Тепловой генератор отопление дома

Содержание

Тепловые насосы для отопления вашего дома

Тепловой генератор отопление дома

Тепловой насос — это устройство, которое может обеспечивать вашему дому отопление зимой, охлаждение летом и производство горячей воды круглый год.

Тепловой насос использует энергию возобновляемых источников — нагретого воздуха, земли, скальных пород или воды — для производства тепловой энергии. Это преобразование осуществляется с помощью особых веществ — хладагентов.

Принцип действия теплового насоса

Конструктивно любой тепловой насос состоит из двух частей: наружной, которая «забирает» тепло возобновляемых источников, и внутренней, которая отдает это тепло в систему отопления или кондиционирования вашего дома. Современные тепловые насосы отличаются высокой энергоэффективностью, что в практическом плане означает следующее — потребитель, т.е. владелец дома, используя тепловой насос, тратит на обогрев или охлаждение своего жилища, в среднем, всего четверть тех денег, которые он потратил бы, если теплового насоса не было.

Иначе говоря, в системе с тепловым насосом 75% полезного тепла (или холода) обеспечивается за счет бесплатных источников — тепла земли, грунтовых вод или нагретого в помещениях и выбрасываемого на улицу использованного воздуха.

Схема работы теплового насоса

Рассмотрим, как действует, пожалуй, самый популярный в быту тепловой насос, работающий за счет тепла земли. Работа теплонасоса происходит в несколько циклов.

Цикл 1, испарение

Наружная часть «земляного» теплового насоса представляет собой замкнутую систему труб, зарытых в землю на определенную глубину, где температура круглый год стабильна и составляет 7-12°C. Чтобы «собрать» достаточное количество энергии земли, требуется, чтобы общая площадь, занимаемая системой подземных труб, была в 1,5-2 раза больше всей отапливаемой площади дома. Эти трубы заполнены хладагентом, который нагревается до температуры земли.

Хладагент имеет очень низкую температуру кипения, поэтому способен прейти в газообразное состояние уже при температуре грунта. Далее этот газ поступает в компрессор.

Цикл 2, сжатие

Именно этот компрессор и расходует всю необходимую для работы теплового насоса энергию, но по сравнению, к примеру, с отоплением от газового котла, эти затраты заметно ниже. К сравнению затрат мы вернемся позже.

Итак, нагретый до температуры 7-12°C газообразный хладагент из подземных труб в камере компрессора сильно сжимается, что приводит к его резкому нагреву. Чтобы понять это просто вспомните, как нагревается обычный велосипедный насос, когда вы накачиваете шины. Принцип тот же самый.

Хозяину на заметку

«Тепловой насос — современное отопление. Но реальные значения эффективности теплонасосов зависят от температурных условий, т.е. в холодные дни их эффективность падает. Она составляет порядка 150% при температуре −20 °C, и порядка 300% при температуре источника +7 °C».

Цикл 3, конденсация

После цикла сжатия, мы получили горячий пар под высоким давлением, который подается уже во внутреннюю, «домашнюю» часть теплового насоса. Теперь этот газ может быть использован для системы воздушного отопления или для нагрева воды в системе водяного отопления и горячего водоснабжения. Также этот горячий пар может применяться с системой «теплый пол».

Отдавая тепло в систему отопления, горячий газ охлаждается, конденсируется и превращается в жидкость.

Цикл 4, расширение

Эта жидкость поступает в расширительный клапан, где ее давление понижается. Теперь жидкий хладагент низкого давления снова направляется в подземную часть для нагрева до температуры земли. И все циклы повторяются.

Эффективность использования тепловых насосов

На каждый 1 кВт электроэнергии, потребляемой тепловым насосом для работы его компрессора, в среднем, вырабатывается около 4 кВт полезной тепловой энергии. Это соответствует 300% эффективности.

Сравнение отопления с помощью теплового насоса с другими способами.

Данные представлены Европейской ассоциацией тепловых насосов (EHPA)

Следует понимать, что показатели эффективности тепловых насосов отличаются, в зависимости от конкретных условий, в которых действует ваше устройство. Так, если вы используете «земляной» тепловой насос, и у вас на участке глинистая почва, то эффективность теплонасоса будет примерно вдвое выше, чем если бы трубы теплового насоса лежали в песчаном грунте.

Также следует помнить, что укладка подземной части должна осуществляться ниже отметки промерзания грунта. Иначе тепловой насос работать вообще не будет.

Зимой тепловой насос работает на нагрев, летом — на охлаждение

Реальные значения эффективности тепловых насосов зависят от температурных условий, т.е. в холодные дни их эффективность падает. Она составляет порядка 150% при температуре −20 °C, и порядка 300% при температуре источника +7 °C. Но технологии не стоят на месте — современные модели отличается большей энергоэффективностью, причем эта тенденция сохраняется.

Тепловые насосы для охлаждения дома

По своему принципу действия тепловой насос аналогичен холодильным агрегатам или чиллерам. Поэтому в летнее время он может применяться не для обогрева дома, а для его охлаждения или кондиционирования. Вспомним, что, если речь идет о «земляном» теплонасосе, то температура грунта стабильна в пределах 7-12°C круглогодично. И с помощью теплового насоса она может передаваться в помещения дома.

Принцип работы системы охлаждения с помощью теплового насоса аналогичен системе отопления, только вместо радиаторов используются фанкойлы. При пассивном охлаждении теплоноситель просто циркулирует между фанкойлами и скважиной, т.е. холод из скважины напрямую поступает в систему кондиционирования, но сам компрессор при этом не работает. Если пассивного охлаждения недостаточно, включается компрессор теплового насоса, который дополнительно охлаждает теплоноситель.

Тепловой насос «воздух-вода» Nibe Split (HBS 12)

Типы тепловых насосов

Бытовые тепловые насосы бывают 3-х основных типов, различающихся по внешнему источнику тепла:

  • «земляные» или «грунт-вода», «грунт-воздух»;
  • «водяные» или «вода-вода», «вода-воздух»;
  • «воздушные» или «воздух-вода», «воздух-воздух».

«Земляные» тепловые насосы

Самые популярные — это тепловые насосы, использующие тепло земли. О них уже шла речь выше. Это самые эффективные, но и самые дорогие из всех типов. Трубы, уходящие под землю, могут располагаться вертикально или горизонтально. В зависимости от этого, «земляные» тепловые насосы делятся на вертикальные и горизонтальные.

Вертикальные тепловые насосы требуют погружения труб, по которым циркулирует хладагент на значительную глубину: 50-200 м. Правда, есть альтернатива — сделать не одну такую скважину, а несколько, но более «мелких». Расстояние между такими скважинами должно быть не менее 10 м. Чтобы рассчитать глубину бурения, можно грубо прикинуть, что тепловой насос мощностью 10 кВт потребует скважины (одну или несколько) общей глубиной около 170 м. Следует также помнить, что бесполезно бурить очень мелкие — менее 50 м — скважины.

При горизонтальной укладке дорогостоящее бурение на большую глубину не требуется. Глубина заложения трубопроводов при этом способе — около 1 м, в зависимости от региона установки эта величина может как уменьшаться, так и увеличиваться. Труба с хладагентом при этом способе укладывается так, чтобы расстояние между соседними участками было не менее полутора метров, иначе сбор тепла не эффективен.

Хозяину на заметку

«Если вы живете в зоне умеренного климата — например, на Северо-Западе — то наиболее эффективный вариант для вас — тепловой насос, использующий тепло земли. Причем, лучше установить вертикальный вариант теплонасоса — особенно, если ваш дом находится на скальных породах».

Для установки теплового насоса мощностью 10 кВт необходима общая длина зарытой трубы порядка 350-450 м. Если принять во внимание ограничения, связанные с соседством разных участков между собой, то вам понадобится участок земли с размерами 20 на 20 метров. Есть ли такой свободный участок в наличии — большой вопрос.

Как выбрать нужный тепловой насос

Если вы живете в зоне умеренного климата — например, на Северо-Западе — то наиболее эффективный вариант для вас — тепловой насос, использующий тепло земли. Причем, лучше установить вертикальный вариант теплонасоса — особенно, если ваш дом находится на скальных породах, где найти свободный обширный участок земли проблематично. Но такой тип теплового насоса наиболее дорог по сумме капитальных затрат.

В зоне с мягким климатом — например, в Сочи — можно установить тепловой насос «воздух-вода», который не требует чрезмерных капитальных затрат и особенно эффективен в местности, где сезонные колебания температур сравнительно невелики.

В зависимости от принципа действия, бывают электрические тепловые насосы и газовые тепловые насосы. Более популярны модели, работающие от электричества.

Горизонтальный тепловой насос

Еще одно важное замечание. Хорошей идеей являются комбинированные модели тепловых насосов, которые совмещают классический вариант теплонасоса с газовым или электрическим нагревателем. Такие нагреватели могут применяться при неблагоприятных погодных условиях, когда эффективность теплового насоса снижается. Как уже говорилось, особенно снижение эффективности свойственно тепловым насосам «воздух-вода» и «воздух-воздух».

Читайте также  Как сфазировать генератор с сетью?

Комбинация этих двух источников тепла позволяет снизить стоимость капитальных затрат и увеличить срок окупаемости теплонасосной установки.

Преимущества и недостатки тепловых насосов

Главным достоинством тепловых насосов являются их низкие эксплуатационные расходы. Т.е. стоимость произведенного тепла или охлаждения для конечного потребителя является самой низкой по сравнению с другими способами отопления/кондиционирования. Кроме этого, система с тепловым насосом практически безопасна для дома. Следовательно, упрощаются требования к системам вентиляции его помещений и повышается уровень пожарной безопасности. Что также положительно влияет на стоимость установки этих систем.

Тепловые насосы просты в эксплуатации и весьма надежны, а еще — практически бесшумны.

Еще один плюс — вы легко можете переключить тепловой насос с отопления на охлаждение в случае необходимости. Нужно лишь иметь дома не только отопительные радиаторы, но и фанкойлы.

Что такое тепловой насос для дома ✮Большой выбор тепловых насосов на портале TopClimat.ru

Но есть у них и минусы, главный из которых является оборотной стороной главного плюса — капитальные затраты на их установку весьма существенны. Еще одним недостатком тепловых насосов до недавнего времени была сравнительно низкая температура теплоносителя — не более 60 C. Но последние разработки дали возможность устранить этот недостаток. Правда, и цена на такие модели выше, чем на стандартные.

Источник: TopClimat.ru

Источник: http://www.topclimat.ru/publications/heat_pump_for_your_house.html

Тепловые насосы для отопления дома

Тепловой генератор отопление дома

Тепловой насос — самый перспективный и прогрессирующий способ отопления на сегодняшний день. Причем, если в странах Европы и в США это давно привычный источник тепловой энергии для системы отопления, то в постсоветских странах популярность тепловых насосов начала расти относительно недавно.

Тепловой насос в Украине «появился» лет 10 с небольшим назад. В то время экономических обоснований установки теплового насоса не было. Дешевый природный газ не побуждал людей к экономии, а относительно высокая стоимость электроэнергии делали использование теплового насоса не выгодным.

В определенные периоды независимости Украины стоимость тепловой энергии, полученной от теплового насоса, иногда была выше стоимости тепловой энергии, полученной при сжигании природного газа в газовом котле, хотя во многих развитых странах отапливаться тепловым насосом всегда было дешевле в несколько раз чем газовым котлом.

И только с началом роста цен на природный газ, отопление дома тепловым насосом начало получать свое экономическое обоснование.

Как работает тепловой насос?

По своей сути тепловой насос – это холодильная машина, которая охлаждает источник тепла (грунт, грунтовые воды, воздух и т.д.), забирая с него тепло, и нагревает этим теплом воду, как теплоноситель для системы отопления здания.

При этом практически каждый тепловой насос воздух-вода может работать в другую сторону, как классический кондиционер, а для тепловых насосов грунт-вода работа на охлаждение доступна опционально.

Многим работа теплового насоса не понятна с первого раза. Ведь как можно забрать тепло у уличного воздуха с температурой ниже нуля и в тот же момент этим теплом нагреть воду в системе отопления?

