Тепловой насос прямого испарения
Ardenergy.ru

Канализация и водоснабжение

Тепловой насос прямого испарения

Тепловой насос с пропаном в качестве хладагента

Пропан (R290) в качестве хладагента для холодильных машин использовался уже достаточно давно. Основная сфера применения — промышленное холодильное оборудование в диапазоне мощностей от 50 до 200 кВт. В связи с отказом от многих популярных хлорсодержащих фреонов, а так же ужесточению норм по объему хладагента, R290 все чаще стал применяться в бытовом сегменте.

Свойства и технические требования для пропана

Пропан это абсолютно безопасный для окружающей среды газ, не имеющий запаха и цвета. Химическая формула С3Н8. Относится к группе Гидрофторуглеродов (HFC). Потенциал разрушения озона ODP = 0, потенциал глобального потепления GWP = 3.

При использовании данного хладагента не возникает проблем с выбором конструкционных материалов деталей компрессора, конденсатора и испарителя, т.к. R290 не является коррозинноактивным. Пропан хорошо растворяется в минеральных маслах. Температура кипения при атмосферном давлении -42,1 ºС. R290 часто используют для замены опасного для озона фреона R22, не меняя конструктов холодильной установки. При этом производительность падает не более чем на 15%.

Хладагент R290 (Пропан)

Пропан имеет хорошие термодинамические показатели, позволяющие расширить температурные режимы для использования на обогрев. Однако, пропан как хладагент, имеет существенный недостаток: он легковоспламеняем и поэтому считается пожароопасным. В связи с этим необходимы усиленные меры безопасности и особые конструкции теплонасосного и холодильного оборудования.

Применение в тепловых насосах

Для тепловых насосов пропан стал использоватся сравнительно недавно в системах прямого испарения, из-за возможности закачать большой объем безвредного хладагента. Так же R290 все чаще используется в тепловых насосах воздух/вода благодаря своим хорошим термодинамическим свойствам.

Потенциал пропана в цикле теплового насоса

Как видно из графика R290 позволяет повысить рабочую температуру в системе отопления при низких температурах окружающей среды. Максимальная температура подачи может достигать 70 ºС даже при температуре окружающей среды -20 ºС.

На данный момент несколько компаний развивают бытовую серию тепловых насосов с применением пропана. В своем арсенале тепловые насосы с R290 имеют такие бренды как Dimplex, Alpha Innotec, NIBE и Ochsner.

Тепловой насос Helitherm прямого испарения серии Natural Technology с SCOP 6.7 на выставке ISH 2017

Однако наилучших результатов добилась австрийская компания Heliotherm презентовавшая на выставке ISH 2017 тепловой насос прямого испарения серии Natural Technology. Согласно измерений производителя, COP (E4/W35) теплового насоса прямого испарения серии Natural Technology тепловой мощностью 10,6 кВт составляет рекордные 6,15. То есть из 1 кВт*час электроэнергии тепловой насос Heliotherm способен выработать более 6 кВт*час тепловой энергии.

Тепловой насос Helitherm с пропаном в качестве хладагента

ТАБЛИЦА: Характеристики новой модели теплового насоса Heliotherm серии Natural Technology прямого испарения

Тепловые Насосы Natural Technology SNTM 3-10 SNTM 5-15
Макс. Тепловая мощность (E4 / W35) 10,6 кВт 15,8 кВт
Модулирующее (50%) Отопление (E4 / W35) 5,5 кВт 7,9 кВт
Коэффициент Преобразование Тепла COP (E4/W35) 6,15 6,18
SCOP (E4/W35) 6,67 6,70
Макс. Температура теплоносителя 70°C 70°C
Уровень шума 51 дБ(А) 51 дБ(А)
Размеры (В х Ш х Г), см 99 х 90 х 55 99 х 90 х 55
Вес 125 кг 126 кг

При этом коэффициент сезонной эффективности SCOP достигает значения 6,67, что превышает в 1,5 значение SCOP для тепловых насосов с популярным хладагентом R407C, который используют большинство производителей.

Трудно загадывать наперед и сказать сможет ли новая технология стать массовой, но уже в скором будущем благодаря отзывам первых покупателей в Украине мы сможем убедиться в высокой эффективности тепловых насосов использующих пропан в качестве хладагента.

Сергей Маринец

Автор – инженер по возобновляемым источникам энергии

НОВИНКА! Тепловой насос, который использует пропан вместо фреона (показатель COP=6,15)

В каждой области производства есть компании, на которых равняются другие предприниматели. Такие компании первыми используют новые технологии, которые в будущем становятся общепризнанной нормой и стандартом.

Информацией именно о такой компании и ее последними разработками хотелось бы поделиться в этой новости.

Содержание

Пионер в области тепловых насосов

Heliotherm — австрийский производитель тепловых насосов (альтернативного способа отопления). Компанию по праву можно назвать «пионером» (от фр. pionnier, pion — первопроходец, зачинатель) в области тепловых насосов.

  • В 1994 компания Heliotherm представила первый тепловой насос с полной модуляцией (некоторые производители только сейчас начинают производство тепловых насосов с инверторной технологией);
  • Позже, в 2003 году Heliotherm разработала первый в мире тепловой насос, который управлялся через интернет;
  • Совсем недавно (в 2015 году), на одной из европейских выставок компания представила публике воздушный тепловой насос Воздух-Вода, наружный блок которого оборудован солнечными панелями.
  • С 2017 года австрийская компания Heliotherm начала продажу новых тепловых насосов серии Natural Technology. Технология, которая использует в этом тепловом насосе — совершенное новое решение, которое можно отнести к ряду исторических.

ФОТО: Первый в мире Тепловой Насос Воздух-Вода со встроенными солнечными панелями. Производство Heliotherm (Австрия). Photo Credit: Meinbezirk.at.

Перед тем как разъяснить суть и преимущества тепловых насосов серии Natural Technology разрешите объяснить проблематику эффективности тепловых насосов.

Как измеряется эффективность тепловых насосов

С постоянным ростом цен на энергоресурсы тепловые насосы все чаще и чаще используются как наиболее эффективный способ отопления помещений.

Эффективность теплового насоса измеряется показателем COP (Коэффициент Преобразования Тепла) и SCOP (Среднесезонный Коэффициент Преобразования Тепла).

COP или КПТ теплового насоса — соотношение между количеством вырабатываемой тепловой энергии (кВт/час) для отопления и приготовления горячей воды и электрической энергии (кВт/час), необходимой для работы теплового насоса.

Например, если производитель пишет, что COP его теплового насоса равен 3, то это означает, что тепловой насос с помощью 1 кВт/час электроэнергии производит 3 кВт/час тепловой энергии (то есть тепла).

ФОТО: Реальные показатели COP и SCOP тепловых насосов Heliotherm (Тироль, Австрия)

Само собой разумеется, что каждый производитель тепловых насосов прикладывает максимум усилий, чтобы его продукция имела самые высокие показатели COP & SCOP а также была надженой и недорогой (чего порой очень трудно достичь).

Благодаря многолетнему опыту и постоянному внедрению инноваций Гелиотерму (Heliotherm) удается достигать таких показателей эффективности, которые другим компаниям пока не под силу.

ТАБЛИЦА: Показатели эффективности различных моделей тепловых насосов Heliotherm

МОДЕЛЬ ТЕПЛОВОГО НАСОСА ТИП ТЕПЛОНАСОСА COP или SCOP ЗНАЧЕНИЕ
S12L-M Comfort Compact Воздух-Вода COP 5,1
HP20E-M Basic Comfort Грунт-Вода SCOP 6,2
HP20S25 W-M Web Control Вода-Вода SCOP 7,3
100S120W-M Sensor Solid Вода-Вода SCOP 8,5

Иногда для достижения более высоких показателей эффективности производитель выбирает эволюционный путь. Например, компания Heliotherm разработала технологию Twin-X® — комплектация теплового насоса дополнительным теплообменником, который позволяет отбирать максимум тепла из теплоносителя.

ВИДЕО: Что такое технология Twin-X.

Но чаще всего, для достижения значимых результатов необходимо идти революционным путем. Если говорить о технологии Natural Technology, то это как раз тот случай. Порой нужно пересмотреть устоявшиеся принципы и пойти новым путем.

Технология Natural Technology

Суть технологии Natural Technology — использование теплоносителя нового типа: безвредного для окружающей среды газа — пропана.

ФОТО: Тепловой насос Heliotherm серии Natural Technology (COP=6,15)

Преимущества новой серии тепловых насосов Heliotherm Natural Technology:

  • Природный хладагент
  • Высокопрочные материалы
  • Технология модуляции
  • DSI-технология
  • Twin-X технология

Традиционно компания Heliotherm и многие другие производители тепловых насосов используют фреон R410A для отбора тепла из грунта, воды или воздуха и переноса в отопительный контур. Но благодаря многим исследованиям и разработкам Heliotherm запустила в производство тепловой насос, в котором теплоносителем выступает пропан, а не фреон.

Первым типом теплового насоса, где Heliotherm испробовала данную технологи — тепловой насос прямого испарения (тепловой насос непосредственного испарения). Следующими в производство поступят тепловые насосы Грунт-Вода (грунтовые теплонасосы) и тепловые насосы Воздух-Вода (воздушные теплонасосы).

ВИДЕО: Тепловой насос прямого испарения.

Дело в том, что теплофизические свойства пропана выше чем у фреона, а поэтому тепловой насос с этим теплоносителем может работать эффективнее. Согласно измерений производителя COP (E4/W35) теплового насоса прямого испарения серии Natural Technology тепловой мощностью 10,6 кВт составляет рекордные 6,15.

То есть из 1 кВт/час электроэнергии тепловой насос Heliotherm способен выработать более 6 кВт/час тепловой энергии.

ТАБЛИЦА: Характеристики новой модели теплового насоса Heliotherm серии Natural Technology прямого испарения

Тепловые Насосы Natural Technology SNTM 3-10 SNTM 5-15
Макс. Тепловая мощность (E4 / W35) 10,6 кВт 15,8 кВт
Модулирующее (50%) Отопление (E4 / W35) 5,5 кВт 7,9 кВт
Коэффициент Преобразование Тепла COP (E4/W35) 6,15 6,18
Тепловая мощность (E4 / W55) Вода-Вода SCOP
SCOP (E4/W35) 6,67 6,70
Макс. Температура теплоносителя 70°C 70°C
Уровень шума 51 дБ(А) 51 дБ(А)
Размеры (В х Ш х Г), см 99 х 90 х 55 99 х 90 х 55
Вес 125 кг 126 кг

По заявлению производителя дополнительное использование солнечных панелей с тепловым насосом позволяет достичь SCOP равным 8-10.

Еще одно преимущество новинки — возможна работа с традиционными радиаторами отопления, так как температура подачи может достигать 70°C, хотя эффективнее использовать низкопотенциальные системы отопления (теплый пол, теплые стены).

Выводы

Трудно загадывать наперед и сказать сможет ли новая технология стать массовой, но уже в скором будущем благодаря отзывам первых покупателей мы сможем убедиться в высокой эффективности тепловых насосов серии Natural Technology от Heliotherm.

Несколько важных советов потенциальному покупателю теплового насоса:

  • Просите компанию-продавца тепловых насосов предоставить сертификаты, подтверждающие показатели COP теплового насос а.
  • И во-вторых, выбирайте производителя и модель теплового насоса с наиболее высокими показателям COP и SCOP. Таким образом вы получить высокую производительность, а значит — низкие эксплуатационные затраты и более короткий срок окупаемости.

На территории Украины уже возможно купить новинку благодаря компании Элементум — эксклюзивному представителю австрийской компании Heliotherm на рынке Украины.

Узнать цену теплового насоса Heliotherm прямого испарения серии Natural Technology можно также у специалистов отдела продаж компании Элементум.

ДРУГИЕ СТАТЬИ О ТЕПЛОВЫХ НАСОСАХ

Как сократить расходы на отопление в доме? 4 + 1 простых совета!

Сегодня как никогда раньше для владельцев частных домов остро стоит вопрос сокращения издержек на оплату счетов за отопление. Следуя 4-м простым советам, описанным ниже, почти каждый домовладелец может без труда экономить около 1 000 гривен в год (или даже больше). Для тех кто строит новый дом или модернизирует старый, мы приготовили дополнительный совет.

Отопление дома тепловым насосом. Что нужно знать.

Конечно, выбор отопительной системы и самого оборудования зависит от запланированного вами бюджета. Традиционные системы отопления на природном газе подразумевают относительно небольшие первоначальные затраты на покупку газового котла и его установку, но ежемесячные платежи за потребление «голубого топлива» с каждым годом стремительно растут, заставляя будущих домовладельцев искать альтернативу.

ВИДЕО: Heliotherm — тепловой насос из Австрии. Презентация компании Heliotherm.

Качество, надежность, долговечность + экономия на отоплении — это тепловые насосы компании Гелиотерм. Австрийские тепловые насосы Heliotherm доступны на рынке Украины благодаря компании Элементум.

Тепловой насос прямого испарения

Тепловой насос – это современное оборудование, используемое для обогрева жилья, производственных помещений, складов, офисов и иных сооружений. Тепловая система подходит для круглогодичного применения. Зимой она согревает, а летом охлаждает и поддерживает температуру в помещениях на комфортном уровне. Новое поколение тепловых насосов DROID SDU-INV производства УКЗТН SunDue – это безопасная, высокотехнологичная и не имеющая аналогов за рубежом система тепло- и холодоснабжения.

В настоящее время на рынке представлено множество марок и моделей теплонасосных систем, большинство из которых обладает одними и теми же недостатками. Стоимость европейских брендовых моделей тепловых насосов высока. Да и отечественное оборудование стоит не намного дешевле ввиду отсутствия отечественного производства ряда комплектующих. Помимо этого, пользователь теплового насоса на этапе его инсталляции вынужден считаться со следующими особенностями:

  • Геотермальный грунтовый ТН (грунт-вода) – требует установки дорогостоящего грунтового контура сбора тепла. Это значит, что потребуется не только приобрести сотни метров труб, но и провести буровые или земляные работы, а это дополнительные и очень высокие затраты.
  • Воздушный ТН (воздух-вода) – стоит дороже грунтового и, помимо этого, проигрывает ему в сезонной эффективности. Другими словами, его эксплуатационные расходы в зимний сезон выше, нежели у грунтового «собрата».

Новый тепловой насос DROID позволяет преодолеть эти ограничения. Это высокотехнологичное оборудование последнего поколения, объединяющее в себе достоинства перечисленных выше классов ТН, так как может одновременно использовать разные источники тепла: воздух посредством воздушного блока, грунт и воду при помощи контура прямого испарения (DX-контур) и при помощи гликолевого контура. Помимо этого, DROID оборудован встроенным нержавеющим баком для приготовления горячей воды и обладает выдающимся функционалом, о котором мы расскажем ниже.

Сравним ТН DROID и типовой геотермальный тепловой насос.

Для установки грунтового ТН необходимо проложить геоконтур. Если же ударили первые заморозки, бурить или копать при минусовой температуре будет затруднительно. Но для DROID это не проблема, поскольку первую зиму вы можете провести с комфортом, установив оборудование в комплекте с уличным воздушным блоком, внешне таким же, как у обычного бытового кондиционера. В данной комплектации сезонный коэффициент энергоэффективности (СОР) для Московской области, составит около 2,8. Для Ленинградской области он будет выше – порядка 3,0. Это же значение имеют большинство именитых низкотемпературных воздушных европейских тепловых насосов.

Когда весной Вы решите, что ваш вариант – геотермальный ТН, то это позволит уменьшить эксплуатационные расходы еще на 25%. Грунтовый геоконтур насоса DROID составляет всего 30-50% от необходимого метража для любого аналогичного классического грунтового ТН. Дело в том, что 50% необходимого тепла ТН получает из воздушного уличного блока. Например, при уличной температуре -10ºС в работе находится только воздушный блок, а при похолодании подключается грунтовый. И, наоборот – при повышении уличной температуры, грунтовый контур отключается, а в работе остается только воздушный блок. Сезонный коэффициент энергоэффективности в данном «объединенном режиме» равен работе с полноценным классическим грунтовым контуром и может достигать значения 4,5.

Вывод:
ТН DROID позволяет вдвое сократить расходы на грунтовый контур, не ухудшив главное достоинство геотермального ТН – максимальный коэффициент энергоэффективности. Следовательно, эксплуатационные расходы на отопление будут столь же низки, как и у геотермального теплонасоса при меньших затратах на внешний контур.

Сравним ТН DROID и воздушный тепловой насос.

Классическая схема работы любого воздушного ТН предполагает, что в пиковые морозы будет запущен дополнительный (бивалентный) источник тепла. В качестве дополнительного источника может выступать электрокотел или любое другое тепловое оборудование. Это связано с тем, что с падением уличной температуры пропорционально падает и выходная тепловая мощность воздушного ТН, а теплопотери отапливаемого дома возрастают.

При использовании ТН ДРОИД при наступлении пиковых морозов подключается дополнительный грунтовый контур. Он позволяет пережить морозы с минимальным энергопотреблением, то есть с высоким СОР, не прибегая к биваленту.

Вывод:
Применение ТН DROID в пиковые морозы позволяет избежать перерасхода энергии и топлива. Это значит, что итоговые расходы за зиму будут низкими.

ПРИОРИТЕТНЫЕ ОТЛИЧИЯ DROID

• Встроенный в косвенный бак теплообменник для Гелиосистемы(Солнечного Коллектора). Нет необходимости в приобретении дополнительного бака для Гелиосистемы и контролера управления. В тепловом насосе DROID эта опция уже реализована и контроллер DROID умеет управлять насосом внешней гелиостанции.

• КПД инверторного DC компрессора составляет 95%. Сердцем DRO >

Поэтому использование данного компрессора позволяет иметь повышенный СОР (на 1,0) в аналогичных рабочих режимах в сравнении с тепловыми насосами, использующими асинхронные спиральные компрессоры.

• ТН ДРОИД может работать с классическим гликолевым грунтовым контуром. Опционально поставляемый гидромодуль позволит использовать ДРОИД для работы с классическим гликолевым грунтовым контуром. Гидромодуль представляет собой шкаф, прикрепляемый на стену. С одной стороны он подключается к DROID, а с другой – к гликолевому теплосборному контуру. Работой гидромодуля управляет штатный контроллер DROID.

• Излишки тепла гелиосистемы сбрасываются в геотермальный рассольный контур. Блок утилизации избыточного тепла Солнечного Коллектора – еще одна опция, встраиваемая в данный гидромодуль. Позволяет сбрасывать излишки тепла Гелиосистемы в геотермальный рассольный контур.

Тепловой насос DROID производства усть-каменогорского завода тепловых насосов SunDue – это технологичное, экономичное и инновационное оборудование, аналогов которого на сегодняшний день нет. ТН обладает приемлемой стоимостью, высокой степенью энергосбережения и большим КПД.

Ознакомиться с техническими характеристиками и моделями универсальных гибридных инверторных тепловых насосов «грунт-воздух-вода» серии DROID SDU-INV-XX-XXX можно на странице каталога оборудования УКЗТН.

Теполовой насос для отопления: принцип работы и преимущества использования

Тепловой насос — хорошая альтернатива традиционному отоплению частного дома. Прибор, используемый в течение 30 лет в странах Запада, в России еще является новинкой. Препятствием для его широкого использования являются два фактора: высокая стоимость и недостаток сведений о тепловых насосах, их преимуществах и принципах работы. Показателем практичности геотермальной системы отопления служит ее популярность на Западе. Так, тепловыми насосами в Швеции и Норвегии отапливаются около 95% домов. Предлагаем вам подробнее ознакомиться с устройством и принципами работы этого теплового оборудования, за которым, непременно, будущее.

Что такое тепловой насос?

Тепловой насос — прибор, поглощающий из окружающей среды (вода, земля, воздух) низко потенциальную тепловую энергию и передающий ее в системы теплоснабжения с более высокой температурой.

Природа вокруг нас пропитана энергией. Даже мороз обладает теплом. Энергию невозможно извлечь из окружающей среды только при температуре -273 °С. Поэтому даже в самую лютую зиму загородный дом может отапливаться за счет энергии, полученной от природы.

В зависимости от источника энергии (вода, земля, воздух), происходит модификация тепловых насосов. Однако наиболее практичным и испытанным является геотермальный тепловой насос, применяющий энергию грунта. Он идеально подходит для российских условий.

Геотермальное отопление работает по одному из трех направлений:

  1. Сквозь специальную трубу, установленную в скважине, грунтовые воды извлекаются на поверхность земли. Они имеют определенную температуру. Проходя через теплообменник, вода передает свое тепло, за счет которого совершается прогрев дома. Затем вода возвращается в грунт, ниже по течению.
  2. В скважину глубиной примерно 75 — 100 метров опускается резервуар с антифризом, температура которого может повышаться от окружающего грунта. Тепловой насос разгоняет антифриз и пропускает его через теплообменник. За счет этого совершается отдача тепла.
  3. В данном случае бурение скважины не предусматривается, однако дом должен находиться рядом с крупным водоемом. Специальная магистраль в виде зондов прокладывается по дну водоема. Таким образом происходит перекачивание воды и извлечение из нее тепла. Важный нюанс — достаточная глубина водоема, которая даже зимой под толщей льда позволит сохранять до 150 сантиметров свободной воды.

Использование геотермального отопления, как и любой системы теплоснабжения, позволит не только обогреть дом, но и обеспечить горячей водой, обогреть автостоянку или теплицу, нагреть воду в бассейне

Преимущества использования теплового насоса

  • Экономичность. Благодаря высокому КПД системы достигается низкое энергопотребление. Из 1 кВт затраченной электроэнергии получается от 3 до 7 кВт тепловой энергии. Это больше, чем при работе любых котлов, использующих топливо.
  • Автономность. Работа насоса не нуждается в подаче органического топлива, поэтому нет необходимости прокладывать тепловые коммуникации.
  • Универсальность. В одном устройстве сочетаются одновременно системы нагрева воды, отопления и охлаждения.
  • Безопасность. В отличие от котлов, которые могут воспламениться или взорваться, тепловой насос является абсолютно безопасным. Он не содержит деталей, температура которых может привести к пожару. Не выделяет угарный ядовитый газ. Остановка работы не приведет к поломке или замораживанию жидкости.
  • Надежность. Работой насоса управляет автоматика. Обслуживание не требует специального обучения.
  • Долговечность. Прибор может прослужить от 20 до 50 лет. Это на порядок больше, чем у стандартных систем отопления.
  • Комфорт. Функционирование насоса не сопровождается колебанием температуры и влажности. Работает практически бесшумно.
  • Минимум площади требуется под скважину. Так как зонд находится под землей, повредить его невозможно.
  • Экологичность. Окружающая среда не загрязняется вредными выбросами.
  • Отсутствие бумажной волокиты. При монтаже не нужны согласования, как, например, при установке газового отопления.

Принцип работы теплового насоса

Работу теплового насоса можно сравнить с работой обычного холодильника. Только вместо холода аппарат вырабатывает тепло. Веществом, передающим энергию, является фреон — газ или жидкость с низкой температурой кипения. При испарении он поглощает тепло, а при конденсации — отдает его.

Тепловой насос — главный элемент системы. Его размеры не превышают габаритов средней стиральной машины, что облегчает установку прибора. Сам насос включается в два контура: внутренний и внешний.

Внутренний контур состоит из системы теплоснабжения дома (трубы и радиаторы).Внешний контур находится в воде или под землей. Он включает в себя коллектор-теплообменник и трубы, связывающие коллектор с насосом.

Тепловые насосы комплектуются различными дополнительными устройствами. Это могут быть:

  • коммуникационное устройство для управления системой через персональный компьютер или мобильный телефон;
  • блок охлаждения для локальной или центральной системы охлаждения;
  • дополнительный насосный блок может потребоваться для отопления полов;
  • циркуляционный насос необходим для циркуляции горячей воды;

Процесс работы насоса состоит из нескольких этапов:

  1. Незамерзающая смесь подается в коллектор. Происходит поглощение тепловой энергии и транспортировка ее к насосу.
  2. В испарителе энергия передается фреону, где он нагревается до 8 °C, закипает и превращению в пар.
  3. При увеличении давления в компрессоре повышается температура. Она может достигать 70 °C.
  4. Внутридомовая система отопления получает тепловую энергию через конденсатор. Фреон мгновенно охлаждается и переходит в жидкое состояние, отдавая при этом оставшееся тепло. Затем он идет обратно в коллектор. Так завершается цикл.
  5. Далее работа повторяется по тому же принципу.

Наиболее эффективно тепловой насос функционирует при наличии в доме теплых полов. Тепло распределяется по всей площади пола равномерно. При этом отсутствуют зоны перегрева. Теплоноситель в системе редко нагревается больше 35 °C, а отопление путем нагрева полов считается наиболее комфортным при 33 °C. Это меньше на 2 °C чем при отоплении радиаторами. Отсюда возникает экономия до 18% в год от всего отопительного бюджета. Кроме того, считается, что отопление на уровне пола наиболее комфортно для проживания человека.

Система отопления может быть моновалентной и бивалентной. У моновалентных систем один источник отопления. Он полностью отвечает круглогодичной потребности в тепле. У бивалентных, соответственно, — два источника.

Отопление дома в зимний период

На территории с более суровыми климатическими условиями актуально использование бивалентной системы отопления. За счет второго источника тепла расширяется диапазон температур. Работы одного теплового насоса достаточно только до уровня температуры -20 °С. При большем ее понижении подключаются электрообогреватель, камин, жидкотопливный или газовый котел. При этом мощность теплового насоса ограничивается от максимальной зимней потребности до 70 — 80%. Недостающие 20 — 30% дает дополнительный источник тепла. Это снижает общую эффективность работы системы. Однако снижение является незначительным.

При полном переходе на отопление здания геотермальной системой (в случае, когда не планируется устанавливать дополнительно котел или электроприбор) тепловой насос применяется совместно с внутренним модулем, содержащим небольшой встроенный электронагреватель. Он поддержит прибор, когда температура окружающей среды будет ниже -20 °С.

В каких случаях использование теплового насоса является обоснованным?

Вопрос отопления загородного дома предполагает рассмотрение нескольких вариантов:

  • Газ. При отсутствии рядом с домом газопровода это становится невозможным. В ряде регионов купить газ можно только в баллонах.
  • Уголь или дрова. С ними отопление превращается в трудоемкий и малоэффективный процесс.
  • Жидкотопливный котел требует больших расходов на топливо и специального помещения. Особое хранение необходимо и самому топливу, что неудобно в небольшом доме.
  • Отопление электричеством обходится очень дорого.

В таком случае на помощь приходит геотермальная система отопления. Ее используют даже там, где доступен газ. Установка теплового насоса дороже установки оборудования для отопления газом. Однако, газ в дальнейшем придется оплачивать постоянно, в отличие от энергии, взятой из окружающей среды.

Окупаемость теплового насоса сложно выразить в усредненном числовом значении. Все зависит от его начальной стоимости. Суть установки такого отопления сводится к перспективе. Хотя количество потребляемой электроэнергии — в 3−5 раз меньше, чем у других систем отопления, все же необходимо подсчитать в денежном эквиваленте все энергозатраты за год и сравнить их со стоимостью системы, ее монтажа и эксплуатации.

Достигнуть максимальной эффективности применения теплового насоса можно при соблюдении двух важных условий:

  • Отапливаемое здание должно быть утепленным, а показатель теплопотерь не должен превышать 100 Вт/м2. Существует прямая связь между тем, как утеплен дом и тем, насколько выгодно будет установка теплонасоса.
  • Подключение теплового насоса к низкотемпературным источникам обогрева (конвекторам, теплым полам), температурный режим которых колеблется между 30 — 40 °C.

Итак, тепловой насос станет неплохой альтернативой традиционным способам отопления. Прибор гарантирует экономичность и полную безопасность. Владельцу, после установки геотермальной системы отопления, не придется зависеть от различных внешних факторов, как, например, перебои с газоснабжением или вызовом сервисной службы. Энергия, взятая из окружающей среды, не требует оплаты и не исчерпывается.

В соответствии с прогнозами Мирового комитета по энергетике в 2020 г. геотермальные насосы составят три четверти всего отопительного оборудования.

Практика применения тепловых насосов: видео

Тепловые насосы для отопления дома

Многие участники нашего портала давно пользуются тепловыми насосами и считают их наилучшим способом отопления. Тепловой насос до сих пор остается дорогим устройством, и срок окупаемости у него большой. Но есть удачные опыты самостоятельного изготовления тепловых насосов: это позволяет избежать каких-то нереальных расходов.

  • Принцип работы теплового насоса
  • Как сделать тепловой насос своими руками
  • Выгодно ли делать тепловой насос

Принцип работы теплового насоса

Объясняя принцип действия теплового насоса, люди часто вспоминают холодильник, где в радиатор на задней стенке сбрасывается тепло, «снятое» с продуктов в камере.

Принцип работы теплового насоса, как холодильника: решетка на его обратной стороне греется, морозилка – охлаждается. Если мы удлиним трубки с фреоном и опустим их в ванну, то вода в ней будет охлаждаться, а решетка холодильника – нагреваться; холодильник будет перекачивать тепло из ванны и греть помещение.

По этому же принципу работают и кондиционеры, и тепловые насосы. Работа приборов основана на цикле Карно.

Теплоноситель движется по грунту или воде, в процессе «снимая» тепло и повышая свою температуру на несколько градусов. В теплообменнике теплоноситель отдает накопленное тепло хладагенту, тот становится паром, поступает в компрессор, где поднимается его температура. В этом виде он поставляется в конденсатор, отдает тепло теплоносителю ОС дома, и охладившись, снова превращается в жидкость и поступает в испаритель, где нагревается от новой порции нагретого теплоносителя. Цикл повторяется.

Мы разберем это на конкретном примере нашего пользователя, который сделал тепловой насос своими руками.

Тепловые насосы работают на энергии природных источников тела:

Собирать тепло с грунта (ниже глубины промерзания его температура всегда около +5 – +7 градусов), можно двумя способами:

  • горизонтальный грунтовый коллектор
  • уложенные горизонтально разными способами трубы.

По трубам течет «рассол» – на FORUMHOUSE часто используют пропиленгликоль, который забирает тепло земли, передает его хладагенту, и остыв, снова отправляется в грунтовый коллектор.

Горизонтальный грунтовый коллектор – самый дешевый способ получения энергии для работы теплового насоса. Проблема в том, что он занимает большую площадь. Чтобы обогреть дом 100 кв.м. потребуется около 5 соток на участке, и над коллектором нельзя будет возводить капитальных строений и сажать деревья с мощной корневой системой.

Люди с небольшими участками вынуждены использовать более дорогой способ – вертикальный грунтовый зонд. Это целая U-образная труба, опущенная на большую глубину (около 150 метров), или несколько таких труб, заглубленных на 20 метров (в итоге это получается дешевле и не требует получения разрешения).

Для экономии места можно бурить маленьким буром много неглубоких скважин. Получится дешевле чем бурить одну большую.

Также для работы теплового насоса используется вода – или из открытого водоема, или из скважины.

Способ устройства теплового насоса для отопления дома «вода- вода» считается самым выгодным (нет расходов на бурение и прокладку траншей), но только если дом, в котором будет установлен тепловой насос, стоит на берегу, не дальше, чем в 50 метрах от водоема. В этом случае трубопровод с «рассолом» опускается на дно реки – и все.

При втором способе необходимо пробурить две скважины: из одной вода будет поступать к тепловому насосу и передавать ему свое тепло, а во вторую будет отправляться уже «отработанная», остывшая вода. Расстояние между скважинами должно быть не менее 20 метров.

Тепловые насосы «воздух-воздух» эффективны только в южных регионах, где температура зимой не опускается ниже -5 градусов.

Самодельный тепловой насос

При всех преимуществах, которые имеет тепловой насос, цена этого устройства даже без обустройства коллектора составляет несколько тысяч у.е. Сократить расходы можно, сделав его самостоятельно.

Участник FORUMHOUSE c ником Saga сделал тепловой насос для отопления трехуровневого дома площадью 300 квадратных метров, собрав его из компрессора, пластинчатых теплообменников, фильтра-осушителя, ТРВ и других компонентов. В качестве хладагента использовал фреон R22.

На участке на глубине полутора метров проложил два контура трубы ПНД по 450 метров и один контур, на 600 метров, поместил в речку рядом с домом. Копал траншеи и все соединения делал сам – сейчас, с опытом, сделал бы все надежнее и экономнее.

Спустя три года домовладелец не пожалел о своем решении установить тепловой насос. Он смонтировал к нему еще и вентиляцию (ТН подогревает воздух перед рекуператором), а холодным воздухом летом бесплатно остужает дом. Отопление, подогрев воды и кондиционирование обходится ему в 25 000 в год.

На этой исторической фотографии видно, сколько электричества было потрачено за три года на отопление и подогрев воды – 38586 киловат (напомнаем, площадь дома – 300 кв.метров).

Счетчик на фото специально для теплового насоса: когда-то сам не верил .

Соседи, оценив потенциал теплового насоса, сделали себе такие же. Главной ошибкой в устройстве теплового насоса наш пользователь считает чрезмерную длину холодных контуров – 200 метров было бы достаточно. Еще один промах – теплообменник в системе вентиляции, его надо делать с большим запасом; обязательно пригодится.

Все мелкие ошибки связаны с попытками сэкономить.

Не экономьте на диаметре труб, покупайте фирменные фитинги и циркуляционные насосы и будет вам счастье.

Подведение итогов

Участники нашего портала используют тепловой насос, как полноценную систему отопления (а не вспомогательную). По нашим наблюдениям, тепловой насос становится все более популярным способом отопления загородного дома. По отзывам наших пользователей, тепловой насос лучше всего работает в домах с низкими теплопотерями, поэтому в идеале дом нужно «затачивать» под это устройство еще на этапе проектирования. Хорошим вариантом будет каркасник со всеми необходимыми утеплениями, мембранами и пленками, или каменный дом. Второй момент: тепловой насос наиболее эффективен в альянсе с низкотемпературными отопительными приборами, так что лучше сразу ориентироваться на теплый пол.

На FORUMHOUSE можно найти огромное количество информации для тех, кто решится сделать тепловой насос своими или чужими руками. Есть рекомендации по правильному устройству геотермального контура теплового насоса, бесценные подсказки для самостоятельного изготовления теплового насоса, инструкции по проектированию тепловых насосов, узнайте, как сделать самую бюджетную, «народную» систему отопления на основе теплового насоса, посмотрите наше видео про дом, который успешно отапливается тепловым насосом.

Читать еще:  Полипропиленовые трубы для теплого водяного пола
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector