Тепловой насос воздух вода для отопления дома
Ardenergy.ru

Канализация и водоснабжение

Тепловой насос воздух вода для отопления дома

Подбираем тепловой насос воздух-вода – как сделать расчет и подобрать марку

Альтернативные источники энергии, способные заменить традиционный газ, твердое топливо, уже давно используются в государствах ЕС и Америки. В этих странах широкое применение получили так называемые «тепловые насосы», извлекающие энергию из земли, воздуха и воды. У каждой модели есть свои отличительные особенности, влияющие на рабочие параметры.

Тепловой насос воздух-вода, пользуется популярностью, благодаря простому подключению и эксплуатации, а также высокой экономичности и надежности.

Как работает тепловой насос системы воздух-вода

Устройство ТН воздух-вода мало чем отличается от обычного кондиционера или холодильника, только при условии работы обратного процесса или цикла Карно. Этот же принцип используется в климатической технике нового поколения. Кондиционеры, работающие на охлаждение, способны протапливать помещение, до тех пор, пока температура не понизится до -5°С.

Технические характеристики теплонасосов воздух-вода существенно улучшены, по сравнению с обычной климатической техникой. Обогрев помещения возможен до тех пор, пока температура не опустится до -15°С -25°С, а в некоторых моделях и до -32°С, включительно.

Если не вдаваться в технические подробности, принцип работы теплового насоса воздух-вода заключается в следующем:

    Низкотемпературные тепловые насосы воздух – вода состоят из контура, по которому циркулирует фреон, испарителя, конденсатора и компрессора.

В испарителе создаются условия для преобразования фреона в газообразное состояние. При этом, поглощается тепло из окружающей среды.

Газ направляется в компрессор, где создается высокое давление, при котором фреон разогревается до температуры 120-125°С и впрыскивается в конденсатор.

  • Газ в конденсаторе преобразовывается в жидкость, которая отдает тепло.
  • Данный принцип действия используется во всех тепловых насосах, разница заключается только в различных источниках, для получения тепловой энергии: земля, вода, воздух и т.д.

    Тепловой энергии, получаемой в процессе разогрева фреона, хватит, чтобы нагреть теплоноситель до 65°С. Этой температуры более чем достаточно, для удовлетворения потребностей в горячем водоснабжении и отопления дома, радиаторной системой и теплыми полами.

    Данный принцип работы использует низко потенциальную тепловую энергию, что ограничивает эксплуатацию устройства, внешними факторами. Оптимальная температура для теплонасоса воздух-вода, не ниже -10°С (в некоторых моделях 15-20°С). Когда значение падает ниже нормы, работоспособность оборудования резко снижается. Чтобы справиться с данной проблемой, был разработан принцип работы теплового насоса воздух-вода совместно с другими источниками тепла. Как это происходит на практике?

      При падении температуры окружающей среды, насос начинает работать с постоянно увеличивающейся нагрузкой.

    Когда показатели доходят до критичных отметок, включается резервный источник тепла: котел, работающий от электричества, жидкого и твердого топлива или газа, обеспечивающий повышение КПД.

  • Как только, температуры окружающей среды достаточно для полной производительности, котел отключается.
  • Контроль над включением-отключением отопительного оборудования осуществляется вручную или при помощи автоматики. Опыт эксплуатации показывает, что оптимально будет выполнить подключение в качестве резерва электрокотла.

    Как подобрать тепловой отопительный насос воздух-вода

    Правильно выбрав тепловой насос для отопления дома воздух-вода, можно раз и навсегда решить вопрос обогрева жилых и промышленных помещений. Подбор подходящей тепловой станции выполняют следующим образом:

      Тип корпуса – производители предлагают две базовых конструкции. Низкотемпературный моноблочный тепловой насос типа воздух-вода примечателен тем, что в помещении не устанавливается никакого оборудования, все необходимые узлы расположены на улице (либо в отдельном изолированном помещении). В дом входит только подающий и обратный трубопровод отопления.
      Сплит – системы, больше предназначены для бытового использования. Внешний блок устанавливается на улице и подключается к емкости накопителю. Разогретый фреон разогревает конденсатор, который методом косвенного нагрева передает тепло жидкости, используемой в качестве теплоносителя.

    Функциональные возможности – некоторые модели предназначены для подключения только к системе водяного обогрева здания. Применение других теплонасосов воздух-вода, подходит для отопления и горячего водоснабжения.

  • Зависимость производительности от температуры окружающей среды – бытовые модели обычно ограничены температурой от +45°С до -15°С, можно приобрести оборудование, способное вырабатывать тепловую энергию даже при -25-32°С. Эффективность системы отопления дома с ТН воздух – вода, напрямую зависит от этого параметра.
  • Дополнительно, к параметрам при выборе, обращают внимание на мощность оборудования, компанию производителя, выпускающую теплонасос и себестоимость установки, включая проведение монтажных работ.

    Как сделать расчет необходимой мощности ТН воздух-вода

    Существует два понятия, предварительный (в первом приближении) и проектный расчёт мощности. Первый можно выполнить самостоятельно, второй делает специализированное учреждение. В первом приближении, на каждый квадратный метр рассчитывают 70 Вт мощности ТН. Дальнейшие расчеты выполняют следующим образом:

      Подсчитывают общую отапливаемую площадь.

    Умножают полученную сумму на 0,7.

  • Полученный результат будет соответствовать минимально необходимой мощности оборудования.
  • Для отопления дома в 100 м², нужен тепловой насос мощности 7 кВт, 200 м² – 14 кВт и т.д.

    Производители тепловых насосов отопления воздух-вода

    Буквально 10 лет назад, на рынке предлагались всего несколько моделей тепловых насосов. Сегодня выбор стал намного больше. Ведущие немецкие производители, российские, японские и китайские компании, выпускают оборудование, с той или иной долей теплоэффективности.

    Судя по отзывам покупателей, наиболее востребованными являются насосы следующих компаний:

      Viessmann – более 30 лет занимается выпуском тепловых насосов. С тех пор, продукция компании существенно изменилась. Были учтены пожелания потребителей, внедрены новые технологии. В ТН Viessmann используется инновационная автоматика, полностью регулирующая весь процесс работы, оптимизирующая процесс обогрева, в согласии с погодными условиями.

    Buderus – модели отличаются высокой производительностью. Предназначены для бытового и промышленного применения. Полностью соответствуют особенностям отечественной эксплуатации. В серии Buderus предлагаются насосы для обогрева площади до 500 м² и выше.

    Stiebel Eltron – еще одна немецкая компания, пользующаяся неизменным спросом у отечественного потребителя. В качестве достоинств можно выделить большой ассортимент предлагаемого оборудования, функциональность устройств и возможность подбора по индивидуальным запросам. Модели Stiebel Eltron имеют высокий уровень СОР и отличаются экономичностью.

  • Heliotherm – австрийские теплонасосы, имеющие один из лучших показателей СОР среди всего термального оборудования. Имеют официальное представительство в РФ, что во многом облегчает монтаж, обслуживание систем и выполнение гарантийных обязательств. Теплонасосами Heliotherm оснащены более 15 000 различных объектов.
  • Стоимость установки ТН воздух-вода

    Последние модели тепловых насосов обойдутся в 160-1200 тыс. руб. Цена варьируется, в зависимости от производителя. На стоимость сильно влияет «раскрученность» бренда. Китайские модели, имеют меньшую цену, но и уступают по надежности и показателям СОР.

    Монтаж теплонасосов воздух-вода обычно входит в стоимость. Большинство производителей, дополнительно, бесплатно делают проект и предоставляют другие услуги по обслуживанию. Рассчитать полную стоимость, включая покупку ТН и его установку можно с помощью он-лайн калькуляторов.

    Рекомендации и правила монтажа ТН воздух-вода

    Теплонасосы воздух-вода устанавливаются в любом месте придомовой территории. Существуют общие правила относительно монтажа:

      Расстояние до жилого дома от 2 до 20 м.

    Минимальное расстояние до котельной, с которой агрегат соединяется несколькими трубами и электрическими кабелями.

    В котельной располагают накопительную емкость, устанавливают циркуляционное оборудование.

    Создается незначительный уровень шума при работе. Тем не менее, если планируется установить моноблок для внутреннего монтажа, для него стоит выделить отдельное звукоизолированное помещение.

  • Наружный блок выглядит как корпус кондиционера. Внизу расположены ножки для установки, а также настенные крепления.
  • В системе большинства моделей предусмотрена функция предотвращение замерзания. Поэтому, наружный блок не нуждается в утеплении.

    На сколько выгоден тепловой насос системы воздух-вода

    Выгода использования тепловых насосов отопления воздух-вода, стала особенно очевидной, после появления СОР. Под этим термином скрывается коэффициент, сравнивающий необходимые затраты на электроэнергию, при отоплении тепловым насосом типа воздух-вода. На практике это означает следующее:

      Для работы ТН требуется электричество. Напряжение нужно компрессору, нагоняющему давление в систему. СОР указывает, какое количество тепла было получено, благодаря потреблению электроэнергии в сутки.

  • Если СОР равен 3, значит, насос вырабатывает 3 кВт тепловой энергии на каждый кВт затраченного электричества.
  • Все, казалось бы, просто, если бы, не одно, но! Существует температурная зависимость насоса воздух-вода. При снижении температуры, теплоотдача существенно падает. Эффективность работы зимой снижается. Именно по этой причине, отзывы реальных владельцев о тепловых насосах системы воздух-вода с средней полосы России вразрез отличаются от тех же комментариев жителей северных широт.

    Все недостатки эксплуатации теплонасосов воздух-вода, в основном сводятся именно к зависимости от внешних температурных факторов. Но это можно учесть при выборе модели, обращая внимание на параметр, указывающий нижний предел температуры для сохранения ТН работоспособности.

    Читать еще:  Как выдуть воду из системы отопления?

    Перед решением о покупке, стоит прочитать несколько отзывов, показывающих преимущества и недостатки тепловых насосов, а также возможности и сферу применения оборудования.

    Реальный опыт эксплуатации теплового насоса «воздух-вода»

    Постоянный рост цен на энергоносители заставляет собственников загородной недвижимости задуматься, как сократить затраты на отопление. Один из вариантов — построить утеплённый дом с минимальными теплопотерями. Второй шаг — смонтировать низкотемпературную систему отопления. Третье — нагреть теплоноситель тепловым насосом класса «воздух-вода». На первый взгляд кажется, что это — неоправданно дорогое решение, а воздушный тепловой насос будет неэффективно работать зимой. Проверим, так ли это, на примере пользователей FORUMHOUSE, которые установили в доме тепловые насосы.

    • Отопление зимой тепловым насосом «воздух-вода» — миф или реальность
    • Сколько тепла вырабатывает тепловой насос «воздух-вода» при отрицательных температурах
    • Выводы и рекомендации

    Тепловой насос «воздух-вода» — реальные факты

    Этот вид теплового оборудования вызывает массу споров. Пользователи делятся на два лагеря. Одни считают, что, для отопления дома, ничего лучше не придумано. Другие полагают что, из-за дороговизны тепловых насосов (ТН) и суровых климатических условий во многих регионах РФ, первоначальные вложения не отобьются. Выгоднее положить деньги в банк, а, на полученные проценты, отапливать дом электричеством. Как всегда, истина посередине. Забегая вперёд скажем, что, в статье речь пойдёт только о тепловых насосах «воздух-вода». Сначала немного теории.

    Источники тепла для теплового насоса:

    Важный момент: Тепловой насос не производит тепло. Он перекачивает тепло из внешней среды к потребителю, но, чтобы тепловой насос функционировал, требуется электричество. Эффективность работы теплового насоса выражается в соотношении перекаченной тепловой энергии к потреблённой из электрической сети. Эта величина называется коэффициент трансформации теплоты COP (coefficient of performance). Если в технических характеристиках теплового насоса заявлено, что COP = 3, то, это означает, что ТН перекачает в три раза больше тепла, чем «возьмёт» электричества.

    Кажется, что вот оно, — решение всех проблем — условно говоря, потратив за один час 1 кВт электричества мы, за это время, получим 3 киловатт-часа тепла для системы отопления. В действительности, т.к. речь идёт о воздушных тепловых насосах с внешним блоком, установленным снаружи дома, коэффициент трансформации за отопительный сезон будет варьироваться в зависимости от температуры на улице. В сильные морозы (-25 — -30 °C и ниже) СОР воздушника падает до единицы.

    Это останавливает загородных жителей от установки тепловых насосов «воздух-вода» — оборудования, в котором перекаченное тепло используется для нагрева жидкого теплоносителя. Люди считают, что для наших условий — не южных регионов страны, лучше всего подходят геотермальные тепловые насосы с закопанным в землю грунтовым теплообменником — системой труб, уложенных горизонтально или вертикально.

    Я часто сталкиваюсь с мифом, что тепловой насос «воздух-вода» неэффективен в морозы, а вот геотермальный ТН — самый то. Сравните коэффициент трансформации теплоты оборудования весной. Геотермальный контур после зимы истощен. Хорошо если там температура около 0 градусов. А вот воздух уже достаточно прогрет. Потребность в тепле уменьшается, но не пропадает летом, т.к. горячее водоснабжение нужно круглый год. Геотермальные ТН отлично подходят для регионов с суровой зимой и длительным отопительным периодом. Для Южного федерального округа и Московской области ТН «воздух-вода» показывает сравнимый с геотермальником среднегодовой СОР.

    Можно ли дешево отопить загородный дом зимой тепловым насосом «воздух-вода»

    Я инженер. С 2003 года профессионально занимаюсь промышленными холодильниками и климатическими системами и поэтому в теме ТН. В феврале 2017 года я купил дом без внутренней отделки в пригороде Воронежа. Встал вопрос, как отопить коттедж. Была возможность за 400 тыс. руб. завести на участок магистральный газ. Но я выбрал тепловой насос «воздух-вода». На покупку потратил 8 тыс. евро и ничуть не жалею об этом.

    Прежде, чем рассказать об эксплуатационных затратах Bavares36 и выгоде использования теплового насоса, опишем, а это важно знать, конструктив дома:

    • Отапливаемая площадь двухэтажной «коробки» 130 кв. м.
    • «Пирог» стен — панели из арболита толщиной 3.5 см, монолитный сердечник цемент + опилки — 25 см, несъёмная опалубка — пенопласт толщиной 9 см, отделка — декоративная штукатурка 0.5 см. Итого: общая толщина стены – 38 см.
    • Перекрытие второго этажа деревянное.
    • Крыша утеплена пенопластом толщиной 14 см.
    • В доме, на первом и втором этаже, установлены большие окна в пол.
    1. Отопление.
    • На первом этаже дома смонтировано 8 контуров низкотемпературной системы отопления — тёплый пол (6 контуров) и теплые стены (2 контура).
    • На втором этаже 6 отопительных контуров. Два контура теплых стен. Теплый пол в ванной и три контура в комнатах.
    1. Система ГВС.
    • В доме два санузла. Водопотребители — ванная, душ + мойка на кухне.
    • В системе ГВС стоит циркуляционный насос.
    • Дополнительно в доме, в санузлах, установлены полотенцесушители.

    Для теплоснабжения дома используется тепловой насос «воздух-вода». Оборудование смонтировано и запущено 5 октября 2017 года. Важный нюанс! У ТН «воздух-вода» основная цена приходится на внутренний блок, т.к. в нём находятся: ТЭНы для нагрева воды для ГВС и для дополнительного нагрева теплоносителя в сильные морозы, теплоаккумулятор и прочее оборудование.

    Переходим к цифрам. За шесть месяцев отопительного сезона Bavares36 потребил, по данным выделенного на ТН электросчётчика, электроэнергии:

    • октябрь – 1000 кВт*ч;
    • ноябрь -1000 кВт*ч;
    • декабрь – 1000 кВт*ч;
    • январь – 1700 кВт*ч;
    • февраль – 1900 кВт*ч;
    • март – 1900 кВт*ч.

    Итого, общее потребление, с октября по март, составило 8500 кВт*ч. Тариф на электроэнергию – 2.52 руб. за 1 кВт*ч. Теперь считаем сколько заплатил пользователь за отопительный сезон включая ГВС: 8500х2.25= 21420 рублей.

    За теплый период (с апреля по сентябрь включительно) счетчик теплового насоса «намотал» порядка 2500 киловатт-часов. Т.е. — 6300 руб. Итого, за календарный год, затраты на отопление и горячее водоснабжение – 27720 рублей. Я считаю, что тепловой насос «воздух-вода» отлично подходит для моих климатических условий. ТЭНы подключались периодически, при большом потреблении воды и при морозах -25 градусов Цельсия. А это всего две недели за зиму.

    Для полноты картины приведём наблюдения пользователей портала, также эксплуатирующих тепловые насосы «воздух-вода».

    У меня дом площадью 250 кв. м построенный из газобетона. Толщина газосиликатных блоков – 300 мм. Стены снаружи утеплены каменной ватой толщиной 10 см и оштукатурены. На первом этаже смонтированы теплые полы. Установленная температура +23 °C. На втором этаже радиаторы. Температуру выставил +24 °C.

    Сначала пользователь отапливал дом электрокотлом мощностью 24 кВт. Потом, коттеджей в поселке стало больше, и начались проблемы с подачей электричества. Vovanadm поставил твердотопливный котел мощностью 30 кВт. Но ему быстро надоело быть кочегаром. В итоге пользователь установил тепловой насос «воздух-вода». Почему? Не нужно копать или бурить землю на участке под грунтовый теплообменник. ТН потребляет 2.35 кВт в час. СОР в отопительный сезон 3. Это дешевле, чем отапливать дом электричеством. Далее пользователь хочет перейти на дневной-ночной тариф. Ниже прилагаются фото со смонтированной системой и потреблёнными киловатт-часами с конца сентября по конец октября.

    Оптимальный вариант теплового насоса «воздух-вода»

    «Надо делать то, что нужно нашим людям, а не то, чем мы здесь занимаемся…»*

    В России практически отсутствует рынок тепловых насосов, в основном, применяются геотермальные тепловые насосы «грунт-вода», существенным недостатком которых является необходимость в дорогостоящем бурении скважин и монтаже геотермальных зондов.

    Гибридные тепловые насосы «воздух-вода» производимые и предлагаемые многочисленными иностранными фирмами на рынке в Европе, не представлены и не продаются в России. Связано это, в основном, с высокой их стоимостью. Многочисленные российские «кулибины» покупают китайские аналоги – тепловые насосы «воздух-вода» с промежуточным впрыском хладагента, которые пристраивают к существующей системе отопления, тем самым реализуя гибридную установку.

    У потенциального Заказчика системы отопления с источником тепла – тепловым насосом «воздух-вода» существуют опасения по поводу ее сложности и, следовательно, надежности, отсутствием технической поддержки и обеспечением запчастями, пугает отсутствие самого рынка тепловых насосов.

    Конструкция гибридного теплового насоса для российского потребителя – владельца частного дома, должна быть простой, подобно старым не убиваемым советским холодильникам «ЗИМ», которые работали и продолжают работать по 40 и более лет, и должна быть адаптирована к местной специфике бытовых проблем. К таким проблемам относится, например, отключение электричества, иногда на сутки, т.е. проблема автономности работы системы отопления в зимний период времени. Гибридная установка, имеющая в своем составе традиционный генератор тепловой энергии – котел, работающий на углеводородном топливе, потребляет очень мало электроэнергии от сети (в основном, электроэнергию потребляют автоматика и циркуляционные насосы). Так, небольшой дизельный котел потребляет около 200-300 Вт, и при отключении электричества для обеспечения бесперебойного теплоснабжения при отрицательных температурах наружного воздуха достаточно установить недорогой ИБП (источник бесперебойного электроснабжения, например инвертер с аккумулятором). Таким образом, применив гибридную установку в качестве источника тепла, намного проще решить проблему автономности отопления коттеджа при аварийном отключении электричества. Кроме того, второй источник тепла обеспечивает стопроцентное резервирование тепловой энергии, что также повышает надежность жизнеобеспечения коттеджа. Второй источник тепла необходим также при запуске теплового насоса зимой при отрицательных температурах.

    Читать еще:  Почему не работает насос для отопления?

    Швеция – страна, в которой наиболее массово используются тепловые насосы для производства тепла для систем отопления домов. В отличии от Европы, в Швеции не требуется заливка геотермальных зондов скважин раствором цемента.

    Это значительно сокращает время и расходы. Скальная порода благоприятна для бурения и имеет высокую теплопроводность. Поэтому, в Швеции наиболее распространены геотермальные тепловые насосы. Однако, именно в Швеции фирма Octopus разработала идеальный тепловой насос «воздух-вода», приблизив его к конструкции обыкновенного морозильника. Главным элементом конструкции является испаритель «Ice Stick», и только одна движущаяся часть – компрессор (нет ни вентилятора, ни инвертора, нет функции разморозки, что повышает экономичность системы). Испаритель имеет уникальный внешний вид – ледяной скульптуры:

    Находящаяся в воздухе влага конденсируется на холодном профиле испарителя, при этом поглощается высвобождаемая при испарении энергия. Разморозка теплообменника испарителя не требуется. Существуют отечественные аналоги атмосферных испарителей разработанных для хранения криогенных жидкостей еще в 70 годах прошлого века.

    Важной особенностью создаваемого теплового насоса должно быть поддержание высокой температуры теплоносителя на выходе из конденсатора ТН. Так, при использовании компрессора с технологией EVI (промежуточный впрыск пара), температура на выходе может поддерживаться на уровне +65°C вплоть до снижения уличной температуры до -15°C.

    Преимущества теплового насоса «воздух-вода» с атмосферным испарителем:

    • Не требует технического обслуживания;
    • Не требует расходных материалов
    • Не требуется тяжелая строительная техника при монтаже, простой и быстрый монтаж без грунтовых коллекторов и скважин
    • Не происходит вымораживания почвы, что негативно влияет на флору приусадебного участка
    • Экологическая чистота*
    • Подключается к любым системам отопления, в том числе существующим системам радиаторного отопления (использование EVI технологии)
    • Полная бесшумность –отсутствие вентиляторов в наружном блоке
    • Высокая эффективность – отсутствие режимов оттаивания (нет потерь тепловой энергии для периодического размораживания испарителя)
    • Все движущиеся части и электрика с электроникой находятся во внутреннем модуле, расположенном внутри котельной, т.е. в теплом помещении, и не подвержены экстремальным условиям эксплуатации при отрицательных температурах наружного воздуха
    • Уникальный внешний вид испарителя – ледяная скульптура с возможностью ночной подсветки

    *преимущества относятся в т.ч. К ТН с вентилятором.

    Тепловой насос воздух-вода для отопления дома

    Воздушные тепловые насосы относятся к категории современного оборудования, использующего в работе альтернативные источники энергии. Источником тепла для них является окружающая нас атмосфера. Расходуя 1 кВт электроэнергии при помощи этих установок можно получить 4 кВт тепловой энергии. При этом они абсолютно безопасны экологически и не требуют сжигания топлива.

    Важно! Если Вы хотите использовать эту систему в качестве альтернативы газовому отоплению, учтите, что теплотворность 1 кВт электроэнергии равна теплу, вырабатываемому 0.11 м 3 природного газа. Более подробно о количестве энергии, выделяемой различными материалами, можно посмотреть в этой таблице.

    Виды тепловых насосов

    Существуют два вида установок. В одном тепловая энергия атмосферного воздуха передается для нагрева жидкого теплоносителя в системе отопления и горячей воды для хозяйственных нужд. В другом случае нагревается непосредственно воздух внутри помещения, без возможности нагрева горячей воды, это принцип называется воздух-воздух.

    Кроме атмосферных существуют геотермальные и гидротермальные тепловые насосы. В их работе тепло отбирается из пробуренной скважины или водоема. Однако дополнительные расходы, связанные с бурением, защитой от коррозии, обеспечением электробезопасности и заиливанием, существенно усложняют монтаж и увеличивают сумму капитальных затрат.

    Системы тепловых насосов воздух-вода являются самым оптимальным вариантом по надежности, уровню комфорта и стоимости. При этом имеют большой эксплуатационный срок.

    Принцип работы насоса воздух-вода

    Как уже было сказано, основным источником тепловой энергии для установок этого типа является атмосферный воздух. В принципиальной основе работы воздушных насосов лежит физическое свойство жидкостей к поглощению и отдаче тепла во время фазового перехода из жидкого состояния в газообразное, и обратно. В результате смены состояния выделяется температура. Система работает по принципу холодильника наоборот.

    Для эффективного использования этих свойств жидкости легкокипящий хладагент (фреон, хладон) циркулирует по замкнутому контуру в конструкцию которого входят:

    • компрессор с электроприводом;
    • обдуваемый вентилятором испаритель;
    • дроссельный (расширительный) клапан;
    • пластинчатый теплообменник;
    • медные или металлопластиковые циркуляционные трубки, соединяющие основные элементы схемы.

    Движение хладагента по контуру осуществляется благодаря давлению, развиваемому компрессором. Для снижения тепловых потерь трубы покрываются теплоизоляционным слоем из искусственного каучука или вспененного полиэтилена с защитным металлизированным покрытием. В качестве хладагента используют хладон или фреон, способный закипать при отрицательной температуре и не замерзающий до -40°C.

    Весь процесс работы состоит из следующих последовательных циклов:

    1. В радиаторе испарителя находится жидкий хладагент, температура которого ниже, чем у наружного воздуха. Во время активного обдува радиатора тепловая энергия от низко потенциального воздуха передается хладону, который закипает и переходит в газообразное состояние. При этом его температура повышается.
    2. Подогретый газ поступает в компрессор, где в процессе сжатия еще более нагревается.
    3. В сжатом и разогретом состоянии пары хладагента подаются в пластинчатый теплообменник, где по второму контуру циркулирует теплоноситель системы отопления. Поскольку температура теплоносителя значительно ниже, чем у разогретого газа, фреон активно конденсируется на пластинах теплообменника, отдавая тепло в систему отопления.
    4. Охлажденная парожидкостная смесь поступает на дроссельный клапан, который пропускает к испарителю только охлажденный жидкий хладагент с низким давлением. После чего весь цикл повторяется.

    Для увеличения эффективности теплоотдачи трубки на испарителя навито спиральное оребрение. Расчет системы отопления, выбор циркуляционных насосов и другого оборудования должен учитывать гидравлическое сопротивление и коэффициент теплопередачи пластинчатого теплообменника установки.

    Видео обзор устройства системы и ее работы

    Инверторные тепловые насосы

    Наличие инвертора в составе установки позволяет обеспечить плавный пуск оборудования и автоматическое регулирование режимов в зависимости от температуры наружного воздуха. Это позволяет максимально повысить эффективность работы теплового насоса за счет:

    • достижения КПД на уровне 95-98%;
    • снижения потребления энергии на 20-25%;
    • минимизации нагрузок на электрическую сеть;
    • увеличения сроков эксплуатации установки.

    В результате температура внутри помещений стабильно поддерживается на одном уровне, не зависимо от изменения погоды. При этом наличие инвертора в комплекте с автоматизированным блоком управления обеспечит не только зимний обогрев, но и подачу охлажденного воздуха летом при жаркой погоде.

    В то же время следует учесть, что наличие дополнительного оборудования всегда влечет за собой его удорожание и увеличение срока окупаемости.

    Работа системы отопления от такого насоса

    Принцип работы самой установки был описан выше. В результате ее происходит нагрев теплоносителя во втором контуре теплообменника, который и будет служить в дальнейшем источником тепла для обогрева здания или отдельных помещений.

    Классическим вариантом распределения нагретого теплоносителя является соединение теплообменника двумя отдельными линиями к распределительной гребенке и водонагревательному бойлеру. К гребенке в свою очередь подключаются отопительные приборы, теплые полы и другое оборудование. Такое распределение необходимо из-за различных режимов работы систем горячего водоснабжения и отопления.

    Линейка тепловых насосов воздух-вода определяет мощности установок от 2 до 120 кВт, что позволяет выбрать оборудование для отопления и горячего водоснабжения жилого дома любой площади.

    Режим подачи холодного воздуха

    Конструкция тепловых насосов позволяет не только обогревать дом зимой, но и обеспечить подачу охлажденного воздуха в жаркие дни летом. Для этого циркуляция хладагента запускается по обратному циклу. Однако, охлаждение отопительных приборов не обеспечит необходимый эффект поскольку опускающийся вниз холодный воздух не сможет создать комфортных условий по всему объему помещения. Поэтому для того чтобы использовать установку воздух-вода для кондиционирования потребуется наличие обдуваемого вентилятором конвектора.

    Кроме этого в циркуляционный контур дополнительно устанавливают 4-ходовой клапан, второй дроссельный клапан и 2 линии труб. При переключении клапана закрывается линия в направлении «зимнего» дросселя и открывается в сторону «летнего», и охлажденный теплоноситель подается на конвектор. Подогрев горячей воды так же будет отключен.

    Читать еще:  Котел отопительный твердотопливный с водяным контуром

    Стоимость такого усовершенствования с учетом дополнительного оборудования, материалов и работ может быть вполне сравнима со стоимостью кондиционера. Поэтому в большинстве случаев будет вполне разумным отказаться от эксплуатации в сплит-режиме, а просто купить климатическую установку.

    Преимущества и недостатки

    зависимость от стабильного электроснабжения.

    Достоинства Недостатки
    экономически выгодный тип отопительного оборудования с минимально возможными капиталовложениями и эксплуатационными затратами сложную схему подключения для работы в режиме охлаждения воздуха
    возможность одновременного обогрева помещений и приготовления горячей воды для хозяйственных нужд непропорциональный рост расхода электроэнергии при понижении наружной температуры
    наличие высокотемпературных моделей, способных обеспечить стабильную работу теплых полов, фанкойлов и конвекторов вероятная остановка отопления при температуре наружного воздуха ниже -25°C
    высокую энергоэффективность оборудования на уровне А+++ наличие шумового фона во время работы
    возможность совместной работы с отопительными котлами
    автоматизированное управление оборудованием
    простой монтаж и обслуживание
    возможность работы на аккумулятор тепла позволяет более экономно расходовать электроэнергию с учетом тарифов по времени суток

    Большинство моделей прекрасно работают до температуры наружного воздуха -15°C. При дальнейшем похолодании эффективность системы резко снижается. Это связано с такой технической характеристикой, как точка кипения хладагента. Для наиболее распространенных марок она находится в пределах от -20°C до -35°C. При меньшей температуре воздуха хладагент перестает закипать в испарителе и работа системы прекращается. Поэтому для жилых домов и коттеджей в холодной климатической зоне необходимо наличие дополнительного котла или камина.

    Блок испарителя может быть установлен на опорах возле земли или на стене здания. Для защиты от шума работающего компрессора второй блок рекомендуется устанавливать в отдельном помещении, в подвале или на чердаке. При этом необходимо принимать рекомендуемое изготовителями расстояние между блоками не более 10 метров.

    После этого блоки соединяются между собой металлопластиковыми или медными трубками в усиленной тепловой изоляции с фольгированной защитой. На последнем этапе монтажа ко второму контуру пластинчатого теплообменника подключают трубы системы отопления и подводят линию электроснабжения.

    Популярные изготовители, обзор цен

    Тепловые насосы воздух-вода на российском рынке продает более 20 различных компаний из Европы, Японии, Южной Кореи и Китая. В числе наиболее популярных можно назвать:

    Простые и доступные по цене, но менее комфортные и надежные бюджетные модели изготавливают Neoclima и Tosot.

    Тепловые насосы концерна Mitsubishi Electric отличаются самым оптимальным соотношением цены, качества и удобного пользования. Внешние блоки работают без потери тепловой мощности до температуры -15°C и компания гарантирует подачу тепла при похолодании до -28°C. Стоимость данного оборудования начинается от 10000 долларов.

    Бытовая серия Zubadan этого же производителя и полупромышленная Mr.Slim включают широкий ряд моделей мощностью от 2,8 до 34,6 кВт. Варианты установки: подвесной, настенный или напольный. Используются для отопления жилых домов, офисов, небольших магазинов и мастерских.

    Торговый бренд Cooper&Hunter представлен на рынке большим количеством моделей, входящих в 7 бытовых серий и 2 промышленные. Это американская компания, но ее производство расположено в Китае. Мощность предлагаемого оборудования от 2,5 до 112 кВт. Все установки:

    • рассчитаны на устойчивую эксплуатацию в диапазоне температур наружного воздуха от -25°C до +40°С (у некоторых моделей больше);
    • специально адаптированы для использования в северных странах Европы;
    • имеют специальную защиту от обмерзания;
    • нечувствительны к перепадам напряжения в диапазоне 110-260 Вольт;
    • отличаются малым уровнем шума во время работы;

    При выборе теплового насоса не следует искать самый дешевый вариант, поскольку обычно такие установки имеют низкое качество изготовления слабые технические характеристики и непродолжительный срок эксплуатации. Однако и слишком высокая стоимость зачастую бывает не оправдана. Лучшее решение всегда где-то посередине.

    Солнечный коллектор, или гелиосистема, оборудование, предназначенное для использования в качестве альтернативных источников энергии. Такие системы давно используют во многих странах .

    Одним из видов твердотопливных, как правило водонагревательных, котлов являются пиролизные, или газогенераторные установки. В этой статье мы рассмотрим принцип их .

    Энергию ветра люди научились использовать давно, тысячи лет уже известны ветряные мельницы и парусные системы. Она бесконечна и экологична, поэтому .

    Тепловые насосы это инженерные системы, предназначенные для переноса тепловой энергии из места с низкой температурой окружающей среды к месту с .

    Оптимальный вариант теплового насоса «воздух-вода»

    «Надо делать то, что нужно нашим людям, а не то, чем мы здесь занимаемся…»*

    В России практически отсутствует рынок тепловых насосов, в основном, применяются геотермальные тепловые насосы «грунт-вода», существенным недостатком которых является необходимость в дорогостоящем бурении скважин и монтаже геотермальных зондов.

    Гибридные тепловые насосы «воздух-вода» производимые и предлагаемые многочисленными иностранными фирмами на рынке в Европе, не представлены и не продаются в России. Связано это, в основном, с высокой их стоимостью. Многочисленные российские «кулибины» покупают китайские аналоги – тепловые насосы «воздух-вода» с промежуточным впрыском хладагента, которые пристраивают к существующей системе отопления, тем самым реализуя гибридную установку.

    У потенциального Заказчика системы отопления с источником тепла – тепловым насосом «воздух-вода» существуют опасения по поводу ее сложности и, следовательно, надежности, отсутствием технической поддержки и обеспечением запчастями, пугает отсутствие самого рынка тепловых насосов.

    Конструкция гибридного теплового насоса для российского потребителя – владельца частного дома, должна быть простой, подобно старым не убиваемым советским холодильникам «ЗИМ», которые работали и продолжают работать по 40 и более лет, и должна быть адаптирована к местной специфике бытовых проблем. К таким проблемам относится, например, отключение электричества, иногда на сутки, т.е. проблема автономности работы системы отопления в зимний период времени. Гибридная установка, имеющая в своем составе традиционный генератор тепловой энергии – котел, работающий на углеводородном топливе, потребляет очень мало электроэнергии от сети (в основном, электроэнергию потребляют автоматика и циркуляционные насосы). Так, небольшой дизельный котел потребляет около 200-300 Вт, и при отключении электричества для обеспечения бесперебойного теплоснабжения при отрицательных температурах наружного воздуха достаточно установить недорогой ИБП (источник бесперебойного электроснабжения, например инвертер с аккумулятором). Таким образом, применив гибридную установку в качестве источника тепла, намного проще решить проблему автономности отопления коттеджа при аварийном отключении электричества. Кроме того, второй источник тепла обеспечивает стопроцентное резервирование тепловой энергии, что также повышает надежность жизнеобеспечения коттеджа. Второй источник тепла необходим также при запуске теплового насоса зимой при отрицательных температурах.

    Швеция – страна, в которой наиболее массово используются тепловые насосы для производства тепла для систем отопления домов. В отличии от Европы, в Швеции не требуется заливка геотермальных зондов скважин раствором цемента.

    Это значительно сокращает время и расходы. Скальная порода благоприятна для бурения и имеет высокую теплопроводность. Поэтому, в Швеции наиболее распространены геотермальные тепловые насосы. Однако, именно в Швеции фирма Octopus разработала идеальный тепловой насос «воздух-вода», приблизив его к конструкции обыкновенного морозильника. Главным элементом конструкции является испаритель «Ice Stick», и только одна движущаяся часть – компрессор (нет ни вентилятора, ни инвертора, нет функции разморозки, что повышает экономичность системы). Испаритель имеет уникальный внешний вид – ледяной скульптуры:

    Находящаяся в воздухе влага конденсируется на холодном профиле испарителя, при этом поглощается высвобождаемая при испарении энергия. Разморозка теплообменника испарителя не требуется. Существуют отечественные аналоги атмосферных испарителей разработанных для хранения криогенных жидкостей еще в 70 годах прошлого века.

    Важной особенностью создаваемого теплового насоса должно быть поддержание высокой температуры теплоносителя на выходе из конденсатора ТН. Так, при использовании компрессора с технологией EVI (промежуточный впрыск пара), температура на выходе может поддерживаться на уровне +65°C вплоть до снижения уличной температуры до -15°C.

    Преимущества теплового насоса «воздух-вода» с атмосферным испарителем:

    • Не требует технического обслуживания;
    • Не требует расходных материалов
    • Не требуется тяжелая строительная техника при монтаже, простой и быстрый монтаж без грунтовых коллекторов и скважин
    • Не происходит вымораживания почвы, что негативно влияет на флору приусадебного участка
    • Экологическая чистота*
    • Подключается к любым системам отопления, в том числе существующим системам радиаторного отопления (использование EVI технологии)
    • Полная бесшумность –отсутствие вентиляторов в наружном блоке
    • Высокая эффективность – отсутствие режимов оттаивания (нет потерь тепловой энергии для периодического размораживания испарителя)
    • Все движущиеся части и электрика с электроникой находятся во внутреннем модуле, расположенном внутри котельной, т.е. в теплом помещении, и не подвержены экстремальным условиям эксплуатации при отрицательных температурах наружного воздуха
    • Уникальный внешний вид испарителя – ледяная скульптура с возможностью ночной подсветки

    *преимущества относятся в т.ч. К ТН с вентилятором.

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector