Энергоносители за или против?
Однако это еще не все. Ценовой подъем на энергоносители и высокие затраты на их доставку приводят к стремительному увеличению стоимости на тепловую и электрическую энергию. А это заставляет потребителей искать новые пути экономии. Еще из школьных учебников мы помним, что передача тепла перетекает от разогретых тел к более прохладным, но никак не обратно. Наш многовековой опыт не помнит обратной процедуры, да и наука доказательно это подтверждает. Однако хитрые современные инженерные приемы делают допустимым переход тепла в обратном направлении – от менее разогретого тела к наиболее горячему.
Схема передачи тепла в тепловом насосе
Для нас нет ничего удивительного, например, в работе холодильника. Где тепло из морозильной камеры, температура в которой чаще отрицательная, выбрасывается в окружающую среду. Если применить это тепло для обогрева зданий, а холодильную камеру заменить испытанным, постоянно функционирующим природным источником тепла, то это и будет так называемый тепловой насос.
Простой тепловой насос (воздух-воздух) которым можно обогреть жилое помещение — это привычный всем кондиционер, с функцией обогрева. Можно с успехом использовать и его, ведь сегодня есть кондиционеры которые могут работать и при значительных минусовых температурах — до -15 гр. и ниже. Однако, если мы хотим получить наибольшую эффективность и комфорт, при обогреве целого дома таким экономичным методом (а тепловой насос экономичнее обычных теновых обогревателей в три, и даже более раз), то нужно использовать более продвинутые системы.
На заметку: многие задаются вопросом — как же так, ведь есть закон сохранения энергии. Почему такое несоразмерное соотношение отдачи тепла, с потреблением электроэнергии? Весь секрет в том, что в тепловом насосе электроэнергия тратится только на электромагнитную обмотку компрессора (которая конечно нагревается, но не это тепло идет на обогрев помещения), а тепловая энергия вырабатывается, «сосется», из внешней среды, благодаря особым процессам теплового насоса (само слово насос, указывает на это). Чтобы в этом разобраться, нужно знать больше школьного курса физики. Но попробуем пройтись по азам ниже.
Откуда берется энергия?
Источником энергии для обогрева тепловая система отопления может использовать скважины, грунт, воздух и воду.
Что касается земли, то она является бесплатным источником тепловой энергии, причем ее температура постоянна на протяжении всего года. Использование такой энергии является надежным и безопасным. В каждом конкретном случае глубина скважины может отличаться, но, как правило, она составляет около 15 см шириной и глубиной до 200 метров. Если бюджет не позволяет бурить глубокую скважину, достаточно сделать несколько маленьких, поскольку главное – получить необходимую глубину в общем.
Систему можно установить на площади любого размера, даже небольшом участке. Кроме того, после бурения практически не требуется выполнения восстановительных работ, она не оказывает никакого влияния на уровень грунтовых вод.
Принцип работы насоса в отопительной системе дома.
Если говорить о финансовой стороне, то данный процесс является достаточно дорогостоящим, но зато именно он является самым эффективным и долговечным.
Грунтовый источник тепла
На протяжении всего лета поверхность земли накапливает немалое количество тепла, которое не только можно, но и нужно применять. К тому же такой способ отличается минимальными на установку затратами. Тепловая энергия поставляется с помощью шланга, уложенного на глубину в 1 м. Грунт не должен быть сухим, в противном случае нужно удлинить контур.
Расстояние между трубопроводами должно быть около 1 м. Что касается размера, то он рассчитывается так: для вырабатывания 10 кВт тепла необходимо уложить шланг длиной не менее 350 пог. м.
Как происходит отопление за счет грунта.
Вода как источник энергии
Когда источником энергии выбирается какой-либо водоем, шланг необходимо укладывать на дно либо донный грунт. Предотвратить всплытие поможет груз (не менее 5 кг на 1 пог. м).
Воздух как источник энергии
Воздушный тепловой насос для отопления позволяет избежать таких процедур, как бурение или копание, поскольку энергия извлекается внешним блоком системы из воздуха. Поскольку все ключевые элементы расположены внутри конструкции, то воздушные тепловые насосы повреждаются крайне редко.
Что такое тепловой насос для отопления частного дома? Как работает?
Специальное устройство, которое способно извлекать тепло из окружающей среды называется тепловой насос.
Применяются такие приборы в качестве основного или дополнительного метода обогрева помещений. Некоторые устройства также работают на пассивное охлаждение здания — при этом насос применяется как для летнего охлаждения, так и для зимнего обогрева.
В качестве топлива используется энергия окружающей среды. Такой обогреватель извлекает тепло из воздуха, воды, грунтовых вод и так далее, поэтому это устройство относят к классу возобновляемых источников энергии.
Важно! Для работы таких насосов требуется подключение к электросети. В состав всех тепловых аппаратов входит испаритель, компрессор, конденсатор и расширительный клапан. В зависимости от источника тепла различают водяные, воздушные и другие устройства
Принцип действия очень похож на принцип работы холодильника (только холодильник выбрасывает горячий воздух, а насос поглощает тепло)
В зависимости от источника тепла различают водяные, воздушные и другие устройства. Принцип действия очень похож на принцип работы холодильника (только холодильник выбрасывает горячий воздух, а насос поглощает тепло)
В состав всех тепловых аппаратов входит испаритель, компрессор, конденсатор и расширительный клапан. В зависимости от источника тепла различают водяные, воздушные и другие устройства. Принцип действия очень похож на принцип работы холодильника (только холодильник выбрасывает горячий воздух, а насос поглощает тепло).
Большинство приспособлений работают как при положительных, так и при отрицательных температурах, однако КПД устройства напрямую зависит от внешних условий (т. е. чем выше температура окружающей среды, тем мощнее будет устройство). В общем случае прибор работает следующий образом:
- Тепловой насос вступает в контакт с окружающими условиями. Обычно аппарат извлекает тепло из земли, воздуха или воды (в зависимости от типа устройства).
- Внутри прибора установлен специальный испаритель, который заполнен хладагентом.
- При контакте с внешней средой хладагент закипает и испаряется.
- После этого хладагент в виде пара поступает в компрессор.
- Там он сжимается — благодаря этому серьёзно повышается его температура.
- После этого разогретый газ поступает в систему отопления, что приводит к нагреванию основного теплоносителя, который и используется для отопления помещений.
- Хладагент понемногу охлаждается. В конце он превращается обратно в жидкость.
- Потом жидкий хладагент поступает в специальный клапан, который серьёзно понижает его температуру.
- В конце хладагент вновь попадает в испаритель, после чего цикл нагрева повторяется.
Фото 1. Принцип работы теплового насоса типа грунт-вода. Синим цветом показан холодный теплоноситель, красным – горячий.
Преимущества:
- Экологичность. Такие устройства относятся к возобновляемым источникам энергии, которые не загрязняют атмосферу своими выбросами (тогда как в случае использования природного газа образуются вредные парниковые испарения, а для производства электроэнергии часто применяется сжигание угля, из-за чего также загрязняется воздух).
- Хорошая альтернатива газу. Тепловой насос идеально подойдёт для отопления помещений в случаях, когда использование газа затруднительно по тем или иным причинам (например, когда дом находится вдали ото всех основных инженерных сетей). Насос также выгодно отличается от газового отопления тем, что для установки такого прибора не требуется получать государственное разрешение (но при бурении глубокой скважины его все же придётся получить).
- Недорогой дополнительный источник тепла. Насос идеально подойдёт в качестве дешёвого вспомогательного источника питания (оптимальный вариант — применение газа зимой и насоса — весной и осенью).
Недостатки:
- Тепловые ограничения в случае использования водяных насосов. Все тепловые аппараты хорошо функционируют при положительных температурах, тогда как в случае работы при отрицательных температурах многие насосы перестают работать. В основном это связано с тем, что при этом вода замерзает, что делает невозможным её применение как источника тепла.
- Могут появиться проблемы с устройствами, которые в качестве тепла используют воду. Если для нагрева применяется вода, то потребуется найти её стабильный источник. Чаще всего для этого следует пробурить скважину, благодаря чему расходы на монтаж устройства могут возрасти.
Внимание! Насосы обычно стоят в 5—10 раз дороже газового котла, следовательно использование таких приборов в целях экономии в ряде случаев может быть нецелесообразно (чтобы насос окупился, потребуется подождать несколько лет)
Как подобрать тепловой отопительный насос воздух-вода
Правильно выбрав тепловой насос для отопления дома воздух-вода, можно раз и навсегда решить вопрос обогрева жилых и промышленных помещений. Подбор подходящей тепловой станции выполняют следующим образом:
- Тип корпуса – производители предлагают две базовых конструкции. Низкотемпературный моноблочный тепловой насос типа воздух-вода примечателен тем, что в помещении не устанавливается никакого оборудования, все необходимые узлы расположены на улице (либо в отдельном изолированном помещении). В дом входит только подающий и обратный трубопровод отопления. Сплит – системы, больше предназначены для бытового использования. Внешний блок устанавливается на улице и подключается к емкости накопителю. Разогретый фреон разогревает конденсатор, который методом косвенного нагрева передает тепло жидкости, используемой в качестве теплоносителя.
- Функциональные возможности – некоторые модели предназначены для подключения только к системе водяного обогрева здания. Применение других теплонасосов воздух-вода, подходит для отопления и горячего водоснабжения.
- Зависимость производительности от температуры окружающей среды – бытовые модели обычно ограничены температурой от +45°С до -15°С, можно приобрести оборудование, способное вырабатывать тепловую энергию даже при -25-32°С. Эффективность системы отопления дома с ТН воздух – вода, напрямую зависит от этого параметра.
Дополнительно, к параметрам при выборе, обращают внимание на мощность оборудования, компанию производителя, выпускающую теплонасос и себестоимость установки, включая проведение монтажных работ
Как сделать расчет необходимой мощности ТН воздух-вода
Существует два понятия, предварительный (в первом приближении) и проектный расчёт мощности. Первый можно выполнить самостоятельно, второй делает специализированное учреждение. В первом приближении, на каждый квадратный метр рассчитывают 70 Вт мощности ТН. Дальнейшие расчеты выполняют следующим образом:
- Подсчитывают общую отапливаемую площадь.
- Умножают полученную сумму на 0,7.
- Полученный результат будет соответствовать минимально необходимой мощности оборудования.
Чтобы обеспечить максимальную экономичность отопления дома с помощью теплового насоса системы воздух-вода, потребуется грамотная проектная документация и квалифицированное выполнение монтажных работ.
Производители тепловых насосов отопления воздух-вода
Буквально 10 лет назад, на рынке предлагались всего несколько моделей тепловых насосов. Сегодня выбор стал намного больше. Ведущие немецкие производители, российские, японские и китайские компании, выпускают оборудование, с той или иной долей теплоэффективности.
Судя по отзывам покупателей, наиболее востребованными являются насосы следующих компаний:
- Viessmann – более 30 лет занимается выпуском тепловых насосов. С тех пор, продукция компании существенно изменилась. Были учтены пожелания потребителей, внедрены новые технологии. В ТН Viessmann используется инновационная автоматика, полностью регулирующая весь процесс работы, оптимизирующая процесс обогрева, в согласии с погодными условиями.
- Buderus – модели отличаются высокой производительностью. Предназначены для бытового и промышленного применения. Полностью соответствуют особенностям отечественной эксплуатации. В серии Buderus предлагаются насосы для обогрева площади до 500 м² и выше.
- Stiebel Eltron – еще одна немецкая компания, пользующаяся неизменным спросом у отечественного потребителя. В качестве достоинств можно выделить большой ассортимент предлагаемого оборудования, функциональность устройств и возможность подбора по индивидуальным запросам. Модели Stiebel Eltron имеют высокий уровень СОР и отличаются экономичностью.
- Heliotherm – австрийские теплонасосы, имеющие один из лучших показателей СОР среди всего термального оборудования. Имеют официальное представительство в РФ, что во многом облегчает монтаж, обслуживание систем и выполнение гарантийных обязательств. Теплонасосами Heliotherm оснащены более 15 000 различных объектов.
Стоимость установки ТН воздух-вода
Последние модели тепловых насосов обойдутся в 160-1200 тыс. руб. Цена варьируется, в зависимости от производителя. На стоимость сильно влияет «раскрученность» бренда. Китайские модели, имеют меньшую цену, но и уступают по надежности и показателям СОР.
Монтаж теплонасосов воздух-вода обычно входит в стоимость. Большинство производителей, дополнительно, бесплатно делают проект и предоставляют другие услуги по обслуживанию. Рассчитать полную стоимость, включая покупку ТН и его установку можно с помощью он-лайн калькуляторов.
Опыт применения за рубежом и в России
Первые удачные попытки создания тепловых насосов состоялись еще в середине XIX века, а экспериментировать с отоплением жилых домов и общественных зданий в Европе подобным способом стали в первой половине 20-го столетия. Толчок бурному развитию дали энергетические кризисы 1973 и 1979 года. Сейчас можно уверенно говорить о том, что у этой технологии блестящее будущее.
К настоящему моменту в одних только США насчитывается свыше 30 миллионов тепловых насосов. Столь большой спрос объясняется теплым климатом страны и отсутствием потребности в сильном нагреве радиаторов отопления. Оборудование стоит примерно в трети индивидуальных жилых домов Скандинавии. В ряде европейских странах, включая Францию и Германию, потенциальных пользователей стимулируют льготами.
В СССР из-за дешевого углеводородного топлива тепловые насосы признали нерентабельными, и сейчас мы серьезно отстаем от развитых стран, хотя потенциал у техники весьма велик. За последние двадцать лет работа сильно активизировалась. Реализованных проектов уже очень много, в качестве отдельных примеров можно назвать установку насосов в детском саду микрорайона «Зеленые горки» в Томске, школе деревни Филиппово Ярославской области, торговом центре «Квартал» в Сочи, на вокзале Анапы.
Совет 2: вентиляционная или конденсационная сушилка?
Вентиляционная сушильная машина: выводит влажный воздух наружу Часто тип сушильной машины (вентиляционная или конденсационная) определяется местом, куда вы можете поставить данный аппарат. Оба типа выводят влажность из белья с помощью подогретого воздуха. Сушилка вентиляционного типа выводит влажный воздух через специальную трубку на улицу. Ее вам будет необходимо либо прикрепить к окну, либо подсоединить к системе вентиляции. Соответственно, для установки в кладовке или подвале без окон такие модели не подходят. В этих случаях используются сушилки конденсационного типа, охлаждающие влажный воздух, собирая воду в специальный резервуар, который необходимо периодически опустошать.
Есть различия и в стоимости: в то время как цены на вентиляционные сушилки начинаются от 14 тыс. руб., за конденсационную машину вам придется заплатить в среднем на 7 тыс. руб. больше. В качестве примера приведем Gorenje D 624 B, которая стоит примерно 18 тыс. руб. Зато вентиляционная сушилка в большинстве случаев расходует больше электроэнергии, чем конденсационная.
Деление по типу рабочего тела
Современные теплонасосы могут использовать газообразное тело или химический жидкий раствор аммиака в роли транспортера тепла. Пригодность той или иной схемы оценивается по нескольким факторам, особенностям систем.
- Установки, использующие фреон, имеют цикл теплового насоса, основанный на процессах сжатия и расширения газа. Они так или иначе построены на компрессорной схеме. Оборудование обладает привлекательными показателями производительности, однако имеет и недостатки. Хотя средневзвешенное потребление системы в момент рабочего цикла стабильно, проводка сильно нагружается. Кроме этого, теплонасосы с газообразным транспортером тепла не будут полезны в регионах, где нет централизованных сетей электричества или источника питания достаточной нагрузочной способности.
- Установки испарительного типа, использующие аммиачный раствор, имеют рабочий цикл, основанный на процессе испарения вещества при низких температурах кипения. Сжижение после прохода внешнего теплообменника происходит под действием источника энергии. Это — тепловая горелка. Для нее может применяться практически любое топливо: твердое, бензин, дизель, газ, керосин, в отдельных случаях — метиловый спирт. Поэтому испарительные теплонасосы привлекательны в местах, где нет электричества. Кроме этого, к выбору именно такого оборудования может подтолкнуть дешевизна топлива определенного вида в регионе.
Характер используемого в системе рабочего тела может многое сказать о производительности установки и отдачи мощности. Так, фреонные компрессорные теплонасосы способны на резкий рывок, быстро прогревая помещение. Аммиачные испарительные модели на такие подвиги не способны. Их предпочтительный режим использования — стабильная, постоянная работа с номинальной теплоотдачей.
Доволен
5
Подробные оценки
Рекомендую
Качество изготовления Соотношение цена / качество Удобство эксплуатации
Отзыв: Выбирал тепловой насос тщательно, узнавал наверно у всех наших производителей. Было даже что мне хотели впарить насос мощностью втрое больше чем нужно, почти в 30 кВт на 1-этажный домик с мансардой, где отапливаемой площади всего то 120 квадратов. Что простите? Даже такой чайник как я нестыковочку унюхал.
В итоге остановился на тепловом насосе Броск. Забор тепла в моей системе сделали они из грунта, такой способ в нашей погоде наиболее надежный. Отмечу что монтаж был без гемора, пробурено было… Читать далее
Достоинства и недостатки тепловых насосов
Теплонасосы просты в применении и практически бесшумны. Безопасны и надежны, в доме с такой системой высокий уровень противопожарной безопасности. При эксплуатации собственной системы отопления и кондиционирования, расходы на теплоэнергию значительно ниже, чем при использовании других систем. Во многих моделях предусмотрена не только функция обогрева, но и охлаждения.
Самым главным недостатком использования такой системы является высокая стоимость оборудования и, в некоторых случаях, монтажа. Сумма, вложенная в установку отопительной системы, может отбиваться годами. В некоторых случаях дешевле использовать альтернативные источники энергии. Еще одним минусом, в старых модификациях теплонасосов, является недостаточный прогрев воды, всего лишь до уровня 60℃. Но новинки, представленные сегодня на рынке, не обладают этим изъяном.
Воздушный тепловой насос для отопления дома. Воздушный тепловой насос для отопления зимой: Обзор вариантов установки +Видео и Фото
Воздушный тепловой насос для отопления дома в зимних условиях. Воздушный тепловой насос для отопления – это одно из самых популярных альтернатив газовому, твердотопливному и электрическим видам отопления. Первейший тепловой насос был создан в 1852 и был названым «преумножитель тепла». Следуя физическим законам, тепло могло передаваться от нагретого к не нагретому телу. Если есть большое количество энергии, то можно осуществить обратный процесс.
Чуть позже ученые открыли еще один принцип. Вещество при испарении поглощающее теплый воздух, а после того как станет конденсатом отдает. Благодаря этому закону физики работают наши холодильники и телевизоры. Тепловой насос работает так же только с обратным эффектом. Многие фирмы, изготавливающие кондиционеры используют это и продают покупателям кондиционеры способные как охладить, так и нагреть воздух в помещении.
Как работают воздушные тепловые насосы для отопления дома
- Абсолютно любое тело, даже холодное имеет какое-то содержание тепловой энергии. Задача насоса всю тепловую энергию из зимнего воздуха передать в помещение.
- В части, которая расположена на улице есть специальный змеевик с отпаривателем содержащий фреон. Фреон – это вещество имеющее свойство деформироваться в газ и обратно. При его испарении происходит поглощение тепла даже при минусе.
- Газ из фреона проходит в компрессор, под высоким давлением преобразуется обратно в жидкое состояние.
- Под воздействием давления фреон окончательно переходит в жидкое состояние, отдав всю тепловую энергию, получившую на улице.
- Образуется возврат фреона обратно.
Мощность теплового насоса зависит от температуры на улице. Поэтому многие насосы можно использовать с дополнительными системами нагрева воздуха.
Преимущества
Как рекламируется, что самое главное преимущество в экономии. Эффективность теплового насоса зависит от следующих факторов:
- Параметры нижних границ уменьшения тепла в естественных условиях
- Минимум различий в температуре, в таком случае отдача тепла будет совсем малой
- Степень потребления и отдачи теплоэнергии
Правильность применения насоса зависит от факторов
- В регионах с холодными зимами тепловой насос не покажет хороших результатов. Он просто не сможет отобрать достаточно тепла для того, чтобы обогреть комнату.
- При увеличении объема пространства растут и запросы насоса. Увеличиваются теплообменники, количество зондов и т. д. В определенный момент содержание воздушного, теплового насоса станет просто невыгодным. Гораздо дешевле выйдет другая отопительная система
- Чем сложнее устройство, тем выше будет цена на ее ремонт. Это дополнительный минус в случае увеличения площади отапливаемого пространства.
ВНИМАНИЕ! В общем использовать тепловой насос в качестве основного отопительного средства будет правильным лишь в редких случаях. Поэтому рекомендуется подходить к этому вопросу комплексно
Основные характеристики
В общем, логичность установки теплового насоса для обогрева оценивается по стоимости, в которую входят:
- Цена покупки самого насоса,
- Затраты для монтирования, ведь могут понадобиться дополнительные земельные работы.
- Стоимость регулярного обслуживания.
- Стоимость на ремонт и устранение неполадок.
Выбор насоса по мощности зависит от потребности
Можно рассчитать по формуле:
- Самая высокая температура воздуха зимой,
- Разница между температурой воздуха на улице высчитывается с разницей в помещении,
- Рассчитывают тепловые потери.
Полученный результат и станет необходимой, минимальной мощностью для вашего дома.
Второй расчет – выбор нужного объема для накопительного котла. Эту часть отопительной системы рекомендуют монтировать так, чтобы насос мог работать ограниченное число циклов. В дополнительных документах к тепловому насосу есть советы для объема аккумулятора определенного количества показателей циклов. Общая цифра равна 30 литрам на 1 киловатт за три запускания, 20 литров при пяти. Получится что, для жилого дома минимальный объем накопительного бака 400 литров теплового насоса в одни сутки.
Заключение
Если после анализирования климатических условий, почвы и тщательных расчетов вы все таки решили купить воздушный тепловой насос для отопления зимой, то лучше доверить эту работу команде профессиональных специалистов. Ведь правильный выбор оборудования зависит не только от мощности оборудования.
Мастера рассчитают отдачу тепла почвы, подберут специальную высокоэффективную схему и сделают отличный вариант проведения работ. Поэтому у вас не возникнет никаких трудностей, и вы не будете жалеть о правильности своего выбора.
Как работает тепловой насос?
Принцип действия теплового насоса напоминает принцип работы холодильника, только наоборот. Если в холодильнике рабочее вещество испаряется, отдавая холод, то в тепловом насосе оно конденсируется, отдавая тепло. Полученное тепло накапливается, обогащается и отдается теплоносителю, который переносит его в отапливаемые помещения. Для выделения тепла в системе используется конденсатор, тогда как испаритель поглощает полученное низко потенциальное тепло.
Электроэнергия требуется системе для работы компрессора. В качестве показателя эффективности работы теплового насоса используется такое понятие, как преобразование тепла или трансформация – разница между величиной потребляемой электроэнергии и полученного в результате тепла. КПД системы зависит от разницы температур испарителя и конденсатора – чем она больше, тем ниже КПД. Для увеличения эффективности работы нужно обеспечить максимально большой по объему источник низко потенциального тепла, иначе в системе возможно переохлаждение.
Таким образом, масса источника низко потенциального тепла должна быть значительно больше массы, которая нагревается, что позволит сократить разницу температур холодного тела и источника тепла, а это, в свою очередь, сократит потребление электрической энергии. Единственный недостаток такого решения – значительные габариты теплового насоса, которые напрямую связаны еще и с его стоимостью. При обогреве такой системой районов и даже городов можно устанавливать дорогостоящее оборудование, которое занимает значительную площадь – это экономически оправдано, но вот относительно частных домов это далеко не всегда выгодно.
С Броск полный порядок
5
Подробные оценки
Рекомендую
Качество изготовления Соотношение цена / качество Удобство эксплуатации
Достоинства: Греет хорошо и дешево.
Недостатки: Нет.
Отзыв: С компанией Броск у меня полный порядок, был, есть сейчас и, уже уверен, так в дальнейшем и будет. За 5 лет с установки, их тепловой насос стабильно себя показывает, а когда вставал вопрос, всегда решался оперативно. Да в принципе вопросов особых и не было, раз настройки слетели, и была ситуация что загудел сильнее обычного. Быстро все поправили.
Тепловой насос у меня конфигурации Brosk Mark II 130. Производительности на 190 м2 отопления и на горячее водоснабжение хватает с запасом, никогда не … Читать далее
