Кондиционер своими руками – как сделать мини-кондиционер

Принцип работы бытовой сплит-системы

Кондиционер — это сложный бытовой прибор, работающий по принципу передачи тепла из одного места в другое: летом — из квартиры на улицу, зимой — из окружающей среды в дом. Для перемещения тепла используется интересное вещество – фреон, который при отрицательной температуре может закипеть и превратиться в газ.

Для справки. Фреон, циркулирующий в контурах холодильных машин, называют хладагентом или рабочим телом. Ключевым моментом является его испарение и конденсация, при которых тепловая энергия соответственно поглощается и выделяется в больших количествах.

Традиционные агрегаты состоят из 2-х блоков — наружного и внутреннего

Домашняя сплит-система работает по циклическому алгоритму:

1. Сначала жидкий хладагент поступает в теплообменник внутреннего модуля кондиционера (испарителя), обдуваемый центробежным вентилятором. Именно здесь испаряется фреон, за счет чего поток комнатного воздуха резко охлаждается.
2. Кроме того, газ поступает в компрессор через медную трубку, которая повышает давление до определенного значения. Задача состоит в том, чтобы рабочая жидкость конденсировалась на улице, где температура воздуха даже выше, чем в помещении.
3. После компрессора газообразный фреон проходит через радиатор наружного блока (конденсатор). Большой осевой вентилятор нагнетает воздух через ребра, и хладагент снова сжижается, высвобождая комнатное тепло наружу.
4. На последнем этапе давление жидкого рабочего тела снижается за счет прохождения через расширительный клапан (газовый клапан). Теперь фреон снова готов к поглощению тепла и движется во внутренний блок, цикл повторяется снова.
   Схема заводского кондиционера

Запись. В процессе работы на обоих теплообменниках образуется много конденсата, который необходимо сливать на улицу или в канализацию. Чтобы сплит-система переключилась на обогрев дома, пускают фреон в обратном направлении, а радиаторы функционально заменяют.

Электронный блок управления (ЭБУ), получающий сигналы от различных датчиков, отвечает за поддержание температуры воздуха в помещении и давления хладагента в системе. Автомобильный кондиционер работает по такому же принципу, испаритель встроен в систему внутренней вентиляции, а конденсатор установлен возле общего радиатора системы охлаждения.

Теперь вы понимаете, что сделать испарительный кондиционер дома не так просто, как может показаться. А для автомобиля это еще сложнее реализовать, тут надо быть мастером — холодильник. В качестве примера предлагаем посмотреть видео, где один такой специалист установил бытовую сплит-систему на свой автомобиль ВАЗ 2104:

Далее проанализируем конструкции кондиционеров, придуманные народными умельцами, и выделим наиболее эффективные устройства, которые можно рекомендовать для производства.

Производительность

Важной характеристикой кондиционера является его холодопроизводительность. Этот показатель может быть указан как в киловаттах мощности воздушного охлаждения, так и в условных единицах БТЕ (1 БТЕ=0,3 кВт).

Запись. Часто в маркировке модели присутствует цифра, обозначающая мощность в тысячах БТЕ – «7», «9» и так далее

Оба свойства позволяют выполнять расчеты, необходимые для выбора модели охлаждения помещения в конкретных условиях. А вот «прямые» не указывают потребляемую мощность. Это зависит от класса энергоэффективности климатической техники и коэффициента энергоэффективности в режиме охлаждения (ERR). Для современных кондиционеров коэффициент ERR находится в диапазоне 2,5-4 и указывает на зависимость между охлаждающим эффектом и потребляемой мощностью.

В бытовом холодильнике холодопроизводительность определяется иначе. Если указано, то в килограммах замороженных продуктов в сутки. И чтобы примерно прикинуть, какое помещение можно охладить с помощью холодильника, нужно «отталкиваться» от потребляемой мощности, которая в основном приходится на компрессор.

