Ako vyrobiť tepelné čerpadlo svojpomocne zo starej chladničky: výkresy, návod a tipy na montáž

V posledných desaťročiach majú majitelia domov pomerne veľký výber vykurovacích systémov. Už nie je nevyhnutné pripájať sa k centralizovaným sieťam a používať tradičné zdroje. Môžete si vybrať zariadenie pracujúce na alternatívnu energiu, ale jeho hlavnou nevýhodou je vysoká cena. Súhlasíte?

Avšak, ak si vyrobíte tepelné čerpadlo svojpomocne zo starej chladničky, systém môžete výrazne zlacniť. A my vám povieme, ako na to.

V článku sme vybrali najjednoduchšie riešenia a doplnili ich podrobnými nákresmi a schémami. Pre domáceho majstra preto nebude problém sa v nich zorientovať. Okrem toho tu nájdete podrobný návod na výrobu vykurovacieho zariadenia. A umiestnené videá vám povedia o konštrukčných vlastnostiach tepelného čerpadla a o spôsoboch jeho pripojenia.

Nakoľko je výhodné používanie tepelného čerpadla?

Teoreticky má každý človek veľký výber zdrojov energie. Okrem zemného plynu, elektriny, uhlia, sú to ešte vietor, slnko, rozdiel teplôt zeme a vzduchu, zeme a vody.

V praxi je výber obmedzený, pretože všetko závisí od ceny zariadenia a jeho údržby, ako aj stability prevádzky a doby návratnosti inštalácií.

Každý zo zdrojov energie má tak výhody, ako aj vážne nevýhody, ktoré obmedzujú jeho používanie.

Inštalácia vykurovacieho systému s tepelným čerpadlom je výhodná z hľadiska pohodlia prevádzky. Počas prevádzky zariadenia nie je hluk, cudzie pachy, nevyžaduje sa inštalácia komínov ani iných pomocných konštrukcií.

Systém je závislý od elektriny, ale na prevádzku tepelného čerpadla je potrebné minimálne množstvo elektrickej energie.

Tepelné čerpadlo je dobrou alternatívou k bežným vykurovacím systémom. Na zníženie počiatočných nákladov na zariadenie si ho môžete zostaviť svojpomocne.

Samotné tepelné zariadenia sú mimoriadne hospodárne a nevyžadujú si osobitné náklady na údržbu, ale ich počiatočná cena je veľmi vysoká.

Nie každý majiteľ domu alebo chaty si môže dovoliť kúpu takéhoto drahého zariadenia. Ak si ho zostavíte sami a použijete diely zo starej chladničky, môžete výrazne ušetriť.

Tepelné čerpadlá z priemyselnej výroby sú drahé. Predpokladá sa, že ich inštalácia sa vráti v priemere za 5–7 rokov prevádzky, avšak táto doba závisí od počiatočnej ceny konštrukcie a môže byť oveľa dlhšia.

Domáce zostavy stoja doslova pár centov a ich používanie umožňuje výrazne ušetriť.

Jediným nuansom je, že výkon domácich zariadení nie je vysoký a nemôžu byť plnohodnotnou náhradou tradičných vykurovacích systémov. Preto sa často používajú ako doplnkové alebo alternatívne možnosti vykurovania.

5 hlavných výhod pre majiteľov zariadení

Medzi výhody vykurovacích systémov s tepelnými čerpadlami patria:

