Выброшенный оконный кондиционер переделали в систему охлаждения с грунтовым контуром

Основой экспериментальной системы охлаждения стал выброшенный оконный кондиционер LG Dual Inverter холодопроизводительностью 14 000 БТЕ/ч. Вместо наружного воздуха тепло от конденсатора отводится водой в подземный контур.

Контур состоит из четырех отрезков трубы PEX длиной по 500 футов — суммарно около 600 метров. Трубы проложены на глубине 6–8 футов, или примерно 1,8–2,4 метра. После нескольких доработок система начала подавать в часть дома воздух температурой 7–12°C и автоматически включаться по сигналу термостата.

Как устроен подземный контур

Изначально Крис использовал трубы для прямого охлаждения воздуха: вода из подземного контура проходила через теплообменник в воздуховоде домашней печи. Эффективность такой схемы ограничивалась температурой воды.

В новой конструкции вода охлаждает конденсатор обычного кондиционера, работающего на хладагенте. Сам кондиционер Крис нашел в мусорном контейнере, после чего очистил загрязненные змеевики и внутренние компоненты. Холодильный контур он не вскрывал: медные трубки и система с хладагентом сохранили герметичность.

Конденсаторный змеевик развернули примерно на 90 градусов и поместили в изготовленную из листового металла водяную рубашку. Вода из подземного контура омывает конденсатор, забирает тепло у хладагента и возвращается в заглубленные трубы. По принципу работы получилась упрощенная система охлаждения с грунтовым источником.

Автоматика с ПЛК и актуатором

Чтобы связать кондиционер с домашним термостатом, Крис не стал вмешиваться в штатную плату управления. Вместо этого он использовал программируемый логический контроллер Allen-Bradley и линейный актуатор.

Когда термостат запрашивает охлаждение, контроллер запускает актуатор, который физически нажимает кнопку питания кондиционера. Система также контролирует температуру водяной рубашки и может отключить установку при ее чрезмерном нагреве.

Циркуляционный насос прокачивает около 3,3 галлона воды в минуту — примерно 12,5 литра. При прохождении через рубашку конденсатора вода обычно нагревалась на 3–5°F, или приблизительно на 1,7–2,8°C.

Результаты испытаний и ограничения

Во время последующих испытаний температура воды в рубашке конденсатора находилась в диапазоне 70–80°F, или примерно 21–27°C. Нагретая вода возвращалась в подземный контур, где отдавала тепло грунту.

Температура воздуха на нескольких выходах составляла 49–54°F, то есть около 7–12°C. В одном из тестов разница температур достигла 26,5°F — примерно 14,7°C.

На результат заметно влияли воздуховоды. Первая версия с неизолированными алюминиевыми каналами работала неудачно: металл нагревал охлажденный воздух до его поступления в комнаты. После замены на изолированный гибкий воздуховод холодный воздух направили непосредственно в гостиную, столовую и кухню.

Крис отмечает, что установка остается экспериментальной и не является готовой системой отопления, вентиляции и кондиционирования. Ей необходимы более надежная электрическая защита, дополнительные датчики, замеры энергопотребления и точная оценка эффективности.

Проект показывает, что исправный холодильный контур выброшенного оконного кондиционера можно повторно использовать в системе охлаждения с крупным подземным теплообменником. Однако проведенные испытания пока не подтверждают, что установка сможет поддерживать комфортную температуру в доме в течение всего лета.

Фото: Craftsman Chris