Обогрев дома тепловым насосом воздух-вода

Тепловые насосы для отопления дома являются оборудованием, позволяющим осуществлять перенос теплоэнергии от источника, характеризующегося низкотемпературностью, к потребителю с более высоким уровнем данного показателя.

Функции теплового насоса для отопления дома

На сегодняшний день данный тип оборудования относится к устройствам, представляющим альтернативное отопление и характеризующимся непрерывно растущим спросом, на который не оказывает негативного влияния даже высокая стоимость как самого товара, так и монтажных работ по его установке. Владельцы коттеджей и дачных построек, для которых ценовая планка оказывается чрезмерно высокой, могут осуществить необходимые работы самостоятельно.

В основе функционирования теплового насоса для отопления дома лежит следующий подход: так как определённым количеством тепловой энергии характеризуется каждая окружающая среда, в случае, конечно же, превышения её температуры одного градуса, то сам собой напрашивающийся вывод задаёт вопрос, как можно использовать какую-то часть этой энергии в целях обогрева здания?

Как работает тепловой насос

Тепловой насос — это энергосберегающее оборудование, которое способно извлекать тепло из окружающей среды. Будь то нагретый воздух или вода, а может быть грунт на глубине, где температура всегда одинаковая, тепловой насос способен извлечь тепло и направить его на нужды отопления дома.

Как работает тепловой насос

Принцип работы теплового насоса прост, и при потреблении всего 1 кВт электроэнергии, он способен выделить порядка 3-5 кВт тепла. Электричество необходимо для работы теплового насоса, но не так много, а взамен вы получаете до 4 кВт бесплатной тепловой энергии.

Однако не все так радужно, как это может показаться на первый взгляд. Как и у любого другого оборудования, у тепловых насосов, также, есть свои недостатки. Это и достаточно высокая стоимость на сегодняшний день, что приведёт не к столь быстрой окупаемости, и некоторые нюансы, связанные с монтажом и эксплуатацией оборудования.

Как работает тепловой насос

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

  1. В регионах с холодными зимами тепловой насос не покажет хороших результатов. Он просто не сможет отобрать достаточно тепла для того, чтобы обогреть комнату.
  2. 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
  3. 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:

  1. Цена покупки самого насоса,
  2. Затраты для монтирования, ведь могут понадобиться дополнительные земельные работы.
  3. Стоимость регулярного обслуживания.
  4. Стоимость на ремонт и устранение неполадок.

Основные элементы конструкции

Разобравшись с принципом действия электрического теплового насоса, для получения более точного представления о функционировании этого типа устройства, необходимо знать из каких основных элементов состоит конструкция. Тепловые насосы, используемые для отопления, состоят из следующих элементов:

  • Компрессора. Это устройство служит для значительного повышения температуры хладагента. В современных теплообменных приборах. Наиболее часто используются спиральные модели нагнетателей.
  • Испарителя. Этот элемент представляет собой ёмкость, в которой жидкое рабочее вещество переходит в газообразное, при этом, температура хладагента существенно увеличивается за счёт поглощения тепловой энергии.
  • Конденсатора. Это устройство предназначено для передачи тепла от разогретого хладагента отопительному контуру.
  • Дроссельный клапан. Механизм, который способен перекрывать доступ хладагента из одной части установки к другой, тем самым, разделяя систему на участки с низким и высоким давлением.
Основные элементы конструкции

Этот принцип работы присущ всем системам отопления этого типа. В зависимости от вида тепловых насосов меняется только местоположение и тип испарителя.

Читайте также:  Как обжать витую пару: пошаговая инструкция

Типы тепловых насосов

В зависимости от источников тепла, которые используются во внешнем контуре, различают три основных типа тепловых насосов, которые можно использовать в системе отопления жилого частного дома или коттеджа:

  • тепловой насос грунт-вода (внешний контур использует разницу температур на поверхности и в глубине грунта);
  • тепловой насос вода-вода (внешний контур использует тепло грунтовых вод или на дне водоема);
  • тепловой насос воздух-вода (внешний контур использует тепло воздуха).

Чаще всего используются тепловые насосы типа вода-вода, которые берут тепло у грунтовых вод. Такие устройства обходятся дешевле, если имеется доступ к открытому водоему, чтобы расположить внешний контур насоса в нем. При этом обязательно предварительно нужно уточнить глубину промерзания такого водоема, чтобы внешний контур не оказался вмороженным в лед – в этом случае тепловой насос работать не будет.

Также нередко используется вариант грунт-вода. Их основной недостаток: большая площадь, которую приходится отводить на участке под внешний контур. При вертикальном расположении контура эта площадь значительно сокращается, но существенно удорожаются земляные работы. Так же, как и в случае насосов вода-вода, следует уточнять глубину промерзания – контур должен располагаться ниже, чтобы работа установки была эффективной в любое время года.

Для обеспечения полноценного отопления дома в любое время, в том числе в холодный период, наименее пригодны тепловые насосы типа воздух-вода – в большинстве регионов России они не в состоянии обеспечить зимой достаточное поступление тепловой энергии. Насосы подобного типа могут быть использованы круглый год лишь в тех регионах, где в холодное время года температура не падает ниже нуля.

Следует заметить, что устройства типа воздух-вода сохраняют работоспособность до -25ºС, и при наличии дополнительных отопительных систем (к примеру, твердотопливного котла), могут быть использованы и в холодных районах России. При этом их установка и монтаж обходятся дешевле всего, так как не требуют земляных работ.

Как работает тепловой насос типа «вода-вода»

Если неподалеку от дома есть водоем (пруд, река и пр.), то монтируют тепловой насос типа «вода-вода». В этой конструкции вода используется вместо рассола, с помощью мощного электрического насоса пропускается через первичный теплообменник (испаритель), сообщает свое тепло фреону (хладагенту с низкой температурой кипения – для этого достаточно повышения температуры до 5 °C), циркулирующему по второму контуру, где он закипает, переходит в газообразное состояние, сжимается с помощью компрессора, что сопровождается повышением его температуры и давления, перемещается в конденсатор, где сообщает тепло теплообменному контуру, превращается в жидкость и возвращается обратно в водоем. А нагретый во вторичном теплообменном контуре теплоноситель направляется в отопительную систему дома.

Необходимый для обогрева дома тепловым насосом коллектор либо помещают на дно (при глубине 1,2–1,5 м накопительный рукав будет давать тепловую энергию круглогодично) и пригружают для предотвращения всплытия, либо закапывают в донный грунт, у которого температура выше, чем у воды.

Такой тепловой насос отличается большей энергоэффективностью и экономичностью, но, как показывает практика, применяется не очень часто. Дело в том, что вследствие загрязненности воды потребуются монтаж установки для предварительной очистки поступающей воды, регулярная чистка теплообменника и пр.

Если тепловой насос для отопления работает по принципу «вода-воздух», то тепловая энергия нагревает воздух, который после этого распределяется по дому.

Следующий раздел статьи посвящен принципам действия других тепловых насосов для отопления дома.

Тепловые насосы: плюсы и минусы — грунтовых, водяных, воздушных

Плюсы и минусы тепловых насосов – вот что интересует многих. Действительно, если вы решили организовать с помощью такого оборудования отопления дома и ГВС, необходимо знать всю правду о нем. В противном случае, велик риск обжечься.

Тепловые насосы набирают популярность благодаря экономичности и экологичности. Их часто используют для отопления дома, так как принцип работы теплового насоса позволяет получать больше тепла, чем потреблять электроэнергии. В этой публикации мы рассмотрим их позитивные и негативные стороны.

Виды тепловых насосов

В зависимости от среды, из которой черпается тепловая энергия, все тепловые насосы можно разделить на три категории:

  • Грунтовые (геотермальные) – получают тепло из земли и грунтовых вод.
  • Водяные – работают за счет тепла, накопленного в водоемах
  • Воздушные – извлекают тепловую энергию из воздуха в окружающей среде
Читайте также:  Как выбрать паяльник для полипропиленовых труб

Каждый вид можно разделить на отдельные типы, такие как грунт-вода, грунт-воздух, воздух-вода, воздух-воздух, вода-вода и вода-воздух. Из названия следует, откуда будет получать энергию и что будет нагревать тепловой насос.

Существуют более экзотические типы, такие как фреон-вода, лед-вода и абсорбционные. Но они не распространены, их не применяют для отопления жилья.

Особенности работы

В отличие от котлов, конвекторов и других типов нагревателей, тепловой насос не производит тепло. Он переносит его из одной среды в другую. К примеру, тепловой насос воздух-вода охлаждает воздух за пределами здания и нагревает воду в бойлере. Благодаря этому можно добиться эффективности более 100%.

Тепловой насос потребляет электроэнергию и генерирует тепло. Соотношение этих показателей характеризует его производительность. Но реальный КПД теплового насоса может существенно колебаться. Чем меньше температура на входе и выше на выходе, тем ниже эффективность.

Так выглядит график эффективности воздушного теплового насоса в зависимости от температуры воздуха. Некоторый разброс — это и есть зависимость КПД от того, насколько большой была разница температур.

Экономия от теплового насоса

Тепловые насосы: плюсы и минусы — грунтовых, водяных, воздушных

Противники тепловых насосов часто говорят, что они имеют большой срок окупаемости, но при этом не учитывают трех фактов:

  1. Стоимость топлива постоянно дорожает, будь то уголь, дрова или газ
  2. Цена подключения к газу часто гораздо выше, чем цена теплового насоса и его установки
  3. Тепловой насос имеет большой срок эксплуатации

То, что отапливать тепловым насосом выгоднее чем электричеством – это факт. Но насколько велика эта выгода? Однозначного ответа на этот вопрос нет. Правда о тепловых насосах такова – в каждом конкретном случае не обойтись без расчетов. В некоторых случаях могут перевесить недостатки тепловых насосов, а в других – преимущества.

Чтобы просчитать нюансы нужно знать, какое обслуживание нужно в процессе эксплуатации, сколько лет в среднем работает выбранная моде, какое количество теплоты потребуется для обогрева квадратного метра (а в некоторых случаях – кубического метра). Если использовать твердое топливо или газ – стоит учитывать их стоимость и стоимость оборудования (газового котла, печи, камина и т.д.).

Практика показывает, что средняя экономия при использовании теплового насоса грунт-вода и использовании теплых полов составляет 400-700% по сравнению с электрическими теплыми полами.

Плюсы и минусы

Рассмотрим по отдельности три вида, которые чаще используют для отопления коттеджей, домов, дач и вообще любого частного жилья.

Воздушный тепловой насос: плюсы и минусы

Стоимость воздушных тепловых насосов ниже чем у других типов за счет простоты конструкции. По сути, это кондиционер, но имеющий высокую надежность, производительность и способный работать при экстремально низких и высоких температурах. Монтаж теплового насоса прост и не требует проведения сложных работ.

Чем холоднее на улице, тем ниже эффективность (КПД). При очень низких температурах (в зависимости от модели и производителя) перестает вырабатывать тепло. Есть модели, способные работать и при -35, но они слишком дороги.

Тепловой насос воздух-воздух, это тот же кондиционер. Но его стоимость выше, ведь он нормально функционирует при низких температурах. Например, средней руки кондиционер не будет эффективно работать на обогрев при 0 градусов, а тепловой насос сможет не только обогревать помещение, но и позволит сэкономить.

Отзыв о тепловых насосах «воздух-вода»

Тепловые насосы «воздух-вода» используют энергию атмосферного воздуха для нагрева (охлаждения) воды, обеспечивая работу систем отопления (охлаждения) и горячего водоснабжения, потребляя при этом значительно меньше электроэнергии в сравнении с традиционными электрическими приборами. Они широко применяются в Европе и Северной Америке для снижения затрат на отопление и ГВС.

Современные тепловые насосы воздух-вода способны эффективно вырабатывать тепловую энергию при температурах наружного воздуха до -25°С и даже -30°С, что обеспечивает возможность их применения в условиях суровой зимы.

Использование данного типа оборудования не требует специальных разрешений, а его монтаж достаточно прост — наружный блок устанавливается снаружи здания, а гидромодуль и накопительный бак (при их наличии, т.к. некоторые модели имеют моноблочную конструкцию) в любом помещении внутри дома.

В интернет-магазине Ru-Klimat представлены уже зарекомендовавшие себя в наших условиях модели ведущих производителей. У нас Вы можете купить тепловой насос воздух-вода с установкой по привлекательной цене.

  • Для отопления дома тепловым насосом воздух-вода в качестве отопительных приборов наиболее эффективно использовать теплые полы.
  • Это обусловлено принципиальной зависимостью производительности теплового насоса от разности температур наружного воздуха и теплоносителя на выходе устройства.
  • Для теплого пола вполне достаточно температуры теплоносителя 35-50 °С, тогда как в традиционных секционных или панельных радиаторах она, как правило, должна поддерживаться на уровне 50-90 °С.

Недостатками использования теплых полов в качестве основного отопления можно считать большую инертность, что сильно замедляет реакцию на изменение температуры теплоносителя, и необходимость поддерживать температуру поверхности пола в пределах 30-35 °С, тогда как максимально комфортным является диапазон 25-27 °С.

Отзыв о тепловых насосах «воздух-вода»

Поэтому лучшим вариантом при отоплении тепловым насосом является совместное применение в качестве отопительных приборов теплых полов и низкотемпературных фанкойлов в соотношении тепловой мощности примерно 1:1.

Читайте также:  Шпатель малярный

При такой схеме фанкойлы будут выступать в роли доводчика температуры до комфортного уровня и амортизатора, быстро реагирующего на изменения температуры в помещении поддерживая ее на заданном уровне за счет увеличения или уменьшения интенсивности струи подогретого воздуха.

Еще одним явным преимуществом такой системы является ее готовность без дополнительных затрат решить задачи и отопления, и охлаждения, и даже воздухоочистки.

Фанкойл, по сути, это тепловентилятор, состоящий из вентилятора (fan) и теплообменника (coil). Еще их называют вентиляторными доводчиками.

Переключение режимов работы на обогрев или на охлаждение зависит только от температуры теплоносителя, поступающего в теплообменник. Фанкойлы бывают настенного, напольного, канального, кассетного, внутрипольного и т.д. исполнения.

Для эффективного отопления наиболее правильно применение напольных или внутрипольных вариантов.

Тепловой насос «вода — вода»

Одной из разновидностей геотермального источника тепла могут быть подземные воды. Они имеют постоянную температуру (от +7 С и выше), и в значительном количестве залегают на различных глубинах на территории РБ. По технологии, подземные воды поднимаются центробежным насосом из скважины и поступают на станцию тепломассообмена, где передают энергию антифризу нижнего контура теплового насоса. Эффективность работы данной системы зависит от уровня залегания грунтовых вод (в зависимости от глубины подъема, требуется определенная мощность помпы), расстояния от заборной скважины до станции обмена. Эта технология имеет один из самых высоких показателей COP, однако имеет ряд особенностей, ограничивающих ее применение.

Среди них:

  • Отсутствие подземных вод, либо низкий уровень их залегания;
  • Отсутствие постоянного дебета скважины, понижение статического и динамического уровней;
  • Необходимость учитывать солевой состав и загрязненность (при не надлежащем качестве воды, происходит засорение теплообменника, снижаются показатели производительности)
  • Необходимость устройства дренажного колодца для сброса значительных объемов отработавшей воды (от 2200 л/ч и более)

Как показывает практика, установка таких систем целесообразна, если в непосредственной близости имеется водоем или река. Отработавшую воду, также можно использовать в хозяйственных и промышленных целях, например, для полива, или организации искусственных водоемов.

Что качается качества заборной воды то, например, немецкий производитель альтернативных отопительных систем Stiebel Eltron рекомендует следующие параметры: общая доля железа и магния не более 0,5 мг/л, содержание хлоридов менее 300 мг/л, отсутствие осаждаемых веществ. При превышении этих параметров необходимо установка дополнительной системы очистки — станции подготовки и обессоливания, что повышает материалоемкость проекта.

ООО «Нова Грос» — Авторизованная монтажная организация Stiebel Eltron Связаться с нами Связаться с нами

Сервис и обслуживания

Любой отопительный и не только прибор нуждается в технических осмотрах и обслуживании. Очень важно, чтобы эти процедуры производились только подготовленными специалистами, которые могут безошибочно определить неисправность в системе отопления. Многие обладатели не стандартных систем отопления жилища подразумевают под техническим обслуживанием ремонт, а именно замену изношенных напрочь деталей. Но это далеко не так

Существует два типа обслуживания агрегатов:

  • Обслуживание по гарантии – производится на безвозмездной основе, то есть абсолютно бесплатно, в том период времени, который установлен заводом изготовителем тепловых насосов;
  • Сервисное обслуживание – проводится по окончании сроков гарантийных обязательств завода перед клиентами.

Обслуживание может быть различным и проводиться по разным регламентирующим документам, но в любом случае должно проводиться быстро, качественно, и самое главное надежно.

Основной целью проведения осмотров и ремонта системы отопления, с используемым в ней тепловым насосом должно быть:

  • Обеспечение эффективной работы агрегатов отопления и системы в общем;
  • Предотвращение аварий;
  • Рациональное расходование ресурсов, а так же снижение затрат на эксплуатацию;
  • Увеличение сроков бесперебойной и безаварийной работы;
  • Снижение количества аварийных остановов и предотвращение выхода из строя деталей;
Сервис и обслуживания

Сервисное обслуживание состоит из:

  1. Планомерной проверки системы, инженером по обслуживанию. Сроки выездов оговариваются в договоре между производителем и клиентом, которые могу быть : ежегодные, полугодовые (в начале и окончании сезона), ежеквартальные, ежемесячные.
  2. Произведение сервиса, который включает в себя:
  • Диагностирование системы. Проверка рабочих показателей – температур теплоносителей контуров, соединений на предмет утечек, работоспособность компрессоров, систем автоматизации, места соединений электропроводки, правильность показаний датчиков;
  • Замена либо прочистка фильтрующих элементов, теплообменников от накопившихся пыли и грязи;
  • Замена вышедших из строя узлов и механизмов.

Аварийное обслуживание. Оперативный выезд инженера на объект, а так же устранение поломок машин и механизмов системы отопления. Длительность аварийного ремонта будет напрямую зависеть от сложности поломки.

Ведение документации о техническом состоянии. Фиксация выездов инженера по обслуживанию, запись параметрических данных, аварийные данные, актировка поломок, произведенные работы во время гарантийного и сервисного обслуживания.