1. Ekonomická efektívnosť. Pri nákladoch 1 kW elektrickej energie je možné získať 3–4 kW tepelnej energie. Toto sú priemerné hodnoty, pretože koeficient premeny tepla závisí od typu zariadenia a konštrukčných vlastností.
2. Environmentálna bezpečnosť. Pri prevádzke tepelného zariadenia sa do životného prostredia nedostávajú splodiny horenia ani iné potenciálne nebezpečné látky. Zariadenie je bezpečné pre ozón. Jeho používanie umožňuje získať teplo bez najmenšieho poškodenia životného prostredia.
3. Univerzálnosť použitia. Pri inštalácii vykurovacích systémov fungujúcich na tradičných zdrojoch energie sa majiteľ domu dostáva do závislosti od monopolistov. Solárne panely a veterné generátory nie sú vždy rentabilné. Zato tepelné čerpadlá je možné inštalovať kdekoľvek. Hlavné je správne vybrať typ systému.
4. Multifunkčnosť. V chladnom období zariadenia vykurujú dom a v letných horúčavách dokážu pracovať v režime klimatizácie. Zariadenie sa používa v systémoch TÚV a pripája sa k okruhom podlahového vykurovania.
5. Bezpečnosť prevádzky. Tepelné čerpadlá nepotrebujú palivo, pri ich prevádzke sa neuvoľňujú toxické látky a maximálna teplota komponentov zariadenia nepresahuje 90 stupňov. Tieto vykurovacie systémy nie sú nebezpečnejšie ako chladničky.

Ideálne zariadenia neexistujú. Tepelné čerpadlá sú spoľahlivé, odolné a bezpečné, ale ich cena priamo závisí od výkonu.

Kvalitné zariadenie na plnohodnotné vykurovanie a ohrev teplej vody domu 80 m² bude stáť približne 8000 – 10 000 eur. Domáce výrobky majú nízky výkon, dajú sa použiť na vykurovanie jednotlivých miestností alebo úžitkových priestorov.

Efektívnosť zariadenia závisí od tepelných strát domu. Zariadenie má zmysel inštalovať len v tých budovách, kde je zabezpečená vysoká úroveň izolácie a ukazovatele tepelných strát nie sú vyššie ako 100 W/m².

Tepelné čerpadlá dokážu vydržať 30 rokov a viac. Obzvlášť rentabilné je ich použitie pre TÚV, ako aj v kombinovaných vykurovacích systémoch zahŕňajúcich podlahové vykurovanie.

Zariadenie je spoľahlivé a len zriedka sa pokazí. Ak je domácej výroby, je dôležité vybrať kvalitný kompresor, najlepšie z chladničky alebo klimatizácie overenej značky.

Typy tepelných čerpadiel na vykurovanie domu

Rozlišujeme kompresné a absorpčné tepelné čerpadlá. Zariadenia prvého typu sú najrozšírenejšie a práve takéto tepelné čerpadlo je možné zostaviť z chladničky alebo starého klimatizátora s použitím hotového kompresora.

Taktiež budú potrebné expandér, výparník, kondenzátor. Na prevádzku absorpčných zariadení je potrebný absorbent-chladivo.

Tepelné čerpadlá sa najčastejšie zostavujú z častí klimatizácií a chladničiek. Takéto konštrukcie domácej výroby sú jednoduché, účinné a ak má majster zručnosti na takúto prácu, môžu byť vyrobené doslova za niekoľko dní.

Podľa druhu zdroja tepla sú zariadenia vzduchové, geotermálne, a tiež využívajúce sekundárne teplo (napr. odpadovej vody atď.).

Vo vstupnom a výstupnom okruhu sa používa jeden alebo dva rôzne teplonosné médiá a v závislosti od toho rozlišujeme takéto typy zariadení:

• vzduch-vzduch;
• voda-voda;
• voda-vzduch;
• vzduch-voda;
• zem-voda;
• ľad-voda.

Systém môže byť účinný iba vtedy, ak spotrebuje menej energie, ako odovzdáva. Tento rozdiel sa nazýva koeficient premeny. Závisí od mnohých faktorov, ale najvýznamnejšia je teplota teplonosného média vstupného a výstupného okruhu. Čím väčší je rozdiel, tým lepšie systém funguje.

Neexistujú spoľahlivé vzorce na výpočet výkonu tepelných čerpadiel, pretože ich činnosť závisí od mnohých faktorov.

Pri samostatnej montáži tepelného zariadenia nemožno očakávať, že bude rovnako účinné ako priemyselne vyrábané zariadenie, ale úplne postačí na vytvorenie úsporného doplnkového vykurovacieho systému.

Podrobný návod na výrobu zariadenia

Predtým, ako sa zoznámite so spôsobmi, ako vyrobiť tepelné čerpadlo z chladničky, by ste sa mali rozhodnúť pre zdroj tepla a schému činnosti zariadenia. Okrem kompresora chladničky budú potrebné aj ďalšie súčiastky. Taktiež si budete musieť dokúpiť alebo požičať niektoré nástroje.

Takéto domáce zariadenie je možné pripojiť k podlahovému kúreniu, systému teplej úžitkovej vody (TÚV) alebo k vodnému vykurovaniu, ak sa používajú nízkoteplotné radiátory.

Aj keď si budete musieť kúpiť kompresor a ďalšie súčiastky, domáca zostava bude oveľa lacnejšia ako hotové priemyselne vyrábané zariadenie.

Etapa #1. Príprava schémy a výkresu

Zdroj energie by mal byť umiestnený pod zemou. Pre inštaláciu tepelného čerpadla bude potrebné vyvŕtať studňu alebo aspoň vykopať ryhu do hĺbky, kde teplota pôdy neklesá pod 5 stupňov. Taktiež je možné využiť vodné plochy prírodného alebo umelého pôvodu.

Navrhovaná schéma je vhodná pre akýkoľvek zdroj tepla. Na zostavenie domáceho zariadenia je potrebné prispôsobiť samotnú schému podmienkam prevádzky budúceho zariadenia a vypracovať výkres.

Bez ohľadu na zdroj tepla sú konštrukcie tepelných čerpadiel podobné, preto bude vyhovovať takmer akákoľvek schéma, ktorú možno nájsť na internete.

Po jej výbere by ste mali pripraviť podrobné výkresy, na ktorých budú uvedené presné rozmery, vzdialenosti a miesta pripojenia uzlov zariadenia.

Na výrobu tepelného čerpadla bude potrebné rozobrať chladničku a vybrať kompresor. Je to hlavný prvok konštrukcie. Bude prečerpávať vodu a freón cez vedené potrubie, čím zabezpečí činnosť vykurovania.

Hoci výpočty výkonu zariadenia sú sťažené, možno sa orientovať podľa priemerných hodnôt. Napríklad pre dom so zvýšenými ukazovateľmi tepelnej účinnosti je potrebný vykurovací systém s výkonom 25 W/m². To je ideálny variant, ak sú tepelné straty minimálne.

Pre dobre zateplený dom je tento ukazovateľ 45 W/m² a pre budovu s relatívne veľkými tepelnými stratami 70 W/m².

Etapa #2. Výber potrebných súčiastok

Kompresor možno zložiť zo starého chladničky. Ak je nefunkčný, radšej kúpte nový. Neoplatí sa opravovať: je to nerentabilné a funkčnosť vlastnoručne vyrobenej súčiastky bude otázna.

Na zostavenie konštrukcie bude potrebný aj termoregulačný ventil. Je žiaduce, aby všetky komponenty boli z jedného systému a ľahko sa kombinovali.

Toto je hlavná súčiastka chladničky. Úlohou uzla je prečerpávať cez rúrky chladivo, ktoré odoberá teplo z pracovnej časti. Pre vlastnoručne vyrobené tepelné čerpadlo je lepšie vziať tichý kompresor.

Na montáž tepelného čerpadla budú potrebné 30-centimetrové L-konzoly.

Tiež bude potrebné dokúpiť niektoré diely:

• kvalitnú hermetickú nádobu z nehrdzavejúcej ocele s objemom 120 l;
• veľkú plastovú nádrž s objemom 90 l;
• 3 medené rúrky rôznych priemerov;
• polymérové (najlepšie kovoplastové) rúry.

Na zostavenie systému bude potrebný štandardný súbor nástrojov a na rezanie a spájanie kovových častí – uhlová brúska a zvárací prístroj.

Etapa #3. Montáž uzlov systému

Kompresor sa inštaluje na stenu pomocou konzol, potom sa pristúpi k výrobe kondenzátora. Na to sa kovová nádrž rozreže brúskou na polovicu. Do jednej časti sa vloží medený špirálový výmenník, potom sa nádoba zvarí a pripravia sa v nej závitové otvory.

Tepelný výmenník pre tepelné čerpadlo sa prakticky nelíši od rovnakého uzla, ktorý sa vyrába pre saunovú pec. Najvhodnejšia je nádoba z nehrdzavejúcej ocele s hrúbkou 2,5 mm.

Na výrobu tepelného výmenníka na 120-litrovú oceľovú nádrž sa navíja dlhá medená rúrka, pričom konce závitov sa upevňujú lištami. K výstupom sa pripájajú inštalatérske prechody.

Na plastovú nádrž sa tiež pripevní špirálový výmenník a používa sa ako výparník. Neprehrieva sa, preto nie je potrebné brať kovovú nádobu. Hotový výparník sa pripevní na stenu pomocou konzol.

Pri výbere kompresora a výparníka je potrebné urobiť výpočet výkonu s rezervou 20 %, inak bude výkon hotového vykurovacieho systému nižší, ako je požadovaný.

Keď sú hlavné uzly pripravené, vyberie sa vhodný termoregulačný ventil, zostaví sa konštrukcia a do systému sa načerpá freón značky R-22 alebo R-422. Ak nemáte príslušné zručnosti, má zmysel pozvať odborníka, pretože postup je nebezpečný.

Etapa #4. Pripojenie k odbernému zariadeniu

Typ odberného zariadenia a spôsoby pripojenia tepelného čerpadla k nemu závisia od schémy:

• „Voda-zem“. Kolektor sa inštaluje pod úroveň zamrznutia pôdy. Rúry systému by mali byť umiestnené v rovnakej hĺbke.
• „Voda-vzduch“. Systémy tohto typu sa montujú pomerne jednoducho, pretože nevyžadujú zemné práce. Na inštaláciu kolektora postačí vhodné miesto pri dome alebo na streche.
• „Voda-voda“. Konštrukcia kolektora sa skladá z polymérových rúr a potom sa spúšťa do stredu vodnej plochy.

Je možná inštalácia kombinovaného (bivalentného) vykurovacieho systému. V tomto prípade sa tepelné čerpadlo zapája paralelne s elektrickým kotlom. Plní funkciu doplnkového vykurovania.

Inštalácia bivalentného vykurovacieho systému umožňuje dosiahnuť optimálnu teplotu v dome aj pri silných mrazoch a jeho spotreba energie bude minimálna.

Počas montáže, inštalácie a pripojenia tepelného čerpadla je potrebné starostlivo sledovať kvalitu zvarov, spojov a prípojok. Systém musí byť absolútne tesný.

Závery a užitočné video k téme

U nás tepelné čerpadlá zatiaľ nie sú veľmi rozšírené, no už možno nájsť nadšencov, ktorí sa dokážu podeliť o skúsenosti s vlastnou výrobou podobných systémov. Ponúkame výber užitočných videomateriálov.

Konštrukcia tepelného čerpadla, vlastnosti montáže systému:

Vlastnosti pripojenia a prevádzky domáceho tepelného čerpadla:

Video recenzia o prevádzke domáceho vykurovacieho systému z klimatizácie:

Schémy vykurovania s tepelnými čerpadlami nie sú vždy rentabilné a pohodlné, preto si určite zvážte výhody a nevýhody tohto typu vykurovania.

Ak dôjdete k záveru, že takýto systém je vhodný pre váš dom, neponáhľajte sa míňať obrovské sumy na hotovú inštaláciu a zostavte konštrukciu svojpomocne. Nie je to až také zložité, vyžaduje oveľa menšie finančné investície a efekt môže prekonať všetky očakávania.

Chystáte sa zostaviť tepelné čerpadlo vlastnými rukami, ale neviete, kde začať? Alebo ste už podobnú konštrukciu zostavovali a máte potrebné znalosti, ktoré môžete podeliť s našimi čitateľmi? Zanechajte, prosím, komentáre, pýtajte sa v bloku nižšie.