Come realizzare una pompa di calore fai da te da un vecchio frigorifero: disegni, istruzioni e consigli per l'assemblaggio

Negli ultimi decenni, i proprietari di case hanno avuto a disposizione una scelta piuttosto ampia di sistemi di riscaldamento. Non è più necessario collegarsi a reti centralizzate e utilizzare fonti tradizionali. Si può scegliere un'apparecchiatura che funzioni con energia alternativa, ma il suo principale difetto è il costo elevato. È d'accordo?

Tuttavia, se si costruisce una pompa di calore fai-da-te da un vecchio frigorifero, è possibile ridurre notevolmente i costi del sistema. E noi le spiegheremo come fare.

Nell'articolo abbiamo selezionato le soluzioni più semplici e le abbiamo corredate di disegni e schemi dettagliati. Perciò, per un appassionato del fai-da-te, comprenderle non sarà difficile. Inoltre, qui troverà istruzioni passo passo per la realizzazione dell'apparecchiatura di riscaldamento. E i video pubblicati illustreranno le caratteristiche costruttive della pompa di calore e le modalità di collegamento.

Quanto è conveniente l'uso di una pompa di calore?

Teoricamente, ogni persona ha una vasta scelta di fonti energetiche. Oltre al gas naturale, all'elettricità, al carbone, ci sono anche il vento, il sole, la differenza di temperatura tra terra e aria, tra terra e acqua.

In pratica, la scelta è limitata, poiché tutto si basa sul costo dell'apparecchiatura e della sua manutenzione, nonché sulla stabilità del funzionamento e sui tempi di recupero degli investimenti degli impianti.

Ciascuna fonte energetica presenta sia vantaggi che seri svantaggi che ne limitano l'utilizzo.

Installare un sistema di riscaldamento con pompa di calore è vantaggioso in termini di comodità di utilizzo. Durante il funzionamento dell'apparecchiatura non ci sono rumori, odori estranei, né è necessaria l'installazione di camini o altre strutture ausiliarie.

Il sistema è dipendente dall'energia elettrica, ma per il funzionamento della pompa di calore serve una quantità minima di elettricità.

La pompa di calore è una buona alternativa ai tradizionali sistemi di riscaldamento. Per ridurre le spese iniziali per l'attrezzatura, è possibile assemblarla da soli.

Le stesse pompe di calore sono estremamente economiche e non richiedono costi di manutenzione particolari, ma il loro costo iniziale è molto elevato.

Non tutti i proprietari di case o case di campagna possono permettersi l'acquisto di apparecchiature così costose. Se le si assemblano da soli utilizzando pezzi di un vecchio frigorifero, si può risparmiare notevolmente.

Le pompe di calore di produzione industriale sono costose. Si ritiene che la loro installazione si ammortizzi in media in 5-7 anni di funzionamento, ma questo termine dipende dal prezzo iniziale del sistema e può essere molto più lungo.

Gli impianti fatti in casa costano letteralmente pochi spiccioli, e il loro uso permette di risparmiare notevolmente.

L'unico inconveniente: la produttività degli impianti fatti in casa non è elevata e non possono sostituire completamente i sistemi di riscaldamento tradizionali. Per questo vengono spesso utilizzati come opzioni aggiuntive o alternative di riscaldamento.

5 principali vantaggi per i proprietari di impianti

Tra i vantaggi dei sistemi di riscaldamento con pompe di calore si annoverano:

1. Efficienza economica. Con un consumo di 1 kW di energia elettrica si possono ottenere 3-4 kW di energia termica. Questi sono valori medi, poiché il coefficiente di trasformazione del calore dipende dal tipo di apparecchiatura e dalle caratteristiche costruttive.
2. Sicurezza ecologica. Durante il funzionamento dell'impianto termico, nell'ambiente non vengono rilasciati prodotti di combustione o altre sostanze potenzialmente pericolose. L'apparecchiatura è ozonosicura. Il suo utilizzo consente di ottenere calore senza il minimo danno per l'ecologia.
3. Versatilità di applicazione. Nell'installazione di sistemi di riscaldamento alimentati da fonti energetiche tradizionali, il proprietario di casa diventa dipendente dai monopoli. I pannelli solari e i generatori eolici non sono sempre redditizi. Invece, le pompe di calore possono essere installate ovunque. L'importante è scegliere correttamente il tipo di sistema.
4. Multifunzionalità. Nella stagione fredda gli impianti riscaldano la casa, mentre nella calura estiva possono funzionare come condizionatori d'aria. L'apparecchiatura viene utilizzata nei sistemi di acqua calda sanitaria (ACS) e collegata ai circuiti di riscaldamento a pavimento.
5. Sicurezza operativa. Le pompe di calore non richiedono carburante, durante il loro funzionamento non vengono emesse sostanze tossiche e la temperatura massima dei componenti dell'apparecchiatura non supera i 90 gradi. Questi sistemi di riscaldamento non sono più pericolosi dei frigoriferi.

Non esistono dispositivi ideali. Le pompe di calore sono affidabili, durevoli e sicure, ma il loro costo dipende direttamente dalla potenza.

Un'apparecchiatura di qualità per il riscaldamento completo e la fornitura di acqua calda di una casa di 80 mq costerà circa 8000-10000 euro. I sistemi fatti in casa sono di bassa potenza, possono essere utilizzati per riscaldare singole stanze o locali di servizio.

L'efficienza dell'impianto dipende dalla dispersione termica della casa. Ha senso installare l'apparecchiatura solo negli edifici dove è garantito un alto livello di isolamento e i valori di dispersione termica non superano i 100 W/mq.

Le pompe di calore possono durare 30 anni o più. Il loro uso è particolarmente conveniente per l'ACS (acqua calda sanitaria) e nei sistemi di riscaldamento combinati che includono il riscaldamento a pavimento.

L'attrezzatura è affidabile e raramente si rompe. Se è autocostruita, è importante scegliere un compressore di qualità, preferibilmente da un frigorifero o da un condizionatore di una marca affidabile.

Tipi di pompe di calore per il riscaldamento domestico

Si distinguono pompe di calore a compressione e ad assorbimento. Gli impianti del primo tipo sono i più diffusi, ed è proprio una pompa di calore di questo tipo che si può assemblare da un frigorifero o da un vecchio condizionatore, utilizzando un compressore già pronto.

Saranno necessari anche un espansore, un evaporatore e un condensatore. Per il funzionamento degli impianti ad assorbimento è necessario un assorbente-refrigerante.

Le pompe di calore vengono spesso assemblate con componenti di condizionatori e frigoriferi. Queste costruzioni artigianali sono semplici, efficienti e, se l'artigiano ha le competenze necessarie, possono essere realizzate letteralmente in pochi giorni.

Per tipo di fonte di calore, gli impianti possono essere ad aria, geotermici, oppure che utilizzano calore secondario (ad esempio, da acque reflue, ecc.).

Nei circuiti di ingresso e di uscita si utilizzano uno o due diversi fluidi termovettori, e in base a ciò si distinguono i seguenti tipi di apparecchiature:

• aria-aria;
• acqua-acqua;
• acqua-aria;
• aria-acqua;
• terreno-acqua;
• ghiaccio-acqua.

Il sistema può essere efficiente solo se consuma meno energia di quanta ne cede. Questa differenza viene chiamata coefficiente di prestazione. Dipende da molti fattori, ma il più significativo è la temperatura del fluido termovettore nei circuiti di ingresso e di uscita. Maggiore è la differenza, meglio funziona il sistema.

Non esistono formule affidabili per calcolare le prestazioni delle pompe di calore, poiché il loro funzionamento dipende da molti fattori.

Quando si assembla autonomamente un impianto termico, non ci si può aspettare che sia altrettanto efficiente delle apparecchiature industriali, ma sarà comunque sufficiente per creare un sistema di riscaldamento aggiuntivo economico.

Istruzioni passo passo per la realizzazione dell'apparecchiatura

Prima di esaminare i metodi per realizzare una pompa di calore da un frigorifero, è necessario decidere la fonte di calore e lo schema di funzionamento del dispositivo. Oltre al compressore del frigorifero, saranno necessari altri componenti. Sarà inoltre necessario acquistare o noleggiare alcuni strumenti.

Un tale dispositivo fai-da-te può essere collegato a un pavimento riscaldato, a un sistema di acqua calda sanitaria o a un riscaldamento ad acqua, se si utilizzano radiatori a bassa temperatura.

Anche se si dovesse acquistare il compressore e altri componenti, l'impianto fai-da-te costerà molto meno rispetto a un'apparecchiatura industriale già pronta.

Fase #1. Preparazione dello schema e del disegno

La fonte di energia deve essere situata sotto terra. Per installare una pompa di calore, sarà necessario perforare un pozzo o almeno scavare una trincea a una profondità in cui la temperatura del terreno non scenda mai al di sotto dei 5 gradi. Si possono anche utilizzare specchi d'acqua di origine naturale o artificiale.

Lo schema proposto è adatto a qualsiasi fonte di calore. Per assemblare il dispositivo fai-da-te, è necessario adattare lo schema alle condizioni operative dell'apparecchiatura futura e sviluppare un disegno.

Indipendentemente dalla fonte di calore, le costruzioni delle pompe di calore sono simili, quindi quasi qualsiasi schema che si possa trovare in rete andrà bene.

Dopo aver scelto, è necessario preparare disegni dettagliati in cui siano indicate le dimensioni esatte, le distanze e i punti di collegamento dei componenti dell'impianto.

Per realizzare una pompa di calore, sarà necessario smontare il frigorifero e rimuovere il compressore. Questo è l'elemento principale della costruzione. Esso pomperà acqua e freon attraverso la tubatura predisposta, garantendo il funzionamento del riscaldamento.

Sebbene i calcoli della potenza dell'impianto siano difficili, ci si può basare sui valori medi. Ad esempio, per una casa con elevate prestazioni termiche è necessario un sistema di riscaldamento con una potenza di 25 W/m². Questa è la soluzione ideale se le dispersioni termiche sono minime.

Per una casa ben isolata questo valore è di 45 W/m², mentre per un edificio con dispersioni termiche relativamente elevate è di 70 W/m².

Fase #2. Selezione dei componenti necessari

È possibile rimuovere il compressore da un vecchio frigorifero. Se è difettoso, è meglio acquistarne uno nuovo. Non conviene ripararlo: non è conveniente e la funzionalità del dispositivo fatto in casa sarebbe incerta.

Per l'assemblaggio della struttura sarà necessario anche una valvola termoregolatrice. È auspicabile che tutti i componenti provengano dallo stesso sistema e siano facilmente compatibili.

Questo è il componente principale del frigorifero. Il compito dell'unità è pompare il refrigerante attraverso i tubi, che assorbe il calore dalla parte di lavoro. Per una pompa di calore fatta in casa è meglio scegliere un compressore silenzioso.

Per l'installazione della pompa di calore saranno necessarie staffe a L da 30 centimetri.

Sarà inoltre necessario acquistare alcuni componenti:

• un contenitore ermetico di alta qualità in acciaio inossidabile da 120 litri;
• un grande serbatoio di plastica da 90 litri;
• 3 tubi di rame di vari diametri;
• tubi polimerici (meglio se in metallo-plastica).

Per l'assemblaggio del sistema sarà necessario un set standard di utensili, mentre per tagliare e unire le parti metalliche serviranno una smerigliatrice e una saldatrice.

Fase #3. Montaggio dei componenti del sistema

Il compressore viene installato sulla parete con l'aiuto di staffe, dopodiché si procede alla realizzazione del condensatore. A tale scopo, il serbatoio metallico viene tagliato a metà con una smerigliatrice. In una parte viene inserita una serpentina di rame, poi il contenitore viene saldato e vengono preparati i fori filettati.

Lo scambiatore di calore per la pompa di calore praticamente non differisce dallo stesso componente realizzato per una stufa da bagno. È preferibile utilizzare un contenitore in acciaio inossidabile di spessore 2,5 mm

Per realizzare lo scambiatore di calore, su un serbatoio d'acciaio da 120 litri si avvolge un lungo tubo di rame, fissando le estremità delle spire con delle stecche. Ai terminali si collegano raccordi idraulici.

Anche sul serbatoio di plastica si fissa una serpentina e la si utilizza come evaporatore. Non si surriscalda, quindi non è necessario usare un contenitore metallico. L'evaporatore finito viene fissato alla parete con l'aiuto di staffe.

Quando si scelgono compressore ed evaporatore, il calcolo della potenza deve essere effettuato con una riserva del 20%, altrimenti la potenza del sistema di riscaldamento finito sarà inferiore a quella desiderata.

Quando i componenti principali sono pronti, si sceglie una valvola termoregolatrice adatta, si assembla la struttura e si immette nel sistema il freon di tipo R-22 o R-422. Se non si hanno le competenze necessarie, è consigliabile chiamare un professionista, poiché la procedura non è sicura.

Fase #4. Collegamento al dispositivo di prelievo

Il tipo di dispositivo di captazione e le modalità di collegamento della pompa di calore dipendono dallo schema:

• «Acqua-terra». Il collettore viene installato al di sotto del livello di congelamento del suolo. I tubi del sistema devono essere posizionati alla stessa profondità.
• «Acqua-Aria». I sistemi di questo tipo si montano relativamente facilmente, poiché non richiedono lavori di scavo. Per l'installazione del collettore, è adatto un luogo comodo vicino alla casa o sul tetto.
• «Acqua-Acqua». La struttura del collettore viene assemblata con tubi polimerici e poi immersa al centro del bacino.

È possibile installare un sistema di riscaldamento combinato (bivalente). In questo caso, la pompa di calore viene collegata in parallelo con una caldaia elettrica. Svolge la funzione di riscaldamento aggiuntivo.

L'installazione di un sistema di riscaldamento bivalente consente di ottenere una temperatura ottimale in casa anche in caso di forti gelate, e il suo consumo energetico sarà minimo.

Durante il processo di assemblaggio, installazione e collegamento della pompa di calore, è necessario prestare attenzione alla qualità delle saldature, dei giunti e dei raccordi. Il sistema deve essere assolutamente ermetico.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Da noi, le pompe di calore non sono ancora molto diffuse, ma si possono già trovare artigiani in grado di condividere l'esperienza di costruzione fai-da-te di sistemi simili. Offriamo una selezione di video utili.

La struttura della pompa di calore, le caratteristiche di assemblaggio del sistema:

Caratteristiche del collegamento e del funzionamento di una pompa di calore fai-da-te:

Video-recensione sul funzionamento di un sistema di riscaldamento fai-da-te ricavato da un condizionatore:

Gli schemi di riscaldamento con pompe di calore non sono sempre convenienti e comodi, quindi è necessario valutare attentamente i pro e i contro del riscaldamento di questo tipo.

Se arrivate alla conclusione che un tale sistema è adatto alla vostra casa, non affrettatevi a spendere somme enormi per un'installazione già pronta e assemblate la struttura da soli. Non è poi così difficile, richiede investimenti molto minori e l'effetto può superare ogni aspettativa.

State pensando di assemblare una pompa di calore con le vostre mani ma non sapete da dove iniziare? O forse avete già costruito una struttura simile e avete le conoscenze necessarie che potete condividere con i nostri lettori? Lasciate, per favore, commenti, fate domande nel blocco qui sotto.