Тепловые насосы: достоинства, недостатки и перспективы применения в России
Первые тепловые насосы появились около 60 лет назад, а сегодня их производство превратилось в отдельную индустрию. По всему миру функционируют сотни изготовителей тепловых насосов, которые предлагают множество различных моделей альтернативных отопительных систем с широким набором всевозможных функций.
Потолочные обогреватели встраиваемые и подвесные для потолков всех типов
Подвесные потолочные обогреватели (П профиль)
Встраиваемые потолочные нагреватели для подвесных потолков Армстронг
На сегодняшний день теплонасосы являются основным видом отопления в Европе. Согласно разным источникам почти 70% всех новых зданий снабжаются системами отопления и горячего водоснабжения на базе тепловых насосов. И это легко объяснимо, так как данное оборудование обладает длинным перечнем достоинств.
Достоинства тепловых насосов
Главными преимуществами применения теплонасосов являются:
1. Использование современных энергосберегающих технологий, обеспечивающих экономическую эффективность
Тепловой насос использует электроэнергию немного эффективнее других видов котлов. При затратах на функционирование системы 1 кВт электроэнергии вырабатывается от 3-х до 4-х кВт тепловой энергии. То есть коэффициент эффективности теплонасоса намного больше единицы. Между собой агрегаты сравниваются по коэффициенту преобразования тепла (КПТ) — отношению полученного тепла к израсходованной энергии.
2. Экологичность
Аппарат при работе не сжигает топливо, а значит, не выбрасывает вредные вещества в окружающую среду. Ни в воздухе, ни на почве не накапливаются опасные для здоровья людей и природы соединения. Хладогены системы не содержат хлоруглеродов, что делает их озонобезопасными. Для планеты использование теплонасосов — это безусловное благо.
3. Возможность повсеместного использования
Если не вода, то земля и воздух есть повсюду, что позволяет использовать тепловые насосы в разных уголках Земли. При отсутствии электричества можно применять модели с дизельными или бензиновыми генераторами. Ветряные генераторы и солнечные батареи также обеспечат нужное количество энергии для отопления частного дома.
4. Многофункциональность
Тепловые насосы, оснащенные реверсивным клапаном, способны не только обогреть дом и обеспечить горячее водоснабжение, но и охладить воздух в летний зной. Летом теплонасос можно использовать как кондиционер и нагреватель воды для дома и бассейна.
5. Безопасность
При работе агрегата нет открытого огня, не используется топливо, и не выделяются опасные смеси и газы. Узлы системы не прогреваются выше 90°С, а значит, не могут стать причиной пожара. Теплонасосы не опаснее холодильников. К тому же им не вредят простои, агрегаты можно эффективно использовать даже после длительных остановок. Кроме того, используя подобное оборудование, никогда не придется столкнуться с замерзанием жидкости в системе.
Но, как и любое другое оборудование, тепловые насосы имеют недостатки.
Недостатки тепловых насосов
Главным и, возможно, единственным весомым недостатком теплонасосов является их цена. К примеру, для обогрева дома, имеющего площадь около 80 м², снабжения его горячей водой и кондиционирования воздуха летом, потребуется приобрести агрегат мощностью не менее 6 кВт и стоимостью 8-10 тысяч евро, а также побеспокоиться о монтаже, который будет предполагать создание 100-метровой скважины, а, как известно, земляные работы обходятся недешево.
Отметим также, что теплонасосы полностью оправдываю себя только в качественных зданиях, где тепловые потери составляют не более 100 Вт/м². Другими словами, чем теплее дом, тем выгоднее использовать подобное оборудование. Собственно, это правило работает со всеми видами отопления.
КПТ выше тогда, когда разница температур теплоносителя в системе и отопительном контуре минимальна. Максимальной эффективности можно добиться, используя отопление на базе теплонасоса в помещениях, где организована низкотемпературная система обогрева, например, теплый пол и тому подобное.
Перспективы использования тепловых насосов в нашей стране
Теплонасосы — надежные устройства. Период службы компрессора и контура системы превышает 30 лет. Практика использования подтверждает, что узлы и автоматика агрегатов практически никогда не выходят из строя на протяжении всего срока эксплуатации. Стоимость вырабатываемого тепла в 2,5 раза дешевле по сравнению со стоимостью тепла от газовых котлов и в 3 раза дешевле, если сравнивать с выработкой тепла централизованной системой отопления. Подогрев воды не вызывает никаких сложностей и весомых затрат, так как 75% требуемого нагрева уже сделал теплонасос.
Практика применения подобного оборудования подтверждает, что оно способно полностью обеспечить потребности в тепле. Лишь в особо холодные дни может потребоваться дополнительный обогрев.
Сроки окупаемости теплонасосов в разных странах оценивается по-разному — 2…6 лет, на это влияют расценки и субсидии на приобретение отопительного оборудования, действующие в некоторых странах.
Несмотря на то что в Швеции более половины всех зданий отапливаются геотермальными тепловыми насосами, Швейцария является лидером в Европе по их использованию, а в Японии производится свыше трех миллиона насосов в год, в России они пока не получили широкого распространения. Прежде всего, это связано с тем, что стоимость тепла, выдаваемого теплонасосом, соизмерима со стоимостью тепла, вырабатываемого газовым котлом. А, как известно, газа в стране пока хватает, котлы стоят дешевле теплонасосов, да и технология газового отопления изучена лучше.
Но, тем не менее, в России уже начался процесс применения тепловых агрегатов. Конечно, общая мощность установленного оборудования в сравнении со странами-лидерами несоизмеримо мала, но многие общественные здания Перми, Калининграда, Туапсе, Самары, Пензы, Московской и Ленинградской областей уже отапливаются по данной энергосберегающей технологии.
Тенденции к росту стоимости природного газа, а также дороговизна подключения к электрическим и тепловым сетям, несомненно, выступают теми факторами, которые дадут толчок популяризации тепловых насосов. Уже сейчас некоторые застройщики и владельцы частных домов прибегают к организации альтернативных систем отопления. И их число с каждым годом возрастает.
Читайте также:
Тепловые насосы: устройство, принцип действия и виды конструкций
Тепловой насос своими руками: особенности сборки системы, окупаемость
Большие встраиваемые потолочные нагреватели для подвесных потолков Армстронг
Инфракрасные потолочные обогреватели для потолков любого типа под заказ
Тепловые насосы для отопления дома: плюсы и минусы
Содержание:1. Особенности работы тепловых насосов
2. Виды тепловых насосов
3. Тепловые насосы геотермального вида
4. Преимущества и недостатки тепловых насосов
Одним из высокоэффективных способов отопления загородного дома является использование тепловых насосов. Принцип работы тепловых насосов основан на извлечении тепловой энергии из грунта, водоемов, подземных вод, воздуха. Тепловые насосы для отопления дома не оказывают вредного воздействия на окружающую среду. Как выглядят подобные отопительные системы, можно посмотреть на фото.
Особенности работы тепловых насосов
Принцип работы таких устройств похож на холодильное оборудование. Тепловые насосы забирают тепло, аккумулируют его и обогащают, а затем передают его теплоносителю. В качестве выделяющего тепло устройства применяется конденсатор, а для утилизации теплоты с низким потенциалом используется испаритель.
Если сравнить отопление газом, твердым или жидким топливом, с тепловыми насосами, то последние окажутся более экономичными. Однако само обустройство системы отопления с такими агрегатами обходится гораздо дороже.
Разница между температурой испарителя и конденсатора присутствует всегда. Чем она больше, тем меньше КПД устройства. По этой причине, пользуясь тепловым насосом, нужно иметь немалый источник низко потенциального тепла. Исходя из этого, следует, что чем больше размер теплообменника, тем меньше энергопотребление. Но в то же время, устройства с большими габаритами имеют гораздо более высокую стоимость.
Отопление с помощью теплового насоса встречается во многих развитых странах. Причем они используются и для обогрева многоквартирных и общественных зданий – это намного экономнее привычной в нашей стране системы отопления.
Виды тепловых насосов
Эти устройства можно использовать в широком диапазоне температур. Обычно они нормально работают при температуре от – 30 до + 35 градусов.
Самыми популярными являются абсорбционные и компрессионные тепловые насосы. Последние из них используют для передачи тепла механическую и электрическую энергию. Абсорбционные насосы устроены сложнее, но они способны передавать тепло, используя для этого сам источник, благодаря чему значительно снижаются затраты электроэнергии.
- воздушные;
- геотермальные;
- вторичного тепла.
Воздушные тепловые насосы для отопления забирают тепло из окружающего воздуха. Геотермальные пользуются тепловой энергией земли, подземных и наземных вод (детальнее: «Геотермальное отопление: принцип работы на примерах»). Тепловые насосы вторичного тепла забирают энергию канализационных стоков, центрального отопления – эти устройства в основном используются для обогрева промышленных зданий. Это особенно выгодно в том случае, если имеются источники тепла, которое подлежит утилизации (прочитайте также: «Используем тепло земли для отопления дома»).
Тепловые насосы классифицируются и по видам теплоносителя, им может служить воздух, грунт, вода, а также их сочетания.
Тепловые насосы геотермального вида
Системы отопления, в которых используются тепловые насосы, делятся на два вида – открытые и закрытые. Открытые конструкции предназначены для нагрева проходящей через тепловой насос воды. После того, как теплоноситель проходит по системе, он выводится обратно в землю. Подобная система идеально работает лишь при наличии значительного объема чистой воды, учитывая тот факт, что ее потребление не станет наносить окружающей среде вред и не вступит в противоречие с действующим законодательством. Поэтому, прежде чем воспользоваться отопительной системой, получающей энергию из грунтовых вод, следует проконсультироваться с соответствующими организациями.
- Геотермальные с горизонтальным расположением подразумевают укладку коллектора в траншее ниже глубины промерзания почвы. Это – примерно 1,5 метра. Коллектор укладывают кольцами с той целью, чтобы уменьшить площадь земляных работ до минимума и обеспечить на небольшой площади достаточный контур (прочитайте: «Геотермальные тепловые насосы для отопления: принцип устройства системы»). Данный метод подходит лишь в том случае, если имеется в распоряжении достаточно свободной площади участка.
- Геотермальные конструкции с вертикальным расположением предусматривают размещение коллектора в скважине глубиной до 200 метра. Такой метод применяется при отсутствии возможности расположить теплообменник на большой площади, что необходимо для горизонтальной скважины. Также геотермальные системы с вертикальными скважинами делают в случае неровного ландшафта участка.
- Геотермальные водные подразумевают помещение коллектора в водоем на глубину ниже уровня промерзания. Укладка выполняется кольцами. Такие системы не могут использоваться, если водоем имеет небольшие размеры или недостаточную глубину. Необходимо учитывать, что в случае промерзания водоема на том уровне, где находится коллектор, насос работать не сможет.
Тепловой насос воздух вода — особенности, детали на видео:
Преимущества и недостатки тепловых насосов
Отопление загородного дома тепловым насосом имеет как положительные, так и отрицательные стороны. Одним из основных преимуществ отопительных систем является экологичность. Также тепловые насосы экономичны, в отличие от других обогревателей, потребляющих электроэнергию. Так, количество вырабатываемой тепловой энергии в несколько раз больше потребляемого электричества.
Тепловые насосы отличаются повышенной пожаробезопасностью, их можно использовать и без создания дополнительной вентиляции. Так как система имеет замкнутый контур, финансовые траты при эксплуатации сведены к минимуму – платить приходится лишь за потребляемую электроэнергию.
Применение тепловых насосов также позволяют охлаждать помещение летом – это возможно благодаря подключению к коллектору фэн-койлов и системы «холодный потолок».
Основной недостаток тепловых насосов:
- высокая стоимость и значительные затраты на монтажные работы. Сконструировать отопление тепловым насосом своими руками вряд ли получится, не имея специальных знаний. Чтобы вложения окупились, потребуется не один год;
- срок эксплуатации устройств составляет примерно 20 лет, после этого высока вероятность того, что потребуется проводить капитальный ремонт. Это тоже обойдется недешево;
- цена тепловых насосов в несколько раз превышает стоимость котлов, работающих на газу, твердом или жидком топливе. Немало денег придется выложить и за бурение скважин.
Но с другой стороны, тепловым насосам не требуется регулярное обслуживание, как в случае с многими другими отопительными приборами. Несмотря на все достоинства тепловых насосов, они до сих пор мало распространены. Это связано, в первую очередь, с высокой стоимостью самого оборудования и его установки. Удастся сэкономить лишь в случае создания системы с горизонтальным теплообменником, если выкапывать траншеи самостоятельно, но на этой уйдет не один день. Что же касается эксплуатации, то оборудование оказывается весьма выгодным.
Тепловые насосы – это экономичный способ обогрева зданий, который не наносит вреда окружающей среде. Они не могут получить широкого распространения из-за высокой стоимости, но в будущем ситуация может измениться. В развитых странах тепловыми насосами пользуются многие владельцы частных домов – там правительство поощряет заботу об экологии, и стоимость такого вида отопления невысока.
teplospec.com
Преимущества и недостатки тепловых насосов для отопления дома
Строительство дома с нуля включает в себя проведение огромного количества различных строительных и ремонтных работы. И одна из главных – это обустройство отопительной системы, которая призвана обеспечить комфортную температуру в помещении. И тепловой насос в данном случае станет отличным решением, так как позволит вам отказаться от централизованного отопления, работа которого все чаще оставляет желать лучшего.
Достоинства тепловых насосов: что же в них хорошего?
Наличие теплового насоса позволяет не только эффективно отопить дом, но еще и обеспечивает существенную экономию, которая может превышать 50%. Оплачивая только электроэнергию, которая тратится, вы заметно сократите свои расходы.
На сегодняшний день качественный и современный ТН – это устройство, которое полностью автоматизировано и исправно работает практически само. Вам не нужно осуществлять дополнительный контроль, как-либо настраивать и переключать систему и т.д. Кроме того, нужно сказать о таких достоинствах:
- есть возможность сделать индивидуальный проект, который будет идеально подходить для вашего дома;
- хороший ТН будет исправно работать не один год.
Еще один немаловажный аспект, который ставит использование тепловых насосов выше всех прочих вариантов – это потребление энергии, которая добывается из возобновляемых источников. Так что это максимально экологичный среди доступных вариант.
Недостатки тепловых насосов: что в них плохого?
Пожалуй, самый большой недостаток практически любого хорошего ТН – стоимость. Такое капиталовложение будет по карману не каждому, но те, кто решает потратиться, всегда положительно отзываются об этом решении.
Еще один существенный недостаток – особые требования к электросети, которая непременно должна быть трехфазной. А еще для исправной работы ТН к минимуму должна быть сведены перепады напряжения, которые попросту способны привести к неисправности системы.
- Подобрать нужную модель поможет сайт «Прайс навигатор», на котором вы всего за несколько кликов сможете сравнить характеристики разных тепловых насосов, а также узнать наличие в магазинах и актуальную стоимость. Перейти можно по ссылке: https://pn.com.ua/ct/4322/?ff=67995
Несмотря на это, тепловые насосы остаются самым продвинутым и современным решением вопроса обеспечения отопления, и лучшего варианта на рынке вам точно найти не удастся.
Какими бывают тепловые насосы: классификация и особенности
Выделяют два основных типа ТН – это воздушные и грунтовые. В свою очередь первый тип делится на два варианта, которые мы и рассмотрим:
- «воздух-вода» — отвечает за передачу теплого воздуха на отопление, кондиционирование и обеспечение горячей воды. В случаях обустройства больших помещений, а также производств, ресторанов или спортивных залов, это идеальный вариант;
- «воздух-воздух» — работает по принципу кондиционера и, собирая тепло из воздуха, передает его в помещение.
Второй тип ТН, грунтовые, также в свою очередь делятся на типы. Первый вариант «вода-вода» созданы для того, чтобы брать тепло прямо из подземных вод, и таким образом обеспечивают обогрев дома. Другой вариант – геотермальный – вынимают тепло прямо из земли.
Стоит ли тратиться на покупку и установку теплового насоса, каждый решает для себя сам. Мы можем лишь говорить о том, что этот вариант наиболее безопасен не только для жильцов дома, но и для окружающей среды. Кроме того, такое единоразовое вложение позволяет существенно экономить в дальнейшем, и тратить на оплату системы отопления значительно меньше средств. Так что непременно рассмотрите вариант приобретения такого оборудования на сайте, изучив актуальный ассортимент и цены на товары.
znatoktepla.ru
Тепловые насосы: плюсы и минусы
Плюсы и минусы тепловых насосов – вот что интересует многих. Действительно, если вы решили организовать с помощью такого оборудования отопления дома и ГВС, необходимо знать всю правду о нем. В противном случае, велик риск обжечься.
Тепловые насосы набирают популярность благодаря экономичности и экологичности. Их часто используют для отопления дома, так как принцип работы теплового насоса позволяет получать больше тепла, чем потреблять электроэнергии. В этой публикации мы рассмотрим их позитивные и негативные стороны.
Виды тепловых насосов
В зависимости от среды, из которой черпается тепловая энергия, все тепловые насосы можно разделить на три категории:
- Грунтовые (геотермальные) – получают тепло из земли и грунтовых вод;
- Водяные – работают за счет тепла, накопленного в водоемах;
- Воздушные – извлекают тепловую энергию из воздуха в окружающей среде.
Каждый вид можно разделить на отдельные типы, такие как грунт-вода, грунт-воздух, воздух-вода, воздух-воздух, вода-вода и вода-воздух. Из названия следует, откуда будет получать энергию и что будет нагревать тепловой насос.
Существуют более экзотические типы, такие как фреон-вода, лед-вода и абсорбционные. Но они не распространены, их не применяют для отопления жилья.
Особенности работы
В отличие от котлов, конвекторов и других типов нагревателей, тепловой насос не производит тепло. Он переносит его из одной среды в другую. К примеру, тепловой насос воздух-вода охлаждает воздух за пределами здания и нагревает воду в бойлере. Благодаря этому можно добиться эффективности более 100%.
Тепловой насос потребляет электроэнергию и генерирует тепло. Соотношение этих показателей характеризует его производительность. Но реальный КПД теплового насоса может существенно колебаться. Чем меньше температура на входе и выше на выходе, тем ниже эффективность.
Так выглядит график эффективности воздушного теплового насоса в зависимости от температуры воздуха. Некоторый разброс — это и есть зависимость КПД от того, насколько большой была разница температур.Экономия от теплового насоса
Противники тепловых насосов часто говорят, что они имеют большой срок окупаемости, но при этом не учитывают трех фактов:
- Стоимость топлива постоянно дорожает, будь то уголь, дрова или газ;
- Цена подключения к газу часто гораздо выше, чем цена теплового насоса и его установки;
- Тепловой насос имеет большой срок эксплуатации.
То, что отапливать тепловым насосом выгоднее чем электричеством – это факт. Но насколько велика эта выгода? Однозначного ответа на этот вопрос нет. Правда о тепловых насосах такова – в каждом конкретном случае не обойтись без расчетов. В некоторых случаях могут перевесить недостатки тепловых насосов, а в других – преимущества.
Чтобы просчитать нюансы нужно знать:
- Какое обслуживание нужно в процессе эксплуатации;
- Сколько лет в среднем работает выбранная модель;
- Какое количество теплоты потребуется для обогрева квадратного метра (а в некоторых случаях – кубического метра).
Если использовать твердое топливо или газ – стоит учитывать их стоимость и цену оборудования (газового котла, печи, камина и т.д.). Чтобы адекватно оценить минусы и плюсы тепловых насосов нельзя забывать о цене монтажа и подключения.
Практика показывает, что средняя экономия при использовании теплового насоса грунт-вода и использовании теплых полов составляет 400-700% по сравнению с электрическими теплыми полами. Некоторые модели позволяют сократить сезонные затраты на отопление в 10 раз.
Последние публикации:
Плюсы и минусы
Рассмотрим по отдельности три вида, которые чаще используют для отопления коттеджей, домов, дач и вообще любого частного жилья.
Воздушный тепловой насос: плюсы и минусы
Стоимость воздушных тепловых насосов ниже чем у других типов за счет простоты конструкции. По сути, это кондиционер, но имеющий высокую надежность, производительность и способный работать при экстремально низких и высоких температурах. Монтаж теплового насоса прост и не требует проведения сложных работ.
Чем холоднее на улице, тем ниже эффективность (КПД). При очень низких температурах (в зависимости от модели и производителя) перестает вырабатывать тепло. Есть модели, способные работать и при -35, но они слишком дороги.
Тепловой насос воздух-воздух, это тот же кондиционер. Но его стоимость выше, ведь он нормально функционирует при низких температурах. Например, средней руки кондиционер не будет эффективно работать на обогрев при 0 градусов, а тепловой насос сможет не только обогревать помещение, но и позволит сэкономить.
Еще одно отличие – воздушный теплонасос имеет большую производительность и лучший КПД, чем любой из кондиционеров.
Существуют модели тепловых насосов воздух-воздух, способные работать на охлаждение. Установка такой техники поможет сэкономить на кондиционере.
Внутренний блок воздушного теплового насоса очень похож на внутренний блок кондиционера.Водяные тепловые насосы: за и против
Температура в водоеме стабильная на протяжении года, поэтому эффективность работы не зависит от погодных условий. Для отбора термальной энергии из озера, пруда или реки нужно укладывать трубопровод (поле), но это несложный процесс.
За счет погружаемого в воду поля и прокладки магистрали между ним и испарителем стоимость оборудования и монтажа удорожается. Чем дальше от теплового насоса находится водоем, тем выше энергопотери и ниже КПД.
И, конечно, основной минус – необходимо наличие во
vteple.xyz
Преимущества и недостатки тепловых насосов
Преимущества тепловых насосов
Экономичность.
Тепловой насос использует потребляемую энергию на порядок эффективнее котлов, сжигающих топливо или использующих электрическую энергию. Низкое энергопотребление достигается за счет высокого коэффициента преобразования системы (СОР в реальных системах 3 — 5) и позволяет получить на 1 кВт затраченной электроэнергии 3-5 кВт тепловой энергии. В случае реализации системы пассивного охлаждения возможно на 1 кВт электрической энергии получить до 15-20 кВт мощности пассивного охлаждения.
Экологичность.
Тепловой насос — более экологически чистый метод отопления и кондиционирования, чем газовый или электрокотел. Во время работы отсутствуют вредные выбросы в окружающую среду CO, СO2, NOх, SO2, PbO2, оказывающие вредное воздействие на организм человека и природу.
Безопасность.
Тепловой насос взрыво- и пожаробезопасен. Нет топлива, нет открытого огня, опасных газов или смесей. Взрываться здесь просто нечему, нельзя также угореть или отравиться. Ни одна деталь не нагревается до температур, способных вызвать воспламенение горючих материалов. Хладагент в естественных условиях летучий, бесцветный, не горючий газ. Поэтому исправный тепловой насос не может быть источником пожара.
Остановки устройства не приводят к его поломкам или замерзанию жидкостей. В сущности, тепловой насос опасен не более чем холодильник.
Универсальность.
В одном комплекте оборудования потребитель получает одновременно систему отопления, охлаждения и нагрева воды.
Надежность.
По надежности тепловой насос стоит на ступень выше электро и газовых котлов. Особенность теплового насоса в том, что все процессы переноса тепла происходят в замкнутом, герметичном контуре.
Срок службы.
Срок службы тепловых насосов больше, чем у классических источников тепла. Тепловые насосы при правильном расчете могут прослужить до 20-30 лет и после этого срока сохранят свою работоспособность, путем замены износившихся узлов. К месту вспомнить о сроке службы бытового холодильника, согласитесь, Вы можете вспомнить экземпляры, которые работают не одно десятилетие.
Автономность от газа.
Поскольку работа теплового насоса не зависит от поставок органического топлива, соответственно не нужно прокладывать газо- коммуникации. Напомним, что Украина экспортирует электроэнергию, в то время как собственная добыча покрывает только 20% потребности в газе.
Комфорт.
При правильном расчете тепловой насос создает такой же уровень комфорта, как классический газовый или электрокотел и работает в автоматическом режиме.
Документальное сопровождение.
При монтаже тепловых насосов значительно меньше согласований, к примеру, как при газовом или электро отоплении.
Недостатки тепловых насосов
Цена.
Более высокая первоначальная цена всего комплекса работ по установке, относительно к газовому или электро отоплению. Это является основным минусом тепловых насосов. Конечно, необходимо при этом учитывать, что окупаемость системы составляет в среднем 4-6 лет, а в некоторых случаях может приближаться к 2-3 годам.
Территория.
В котельной тепловой насос займет столько же площади, как и газовый котел, а вот с территорией участка придется поработать. Для вертикальных зондов потребуется площадь около 25 м2 на 1 кВт тепловой мощности теплового насоса. Горизонтальный участок «съест» около 250 м2 на 1 кВт тепловой мощности. Размещение в водоеме также потребует наличие доступа к берегу и площади самого водоема или реки.
Шум в котельной.
Многие специалисты об этом умалчивают, но необходимо иметь в виду, что «сердцем» теплового насоса является компрессор, как правило, спиральный с частотой вращения около 3000 об/мин. Хотя производители тепловых насосов и применяют всевозможные шумоизоляционные материалы, звук от теплового насоса может превышать привычный шум от газового котла. Особенно это относиться к моделям тепловых насосов с тепловой мощностью более 15-18 кВт. Для них рекомендуется наличие отдельного помещения котельной, а для моделей 40-100 кВт, возможно, применение дополнительных мер по шумоизоляции помещения котельной.
Электросеть.
Для стабильной работы теплового насоса, как правило, необходимо наличие трехфазной электросети.
Также не нужно забывать, что у компрессора теплового насоса присутствуют высокие пусковые токи. Следовательно, электропитающая сеть должна быть на это рассчитана, если же такого нет, то к тепловому наcосу необходимо добавлять устройства плавного пуска.
Буровые работы.
Выполнения буровых работ достаточно «грязное» дело и при ухоженном участке надеяться на то, что сохраниться привычный для Вас газон с цветами лучше не стоит. Так же в случае применения вертикального теплообменника (геотермальные зонды) при монтаже теплового насоса возможно дополнительное согласование буровых работ. В украинском законодательстве на данный момент (время написания статьи 2011 год) множество пробелов относительно документирования скважин под тепловые насосы. Можно сказать, его просто нет. И это не удивительно, ведь технология еще сравнительно новая. Однако не нужно забывать, что есть нормативные документы по проведению буровых работ, и при монтаже теплового насоса на это может уйти дополнительное время и средства.
alteco.in.ua
Тепловой насос воздух вода: достоинства и недостатки
Тепловой насос воздух вода трансформирует энергию внешней среды в тепло, обогревающее внутреннее пространство. То есть, с помощью этого устройства жилище или строение можно «отапливать» обычным воздухом. Причем воздух не сгорает в топке, а просто отдает свои калории сложному агрегату – тепловому насосу, который транспортирует эту энергию в помещение и отдает ее системе отопления.
Согласитесь, подобные манипуляции с энергиями похожи на магию. Но ничего фантастического в тепловых насосах подобного типа нет. И в данной статье мы рассмотрим принципы работы и устройство такого агрегата.
Тепловой насос воздух вода
Как работают тепловые насосы воздух вода
Схема работы воздушного теплового насоса скопирована с холодильника или кондиционера, а именно:
- Низкокалорийный энергоноситель (воздух), кипятит хладагент, залитый в циклический контур, который соединяет испаритель (улавливатель тепла) с конденсатором (тепловым излучателем).
- В конденсаторе пары хладагента переходят в иное агрегатное состояние (жидкость) и отдают энергию отопительной системе.
- После этого жидкий хладагент вновь уходит к испарителю, где превращается в пар. И все начинается сначала.
То есть, в работе используется все тот же обратный принцип Карно, но главной частью установки является не испаритель, аккумулирующий тепло из окружающего пространства, а конденсатор, отдающий накопленные калории потребителю.
Принцип действия теплового насоса воздух-вода
При этом цикличность работы установки обеспечивает особый компрессор, который не только прокачивает хладагент по контуру, но и сжимает его, увеличивая тем самым теплоотдачу на конденсаторе. Впрочем, это не единственный силовой агрегат установки – тепловой насос оборудован достаточно мощным вентилятором, который обдувает испаритель.
Ну а в качестве потребителя тепла выступает либо конвектор, разогревающий воздух внутри комнаты, либо система «теплый пол» или иные радиаторы с большой площадью.
А вот со стандартными батареями тепловые вентиляторы работают не очень эффективно.
Причем конвектор с конденсатором монтируют в помещении, а испаритель с вентилятором – либо снаружи, на фасаде, либо во внутренней части вытяжной ветви вентиляционной системы.
Достоинства и недостатки воздушных тепловых насосов
Отзывы о тепловом насосе воздух вода бывают как хорошими, так и плохими. Ведь это устройство при всех неоспоримых достоинствах не лишено и некоторых недостатков.
Причем к достоинствам относятся следующие факты:
Воздушный тепловой насос
- Во-первых, такой агрегат легко смонтировать. Ведь для первичного контура, замкнутого на испаритель, не нужны ни земляные работы, ни водоемы.
- Во-вторых, воздух ест везде, а вот земля, в личной собственности, только за городом, ну а с искусственными или естественными водоемами проблем еще больше. Поэтому воздушные тепловые насосы для отопления можно монтировать даже в городских условиях, не спрашивая разрешение контролирующих инстанций.
- В-третьих, воздушный насос можно объединить с системой вентиляции, используя мощности агрегата для повышения эффективности воздухообмена в помещении.
Кроме того, такой насос работает почти бесшумно и легко программируется.
Ну а неизбежные недостатки можно представить в виде такого списка:
- Эффективность агрегата зависит от температуры окружающего воздуха. Поэтому КПД устройства летом выше, чем в зимнее время.
- Воздушный насос можно включать лишь при относительно слабых морозах. Причем при -7 градусов Цельсия бытовой воздушный насос работать уже не будет. Хотя промышленные агрегаты включаются и при -25 градусах Цельсия.
Кроме того, воздушный насос – это не совсем автономная энергетическая установка. Агрегат потребляет электроэнергию, трансформируя 1 КВт/час в 11-14 МДж.
Воздушный тепловой насос своими руками: схема сборки
В отличие от достаточно сложных геотермальных и гидротермальных систем тепловой насос типа «воздух-вода» доступен для изготовления даже своими силами.
Причем для изготовления воздушной системы нам понадобится сравнительно дешевый набор, состоящий из следующих деталей и узлов:
Внешний блок теплового насоса воздух-вода
- Компрессора сплит-системы – его можно приобрести в сервисном центре или в ремонтной мастерской
- 100-литрового бака из нержавейки – его можно снять с любой старой стиральной машины
- Полимерной емкости с широкой горловиной – подойдет обычный бидон или полипропилена.
- Медных труб, с пропускным диаметром более 1 миллиметра. Их придется купить, но это единственная дорогостоящая покупка во всем проекте.
- Набора запорно-регулирующей арматуры, в который войдут сливной кран, клапан для травления воздуха, предохранительный клапан.
- Крепежных элементов – кронштейнов, клипс для труб, хомутов и прочего.
Кроме того, нам понадобится самый дешевый хладагент – фреон и хотя бы простейший блок управления, без которого использование тепловых насосов будет весьма затруднительно, ввиду необходимости синхронизировать работу компрессора с температурой на поверхности испарителя и конденсатора.
Сборка агрегата
Ну а сам процесс сборки выглядит следующим образом:
- Из медной трубы изготавливаем змеевик, габариты которого должны соответствовать поперечному сечению и высоте стального бака.
- Монтируем змеевик в бак, оставляя выпуски медной трубы за его пределами. Далее герметизируем бак и оборудуем впускным (снизу) и выпускным (сверху) штуцером. В итоге, получается первый элемент системы – конденсатор – с готовыми отводами под прямую трубу отопления (верхний штуцер) и обратку (нижний штуцер)
- Монтируем на стене (с помощью кронштейна) компрессор. Соединяем напорный штуцер компрессора с верхним выпуском медной трубы.
- Из медной трубы изготавливаем второй змеевик, габариты которого совпадают с поперечным сечением и высотой полимерного бидона.
- Монтируем змеевик в бидон, установив на его торце вентилятор, нагнетающий воздух на змеевик. Причем из бидона должны выходить два выпуска. В итоге, вся эта конструкция, представляющая собой испаритель системы, монтируется на фасаде или в вентиляционной шахте.
- Соединяем нижний выпуск бака (конденсатора) с нижним выпуском бидона (испарителя), врезав в этот трубопровод управляющий дроссель.
- Соединяем верхний выпуск бидона с всасывающим патрубком компрессора.
Вот, в принципе, и все. Использующая принцип работы воздушного теплового насоса система уже практически готова. Остается только залить хладагент в компрессор и соединить вентиль дросселя с управляющим блоком.
Воздушное отопление тепловым насосом: расчет мощности установки
Мощность теплового насоса зависит от множества факторов, а именно: от объема хладагента, от площади поверхности змеевиков в испарителе и конденсаторе, от предполагаемого объема теплоотдачи системе отопления и так далее. Поэтому, в большинстве случаев, расчет мощности ведется в специальных программах, которые учитывают и другие вводные данные.
В упрощенной форме эти программы оформляются в виде он-лайн «калькуляторов», с открытыми полями для ввода следующих параметров:
- Площади помещения и высоты потолков – они используются для расчета объема.
- Региона, где расположено здание – с помощью этого параметра определяется среднегодовая температура воздуха, влияющая на производительность испарителя.
- Степени утепления задания – с помощью этого параметра определяется ожидаемая «калорийность» системы отопления.
На финальной стадии два последних параметра преобразуются в коэффициенты, на которые умножают объем помещения. Полученную в результате подобных манипуляций цифру сравнивают с табличными значениями, увязывающими мощность насоса с отапливаемым объемом.
В итоге получается, что на отопление дома площадью 100 квадратов, как правило, нужен 5-киловаттный тепловой насос, а жилище на 350 квадратных метров можно отопить 28-киловаттным насосом.
Воздушный тепловой насос: нюансы обслуживания агрегата
Обслуживание теплового насоса воздух-вода
Тепловой насос воздух-вода не требует какого-то особого обслуживания, с частичной разборкой/сборкой.
Для поддержания работоспособности системы владельцу придется выполнять лишь следующие манипуляции:
- Периодическую чистку вентилятора и решетки на испарителе от забившегося мусора (листьев, пыли и так ладе).
- Периодическую смазку компрессора, выполняемую согласно предоставленной производителем схеме.
- Замену масла в силовых агрегатах (компрессоре, вентиляторе).
- Периодическую проверку целостности медного трубопровода с хладагентом и силового кабеля, питающего компрессор и вентилятор.
Кроме того, производители рекомендуют следить и за датчиками тепла, контролирующими работу управляющего блока. Их нужно протирать, время от времени, очищая от пыли и масляных пятен.
canalizator-pro.ru
Принцип работы теплового насоса, его типы, применение
Проблема истощения энергетических ресурсов Земли становится все более острой. Ученые, энергетики и просто потребители все чаще задумываются об альтернативных источниках энергии. Одним из таких восполняемых самой природой источников можно назвать геотермальные. Многие задумываются над тем, как осуществить термальное отопление для дома. Сделать это можно благодаря установке теплового насоса. Эти устройства становятся все популярнее. Что такое тепловой насос? Это приспособление, сочетающее в себе функциональные особенности кондиционера, водонагревателя и котла отопления. Главная его особенность – высокая степень экологичности, поскольку принцип действия теплового насоса включает задействование в качестве топлива энергию возобновляемых источников природной среды. Сегодня тепловые насосы для отопления дома, их принцип действия, являются экономически самыми выгодными агрегатами, поскольку их эксплуатация не базируется на топливе.
Схема теплового насоса:
- Испаритель. Устанавливается на глубине 5–6 метров.
- Компрессор. Устанавливается для увеличения давления паров хладагента.
- Конденсатор. Через него термическая энергия передаётся теплоносителю.
Тепловой насос для отопления дома: принцип работы
Как работает тепловой насос? Чтобы понимать принцип работы теплового насоса, потребуется вспомнить, как работает холодильный агрегат, в котором испаряется рабочее вещество и возвращается холод. В нем оно конденсируется, вырабатывая энергию. Потом часть тепла отдаётся на коллектор, после достижения необходимых значений передаётся теплоносителю и распространяется по комнате.
Термальное отопление дома тепловым насосом, принцип действия которого основан на том, что все тела, температура которых выше абсолютного нуля, могут выделять тепло, возможно в широком диапазоне температур. Работа теплового насоса управляется специальными терморегуляторами. Если температура превысит заданное значение, терморегулятор отключает этот прибор от сети, и, наоборот, при падении – включает. Тем самым в помещении поддерживается постоянная температура.
Схема работы теплового насоса
Тепловые насосы, схема которых основана на том, что из окружающей среды они получают температуру от 0 до +7 градусов Цельсия, преобразовывают её до 35–50 градусов. Подробная схема выглядит следующим образом:
- Неглубоко в грунте устанавливается специальный трубопровод, в который заложен испаритель. Глубина должна выбираться таким образом, чтобы в любое время года там была температура выше нуля.
- К испарителю присоединяют другой трубопровод, залитый хладагентом. Если в нем обеспечить высокое давление, то хладагент вскипает даже при одном градусе по Цельсию. Данный процесс сопровождается поглощением энергии, которая идет в теплоносители, которые размещены в грунте.
- С помощью компрессора выкачиваются пары хладагента. Кроме того, компрессор ещё больше повышает давление в арматуре, благодаря чему хладагент разогревается более эффективно.
- Затем пары охлаждающей жидкости перемещаются к конденсатору, где изменяется агрегатное состояние вещества. При этом выделяется энергия.
- Система теплоснабжения загородного дома поглощает выделенную энергию, которая образовалась вследствие трансформации агрегатного состояния. Охлаждающая жидкость транспортируется по регулирующему дросселю, после чего возвращается к испарителю.
Выгода использования тепловых насосов
Рациональность отопления тепловым насосом заключается в его высокой степени экономичности. Чтобы получить 1 кВт энергии, нужно израсходовать приблизительно 0,2–0,3 кВт электроэнергии на питание компрессора. Выходит, что КПД равняется фантастическим 400–500 процентов. Кроме того, для работы эксплуатируется бесплатная энергия, которая при этом полностью возобновляется. Причём найти источник можно повсеместно. Тепловые насосы для отопления дома настраиваются под конкретные условия эксплуатации, поэтому избытка энергии нет.
Классификация тепловых насосов
Тепловые насосы по принципу работы разделяются на абсорбционные и компрессионные. Первые более выгодны экономически, но они имеют сложную конструкцию, что вызывает некоторые трудности в процессе монтажа.
Они классифицируются следующим образом:
- Геотермальные. Обогрев дома тепловым насосом выполняется за счёт подземного тепла. Принцип действия таких насосов для отопления дома основан на том, что температура грунтовых вод даже зимой не бывает ниже 7 градусов.
- Воздушные. Забирают тепло атмосферного воздуха. Их установка происходит снаружи, проведение грунтовых работ не требуется. Широко используются при совместной работе с котлом отопления.
- Вторичное тепло. Тепловые насосы для отопления дома, принцип работы которых построен на тепловых сбросах, эксплуатируются теперь чаще.
Стоит упомянуть, что принцип работы всех типов тепловых насосов не отличается, но разные устройства имеют свои конструктивные отличия и функционируют по-разному.
Достоинства и недостатки тепловых насосов
В сравнении с использованием газового котла, термальное отопление имеет больше преимуществ. Основными достоинствами, которыми обладает устройство теплового насоса, является высокая степень экономичности – потребляется незначительное количество электроэнергии, а также абсолютная экологическая безвредность. Среди других достоинств можно выделить следующие:
- Высокая степень надёжности агрегата. При его корректном использовании срок службы может превышать 15 лет. Перепады в электросети не наносят вреда деталям.
- Комфорт в использовании. Отопление тепловым насосом полностью бесшумное, работа системы не зависит от погодных условий.
- Гибкость настраиваемых характеристик. Каждый агрегат настраивается полностью под конкретные условия работы и предпочтения клиентов.
- Универсальность. Устройство обладает большим диапазоном мощностей, с его помощью можно обеспечить теплом практически любое помещение.
- Эффективность теплового насоса. Принцип работы тепловых насосов основывается не на выработке энергии, а на её переносе, поэтому можно утверждать, что его КПД существенно больше единицы.
При большом количестве плюсов, термальное отопление имеет один недостаток – высокую стоимость оборудования и монтажа, поскольку для его установки нужно выполнить целый ряд подготовительных работ. Но термальное отопление имеет два неоспоримых преимущества – экономически выгодный вид источника тепла и экологическую чистоту получения энергии.
‘; blockSettingArray[0][«setting_type»] = 6; blockSettingArray[0][«elementPlace»] = 2; blockSettingArray[1] = []; blockSettingArray[1][«minSymbols»] = 0; blockSettingArray[1][«minHeaders»] = 0; blockSettingArray[1][«text»] = ‘
‘; blockSettingArray[1][«setting_type»] = 6; blockSettingArray[1][«elementPlace»] = 0; blockSettingArray[3] = []; blockSettingArray[3][«minSymbols»] = 1000; blockSettingArray[3][«minHeaders»] = 0; blockSettingArray[3][«text»] = ‘
ekoenergia.ru