Теполовой насос для отопления: принцип работы и преимущества использования

Теловой насос собственными руками

Несмотря на все плюсы оснащения жилища тепловым насосом, стоимость всей системы далеко немаленькая и может достигать нескольких тысяч американских долларов. Однако, всю систему можно создать своими руками. Чаще всего для этого будет достаточно компрессора, нескольких пластинчатых теплообменников, осушительного фильтра, ТРВ и нескольких других компонентов. В качестве хладогента можно использовать сжиженный газ фреон R22. Всех данных комплектующих вполне хватит для создания системы, которая обеспечит теплом трехуровневый дом на 300 квадратных метров.

Для начала на участке вокруг дома необходимо проложить два контура ПНД-трубы по 450 метров и один контур на 600 метров. Конец 600-метрового контура нужно опустить в ближайший проточный водоем. Дополнительно к системе нужно смонтировать вентиляцию, которая будет подогревать теплоноситель до рекуператора. В летнее же время вентиляции будет использоваться для охлаждения помещений. Примерно, вся указанная система «накрутит» за три года на 300 квадратах жилой площади около 39 000 киловат. Экономия на лицо.

Цена тепловых насосов

Есть мнение, и оно очень спорное, что вариант отопления с тепловым насосом, намного дешевле и выгоднее газового отопления. Для того чтобы заработало газовое отопление необходимо получить кучу документов, дающих на это добро, это без учета установки котла, дымохода и вентиляции. Это всё, на сегодня, влетит в большую копеечку.

Установив тепловой насос, вы избавитесь от данных проблем и существенно потратитесь. К примеру, вы имеете дом в Подмосковье, и, чтобы установить газовое отопление, необходимо потратить около 20 тысяч долларов, и то, это при условии, что вы находитесь в пределах одного км от трубы, так как в ином случаи цена вырастет в разы.

Теперь возьмем для примера тепловой насос. Его полная установка обойдется вам в 15 тысяч долларов, и до 3 недель ожидания пока вам его привезут и установят. Согласитесь, на бумаге выходит значительно дешевле и быстрее.

Однако никто не отменял проблемы с разрешением на глубинное бурение, необходимость больших площадей для геотермального насоса. Проблем для тепловых насосов в России будет масса и о них в следующей статье.

Рекомендации по установке и эксплуатации

Установка теплового насоса производится специальными бригадами. Владельцу участка нужно выполнить некоторые рекомендации.

  • Наружный блок воздушного насоса нужно ставить на металлическую подставку возле стены, а не крепить на кронштейны.
  • Размещают установку под козырьком или навесом, чтобы предупредить налипание снега на блок, перекрытие, замерзание дренажных отверстий.
  • При монтаже устройства нужно проследить за тем, чтобы дренажное отверстие не оказалось перекрыто.
  • Запрещается устанавливать внешние блоки один над другим, так как при включении режима оттайки нижние модули будут залиты водой.
  • Если предназначен тепловой насос для отопления, межблочные трубы нужно теплоизолировать. Толщина теплоизоляции не менее 9 мм.
  • Если ТНУ используют для нагрева воды, нужно выбирать бойлер с косвенным нагревателем.

Устройство теплового насоса

Чем же хороши эти агрегаты? Тем, что затратив 1 кВт электроэнергии, в самом плохом варианте вы получаете 1,5 кВт тепла. И чудес тут нет: электричество тратиться не на преобразование в тепловую энергию, а на работу агрегатов для переноса тепла.

В этом устройстве есть три отдельных контура:

  • В первом (внешнем) циркулирует обычный теплоноситель (соляной раствор или антифриз). Он нагревается от наружных источников тепла (вне дома).
  • Во втором (внутреннем) герметично запаяно вещество с очень низкой температурой кипения.
  • И третий контур идет в отопительную систему.

Если говорить коротко, то принцип работы теплового насоса состоит в следующем. У объектов разной природы, имеющих зимой положительные температуры (грунт на глубине ниже уровня промерзания, вода, воздух в вентиляционных шахтах и т.п.), тепло отбирается. От этого тепла нагревается циркулирующий по замкнутому контуру хладагент. Нагревшись до температуры выше точки кипения, жидкость переходит в газообразное состояние. По трубе пар (с температурой уже выше 0oC) попадает в компрессор, где сжимается до высокого давления. При сжатии выделяется большое количество тепла и из компрессора выходит вещество, нагретое уже до приличных величин +35oC или даже +60oC. В другом устройстве — конденсаторе — большую часть своего тепла он передает теплоносителю, который подается на трубы отопления.

Достаточно привлекательный внешний вид , малый уровень шумов позволяет устанавливать оборудование в доме

Хладагент в значительной степени потерявший тепло, но еще находящийся в газообразном состоянии и под приличным давлением, движется дальше по внутреннему контуру. Попадает на спускной клапан, где давление падает, резко снижается температура, вещество снова становится жидкостью. И снова попадает в испаритель, начинает следующий цикл работы теплового насоса.

Вот и получается что электроэнергия уходит не на выработку тепла, а только на его перемещение. И потому затратив 1 кВт электроэнергии, от этого устройства можно получить 2-6 кВт тепла. Такой разброс коэффициента преобразования из-за особенностей использования: чем ниже температура первичного нагрева (от внешних источников), тем менее эффективно будет работать тепловой насос. Но работать он будет даже при -20oC.

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 водоема.

Не каждый водоем может быть использован в качестве источника тепла для теплового насоса вода-вода или вода-воздух. Если объем воды небольшой, то она будет переохлаждаться и на трубопроводах образуется наледь. Она будет своеобразной «шубой», которая не позволит эффективно получать тепло.

Идеальный вариант – устанавливать поле в проточной воде, тогда можно не беспокоиться о температуре. Но не у всех есть река рядом с домом или дачей.

Идеальное месть для установки водяного теплового насоса

Плюсы и минусы тепловых насосов грунтового типа

На уровне ниже 1-1,5 метра под поверхностью земли температура не меняется на протяжении года. Поэтому производительность оборудования не зависит от того, лето на дворе или зима. На глубине почва прогрета лучше, чем в водоемах зимой, поэтому КПД грунтовых тепловых насосов выше, чем водяных.

Для прокладки труб нужно бурить скважины, либо укладывать трубопровод горизонтально. Это существенно удорожает процесс монтажа по сравнению с водяными тепловыми насосами. Что касается стоимости оборудования – она сравнима с последними.

Большую опасность для грунтового теплового насоса представляет неправильный расчет мощности. Если потребление тепла из земли будет высоким, а площадь поля или глубина и количество скважин – небольшими, почва начнет промерзать. Так как в грунте содержится влага, она образует ледяной кокон и доступ тепла прекратится.

Процесс эксплуатации грунтовых установок отличается в каждом отдельном случае. Геотермальный тепловой имеет свои насос за и против в зависимости от многих факторов, таких как:

  • Тип установки теплообменника;
  • Мощность теплового насоса;
  • Необходимая температура теплоносителя или воды;
  • Требуемая тепловая мощность;
  • Сложность грунтов;
  • Близость грунтовых вод;
  • Климат региона.

Так происходит укладка горизонтального поля для грунтового теплового насоса.

Плюсы и минусы тепловых насосов

Несомненным плюсом теплового насоса является то, что он предоставляет требуемую автономию жилища от внешних поставщиков тепловой энергии: оборудование соответствующей мощности (для каждого дома подбирается индивидуально в зависимости от площади, толщины стен и так далее) обеспечивает как отопление, так и подогрев воды в системе водоснабжения. При этом система абсолютно экологична и практически не требует обслуживания.

Если сравнивать тепловые насосы с другими альтернативными источниками энергии, такими, как гелиопанели или ветрогенераторы, то оказывается, что солнечная и ветроэнергетика проигрывают по сравнению с геотермальной. Дело в том, что эффективность работы гелиопанелей зависит от уровня инсоляции данной местности, а также от времени года и времени суток. В темное время суток, туманную и дождливую погоду солнечные элементы не работают. Эффективность работы ветрогенераторов зависит от силы ветра в данной местности, времени года и времени суток (в различное время скорость ветра изменяется), высоты установки прибора и так далее.

В результате, при использовании ветрогенераторов и солнечных элементов для снабжения дома энергией, приходится устанавливать аккумуляторные батареи (дополнительные расходы), а на большей части территории России для получения полной энергетической автономии следует дополнять такие источники энергии более традиционными, начиная от мини-гидроэлектростанций и заканчивая различными генераторами. Также следует учитывать, что ветрогенераторы и солнечные батареи требуют регулярного обслуживания, а срок эксплуатации такого оборудования составляет двадцать-двадцать пять лет.

Эффективность работы тепловых насосов не зависит ни от времени года, ни от времени суток. Фактически она определяется лишь разностью температур на поверхности и в глубине грунта. При достаточном заглублении внешний контур теплового насоса оказывается в области постоянных температур – там, где температура грунта неизменна, и эффективность работы оборудования всегда высока. При наличии теплового насоса не требуется дополнительного оборудования для выработки тепловой энергии, а, следовательно, дополнительных затрат. Все начинается и заканчивается приобретением и установкой самого теплового насоса.

Минусом тепловых насосов является высокая стоимость оборудования и значительные затраты на его установку. К тому же, если устанавливать тепловой насос, имеющий горизонтальную конфигурацию внешнего контура, то это означает и занятие значительных площадей участка. Однако, имеются тепловые насосы с вертикальной конфигурацией, и они занимают минимальную площадь, сохраняя ландшафт в целости. Правда, установка таких насосов обходится дороже, зато они вполне пригодны для эксплуатации на небольших земельных участках. Особенно актуален такой вариант, когда речь идет о частном доме или коттедже с относительно небольшой придомовой территорией.

В результате самым значительным недостатком теплового насоса является его высокая стоимость на первоначальном этапе (закупка оборудования, бурение скважин, монтажные работы). Но уже через три-четыре года все затраты окупаются за счет экономии на оплате энергоносителей, а дальше оборудование начинает приносить чистую прибыль – ведь вырабатываемая им тепловая энергия практически бесплатна. С учетом того, что срок эксплуатации тепловых насосов составляет до ста лет (за исключением компонентов, имеющих механические двигающиеся детали, как, например, перекачивающий насос в системе вода-вода – хорошие производители дают на такое оборудование гарантийный срок двадцать пять-тридцать лет), это – чрезвычайно выгодное приобретение.

С.Варган

Достоинства и недостатки тепловых насосов

Принцип работы тепловых насосов, если говорить простым языком, основан на сборе низкопотенциальной тепловой энергии и ее дальнейшей передаче в отопительные и климатические системы, а также в системы подготовки воды, но уже с более высокой температурой. Можно привести простой пример в виде газового баллона – когда он наполняется газом, компрессор нагревается за счет его сжатия. А если выпустить газ из баллона, то баллон охладится – попробуйте резко выпустить газ из многоразовой зажигалки, чтобы понять суть этого явления.

Таким образом, тепловые насосы как бы отбирают тепловую энергию у окружающего пространства – она есть в земле, в воде и даже в воздухе. Даже если воздух имеет отрицательную температуру, в нем по-прежнему присутствует тепло. Также оно имеется в любых водоемах, которые не промерзают до самого дна, а также в глубоких слоях грунта, тоже не поддающихся глубокому промерзанию – если, конечно, это не вечная мерзлота.

Тепловые насосы обладают довольно сложным устройством, в чем можно убедиться, попробовав разобрать холодильник или кондиционеры. Эти привычные нам бытовые агрегаты чем-то похожи на вышеупомянутые насосы, только работают они в обратном направлении – забирают тепло из помещений и отправляют его наружу. Если приложить руку к заднему радиатору холодильника, то мы отметим, что он теплый. И это тепло есть не что иное, как энергия, отобранная у фруктов, овощей, молока, супов, колбасы и прочих продуктов, лежащих в камере.

Аналогичным образом работают кондиционеры и сплит-системы – тепло, выделяемое уличными блоками, представляет собой тепловую энергию, собранную по крупицам в охлаждаемых помещениях.

Принцип действия теплового насоса обратен принципу действия холодильника. Он по тем же крупицам собирает тепло из воздуха, воды или грунта, после чего перенаправляет его к потребителям – это отопительные системы, теплоаккумуляторы, системы теплых полов, а также водонагреватели. Казалось бы, нам ничто не мешает греть теплоноситель или воду обычным ТЭНом – так проще. Но давайте сравним продуктивность тепловых насосов и обычных ТЭНов:

При выборе теплового насоса самое главное – наличие конкретного природного источника энергии.

  • Обычный ТЭН – на выработку 1 кВт тепла он расходует 1 кВт электроэнергии (без учета погрешностей;
  • Тепловой насос – на выработку 1 кВт тепла он потребляет всего 200 Вт электроэнергии.

Нет, никакого КПД, равного 500%, здесь нет – законы физики непоколебимы. Просто здесь работают законы термодинамики. Насос как бы аккумулирует энергию из пространства, «сгущает» ее и отправляет потребителям. Аналогичным образом мы можем собирать дождевые капли через большую лейку, получая на выходе солидный ручеек воды.

Мы уже привели множество аналогий, позволяющих понять суть тепловых насосов без заумных формул с переменными и константами. Давайте теперь рассмотрим их достоинства:

  • Экономия электроэнергии – если стандартное электрическое отопление домовладения площадью 100 кв. м. приведет к затратам в 20-30 тыс. рублей в месяц (в зависимости от температуры воздуха на улице), то отопительная система с тепловым насосом снизит расходы до приемлемых 3-5 тыс. рублей – согласитесь, это уже довольно солидная экономия. И это без подвохов, без обмана и без маркетинговых уловок;
  • Забота об окружающей среде – угольные, атомные и гидроэлектростанции вредят природе. Поэтому пониженное потребление электроэнергии позволяет снизить количество вредных выбросов;
  • Широкая сфера использования – полученную энергию можно использовать для обогрева жилища и подготовки горячей воды.

Есть и недостатки:

  • Высокая стоимость тепловых насосов – этот недостаток накладывает ограничение на их использование;
  • Необходимость в регулярном обслуживании – за это нужно платить;
  • Трудность в монтаже – в наибольшей степени это относится к тепловым насосам с закрытыми контурами;
  • Отсутствие восприятия людьми – мало кто из нас согласится потратиться на это оборудование, чтобы снизить нагрузку на окружающую среду. Но некоторые люди, живущие вдали от газовых магистралей и вынужденные отапливать жилье альтернативными источниками тепла, согласны потратить деньги на покупку теплового насоса и снизить расходы на ежемесячную оплату электроэнергии;
  • Зависимость от электросети – если поставка электроэнергии прекратится, оборудование сразу же замрет. Ситуацию спасет установка теплоаккумулятора или резервного источника электропитания.

Как видим, некоторые минусы довольно серьезные.

В качестве источников резервного питания для тепловых насосов могут выступать бензиновые и дизельные электрогенераторы.

Принцип и схема работы теплового насоса, виды

Принцип

Конструкция любого теплового теплонасоса предусматривает 2 части: наружная (поглощает тепло из внешних источников) и внутренняя (передает изъятое тепло непосредственно в систему отопления помещения). Внешними возобновляемыми источниками тепловой энергии являются, например, тепло земли, воздуха или грунтовых вод. Такая конструкция позволяет существенно снизить затраты на теплоэнергию или охлаждение для частного дома, ведь примерно 75% энергии вырабатывается, благодаря бесплатным источникам.

Схема работы

В состав отопительной установки входят: испаритель; конденсатор; разряжающий вентиль, который понижает давление в системе; компрессор, повышающий давление. Каждый из этих узлов связан друг с другом замкнутой цепью трубопровода, внутри которого находится хладагент. Хладагент в первых циклах находится в жидком состоянии, в следующих – в газообразном. Это вещество обладает низкой температурой кипения поэтому при варианте земляного типа оборудования, способен преобразоваться в газ, достигнув уровня температуры грунта. Далее газ поступает в компрессор, где происходит сильное сжатие, которое приводит к быстрому нагреву. После горячий пар поступает во внутреннюю часть теплонасоса, и уже здесь используется непосредственно для отопления помещений или для нагрева воды. Затем хладагент охлаждается, конденсируется и снова переходит в жидкое состояние. Через расширительный клапан жидкое вещество перетекает в подземную часть, чтобы повторить цикл нагрева.

Принцип охлаждения такой установки аналогичен принципу отопления, но используются не радиаторы, а фанкойлы. Компрессор в этом случае не функционирует. Холодный воздух из скважины напрямую поступает в кондиционирующую систему.

Виды теплонасосов

Какие бывают типы тепловых насосов? Различают оборудование по внешнему источнику теплоэнергии, который используется в системе. Среди бытовых вариантов выделяют 3 типа.

Грунтовый или земляной («грунт-воздух», «грунт-вода»)

Применение земляного теплонасоса в качестве источника теплоэнергии обеспечит эко-чистоту и безопасность. Стоимость такого оборудования высока, но функционал его огромен. Не требуется частого сервисного обслуживания, и обеспечен долгий срок эксплуатации.

Грунтовые теплонасосы могут быть двух видов: с вертикальной или с горизонтальной установкой трубопроводов. Вертикальный метод укладки более дорогостоящий, так как требуется глубокое бурение скважин в диапазоне 50-200 метров. При горизонтальном расположении трубы закладываются на глубину около метра. Для того, чтобы обеспечить сбор необходимого количества теплоэнергии, совокупная площадь трубопроводов должна превышать в 1,5-2 раза площадь отапливаемых помещений.

Водный насос («вода-воздух», «вода-вода»)

Для южных регионов с теплым климатом подойдут водяные установки. В прогретых на солнце водоемах температура воды на определенной глубине относительно устойчива. Предпочтительно прокладывать шланги в самом грунте дна, где температура выше. Для фиксации подводных трубопроводов используется груз.

Воздушный («воздух-вода», воздух-воздух»)

В установке воздушного типа источником энергии является воздух из внешней среды, который поступает на теплообменник испарителя, в где расположен жидкий хладогент. Температура хладогента всегда ниже, чем температура поступающего в систему воздуха, поэтому вещество моментально закипает и становится горячим паром.

Помимо классических моделей, востребованы комбинированные варианты установок. Такие теплонасосы дополнены газовым или же электрическим нагревателем. При плохих климатических условиях, производительность отопительного устройства уменьшается, и аппарат переключается на альтернативный вариант обогрева. Особенно актуально такое дополнение для оборудования типа «воздух-вода» или «воздух-воздух», так как именно этим видам свойственно понижение эффективности.

Для регионов с долгими холодными зимами надежнее всего использовать геотермальные (грунтовые) тепловые насосы. Воздушные теплонасосы подойдут для территорий с мягким южным климатом. Также при установке оборудования, использующего энергию земли, следует учитывать особенности грунта. Продуктивность теплонасоса будет гораздо выше в глинистом грунте, нежели в песчаном. Помимо этого, имеет значение глубина расположения трубопроводов, трубы необходимо укладывать глубже уровня промерзания земли в холодные периоды.

Немного экономики

Как известно, разные источники тепловой энергии для отопления заметно различаются по стоимости киловатт-часа тепла.

Вот ориентировочные цены:

  • Природный газ с подачей из магистрали газоснабжения — 0,7 рубля;
  • Сухие дрова — 1,3 рубля;
  • Пеллеты — 1,5 рубля;
  • Каменный уголь — 1,6 рубля;
  • Природный газ с подачей из газгольдера — 2,4 рубля;

Монтаж газгольдера для автономного газоснабжения

  • Пропан-бутан в баллонах — 3 рубля;
  • Дизтопливо — 3,4 рубля;
  • Электроэнергия замыкает таблицу рейтинга: киловатт-час стоит от 3,5 до 5,5 рублей в зависимости от местных тарифов.

Крымские цены на топливо заметно отличаются от столичных

Серия высокоэффективных инверторных тепловых насосов для нагрева теплоносителя системы отопления, нагрева горячей воды и охлаждения теплоносителя (опционально).

Такие тепловые насосы подходят для дома с постоянным проживанием, греют горячую воду, а так же имеют запас по мощности.

  • Нагрев теплоносителя до 65 градусов.
  • Функция Preheating для быстрого нагрева горячей воды.
  • Плавная регулировка мощности и отсутствие пусковых токов.
  • Режим повышения мощности нагрева на 20% выше номинальной мощности (форсированный режим работы). Применение такого режима даёт запас по мощности.
  • Режим снижения мощности нагрева на 50% ниже номинальной для экономии эл. энергии.
  • Режим День/Ночь для работы с двухтарифным эл.счётчиком и снижения затрат на обогрев.
  • Возможность подключения модуля удалённого доступа для управления со смартфона.
  • Возможность подключения функции охлаждения.
  • Однофазное и трёхфазное подключение. При необходимости однофазное исполнение до 25 кВт.

Тепловые насосы этой серии обладают самыми широкими возможностями по сравнению с предыдущими моделями.(Smart с англ. — умный). Автоматическая подстройка мощности нагрева под систему отопления, режим «форсировки мощности», возможность комплектации функцией охлаждения/кондиционирования, дистанционным управлением. Работа по расписанию и много чего другого.

За счёт интеллектуальной системы управления эффективнее тепловых насосов серии Simple и имеют самую богатую комплектацию из всего модельного ряда.

Комплектация тепловых насосов серии Smart:

  • Контроллер теплового насоса с графическим интерфейсом. Лёгкое управление, полностью на русском языке.
  • Промышленный спиральный компрессор Danfoss .
  • Высококачественные пластинчатые теплообменники Danfoss выполненные по микроканальной технологии — MPHE.
  • Увеличенный теплообменник испарителя для работы в режиме повышенной мощности.
  • Преобразователь частоты для управления скоростью компрессора. Использование преобразователя позволяет плавно запускаться компрессору убирая пусковые токи на электросеть дома, а так же изменять производительность компрессора, как ниже номинальной мощности (режим пониженной мощности), так и выше номинала (режим повышенной мощности).
  • Функцию управления нагревом санитарной горячей воды (ГВС).
  • Встроенный контактор для управления дополнительным нагревателем бойлера (ТЭН бойлера для догрева воды или антибактериальной обработки внутренней поверхности бойлера). 
  • Встроенный силовой контактор для управления внешним эл. котлом или вторым источником тепла.
  • Встроенные реле и защитные автоматы для подключения внешних циркуляционных насосов геотермального контура, системы отопления, загрузки теплообменника бойлера)
  • Дополнительная опция — охлаждение. На этапе сборки в тепловой насос устанавливается реверсивный клапан позволяющий изменять направление движения хладагента. При выборе на панели управления режима «охлаждение», тепловой насос будет охлаждать теплоноситель системы отопления.
  • Настройка режимов «День», «Ночь, для работы с двухтарифным учётом эл.энергии, а так же режим «ЭКОном» для поддержания пониженной температуры в доме при отсутствии людей.
  • Дополнительная опция — дистанционное управление системой отопления.  

Тепловые насосы EnergyLEX Smart HT. 

Что такое тепловой насос?

Тепловой насос — прибор, поглощающий из окружающей среды (вода, земля, воздух) низко потенциальную тепловую энергию и передающий ее в системы теплоснабжения с более высокой температурой.

Природа вокруг нас пропитана энергией. Даже мороз обладает теплом. Энергию невозможно извлечь из окружающей среды только при температуре -273 °С. Поэтому даже в самую лютую зиму загородный дом может отапливаться за счет энергии, полученной от природы.

В зависимости от источника энергии (вода, земля, воздух), происходит модификация тепловых насосов. Однако наиболее пpaктичным и испытанным является геотермальный тепловой насос, применяющий энергию грунта. Он идеально подходит для российских условий.

Геотермальное отопление работает по одному из трех направлений:

  1. Сквозь специальную трубу, установленную в скважине, грунтовые воды извлекаются на поверхность земли. Они имеют определенную температуру. Проходя через теплообменник, вода передает свое тепло, за счет которого совершается прогрев дома. Затем вода возвращается в грунт, ниже по течению.

  2. В скважину глубиной примерно 75 — 100 метров опускается резервуар с антифризом, температура которого может повышаться от окружающего грунта. Тепловой насос разгоняет антифриз и пропускает его через теплообменник. За счет этого совершается отдача тепла.
  3. В данном случае бурение скважины не предусматривается, однако дом должен находиться рядом с крупным водоемом. Специальная магистраль в виде зондов прокладывается по дну водоема. Таким образом происходит перекачивание воды и извлечение из нее тепла. Важный нюанс — достаточная глубина водоема, которая даже зимой под толщей льда позволит сохранять до 150 сантиметров свободной воды.

Использование геотермального отопления, как и любой системы теплоснабжения, позволит не только обогреть дом, но и обеспечить горячей водой, обогреть автостоянку или теплицу, нагреть воду в бассейне

Тепловые насосы — расчёт отопления.

Отопление загородного дома тепловым насосом или дома в черте города, в плане расчётов зависит от многих факторов. Но всё же можно выделить общие тенденции в расчётах.Коэффициент преобразования — определяет эффективность геотермального насоса. Этот коэффициент характеризуется соотношением полученного тепла и потраченной электроэнергией. Обычно, при правильном монтаже системы, такой коэффициент составляет около пяти. Другими словами 1 кВт потраченной электроэнергии даёт 5 кВт тепловой энергии.

Путём несложных математических махинаций можно вычислить стоимость одного кВт тепла, например с учётом тарифов в Украине. Тариф на март 2015 года составляет 30,84 коп за кВт/ч. Таким образом стоимость кВт тепла, которое произведено в системе отопления тепловым насосом, составляет около 7 копеек.

Лучшие воздушные тепловые насосы

Этот тип аппаратов отапливает помещение при помощи тепловой энергии, аккумулированной из окружающей среды. Аппараты просты в использовании, а для их установки не требуется тратить много сил и времени. Ещё одно значимое преимущество подобных насосов – охлаждение помещений в жару. Это многофункциональные, эффективные решения для любых зданий.

Cooper&Hunter Ch-S09ftxla-Ng Arctic Inverter

Тепловой насос для дома, был адаптирован специально для использования в северных регионах с холодным климатом. Способен прогревать помещение до +24 градусов в условиях 25-градусного мороза. Оснащён специальным рабочим алгоритмом, который бесперебойно обеспечивает оптимальный обогрев в зависимости от климатических условий среды. Предусмотрено несколько режимов работы, среди которых – стандартное обогревание, а также защита дома от замерзания с минимальным потреблением энергии. Весит 9 килограмм, размеры: высота – 275 мм, ширина – 790 мм, глубина – 200 мм.

Достоинства

  • Хорошо прогревает комнаты;
  • Небольшой размер;
  • Не тратит много электроэнергии;
  • Имеет много полезных режимов работы;
  • Легко устанавливается.

Недостатки

Большое количество функций иногда может запутать пользователя.

Владельцы насоса положительно отзываются о нём, отмечая, что устройство может эффективно греть дом/квартиру. При этом оно будет полезно и летом, так как обеспечивает хорошее охлаждение.

Gree U-Crown Dc Inverter Gwh09ub-K3dna4f

Модель оборудована передовым функционалом. Использование инновационных технологий позволило значительно увеличить коэффициент энергоэффективности аппарата. Он способен эффективно работать в экстремальном температурном диапазоне от -30 до +54 градусов. В таких условиях он сохраняет комфортную комнатную температуру. Присутствует много полезных режимов как для нагрева, так и для охлаждения. Весит девайс 47,5 килограмма.

Достоинства

  • Широкий диапазон рабочих температур;
  • Стильный, удобный дизайн;
  • Постоянный приток следующего воздуха;
  • Много полезных функций;
  • Большой выбор режимов работы.

Недостатки

Высокая цена.

Купившие этот тепловой насос для отопления воздух-воздух пользователи отмечают, что хоть оно и дорогое, но точно стоит своих денег. Оно предлагает много режимов работы, что позволяет эффективно использовать насос в любых условиях. Также предусмотрены дополнительные функции, из которых чаще всего выделяется циркуляция воздуха.

Mitsubishi Electric Mfz-Kj35ve2 / Mufz-Kj35vehz Zubadan

Модель относится к напольному типу. Она предназначена для комнат, в которых не получается установить настенные блоки. Подходит для использования в любых помещениях. Девайс имеет небольшой размер с удобным корпусом, который стильно выглядит и хорошо смотрится в любой комнате. Устройство эффективно работает в диапазоне температур от -25 до +46 градусов, обогревая или охлаждая помещение. Оно оборудовано качественным фильтром, который хорошо фильтрует воздух и улучшает общее его качество. Весит модель 15 килограмм. Габариты: высота – 600 мм, ширина – 750 мм, глубина – 215 мм.

Достоинства

  • Не занимает много места;
  • Удобно управляется дистанционным пультом;
  • Хорошо греет комнату в холодное время года;
  • Имеет приятный дизайн;
  • Способен работать в нескольких режимах, которые легко переключаются.

Недостатки

Высокая цена.

В отзывах о насосе отмечается, что он неприхотлив: достаточно просто нажать пару кнопок на дистанционном пульте. Аппарат экономный, так как потребляет не много энергии. Однако эта экономия перекрывается высокой ценой брендовой модели. Стоимость оправдана, так как аппарат действительно удобен и эффективен.

Преимущества использования теплового насоса

  • Экономичность. Благодаря высокому КПД системы достигается низкое энергопотрeбление. Из 1 кВт затраченной электроэнергии получается от 3 до 7 кВт тепловой энергии. Это больше, чем при работе любых котлов, использующих топливо.

  • Автономность. Работа насоса не нуждается в подаче органического топлива, поэтому нет необходимости прокладывать тепловые коммуникации.
  • Универсальность. В одном устройстве сочетаются одновременно системы нагрева воды, отопления и охлаждения.
  • Безопасность. В отличие от котлов, которые могут воспламениться или взорваться, тепловой насос является абсолютно безопасным. Он не содержит деталей, температура которых может привести к пожару. Не выделяет угарный ядовитый газ. Остановка работы не приведет к поломке или замораживанию жидкости.
  • Надежность. Работой насоса управляет автоматика. Обслуживание не требует специального обучения.
  • Долговечность. Прибор может прослужить от 20 до 50 лет. Это на порядок больше, чем у стандартных систем отопления.
  • Комфорт. Функционирование насоса не сопровождается колебанием температуры и влажности. Работает пpaктически бесшумно.
  • Минимум площади требуется под скважину. Так как зонд находится под землей, повредить его невозможно.
  • Экологичность. Окружающая среда не загрязняется вредными выбросами.
  • Отсутствие бумажной волокиты. При монтаже не нужны согласования, как, например, при установке газового отопления.

Как устроен внутренний контур теплового насоса

Внутренний контру таких систем устроен довольно традиционно. Нагревать помещения или, наоборот, охлаждать их могут теплые полы с водяным теплоносителем или специальные устройства – фанкойлы, напоминающие усовершенствованный кондиционер.

В таких системах не используются традиционные отопительные радиаторы, так как максимальная температура теплоносителя не превышает 55 градусов Цельсия.

Установка фанкойлов наиболее предпочтительна, так как они более эффективно могут работать как в режиме тепловентилятора холодной зимой, так и в режиме охлаждающего кондиционера жарким летом. Летом температура воздуха, поступающего из вентилятора может достигать минимальной величины в 7 градусов, что безусловно будет достаточно для эффективного охлаждения дома.

Особенности установки и эксплуатации


Иногда внутренний блок ставят именно так — чтобы прогревать нижнюю часть помещения, а теплый воздух потом сам будет подниматься наверх.

Это оборудование мало чем отличается от кондиционера, как и по принципу монтажных работ. Как и в случае с другими климатическими системами ТН может быть с одним внутренним блоком или с несколькими (мультизональным).

Как и в случае с кондиционером, тепловому насосу нужно проводить периодическую профилактику, желательно один раз в год – чистить или менять фильтра, проверять наличие и давление теплоносителя в системе, соответствие режимам работы.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий