Можно ли установить отопление в доме за 1 день?

  • и чтобы стоимость ежемесячных расходов была невелика
  • чтобы оно было автономным, работая без вашего участия
  • чтобы было несложным в настройке и управлении
  • чтобы само перезапускалось после сбоя электропитания
  • чтобы было безопасным и имело длительный срок службы
  • чтобы не требовало никаких разрешений и согласований

Трудно в это поверить, но мы отвечаем: да, такая система отопления существует. Это воздушный тепловой насос. 

Вокруг нас, в окружающей среде (воздухе, земле, воде) находится огромное количество накопленного тепла в низкотемпературной форме, которое получено от солнца. 

Воздушный тепловой насос для отопления дома

Но как его получить и использовать? Тепловой насос как раз и представляет собой устройство, способное забрать эту разбросанную энергию, преобразовать в удобную для использования форму, пригодную для отопления дома.
частности, воздушный тепловой насос забирает тепло из окружающего воздуха. Он состоит из внешнего и внутреннего блоков. Мощный вентилятор наружного блока прогоняет большой объем уличного воздуха через пластины теплообменника, тепло с которых снимает циркулирующий по трубкам фреон. На выходе из наружного блока воздух, отдавший часть своего тепла, всегда холоднее на 3-5 градусов, чем на входе. Это и есть то тепло, что мы отобрали у воздуха и передали фреону. Сердцем теплового насоса является компрессор, который заставляет двигаться фреон  по замкнутому контуру из медных трубок, соединяющих наружный и внутренний блоки. Проходя через терморасширительный клапан и испаряясь в наружном блоке, фреон поглощает тепло из окружающего воздуха. Далее, двигаясь к внутреннему блоку, он сжимается, разогревается и конденсируется в теплообменнике внутреннего блока. Теплом, снимаемым с внутреннего блока и можно отапливать дом. И это будет «ласковое тепло», ведь для его получения мы не использовали процесс горения и не сжигали никакого топлива. Поскольку температура наружного воздуха все время меняется, требуется регулировать температуру испарения фреона, которая всегда ниже температуры окружающего воздуха на 5 градусов. Только в этом случае воздух отдаст теплообменнику свое тепло, так как будет теплее его. Терморасширительный клапан как раз и непрерывно регулирует температуру испарения фреона в зависимости от уличной температуры.

Самым важным здесь является тот факт, что на выходе мы получаем от 2-х до 5-ти раз больше тепла (в среднем за отопительный сезон — в 3 раза), чем потратили электроэнергии (если бы напрямую грелись электричеством, например электроконвектором). Это и есть наш выигрыш. Иначе это не имело бы смысла!


Воздушный тепловой насос для отопления дома

Существуют два типа воздушных тепловых насосов: воздух-воздух и воздух-вода.

Тепловой насос воздух-воздух передает тепло разогретого фреона непосредственно воздуху помещении.

Воздушный тепловой насос для отопления дома

Воздух в доме, циркулируя через внутренний блок, разогревается и переносит тепло во все уголки помещения, согревая его. Подвижный теплый воздух хорошо перемешивается с более холодными слоями воздуха и быстро прогревает дом. Тепловые насосы воздух-воздух наиболее доступны по цене, устанавливаются за несколько часов, в том числе в уже построенных и отремонтированных домах. Быстро и никакой грязи!

Тепловой насос воздух-вода использует воду, как теплоноситель, передавая ей тепло разогретого фреона. На выходе из внутреннего блока мы имеем воду температурой до 55С, которая подходит для традиционных радиаторов и теплых полов, а также горячего водоснабжения.


Воздушный тепловой насос для отопления дома

Сегодня этот альтернативный способ отопления дома с помощью теплового насоса составляет серьезную конкуренцию традиционным видам отопления, но лишь для тех, кто знаком с этой альтернативой. Задача этой статьи как раз и заключается в том, чтобы больше людей знало о тепловых насосах, в частности, воздушных.  Это позволит каждому выбрать тот способ отопления дома, который соответствует его желаниям и возможностям. Современный воздушный тепловой насос способен эффективно отапливать дом даже при 25-градусном морозе. Это плохо укладывается в голове: ну какое тепло может быть в морозном воздухе? — скажете вы. Тогда мы спросим: скажите, воздух -15°С теплее, чем воздух -25°С? Конечно теплее! Значит, можно забрать тепло у воздуха -15°С, в результате чего он охладится до -25°С? Тепловой насос способен забрать это «холодное тепло» и перенести его по температурной шкале вверх, превратив в «горячее тепло». На это и тратится энергия работы компрессора, которая тоже переходит в тепло фреона, складываясь с теплом, отобранным у воздуха.

А сколько будут составлять ежемесячные расходы за такое отопление тепловым насосом? И практические данные и расчеты свидетельствуют о том, что самые экономичные по ежемесячным платежам способы отопления — это магистральный газ и воздушный тепловой насос. На сегодняшний день, отопление воздушным тепловым насосом обходится лишь немногим дороже магистрального газа. Но учитывая стоимость «подключения к трубе» и тот факт, что газ во всех странах дорожает быстрее электроэнергии, стоит всерьез рассматривать альтернативное отопление с помощью теплового насоса наравне с традиционными системами отопления.


Все что нужно для работы теплового насоса – это наличие электричества в доме. Даже в случае так называемого лимита на электроэнергию воздушный тепловой насос может отопить средних размеров дом, ведь тепла он дает, в среднем, в 3 раза больше затраченной электроэнергии.

Тепловой насос является самым экономичным отопительным агрегатом, поскольку до 80% необходимого потребителю тепла он совершенно бесплатно извлекает из окружающей среды. В буквальном понимании, тепловой насос – это машина, которая за счёт подводимой к ней извне электрической энергии переносит внутри себя тепло от низкотемпературного источника к гораздо более высокотемпературному стоку. Современные тепловые насосы на 1 киловатт подведённой электроэнергии способны извлечь из окружающей среды до 4-х киловатт природного тепла и сконцентрировать его до температур 35-65°С, пригодных для теплоснабжения. Таким образом, тепловой насос позволяет использовать для теплоснабжения неисчерпаемое, в сущности, рассеянное тепло, поставляемое нам самим Солнцем. Поэтому ни одно из существующих сегодня средств энергосбережения не в состоянии конкурировать с тепловым насосом по степени эффективности количественно.

А летом, мы можем использовать воздушный тепловой насос для создания прохлады в доме, т.е. использовать режим кондиционирования, который естественным образом заложен в конструкции теплового насоса.


Воздушный тепловой насос для отопления дома

Получается, нам не нужно иметь два отдельных агрегата для отопления и кондиционирования. Достаточно одного – теплового насоса. Зимой он согреет, а летом создаст необходимую прохладу. Покупая и устанавливая воздушный тепловой насос, мы получаем «два в одном» – универсальную климатическую систему, которая круглый год поддерживает комфортную температуру в доме.

Узнать больше про воздушные тепловые насосы для отопления можно на сайте компании БИВАЛЕНТ или позвонив по телефону: +7 (495) 201-56-24. 

www.kakprosto.ru

Принцип работы теплового насоса

В основе работы такого устройства лежит комплекс процессов, очень напоминающий «обратную» работу обычного кондиционера, которые, кстати, сегодня уже «умеют» обогревать помещения.

Принцип работы теплового насоса Воздух-Воздух
Принцип работы теплового насоса Воздух-Воздух

Согласно второго начала термодинамики, невозможен самопроизвольный переход теплоты от менее нагретых тел к более нагретым. Для такого «переноса» теплоты необходимо затратить дополнительную энергию, то есть выполнить работу.

В тепловых насосах, которые обеспечивают такой «перенос» теплоты, дополнительной энергией является электрическая энергия, а работу выполняет компрессор.

Тепловой насос является парокомпрессионной холодильной установкой, в составе которой 4 основных функциональных блока:

  • испаритель;
  • компрессор;
  • конденсатор;
  • вентиль расширительный.

Внешний блок, в котором находятся: испаритель, компрессор, расширительный вентиль и вентилятор для принудительного обдува ребристого испарителя.

Вентилятор производит интенсивный забор воздуха с окружающей среды, обдувая ребристый радиатор испарителя. Внутри испарителя находится хладагент с очень низкой температурой кипения, который способен испаряться даже при низких отрицательных значениях температуры вне помещения.

Газ, полученный в результате испарения хладагента, подается в компрессор.Там в результате сжатия его давление и, соответственно, температура повышаются (кто помнит школьный курс физики, это уравнение Менделеева-Клапейрона).


Горячий газ по теплоизолированному трубопроводу подается в следующий теплообменник-конденсатор внутреннего блока, который находится внутри помещения. Вентилятор внутреннего блока принудительно охлаждает конденсатор, прогоняя через его ребристый радиатор воздух из помещения, и «отбирая» тепло у хладагента.

Хладагент в результате понижения его температуры конденсируется, то есть переходит в жидкое состояние. А затем по трубопроводу возвращается во внешний блок, проходит через расширительный вентиль, назначение которого — резкое понижение  давления хладагента. Пройдя через вентиль, жидкость (часть ее) испаряется, понижая температуру потока, который поступает вновь в испаритель, где при низком давлении опять испаряется, за счет энергии воздуха «улицы».

Цикл замкнулся!

Цикл работы теплового насоса
Цикл работы теплового насоса

Условно можно сказать, что компрессор и вентиль расширительный делят весь контур на части высокого и низкого давления. А сам тепловой насос Воздух-Воздух не производит тепло, а просто осуществляет его перенос с одного места в другое. Практик показывает, что в среднем затратив 1 кВт электроэнергии, можно «переместить» в помещение до 5 кВт тепла.

Переключением четырехходового клапана тепловой насос переходит в режим кондиционирования, то есть начинает работать и в обратном направлении, охлаждая в жаркое время воздух внутри помещения. Направление движения хладагента изменяется четырехходовым клапаном.

Организация отопительной системы


Тепловой насос обладает всеми техническими качествами для его практического применения в отопительных коммуникациях дома и его обеспечения горячей водой. Этот процесс отличается высокой экологической «чистотой» и экономичностью, так как около ¾ энергии, необходимой для обогрева, насос получает из окружающей среды, а ¼ берет у электросети.

Распределение потребления энергии тепловым насосом Воздух-Воздух
Распределение потребления энергии тепловым насосом Воздух-Воздух

Экономический фактор сказывается еще и в отсутствии необходимости подводить к дому газовую магистраль, организовывать системы безопасности при использовании жидкостных или твердотопливных котлов.

Для работы в условия очень низких температур (от -15ОС — -25ОС) используются бивалентные системы. В таких системах предусмотрен дополнительный источник нагрева внешнего блока. Это может быть контур другого котла отопления дома или электрический нагреватель.


Бивалентный тепловой насос
Бивалентный тепловой насос
Вариант установки теплового насоса «Воздух-Воздух»
Вариант установки теплового насоса «Воздух-Воздух»
Использование теплового насоса Воздух-Вода
Использование теплового насоса Воздух-Вода

plusteplo.ru

Принцип работы и слабые места


Воздушные тепловые насосы могут служить как простейшим средством локального обогрева, так и являться ядром централизованной системы отопления. Их главное преимущество — полная независимость от других инженерных коммуникаций дома за исключением разве что электрической сети. Таким образом, монтаж системы воздушного обогрева возможен на любом этапе строительства, и даже после его окончательного завершения.

Основную работу внутри тепловых насосов выполняет хладагент. Это вещество имеет очень низкую температуру кипения, вплоть до -30 ºС. При испарении жидкость поглощает энергию, при конденсации — выделяет её во внешнюю среду. Конденсироваться естественным путём пары хладагента не могут, для этого в работу включается компрессор, повышающий давление и «выжимающий» температуру. Таким образом происходит переохлаждение уличного воздуха, к примеру, от -5 до -15 ºС, а оставшаяся дельта в 10 ºС возвращается внутрь дома в виде полезного тепла.

Устройство теплового насоса воздух-воздух Устройство теплового насоса «воздух-воздух»: 1 — наружный воздух; 2 — внешний теплообменник; 3 — наружный блок; 4 — компрессор; 5 — внутренний блок; 6 — тёплый внутренний воздух; 7 — внутренний теплообменник; 8 — терморегулирующий вентиль

Конечно, всё не так радужно, как описывают производители отопительного оборудования. Реальная эффективность системы ограничена двумя факторами:

  1. Температура кипения хладагента определяет границу, при которой тепловой насос в принципе способен работать. Большинство устройств способны генерировать при уличной температуре от -5 до -15 ºС, наиболее дорогостоящие (Zubadan) работают вплоть до -25 ºС. В сложных нагревательных комплексах на основе тепловых насосов может использоваться дополнительный испаритель во внешнем блоке.
  2. Коэффициент преобразования (COP) определяет отношение выдаваемой тепловой мощности к приложенной электрической. Реальное значение коэффициента обратно пропорционально разнице температур воздуха внутри здания и на улице. Таким образом, при сильном морозе производительность ТН существенно ниже.

Экономия от теплового насоса и область применения

Любая технология, способная извлечь дополнительные ватты энергии помимо затраченных, уже подразумевает существенную экономию. Вопрос стоит лишь в стоимости оборудования и сроках, за которые оно себя окупит.

Подсчитать несложно: возьмите расчётные показатели теплопотерь дома, разделите на среднее значение СОР с учётом средней температуры уличного воздуха в отопительный период и полученное значение мощности умножьте на стоимость того типа энергоносителя, который мог бы использоваться при ином типе обогрева.

Отопление дома тепловым насосом «воздух-воздух»

При стоимости порядка 3500–4000 рублей за каждый м2 отапливаемой площади воздушные тепловые насосы имеют срок окупаемости порядка 20–30 лет, что вдвое выше гарантированного срока эксплуатации оборудования. Впрочем, всегда нужно делать поправку на постоянное удорожание энергоносителей и потенциальную возможность разработки новых, более эффективных хладагентов.

Однако существуют ситуации, когда экономию от установки теплового насоса можно ощутить прямо сразу. Скажем, если стоимость подвода природного газа на участок составляет около 700–800 тысяч рублей, приобретение агрегата альтернативного отопления обеспечит пожизненную экономию буквально с первого дня использования. Можно возразить, что газовый котёл с успехом можно заменить электрическим, но не всегда установленной мощности городской сети достаточно для восполнения тепловых потерь дома.

Отопление дома тепловым насосом «воздух-воздух»

Также важно понимать разницу между основной и дополнительной системой отопления. Воздушные тепловые насосы, рассчитанные на работу при плюсовых уличных температурах, по стоимости обходятся в 2–2,5 раза ниже, а экономия и комфорт от их использования в межсезонье ощутимы более чем.

Централизованные и разнесённые системы отопления

Роль теплового насоса «воздух-воздух» в бытовом применении может сводиться либо к обогреву отдельных комнат, когда нет особого смысла «гонять» основной отопительный агрегат, либо к полному переоборудованию котельной. В последнем случае электрический или газовый котёл становится резервным источником обогрева, помогая тепловому насосу справиться с экстремально низкими температурами или перебоями в энергоснабжении.

Электрический котел отопления

Вариант локального применения теплового насоса видится более благоразумным. Зачем городить сложную отопительную систему, если местные нагревательные приборы обеспечивают гибкую регуляцию климата, а поломка одного из них не приведёт к выхолаживанию всего здания? Однако есть ряд аргументов против такого подхода:

  1. Очень сложно направить нагретый воздух по нужному маршруту. Образуется множество холодных зон, а выход на постоянный комфортный тепловой режим требует времени.
  2. Общая эффективность нескольких агрегатов всегда ниже, чем при установке одного более мощного.
  3. Многочисленные наружные блоки испортят вид фасада, а внутренние нарушат интерьер помещений.
  4. Существуют ограничения в длительности технической трассы, связывающей внешний блок с внутренним, что затрудняет отопление помещений в центре большого здания.

Внутренний блок теплового насоса воздух-воздух

Централизованный обогреватель на основе теплонасоса «воздух-воздух» требует прокладки сети воздуховодов, что особенно сложно выполнить при монолитном типе перекрытий и стен. Но есть и преимущества такой системы:

  1. Вы полностью контролируете температуру и влажность в доме.
  2. Имеется возможность очистки и обеззараживания воздуха.
  3. Полный контроль над притоком и вытяжкой вентиляции помогает снизить связанные с воздухообменом потери тепла или использовать рекуператоры.
  4. Обслуживание одного агрегата требует меньше времени, сил и средств.
  5. Работу в экстремальных режимах для одного внешнего блока организовать проще. Например, имеет смысл включать дополнительный обогрев внешнего блока при больших отрицательных температурах, вплоть до разведения рядом костра. Или, как вариант, можно наладить систему подготовки воздуха на почвенном теплообменнике.

Возможен ли монтаж своими руками

Несмотря на техническую сложность тепловых насосов, их установка может выполняться самостоятельно. Если точнее, то своими руками вы вольны провести всю «грязную работу»: прокладку технических трубопроводов и сетей питания, навеску внутренних и наружных блоков. В паспортной документации к каждому конкретному типу теплового насоса имеется исчерпывающая информация об условиях установки блоков, уклоне, протяжённости и допустимых изгибах технических трасс.

Установка теплового насоса воздух-воздух

Всё, что останется впоследствии — пригласить специалиста, который проверит корректность монтажа системы и обеспечит её правильный ввод в эксплуатацию. Эти работы самому не выполнить: требуется оборудование для прочистки и обезвоздушивания системы, заправки хладагента — в целом этот процесс достаточно технологичен и сложен.

Установка теплового насоса воздух-воздух

Следует подчеркнуть, что установка подобных систем кондиционирования не делается «с кондачка». Требуется детальный предварительный расчёт, в частности, необходимо определить подходящий под конкретные климатические условия класс оборудования и вычислить его достаточную мощность. Само собой, централизованное отопление на основе тепловых насосов вызывает ещё больше сложностей в проектировании и согласовании работ со строительными подрядчиками.

Долговечность системы и её обслуживание

Многих может отпугнуть заявленный производителем срок эксплуатации системы в 7–10 лет. На практике этот показатель существенно выше, просто тепловой насос может со временем терять в производительности.

В первую очередь это связано с постепенной утечкой хладагента во внешнюю среду и его загрязнение влагой и прочими примесями. На этот случай предусмотрена достаточно простая процедура обслуживания, заключающаяся в очистке теплоносителя и восполнении его концентрации.

Отопление дома тепловым насосом «воздух-воздух»

Износ механических узлов, таких как компрессор или вентилятор, неизбежен. Однако хороший тепловой насос предусматривает возможность модульной замены составляющих его частей. Долговечность оборудования целиком определяется условиями его эксплуатации и техническим совершенством системы. Работа на пределе, периодическое обледенение внешнего блока и прочие нарушения штатного режима работы — вот что нужно исключить с самого начала, чтобы техника успела себя полностью окупить и при этом принесла в дом желанные тепло и комфорт от использования.

рмнт.ру

08.12.16

www.rmnt.ru

Что такое тепловой насос для отопления частного дома? Как работает?

Специальное устройство, которое способно извлекать тепло из окружающей среды называется тепловой насос.

Применяются такие приборы в качестве основного или дополнительного метода обогрева помещений. Некоторые устройства также работают на пассивное охлаждение здания — при этом насос применяется как для летнего охлаждения, так и для зимнего обогрева.

В качестве топлива используется энергия окружающей среды. Такой обогреватель извлекает тепло из воздуха, воды, грунтовых вод и так далее, поэтому это устройство относят к классу возобновляемых источников энергии.

В состав всех тепловых аппаратов входит испаритель, компрессор, конденсатор и расширительный клапан. В зависимости от источника тепла различают водяные, воздушные и другие устройства. Принцип действия очень похож на принцип работы холодильника (только холодильник выбрасывает горячий воздух, а насос поглощает тепло).

Большинство приспособлений работают как при положительных, так и при отрицательных температурах, однако КПД устройства напрямую зависит от внешних условий (т. е. чем выше температура окружающей среды, тем мощнее будет устройство). В общем случае прибор работает следующий образом:

  1. Тепловой насос вступает в контакт с окружающими условиями. Обычно аппарат извлекает тепло из земли, воздуха или воды (в зависимости от типа устройства).
  2. Внутри прибора установлен специальный испаритель, который заполнен хладагентом.
  3. При контакте с внешней средой хладагент закипает и испаряется.
  4. После этого хладагент в виде пара поступает в компрессор.
  5. Там он сжимается — благодаря этому серьёзно повышается его температура.
  6. После этого разогретый газ поступает в систему отопления, что приводит к нагреванию основного теплоносителя, который и используется для отопления помещений.
  7. Хладагент понемногу охлаждается. В конце он превращается обратно в жидкость.
  8. Потом жидкий хладагент поступает в специальный клапан, который серьёзно понижает его температуру.
  9. В конце хладагент вновь попадает в испаритель, после чего цикл нагрева повторяется.

Фото 3

Фото 1. Принцип работы теплового насоса типа грунт-вода. Синим цветом показан холодный теплоноситель, красным — горячий.

Преимущества:

  • Экологичность. Такие устройства относятся к возобновляемым источникам энергии, которые не загрязняют атмосферу своими выбросами (тогда как в случае использования природного газа образуются вредные парниковые испарения, а для производства электроэнергии часто применяется сжигание угля, из-за чего также загрязняется воздух).
  • Хорошая альтернатива газу. Тепловой насос идеально подойдёт для отопления помещений в случаях, когда использование газа затруднительно по тем или иным причинам (например, когда дом находится вдали ото всех основных инженерных сетей). Насос также выгодно отличается от газового отопления тем, что для установки такого прибора не требуется получать государственное разрешение (но при бурении глубокой скважины его все же придётся получить).
  • Недорогой дополнительный источник тепла. Насос идеально подойдёт в качестве дешёвого вспомогательного источника питания (оптимальный вариант — применение газа зимой и насоса — весной и осенью).

Недостатки:

  1. Тепловые ограничения в случае использования водяных насосов. Все тепловые аппараты хорошо функционируют при положительных температурах, тогда как в случае работы при отрицательных температурах многие насосы перестают работать. В основном это связано с тем, что при этом вода замерзает, что делает невозможным её применение как источника тепла.
  2. Могут появиться проблемы с устройствами, которые в качестве тепла используют воду. Если для нагрева применяется вода, то потребуется найти её стабильный источник. Чаще всего для этого следует пробурить скважину, благодаря чему расходы на монтаж устройства могут возрасти.

Основные разновидности, их принципы работы

Все тепловые насосы отличаются друг от друга по источнику энергии. Основные классы устройств: грунт-вода, вода-вода, воздух-вода и воздух-воздух.

Первое слово указывает на источник тепла, а второе — означает то, во что оно превращается в устройстве.

Например, в случае прибора грунт-вода тепло извлекается из земли, а потом оно преобразуется в горячую воду, которая используется как нагреватель в системе отопления. Ниже мы рассмотрим разновидности тепловых насосов для отопления более подробно.

Грунт-вода

Установки типа грунт-вода добывают тепло прямо из земли с помощью специальных турбин или коллекторов. В качестве источника в данном случае используется земля, которая нагревает фреон. Он нагревает воду, которая находится в баке-конденсаторе. При этом фреон охлаждается и поступает обратно на вход насоса, а разогретая вода используется в качестве теплоносителя в основной системе отопления.

Цикл нагрева жидкости продолжается до тех пор, пока насос получает электричество из сети. Самым затратным, с экономической точки зрения, является метод грунт-вода поскольку для монтажа турбин и коллекторов придётся бурить глубокие скважины или менять расположение грунта на большом участке земли.

Вода-вода

По своим техническим характеристикам насосы типа вода-вода очень похожи на устройства класса грунт-вода с тем лишь отличием, что в качестве первичного источника тепла в данном случае используется не земля, а вода. В качестве источника могут использоваться как подземные воды, так и из различных водоёмов.

Фото 5

Фото 2. Монтаж конструкции для теплового насоса типа вода-вода: в водоём погружаются специальные трубы.

Устройства класса вода-вода значительно дешевле насосов типа грунт-вода, поскольку для их установки не нужно бурить глубокие скважины.

Воздух-вода

Установки класса воздух-вода получают тепло прямо из окружающей среды. Такие приборы не нуждаются в крупном внешнем коллекторе для сбора тепла, а для нагрева фреона используется обыкновенный уличный воздух. После нагревания фреон отдаёт тепло воде, после чего горячая вода поступает в отопительную систему через трубы. Устройства данного типа довольно дешёвые, поскольку для работы насоса не нужен дорогостоящий коллектор.

Воздушный

Установка класса воздух-воздух тоже получает тепло прямо из окружающей среды, а для её работы также не требуется внешний коллектор. После контакта тёплого воздуха происходит нагрев фреона, затем фреон нагревает воздух в насосе. Потом этот воздух выбрасывается в помещение, что приводит к локальному повышению температуры. Устройства данного типа также являются довольно дешёвыми, поскольку для их работы не требуется установка дорогостоящего коллектора.

Фото 6

Фото 3. Принцип работы теплового насоса воздух-воздух. В отопительные радиаторы поступает теплоноситель с температурой 35 градусов.

Расчёт для систем отопления, таблица

Главным показателем, который показывает мощность того или иного теплового прибора, является параметр КПТ (в англоязычной литературе он известен под аббревиатурой COP). КПТ — коэффициент преобразования тепла, который вычисляется путём деления общей мощности устройства на количество потребляемого электричества за единицу времени. Например, некий насос X потребляет 2 кВт/ч электрической энергии, а вырабатывает при этом 5 кВт/ч тепловой энергии — в таком случае значение КПТ = 5/2 = 2,5.

Коэффициент преобразования большинства устройств находится в пределах от 3 до 7, однако чем выше КПТ, тем дороже будет стоить прибор. Следует также помнить, что значение КПТ зависит от температуры окружающей среды — если она слишком низкая, то значение КПТ начнёт стремиться к 1 (фактически для нагрева теплоносителя используется только электричество, а внешнее тепло принимать участие в обогреве здания не будет).

Фото 7

Фото 4. Таблица с расчетом мощности теплового насоса типа воздух-вода от производителя Sapun.

Применение того или иного насоса должно быть оправдано с инженерной точки зрения. Для покупки прибора сперва производят расчёт теплопотерь здания. Для этого используется следующая формула: КТ = (ОЗ * МТП * КС)/860. Расшифровывается она так:

  • Количество тепла (единицы измерения — кВт/ч).
  • ОЗ — общий объем здания.
  • МТП — максимальный температурный перепад. Для определения этого показателя следует отнять температуру в помещении от уличной температуры. Например, вы хотите, чтобы в помещении температура зимой составляла 20 °C, тогда как на улице она будет находиться рядом с отметкой —10 °C — в таком случае МТП = 20 — (-10) = 30.
  • КС — специальный поправочный коэффициент, который учитывает тип стен. Для деревянных — показатель КС равен 3—4 единицам, для кирпичных стен — 2—3, для кирпичных в два слоя — 1—2, для кирпичных в 2 слоя с утеплителем — 0,5—1.
  • Число 860 — поправочный коэффициент, на который делится итоговое значение, чтобы перевести килокалории в киловатт-часы.

Монтаж теплового насоса

Метод установки прибора зависит от типа и модели устройства, а также от особенностей местности. Давайте рассмотрим пример монтажа простейшего теплового насоса класса земля-вода:

  • Сначала проводятся подготовительные работы. На данном этапе происходит замер уровня залегания грунтовых вод, определение мощности электросети и так далее. В конце этапа происходит бурение скважины в соответствии с планом.

Фото 8

Фото 5. Монтаж теплового насоса типа грунт-вода: в заранее вырытые скважины погружаются специальные трубы.

  • После чего в скважины опускаются геотермальные зонды, которые будут извлекать тепло из земли. На этом этапе устанавливается также ещё и испаритель с хладагентом, который будет передавать тепло на компрессор.
  • Теперь его необходимо установить. Обычно прибор ставят в помещении рядом с домом; площадь компрессора обычно составляет менее 1 квадратного метра, поэтому, как правило, такое устройство устанавливают в небольшом помещении.
  • После этого происходит подключение насоса к отопительной сети дома с помощью труб. На завершающем этапе производится тестовый запуск, а в случае обнаружения каких-либо недочётов производится отладка.

Полезное видео

Посмотрите видео, в котором рассказывается о принципах работы теплового насоса для отопления грунт-вода.

Безопасность и экологичность

Тепловой насос — хорошее устройство, которое идеально подойдёт для обогрева здания в качестве вспомогательного источника тепла.

В качестве топлива в таком случае используются ресурсы окружающей среды, поэтому тепловой насос считается возобновляемым источником энергии.

Главные преимущества — безопасность и экологичность, поскольку для эксплуатации не используется сжигание газа или угля.

Такой прибор не навредит человеку и окружающей среде, но использовать его следует с умом, поскольку в ряде случаев применение этого прибора может быть нецелесообразно с инженерной или экономической точки зрения.

ogon.guru

Как работает воздушный тепловой насос?

Человеку, мало знакомому с физикой и термодинамикой, идея воздушного теплового насоса может показаться абсурдной. Неужели действительно при температуре наружного воздуха значительно ниже нуля можно нагреть воздух в доме до приемлемого уровня? Это действительно возможно, вот почему промышленные модели самых разнообразных тепловых насосов продаются вполне успешно уже не первое десятилетие. Главный недостаток заводских моделей — очень высокая цена.

Важный элемент такой системы — хладагент, т. е. вещество, обладающее очень низкой температурой кипения и испарения. Чаще всего в этом качестве используют газ фреон, такой же, как в холодильнике или обычном кондиционере. Но если в этих устройствах хладагент отбирает тепло и передает его окружающей среде, то в тепловом насосе он собирает тепло, содержащееся в воздухе, и передает его в дом.

Описать цикл преобразования низкопотенциальной тепловой энергии в высокопотенциальную можно следующим образом:

  1. Вентилятор нагнетает наружный воздух в камеру с испарителем.
  2. Находящийся внутри испарителя хладагент нагревается и переходит в газообразное состояние.
  3. В виде газа хладагент поступает в компрессор и дополнительно нагревается, подвергаясь воздействию высокого давления.
  4. Затем хладагент перемещается в конденсатор, где теряет полученную энергию и снова возвращается в жидкое состояние.
  5. Полученное в результате тепло используется для обогрева дома.
  6. Жидкий хладагент возвращается в испаритель.

Чтобы повысить эффективность работы устройства, на отрезке между конденсатором и испарителем рекомендуется использовать специальный дроссельный клапан. Этот цикл, получивший наименование обратного принципа Карно, повторяется снова и снова. Для автоматизации процесса в схему включают блок автоматического управления.

Как обогреть дом с помощью воздуха?

Итересный опыт использования теплового насоса типа «воздух-воздух» представлен в следующем видеоматериале:

Чтобы эффективно обогреть дом с помощью воздуха, необходимо выполнить три этапа работ:

  1. Обеспечить забор наружного воздуха, необходимого для работы теплового насоса.
  2. Собрать отдельные детали теплонасоса в единое устройство.
  3. Создать систему воздушного отопления дома.

Чтобы обеспечить приток наружного воздуха, используется мощный вентилятор. Его можно установить непосредственно у стены здания или на некотором расстоянии, выбрав подходящее место во дворе частного дома. Рекомендуется размещать вентилятор на открытом пространстве с хорошей циркуляцией воздушных потоков. Воздух будет поступать внутрь дома по специальным трубопроводам. Если вентилятор установлен во дворе, то понадобится провести два трубопровода: для забора воздуха снаружи и для обратного потока воздуха. Обычно трубы укладывают в траншею, вырытую в земле (при этом их необходимо утеплить), либо же пускают напрямую через стену.

Как сделать такой агрегат самостоятельно?

Обычно тепловые насосы воздух воздух состоят из ряда устройств, таких как испаритель, компрессор и конденсатор. Для изготовления испарителя можно использовать большой пластиковый бак, рекомендованный объем емкости составляет 100-120 литров. Внутрь этого бака вставляют змеевик из медной трубы, по которому будет циркулировать хладагент. Чтобы сделать змеевик, используют подходящий цилиндр, чаще всего это газовый баллон. Трубу наматывают на баллон, а чтобы сохранить правильный шаг между витками змеевика, используют алюминиевую перфорированную рейку. Кроме того, в пластиковой емкости нужно сделать отверстия для подачи-отвода наружного воздуха. Змеевик испарителя вполне можно уместить и в меньшую емкость, однако для этого придется сделать больше витков меньшего диаметра, что существенно усложняет работу и отрицательно сказывается на ее качестве.

Еще один медный змеевик понадобится для конденсатора. Этот элемент изготавливают обычно из металлического бака, который придется разрезать, а затем заварить. Внутрь также вставляется медный змеевик для хладагента и делаются отверстия, через которые будет поступать и отводиться внутренний воздух помещения. Работы выполняются с помощью сварочного аппарата.

Один из важнейших элементов системы — компрессор. Сделать этот элемент самостоятельно довольно проблематично, поэтому обычно используют промышленные модели. Бюджетный вариант решения проблемы — снять рабочий компрессор с испорченной сплит-системы. Обычно мощность таких компрессоров прекрасно подходит для самодельных тепловых насосов, а оставшегося ресурса хватает на многие годы работы.

После того, как все элементы готовы, следует:

  1. Соединить их между собой.
  2. Заправить систему хладагентом.
  3. Подключить испаритель к системе забора наружного воздуха.
  4. Подключить конденсатор к системе отопления дома.

Заправка хладагентом — сложный и ответственный этап работы. Для реализации этой задачи лучше пригласить опытного мастера по холодильному оборудованию. Он не только заправит в теплонасос фреон, но и поможет проверить качество устройства.

Обустройство воздушной системы отопления

Воздушное отопление лучше подходит для использования с тепловым насосом, чем традиционные водяные системы с громоздкими и дорогостоящими радиаторами, поскольку в этом случае нет необходимости нагревать теплоноситель до очень высокой температуры. Нагретый воздух распространяется в жилых помещениях через систему воздуховодов. Это исключает довольно значительные теплопотери, которые неизбежны при транспортировке горячей воды.

Нагретый воздух из теплообменника поступает в фильтр, а затем — в систему воздуховодов. Одновременно к нему подмешивается некоторое количество наружного воздуха. Таким образом обеспечивается не только обогрев помещения, но и правильный воздухообмен.

Разумеется, для транспортировки теплого воздуха понадобится достаточно мощный вентилятор. Воздуховоды обычно прокладывают вдоль стен комнат, а теплый воздух поступает из приточных решеток, которые целесообразно размещать возле окон. Кроме того, система оснащается термостатами, которые позволяют регулировать обогрев помещений в автоматическом режиме.

Для монтажа воздушной системы отопления придется запастись:

  • специальными воздухододами;
  • набором приточных решеток;
  • алюминиевым армированным скотчем;
  • набором крепежных элементов;
  • инструментом для работы с оцинкованной сталью.

Для транспортировки горячего воздуха успешно используются как жесткие, так и гибкие воздуховоды. Для жестких конструкций понадобятся дополнительные отводы, чтобы развернуть направление потока воздуха под необходимым углом (45 или 90 градусов).

Лучше всего монтировать систему воздуховодов еще на этапе строительства дома. Тогда их можно будет встроить прямо в стены. Если решение принято позже, воздуховоды размещают вдоль стен и скрывают их декоративными решетками.

aqua-rmnt.com


Categories: Насос

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector