Как выбрать тепловой насос для отопления дома и коттеджа

Конструкция теплового насоса

В состав комплекса теплового насоса отопления входят следующие основные устройства и элементы:

1. Наружная сеть сбора тепла;
2. Испарительный теплообменный аппарат;
3. Компрессорная установка;
4. Теплообменник конденсатор;
5. Дроссельный клапан;
6. Внутренний комплекс передачи тепла.

Наружная сеть погружена в источник теплоты и заполнена незамерзающим теплоносителем. В его качестве чаще всего используется раствор поваренной соли. Теплоноситель циркулирует по обширной сети контура, приобретает тепло, перемещает его в испаритель. В испарителе он разогревает хладагент на 5 – 8 градусов Цельсия. Хладагент в силу своих физических свойств (низкая величина температуры кипения) испаряется и покидает теплообменный аппарат.

Далее газообразный хладагент сжимается компрессорной установкой, температура его повышается пропорционально давлению. Затем газ поступает в конденсатор, где охлаждается и конденсируется теплоносителем внутренней системы отопления и ГВС. При этом выделяется большое количество теплоты конденсации, теплоноситель нагревается и поступает в радиаторы отопления, бойлер горячего водоснабжения.

Сконденсировавшийся хладагент стекает в нижнюю часть теплообменника конденсатора, проходит дроссельную заслонку. В процессе дросселирования хладагент сильно расширяется, снижается его температура и избыточное давление.

В итоге цикл замыкается в испарительном аппарате – хладагент вновь нагревается и транспортирует тепло в конденсатор.

Виды тепловых насосов

По источнику сбора тепла выделяют следующие виды тепловых насосных агрегатов;

1. Грунт – вода;
2. Вода – вода;
3. Вода – воздух;
4. Воздух – воздух.

 Первый вариант  устройства – наиболее распространенный. Это обусловлено отсутствием водоемов, глубоким залеганием грунтовых вод, грунт же присутствует везде. Внешний контур выполняется из полимерных труб, укладывается двумя способами. При горизонтальном размещении сеть трубопроводов укладывают на площади до 50 квадратных метров на глубину, превышающую точку промерзания грунта. При вертикальном расположении труб они монтируются в шурфы до 100 метров глубиной. Собранное тепло передается теплоносителю водяного отопления.

 Второй вариан т реализуется расположением контура сбора тепла в водоемах или скважинах грунтовых вод. Эффективность его несколько ниже, применение обусловлено наличием водного источника теплоты сниженного потенциала.

Конфигурацией теплового насоса типа «вода источника – вода системы отопления» является модель «вода – воздух». В этом случае тепловой поток передается системе воздушного отопления объекта – воздух нагревается в калорифере приточной установки вентиляции, распределяется по отдельным помещениям через воздуховоды.

 Последний вид  насоса отопления – система «воздух – воздух». Эта конфигурация встречается реже других. Причиной этого является низкая температура окружающего воздуха, модель может реализовать свой принцип работы в южных регионах в весенний (осенний) период.

Преимущества и недостатки

К преимуществам тепловых насосов в первую очередь следует отнести экономичность: для передачи в систему отопления 1 кВт·ч тепловой энергии установке необходимо затратить всего 0,2-0,35 кВт·ч электроэнергии. Так как преобразование тепловой энергии в электрическую на крупных электростанциях происходит с кпд до 50 %, эффективность использования топлива при применении тепловых насосов повышается — тригенерация. Упрощаются требования к системам вентиляции помещений и повышается уровень пожарной безопасности. Все системы функционируют с использованием замкнутых контуров и практически не требуют эксплуатационных затрат, кроме стоимости электроэнергии, необходимой для работы оборудования.

Ещё одним преимуществом тепловых насосов является возможность переключения с режима отопления зимой на режим кондиционирования летом: просто вместо радиаторов к внешнему коллектору подключаются фэн-койлы или системы «холодный потолок».

Тепловой насос надёжен, его работой управляет автоматика. В процессе эксплуатации система не нуждается в специальном обслуживании, возможные манипуляции не требуют особых навыков и описаны в инструкции.

Важной особенностью системы является её сугубо индивидуальный характер для каждого потребителя, который заключается в оптимальном выборе стабильного источника низкопотенциальной энергии, расчете коэффициента преобразования, окупаемости и прочего.

Теплонасос компактен (его модуль по размерам не превышает обычный холодильник) и практически бесшумен.

Хотя идея, высказанная лордом Кельвином в 1852 году, была реализована уже спустя четыре года, практическое применение теплонасосы получили только в 1930-х годах. К 2012 году в Японии, эксплуатируется более 3,5 миллионов установок, в Швеции около 500 000 домов обогревается тепловыми насосами различных типов.

К недостаткам геотермальных тепловых насосов, используемых для отопления, следует отнести большую стоимость установленного оборудования, необходимость сложного и дорогого монтажа внешних подземных или подводных теплообменных контуров. Недостатком воздушных тепловых насосов является более низкий коэффициент преобразования тепла, связанный с низкой температурой кипения хладагента во внешнем «воздушном» испарителе. Общим недостатком тепловых насосов является сравнительно низкая температура нагреваемой воды, в большинстве не более +50 °С ÷ +60 °С, причём, чем выше температура нагреваемой воды, тем меньше эффективность и надёжность теплового насоса.

Что это такое

Под формулировкой «тепловой насос» понимается электромеханический прибор. Он применяется для обогрева жилого дома, обеспечения его горячей водой, работы устройства системы кондиционирования. Конструкцию можно создать своими руками, а это позволит до минимума сократить расходы на покупку насоса.

Тепловой насос способен работать в автономном режиме или совместно с другими видами нагревателей, используемых в отопительных системах. Например, дизельным либо газовым котлом, солнечными коллекторами.

Тепловой насос – воздух-вода, применяемый в системе отопления дома, состоит из устройств:

• внешнего блока, представляющего собой наружный инверторный блок. Он походит на стандартную установку, применяемую для кондиционирования помещений. Чтобы защитить ее от атмосферных осадков, можно установить поверх нее козырек;
• внутреннего блока – гидравлического модуля. Конструкция выполнена по принципу ультра устойчивости с вмонтированным в нее регулятором, типа «предиктор-корректор». Он дозволяет автоматически изменять подачу рабочей жидкости по фактической необходимости гидросистемы в реальном времени без перемены фазового сдвига.

Сообразно принципу действия, насос забирает тепло наружного воздуха с целью передачи его потребителю через гидравлический модуль.

Наружный инверторный блок устанавливается на специальных кронштейнах, закрепленных на стене, либо размещается на стальной подставке.

Гидравлический модуль является универсальным гидравлическим приводом, изготовленным в комплекте или индивидуальном варианте. Как правило, он размещается внутри постройки – котельной.

Устройства теплового насоса для отопления дома соединяются между собой:

• двумя медными трубами, предназначенными для перемещения теплоносителя;
• четырехжильным кабелем, который синхронизирует работу двух конструкций.

Диапазон температур рабочего цикла

Для наглядного примера рассмотрены характеристики хладагента R134a. При его применении температура рабочего цикла колеблется в определенных пределах. Они должны быть учтены при проектировании теплового насоса.

Численные значения температур:

• испарение хладагента, температура равна +4°C при поглощении тепла грунта, грунтовых вод – +10°C;
• сжатие газа компрессором – +95°C;
• конденсация газа вследствие передачи тепла в отопительную систему –+65°C;
• термодинамического кругового цикла теплового насоса – +4°C – 95°C.

Основные преимущества

По сравнению с другими конструкциями инверторный тепловой насос обладает рядом преимуществ.

В их число входят:

экологичность. Обогрев дома производится без выбросов в атмосферу вредных веществ;
универсальность. Устройство работает как единственный источник тепла, несмотря на то что хорошо функционирует с любой циркуляционной системой. В отопительный сезон он используется в качестве источника тепла, в теплое время года для подачи в помещения охлажденного воздуха;
надежность. В ходе эксплуатации исключены поломки за счет простоты установки, которая не оснащена множеством электромеханических элементов

Кроме того, ее можно собрать своими руками, что немаловажно;
экономичность. Высокая теплопроизводительность с КПД, равным 450% дозволяет обогреть и поддерживать тепло в доме без осложнений

Как правило, на водяное отопление тратится много средств. Что касается данного устройства, то отпадает необходимость закупки топлива для отопительной системы.

Что такое теплонасос. Принцип работы

Рис.1 Отопление тепловым насосом дома

Это устройство, использующее низкопотенциальное природное тепло (4 — 7 С) для отопления жилых помещений. Хотя потенциал этого тепла низкий, относительно хладагента, контактирующего с теплоносителем (его точка кипения -55 С) это довольно высокая температура. Данная разница (почти 60 С) позволяет хладагенту эффективно отобрать тепло у наружного теплоносителя и передать ее носителю внутри дома. Принцип действия данного устройства аналогичен работе обычного холодильника — лишнее тепло подается на его заднюю радиаторную решетку и практически обогревает помещение, а тепловой насос его использует для подогрева воды в отапливаемой области.

Преимущества тепловых насосов, стоимость и сроки окупаемости

Если вы только начинаете строительство загородного дома или дачи, и решили в качестве основного или дополнительного источника использовать тепловой насос, то вы находитесь в выгодном  положении. Сделать это перед началом строительства гораздо легче, чем перестраивать систему отопления готового дома, хотя последнее также возможно и очень часто система теплоснабжения дома прекрасно перестраивается. Главное в этом случае иметь правильно составленный план системы отопления, где надо учесть все возможные моменты и непредвиденные ситуации, которые могут возникнуть в ходе работ.

И ещё стоит учесть один немаловажный факт, который также существенно влияет на повышение авторитета тепловых насосов. Установка тепловых насосов не требует никаких согласований в исполнительных органах власти, а это позволит сэкономить не только средства, но и время. Также стоит отметить, что тепловые насосы имеют привлекательный вид, что позволяет устанавливать их в жилом помещении дачи или коттеджа без ущерба общему его дизайну. Отопление тепловым насосом является безопасным и   экологически чистым, чего не скажешь о газовых приборах и тем более устройствах, использующих дизельное или другое жидкое топливо, а также системы, использующие энергию, полученную от сгорания твёрдых видов топлива.

Привлекательный тепловой насос

(голосов пока нет)

Загрузка...