Каскадный тепловой насос
Ardenergy.ru

Канализация и водоснабжение

Каскадный тепловой насос

О каскадной установке тепловых насосов

Как увеличить мощность и повысить надежность.

Несколько слов о каскадной установке тепловых насосов.

Эта статья будет интересна тем, кто планирует установить отопительную систему для площадей 200 м 2 и более.

Итак, список задач:

– обеспечить качественное отопление помещения большой площади;

– снизить расходы на производство тепловой энергии;

– повысить надежность системы;

– обеспечить гибкое управление системой отопления.

Использование современных тепловых насосов Ovanter позволяет создать отопительную систему, которая сможет решить все вышеперечисленные задачи.

Применяя традиционный подход к расчету необходимой мощности 1квт на 10кв.м, обычно, подбирают соответствующий тепловой насос. Один. И вокруг этого насоса строится вся остальная конфигурация приборов. А если площадь большая? Берут насос бо́льшей мощности. А если и ее не хватает? Тогда применяется каскадная система установки насосов, принципиальную схему которой вы видите на рисунке:

Какие же преимущества дает каскадная система?

– Позволяет увеличивать мощность отопительного узла до максимальных параметров, ограниченных только пропускными возможностями трубопроводов и отопительных приборов, как то: теплые полы радиаторы отопления;

– позволяет экономить электроэнергию и ресурс оборудования, т.к., благодаря современной автоматике, в каждый текущий момент включается только то количество насосов, которое обеспечит насущные потребности пользователя в тепле, а остальные выключены и находятся в режиме готовности;

– повышает надежность отопительного узла, т.к. вероятность возникновения проблем одновременно со всеми насосами, входящими в систему, кране мала, чего нельзя сказать об отопительном узле, базирующимся на одном насосе, пусть даже такой же мощности;

– значительно облегчает сервисное обслуживание оборудования, предоставляя возможность проведения необходимых работ даже в отопительный сезон, без отключения всей системы;

– значительно упрощает управление системой, потому что все заботы о распределении нагрузок, включении и отключении элементов системы берет на себя ПЛК(программируемый логический контроллер) немецкой фирмы Berghof;

– сберегает ваши нервные клетки, т.к. вы можете спокойно спать, не опасаясь, что тепло покинет вас в трудную (холодную) минуту.

Сторонники упрощенного подхода к решению сложных задач, вероятно, скажут, что грамотно подобранный Большой Мощный насос справится с этими задачами не хуже нашего варианта. И они, по-своему, правы. Однако предлагаем вам сравнить два варианта (одинарная система и каскадная), на отвлеченном примере:

Надо перевезти 40 тонн груза. Это можно сделать на огромном карьерном БелАЗе и на мощном многоосном грузовике. Когда надо везти 40 тонн – оба молодцы, а когда надо ехать назад пустыми, БелАЗ вынужден тащить всю свою тушу на всех 6-ти колесах, а многоосный грузовик просто поднимает одну или несколько осей над дорогой и едет налегке, экономя горючее и сокращая износ резины.

Кто-то может возразить, что экономия здесь незначительная. Отвечаем, на коротком отрезке времени, например, один сезон, экономия действительно небольшая, но ведь отопительные системы устанавливаются с расчетом на десятилетия, а в этом случае, как известно: курочка по зернышку, а в конце яичко! К тому же, продолжая сравнение с грузовиками, наш «грузовик» (каскадная система Ovanter), при наличии 4-х осей, может спокойно ехать даже на одной, если нагрузка небольшая.

Но почему именно Ovanter? Это насосы, разработанные и созданные российскими специалистами, которые много лет, задолго до появления на рынке тепловых насосов, занимались установкой и монтажом отопительных систем различных конструкций и производителей. Наш многолетний опыт показывает, что если при осмотре любого важного элемента отопительной системы: насоса, котла, управляющего процессора, была обнаружена копеечная прокладка или гайка, значит и вся конструкция подвергается серьезной опасности ввиду ее сомнительной надежности. Поэтому, главный принцип, положенный в основу создания теплового насоса Ovanter – никогда не экономить на мелочах. В насосах Ovanter нет ни одной детали, которая могла бы подвергнуть сомнению высокое качество продукта.

Мифы о тепловых насосах и почему это неправда

Ежегодно в Европе производят и устанавливают сотни тысяч тепловых насосов (ТН), в отдельные годы объемы доходили до миллиона. В России же эта цифра составляет всего около 500 единиц. Удивительно, но технология, которая получила признание и распространение по всему миру, пока воспринимается в нашей стране как дорогая нефункциональная экзотика, обросшая мифами и легендами. Самые распространенные из них рассмотрим ниже.

Миф № 1 Тепловой насос можно собрать самостоятельно, нет смысла его покупать и переплачивать за бренд

Факты. Механизм действия ТН действительно прост – они работают по принципу холодильника, только наоборот. Этот привычный всем агрегат, который есть на любой кухне, забирает лишнее тепло из продуктов и выводит его через заднюю стенку, которая всегда остается горячей. Действие и насосов, и холодильников основано на законах физики, которые гласят, что запасом тепловой энергии обладает любое тело с температурой выше нуля. Если охладить это тело, освобождается определенное количество энергии, которое можно «забрать». Например, при охлаждении пяти литров воды с 10 до 0 °С выделится 1,9 МДж тепловой энергии. Но холодильник «выбрасывает» это тепло в никуда, а насос отдает в систему отопления.

«В основе конструкции любого теплового насоса лежат теплообменники, компрессор, испаритель и расширительный клапан – это и породило миф о том, что данное оборудование можно собрать своими руками, просто соединив указанные элементы. Результат закономерно оказывается “не очень”, агрегаты или не работают, или работают крайне плохо, – поясняет Сергей Соловьев, специалист компании Viessmann, лидера инноваций в области отопления. – На самом деле тепловой насос – это сложная инженерная система, оснащенная автоматикой, контроллерами, защитами. Такие насосы будут служить по 20–25 лет, не требуя никакого особенного ухода и расходов на обслуживание».

Миф № 2 Покупка и установка теплового насоса обойдется в шесть – восемь раз дороже, чем отопительный котел и подключение к магистральному газопроводу

Факты. Подключение к магистральному газу далеко не всегда предпочтительный и бюджетный вариант. Удаленность от магистрали более чем на 200 метров делает это мероприятие «золотым», так как стоимость прокладки газовой трубы от дома до точки врезки в газопровод колеблется от двух до пяти тысяч рублей за метр в зависимости от региона. Таким образом, подключение к магистральному газу для Московской области с учетом прокладки труб, проектирования и врезки может начинаться от 400 до 700 тысяч рублей, для Нижнего Новгорода – от 150 до 200 тысяч.

При невозможности использовать магистральный газ домовладелец обычно встает перед выбором: электрокотел за 120 тысяч рублей или тепловой насос? Но ведь насосы – дорого, от полумиллиона…

На самом деле довольно больших капитальных затрат на этапе покупки и монтажа требуют только геотермальные насосы. Те, что используют в качестве источника тепловой энергии грунт или грунтовые воды. Это связано с особенностями технологии: для их установки необходимы либо проектирование и укладка горизонтального коллектора, либо проведение буровых работ, если предусмотрены вертикальные зонды. Например, чтобы обеспечить теплом коттедж площадью 200 м² с помощью геотермального насоса, потребуется уложить коллектор на участке площадью четыре – шесть соток. Или пробурить три скважины для зондов на расстоянии пять-шесть метров друг от друга (по 80 метров глубиной каждую).

При установке теплового насоса затраты будут гораздо ниже за счет отсутствия дорогостоящих земляных работ. Например, модель Vitocal 100 S производителя устанавливается так: наружный блок располагается на внешней стене здания или на прилегающей территории, внутренний – в подвале или подсобке дома. Система в заводской комплектации уже оснащена всеми необходимыми компонентами: трехходовым переключающим клапаном, циркуляционным насосом, расширительным баком, контроллером теплового насоса. Стоимость таких насосов – от 280 тысяч рублей.

Миф № 3 Энергоэффективность тепловых насосов сильно преувеличена, они не окупаются

Факты. Тепловой насос, равно как и электрокотел, работает от электричества. Но в несколько раз эффективнее. Во сколько именно – зависит от коэффициента преобразования каждого конкретного теплового насоса, то есть от отношения полученного тепла к количеству электроэнергии, затраченной на работу компрессора насоса. И если котел выдает столько же тепла, сколько потребляет электричества, то тепловой насос «съедает» в три – шесть раз меньше. Например, для выработки 8 кВт/ч тепловой энергии геотермальной установке потребуется всего 2 кВт/ч электричества – ее коэффициент преобразования равен 4–4,5. В воздушных насосах в среднем за год – около 3.

Для полного развенчания мифа о низкой энергоэффективности тепловых насосов достаточно провести схематичный расчет.

Возьмем для примера дом площадью 150 м² в Подмосковье. Чтобы обеспечивать его теплом в течение семи месяцев отопительного сезона, электрокотлу потребуется около 37 800 кВт/час энергии. Тепловой насос с коэффициентом преобразования 4 потребит 9450 кВт/час. Тариф на электроэнергию в Московской области составляет 3,77 рубля за киловатт-час. Выходит, что отопительный сезон владельцу электрокотла обойдется в 142,5 тысячи рублей, а владельцу теплового насоса – в 36,6 тысячи.

Таким образом, если для обогрева дома используются воздушные ТН, то они окупятся буквально за 2–3 года. Геотермальные установки, начальными капитальными вложениями в которые всех активно пугают, окупаютсяi на десятый год использования.

Миф № 4 Тепловые насосы работают только при плюсовой температуре

Факты. В Швеции, где не менее суровая зима, чем в России, ТН установлены в каждом втором жилом доме. В соседней с ней Финляндии дома обогревают более 800 тысяч тепловых насосов, которые производят до 7 ТВт-ч возобновляемой энергии в год. Как – если они не работают при минусовых температурах?

Читать еще:  Как установить слив в раковине на кухне?

«Это популярное заблуждение, – рассказывает Сергей Соловьев, Viessmann. – Связано с незнанием того факта, что в любой местности грунт имеет точку промерзания, после которой его температура всегда будет положительной. Даже в Архангельске в январе. Именно поэтому коллекторы грунтовых ТН укладываются ниже точки промерзания, на глубину 1,5–2 метра, там всегда “плюс”. Что касается воздушных тепловых насосов, то они могут работать при отрицательных температурах воздуха. Например, мы специально адаптировали систему Vitocal 100 S для эксплуатации в России, встроив подогреватель в поддон наружного блока. Он предотвращает замерзание конденсата зимой, и благодаря этому систему можно использовать при температуре до – 20 °C».

Чтобы правильно выбрать тепловой насос, нужно учитывать особенности каждой системы. Коэффициент эффективности грунтовых ТН в любое время года будет 4,5–5. У воздушных установок этот показатель снижается вместе с температурой на улице. При нуле эффективность системы «воздух – вода» – около 3,5, а при –20 °С COP равен 1,5–1,9. Следовательно, для южных регионов больше подойдут воздушные установки, а для суровой зимы – геотермальные системы.

Миф № 5 Тепловые насосы наносят ущерб экологии

Факты. Неправильно спроектированный коллектор геотермального насоса может привести к перемораживанию грунта – это, пожалуй, все, чем способно навредить природе использование ТН. И дело даже не в самом насосе, а в ошибках проектирования и монтажа, которых можно избежать, обращаясь в проверенные организации.

Что касается всего остального, то не зря тепловые насосы признаны одной из самых экологичных технологий. Например, в Европе, где политика сохранения невозобновляемых ресурсов стоит во главе угла, на государственном уровне стимулируют внедрение тепловых насосов. При работе этих систем в атмосферу не выбрасываются вредные окислы, а на почву не оседают вредные кислоты и бензольные соединения. Безопасны ТН и для человека, так как конструктивно не содержат никаких элементов, которые могут перегреться или взорваться, не требует дозаправок и пожароопасных резервуаров с запасами топлива. По уровню безопасности тепловые насосы считаются эквивалентными обычной домашней бытовой технике типа стиральных машин и холодильников.

Основными факторами, которые сдерживают популярность тепловых насосов в России, специалисты называют дефицит объективной информации об этих системах, относительно небольшую стоимость газа и отсутствие государственных программ по стимулированию внедрения энергоэффективного оборудования. Однако в условиях постоянного роста тарифов и повышения экологической грамотности потребитель все внимательнее присматривается к тепловым насосам, обеспечивающим полную автономию от центральных систем отопления и возможность более экономно расходовать средства на содержание дома.


i COP (coefficient of performance) – коэффициент преобразования, показывающий, во сколько раз больше тепловой насос выдает энергии относительно затраченной. Согласно стандарту 14511, при определении COP учитывается вся электроэнергия, потребляемая тепловым насосом: компрессором, контроллером, вентилятором (в случае воздушных тепловых насосов), а также энергия на преодоление гидравлического сопротивления теплообменников и выходная тепловая мощность. Показатель СОР геотермальных насосов обычно 4,5–5, в воздушных он зависит от температуры наружного воздуха.

Как сделать тепловой насос своими руками

Экология познания. Усадьба: В последние десятилетия у владельцев домов появился довольно большой выбор систем отопления. Уже необязательно подключаться к централизованным сетям и использовать традиционные источники. Можно выбрать оборудование, работающее на альтернативной энергии, но его главный недостаток – дороговизна. Впрочем, если сделать тепловой насос своими руками из старого холодильника, систему можно существенно удешевить.

Сегодня мало кто сомневается в том, что тепловой насос для отопления дома – самое эффективное средство из всех существующих. Оно же — самое дорогое и сложное в исполнении. По этой причине многие домашние умельцы взялись за самостоятельное решение данной проблемы.

Но ввиду ее высокой сложности достижение положительных результатов дается весьма непросто, нужно иметь энтузиазм, терпение и вдобавок хорошо изучить теорию. Наша статья для тех, кто делает первый шаг на пути внедрения у себя дома такого альтернативного источника энергии, как тепловой насос, сделанный своими руками.

Устройство и принцип работы теплового насоса

Для сборки действующей модели теплового насоса не обойтись без знания теории, а точнее, принципа действия этого устройства. Хотелось бы изначально отметить, что утверждения о КПД в 300, 500 и 1000% — это миф или просто маркетинговый ход, рассчитанный на незнание рядовым пользователем законов физики. Так вот, тепловой насос – это устройство, берущее тепловую энергию в одном месте и перемещающее ее в другое с определенным КПД, не превышающим 100%. В отличие от котельных установок, он самостоятельно тепло не производит.

Примером могут служить домашние холодильники и кондиционеры, чья конструкция основана на так называемом цикле Карно, его же использует принцип работы теплового насоса для отопления или ГВС. Суть этого цикла заключается в движении вещества (рабочего тела) по замкнутой системе и меняющего свое агрегатное состояние с жидкого на газообразное и наоборот. В момент перехода выделяется или поглощается огромное количество энергии.

Чтобы пояснить на более доступном языке, перечислим основные элементы, которые включает в себя устройство теплового насоса:

  • компрессор;
  • теплообменник, где рабочее тело переходит в газообразное состояние (испаритель);
  • теплообменник, в котором рабочее тело конденсируется (конденсатор);
  • расширительный (редукционный) клапан;
  • средства управления и автоматики;
  • магистрали из медных трубок.

В качестве рабочего тела выступает вещество, закипающее при низких температурах – фреон. Циркулируя по трубке в виде жидкости, первым делом он попадает в испаритель. После взаимодействия с теплоносителем от внешнего источника (воздух, вода, грунт) рабочее тело испаряется и продолжает свое движение в виде газа. На этом участке давление в системе — низкое. Всю цепочку цикла отражает принципиальная схема теплового насоса:

Пройдя компрессор, фреон под давлением движется ко второму теплообменнику, где ему предстоит сконденсироваться и передать полученное тепло воде, снова приняв жидкое состояние. Далее, рабочее тело попадает в расширительный клапан, давление снова падает и оно продолжает свой путь к испарению. Цикл завершен.

Заводские теплонасосы для жилого дома способны выдавать теплоноситель с температурой 55—60 ºС, этого достаточно для обогрева помещений радиаторами либо теплыми полами. При этом вся система отопления затрачивает электроэнергию на такие цели:

  • питание компрессора;
  • вращение роторов циркуляционных насосов наружного и внутреннего контура;
  • питание средств автоматики и контроля.

Получается, что при потреблении 1 кВт электричества действие теплового насоса может переместить в дом до 5 кВт тепловой энергии извне, отсюда и небылицы о КПД 500%.

Тепловой насос воздух-воздух

Теоретически любая среда, имеющая температуру выше абсолютного нуля (минус 273 ºС), обладает запасом тепловой энергии. А значит, ее можно извлечь, уж тем более это нетрудно сделать при температуре окружающего воздуха минус 10—30 ºС.

Для этой цели служит тепловой насос воздух-воздух, отнимающий тепло у наружной окружающей среды и перемещающий его внутрь частного дома. Это самый доступный способ по цене оборудования и стоимости монтажа, он же – наименее эффективный. Чем крепче мороз на улице, тем меньше тепла удается получить. Принцип действия системы показан на рисунке:

Наружный блок воздушного теплового насоса внешне похож на такой же агрегат сплит-системы, только внутри у него нет компрессора. Остается лишь пластинчатый теплообменник и вентилятор, чьей задачей является повысить интенсивность процесса путем нагнетания через пластины большого количества воздуха.

Тепловой насос вода-вода

Более эффективным вариантом считается тепловой насос вода-вода. Он извлекает тепловую энергию из ближайшего водоема, если таковой есть на расстоянии до 100 м от дома. Другой, более распространенный способ – отбор тепла у грунтовых вод через скважину. По сути, скважин нужно 2: одна для выкачивания воды, другая – для ее сброса. Ниже представлены схемы тепловых насосов, действующих по такому принципу:

Здесь есть свои нюансы. Вода из скважины должна проходить очистку перед попаданием теплообменник, а трубы надо прокладывать ниже глубины промерзания грунта. Другое дело – контур на дне водоема, он заполняется незамерзающей жидкостью (пропиленгликолем), что служит посредником между водой и хладагентом.

Способность обеспечить частный дом тепловой энергией в этом случае зависит от производительности скважины и объема воды в пруде. Также существуют варианты погружения внешнего контура в проточную воду реки или канализационный септик.

Также существуют геотермальные тепловые насосы, чей принцип работы не отличается от предыдущих типов аппаратов, только тепло извлекается из грунта на глубине, где температура всегда одинакова – плюс 7 ºС. Для этого в землю закапывается горизонтальный контур из труб, занимающий большую площадь, либо в скважины глубиной 25 м опускаются геотермальные зонды. В обоих случаях в качестве теплоносителя используется антифриз.

Считается, что работа теплового насоса, добывающего тепло из грунта, — самая стабильная и эффективная. Но покупка и монтаж подобного оборудования очень дороги, а домашние мастера-умельцы редко прибегают к реализации этого варианта.

Как собрать тепловой насос в домашних условиях?

Поскольку термодинамический расчет теплового насоса представляет для большинства домашних мастеров — самодельщиков немалую сложность, приводить его здесь мы не будем. Наша задача – представить несколько действующих моделей, чтобы любой энтузиаст мог взять какую-нибудь из них за основу для создания собственного детища.

Необходимо отметить, что тепловой насос, придуманный и собранный своими руками, для подавляющего большинства рядовых пользователей останется недостижимой мечтой, если не приложить к его изготовлению массу усилий и времени.

Простейший тепловой насос из старого холодильника был описан в статье журнала «Инженер» за 2006 г. Он позиционируется, как нагреватель воздух – воздух для небольшого помещения или теплицы. Кстати, какой бы ни был мощный бытовой холодильник, на обогрев даже небольшого дома его не хватит, а вот на 1 комнатку – вполне. Решение реализуется 2 способами, причем внутренняя автоматика отключения демонтируется и все агрегаты соединяются напрямую для непрерывной работы. В первом случае старый холодильник находится в помещении, конструкция насоса показана на схеме:

Читать еще:  Тепловое оборудование для дома

Снаружи к нему прокладывается 2 воздуховода и врезается в переднюю дверку. Воздух по верхнему каналу попадает в морозилку, охлаждается и опускается к нижнему воздуховоду из-за увеличения плотности. Затем он покидает корпус холодильника, вытесняемый верхним потоком. Помещение прогревается от теплообменника, расположенного на задней стенке агрегата. По второму способу сделать своими руками тепловой насос так же просто, надо лишь встроить холодильник в наружную стену, как изображено на схеме:

Самодельный обогреватель из холодильника может функционировать до наружной температуры минус 5 ºС, не ниже.

Тепловой насос из кондиционера

Современные сплит-системы, особенно инверторного типа, успешно выполняют функции того же теплового насоса воздух – воздух. Их проблема в том, что эффективность работы падает вместе с наружной температурой, не спасает даже так называемый зимний комплект.

Домашние умельцы подошли к вопросу иначе: собрали самодельный тепловой насос из кондиционера, отбирающий теплоту проточной воды из скважины. По сути, от кондиционера тут используется только компрессор, иногда – внутренний блок, играющий роль фанкойла.

По большому счету, компрессор можно приобрести отдельно. К нему потребуется сделать теплообменник для нагрева воды (конденсатор). Медная трубка с толщиной стенки 1—1.2 мм длиной 35 м наматывается для придания формы змеевика на трубу диаметром 350—400 мм или баллон. После чего витки фиксируются перфорированным уголком, а затем вся конструкция помещается в стальную емкость с патрубками для воды.

Компрессор из сплит-системы присоединяется к нижнему вводу в конденсатор, а к верхнему подключается регулирующий клапан. Таким же образом изготавливается испаритель, для него сгодится обычная пластиковая бочка. Кстати, вместо самодельных емкостных теплообменников можно использовать заводские пластинчатые, но это обойдется недешево.

Сама по себе сборка насоса не слишком сложна, но здесь важно уметь правильно и качественно пропаивать соединения медных трубок. Также для заправки системы фреоном потребуются услуги мастера, не станете же вы специально покупать дополнительное оборудование. Дальше – этап наладки и пуска теплового насоса, который далеко не всегда проходит удачно. Возможно, придется немало повозиться, чтобы добиться результата.

Заключение

Конечно, отопление дома тепловым насосом – мечта многих домовладельцев. К сожалению, стоимость установок слишком высокая, а справиться с собственноручным изготовлением могут единицы. И то зачастую мощности хватает лишь на ГВС, об отоплении речь не идет. Если бы все было так просто, то у нас в каждом доме стоял самодельный тепловой насос, а пока что он остается недоступным широкому кругу пользователей.

опубликовано econet.ru Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:

Применение тепловых насосов в кольцевом контуре

Ввод

Тепловые насосы в основном ассоциируются в России с геотермальным теплом. Многие еще не знают, что на западе уже два десятка лет тепловые насосы активно применяются в так называемом кольцевом контуре. Такая система отлично зарекомендовала себя, как эффективное конкурентоспособное решение для зданий от средней и большой площади. Среди наиболее выгодного применения систем кольцевого контура: больницы, гостиницы, торговые площади и офисные здания. Кроме того, кольцевая система часто применяется в жилых многоэтажных зданиях.

Применение тепловых насосов в кольцевом контуре

Принцип работы

В кольцевую систему тепловых насосов входят сами насосы, количество которых не ограничено и определяется только оптимизацией зон климатического регулирования. Кроме того, в систему входит источник низкопотенциального тепла, которым может служить газовый или електро котел или теплоцентраль. Также входит градирня для сброса излишков тепла в атмосферу. Теплоносителем является вода температурой 25С. Все тепловые насосы объединены в одну систему (контур). Через все тепловые насосы циркулирует вода за счет работы циркуляционного насоса.

При работе теплового насоса в режиме охлаждения, избыточное тепло из зоны передается в водяной контур, а в режиме отопления тепло забирается из контура для обогрева помещения.

Все тепловые насосы работают как на тепло, так и на холод в любое время года, обеспечивая оптимальный комфорт климатических зон.

Принцип утилизации тепла

Кольцевая система наиболее эффективна в многофункциональных зданиях типа гостиниц и торговых центров. Избыточное тепло из кухонь прачечных и торговых центров не выбрасывается в атмосферу, а утилизируется в других помещения требующих обогрева. В переходные периоды (весна, осень) во всех зданиях тепло перекачивается с охлаждаемого фасада к фасаду обогреваемому. В таких случаях энергия тратится только на перекачку тепла из расчета 4-5кВт тепла на 1кВт эектроэнергии. Утилизируется все: тепло компьютеров, холодильных машин, тепло, выдаваемое освещением и радируемое людьми. Тепло может быть передано даже во времени. То есть тепло, удаленное из здания днем может быть использовано ночью для его обогрева.

Виды тепловых насосов

Тепловые насосы мало, чем отличаются внешне от обычных фанкойлов. Среди них есть как вертикальные, так и горизонтальные модели для монтажа в межпотолочном пространстве. Есть также консольные модели для монтажа в подоконном пространстве.

Модельный ряд ClimateMaster
Мощные ТНУ вода-воздух Консольные ТНУ вода-воздух Крышные ТНУ вода-воздух
Вертикальные внутри-стенные ТНУ вода-воздух ТНУ вода-воздух Мощные чиллеры вода-вода

В некоторых случаях имеет смысл использовать крышные агрегаты (rooftop) при отсутствии достаточного места в самом здании.

АНАЛИЗ АЛЬТЕРНАТИВ

Двухтрубная система Чиллер . фанкойл совместно в полномасштабной системой радиаторного отопления.

  • При наличии хорошей системы управления можно получить более точное регулирование температуры.
  • Требуются большой машинный зал для установки чиллеров и обслуживающего их оборудования.
  • Требуется градирня существенно больших размеров, которая займет существенно большие площади на крыше. . Существенно более высокая стоимость системы в целом . Учитывая характер здания, требуется два чиллера
  • основной и резервный.
  • Низкая энергетическая эффективность из высокой вероятности одновременной работы системы отопления и кондиционирования в помещении.
  • Трубы должны быть хорошо изолированы.
  • Меньшая степень комфорта, поскольку радиаторное отопление поддается управлению существенно хуже (из-за инерционности), чем воздушная система. Велика вероятность образования сквозняков.
  • Сложность оборудования требует специалистов высокого класса для сервисного обслуживания.
  • В случае выхода из строя чиллера вся система перестает функционировать.

Мультизональная сплит система VRV

  • Отсутствие ре-циркуляционных воздуховодов. . Относительная простота по офисного регулирования температуры
  • Возможная протечка в здание вредных для здоровья хладагентов
  • Сложность обслуживания. При возникновении протечки хладагента, чрезвычайно трудно локализовать источник протечки.
  • На крыше устанавливаются десятки конденсорных блоков, которые в условиях зимы требуют трудоемкого сезонного обслуживания.
  • Система практически не поддается внешней автоматизации. Это обстоятельство практически исключает взаимодействие системы кондиционирования с радиаторной системой отопления, что приводит к одновременной работе систем отопления и охлаждения, и, соответственно, к неоправданным затратам энергии.
  • Невозможность согласованной работы системы с системой вентиляции здания, может привести к излишним расходам энергии и созданию зон дискомфорта.
  • Практически не поддается полной диспетчеризации.

ПРЕИМУЩЕСТВА КЛИМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ, ОСНОВАННОЙ НА КОЛЬЦЕВОЙ СХЕМЕ ВОДОВОЗДУШНЫХ ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ.

  1. Надежность. Достигается за счёт распределения функций кондиционирования по многим расположенным по месту использования агрегатам. Выход из строя одного теплового насоса не затрагивает работу системы в целом. Срок службы тепловых насосов . 20 . 25 лет.
  2. Комфорт. Индивидуально заданные параметры микроклимата обеспечиваются в каждой зоне (комнате/офисе) в течение всего года, включая весну и осень, когда теплосеть на отопление не работает. Единый источник воздуха оптимальной температуры предотвращает образование сквозняков.
  3. Энергетическая эффективность. Кольцевой водяной контур значительную часть времени перекачивает тепло из зон с его избытком в зоны с его недостатком. При этом оптимально используются внутренние тепловыделения (например, от компьютеров, кухонь, людей), а также солнечная радиация. Использование радиаторного отопления в дежурно-резервном режиме ночью и в не рабочие дни позволяет отключать все или часть (если часть помещений используется) тепловых насосов и поддерживать безопасный режим эксплуатации здания при сниженной температуре воздуха.
  4. Простота обслуживания. Тепловые насосы . полностью законченные изделия. Их обслуживание сводится только к периодической смене воздушных фильтров (на практике раз в год). За малыми исключениями в здании используются однотипные тепловые насосы.
  5. Автоматизация и диспетчеризация. Современная система автоматизации может обеспечить единообразное управление всеми тепловыми насосами, приточными и вытяжными установками, ИТП и т.д. При этом обеспечивается планирование работы каждого насоса, а также энергоэффективное управление водяным контуром. Система управления также может строиться по распределённому принципу, что определяет её высокую надёжность Система автоматизации не обязательна, но еще больше повышает надежность и энергоэффективность системы.
  6. Экономия площадей. Не требуется большой машинный зал для расположения чиллеров и сопутствующего им оборудования. Меньший размер градирни, т.к. значительное количество тепла здания утилизируется в других зонах или сбрасывается в систему горячего водоснабжения. Стоимость системы Хотя относительная стоимость киловатта у тепловых насосов может быть и выше чем у чиллера, цена всей системы скорее всего будет ниже чем системы чиллер фанкойл или VRV за счет простоты и не дороговизны монтажа.
Читать еще:  Как выгнать воздух из теплого водяного пола?

Рынок систем кольцевого контура в России.

В Западной Европе и США системы кольцевого контура тепловых насосов завоевали основные позиции на рынке климатизации. В странах восточной Европы такое решение начало распространятся в конце 90х годов и сейчас также является основным выбором инвесторов и проектировщиков.

В России только сейчас в период экономического роста, бума на строительном рынке и при постоянном увеличении тарифов на энергоресурсы проявляется большой интерес к энергосберегающей технологии кольцевого контура тепловых насосов.

В 1990м году в Москве французской фирмой была построена гостиница высокого класса на 350 номеров. В этой гостинице была применена схема кольцевого контура. В системе более четырехсот тепловых насосов, которые работают по сей день. Простота обслуживания и эффективность работы системы получает наилучшие отклики от владельцев и эксплуатирующего персонала гостиницы. Не смотря, на успех эксплуатации кольцевой схемы в России до 2005 года не было введено встрой не одной подобной системы.

Компания Аэроклимат совместно с фирмой производителем тепловых насосов ClimateMaster США удалось продвинуть систему на рынки ряда регионов. За пол года было закончено 3 объекта в Краснодарском крае разного назначения и площади. Ведется работа над 5ти объектами в других регионах. В проектировочной стадии имеется еще ряд объектов.

В этом году объем Российского рынка тепловых насосов для систем кольцевого контура должен достичь десяти миллионов долларов США.

Объекты в России

Гостиница Ирис-Конгресс сдана в эксплуатацию в 1990 году.

  • 20000 кв. м.
  • Отопление
  • Охлаждение
  • Более 450 тепловых насосов фирмы ClimateMaster.

Офисный и гостиничный центр в г. Краснодар

  • 10000 кв. м.
  • Отопление
  • Охлаждение
  • 26 мощныхустановок
  • Общая мощность на 1000 кВт

Средняя школа №2 г. Усть-Лабинск Краснодарский Край

  • 3000 кв. м.
  • Отопление
  • Охлаждение
  • Теплоцентраль 60С

Каждый класс является индивидуальной зоной. Работает от теплоцентрали температира которой нe прешышает 60С

Офисное здание класса А г. Краснодар

  • Отопление
  • Охлаждение
  • Мощность1372кВт

Палас Культуры (первая часть проекта)

  • Отопление
  • Охлаждение
  • Мощность 1372 кВт

Проблемы продвижения кольцевых систем тепловых насосов в России.

Существуют трудности связанные с отсутствием проектных организаций имеющих опыт проектировки подобных систем. На сегодняшний день все они перегружены работой. Такая ситуация сильно тормозит распространение этого энергоэффективного решения. Ситуация в скором будущем должна измениться под действием законов рынка, и проектировщики сами будут закладывать тепловые насосы в проекты. За несколько лет Россия должна догнать другие страны Европы в применении энергоэффективной технологии кольцевого контура.

О компании ClimateMasterR Manufacturing

  • Производит водяные и геотермальные тепловые насосы.
  • Производство в штате Оклахома (США) последние 50 лет.
  • Высокое качество, при высоких технологиях.
  • http://www.climatemaster.com

Владимир Райх
Генеральный директор компании Аэроклимат генерального дистрибьютора ClimateMaster (США)

Сайт о даче

Обновлено: 30.10.2018 15:34:17

Эксперт: Борис Мендель

Во всем мире ведутся поиски альтернативных источников энергии. Одними из самых доступных являются воздух, вода и тепло земли. В последнее время все чаще домовладельцы интересуются тепловыми насосами. Это чудо инженерной мысли может не только обогревать дома, но также охлаждать воздух, отвечать за горячее водоснабжение. Существуют разные виды климатического оборудования, поэтому потребителю нелегко подобрать оптимальное оборудование под свои условия. Как же работает тепловой насос?

Как выбрать тепловой насос

  1. Принцип работы устройства основан на извлечении энергии при изменении агрегатного состояния хладагента. Как и в бытовом холодильнике, в тепловом насосе имеется несколько контуров. В одном из них залит теплоноситель, а другой заполнен хладагентом. При испарении хладагента тепло забирается у теплоносителя, а при конденсации передается в третий контур.
  2. Энергия может «черпаться» из земли, воды и воздуха. Эффективность преобразования теплоэнергии характеризуется коэффициентом эффективности. Чем он выше, тем эффективнее используется природная энергия.
  3. При покупке теплового насоса следует определить основное назначение прибора. Если задачей системы будет обогрев помещения или воды, то не лишним будет наличие дополнительного ТЭНа.
  4. Для универсального использования следует подбирать тепловой насос, который одинаково хорошо обогревает и охлаждает помещение.
  5. Что касается выбора производителя, то эксперты рекомендуют европейские или японские тепловые насосы. Они стоят дороже, чем российские или китайские аналоги, но выгодно отличаются надежностью и долговечностью.

В наш обзор попали 6 лучших тепловых насосов. При определении победителей учитывались мнения экспертов и отзывы потребителей.

Рейтинг лучших тепловых насосов

Лучшие тепловые насосы для отопления

Воздушные тепловые насосы могут использоваться для отопления частных домов или офисов. Чаще всего оборудование способно работать только при плюсовой температуре, что существенно ограничивает область применения. Вот несколько эффективных моделей для российского климата.

Hitachi Yutaki S RWM-3.0NE/RAS-3WHVNP

Известный японский производитель бытовой техники Hitachi поставляет на российский рынок качественное климатическое оборудование. Тепловой насос Yutaki S RWM-3.0NE/RAS-3WHVNP становится победителем нашего рейтинга по ряду причин. В первую очередь эксперты отмечают инновационность разработки. Сплит система состоит из двух привычных блоков (внутренний и наружный), демонстрируя высокую энергоэффективность. Агрегат способен работать при температуре до -25°С, используя самый доступный источник энергии. Такие тепловые насосы можно встретить в разных городах России, начиная с гостиничных комплексов и заканчивая частными домами.

Пользователи довольны оптимальным сочетанием цены и эксплуатационных свойств, экономичной работой и эффективностью.

Достоинства

  • инновационные технологии;
  • высокая энергоэффективность;
  • хорошие эксплуатационные свойства.

Недостатки

  • не обнаружены.

Lessar LSM-H080HFA2 8 кВт

Высокой мощностью обогрева (8 кВт) обладает тепловой насос Lessar LSM-H080HFA2. Техника хороша еще и тем, что издает минимум шума (32 дБ). Система предназначена для использования в частных домах и офисных помещениях. Прибор может стать надежным источником тепла для систем отопления с радиаторами или теплыми полами. Тепловой насос способен нагреть воду до отметки 60°С, использовать климатическую установку можно и в режиме обогрева, и в режиме охлаждения. Однако есть несколько моментов, которые не позволили победить в нашем рейтинге.

Тепловой насос имеет большой вес (63 кг), мощность охлаждения ниже, чем у лидера (6,3 кВт). Уступил прибор и в инновационности, вместо инверторного управления компрессором производитель установил линейную модель.

Достоинства

  • высокая мощность обогрева;
  • низкий уровень шума;
  • широкая сфера применения.

Недостатки

  • большой вес;
  • линейный компрессор.

Mitsubishi Electric PUHZ-SW50VHA

На третье место нашего рейтинга попал японский тепловой насос Mitsubishi Electric PUHZ-SW50VHA. Уступает он лидерам в мощности обогрева (6 кВт) и охлаждения (4,5 кВт). От взора экспертов не ускользнул и такой негативный фактор, как высокий уровень шума (46 дБ). При этом такие параметры, как компактные размеры и небольшой вес выступили в качестве положительных характеристик.

Наружный блок можно подключать к теплообменнику, работающему по схеме «фреон-вода». Благодаря такой компоновке тепловой насос способен работать в регионах с холодным климатом. Производитель предусмотрел возможность увеличения мощности климатической системы, поэтому несколько тепловых насосов можно объединить в один каскад, используя специальные контроллеры.

Достоинства

  • компактность;
  • небольшой вес;
  • возможность интеграции в климатические системы.

Недостатки

  • шумная работа;
  • высокая цена.

Лучшие тепловые насосы для горячего водоснабжения

Тепловые насосы могут не только обогревать помещение. Они успешно справляются с подогревом воды. Так как система считается низкотемпературной, то рассчитывать на температуру воды выше 55°С не стоит. Эксперты выбрали несколько интересных насосов.

Hitachi Yutaki S Combi RWD-2.0NWE-200S/RAS-2WHVNP

Устанавливать в действующие системы отопления или в только создаваемые можно топливный насос Hitachi Yutaki S Combi RWD-2.0NWE-200S/RAS-2WHVNP. Прибор предназначен для круглогодичного применения, зимой он будет использоваться в качестве обогревателя, а летом как кондиционер. Эксперты отдали первое место рейтинга этой модели за инновационность и низкие затраты на обслуживание. Тепловой насос оптимально подходит для систем отопления с радиаторами и теплыми полами. Производитель оснастил устройство удаленным управлением, что позволяет владельцу дома регулировать температурный режим, находясь в любом помещении. К достоинствам оборудования стоит отнести инверторную технологию управления и недельный таймер.

Достоинства

  • инверторная технология управления;
  • антибактериальная опция;
  • компактность;
  • универсальность применения.

Недостатки

  • не обнаружены.

FAIRLAND AHP13AS

Тепловой насос из Китая FAIRLAND AHP13AS создан для обогрева домов. Он предназначен для работы в традиционных системах отопления, а также в современных теплых полах. Производителю удалось сделать климатическую технику высокого качества за счет применения оригинальных японских деталей. Уступает прибор лидеру рейтинга в функциональных возможностях, охлаждать воздух он не способен. А вот как обогреватель тепловой насос демонстрирует хорошие способности. Мощность обогрева достигает отметки 13 кВт, потребляя при этом до 2,9 кВт электроэнергии. Инверторное управление упрощает эксплуатацию климатической установки, повышая срок службы.

Пользователи довольны работой теплового насоса, его мощностью и производительностью. Только цена не устаивает отечественных покупателей.

Достоинства

  • качественная сборка;
  • высокая мощность обогрева;
  • инверторное управление.

Недостатки

  • высокая цена;
  • требуется силовая линия.

Lessar LSM-H120HFA2

Хорошими показателями тепло- и холодопроизводительности обладает тепловой насос Lessar LSM-H120HFA2. Модель оснащается дополнительным электрическим ТЭНом, позволяя повысить температуру в помещении до 55°С. Охладить комнату можно в температурном диапазоне 5-22°С. Хоть модель и уступает лидерам рейтинга в мощности, зато максимальный уровень шума не превышает 32 дБ. Эксперты положительно высказываются относительно компактности оборудования и небольшого веса (63 кг).

Пользователи одобрительно отзываются о доступности и функциональных возможностях прибора. Тепловой насос выглядит эстетично, он одинаково хорошо охлаждает и обогревает помещение, экономно расходуя электроэнергию. Из минусов отмечается громкий сигнал при включении, а также отсутствие инверторного управления.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector