Принцип работы тепловых насосов для дома: их плюсы и минусы, схемы, технологии и видео инструкции

Содержание

Работа теплового насоса

Очень сложный на первый взгляд принцип работы тепловых насосов основан на простых законах термодинамики и свойствах жидкостей и газов:

  1. Когда газ переходит в жидкое состояние (конденсация), выделяется тепло
  2. Когда жидкость превращается в газ (испарение), тепло поглощается

Большинство жидкостей могут закипать при довольно высоких температурах, близких к 100 градусам. Но есть вещества с довольно низкими температурами кипения. Фреон примерно 3-4 градуса. Превратившись в газ, он легко сжимается, и температура внутри контейнера начинает повышаться.

принцип работы тепловых насосов

Теоретически фреон можно сжимать для достижения всех желаемых температур, но на практике они ограничиваются 80-90 градусами, что необходимо для полноценной работы классической отопительной системы.

Каждый сталкивается с тепловым насосом чаще одного раза в день, проходя мимо холодильника. Однако в нем он работает в обратном направлении, забирая тепло от продуктов и рассеивая его в атмосферу.

Если вы ищете, где купить теплообменное оборудование для своего производства, то рекомендуем продукцию уральского завода котельного оборудования.

Видео о технологии работы

Основные преимущества и недостатки тепловых насосов

Главное преимущество тепловых насосов в том, что их КПД во много раз выше, чем у обычного электрооборудования для отопления или кондиционирования воздуха. Например, даже при использовании современных и недорогих электронагревателей количество выделяемого тепла примерно равно потребляемой энергии.

Тепловые насосы в этой области вне конкуренции: они производят в 3-7 раз больше тепловой энергии (COP), чем потребляют электричество. COP — это единица измерения эффективности теплового насоса.

К другим преимуществам установки теплового насоса относятся:

  • Долгая рабочая жизнь. При соблюдении правил эксплуатации и своевременном проведении технического обслуживания насосы могут работать без поломок и ремонтов десятилетиями (до 30 лет и более). Единственным «слабым звеном» в таких системах является компрессор, который может требовать замены раз в 15-20 лет;
  • Значительная экономия затрат на топливо. В России цены на энергоносители только постоянно растут, и в конечном итоге HP позволяет вам сэкономить на них огромные суммы;
  • Универсальность использования. Большинство моделей тепловых насосов обладают замечательным свойством: обратимостью: в летнюю жару они охлаждают дом, а в холодное время года обеспечивают отопление;
  • Полная автоматизация. Правильная настройка работы ВД гарантирует полную автоматизацию: пользователю нужно только установить температуру для обогрева помещений зимой и охлаждения летом;
  • Широкая география использования. Разнообразие типов тепловых насосов позволяет им работать в разных регионах, с различным климатом: в случае тепловых насосов источниками тепла могут быть почва, воздух или вода;
  • Перспективы полной автономии. Если вы используете солнечные батареи в качестве источника электричества, то вы можете построить в любом месте, даже самом удаленном, полностью автономный дом, который будет самостоятельно питаться теплом, водой и электричеством;
  • Минимальное обслуживание. Надежность и долговечность оборудования делают его удобным в эксплуатации;
  • Совершенно бесплатный источник тепла. Мы по-прежнему не платим за воздух, которым дышим, за воду в резервуарах и землю под нашими ногами: с помощью тепловых насосов они становятся безграничным ресурсом для получения тепловой энергии.

Между тем, у этих систем есть и свои недостатки, о которых нужно знать:

Высокая стоимость самого оборудования и его установки. Поскольку первоначальные затраты достаточно высоки, тепловой насос окупается не сразу: в среднем на это уходит 3-7 лет. Быстро окупаются только аэротермальные (воздушные) насосы, что требует минимальных затрат на установку.

Ориентация на системы отопления с низкой температурой теплоносителя. Для систем теплого пола выгоднее использовать тепловые насосы с температурой 35-40 ° С.

Воздействие геотермальных насосов на аэробные микроорганизмы. При работе дноуглубительных насосов почва вокруг труб постоянно охлаждается, что приводит к гибели аэробных бактерий, которые помогают очищать сточные воды от вредных веществ.

Тепловой носос

Известные бренды и ориентировочные цены

создан рынок теплового насосного оборудования в России. Лидирующие позиции здесь занимают иностранные компании, такие как: Nibe (Швеция), Mitsubishi Electric (Япония), Danfoss (Дания), Vaillant (Германия), Viessmann (Германия), Mammoth (США) и другие. По соотношению цены и качества продукция российского производства (бренды Henk и SunDue) не уступает именитым брендам по соотношению цены и качества).

Ориентировочная цена (на 2016 год) импортного теплового насоса для грунтовых вод мощностью 10 кВт, предназначенного для отопления дома площадью 100 м2 (без установки) — 500000 рублей. За работы по бурению скважин, монтаж труб и пуско-наладочные работы придется заплатить в среднем 80 000 рублей без учета дополнительных материалов.

Бытовая техника дешевле. Цена российского теплового насоса с аналогичными параметрами составляет около 360 000 рублей. Его покупка с установкой под ключ обойдется примерно в 430 000 рублей. Ориентировочная цена теплового насоса воздух-вода мощностью 10 киловатт — 270 000 рублей. Средняя стоимость данного агрегата с установкой под ключ — 320 000 рублей.

Отзывы реальных владельцев данного вида техники крайне положительные. Они характеризуются надежной работой геотермальных тепловых насосов и низкими эксплуатационными расходами (техническое обслуживание, электричество).

Опасения тех, кто все еще думает о покупке теплового насоса «воздух-вода», основанные на практике использования этой техники, не оправданы. Эти агрегаты стабильно вырабатывают тепло вплоть до температуры наружного воздуха -25 ° C.

Тепловые насосы типа «воздух – вода», «воздух – воздух»

Тепловой насос типа «воздух-воздух» и «воздух-вода» аналогичен по работе кондиционерам. Они дешевле, но по универсальности уступают другим типам насосов, используются в основном для нагрева горячей воды.

тепловые насосы воздух-вода

Эти устройства доступны в двух версиях:

  1. Сплит-система состоит из двух блоков, соединенных пользователями. Внешний включает в себя мощный вентилятор и испаритель, а внутренний — конденсатор и автоматику. В этом случае компрессор можно разместить как во внутреннем блоке, так и во внешнем блоке, чтобы избежать шума в помещении.
  2. В моносистеме все элементы собраны в единую емкость и монтируются либо в доме, соединенном с улицей гибким воздуховодом, либо снаружи.

Рекомендации по установке и эксплуатации


Тепловой насос устанавливают специальные бригады. Владелец сайта должен следовать некоторым рекомендациям.

  • Насосный агрегат для наружного воздуха необходимо разместить на металлической опоре у стены, а не на кронштейнах.
  • Поместите агрегат под навес или навес, чтобы снег не прилипал к блоку, перекрывал и промерзал сливные отверстия.
  • При установке устройства убедитесь, что сливное отверстие не заблокировано.
  • запрещается устанавливать наружные блоки друг на друга, так как при включении режима размораживания нижние модули будут залиты водой.
  • Если тепловой насос предназначен для отопления, трубопровод между агрегатами должен быть теплоизолирован. Толщина теплоизоляции не менее 9 мм.
  • Если ТНУ используется для нагрева воды, то следует выбирать бойлер с косвенным нагревателем.

Оборудование должно быть заземлено.

Схема теплового насоса

КПД большинства тепловых насосов основан на тепле земли, температура в которой практически не колеблется в течение года (в пределах 7-10 градусов). Тепло перемещается между тремя контурами:

  1. Контур отопления
  2. Тепловой носос
  3. Маринованный гарнир (он же молотый

Классический принцип работы тепловых насосов в системе отопления состоит из следующих элементов:

контур теплового насоса

  1. Теплообменник, передающий тепло, отбираемое от земли, во внутренний контур
  2. Устройство сжатия
  3. Второй теплообменник, передающий полученную энергию в контур внутри системы отопления
  4. Механизм, понижающий давление в системе (ускоритель)
  5. Рассольный контур
  6. Зонд Земли
  7. Контур отопления

Труба, выполняющая роль первичного контура, помещается в колодец или закапывается прямо в землю. По нему движется охлаждающая жидкость-тосол, температура которой повышается до аналогичной земной (около +8 градусов) и поступает во второй контур.

вторичный контур

Вторичный контур забирает тепло от жидкости. Циркулирующий внутри фреон закипает и превращается в газ, который отправляется в компрессор. Поршень сжимает его до 24-28 атм, из-за чего температура повышается до + 70-80 градусов.

увеличить энергию

На этом этапе работы энергия концентрируется в небольшом кластере. Это повышает температуру.

третий рабочий контур теплового насоса

Нагретый газ поступает в третий контур, который представлен системами горячего водоснабжения или даже отопления дома. При передаче тепла возможны потери до 10-15 градусов, но они оказываются незначительными.

цикл теплового насоса

По мере охлаждения фреона давление понижается и снова переходит в жидкое состояние. При температуре 2-3 градуса стекает обратно во второй контур. Цикл повторяется снова и снова.

Разновидности тепловых насосов и систем

Грунтовые тепловые насосы

Количество тепловой энергии, полученной почвой, достаточно для нагрева теплоносителя до уровня, при котором его агрегатное состояние изменяется, превращаясь в пар. Удобно, что на глубине в несколько метров не наблюдается сезонных колебаний температуры. Это позволяет использовать прибор круглый год и в доме всегда будет горячая вода.

Уложить трубу в землю можно двумя способами:

  1. Горизонтальный коллектор — это горизонтальная граничная система.
  2. Геотермальный зонд — приемники устанавливаются и подключаются вертикально.

Геотермальные насосы с горизонтальным коллектором предназначены для работы под землей от полутора до двух метров. Главное — преодолеть отметку уровня промерзания почвы. Для каждого региона он разный. В среднем это 1,2 метра. Если нужно отапливать постройку площадью до 100 кв.м, потребуется выкопать траншею или вырыть сеть траншей площадью 2-3 сотки. Это не обязательно делать под самим зданием. Главное, не высаживать на пораженном участке растения с корнями, уходящими глубоко в почву.

Водяные тепловые насосы

Принцип работы такой же, как и у такого теплового насоса. Но тип источника другой.

В данном случае это грунтовые воды. Конечно, глубина их присутствия должна быть доступна в регионе. Но если есть такая возможность, система отличается термической стабильностью, так как грунтовые воды имеют постоянную температуру круглый год. Это делает устройство пригодным для использования в любое время года. Перед установкой проводится геологоразведка, чтобы убедиться, что вода течет на глубине 30-40 метров.

Однако требуется и химический анализ. Если в составе мало солей железа и ряда других примесей, можно установить геотермальный зонд.

В противном случае это нецелесообразно из-за риска преждевременного выхода из строя и плохой работы.

В этом случае используется наземный или воздушный тепловой насос. Именно это требование является причиной того, что среди всей массы действующих сегодня установок водяные тепловые насосы используются реже — около 5% случаев.

Воздушные тепловые насосы

Главное преимущество такого способа организации отопления и горячего водоснабжения в том, что нет необходимости вести масштабное строительство.

Нет необходимости бурить скважины для геотермальных зондов. Нет необходимости рыть траншеи, как в случае с геотермальным тепловым насосом. Все узлы размещены на поверхности. В результате ориентировочная стоимость намного ниже. Меньше времени уходит на установку и обустройство. Но при всем кажущемся комфорте этот аппарат далек от идеала.

Работа будет эффективной при температуре воздуха не ниже — 15 ° С.

Схематично тепловой насос можно представить как систему, имеющую три контура:

  • В первом контуре стоит теплоноситель, который передает энергию от некачественного источника тепла.
  • Далее циркулирует охлаждающая жидкость. Он может испаряться, забирая тепловую энергию из первого контура, или снова конденсироваться, отдавая тепло третьему контуру.
  • В последнем контуре циркулирует радиатор (обычно вода), который передает тепло через батареи для обогрева дома.

Где насос берет тепло?

Принцип действия теплового насоса основан на «эксплуатации» некачественных природных источников тепла из окружающей среды.

Распределение солнечной энергии
Распределение солнечной энергии

Они могут быть:

  • просто из воздуха;
  • тепло водоемов (озер, морей, рек);
  • почвенное тепло, грунтовые воды (термальные и артезианские).

Геотермальный тепловой насос. Принцип действия
Геотермальный тепловой насос. Принцип действия

Основные элементы конструкции тепловых насосов

Чтобы энергоблок работал по принципам работы теплового насоса, его конструкция должна содержать 4 основных агрегата, это:

  • Компрессор.
  • Испаритель.
  • Конденсатор.
  • Дроссель.

Компрессор — важный элемент конструкции теплового насоса. Его основная функция — повышение давления и температуры паров, образующихся при кипении хладагента. В частности, для климатической техники и тепловых насосов используются современные спиральные компрессоры.

Устройство и принцип работы теплового насоса
Жидкости с низкой температурой кипения используются в качестве рабочего тела, которое напрямую передает тепловую энергию. Обычно используют аммиак и фреон (+)

Эти компрессоры предназначены для работы при отрицательных температурах. В отличие от других версий, спиральные компрессоры бесшумны и работают как при низких температурах кипения, так и при высоких температурах конденсации. Их компактные размеры и небольшой удельный вес считаются несомненным преимуществом.

Системный блок с тепловым насосом
Практически вся энергия теплового насоса расходуется на транспортировку тепловой энергии снаружи внутрь помещения. Следовательно, для работы установок требуется около 1 единицы энергии при производстве 4-6 единиц (+)

Испаритель как конструктивный элемент представляет собой емкость, в которой жидкий хладагент превращается в пар. Хладагент, циркулирующий в замкнутом контуре, проходит через испаритель. В нем теплоноситель нагревается и превращается в пар. Образующийся пар низкого давления направляется в компрессор.

В компрессоре пары хладагента сжимаются, и их температура повышается. Компрессор перекачивает горячий пар под высоким давлением в конденсатор.

Компрессор является неотъемлемой частью теплового насоса
Компрессор сжимает циркулирующую по контуру жидкость, в результате чего ее температура и давление повышаются. Затем сжатая среда поступает в теплообменник (конденсатор), где охлаждается, передавая тепло воде или воздуху

Следующий конструктивный элемент системы — конденсатор. Его функция сводится к передаче тепловой энергии во внутренний контур системы отопления.

Серийные образцы, выпускаемые промышленными предприятиями, комплектуются пластинчатыми теплообменниками. Основной материал таких конденсаторов — легированная сталь или медь.

Самодельный теплообменник для теплового насоса
Для изготовления теплообменника своими руками подойдет медная труба диаметром в полдюйма. Толщина стенок труб, используемых для изготовления теплообменника, должна быть не менее 1 мм

Термостатический или дроссельный клапан устанавливается в начале той части гидравлического контура, где циркулирующая жидкость высокого давления преобразуется в жидкость низкого давления. Точнее, бабочка в сочетании с компрессором делит контур теплового насоса на две части: одна с параметрами высокого давления, другая с низкими параметрами.

Проходя через дроссельный клапан, циркулирующая в замкнутом контуре жидкость частично испаряется, поэтому давление падает вместе с температурой. Затем он поступает в теплообменник, сообщаясь с окружающей средой. Там он улавливает энергию окружающей среды и возвращает ее системе.

Дроссельная заслонка регулирует поток хладагента в испаритель. При выборе клапана необходимо учитывать параметры системы. Клапан должен соответствовать этим параметрам.

Дроссельная заслонка для теплового насоса
Проходя через клапан регулирования температуры, теплоноситель частично испаряется и температура подачи снижается (+)

Использование грунтовых насосов

дополнительную выгоду от площадей, занятых газонами или цветочными клумбами, можно получить с помощью типа ТН «Водный стол». Для этого необходимо прокладывать трубы в траншеях на глубине ниже уровня промерзания для сбора подземного тепла. Расстояние между параллельными траншеями не менее 1,5 м.

На юге России даже в очень холодные зимы грунт промерзает максимум до 0,5 м, поэтому выравнивателем проще снять весь слой земли на месте установки, уложить коллектор и затем засыпать яму экскаватор. На этом месте нельзя высаживать кусты и деревья, корни которых могут повредить внешний контур.

Количество тепла, получаемого каждым метром трубы, зависит от типа почвы:

  • сухой песок, глина — 10-20 Вт / м;
  • мокрая глина — 25 Вт / м;
  • мокрый песок и гравий — 35 Вт / м.

Прилегающий к дому участок земли может быть недостаточно большим для размещения внешнего бревна трубы. Сухие песчаные почвы не обеспечивают достаточного теплового потока. Затем они используют бурение скважин глубиной до 50 метров, чтобы достичь водоносного горизонта. В ямы опускаются П-образные бачковые кольца.

Чем глубже глубина, тем выше термический КПД зондов внутри скважин. Температура земных недр увеличивается на 3 градуса каждые 100 м. Эффективность извлечения энергии из колодца скважины может достигать 50 Вт / м.

Монтаж и запуск систем HP — это комплекс технологически сложных работ, которые могут выполнить только опытные специалисты. Общая стоимость оборудования и комплектующих намного выше, чем у обычного газового отопительного оборудования. Таким образом, срок окупаемости первоначальных затрат растягивается на годы. Но дом строят десятилетиями, и геотермальные тепловые насосы — самый выгодный способ обогрева дачных домов.

Годовая экономия по сравнению с:

  • газовый котел — 70 % ;
  • электрическое отопление — 350 %;
  • твердотопливный котел — 50 %.

При расчете срока окупаемости теплового насоса стоит учитывать эксплуатационные расходы на весь срок службы оборудования — не менее 30 лет, поэтому экономия во много раз превысит первоначальные затраты.

принцип работы теплового насоса для отопления дома (отмычка)

Применение для охладительных систем

Возможность различных систем отопления

Большим преимуществом тепловых насосов является то, что это оборудование может не только обогревать здание, но и охлаждать помещение.

Конструктивное решение возможности охлаждения часто интегрируется в тепловой насос на начальном этапе, на этапе производства, и почти все производители имеют модели насосов, способных вентилировать дом (функция естественного охлаждения).

Если насосное оборудование не имеет такой возможности, его можно переделать. Для этого также потребуется установить гидравлическую развязку, установленную снаружи насоса. Этот вариант не требует значительных вложений.

Существуют различные способы подачи генерируемого холода в здание. Эту функцию можно поручить охлаждающим панелям, установленным на поверхности стен, теплому «холодному» полу, радиаторам отопления или фанкойлу, где в корпусе расположен теплообменник, обдуваемый вентилятором.

Продолжить чтение

  • Типы тепловых насосов 57Типы тепловых насосов
    Типы тепловых насосов Тепловые насосы используют экологически чистую природную энергию почвы, воды или воздуха в качестве основного источника тепла (см. Рисунок). Они также могут использовать любое выделяющееся технологическое тепло. В зависимости от типа первичного источника тепла различают следующие виды отопления…
  • Тепловые насосы Nibe — описание, типы, особенности установки 55Тепловые насосы Nibe: описание, виды, особенности установки
    Тепловые насосы Nibe NIBE Energy Systems (Швеция) — лидер рынка отопительного оборудования в странах Северной Европы, Польши и Чехии. Специализируется на отоплении помещений с использованием геотермальных источников энергии, а также на производстве котлов, водонагревателей, котлы и другое отопительное оборудование, качественная продажа…
  • Тепловые насосы — виды и характеристики 53Тепловые насосы - виды и характеристики
    Тепловые насосы Большинство тех, кто ищет экономное отопление, хотят приблизиться к стоимости ежемесячных платежей на магистральный газ. Также важно минимальное обслуживание системы отопления. В этом отношении геотермальный тепловой насос не имеет конкурентов. Насосы сжатого воздуха, бензобаки, бункеры для заработной платы и т.д. Они дороже…

Опубликовано в разделе Тепловые насосы Обратите внимание на принцип работы, тепловые насосы

Виды тепловых насосов для отопления дома

Тепловой насос может нагревать три среды: воду, воздух, теплоноситель. Воздух используется для обогрева дома через вентиляцию, фанкойлы или внутренние блоки. Вода и теплоноситель циркулируют в радиаторных системах, полах и теплых стенах.

Основное название теплового насоса зависит от среды, от которой он получает тепло. Вода — из воды, из воздуха — из воздуха, из почвы или геотермальной — из почвы и грунтовых вод.

Точное название теплового насоса указывает на среду, которой он передает тепло. Тепловой насос почва-вода получает энергию от земли и нагревает воду или теплоноситель, вода-воздух — он получает тепло от воды и нагревает воздух.

Воздушные тепловые насосы

Тепловые насосы воздух-воздух похожи на кондиционер и состоят из наружного и внутреннего блоков, иногда выполненных в виде моноблока с воздуховодами. Принцип действия теплового насоса воздух-воздух заключается в отборе тепла из воздуха снаружи здания и его нагревании внутри.

ВД воздух-вода состоит из наружного блока и бойлера (котла) или в виде моноблока, в котором они объединены. Принцип работы теплового насоса «воздух-вода» заключается в том, что он охлаждает наружный воздух и нагревает воду или другой теплоноситель.

Наружный блок Daikin с воздушным тепловым насосом
Наружный блок с воздушным тепловым насосом высокой мощности.

Водяные тепловые насосы

Тепловой насос вода-вода состоит из блока с теплообменником или накопителем и трубопровода (поля), состоящего из нескольких погруженных в резервуар трубок, по которым циркулирует теплоноситель. Принцип действия теплового насоса вода-вода заключается в отборе тепла из бака и нагреве воды или теплоносителя.

ВД вода-воздух — это магистраль и моноблок, в котором воздух нагревается для питания фанкойлов или для вентиляции. Иногда в этих тепловых насосах используются внутренние блоки типа кондиционирования воздуха.

Линия теплового водяного насоса
Прокладка трубопровода водяного теплового насоса в искусственном резервуаре

Грунтовые тепловые насосы

Такие тепловые насосы используют тепло земли, для чего бурит скважины или геотермальное поле, через которое циркулирует теплоноситель или рассол. В первом случае бурят несколько скважин, расположенных друг от друга на расстоянии более одного метра. Во втором случае горизонтальные трубы укладываются на максимальную глубину 2 метра.

Земляные тепловые насосы для косвенного теплообмена имеют два контура. В первом, лежащем в поле или колодце, циркулирует жидкость (рассол, растворы пропиленгликоля, этиленгликоль), которая передает тепло охлаждающей жидкости (фреон), циркулирующей по второму контуру здесь образуются пузырьки конденсации и испарения, передающие тепло.

Земляные тепловые насосы с прямым теплообменом имеют контур. В нем циркулирует фреон. Из-за большого количества стоимость установки этого типа ТН выше.

Тепловые насосы «земля-вода» имеют встроенный накопительный бак или небольшой теплообменник. Тепловые насосы земля-воздух выполняются в виде моноблока с нагретым каналом подачи воздуха, либо они нагревают его через внутренние блоки, такие как блоки кондиционирования воздуха.

Геотермальное поле с геотермальным тепловым насосом
Прокладка траншей под магистраль геотермального поля геотермального теплового насоса

Тепловой насос для отопления – принцип действия

Из школьного курса физики, вспоминая второй закон термодинамики, точно известно, что тепло от горячего тела передается холодному без какого-либо механизма. Уловка в том, как передать тепло в обратном направлении? Для этого нам понадобится охлаждающая жидкость и ряд действий, обеспечивающих результат.

Именно эти действия нам поможет выполнить тепловой насос. Стоимость электроэнергии для работы теплового насоса пропорционально зависит от разницы значений температуры между средствами, задействованными в этом процессе.

Вы когда-нибудь прикасались к черной решетке холодильника сзади? Любой желающий может убедиться, что задняя стенка очень горячая. Направив лазерный пирометр на черную решетку, можно увидеть, что температура его поверхности составляет около 40 ° C. Таким образом, инженеры по холодильному оборудованию рециркулируют ненужное тепло изнутри морозильной камеры.

известно, что в конце сороковых годов прошлого века изобретатель Роберт Вебер обратил внимание на ненужный нагрев воздуха радиатором холодильника. Изобретатель задумался и подключил к нему бойлер косвенного нагрева. В результате Роберт обеспечил семью горячей водой в необходимом объеме. Именно тогда энтузиаст задумал, как перевернуть холодильник вверх дном и превратить кулер в нагревательный прибор. Я должен признать, что он это сделал.

Как работает тепловой насос?

тепловой носос
Принцип работы теплового насоса основан на том, что недра в любое время года, опустившись ниже нуля, мы столкнемся с температурами выше нуля. Получается, что незамерзающий слой почвы у нас прямо под ногами. Что, если вы используете его в качестве задней части морозильной камеры?

Поэтому окружающую атмосферу можно рассматривать как морозильную камеру. Разница температур между ними используется геотермальными насосами, преобразуя их в энергию для отопления дома.

Следуя принципу работы холодильного оборудования, система труб, по которым циркулирует хладагент, используется для передачи тепла из подполья в жилое пространство. Фреоновые фреоны нагреваются подземным теплом и начинают испаряться. Холодный наружный воздух охлаждает его, вызывая конденсацию фреона.

тепловой носос

Нагревая тепло путем чередования циклов испарения и нагрева, тепловой насос обеспечивает циркуляцию хладагента. Компрессор создает давление, заставляя фреон перемещаться по трубкам двух теплообменников.

В первом теплообменнике фреон испаряется при низком давлении, при этом тепло поглощается из окружающей атмосферы. Затем тот же хладагент сжимается компрессором под высоким давлением и передается во второй змеевик, где он конденсируется. Затем он выделяет тепло, которое было поглощено ранее в цикле.

Повышающий компрессор играет главную роль в этом процессе. Увеличивая давление, фреон конденсирует больше тепла, чем получено от теплой земли. Таким образом, положительные значения почвы равны + 7 ° и переводятся в комфортные домашние условия + 24 ° С.

Применяя тепловой насос для отопления, получаем высокую эффективность.

тепловой носос
Хочу уточнить, что вся конструкция не требует выделенной линии электропроводки. Энергопотребление сравнимо с бытовым электрическим чайником. Хитрость в том, что тепловой насос «производит» в четыре раза больше тепловой энергии, чем потребляет электроэнергии. На обогрев коттеджа площадью 300 м2, в сильный мороз 30 ° C уйдет не более 3 кВт.

Однако владельцу геотермального насоса вначале придется немало выложиться. Стоимость подключения оборудования и материалов не менее 4500 долларов США. Добавьте к этому монтажные работы и сверление, и на столько же получится, что самая простая система будет стоить 10 тысяч долларов.

понятно, что электрический котел обойдется на порядок дешевле. Но в любом случае платить придется ежемесячно из расчета 1 кВт на 10 м2. Получается, что на 300 квадратных метров дома уйдет 30 кВт — в 10 раз больше, чем уйдет на тепловой насос.

Расчеты на газовое отопление с помощью газового котла дают примерно такой же порядок цифр — 2000 рублей в месяц, что сопоставимо с работой теплового насоса. К сожалению, не все живут в газифицированном районе.

У теплового насоса есть неоспоримое преимущество. Летом такую ​​«обратную морозильную камеру» можно перевернуть и легким движением руки — тепловой насос превращается в кондиционер. В жаркие дни на улице + 30 ° С, а в недрах прохладно. Используя трубы, наполненные теплоносителем, насос будет передавать холод из недр в дом. Затем включается вентилятор, и мы получаем дешевую систему охлаждения.

Практика показывает, что срок амортизации составляет от 3 до 7 лет. Скандинавские страны давно подсчитывают прибыль и разогреваются этим методом. Ярким примером является гигантский тепловой насос Стокгольма, геотермальное оборудование. Источником тепловой энергии зимой и прохлады летом являются воды Балтийского моря. Девиз в полной мере относится и к тепловому насосу: плати сейчас — экономь потом! Экономия становится все больше за счет того, что энергоресурсы становятся все дороже.

Тепловой насос. Правда о его эффективности.

К сожалению, с эффективностью сегодня не все так радужно. Остается один из главных вопросов, который мучает потребителя: покупать или не покупать тепловой насос. Наш совет, внимательно взвесьте все за и против, скорее всего вариант покупки обычного электрокотла будет дешевле по результатам эксплуатации, а установка проще.

тепловой носос

Если рассматривать тепловой насос как концепцию будущего, как новую идею производства тепла, инженерное мышление, безусловно, заслуживает уважения. Геотермальное оборудование работает, его можно потрогать рукой, с каждым годом оно становится все эффективнее. Однако, если мы посчитаем, сколько денег мы потратим на его эксплуатацию, добавив первоначальные затраты на покупку и установку, мы, скорее всего, получим сумму, которая показывает, что мы будем тратить на него намного больше денег, чем на любой другой тип тепла устройство генерации.

тепловой носос

Рассматривая тепловой насос как экономичную систему, когда, потратив на его работу 100 рублей, вы получаете тепловую энергию на 300 рублей, не забывайте, что вы заплатили большие деньги за право получить сверхприбыль в размере 200 рублей. Кстати, в самом Евросоюзе продажи тепловых насосов поддерживаются госпрограммами.

Например, в Финляндии ежегодно продается более 60 000 тепловых насосов, и количество продаж растет на 5%. Но во-первых, экономический эффект от использования такого оборудования больше за счет дорогой электроэнергии. Стоимость электроэнергии в Финляндии составляет 35 евроцентов, по сравнению с Россией — 7 евроцентов. Во-вторых, грантовая программа предусматривает плату за покупку теплового насоса в размере 3000 евро.

Пока цены на газ и электроэнергию низкие, внедрение теплового насоса в качестве основного конкурента остается сложной задачей. Массовое потребление будет возможно только в случае кризиса с добычей углеводородов или кризиса с производством электроэнергии.

Как правильно выбрать тепловой насос

Первый этап.

Расчет тепла, необходимого для отопления дома. Чтобы выбрать тепловой насос (ТН), включенный в систему отопления дома, важно рассчитать потребность в тепле. Точный расчет позволит избежать ненужного перерасхода средств, так как это приведет к ненужным расходам.

Второй этап.

Какой источник тепла выбрать для теплового насоса. Это решение зависит от многих компонентов, основными из которых являются:

  • Финансовая составляющая. Сюда напрямую входит стоимость самого оборудования, а также работы по установке геотермального зонда или прокладке подземного контура отопления. Это зависит от расположения самого участка, а также окружающей среды (водоемы, постройки, коммуникации) и геологии.
  • Операционная составляющая. Основная часть стоимости — это работа теплового насоса. Этот показатель зависит от режима отопления здания и выбранного источника тепла.

Третий этап.

Анализ исходных данных для выбора теплового насоса:

  1. Бюджет предлагаемой системы.
  2. Система отопления: радиаторы, воздушное отопление, теплые полы.
  3. Площадь участка, которую можно выделить под прокладку коллектора тепла.
  4. возможна бурение на участке.
  5. Геология участка для определения глубины геотермального зонда, если такое решение будет принято.
  6. летом требуется кондиционер.
  7. Есть ли воздушное отопление или планируется в будущем.
  8. Капитальные затраты на приобретение и установку теплового насоса со всеми работами (предварительная приблизительная оценка).

Устраиваем все по порядку

Бюджет на предполагаемую систему

При создании системы отопления на тепловом насосе возможно создание воздушно-водяного контура. Капитальные вложения будут минимальными, так как не потребуются дорогостоящие земляные работы. Но будут большие затраты на этапе эксплуатации этой отопительной системы из-за низкой эффективности работы.

Если вы хотите значительно снизить эксплуатационные расходы, установка геотермального насоса — это то, что вам нужно. Правда, для прокладки теплового контура необходимо будет провести земляные работы. Также эта система позволит получить пассивный «холод.

тепловой носос

Отопительная система: радиаторы, воздушное отопление, теплый пол

Для повышения эффективности системы ВД желательно уменьшить разницу между температурой нагреваемой среды и температурой источника тепла.
Если вы еще не выбрали систему отопления, рекомендуется выбрать пол с подогревом, который позволяет более эффективно использовать систему теплового насоса.

Площадь участка, которую возможно выделить для укладки теплового коллектора

Площадка для установки коллектора имеет решающее значение, если бурение и установка геотермального зонда невозможны. Тогда придется уложить коллектор горизонтально, а это займет примерно в 2 раза больше места, чем площадь отапливаемого дома. При этом следует учитывать, что этот участок нельзя использовать для строительства, а только в виде газона или газона, чтобы не загораживать поток солнечных лучей.

Возможно ли бурение на участке

Если есть возможность бурения на площадке (хорошая геология, доступность, отсутствие подземных коммуникаций), лучшим решением будет установка геотермального зонда. Обеспечивает стабильный долгосрочный источник тепла.

Геология участка для определения глубины геотермального зонда, если такое решение будет принято

Рассчитав общую глубину бурения, необходимо изучить план участка и определить, как обеспечить глубину бурения. На практике глубина колодца обычно не превышает 150 м.

тепловой носос

Следовательно, если, например, расчетная глубина бурения составляет 360 м, то исходя из характеристик площадки, ее можно разделить на 4 скважины по 90 м, или 3 по 120 м, или 6 по 60 м с учетом что расстояние между ближайшими колодцами не должно быть менее 6 м.
Стоимость буровых работ прямо пропорциональна глубине бурения.

Требуется ли кондиционирование воздуха в летний период

Если летом требуется кондиционер, выбор тепловых насосов типа «вода-вода» или «земля-вода» очевиден, остальные тепловые насосы не готовы быть эффективными и экономичными для выполнения функции кондиционирования.

Имеется ли воздушное отопление или предполагается ли в будущем

возможна интеграция теплового насоса в единую систему воздушного отопления. Это решение позволит объединить инженерные сети.

Капитальная стоимость покупки и монтажа теплового насоса со всеми работами

Примерная первоначальная оценка капитальных затрат * на покупку и установку зависит от типа теплового насоса:

ВД с подземным коллектором:
Оборудование и материалы — 4500 долларов США
Работает — 2500 $
Операционные расходы — 350 долларов в год

ТВ с зондом:
Оборудование и материалы — 4500 долларов США
Работает — 4500 $
Операционные расходы — 320 долларов в год

TN Air:
Оборудование и материалы — 6500 долларов США
Работает — 400 $
Операционные расходы — 480 долларов в год

ТД «вода-вода»:
Оборудование и материалы — 4500 долларов США
Работает — 3500 $
Операционные расходы — 280 долларов в год

* — примерные среднерыночные цены. Окончательная стоимость зависит от производителя выбранного оборудования, региона выполняемых работ, стоимости бурения и условий участка и т.д.

Четвёртый этап. Виды работы

Разделять. Тепловой насос — единственный источник тепла, обеспечивающий 100% потребности в тепле. Работает при рабочих температурах не выше 55 ° C.
Соответствует. Тепловой насос и котел работают вместе, что позволяет достичь более высоких рабочих температур с помощью котла.

тепловой носос

Моноэнергетический. Тепловой насос и электрический котел образуют энергосистему с одним внешним источником энергии. Это позволяет легко регулировать энергопотребление, но увеличивает нагрузку на вводную машину.