Компрессор бытового холодильника объемом 300-350 литров рассчитан на мощность примерно 180-250 Вт. А если при расчете холодопроизводительности принять коэффициент ERR равным 3,0 (а он, вероятно, даже ниже), то холодопроизводительность будет в пределах 0,55-0,75 кВт

Запись. Потребляемая мощность «простого» оконного кондиционера обычно составляет около 600 Вт. Что в пересчете дает почти 2 кВт в режиме охлаждения. По стандарту энергоэффективность кондиционера определяется исходя из того, что температура воздуха снаружи +35°, а внутри +27°. Именно эту разницу обеспечивает кондиционер в режиме охлаждения для определенных условий.

При выборе кондиционера с электричеством учитываются многие параметры:

• площадь помещения и высота потолка;
• теплоизоляция помещения;
• тепло, выделяемое бытовыми приборами;
• количество постоянно присутствующих лиц;
• направление света, куда выходят внешние стены комнаты.

Но это и простая оценка – при высоте потолков до 3 м на каждые 10 м2 в режиме охлаждения необходим 1 кВт мощности. Поэтому компрессор холодильника может эффективно охлаждать помещение площадью не более 10 м2.

Варианты использования

Нельзя использовать холодильник, который в нем находится, для охлаждения помещения. Даже в идеальном случае количество тепла, «отбираемого» испарителем, будет равно теплу, выделяемому конденсатором.

Но требуется больше работы для перемещения хладагента и создания разницы давлений в испарителе и конденсаторе. Для этого используется мотор-компрессор, который имеет потери энергии в виде трения поршневой группы и потери тепла в обмотках двигателя. Это означает, что компрессор нагревается во время работы. Плюс тепло, выделяемое реле стартера. Следовательно, работающий холодильник излучает больше тепла, чем производит холода.

Читайте также: Что такое конденсат?

Вариант 1 – сплит-система

Чтобы использовать бытовой холодильник для охлаждения помещения, конденсатор необходимо вынести за его пределы. Это может быть сделано. Но если повторять конструкцию системы отдельными блоками, то придется разбирать холодильник на составные части, а затем на их основе собирать кондиционер. Как это сделал домашний мастер на видео ниже.

И хотя целью в данном примере было обустроить большую холодильную камеру, метод создания самодельной сплит-системы аналогичен.

Недостатком варианта своими руками является сложность и большой объем работ.

Вариант 2 – моноблок

Кондиционеры имеют два типа моноблочной конструкции – мобильные и оконные кондиционеры. Оба типа не подходят для переделки старого холодильника.

В мобильном кондиционере конденсатор размещен в теплоизолированном корпусе, а тепло от него отводится на улицу с помощью гибкой трубы. Повторять подобную конструкцию на базе холодильника нецелесообразно – это сложно, да и места в комнате такой моноблок займет много.

В оконный проем можно вставить только небольшой холодильник объемом до 100 литров. Но номинальная мощность меньше 100Вт, чего недостаточно для охлаждения комнаты средних размеров.

Остается только один вариант – холодильник разместить полностью вне помещения, а холодный воздух из камеры подавать в помещение по воздуховоду с помощью вентилятора. Получится своеобразный канальный кондиционер в моноблочном исполнении.

Видео: кондиционер из холодильника

Особенности установки

Пошаговую установку можно описать следующей последовательностью операций:

1. В дверце холодильника прорезаются два сквозных отверстия – внизу камеры и вверху. Нижнее отверстие необходимо для забора воздуха из помещения. Верхний находится с противоположной стороны морозильного отделения (у старых однокамерных холодильников), он служит для нагнетания холодного воздуха в отделение.

Запись. Обычные кондиционеры и сплит-системы работают по принципу рециркуляции воздуха. Даже для моделей кондиционеров с подмешиванием свежего воздуха доля общего потока составляет не более 20%.

1. Напротив каждой в стене сверлят по два отверстия. Затем в них вставляются две пластиковые трубки, которые будут служить воздуховодами.
2. Холодильник монтируется снаружи впритык к стене в холодильной камере — дверью к стене, компрессором и решеткой радиатора конденсатора наружу. Дверь должна быть герметично закрыта для предотвращения постоянного поступления горячего наружного воздуха в секцию охлаждения.
3. В «щель» верхней трубы вставляется канальный вентилятор. Достаточно доступная бытовая модель типа Домовент 100 ВКО производительностью 105 м3 в час. Диаметр трубы для такого вентилятора соответственно 100 мм, и трубы должны иметь такие же размеры.
4. Все проходы труб через двери и стены должны быть надлежащим образом герметизированы.

Запись. В двухкамерном холодильнике такие отверстия делаются на каждой дверце.

Если холодильник стоит на улице, а не в пристройке или подъезде, его необходимо защитить от атмосферных осадков и прямого попадания солнечных лучей. В городской квартире его можно разместить на балконе или лоджии.

Особенности подключения и работы

В бытовом холодильнике имеется терморегулятор, который «следит», чтобы температура в холодильной камере находилась в пределах 0…+8°С, а в морозильной — -15…-24°С.

При работе в качестве кондиционера, с постоянной подачей теплого воздуха, такие показатели для обеих камер недостижимы. И обычный термостат становится лишним — он будет постоянно держать включенным компрессор. Даже когда температура воздуха в помещении находится на комфортном уровне – +22…+25°С.

Если все сделано правильно, термостат необходимо снять с цепи управления. Вместо этого в схему лучше включить комнатный термостат со встроенным датчиком температуры, который имеет вариант подключения для режима «Охлаждение». В качестве экономичного способа контролировать его работу можно просто установить таймер или включать/выключать холодильник вручную.

Если самодельный кондиционер используется на даче или в сельской местности, где качество сети плохое, необходимо защитить компрессор от кратковременных перебоев в работе сети. При «кратковременном» отключении электроэнергии компрессор холодильника не сможет сразу перезапуститься — нужна временная задержка (около 5 минут). У новых холодильников такая задержка в блоке автоматики есть, а у старых моделей нет. И пока давление в системе не выровняется, компрессор не сможет «протолкнуть» хладагент через капилляр. Для обеспечения безопасного перезапуска с задержкой в ​​схему необходимо включить реле напряжения и таймер.

Простой самодельный кондиционер

Принцип работы таких охладителей заключается в продувке комнатным воздухом предметов с отрицательной температурой. В этом качестве обычно используются аккумуляторы льда или холода, предназначенные для специальных сумок, используемых для летней перевозки продуктов.

Источники охлаждения размещены внутри закрытого бокса, а осевой вентилятор встроен в стену. С другой стороны делается отверстие для выхода остывшего потока. Что не используется для изготовления корпуса:

• старый автомобильный холодильник с утепленными стенками;
• вместительные пластиковые бутылки на 5 литров воды и больше;
• коробки из картона или пластика с крышками;
• емкости из полимерных материалов.

Так выглядит простейшая конструкция кулера

Запись. Подачу воздуха обеспечивает любой небольшой вентилятор, например кулер от компьютера.

Этот мини-кондиционер подходит и для охлаждения салона автомобиля, нужно только правильно подключить нагнетатель воздуха к бортовой сети и заранее заполнить его нужным количеством льда.

Преимущества и недостатки конструкции

Примечательно, что такие устройства действительно гонят в помещение холодный воздух. Кроме того, простые кондиционеры фактически изготавливаются из подручных материалов, цена которых стремится к нулю. Максимум на что придется потратиться, так это на осевой вентилятор, если его нет в хозяйстве.

Установить и подключить устройство в автомобиле

К сожалению, недостатки перевешивают все достоинства кулера:

1. Сколько бы льда ни положили в камеру, на жаре он долго не продержится, поэтому приходится постоянно замораживать новую воду.
2. Пока вы охлаждаете одну комнату, соседнюю комнату обогревает холодильник, в котором готовится лед. Кроме того, увеличивается энергопотребление.
3. Продолжительность работы устройства в автомобиле зависит от запаса льда, взятого с собой.
4. Воздух, проходящий сквозь лед, частично увлажняется. Через некоторое время помещение станет перенасыщенным влагой, из-за чего вы будете чувствовать себя еще хуже, чем при воздействии тепла.

Совет. Заболачивания можно избежать, используя вместо льда аккумуляторы холода, который не тает и не превращается в воду. А для контроля и поддержания оптимального уровня влажности есть и другие бытовые приборы.

Производство. Вышеуказанные кондиционеры, сделанные своими руками, можно считать эффективными. Они могут помочь вам в безвыходной ситуации, но эксплуатация кулера – дело довольно хлопотное.

Варианты аккумуляторов холода

На сколько хватит льда в камере

Чтобы ответить на этот вопрос, посчитаем, сколько холода выделяет 1 кг льда при его нагревании от температуры замерзания -6 °С до +20 °С. Для этого воспользуемся формулой расчета тепла в зависимости от теплоемкости.

Вы должны выполнить 4 шага:

1. Считаем отдачу холода при таянии льда: Q = 1 кг х 2,06 кДж/кг°С х (0°С — 6°С) = -12,36 кДж.
2. Находим эталонное значение энергии, выделяющейся при таянии льда – 335 кДж.
3. Рассчитаем, сколько холодной воды перейдет при нагревании: Q = 1 кг х 4,187 кДж/кг°С х (0°С — 20°С) = -83,74 кДж.
4. Складываем результаты и получаем -431,1 кДж или 119,75 Вт.

Запись. Результаты холодных расчетов в физике тоже получаются со знаком минус, это естественно.

Даже если вы заморозите лед до температуры минус 15°С, вряд ли вы получите более 150 Вт холода с 1 кг. Это означает, что для интенсивного охлаждения помещения 3 х 3 м в жару выше 30 градусов необходимо каждые 20-30 минут добавлять в самодельный кондиционер 1 кг льда и столько же замораживать. На практике расход будет меньше, если вас устраивает переносимая температура воздуха — 25-28°С.

Как собрать охладитель воздуха

Мини кондиционер для дома или автомобиля изготавливается следующим образом:

1. Вырежьте в боковой стенке контейнера отверстие, такого же размера, как и рабочая часть вентилятора.
2. Прикрутить кулер саморезами или поставить на маленькие болтики.
3. Для выхода остывшего потока сделайте второе отверстие. Другой вариант – на горлышко бутылки или емкости надеть гофрированную пластиковую трубку. Устройство готово.

Совет. С точки зрения эксплуатации лучше использовать ящик со съемной крышкой, так как в него удобнее загружать лед или аккумуляторы холода.

Осталось установить и подключить импровизированный кондиционер. Провода от кулера можно вывести на гнездо прикуривателя, в цепи которого есть мощный предохранитель. Процесс изготовления и подключения подробно показан на видео:

Водяная охлаждающая установка

Идея проста и одновременно эффективна: холодная вода прокачивается через теплообменник с вентилятором, находящимся внутри помещения. Так как температура находится в пределах 5-10°С, поток воздуха охлаждается и в помещении становится прохладнее. В качестве источника воды выступает колодец или колодец, а в качестве теплообменника – радиатор от автомобиля или старого кондиционера.

Важная заметка. В отличие от других самодельных устройств, водяная установка работает по принципу обогревателя и может не только охлаждать воздух в доме, но и нагревать его. Все зависит от температуры воды, подаваемой внутрь радиатора.

Оригинальная идея — вставить радиатор с вентилятором в корпус от старого телевизора

Проточная система охлаждения состоит из 3-х элементов:

• собственно теплообменник;
• погружной или скважинный насос;
• изолированные линии подачи и отвода воды.

Изготовление водяного кондиционера

Порядок сборки кулера следующий:

1. Разместите и закрепите автомобильный радиатор в удобном месте комнаты.
2. Добавьте к нему линию подачи и возврата. Используйте переходники и хомуты для соединения сопел элементов.
3. Установите насос в колодец или колодец и подсоедините трубу подачи теплоносителя к теплообменнику.
4. Утеплите часть подающей трубы, чтобы вода не нагревалась предварительно. Нет необходимости изолировать обратную линию.

   Для кулера можно приспособить радиатор к автомобильному отопителю

Чтобы создать кондиционер воды и успешно его запустить, нужно решить 2 задачи: куда деть воду и как регулировать скорость подачи, ведь производительность насоса обычно превышает потребность. Предлагаем решить проблему водоотведения следующими способами:

• собирается в накопительный бак, из которого поливается огород;
• перевод в другую скважину, как это делает тепловой насос типа «вода-вода»;
• организовать замкнутый контур циркуляции со вторым теплообменником, погруженным в дно колодца.

Циркуляция воды может быть организована по схеме теплового насоса

Для справки. Культурные растения не рекомендуется поливать холодной водой. Следовательно, вы убьете сразу двух зайцев, если сначала нагреете колодезную воду в радиаторе — воздушном охладителе.

Для снижения производительности насоса нужно регулировать обороты двигателя, что невозможно без преобразователя частоты (иначе — преобразователя), что влетит вам в копеечку. Всякие автотрансформаторы и прочие идеи не годятся — так вы просто «приставите» электродвигатель к насосному агрегату. Без покупки дорогостоящего оборудования проблема решается следующим образом:

• для скважины глубиной до 10 м можно использовать циркуляционный насос для обогрева подходящей мощности;
• вы можете ограничить поток воды к радиатору, используя перепускной клапан, который сбрасывает часть воды обратно в колодец. Пример работы кондиционера для воды показан в следующем видео:

Плюсы и минусы проточной системы

Кратко о положительных моментах:

• кондиционер способен как обогревать, так и охлаждать помещение;
• конструкция проста по сравнению с заводской сплит-системой;
• хотя вам придется купить насос и трубы, затраты на производство будут низкими.

Мы уже перечислили некоторые негативные моменты и пути их устранения – трудности регулирования подачи и проблему сброса воды. Есть еще один недостаток: систему нельзя использовать в квартире (нет источника холодной воды) или в автомобиле по понятным причинам.

Для справки. Самый простой вариант кулера все же можно приспособить в квартире. Это бытовой вентилятор, на решетке которого закреплен змеевик из медной трубы, по которому течет вода. Вопрос только в том, где взять такую ​​холодную воду и сколько за нее платить по счетчику, если она берется из водопроводного крана.

Производство. Самодельный кондиционер — обогреватель на воде — конструкция вполне жизнеспособная. При желании можно сделать приличный кулер для частного дома при условии наличия на участке скважины с грунтовыми водами приемлемой температуры.

Можно ли сделать кондиционер из старого холодильника

Совершенно утопическая идея. Весь материал, опубликованный в русскоязычном интернете, описывает одно и то же видео, в котором человек пытается соорудить морозильную камеру для грибов из двух холодильников. Более того, результат этого действия неизвестен, поскольку видеоматериал неполный. Представим, как это будет выглядеть:

1. Оба теплообменника аккуратно вырезаются из холодильника, не отключая компрессор, иначе фреон испарится и за заправку придется платить.
2. Компрессор с конденсатором вынесен из помещения, а испаритель (бывший морозильник) установлен в помещении. К нему нужно прикрепить вентилятор, чтобы дул.
3. Штатный датчик и блок управления, настроенный на температуру отключения компрессора минус 3-6°С, необходимо выбросить и заменить другими элементами, подключив блоки через реле. В противном случае компрессор никогда не остановится и сломается через 100-200 часов непрерывной работы.

Организация охлаждения помещения двумя встроенными в стену холодильниками. Результат работы неизвестен.

Отбросим все технические подробности (не этот режим работы, другая марка фреона и так далее) и представим, что вам удалось собрать эту схему. Максимальная мощность охлаждения таких агрегатов не более 400 Вт или 0,4 кВт. Грубый расчет показывает, что этого достаточно для комнаты площадью 4 м². Это в теории, а на практике становится еще меньше.

Производство. Если вы принадлежите к знатному племени энтузиастов и экспериментаторов, то можете попробовать сделать из холодильника кондиционер. Но работы вы потратите намного больше, чем простудитесь.

Кондиционер из пластикового контейнера и вытяжного вентилятора

Из довольно элегантного дизайнерского решения получается компактный агрегат. Его легко повторить своими руками.

Что нужно для работы

Возьмите пластиковый контейнер с плотно закрывающейся крышкой. Из инструментов достаточно обзавестись острым ножом с острым концом. В крышке два отверстия. В один из них встроен вентилятор, который забирает воздух снаружи и нагнетает его в емкость. Во второе отверстие вкладывается уголок диаметром не более двух дюймов.

Для сборки компактного, мобильного и практичного кондиционера понадобится небольшая пластиковая емкость и сантехнический уголок диаметром не более двух дюймов. Без вентилятора не обойтись.

Руководство по изготовлению

В крышке два отверстия. Один круглый, его диаметр должен быть равен диаметру вентилятора. Вентилятор крепится сверху. Он должен всасывать наружный воздух и направлять его в контейнер. Контейнер вмещает две бутылки со льдом. В другом, меньшем отверстии, встроен сантехнический уголок. Это направляющая для потока охлажденного воздуха.

Как самостоятельно собрать водяную охлаждающую установку

Мастера проектируют и производят системы охлаждения по разным причинам. Во-первых, в июльскую жару вы будете сидеть в прохладном помещении, а не в газовой камере. Во-вторых, не каждый может позволить себе купить сплит-систему. Вместе со сборкой это очень дорогое удовольствие. В-третьих, на свете еще есть люди, которые любят и умеют делать полезные вещи своими руками. А главное, делают их из всего, что попадется под руку.

Инструменты и элементы для создания проточной системы охлаждения

Инструменты, как правило, необходимы те, что имеются в каждом доме. Особенно там, где живет ремесленник. Инструменты обычные, так как приходится работать с пластиком, картоном, тонкими металлическими листами. Достаточно иметь острый нож, ножницы по металлу, молоток и плоскогубцы. Не помешает электродрель и паяльник. Конечно хорошо иметь личный верстак с тисками. Еще нужен клей и герметик. Исходным материалом будут пластиковые бутылки, вентилятор, фанерный щит.

Порядок сборки охладителя

Из пластиковых бутылок, а точнее, из их верхних частей, где находится горлышко, можно сделать кондиционер, которому не нужен вентилятор и вообще электричество. Необходимо собрать 20-30 штук пластиковых бутылок, отрезать от них 10-12 см сверху и закрепить на фанерной доске.

Пригодятся и крышки от пластиковых бутылок. От пробок отрезается плоская часть, а пробка используется как гайка. Он накручивается на горлышко бутылки с обратной стороны фанерного листа. Щиток должен быть размером с окно, в которое будет встроено это чудо-устройство.

Такой блок устанавливается в окно комнаты горлышком на улицу. Воздух, поступающий в узкую горловину, по мере выхода из воронки расширяется в объеме и имеет более низкую температуру. Не сильно, но все же. Такие кулеры широко используются в странах Юго-Восточной Азии.

Хороший воздухоохладитель получается из 8-литрового ведра. Порядок работы похож на сборку кондиционера в контейнере, только этот будет больше и мощнее. Чтобы лед в ведре больше не таял, внутри него нужно создать теплоизоляцию из пенопласта на дне и вдоль корпуса. Ведро можно сделать из пластика, с которым легче работать. Можно установить не одну, а 3-4 отводящие трубы — и свежий воздух сразу пойдет в разные стороны.

В крышку ведра встроен и закреплен хороший вентилятор. Внутрь помещают большое количество льда, закрывают крышку и включают вентилятор. Все, кондиционер работал.

 

Охлаждение с помощью элементов Пельтье

Использование этих деталей для сборки самодельного кондиционера представляет собой проблему. Все дело в энергопотреблении элементов Пельтье (проще говоря, термоэлектрических преобразователей), которое несоизмеримо с количеством производимого холода. Внешне выглядят как пластины с 2-мя проводами; при подключении электричества одна поверхность элемента выделяет тепло, а другая – холод.

Как поступают домашние умельцы и автолюбители – энтузиасты, стремящиеся к комфорту:

1. Они покупают от 4 до 8 элементов Пельтье и монтируют их «горячей» стороной на оребренный алюминиевый радиатор.
2. Установите этот радиатор таким образом, чтобы он охлаждался уличным воздухом.
3. К «холодной» стороне инверторов крепится кулер от компьютера, чтобы он подавал на плату комнатный воздух.

   Элементы Пельтье действительно охлаждают поток воздуха, но при этом просто жрут электричество. Ведь половина энергии тратится впустую, так как превращается в тепло и улетучивается в атмосферу. То есть на каждый Вт использованной электроэнергии вы будете получать не более 0,5 Вт холода, тогда как в системе общего пользования это соотношение совсем другое — 1:3. Как это работает на практике, вы можете увидеть в следующем видео: