Как сделать кондиционер своими руками для дома или автомобиля

Может ли самодельный охладитель воздуха стать альтернативой современным сплит-системам? Ведь холодильные машины, создающие комфортный микроклимат в доме, стоят вместе с монтажом немалых денег и по цене доступны далеко не всем. Поэтому домашние мастера – умельцы пытаются решить проблему дешево и сердито, придумывая всякие охлаждающие установки. Наша цель – рассмотреть все варианты конструкций, выбрать самые жизнеспособные и рассказать, как сделать работающий кондиционер своими руками для вашего дома или автомобиля. А чтобы оценить сложность задачи, предлагаем сначала разобрать…

Принцип работы бытовой сплит-системы

Кондиционер – сложный бытовой прибор, действующий по принципу переноса тепла из одного места в другое: летом – из квартиры на улицу, зимой – из окружающей среды в дом. Для перемещения теплоты применяется интересное вещество – фреон, способный кипеть и превращаться в газ при отрицательной температуре.

Для справки. Фреон, циркулирующий в контурах холодильных машин, зовется хладагентом или рабочим телом. Ключевой момент – его испарение и конденсация, во время которой тепловая энергия соответственно поглощается и выделяется в больших количествах.

Домашняя сплит-система работает по циклическому алгоритму:

1. Сначала хладагент в жидком состоянии попадает в теплообменник внутреннего модуля кондиционера (испаритель), обдуваемый центробежным вентилятором. Тут и происходит испарение фреона, за счет чего поток комнатного воздуха резко охлаждается.
2. Дальше газ по медной трубке поступает в компрессор, поднимающий его давление до определенного значения. Задача – заставить рабочее тело сконденсироваться на улице, где температура воздуха еще выше, чем в помещении.
3. После компрессора газообразный фреон проходит через радиатор внешнего блока (конденсатор). Большой осевой вентилятор гонит поток воздуха сквозь его ребра, и хладагент снова переходит в жидкую фазу, отдавая комнатное тепло наружу.
4. На последнем этапе давление жидкого рабочего тела снижается за счет прохождения через расширительный (дроссельный) клапан. Теперь фреон снова готов к поглощению теплоты и движется во внутренний блок, цикл повторяется заново.

Примечание. В процессе работы на обоих теплообменниках выступает много конденсата и его нужно отводить на улицу или в канализацию. Чтобы сплит-система переключилась на обогрев дома, фреон запускается в обратном направлении, а радиаторы функционально меняются местами.

За поддержание температуры воздушной среды помещения и давления хладагента в системе отвечает электронный блок управления (ЭБУ), получающий сигналы от различных датчиков. По такому же принципу функционирует и автомобильный кондиционер, испаритель встраивается в систему вентиляции салона, а конденсатор устанавливается возле штатного радиатора системы охлаждения.

Теперь вы понимаете, что самому сделать кондиционер испарительного типа в домашних условиях – это не так просто, как может показаться. А для автомобиля это реализуется еще сложнее, тут нужно быть мастером — холодильщиком. В качестве примера предлагаем просмотреть видео, где такой специалист установил в свою машину ВАЗ 2104 бытовую сплит-систему:

Дальше давайте разберем придуманные умельцами конструкции кондиционеров и выделим наиболее работоспособные устройства, которые можно рекомендовать к изготовлению.

Простой самодельный кондиционер

Принцип действия подобных охладителей заключается в продувании комнатного воздуха сквозь предметы с отрицательной температурой. В этом качестве обычно выступает лед или аккумуляторы холода, предназначенные для специальных сумок, применяющихся для летней перевозки продуктов.

Источники холода помещают внутрь закрытого ящика, а в его стенку встраивают осевой вентилятор. С другой стороны делается отверстие для выхода охлажденного потока. Чего только не используют для изготовления корпуса:

• старый автомобильный холодильник с утепленными стенками;
• вместительные пластиковые бутылки, рассчитанные на 5 л воды и больше;
• ящики из картона или пластмассы с крышками;
• канистры из полимерных материалов.

Примечание. Подача воздуха обеспечивается любым малогабаритным вентилятором, например, кулером от компьютера.

Этот мини-кондиционер также годится для охлаждения салона автомобиля, нужно только правильно подключить воздушный нагнетатель к бортовой электросети и заранее запастись нужным количеством льда.

Преимущества и недостатки конструкции

Примечательно, что подобные устройства действительно гонят в помещение холодный воздушный поток. Вдобавок простые кондиционеры реально делаются из подручных материалов, чья цена стремится к нулю. Максимум, на что придется потратиться – это осевой вентилятор, если он не найдется в домашнем хозяйстве.

К сожалению, недостатки перечеркивают все достоинства охладителя:

1. Сколько ни накладывай льда в камеру, при жаре его надолго не хватит, поэтому надо постоянно замораживать новую воду.
2. Пока вы охлаждаете одну комнату, соседняя нагревается холодильником, где готовится лед. Плюс возрастает расход электроэнергии.
3. Длительность работы агрегата в автомобиле зависит от запаса льда, взятого с собой.
4. Воздух, проходящий через лед, частично увлажняется. Спустя какое-то время наступит перенасыщение комнаты влагой, отчего вы почувствуете себя еще хуже, чем от воздействия жары.

Совет. Переувлажнения можно избежать, если вместо льда применять аккумуляторы холода, которые не тают и не превращаются в воду. А для контроля и поддержания оптимального уровня влаги существуют другие бытовые приборы.

Вывод. Вышеописанные кондиционеры, изготовленные своими руками, можно признать работоспособными. Они могут вас выручить в безвыходном положении, но эксплуатация охладителя – дело довольно хлопотное.

На сколько хватит льда в камере

Чтобы ответить на этот вопрос, посчитаем, какое количество холода выделит 1 кг льда при нагреве от температуры заморозки —6 °С до +20 °С. Для этого воспользуемся формулой расчета теплоты в зависимости от теплоемкости.

Нужно выполнить 4 действия:

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 справочное значение энергии, выделяющейся при плавлении льда – 335 кДж.
3. Рассчитываем, сколько холода передаст вода при нагреве: 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.

Примечание. Результаты расчетов холода в физике тоже получаются со знаком «минус», это закономерно.

Даже если вы заморозите лед до температуры минус 15 °С, то вряд ли получите больше 150 Вт холода с 1 кг. Это значит, что для интенсивного охлаждения комнатки 3 х 3 м при жаре свыше 30 градусов придется добавлять в самодельный кондиционер по 1 кг льда каждые 20—30 минут и столько же замораживать. На практике расход выйдет меньшим, если вы удовлетворитесь сносной температурой воздуха – 25—28 °С.

Как собрать охладитель воздуха

Мини-кондиционер для дома или автомобиля изготавливается так:

1. В боковой стенке емкости прорежьте отверстие, равное по размеру рабочему сечению вентилятора.
2. Прикрутите кулер саморезами либо посадите на маленькие болтики.
3. Для выхода охлажденного потока сделайте второе отверстие. Другой вариант – насадить на горловину бутылки или канистры гофрированную пластиковую трубку. Аппарат готов.

Совет. С точки зрения эксплуатации лучше применить ящик со съемной крышкой, поскольку в него удобнее загружать лед или холодоаккумуляторы.

Остается поставить и подключить импровизированный автокондиционер. Провода от кулера можно подвести к разъему прикуривателя, в цепи которого стоит мощный предохранитель. Процесс изготовления и подключения подробно показан на видео:

Водяная охлаждающая установка

Идея проста и одновременно эффективна: через теплообменник с вентилятором, расположенный внутри помещения, прокачивается холодная вода. Поскольку ее температура лежит в пределах 5—10 °С, то воздушный поток охлаждается и в комнате становится прохладнее. Источником воды служит колодец либо скважина, а теплообменником выступает радиатор от машины или старого кондиционера.

Важное замечание. В отличие от других самодельных агрегатов, водяная установка действует по принципу калорифера и может не только охлаждать воздух в доме, но и нагревать его. Все зависит от температуры воды, подаваемой внутрь радиатора.

Проточная система охлаждения состоит из 3 элементов:

• собственно теплообменник;
• погружной или скважинный насос;
• утепленные трубопроводы подачи и сброса воды.

Изготовление водяного кондиционера

Порядок сборки охладителя следующий:

1. Поставьте и закрепите в удобном месте помещения автомобильный радиатор.
2. Проложите к нему подающую и обратную магистраль. Для соединения с патрубками элемента используйте переходники и хомуты.
3. Смонтируйте насос в колодце или скважине и подключите к нему трубопровод подачи хладоносителя к теплообменнику.
4. Участок подающей трубы утеплите, чтобы вода не нагревалась раньше времени. Обратную магистраль изолировать не обязательно.

Чтобы сделать водяной кондиционер и успешно его запустить, нужно решить 2 задачи: куда девать воду и как регулировать скорость ее подачи, ведь производительность насоса обычно превышает потребность. Проблему сброса воды предлагаем решить такими способами:

• собирать в накопительную емкость, откуда происходит полив огорода;
• перебрасывать в другую скважину, как это делает тепловой насос типа «вода-вода»;
• организовать замкнутый контур циркуляции со вторым теплообменником, погруженным на дно колодца.

Для справки. Культурные растения не рекомендуется поливать холодной водой. Поэтому вы убьете двух зайцев, если колодезную воду сначала нагреете в радиаторе – охладителе воздуха.

Чтобы снизить производительность насоса, нужно управлять оборотами двигателя, что невозможно без частотного преобразователя (иначе – инвертора), что влетит вам в копеечку. Всякие автотрансформаторы и другие придумки не годятся – так вы просто «положите» электромотор насосного агрегата. Без покупки дорогого оборудования вопрос решается так:

• для колодца глубиной до 10 м можно использовать циркуляционный насос для отопления соответствующей мощности;
• ограничить поступление воды к радиатору можно с помощью перепускного клапана, сбрасывающего ее часть обратно в скважину. Пример работы водяного кондиционера показан в очередном видео:

Плюсы и минусы проточной системы

Коротко о позитивных моментах:

• кондиционер способен как нагревать, так и охлаждать помещение;
• конструкция проста по сравнению с заводской сплит-системой;
• даже если придется купить насос и трубы, затраты на изготовление будут невысокими.

Часть негативных моментов и способов их устранения мы уже перечислили – трудности с регулированием подачи и проблема сброса воды. Есть и другой недостаток: систему нереально использовать в квартире (нет источника холодной воды) либо в автомобиле по понятным причинам.

Для справки. Простейший вариант охладителя все же можно приспособить в квартире. Он представляет собой бытовой вентилятор, на чьей решетке закреплен змеевик из медной трубки, по которому течет вода. Вопрос лишь в том, где взять настолько холодную воду и сколько платить за нее по счетчику, если брать из водопроводного крана.

Вывод. Самодельный кондиционер – калорифер на воде – конструкция вполне жизнеспособная. При желании можно смастерить приличный охладитель для частного дома при условии, что на участке есть скважина с грунтовыми водами приемлемой температуры.

Можно ли сделать кондиционер из старого холодильника

Абсолютно утопическая идея. Все материалы, опубликованные в русскоязычном интернете, описывают один и тот же видеоролик, где человек пытается из двух холодильников соорудить морозильную камеру для грибов. Причем результат этого действа неизвестен, потому что видеоматериал неполный. Давайте представим, как это должно выглядеть:

1. Из холодильника аккуратно вырезаются оба теплообменника без отключения от компрессора, иначе фреон улетучится и вам придется платить за заправку.
2. Компрессор с конденсатором выносится за пределы помещения, а испаритель (бывшая морозилка) устанавливается в комнате. К ней нужно приладить вентилятор для обдува.
3. Штатный датчик и блок управления, настроенный на температуру отключения компрессора минус 3—6 °С, придется выбросить и заменить другими элементами, подключив агрегаты через реле. Иначе компрессор никогда не остановится и сломается через 100—200 часов непрерывной работы.

Давайте отбросим все технические тонкости (не такой режим работы, другая марка фреона и так далее) и представим, что вам удалось собрать эту схему. Максимальная холодильная мощность подобных агрегатов составляет не более 400 Вт или 0.4 кВт. Грубый расчет показывает, что этого хватит для комнаты площадью 4 м². Это в теории, а на практике выйдет еще меньше.

Вывод. Если вы относитесь к благородному племени энтузиастов и экспериментаторов, то можете попытаться сделать из холодильника кондиционер. Но труда вы затратите гораздо больше, чем получите холода.

Охлаждение с помощью элементов Пельтье

Применение этих деталей для сборки самодельного кондиционера – вопрос спорный. Все дело в энергопотреблении элементов Пельтье (иначе – термоэлектрические преобразователи), несопоставимого с количеством вырабатываемого холода. Внешне они выглядят как пластины с 2 проводами, при подключении электричества одна поверхность элемента выделяет тепло, а вторая — холод.

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

1. Покупают от 4 до 8 элементов Пельтье и монтируют их «горячей» стороной на ребристый радиатор из алюминия.
2. Устанавливают этот радиатор таким образом, чтобы он охлаждался уличным воздухом.
3. К «холодной» стороне преобразователей крепят кулер от компьютера, чтобы он подавал комнатный воздух на пластину.

Примечание. Для лучшей теплопередачи элемент перед установкой на радиатор покрывают термопастой («горячую» грань).

Элементы Пельтье реально охлаждают воздушный поток, но при этом просто пожирают электричество. Ведь половина энергии расходуется впустую, поскольку преобразуется в тепло и рассеивается в атмосфере. То есть, на каждый затраченный Вт электроэнергии вы получите не больше 0.5 Вт холода, в то время как у сплит-системы это соотношение совсем другое – 1 : 3. Как это работает на практике, вы можете увидеть в очередном видео:

Заключение

Далеко не все идеи при воплощении в жизнь дают положительный результат. Сделав из подручных материалов кондиционер для дома или автомобиля, вы вряд ли добьетесь эффективности, сравнимой со сплитами. С другой стороны, некоторые конструкции вполне работоспособны, хотя и не слишком удобны в эксплуатации. Они пригодятся вам как временное решение проблемы, пока нет возможности приобрести и поставить обычный кондиционер.