Тепловые насосы для отопления дома — виды, принцип работы, производители и цены

Обучившись качать из земных недр газ и сжигать его, человечество получило две большие проблемы. Массовое потепление и отравление среды проживания – очень большая стоимость комфорта.

Также сырьевое горючее – ресурс ограниченный, залежи которого быстро уменьшаются. Такие факторы вызвали активный интерес к теплонасосам – установкам, добывающим чистую энергию из земли, воды и воздуха. Без прожорливых котельных установок и вредных выбросов они дают жилье теплом и горячей водой.

На Западе теплонасос для обогрева дома стал таким же привычным, как климатический прибор или машина для стирки. У нас данный аппарат пока еще не знаком многие хозяева приватных усадеб и дач. Ознакомиться с принципом его работы, имеющимися разновидностями, плюсами и минусами вам поможет данная статья.

Как работает теплонасос?

Самый обычный пример, доступно поясняющий принцип действия теплонасосов, – бытовой холодильник. Мы все знаем, что в его морозилке происходит охлаждение продуктов за счёт циркуляции хладагента. Забирая внутреннее тепло, холодильник выбрасывает его наружу. Благодаря этому в морозильном отделении господствует холод, а задняя решётка у аппарата всегда горячая.

Принцип работы теплонасоса зеркально противоположный. Забирая тепло из внешней среды, он переносит его в дом. Условно говоря, «морозилка» у данного устройства находится на улице, а горячая решётка – в доме.

Все зависит от вида источника внешнего тепла и среды, собирающей энергию, теплонасосы разделяют на 4-ре типа:

  1. Грунт-вода.
  2. Вода-вода.
  3. Воздух-вода.
  4. Воздух-воздух.

Установки первого типа добывают тепло из земли при помощи трубчатых коллекторов или зондов. Во внешнем контуре подобного насоса двигается незамерзающая жидкость, переносящая тепло в испарительный бачок. Тут происходит передача тепловой энергии фреону, который двигается в замкнутом контуре между компрессором и дроссельным клапаном. Нагретый хладагент поступает в бак-конденсатор, где отдает полученное тепло воде, направляемой в отопительную систему. Цикл теплопередачи повторяется до той поры, пока установка подключена к электрической сети.

Рабочая схема теплонасоса

Рабочий принцип водяного теплового насоса не отличается ничем от грунтового. Разница лежит только в том, что энергию ему даёт вода, а не грунт.

Воздушный теплонасос не нуждается в крупногабаритном внешнем коллекторе для сбора тепла. Он просто прокачивает через себя воздух с улицы, извлекая из него дорогие калории. Вторичный теплообмен в данном варианте происходит через воду (полы с подогревом) или через воздух (воздушная система отопления).

Оценивая экономическую сторону вопроса, нужно сказать, что самых больших вложений денег требует установка «грунт-вода». Для установки ее теплоприемных зондов приходится пробурить глубокие скважины либо же вынимать грунт на площади больших размеров для укладывания коллектрора.

Грунтовый теплонасос не будет работать без внешней системы труб или глубоких скважин с теплоприемными зондами

Второе место занимают стоит водяной теплонасос, сдаваемый заказчику под ключ. Для его работы не потребуется копка земли и бурение колодцев. Достаточно загрузить в пруд большое количество эластичных труб, по которой будет циркулировать тепловой носитель.

Очень недорого обходятся агрегаты «воздух-воздух» и «воздух-вода», потому как они не имеют нужды в установке внешних приемников тепловой энергии.

Монтажной спецификой множества теплонасосных систем считается их подключение не к системам отопления, а к полу с подогревом. Это можно объяснить тем, что самый большой водонагрев у них выполняется до температуры +45С, хорошей для пола с подогревом, но недостаточной для правильной работы радиатора.

Рентабельной для хозяина спецификой работы такой установки считается возможность реверсного режима — перевод в жару года на охлаждение помещений. В данном варианте избыточное тепло поглощается трубопроводом пола с подогревом и отводится насосом в почву, воду или воздух.

Очень простая структурная схема грунтовой теплонасосной установки выглядит так:

Не считая теплонасоса, грунтового контура и пола с подогревом тут мы видим два циркуляционных насоса, запорные вентили горячей воды и теплоснабжения, а еще бачок, накопляющий горячую воду для домашнего применения.

Характеристики теплонасосов

Основной показатель, по которому оценивают рабочая эффективность теплонасоса — показатель изменения тепла, коротко именуемый КПТ (в английской аббревиатуре СОР). К привычному для нас КПД — коэффициенту полезного действия он отношения не имеет. КПТ (СОР) демонстрирует, сколько киловатт энергии перекачивает насос на один киловатт получившейся им электрической энергии. В зависимости от рабочих условий КПТ теплового насоса может составлять от 3 до 5, что без ненужных споров доказывает пользу в плане экономии его применения.

Намного более стабильные показатели эффективности показывают грунтовые и водяные установки, потому как температура воды и грунта опускается не ниже нуля градусов. Агрегаты, собирающие тепло из воздуха зависят от его температуры. При минусовых отметках термометра их продуктивность уменьшается в среднем на 40-50%.

Второй параметр работы – мощность в киловаттах. Его выбирают, исходя из величины потерь тепла строения.

Расчет домашнего отопления с теплонасосом

Для правильной работы теплоперекачивающей установки нужна хорошая тепловая изоляция строения. Благодаря этому перед приобретением теплонасоса нужно утеплять стенки, пол и потолки, после этого сделать расчет потерь тепла (Q).

Очень простая формула подсчета количества тепла (Вт), уходящего из дома через конструкции ограждения (стены, окна, пол, потолок) выглядит так:

Q = S х (температурная разница воздуха в помещении и на улице)/ Rт.

S –площадь конструкции ограждения в м2;

Rт – тепловое сопротивление материала конструкции ограждения (берут из таблиц СНиП по строительной теплотехнике).

По очереди подсчитав потери тепла стен, окон, потолка и пола их суммируют и получают кол-во киловатт, теряемых домом за 1 час в самый холодный период года. Мощность теплового насоса обязана быть не меньше суммарной величины потерь тепла. Если не считая теплоснабжения установка будет подогревать воду для домашних потребностей, то ее мощность делают больше на 20%.

Подбирая тепловой насос «воздух-воздух» или «воздух-вода» необходимо смотреть на теплопроизводительность, которую он развивает в области невысоких температур, потому как она намного меньше мощности во время работы в тёплый период года.

Как пример приведем параметры воздушно-водяной установки NIBE FIGHER F2300-14. Работая в диапазоне температур от +7 до + 45С, она выдаёт около 18 кВт, а при температуре воздуха -15С всего 10,7 кВт.

Знаменитые бренды и примерные стоимости

Рынок теплонасосного оборудования в РФ сформирован. Первые позиции  тут занимают  заграничные компании, например: Nibe (Швеция), Mitsubishi Electric (Япония), Danfoss (Дания), Vaillant (Германия), Viessmann (Германия), Mammoth (Соединённых Штатов) и прочие. Ни в чем не уступает по соотношению «качество-цена» именитым брендам продукция российского производства (торговые марки Henk и SunDue).

Примерная стоимость (на 2016 год) иностранного теплонасоса «грунт-вода» мощностью 10 кВт, рассчитанного на обогрев дома площадью 100 м2 (без монтажного процесса) составляет 500 000 рублей. За работы по бурению скважин, трубному монтажу и пусконаладку нужно будет доплатить примерно от 80 000 руб не включая добавочные материалы.

Наша техника доступнее. Цена подобного по показателям российского теплового насоса около 360 000 рублей. Его покупка с монтажом под ключ будет стоить около 430 000 рублей. Примерная стоимость 10 киловаттного теплового насоса «воздух-вода» от 270 000 руб. Средняя цена этого аппарата с установкой под ключ составляет 320 000 рублей.

Отзывы настоящих хозяев данного вида техники в полном большинстве позитивные. В них отмечается надежная работа геотермальных теплонасосов и невысокие рабочие расходы (обслуживание, электрическая энергия).

Боязни тех, кто пока еще размышляет о приобретении теплового насоса «воздух-вода» исходя из практики применения этой техники не оправдываются. Такие аппараты стабильно предоставляют тепло аж до температуры воздуха снаружи -25С.

Самостоятельное изготовление теплонасоса

Имея в виду очень большую цену этого оборудования у большинства самодельщиков появляется соблазн собрать его собственными руками, применяя подручные агрегаты и комплектующие. Что необходимо сказать по данному поводу?

Эта работа включает два ключевых этапа: подготовку внешнего контура и сборку самой теплонасосной установки. Собственноручно можно вырыть канавы для трубоукладки. Сделать без специального оборудования 50-метровую скважину для установки зонда невозможно. Находящаяся на поверхности кладка коллектора, как говорят профессионалы, невыгодна, потому как не даёт достаточно тепла для постоянной работы установки.

Сейчас посмотрим, можно ли собрать теплонасос собственными руками. Для этого необходим фактический опыт мастера-холодильщика, потому как заполнение системы фреоном и ее опрессовку новичок сделать не сумеет.

Изготовление установки на базе агрегатов от старого холодильника или кондиционера можно рассматривать только как демонстрационный вариант, не имеющий практической ценности из-за невысокой эффективности.

Во всемирной сети тиражируется руководство по сборке теплонасоса на базе нагнетателя воздуха от кондиционера, емкости из нержавеющей стали (конденсатор) и бочки из пластика (атомайзер). Рассказав, как намотать медные трубки на баллон и зафиксировать нагнетатель воздуха на поверхности стены, автор заканчивает собственное повествование советом после окончания сборки обратиться к мастеру, который согласится сделать пусконаладку и поправить все допущенные самодельщиком «косяки». Назвать эту инструкцию серьезным подспорьем для самостоятельной работы нельзя.

Инженерные системы

, , , , ,

Добавить комментарий

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