МИНУСЫ ПЕЧИ
Самым большим аргументом против использования печи является стоимость топлива. В зависимости от типа печи, которую вы покупаете, вы можете тратить тысячи долларов в год на ее заправку топливом.
Почти во всех случаях эксплуатация газовой печи зимой будет значительно дешевле, чем использование теплового насоса, но есть ли в вашем доме доступ к природному газу? Рекомендуем ознакомиться с наиболее распространенными видами топлива для вашего региона. Например, даже если вы хотите купить печь на природном газе, природный газ может быть недоступен в вашем регионе.
Не думайте, что топливо, которым вы хотите обогреть свой дом, будет вашим выбором. Вместо этого доступная инфраструктура в вашем районе будет определять, какой обогреватель вы можете использовать. Как видите, пропан в два раза дороже некоторых других видов топлива, так что изучите свой регион.
Печи также имеют широкий диапазон энергоэффективности: от рейтинга AFUE от 55% до более 95%. Это зависит от того, какое топливо и печь вы используете, а также от того, насколько изоляция у вас есть в вашем доме.
Принятие решения о том, что использовать, — это не только наука, но и искусство, но не думайте, что то, что использует ваш сосед, является лучшим типом обогревателя для вашего региона.
Классификация тепловых насосов по характеристике сред
Классификация теплонасосов достаточно объемна. Устройства делятся по роду рабочего тела, принципу изменения его физического состояния, использованию устройств преобразования, характеру необходимого для работы энергоносителя. Если учесть, что на рынке представлены модели с разнообразными комбинациями классификационных критериев, становится понятно, что достаточно трудно перечислить все. Однако можно рассмотреть основные принципы группового деления.
От параметров источника тепла и среды-получателя зависит монтаж, конструкция, а также конечные характеристики теплового насоса. Сегодня предлагается несколько типов инженерных решений.
Воздух-воздух
Теплонасосы воздух-воздух — самые распространенные устройства. Они компактны и достаточно просты. На механике такого типа работают бытовые кондиционеры с режимом отопления. Принцип действия прост:
- уличный теплообменник охлаждается ниже температуры воздуха и отбирает тепло;
- после сжатия поступающего фреона в радиатор его температура сильно возрастает;
- вентилятор внутри комнаты, обдувая теплообменник, обогревает помещение.
Отбор энергии окружающей среды не обязательно производится внешним теплообменником. Для этой цели воздух может нагнетаться в расположенный в комнате блок. Именно так работают некоторые канальные системы.
Если в кондиционере происходит сжатие и расширение фреона, то в вихревых теплонасосах используется простой воздух. Механика работы аналогична: до поступления во внутренний теплообменник газ сжимается, а отдав энергию — задувается интенсивным потоком в камеру отбора тепла.
Вода-вода
Теплонасос типа вода-вода работает по тому же принципу, что и другие установки. Отличаются только среды передачи энергии. Оборудование оснащается погружными зондами, чтобы даже в условиях жесткой зимы добраться до горизонта грунтовых вод с положительной температурой.
В зависимости от потребностей отопления, теплонасосные системы вода-вода могут быть совершенно разного размера. К примеру, начиная от нескольких скважин, пробуренных вокруг частного дома, заканчивая расположенными непосредственно в водоносном слое теплообменниками большой площади, которые закладываются на этапе строительства здания.
Теплонасосы вода-вода отличаются большей производительностью и эффективной мощностью отдачи. Причина — в повышенной теплоемкости жидкости. Слой воды, в котором расположен зонд или теплообменник, быстро отдает энергию, а благодаря огромному объему незначительно снижает свои характеристики, способствуя стабильной работе системы. Также оборудование вода-вода отличается повышенным КПД.
Совет! В определенных условиях схема вода-вода может обойтись без промежуточных узлов в виде накопительных баков отопительной сети. Правильно оценивая существующие климатические условия и выбирая мощность установки, в доме устанавливается водонагреватель с тепловым насосом и организуется эффективная система теплый пол.
Вода-воздух, воздух-вода
Комбинированные системы нужно выбирать особенно внимательно. При этом тщательно оцениваются существующие климатические условия. Например, цикл теплового насоса класса вода-воздух имеет хорошую эффективность для отопления в регионах с сильными морозами. Система же воздух-вода в связке с теплым полом и накопительным бойлером вторичного нагрева способна показать максимальные результаты экономии на территориях, где температура воздуха редко падает ниже -5…-10 градусов.
Расплав (рассол)-вода
Теплонасос данного класса — своеобразный универсал. Он может применяться буквально везде. Показатели его полезной тепловой мощности постоянны и стабильны. Принцип работы рассольно-водного устройства основан на отборе тепла, прежде всего, из почвы, имеющей нормальные показатели влажности или заболоченной.
Расчет теплового насоса класса рассол-вода делается по уровню потребности в энергии для отопления. Методик ее количественного определения предостаточно
Можно произвести максимально четкий расчет, принимая во внимание материал стен дома, конструкции окон, характер почвы, средневзвешенную температуру воздуха и многое другое
Производители рассольно-водных систем предлагают различные варианты моделей, отличающихся мощностью потребления узла преобразования, конструкцией и габаритами внешних теплообменников, параметрами выходного контура. Выбрать оптимальный теплонасос по заранее сформированному списку требований несложно.
Виды тепловых насосов
Но непрерывный рост цен заставляет все чаще задумываться об альтернативных источниках тепла, которые и стоят недорого, и работают хорошо. Многие скажут – так не бывает. И они не правы. На самом деле, уже довольно долго ведутся работы по созданию такого устройства, как тепловой насос для отопления дома, который способен и обогреть человека, и сэкономить ему немало средств.
Зачем придумывать что-то новое – скажут скептики. Но проблема в том, что тепловая энергия окружает человека постоянно – она дается самой природой и исходит из земли, воды и даже воздуха. Просто человек до недавнего времени не умел правильно ее собирать. Но теперь это возможно. Для этого созданы специальные тепловые насосы для отопления дома – они могут собирать энергию из окружающей среды и правильно распределять ее по дому таким образом, что в нем постоянно поддерживается наиболее комфортная температура.
Основное распределение – то, откуда тепловые насосы для отопления дома берут тепловую энергию, и куда ее отдают. Итак:
- воздух-воздух;
- вода-воздух;
- вода-вода;
- грунт-вода.
Принцип работы тепловых насосов довольно прост. Например, отопление дома тепловым насосом «грунт-вода» забирает тепловую энергию из земли. И при помощи этой энергии можно нагреть воду, которая и выступает теплоносителем, циркулируя в отопительной системе. Разумеется, тепло в такой отопительной системе накапливается постепенно – но и отдается оно тоже не все сразу.
Виды тепловых насосов
Недостатков тепловой насос имеет достаточно мало. В частности, одно из наибольших неудобств – энергозависимость оборудования. Ведь для циркуляции воды или для выброса потока теплого воздуха в помещение требуется дополнительное оборудование. Однако, даже учитывая то, что установка будет потреблять определенное количество киловатт, использование теплового насоса является все же весьма выгодным.
Ведь при выбросе тепловой энергии на 10-12 кВт установка потребляет всего 1 кВт электроэнергии – а таким образом, выгода становится явно заметной. Однако даже такая незначительная энергозависимость делает использование тепловых насосов недоступным в том случае, если в доме наблюдаются довольно частые перебои с электроэнергией. Конечно, если они кратковременные и довольно редкие, то решением может стать обычный мощный аккумулятор. В противном случае – владельцу дома придется искать другой способ отопления.
Схема работы теплового насоса
В частности, насос «грунт-вода» требует обязательного наличия весьма глубокой скважины. А организовать ее на собственном придомовом участке могут не все.
ПЛЮСЫ И МИНУСЫ ТЕПЛОВОГО НАСОСА
В этом разделе наших дебатов по отоплению мы обсудим некоторые ключевые особенности, которые делают тепловой насос выгоднее печи, а также некоторые вещи, которых ему не хватает, так что давайте начнем.
Прежде чем мы начнем сравнивать два вида оборудоваия, мы должны знать разницу между ними и то, как работают печи и тепловые насосы.
Тепловой насос — это система охлаждения и обогрева, которая передает тепло из одной области в другую в случае нагрева. Он перемещает тепло из наружного теплого воздуха и перемещает его внутрь.
Наиболее очевидным применением теплового насоса в Севастополе, Симферополе является удаление тепла из теплого воздуха за пределами вашего дома и передача этого захваченного тепла в ваш дом в качестве отопления.
Тепловой насос — это то же самое, если вы знакомы с тем, как работает кондиционер или холодильник. Только вы можете запустить его в обратном направлении.
Тепловой насос с использованием воздуха
Геотермальный тепловой насос
С использованием воды
Вы можете узнать больше о тепловых насосах здесь: Как работают тепловые насосы? Хотя термин «тепловой насос» может вводить в заблуждение. Люди предполагают, что это всего лишь средство обогрева дома. Тем не менее, название на самом деле относится к тому, как он передает тепло, а не к направлению его направления.
Все ли тепловые насосы являются системами кондиционирования воздуха и наоборот?
В теории да, а на практике нет! Обычно это зависит от предпочтений производителя и предполагаемого использования блока HVAC.
Тем не менее, не все кондиционеры можно считать тепловыми насосами (хотя и с инженерной точки зрения). Блок переменного тока — это просто тепловой насос, предназначенный для работы в жаркую погоду.Если ваш кондиционер оснащен реверсивным клапаном и может использоваться в качестве обогревателя, такой агрегат называется «тепловым насосом».
Плюсы теплового насоса
В этой конкуренции тепловые насосы имеют немало преимуществ.Наиболее заметным преимуществом является их энергоэффективность (не путать с их стоимостью эксплуатации). Большинство современных тепловых насосов имеют значения SEER от 14 до 26,1 SEER (по состоянию на июнь 2022 года).
Тепловой насос использует электричество для передачи тепла из одной области в другую. Сам по себе он не производит тепла.Он просто перемещает тепло, которое уже существует, из одного места в другое, например, снаружи дома внутрь.
Тепловой насос более безопасен для окружающей среды, потому что ему не требуется ископаемое топливо для обогрева вашего дома (если вы получаете электричество из ископаемого топлива, то это совсем другая история).
Однако эффективность — понятие относительное. Например, несмотря на то, что они более эффективны, чем большинство печей, системы тепловых насосов могут быть более дорогими в эксплуатации. Это связано с тем, что ваша электроэнергия обычно дороже, чем пропан или природный газ, используемый для питания печей.Это также зависит от ваших местных цен на электроэнергию. (“Да, я смотрю на тебя, Гавайи…” – как в той песне!)
Важно отметить, что, хотя тепловой насос более энергоэффективен (что означает преобразование большей части потребляемой электроэнергии непосредственно в полезное тепло), его эксплуатация, как правило, дороже, чем печь.Короче говоря, то, что большинство из нас считает «энергоэффективностью» , на самом деле выражается в долларах, а тепловые насосы могут быть дорогими в эксплуатации. Исключение составляют случаи, когда дом расположен в прибрежных районах Калифорнии и штатах Персидского залива в США
Исключение составляют случаи, когда дом расположен в прибрежных районах Калифорнии и штатах Персидского залива в США.
Преимущества и недостатки системы
Установка теплового насоса дома и включение его в систему отопления или создание полноценной отопительной станции решит ряд насущных проблем и имеет следующие преимущества:
- это автономная система отопления, единственным централизованным элементом которой является подключение к электросети;
- этот способ позволяет значительно сэкономить на дорогостоящих энергетических носителях, которые традиционно применяются для отопления и существенно снизить затраты на коммунальные услуги. Средний Коэффициент преобразования теплоты равен 3,5 – 4,5. Из 1 кВт электроэнергии насос вырабатывает от 3 до 7 кВт тепла. Это самые высокие показатели среди всех видов котлов, работающих на любом топливе;
- система безопасна для здоровья человека и для экологии. Она помогает сберечь невозобновляемые энергоресурсы планеты;
- пожарная безопасность и невоспламеняемость деталей. Этот котёл не перегревается, не взрывается, не горит, не выделяет угарный газ;
- один насос может вырабатывать как тепло, так и холод, обеспечивая нужный микроклимат в доме, а также нагревать воду для бытовых нужд;
- долговечность – по опыту европейских жителей срок службы оборудования составляет 20-50 лет;
- комфорт и бесшумная работа. Управление системой осуществляется с помощью автоматики;
- установка насоса не требует согласований, которые нужны при монтаже, например, газового оборудования.
Преимуществ у такой системы гораздо больше, чем недостатков
К недостаткам можно отнести:
- относительно высокую стоимость установки и самого насоса, окупаемость такой системы напрямую зависит от интенсивности её эксплуатации;
- необходимость привлечения специалистов и применения специальной бурильной и иной техники для обустройства геотермального насоса с вертикальным контуром, глубина которого может достигать 200 м.
Принцип работы тепловых насосов
Принцип работы современного теплового насоса разработан инженером Карно. Обогрев жилья выполняется по определенному циклу. Прежде всего, используется специальный хладагент – газ, подобный фреону. Через тончайшие капилляры он под очень высоким давлением попадает в специальную камеру. Там давление значительно меньше, чем то, которое воздействовало на газ – и благодаря этому происходит довольно быстрое испарение.
Испаряясь, газ забирает тепло у стенок испарительной камеры. В последней из камер происходит активный отбор тепла у используемого контура (водного, земляного, воздушного). После этого хладагент, который находится в парообразном состоянии, сжимается посредством применения специального компрессора. Именно в этот момент и наблюдается значительное повышение температуры газа – а сам он перемещается в специальный отсек – конденсатор. Примерная температура газа в конденсаторе – 85-125 градусов.
Принцип работы тепловых насосов
Именно от этого тепла и происходит прогрев теплоносителя – это делается в специальном теплообменнике. А горячий теплоноситель легко перемещается по отопительной системе при помощи циркуляционного насоса. В том же конденсаторе происходит и охлаждение хладагента. А он, остывая, вновь возвращается к капиллярам. Именно таким образом цикл Карно постоянно повторяется.
Почему нужно хорошенько подумать перед приобретением теплового насоса?
Системы экономичного энергопотребления в домашних тепловых насосах делают их достаточно эффективными средствами для обогрева и охлаждения, что помогает снижать расходы на энергоресурсы. Но при этом идея инвестирования в эффективную отопительную систему теряет всякий смысл, если сам дом не держит тепло, и оно уходит через плохо утепленные стены, крышу, окна и двери или просачивается через трещины и дыры.
В некоторых случаях вместо замены или усовершенствования отопительной системы лучшим вариантом будет определить и минимизировать утечку тепла или повысить термальный уровень действующего оборудования. Летнее охлаждение посредством теплового насоса может даже увеличить Ваши счета за электричество, особенно если до этого дом не был оснащен централизованной системой кондиционирования.
Перед покупкой теплового насоса нужно рассчитать приблизительные расходы на его обслуживание, функционирование и возможный ремонт и сопоставить их с той экономией энергоресурсов, которые Вы планируете достичь с помощью теплового насоса. Перечень расходов для удобства можно объединить в смету, сделав ее на бумаге от руки или на компьютере.
В этом расчете нужно выделить расходы на электроэнергию в кВт, потребляемую тепловым насосом (рассчитывается на основании нормативных технических характеристик), издержки по монтажу и пусконаладочным работам и, наконец, стоимость самого оборудования с учетом доставки и других побочных платежей. Рассмотрим примерный расчет издержек на установку, содержание и обслуживание грунтового теплового насоса в сравнении со стандартным газовым котлом (при условии отсутствия подведенных газовых коммуникаций).
Таблица 2. Примерный перечень инвестиционных и эксплуатационных затрат на разные типы отопительных систем.
| 1 | Грунтовый тепловой насос | Газовый котел |
| 1.1 | Стоимость 1 кВт-ч тепловой энергии | |
| 1-2 руб. | 0,6-1 руб. | |
| 1.2. | Инвестиционные затраты | |
| 1.2.2. | Оборудование | Оборудование |
| 100-200 т.р. | 50-100 т.р. | |
| 1.2.3. | Строительные работы | Подвод газа |
| 50-100 т.р. | 400 т.р. | |
| 1.2.4. | Вспомогательные затраты | Установка газгольдера |
| 50-100 т.р. | 300 т.р. | |
| 1.2.5. | Монтажные и наладочные работы | |
| 50-70 т.р. | 10-30 т.р. | |
| 1.2.6. | Ежегодное техническое обслуживание | |
| 10-15 т.р | 4-8 т.р. |
Схематичность и неточность данного наброска с ценами и тарифами очевидна и объясняется тем, что в каждом индивидуальном случае расходы по тем или иным статьям могут сильно варьироваться. Так, если коттеджный поселок, в котором или рядом с которым располагается частный дом, уже газифицирован, то расходы на подключение будут менее значительными, чем в расчете. А если дом построен, как это сейчас модно, на природе, так сказать, вдали от цивилизации, тогда тянуть туда газ может оказаться не только экономически нецелесообразно, а просто невозможно.
В любом случае решение о приобретении той или иной модели теплового насоса принимается собственником исходя из климатических условий, из имеющихся и потенциально доступных источников энергии, из наличия или отсутствия действующей отопительной системы, а также комплекса прочих факторов. В настоящее время это направление считается весьма перспективным, и многие владельцы частных домов сегодня отдают предпочтение новым отопительным технологиям, к числу которых также относятся тепловые насосы.
Метки: тепловой насос
Виды установок для обогрева домов и дач
По виду источника тепла различают три основных вида устройств: воздушные, водные, земляные. Но существуют и другие разновидности, хотя они менее популярны.
Воздушные теплонасосы
Воздушный теплонасос работает как кондиционер с функцией обогрева помещения. Хладагент циркулирует в замкнутом контуре насоса. Тепло ему передается от наружного воздуха, который охлаждается. Тепло передается в помещение по внутренним блокам. Их монтируют в стены или в пол.
Плюсы: простая установка и быстрая окупаемость. Летом система работает как кондиционер.
Минусы: чем ниже температура воздуха снаружи, тем менее эффективно работает установка. Ее нельзя использовать для подогрева воды в системе водоснабжения без дополнительных модулей. Наиболее выгоден этот вид отопления в местности, где зимой плюсовая температура.
Воздушно-водяные
Наружный воздух используется для нагрева воды в системе отопления. Принцип работы тот же, что и у моделей «воздух-воздух», но дополнительно можно использовать другие источники энергии. Например, солнечные панели или гелиоколлекторы снижают затраты на электроэнергию в межсезонье и летом.
Плюсы: простой монтаж и нагрев воды.
Минусы: практически те же, что и у моделей «воздух-воздух», но воздушно-водяные насосы используют для подогрева воды вспомогательно. Для преодоления пиковых низких температур зимой дополнительно устанавливают водяные электронагреватели или теплые полы.
Водяные
Источником тепла выступают открытые водоемы, которые полностью не промерзают зимой. Из скважины вода поступает в контур отопления, передает тепло, охлаждается и сбрасывает обратно в озеро или пруд. Для работы системы нужны мощные циркуляционные насосы.
Плюсы: высокая энергоэффективность, которая перекрывает расходы на монтаж и электроэнергию.
Минусы: водоем должен располагаться в 50 метрах от дома, иначе монтаж такого отопления будет невыгодным. Систему постоянно проверяют на отсутствие коррозии и загрязнений на элементах насоса.
Грунтово-водяные
В качестве источника тепла используются грунтовые воды. Для извлечения тепла из земли нужен горизонтальный коллектор или вертикальные скважины. Температура грунтовых слоев всегда положительная, что делает геотермальные насосы эффективными круглый год.
Плюсы: бесперебойная работа, высокий тепловой коэффициент, простота управления.
Минусы: для подключения системы возводят инженерные коммуникации с привлечением специалистов. Это требует капитальных затрат. В итоге стоимость оборудования и работ намного выше, чем цена других видов тепловых насосов.
Установки «лед-вода»
Непопулярный вид теплонасосов, поскольку для преобразования энергии в тепло происходит генерация льда. Двухсот литров замороженной воды хватит, чтобы обогреть небольшой дом на час. Процесс аккумуляции льда связан со специальной технологией, которую нельзя применить в офисах, торговых центрах и жилых домах.
Компрессионные и абсорбционные
По способу передачи энергии выпускают два вида насосов:
- Компрессионный насос. Его основные части: компрессор, расширитель, конденсатор, испаритель. Рабочий цикл состоит из сжатия и расширения теплоносителя.
- Абсорбционный насос. Его основные части: генератор, поглотитель, расширитель, конденсатор, испаритель. Как источник энергии используется пара: абсорбент + вещество. Например, лития бромид и вода. Это увеличивает эффективность работы системы отопления.
Наиболее распространенный вид установок — компрессионный. Он популярен из-за невысокой цены и простоты эксплуатации.
Вместо эпилога
В настоящее время рынок рассматриваемых агрегатов достаточно широк и выделить конкретного лидера на нем трудно. Но тенденции таковы, что для обогрева бассейнов покупатель предпочитает западного производителя, для обогрева небольших площадей – отлично походят азиатские модели, а для домашнего использования (обогрев больших площадей частных домов) вполне сгодятся и российские образцы. В свою очередь, большинство фирм-поставщиков предлагают в «довесок» к покупке непосредственно оборудования еще и свои услуги по шеф-монтажу. Предоставляются они в основном со значительной скидкой, поэтому воспользоваться ими не грех. Приобретать тепловые насосы можно и в розничных сетях и на интернет-площадках.
Тепловой насос для отопления дома принцип работы
Принцип работы теплового насоса для отопления
Принцип работы тепловых насосов основан на возможности тел и сред отдавать свою тепловую энергию другим таким же телам и средам. По этой особенности различают различные виды тепловых насосов, в которых обязательно присутствуют поставщик энергии и её получатель.
В названии насоса на первом месте указывается источник тепловой энергии, а на втором тип носителя, которому передаётся энергия.
Тепловой насос для отопления дома
В конструкции каждого теплового насоса отопления дома выделяют 4 основных элемента:
- Компрессор, предназначенный для увеличения давления и температуры пара, возникающего вследствие кипения фреона.
- Испаритель, представляющий из себя бак, в котором фреон из жидкого состояния переходит в газообразное.
- В конденсаторе хладагент передаёт тепловую энергию внутреннему контуру.
- Посредством дроссельного клапана регулируется количество хладагента, поступающего в испаритель.
