Тепловой насос — выбор оптимальной модели для дома

Содержание

Выбираем тепловой насос для отопления дома: обзор систем отопления будущего

Тепловой насос — выбор оптимальной модели для дома

Сегодня весь цивилизованный мир борется за экономию энергоресурсов. Конечно, вечный двигатель пока создать никому не удалось, но практически постоянный источник теплоснабжения уже найден. Это – окружающая нас среда:

  • атмосфера;
  • почва;
  • грунтовые воды;
  • естественные водоемы.

Остается только вопрос: каким образом можно аккумулировать тепло из внешней среды и направить его на внутренние потребности?

Принцип работы теплового насоса

Для этих целей используется такой агрегат, как тепловой насос. Фактически многие из технически образованных людей его уже знают – он реализован в любой современной холодильной либо климатической системе.

Причем в сплит-системах кондиционирования этот агрегат работает самым непосредственным образом: в режиме обогрева они аккумулируют внешнее атмосферное тепло, передавая его на внутренние теплопередающие устройства – вентилируемые радиаторы.

Сразу следует оговориться, что посредством такого аппарата эффективным будет отопление любых изолированных пространств при температуре источника тепла, превышающей один градус по Цельсию.

  • Весной и осенью подобные устройства могут эксплуатироваться в качестве практически бесплатных источников тепловой энергии.
  • Летом они могут работать в обратном режиме – в качестве систем микроклиматического охлаждения.
  • Зимой, при минусовой температуре, скорее всего необходимо будет пользоваться другими источниками отопления, поскольку подобные системы способны аккумулировать тепловую энергию исключительно при положительных температурах, либо получать ее от незамерзающих источников, например, из глубинных скважин, в которых всегда положительные температурные показатели.

Принцип действия этого агрегата основоположен на законе Карно. Он основан на аккумуляции низкопотенциальной тепловой энергии хладагентом с последующей передачей ее потребителю.

  1. Хладагент, имеющий более низкую температуру, нагревается от внешних источников – грунта, глубинных скважин, естественных водоемов, при этом переходя в газообразное агрегатное состояние.
  2. Он принудительно сжимается компрессором, при этом нагреваясь еще больше, и вновь обретает жидкое состояние, высвобождая при том всю накопленную тепловую энергию в радиаторах отопления.
  3. Цикл повторяется – жидкий хладагент вновь попадает во внешний контур системы, где, испаряясь, заряжается тепловой энергией от внешних источников тепла.

При этом расходуется только электроэнергия, необходимая для сжатия и циркуляции в системе хладагента, то есть, обогрев внутренних помещений осуществляется максимально экономичным способом.

Виды тепловых насосов

Существует три основные модификации тепловых насосов:

      • «вода – вода»;
      • «грунт – вода»;
      • «воздух – вода».

Теплогенераторы класса «вода – вода»

Сегодня теплонасосные агрегаты широко применяются в высокоразвитых странах Европы. Например, в Нидерландах посредством этого теплообменного устройства отапливаются целые коттеджные поселки, поскольку там имеется изобилие геотермальных шахт, заполненных водой с постоянной температурой в 32 градуса по Цельсию. А это практически дармовой источник тепла.

Подобная вариация теплогенерирующего оборудования называется «вода – вода». К этой категории относятся любые типы тепловых систем, использующих в качестве источников тепловой энергии жидкие среды.

Обычно этот принцип действия реализуется следующим образом:

  • теплая вода из скважины подается к внешнему теплообменнику, после чего она сбрасывается в другую скважину либо в близлежащий водоем.
  • радиатор монтируется на дне незамерзающего водоема. Исполняется он из нержавеющей либо металлопластиковой трубы. Причем для экономии дорогостоящего хладагента – фреона – зачастую применяется промежуточный контур теплоносителя, заполненный «незамерзайкой» — тосолом либо раствором гликоля (антифризом).

Стоимость агрегатов типа «вода – вода» варьируется в значительных пределах и зависит, в первую очередь, от мощности теплогенерации и страны-производителя.

Так, самый маломощный агрегат российского производства, способный развивать тепловую мощность порядка 6 кВт, обойдется в сумму почти 2000 долларов, а промышленноe двухкомпрессорное оборудование мощностью более 100 кВт, будет стоить уже почти тридцать тысяч долларовСША.

Агрегаты класса «воздух – вода»

При использовании в качестве источника тепловой энергии атмосферы либо солнечных лучей тепловой насос считается класса «воздух – вода». В этом случае на внешний теплообменник зачастую устанавливается циркуляционный вентилятор, дополнительно нагнетающий теплый внешний воздух.

Стоимость 18-киловаттного воздушного теплового аппарата этого класса российского производства начинается с отметки в 5000 долларов США, а за двенадцатикиловаттное оборудование японской компании Fujitsu потребителю придется выложить уже почти 9 тысяч долларов США.

Оборудование класса «грунт – вода»

Существует также вариация, использующая в качестве источника тепловой энергии потенциал, накопленный в грунте.
Возможны два типа подобных конструкций: вертикальная и горизонтальная.

  • Вертикальная — компоновка теплосборного коллектора линейная. Вся система размещается в вертикальных траншеях, глубина которых составляет 20…100 метров.
  • Горизонтальная — компоновки внешнего коллектора, обычно металлопластиковые спирально свитые трубы, укладываются в 2…4-метровые горизонтальные траншеи. Причем в этом случае, чем больше глубина залегания внешнего теплоприемника, тем лучше работает отопление «из земли».

Цена на агрегаты класса «грунт – вода» сравнима с оборудованием аналогичной мощности класса «вода – вода» и начинается с отметки в две тысячи долларов США за шестикиловаттный насос.

Плюсы и минусы отопительной системы, основанной на тепловом насосе

К положительным свойствам тепловых насосов можно отнести:

  • Максимальную экономию энергоресурсов. Если при обычно схеме отопления загородного дома вся затраченная энергия (причем с КПД максимум 60–70 процентов) преобразуется в тепловую, то в случае применения теплового насоса осуществляется транспортировка внешней рассеянной энергии в локальные участки, обозначенные внутренними радиаторами отопления. Таким образом, вся потребляемая электроэнергия расходуется исключительно на сжатие, транспортировку хладагента и циркуляцию промежуточного теплоносителя во внешнем контуре.
  • Обратимость. Большинство конструкций современных приборов способны функционировать и в обратном направлении, то есть при превышении температуры внутри здания определенного предела, заданного значением температуры среды, в которой расположен внешний контур агрегата, возможна работа оборудования на охлаждение внутренних замкнутых пространств.
  • Абсолютная безопасность. В отличие от традиционных средств отопления – котлов газовых, твердотопливных, при функционировании теплового насоса не происходит совершенно никаких вредных выделений в окружающую среду. Для работы теплового оборудования, основанного на аккумуляции внешней рассеянной тепловой энергии и переносе ее в конкретную точку, необходимо лишь сравнительно небольшое потребление электрической энергии. А в сравнении с аналогичными показателями электрических котлов отопления, тепловые насосы могут дать многократную фору.

Отзыв: В прошлом году приобрел тепловой насос моноблок системы «воздух — вода» для отопления загородного дома. Дорого, конечно, но надеюсь, лет за 10 окупится. Поставщик сам установил насос и подключил к системе отопления, все работает практически без моего участия. Выбором доволен.

К недостаткам теплового насоса относят:

  • Высокую стоимость монтажа. Для нормальной работы теплового оборудования необходимо приложить значительные усилия – вырыть траншеи большой продолжительности, проложить глубокие скважины либо преодолеть зачастую значительные расстояния до ближайшего водоема.
  • Необходимость качественной реализации системы. Малейшая утечка хладагента либо промежуточного теплоносителя способна свести на нет все старания. Поэтому при закладке схемы любой вариации необходимо использовать труд исключительно квалифицированных специалистов и в процессе эксплуатации системы исключить риск ее разгерметизации.

Тепловой насос своими руками. Сборка и установка

Конечно, первичные вложения на организацию отопления дома согласно этой технологии весьма высоки. Поэтому у многих обывателей, заинтересовавшихся этой сверхэконмичной системой, возникает желание хоть немного сэкономить, соорудив ее самостоятельно.

Для этого нужно:

  • Приобрести компрессор. Подойдет любой работоспособный агрегат от бытовой сплит-системы кондиционирования.
  • Соорудить конденсатор. В самом простом случае в качестве оного может выступать обычный бак из нержавейки, объем которого составляет 100 литров. Он разрезается напополам, внутри его монтируется змеевик из медной трубы малого диаметра. Толщина стенки змеевика должна быть не ниже одного миллиметра. После раскрепления змеевика необходимо обратно сварить бак в целостную конструкцию, соблюдая условия герметичности.
  • Собрать испаритель. Это может быть и пластиковая 60–80-литровая емкость с вмонтированной в нее трубой на ¾ дюйма.
  • Для организации внешнего контура, расположенного в грунте, лучше использовать современные металлопластиковые трубы – они намного более долговечные, нежели классические металлические и монтаж их гораздо надежнее и быстрее.

Осталось только пригласить мастера по холодильному оборудованию, чтобы он, используя специализированную оснастку, качественно загерметизировал все стыки системы и заправил ее фреоном.

Смотрите видео о монтаже теплового насоса Daikin Altherma:

На этом монтаж теплогенерирующей установки заканчивается. Можно пользоваться всеми ее преимуществами, главным из которых является низкое потребление энергоресурса – электроэнергии при значительной мощности теплогенерации.

Источник: https://klimatlab.com/otoplenie/alt_energiya/teplovoj-nasos-dlya-doma.html

Выбор и расчет теплового насоса – Альтернативные источники энергии

Тепловой насос — выбор оптимальной модели для дома

24 Июнь 2014         страница » Расчеты

Геотермальный тепловой насос – самый экономичный способ обогрева и кондиционирования здания. Стоимость теплового насоса высока, но по мере увеличения спроса продолжает снижаться.

Такая система идеальна для устройства теплого пола или нагрева радиаторов, рассчитанных на пониженную температуру теплоносителя. При ее проектировании главное – выбрать оптимальную мощность.

В прошлой статье мы рассматривали самостоятельную сборку теплового насоса, однако для большинства более важной будет информация о том, как выбрать тепловой насос, сколько он стоит и что нужно учитывать?

Расчет мощности теплового насоса

Выбирая оборудование, необходимо учитывать теплопотери дома. Но это не всегда возможно либо очень дорого, а приобретение теплового насоса с большим запасом мощности сильно бьет по карману.

Поэтому необходимо иметь резервный источник тепла на случай сильных морозов (например, дровяной котел). Это позволит выбирать тепловой насос с мощностью на треть меньше необходимой для компенсации потерь тепла при самой холодной погоде.

Это оборудование может работать в любом из трех режимов: моноэлектрическом, моновалентном и бивалентном. Выбор режима зависит от уровня потребления. 

Как рассчитать потребление тепла в зависимости от площади

Необходимо принять меры по утеплению здания и снижению теплопотерь до 40-80 Вт/м². Тогда для дальнейшего расчета примем следующие данные.

  1. Дом без теплоизоляции для обогрева требует 120 Вт/м².
  2. То же для строения с нормальной теплоизоляцией – 80 Вт/м².
  3. Новостройка с хорошей теплоизоляцией – около 50 Вт/м².
  4. Дом с энергосберегающими технологиями – 40 Вт/м².
  5. С пассивным потреблением энергии – 10 Вт/м².

Приведем примерный расчет теплового насоса, с помощью которого можно определить, как выбрать тепловой насос. Предположим, общая площадь всех отапливаемых помещений дома – 180 м². Теплоизоляция – хорошая и потребление тепла находится на уровне около 9 кВт.

Тогда потери тепла составят: 180 × 50 = 9000 Вт. Временное отключение электроэнергии учитывается как 3 × 2 = 6 часов, но 2 часа не будем учитывать, так как здание инертно. Получаем окончательную цифру: 9000 Вт × 24 часа = 216 кВт час.

Затем 216 кВт час / (18 час + 2 час) = 10, 8 кВт.
Таким образом, для обогрева данного дома необходим монтаж теплового насоса 10,8 кВт мощности. Чтобы упростить расчет, к значению потерь тепла нужно прибавить 20% (то есть 9000 Вт увеличить на 20%).

Но здесь не учитываются расходы на нагрев воды для удовлетворения бытовых нужд.

Учет расхода энергии на подогрев воды

Для определения полной мощности насоса прибавим потребление энергии на подогрев воды (до t = 45 ˚С) из расчета 50л в сутки на человека. Таким образом, для четырех человек это будет равным 0,35 × 4 = 1,4 кВт. Отсюда полная мощность: 10,8 кВт + 1,4 кВт = 12,4 кВт.

Зависимость мощности от режима работы 

Расчет теплового наноса должен выполняться с учетом режима работы.

  1. Моновалентный режим предполагает использование данного оборудования без вспомогательного (в качестве единственного). Для определения суммарной тепловой нагрузки следует учесть расходы на компенсацию аварийного отключения электроэнергии (максимум – на 2 часа по 3 раза в сутки). 
  2. Моноэнергетический режим: при нем используется второй теплогенератор, для работы которого используется тот же вид энергии (электричество). Его подключают к системе при необходимости повысить температуру теплоносителя. Это может выполняться автоматически (монтаж теплового насоса предусматривает также установку контролирующих температуру датчиков и управляющего оборудования) или вручную. Но даже в условиях суровых зим холодных дней не так уж много и дополнительный теплогенератор приходится активировать не часто. Но такая организация отопления позволяет экономить на оборудовании: на 30% менее мощный теплонасос дешевле, но его будет достаточно для обеспечения теплом в течение 90% отопительного периода. 
  3. При бивалентном режиме тепловому насосу помогает газовый котел или работающий на жидком топливе. Управляет процессом процессор, получающий информацию от температурных датчиков. Такое оборудование может устанавливаться в качестве дополнительного (во время реконструкции здания) к уже имеющемуся. 

Обзор рынка тепловых насосов

Сегодня на рынке представлено различное оборудование такого типа. Стоит отметить геотермальные тепловые насосы австрийской компании OCHSNER: они совершенствуются производителем уже 35 лет.

Хорошо зарекомендовала себя торговая марка Waterkotte: котлы с наружным покрытием этой марки имеют наибольшую производительность. Среди российского оборудования можно выделить производящееся под торговой маркой «HENK».

Чтобы было легче представить предстоящие расходы, укажем стоимость основного оборудования и работ по его монтажу. 

1. Тепловой насос с земляным зондом:

  • буровые работы – 6 тысяч евро;
  • цена теплового насоса – 6 тысяч евро;
  • расходы электроэнергии (за год) – 400 евро.

2. С горизонтальным коллектором:

  • стоимость непосредственно насоса – около 6 тысяч евро;
  • буровые работы потребуют 3 тысячи евро;
  • расходы на оплату электроэнергии – 450 евро за отопительный период.

3. Тепловой насос воздушного типа:

  • цена насоса – 8 тысяч евро;
  • монтажные работы – 500 евро;
  • электроэнергия – 600 евро.

4. Насос типа «вода-вода»:

  • насос можно приобрести за 6 тысяч евро;
  • бурение скважин – 4 тысячи евро;
  • расходы на электроэнергию (за год) – 360 евро.

Это приблизительные данные для оборудования мощностью порядка 6 – 8 кВт. В конечном итоге все зависит от многих факторов (от расценок на монтаж, от глубины бурения, от насоса необходимой мощности и т.п.

) и расходы могут увеличиться в несколько раз.

Но выбирая отопление с помощью теплового насоса, заказчик получает возможность получить независимость от растущих цен на традиционные теплоносители и отказаться от услуг теплоэнергетических предприятий.

Обзор использования системы на базе теплового насоса можно посмотреть на этом видео

Мастерим тепловой насос своими руками. Экономим на отоплении
Расчет ветрогенератора. Что нужно учитывать?
Как рассчитать мощность солнечных батарей?

Источник: http://www.energya.by/vyibor-i-raschet-teplovogo-nasosa/

Тепловой насос для отопления дома — что выбрать?

Тепловой насос — выбор оптимальной модели для дома

Согласно исследованиям ученых, действующие системы отопления имеют крайне низкий КПД и активно разрушают окружающую среду, насыщая воздух и почву вредными выбросами.

Поиски альтернативных вариантов привели к появлению множества разработок, одной из которых являются тепловые насосы.

Конструкция известна уже давно, хотя используется в другом качестве и с противоположными целями. Рассмотрим их подробнее.

Устройство

Тепловой насос — высокоэффективная и экономичная конструкция, основанная на использовании как физических явлений (цикла Карно), так и низкопотенциальных природных ресурсов — тепла грунта, воды и воздуха.

На первый взгляд, возможности этих источников практически отсутствуют, однако, все эти ресурсы обладают огромным запасом тепловой энергии.

Мало того, они совершенно бесплатны и практически неисчерпаемы, что делает их привлекательными для использования.

Принцип работы

Основным элементом теплового насоса является замкнутый контур, в котором циркулирует хладагент (фреон), воспроизводящий цикл Карно. Последовательно происходят следующие действия:

  • испарение. Жидкий фреон переходит в газообразную стадию, забирая у окружающей среды большое количество тепловой энергии
  • сжатие. Фреон проходит через компрессор, где его давление многократно увеличивается. При этом температура хладагента значительно повышается
  • конденсация. Хладагент переходит в жидкую стадию, параллельно отдавая тепловую энергию
  • резкое расширение, вызывающее падение давления. После этого цикл повторяется

Примечательно, что этот цикл без изменений используется в любом холодильнике, только там полезным продуктом становится холод, а в тепловых насосах используется противоположная фаза цикла — нагрев.

Горячий фреон, находящийся в состоянии конденсации, пропускается сквозь змеевик теплообменника, в котором тепловая энергия отдается в систему отопления. Тепло от внешнего источника необходимо для подогрева холодного фреона, находящегося в стадии испарения.

Для отбора тепловой энергии используется испаритель, также являющийся теплообменником. Различие в том, что здесь хладагент не отдает, а забирает тепло у воды или воздуха, чтобы во время конденсации высвободить его, многократно усиленное при повышении давления.

Система работает, потребляя только электроэнергию, требующуюся на питание компрессора и циркуляционных насосов. Коэффициент эффективности (COP) равен как минимум 2, а при благоприятных условиях он поднимается до 5-6 и даже выше.

Плюсы и минусы

Тепловые насосы обладают массой достоинств:

  • устойчивость работы, надежность
  • экономичность, высокая эффективность
  • источник тепловой энергии обладает неисчерпаемым ресурсом и достается бесплатно
  • экологически чистое оборудование
  • система совершенно безопасна в пожарном отношении

К недостаткам устройств следует отнести:

  • не все виды способны работать в сложных условиях, имеется зависимость от внешней температуры
  • для работы системы требуется электричество, отсутствие которого сразу остановит процесс
  • оборудование и установка очень дорогие и недоступны для большинства пользователей
  • для некоторых видов ТН требуется разрешение на земляные работы

Большинство недостатков тепловых насосов являются, скорее, особенностью их конструкции, вызывающей отрицательное влияние на возможности этого вида отопительных систем. В любом случае, планируя использование ТН, надо учитывать все положительные и отрицательные стороны конструкции.

Какой насос выбрать?

Выбор теплового насоса производится по нескольким критериям:

  • размеры отапливаемой площади
  • наличие доступных источников, их качество
  • климатические условия в регионе
  • финансовые возможности пользователя

Каждый из этих факторов способен определить выбор типа насоса. Так, для обогрева большого дома потребуется мощная система, что означает большие расходы и трудозатраты.

Тип источника определяет степень устойчивости системы, зависимости от внешних факторов. Климат определяет уровень зимних температур, что важно для воздушных систем.

А от платежеспособности пользователя зависит, сможет ли вообще данная система появиться в доме.

Исследование участка

Выбирая оптимальный вариант, надо прежде всего определиться с наиболее перспективным источником тепловой энергии, доступным в данном регионе. Следует тщательно исследовать участок и произвести ревизию доступных ресурсов.

Наличие открытого водоема в непосредственной близости от дома (100 м и меньше) позволяет использовать систему «вода-вода», устойчивую и надежную в сложных климатических условиях.

Большой участок позволит создать коллекторное поле для системы «грунт-вода». Важным фактором станет состав грунта и уровень почвенных вод. В благоприятных условиях можно пробурить скважины, обеспечивающие источник для систем «вода-вода» или «грунт-вода».

Отсутствие возможностей, сложные геологические условия или иные причины вызывают необходимость ограничиться системой «воздух-вода» или «воздух-воздух», являющиеся наиболее ограниченными в функционале. Рассмотрим их внимательнее:

Воздушные теплонасосы «воздух-воздух»

Аэротермальные тепловые насосы используют тепловую энергию наружного воздуха. Работа бытовых моделей завершается при понижении наружной температуры до -15°С, промышленные образцы способны работать при минимуме в -25°С.

Эксперименты показывают, что для большинства регионов России системы «воздух-воздух» работают эффективно, есть примеры действующих систем в Подмосковье. В качестве теплоносителя используется воздух, что делает систему низкоинерционной.

Это означает, что при отключении температура в доме очень быстро понизится — поэтому рекомендуется постоянная работа устройства.

Воздушно-водяные теплонасосы «воздух-вода»

Это еще один тип аэротермического теплового насоса, только в качестве теплоносителя используется вода. Вариант имеет те же особенности, что и предыдущий вид, но инерция системы значительно выше. Вода остывает дольше, поэтому при отключении теплового насоса некоторое время температура не изменится.

Это позволяет экономить электроэнергию, периодически отключая систему до момента снижения температуры до критического значения. Воздушные системы удобны тем, что не требуют никаких работ по доставке внешнего источника в испаритель насоса — понадобится лишь вентилятор.

Недостаток — зависимость от внешней температуры, неустойчивость режима работы системы.

Водяные теплонасосы «вода-вода»

Этот вариант является наиболее устойчивым ко всем внешним изменениям — температурным, погодным или климатическим. Смена сезона не оказывает существенного влияния на результат работы системы.

Источником тепловой энергии является вода, взятая в открытом водоеме или поднятая с помощью насоса из дебетовой скважины. Теплоноситель системы отопления — тоже вода, обеспечивающая эффективное и устойчивое функционирование системы обогрева.

Недостатком является необходимость ухода за скважинами, иногда приходится их менять или бурить новые. Уровень воды в открытом водоеме также изменяется, что угрожает полной остановкой системы.

Грунтово-водяные теплонасосы «грунт-вода»

Эта конструкция напоминает вариант «вода-вода», но, в отличие от него, источник циркулирует в замкнутом контуре, нагреваясь от подземного тепла почвы и отдавая тепло в испарителе теплового насоса.

В условиях морозных зим источник меняют на этиленгликоль (антифриз), чтобы исключить возможность перемерзания питающей системы.

Для размещения контура питания используется либо коллекторное поле, представляющее собой котлован глубиной около 2 м (как минимум, на 0,5 м ниже глубины промерзания почвы), либо скважину с питающим зондом (петлей из трубы, опущенной в скважину).

Системы «грунт-вода» являются самыми дорогостоящими, требующими трудоемких земляных работ и представляющими большие сложности с административным решением вопроса об использовании земляных участков.

Дело в том, что коллектор должен быть в 2 раза больше, чем площадь дома. Участок земли под ним практически выбывает из эксплуатации, так как его температура снижается, что губительно воздействует на растения.

Проблему можно решить бурением скважины, но этот вариант не всегда возможен по геологическим причинам.

Что купить?

Выбор модели теплового насоса — сложная задача, которую невозможно решить простыми рекомендациями.

Нельзя назвать тот или иной вид, марку или модель теплового насоса и сказать, что он — лучший, так как все образцы создаются под какую-то определенную задачу.

Поэтому, выбирая тепловой насос, надо, прежде всего, руководствоваться потребностями дома и подыскивать наиболее подходящее к ним оборудование.

Топ-5 лучших насосов

Единственное, что можно порекомендовать — использовать тепловые насосы известных и надежных производителей, таких как:

  • Viessmann / Германия/
  • Nibe /Швеция/
  • Stiebel Eltron /Германия/
  • Mammuth /USA/
  • Dongguan New Times New energy Science & Technology Co., Ltd /Китай/

Перечисленные фирмы лидируют среди производителей тепловых насосов, но это не значит, что оборудование других фирм никуда не годится. Существуют и другие, вполне качественные и надежные устройства, достойные для использования в системе отопления дома.

Цены

Стоимость тепловых насосов очень велика.

Самыми дешевыми являются системы «воздух-воздух», они могут стоить от 50000 рублей, но и возможности у таких устройств весьма ограничены.

ТН для обогрева больших домов обойдутся гораздо дороже, цены мощных устройств начинаются в районе 8000 долларов и повышаются в соответствии с мощностью и функционалом комплекта.

Стоимость установки ТН «воздух-воздух»

Монтаж ТН «воздух-воздух» обойдется дешевле любого другого вида теплонасосов, поскольку вся работа заключается в установке и подключении комплекта к сети электрического тока.

Расценки в разных регионах страны значительно отличаются друг от друга, среднее значение составляет 80 000 рублей, что соответствует цене некоторых устройств и способствует популярности самостоятельного монтажа теплонасосов.

Самостоятельный монтаж

Самостоятельная установка теплонасоса вполне доступна и не представляет собой значительной сложности. Порядок действий обычно подробно описан в руководстве пользователя, все необходимые работы достаточно просты и понятны.

Единственная проблема состоит в том, что большинство серьезных фирм ставит обязательным условием установку оборудования силами представителей компании. В противном случае фирма отказывает в гарантийном ремонте или сервисном обслуживании оборудования.

Производители

Стоимость системы и расходы на эксплуатацию тепловых насосов — большинство китайских производителей указывает срок окупаемости своей продукции в 2-4 года.

Европейские или американские фирмы имеют более серьезный подход к вопросу и более осторожны в своих заявлениях, называя цифры в 5-8 лет, а иногда и больше.

Причина этого в том, что стоимость комплекта иногда слишком высока, в сравнении с расходами на сетевые ресурсы она очень проигрывает. Поэтому, в пересчете на обычные способы обогрева, срок окупаемости системы возрастает и становится довольно большим.

Климат

Влияет на рентабельность и географическое положение пользователя. В регионах с суровыми зимами тепловые насосы практически не используются из-за их новизны этой технологии или дороговизны оборудования и монтажа.

Поэтому, говоря о рентабельности, надо представлять себе условия работы системы и стоимость альтернативных вариантов.

Какого-то единого, общего значения не существует, каждый случай использования ТН имеет собственную историю, стоимость и рентабельность.

Источник: https://Energo.house/otoplenie/teplovoj-nasos-dlya-otopleniya-doma.html

Тепловые насосы для отопления дома

Тепловой насос — выбор оптимальной модели для дома

Тепловые насосы – это устройства, позволяющие использовать дармовые источники тепловой энергии с относительно невысокой температурой: грунт, воздух или водоем, для отопления помещений дома.

Для работы таких систем необходимо только небольшое количество электроэнергии для работы компрессора и циркуляционного насоса, остальная же энергия (приблизительно ¾ ) получается из окружающей среды.

Что же такое тепловой насос и как с его помощью можно отапливать дом?

Принцип работы теплового насоса

Тепловые насосы работают по принципу, который можно назвать «холодильник наоборот».

Только холодильник забирает тепло из своего внутреннего пространства и отдает его в окружающую среду, а они, наоборот: забирают его из окружающей среды и отдают в помещение.

При этом в качестве источника тепловой энергии могут использоваться как воздух, так и почва или ближайший водоем.
Схематически такое отопительное устройство представляет собой три замкнутых контура, каждый из которых выполняет определенную функцию:

  • Внешний или первый контур, в котором циркулирует теплоноситель (теплоотдатчик), забирающий тепло из окружающей среды;
  • Второй, в котором циркулирует хладагент, который забирает тепловую энергию у первого контура (с помощью испарения) и отдает ее, с помощью конденсации, теплоприемнику — теплоносителю третьего контура;
  • Третий контур или теплоприемник, получающий энергию от хладагента, представляет собой систему водяного отопления дома, в которой циркулирует вода или незамерзающая жидкость (чаще всего это водяной теплый пол).

Схема отопительного устройства

Первый (внешний) контур, чаще всего, является трубопроводом большой длинны, уложенным в землю ( скважину, траншею) или воду по которому циркулирует незамерзающая жидкость (антифриз). Чем больше длина трубопровода и площадь его контакта со средой, тем выше эффективность отбора тепловой энергии.

Во втором контуре, циркулирующий жидкий хладагент сначала проходит через специальный дроссель, где его давление снижается, после чего он поступает в испаритель, где под действием относительно низкой температуры теплоотдатчика (теплоносителя первого контура) вскипает, тем самым отбирая его тепловую энергию.

После этого он всасывается компрессором, сжимается и подается в конденсатор, где конденсируясь обратно в жидкость, отдает тепловую энергию теплоносителю системы водяного отопления дома. В дальнейшем цикл повторяется.

При необходимости, тепловые насосы могут работать и в обратном порядке, охлаждая помещения, как кондиционер.

В зависимости от используемого источника дармовой низкотемпературной энергии, они могут быть следующих видов:

  • «Грунт-вода» — забирающие энергию из грунта и передающие системе водяного отопления дома. Они могут быть двух видов: вертикальные (скважинные) или горизонтальные. Внешний контур первых располагается вертикально в одной или нескольких скважинах. Другие используют внешний контур, который располагается горизонтально на относительно небольшой глубине (ниже глубины промерзания), но на большой площади, в траншеях или широком котловане (изображение в начале статьи).
  • «Вода-вода» — внешний контур которых помещается в ближайший водоем, на глубину, большую за максимальный уровень его промерзания. Использование такого вида теплового насоса возможно, только если дом находится на берегу водоема, в непосредственной близости от него.
  • «Воздух-вода» — внешний контур которого представляет собой воздушный теплообменник в виде радиатора с большой поверхностью контакта с наружным воздухом. Но такие установки эффективно работают только при температуре наружного воздуха выше -5°С.

Особенности эксплуатации

Использование тепловых насосов для отопления дома имеет свои особенности, которые необходимо учитывать при выборе этого перспективного, современного, экономичного и экологически безопасного вида отопления:

  • Максимальный эффект их использование дает только в хорошо утепленных домах. Хотя это будет справедливо и для других способов отопления.
  • На эффективность работы такой системы оказывает влияние разница температур теплоносителей в первом и третьем контуре (внешней среды и теплоносителя водяного отопления). Чем она больше, тем ниже эффективность. Поэтому, наиболее выгодно, использовать тепловые насосы для обогрева помещений с помощью низкотемпературных систем (до 35°С), например – теплых водяных полов.
  • Для получения максимально эффективной системы отопления дома, желательно, использовать их совместно с другими генераторами тепла, работающих на традиционном виде топлива (газ, электричество, твердое топливо), которые можно подключать, когда энергии теплового насоса будет недостаточно. Мощность теплового насоса, в этом случае, подбирают так, чтобы он покрывал 70-80% всей потребности дома в тепловой энергии. При понижении температуры наружного воздуха до такого уровня, что он уже не в состоянии будет поддерживать комфортную температуру в помещении, подключают параллельно другие, традиционные источники тепла.

Некоторые современные системы отопления на базе теплового насоса, включают в себя возможность подключения в общую схему солнечного коллектора. В этом случае, тепловая энергия, получаемая от обеих источников в дневное время, смешивается в выравнивающем бойлере и увеличивает мощность всей тепловой установки.

Выбор и применение такого отопительного устройства требует достаточно больших первоначальных затрат на само оборудование и его монтаж. Эти вложения со временем окупятся, но все же, в настоящее время, являются главным тормозом к более широкому использованию таких систем.

Как выбрать мощность установки

Необходимая мощность теплового насоса для отопления зависит как от суммарной площади отапливаемых помещений дома, так и степени утепления наружных конструкций и режима проживания в нем. В среднем можно принять, что для отопления 1 м2 дома, в зависимости от теплоизоляции его наружных конструкций, потребуется:

  • старые постройки с минимальной или отсутствием теплоизоляции – 120 Вт/м2;
  • старый дом с удовлетворительной теплоизоляцией – 80 Вт/м2;
  • новый дом с достаточно хорошей теплоизоляцией – 50 Вт/м2;
  • современный энергоэффективный дом (с низким уровнем потребления тепловой энергии) – 40 Вт/м2;
  • режим отопления дома при отсутствии в нем жильцов (пассивный дом) – 10 Вт/м2.

Зная отапливаемую площадь дома и выбрав удельный показатель потребности в тепловой энергии, в зависимости от его теплоизоляции, можно приближенно определить какой мощности агрегат потребуется. Иногда с помощью теплового насоса покрывают только часть потребности дома в тепле.

В этом случае требуемая мощность агрегата может быть меньше, но в этом случае придется предусмотреть еще один или несколько генераторов тепла, использующих традиционные виды топлива: газ, электричество, твердое или жидкое.

Чаще всего их монтируют параллельно и используют при необходимости увеличить тепловую мощность системы отопления.

Сколько может стоить оборудование и его монтаж

Как уже было сказано раньше, стоимость самого оборудования теплового насоса и его монтаж, в настоящее время, достаточно высокая и зависит, главным образом, от его мощности. С другой стороны, удельная стоимость установки 1 кВт его тепловой мощности будет ниже, при установке более мощного оборудования.

Кроме того, стоимость зависит также от вида наружного контура (скважинный, грунтовый, воздушный, водяной) и соответствующего этому виду набора оборудования и необходимого объема работ по его монтажу. С этой точки зрения, наиболее дешевой может быть установка теплового насоса с воздушным теплоотдатчиком.

Ее стоимость, практически, соизмерима с установкой обычного отопительного котла на традиционных видах топлива. Но, как было уже сказано, такие установки могут эффективно вырабатывать тепло, только в случае, если температура окружающего воздуха будет не ниже чем -5°С.

И в случае более низкой температуры, для отопления дома, придется использовать другие источники тепловой энергии.

Устройство грунтового наружного контура в скважине или на большой площади обойдется уже дороже. Особенно дорого (до 100 у.е./п.м) может стоить бурение скважины и монтаж в нем вертикального коллектора.

Но работа таких агрегатов более стабильна и практически не зависит от температуры наружного воздуха.
В настоящее время, в зависимости от выбранной мощности и вида наружного контура, стоимость тепловых насосов может составить от 5 до 10 тысяч у.е.

Срок их окупаемости может составлять 5-8 лет.

по теме:

Источник: https://v-teple.com/teplovye-nasosy/dlya-otopleniya-doma.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.