть достаточно глубоким, чтобы не промерзать до дна зимой. Из одного погонного метра такого внешнего контура можно получить максимум около 30 Вт тепловой энергии ( минимум 30 м трубы на 1 кВт мощности теплового насоса). Для того, чтобы уложенный на дно трубопровод не всплывал, на него устанавливается груз – около 5 кг на каждый погонный метр.
Внешний контур теплового насоса в водоеме
Преимущество: нет необходимости бурить скважину или выполнять земляные работы на большой площади.
Главный недостаток такого внешнего контура: не всегда рядом с домом есть подходящий водоем.
Затраты и перспективы окупаемости
Расходы на оборудование и его монтаж в процессе сооружения геотермального отопления зависят от мощности агрегата и от производителя.
Производителя каждый выбирает, руководствуясь собственными соображениями и сведениями о репутации и надежности того или иного бренда. А вот мощность зависит от площади помещения, которое предстоит обслуживать.
В этом рисунке кратко отражена вся суть выгоды, получаемой от применения геотермальной отопительной системы. Именно такое соотношение входящей и исходящей энергии позволяет система сначала быстро окупиться, а потом и экономить средства своего владельца ( )
Если брать в расчет именно мощность, то стоимость тепловых насосов колеблется в следующих диапазонах:
Если к этой сумме мы прибавим затраты, которые нужны на выполнение монтажных работ (20-40%), то мы получим сумму, которая для многих покажется абсолютно нереальной.
Но все эти затраты окупятся за вполне приемлемые сроки. В дальнейшем же вам придется оплачивать лишь незначительные расходы на электричество, необходимое для работы насоса. И это всё!
Из-за недостаточной для обогрева жилых строений эффективности геотермальных систем их используют в качестве дополнения к основным отопительным сетям или сооружают комплексно с двумя и более теплообменниками
Как показывает практика, геотермальное отопление особенно выгодно для домов, общая отапливаемая площадь которых составляет 150 кв. м. За пять-восемь лет все затраты на обустройство систем отопления в этих домах полностью окупаются.
Если геотермальное отопление не особо востребовано среди собственников частных домов, то эффективность гелеосистем уже оценили жители южных регионов. Технология сооружения солнечного отопления достаточна проста, а ее экономичность и практичность подтверждена многолетним опытом использования западными странами и нашими соотечественниками.
Дополнительная информация об альтернативных источниках энергии представлена в этой статье.
Другие виды тепловых насосов
Кроме тепловых насосов, в которых используется тепловая энергия грунта и воды существуют конструкции, в которых используется энергия окружающего воздуха. В принципе, они отличаются тем, что в них отсутствует внешний контур (трубопровод), а роль теплоносителя в испарителе выполняет наружный воздух, нагнетаемый вентилятором. По такому принципу работают сплит-системы — кондиционеры, которые могут работать не только на охлаждение, но и нагрев помещения. Преимуществом таких систем является то, что нет необходимости устраивать внешний контур из трубопровода и укладывать его в грунт, скважину или водоем. Главным же недостатком является невозможность использования при температуре воздуха ниже 0ºС.
Выбор вида теплонасоса
Сделать своими руками тепловой насос воздух-вода значительно проще в сравнении с грунтовыми либо водяными. Вполне очевидно, что каждый домашний мастер хочет минимизировать затраты на производство. В самодельных теплонасосах используется минимальное количество дорогостоящих деталей. Часто домашние мастера применяют для этого комплектующие от старого холодильника или кондиционера. В такой ситуации добиться высокого показателя СОР просто невозможно, и созданный своими руками ТН будет уступать заводским агрегатам в производительности.
Таким образом, создавать воздушный насос не имеет смысла, а лучше воспользоваться сплит-системой, включив ее в режим обогрева. Для отопления жилых помещений с помощью водяных теплонасосов либо вида «воздух-вода», необходимо создать геотермальную систему. При использовании насоса первого типа показатель СОР составит 3−3,5. Применение ТН «воздух-вода» не позволит добиться СОР выше 2,2.
Если было принято решение изготовить водяной тепловий насос, то нужно следовать рекомендациям:
Рассчитать необходимое количество грунтовых вод для работы ТН несложно. Во время работы агрегата их температура падает примерно на 4−5 градуса. Таким образом, для производства 1 кВт теплоэнергии через теплонасос должно в протяжении 60 минут проходить порядка 170 л воды.