Все дело в том, что в работе теплового насоса на отопление используется попеременное испарение и конденсация хладагента (фреона). Испарение фреона происходит за счет энергии низкопотенциального источника тепла. Для этого в контуре фреона создается низкое давление, при котором температура испарения фреона становиться близкой к температуре возобновляемого источника тепла.

 После газообразный фреон попадает в компрессор, где многократно повышается давление. Вследствие резкого повышения давления, температура фреона растет и превышает температуру отопительной воды. Теперь отопительная вода может нагреться от фреонового контура.

Тепло с фреона отбирается, после чего дальше по контуру происходит уменьшение давления в контуре и хладагент уже в жидком состоянии опять поступает в теплообменник первичного контура, для отбора тепла у возобновляемого источника энергии.  

Отопление тепловым насосом

Отопление тепловым насосом — самый дешевый вариант. А если еще использовать тариф для электроотопительного оборудования и ночной тариф, то стоимость отопления тепловым насосом может быть более чем в 5 раз ниже отопления газовым котлом. 

В случае, если природного газа нет, тепловой насос для отопления дома становится иногда чуть ли не единственным вариантом.

Тепловые насосы для отопления — это автономный источник тепла, не требующий постоянного ухода и присмотра (как твердотопливные котлы), не требующий мощных электрических вводов (как электрокотлы), способный работать и на охлаждение, снижающий затраты на отопление в разы и т.д.

Тепловой насос для отопления и не только

«Тепловой насос нужен исключительно для отопления» — такая ассоциация складывается у многих людей.

Но отопление тепловым насосом – это не все, что можно получить, установив его. Отопление тепловым насосом, горячее водоснабжение, кондиционирование – все эти задачи теперь можно решить с помощью одного оборудования.

Если в зимнее время используется насос используется для отопления, то в летнее время его можно использовать для охлаждения дома. При этом круглый год можно получать горячую воду, а в летний период она может нагреваться бесплатно за счет тепла, которое отводится при охлаждении здания.

Тепловой насос подходит исключительно для жилого дома? 

Это давно уже не так.

Тепловые насосы IDM имеют очень широкий модельный ряд из большого разнообразия мощностей и комплектаций, благодаря чему их можно применять для отопления дома, коммерческого или производственного здания, а также для обеспечения тепловой энергией технологических процессов.

Теперь в Украине представлено самое передовое оборудование Европы – тепловые насосы IDM, которые  можно купить, обратившись к официальным представителям в Киеве, Одессе, Каменце-Подольском или к нашим партнерам по всей Украине.

Тепловые насосы IDM (Австрия)

Тепловые насосы IDM – это объединение многолетнего опыта, концентрации на одном продукте и фамильных ценностей.

Компания IDM – фамильное предприятие, которое было создано в 1977 году. Сегодня это самый крупный производитель тепловых насосов в Австрии, специалисты которого сосредоточены на разработке и проектировании тепловых насосов и сопутствующего оборудования.

За более чем 40 лет работы австрийским специалистам удалось создать широкую линейку тепловых насосов:

  • тепловые насосы воздух-вода мощностью от 3 до 60 кВт;
  • тепловые насосы грунт-вода мощностью от 3 до 280 кВт;
  • тепловые насосы вода-вода мощностью от 3 до 360 кВт.

Более того даже самые мощные модели можно объединять в каскады, получая еще большую мощность.

Таким образом с помощью тепловых насосов IDM возможно отопление зданий площадью в несколько десятков тысяч квадратных метров. Более того, цена на оборудование большей мощности дешевле, чем на несколько единиц аналогичной суммарной мощностью – это существенно снижает стоимость капитальных затрат.

Особенности тепловых насосов IDM

Тепловые насосы IDM – это не только оптимальная цена и низкая стоимость тепла – это еще и ряд преимуществ:

  • технология HGL – низкая стоимость горячей воды;
  • тепловые насосы больших мощностей – низкая цена установок для больших зданий;
  • объединение в каскады;
  • купить тепловой насос можно в официальных представительствах — Киев, Одесса;
  • партнеры по всей Украине;
  • реверсивные модели для мощного охлаждения;
  • до 6 лет гарантии;
  • просмотр истории работы через SmartAnalyser;
  • встроенный тепловой счетчик с полным мониторингом производства тепла и холода;
  • система фреш для нагрева горячей воды;
  • интеграция с фотопанелями;
  • пассивное охлаждение на всех мощностях;
  • контроль систем поверхностного охлаждения;
  • управление климатом в каждом помещении – снижение стоимости отопления;
  • удаленное управление с системой Navigator;
  • регулярные обновления ПО удаленно;
  • высокие СОР – низкая цена тепловой энергии;
  • и другие…

Отопление тепловым насосом – это давно уже норма во всех развитых странах мира. Это забота об окружающей среде, низка цена отопления, независимость от стоимости газа и т.д.

Источник: https://idm.ua/production/

Тепловые насосы для отопления домов

Тепловой генератор отопление дома

Расходы на отопление и горячее водоснабжение сегодня являются одной из главных статей расходов частных домовладельцев. Снизить их позволяет установка геотермального теплонасоса. До сих пор это решение пользовалось в Беларуси не слишком большой популярностью. Причиной этого являются финансовые аспекты вопроса.

Лишь немногие могли позволить себе отапливать дом с помощью геотермального оборудования, цена которого достаточно высока. Отдельной большой статьей расходов являются траты на монтажные работы.

Во многом этот вопрос удалось решить благодаря использованию тепловых насосов производства России, а так же более широкому применению горизонтальных коллекторов.

На фоне заявления правительства о доведении возмещения населением коммунальных услуг до уровня 100% к 2018 году, привлекательность автономных отопительных систем с тепловыми насосами стала расти.

Кроме того, все больше домовладельцев обращает внимание на «зеленые технологии», безопасные для здоровья людей (отсутствие газа и процессов горения) и окружающей среды. Инвестиции в экологичное безопасное будущее теперь становятся правилом хорошего тона.

Человека, который интересуется передовыми технологиями, для которого понятия «экологичность» и «бережливость» не являются лишенными смысла словами, наверняка заинтересует тематика геотермального отопления.

Отопление частного дома тепловым насосом

Для функционирования геотермальных систем необходимы низкопотенциальные источники энергии. В качестве таковых может использоваться тепло грунтовых вод, почвы, озер. Даже к концу зимы, почва и вода в озерах на определенных глубинах сохраняет положительную температуру.

Благодаря этому обогрев дома тепловым насосом может быть налажен даже в условиях сурового климата. Грунт, залегающий на большой глубине, и артезианские воды являются фактически неиссякаемыми источниками энергии для теплонасосов.

Электрическая энергия нужна отопительной системе лишь для того, чтобы перекачать рассеянное тепло, в изобилии присутствующее в окружающей среде.

В геотермальную отопительную систему входит теплонасос, который монтируется внутри дома, а также внешний (коллектор) и внутренний контуры. Внешний контур собирает рассеянное окружающее тепло, внутренний – находится в доме и отдает тепло зданию. Каждый контур оснащается теплообменником с хладагентом. Система предусматривает возможность организации переноса тепловой энергии с помощью промежуточных веществ-хладагентов.

Читайте также  Как сделать ветрогенератор из автомобильного генератора?

Высокий уровень эффективности, стабильность

При правильной инсталляции геотермальной установки система отопления дома показывает при работе высокий КПД в любой период года. Обычно геотермальный тепловой насос для дома северных стран, к которым можно отнести Беларусь, более эффективен в сравнении с воздушными теплонасосами, которые применяют либо в южных странах, либо летом для подогрева воды на нужды ГВС или бассейна. В нашей стране применение тепловых насосов серии «воздух-вода» для отопления дома оправдано только при использовании резервного котла для догрева воды в дни пиковых нагрузок (минус 20 и ниже).

Основные функции

Тепловые насосы способны функционировать в следующих режимах:

  • Охлаждение воздуха (кондиционирование);
  • режим генерации тепла для подогрева воды (ГВС);
  • режим полноценного функционирования в бивалентных отопительных системах с котлами классических отопительных систем.

Удобство и комфорт

Эксплуатация отопительных систем с геотермальными тепловыми насосами не связана с серьезными техническими трудностями. Осуществить настройку системы и управлять ей по силу любому домовладельцу. Система геотермального отопления может постоянно работать в автоматическом режиме. Однажды заказав геотермальное отопление под ключ и получив полностью готовую отопительную систему, хозяин жилища сможет длительное время наслаждаться теплом и комфортом, не зная дополнительных проблем с обслуживанием и ремонтом.

ООО «Нова Грос» — Официальный дистрибьютор тепловых насосов Stiebel Eltron

Эффективность системы геотермального отопления для частных домов

Сегодня на рынке представлено множество отопительных систем, относящихся к категории альтернативных. Однако наибольшую эффективность показывает именно геотермальный тепловой насос для отопления дома и горячего водоснабжения. Такое оборудование стоит несколько дороже классических газовых или жидкотопливных котлов. Но подобные вложения, относясь к категории активных инвестиций, увеличивают цену недвижимости и «отбиваются» за 4-6 лет за счет гораздо более низких эксплуатационных затрат.

Данные системы геотермального отопления активно используются начиная с промышленных объектов и заканчивая установкой тепловых насосов для отопления бассейнов.

В теории из недр земли можно получить неограниченные объемы тепловой энергии. Согласно практическим данным количество извлекаемого тепла может изменяться в широких границах: количество извлекаемого может составлять 20-100 Вт на один метр погруженного в землю зонда. На объем генерации тепла оказывают влияние такие факторы, как уровень солнечного освещения, глубина залегания, присутствие грунтовых вод и др.

Что предлагает наша компания

Сотрудничество с нами мы предлагаем начать с предварительного собеседования. После этого мы выезжаем на место для изучения участка. В процессе определяем теплопотери дома. Собрав необходимые данные, специалисты нашей компании выбирают наиболее оптимальное в техническом плане решение. На данном этапе по просьбе собственника жилья может быть составлен черновой проект и смета.

Если клиента устраивает стоимость проекта и сроки его реализации, то сотрудники ООО «Нова Грос» приступают к работе. Специалисты монтируют систему геотермального отопления, систему горячего водоснабжения. Проводятся испытания системы, оценивается ее работа при пробном эксплуатационном запуске.

На последнем этапе оформляется гарантия и владельцу дома передается в распоряжение эффективная, самоокупаемая и полностью работоспособная геотермальная установка.

Источник: https://geoteplo.by/o_tehnologii/geotermalnye-teplovye-nasosy-dlya-individualnykh-domov/

Тепловой насос для отопления дома: устройство и принцип работы разных систем

Тепловой генератор отопление дома

Среди вариантов альтернативного отопления можно отметить растущую популярность тепловых насосов. Высокая стоимость оборудования и монтажа такой конструкции не позволяет некоторым владельцам частных домов минимизировать затраты на отопление. Им обязательно стоит рассмотреть возможность сделать тепловой насос своими руками.

Устройство и принцип работы

Некоторым количеством тепловой энергии обладает практически любая среда, которая нас окружает, если только ее температура превышает 1°C. Почему бы не использовать часть этой энергии для обогрева собственного дома? Делается это с помощью теплового насоса.

Основан принцип работы теплового насоса на передаче тепла от источника с низким потенциалом тепловой энергии к теплоносителю, который имеет более высокую температуру. На практике выглядит это таким образом:

  1. Теплоноситель поступает в трубопровод, расположенный, например, в грунте, и нагревается на несколько градусов.
  2. Затем теплоноситель попадает в теплообменник (или испаритель) и передаёт собранную тепловую энергию на внутренний контур.
  3. Хладагент (вещество с низкой температурой кипения, находящееся под низким давлением), который находится во внешнем контуре, нагревается в испарителе и превращается в газ.
  4. Затем газообразный хладагент попадает в компрессор, где сжимается под воздействием высокого давления. При этом температура хладагента становится ещё выше.
  5. Горячий газ поступает в конденсатор, где передаёт тепловую энергию теплоносителю внутренней системы отопления дома.
  6. После этого хладагент, потерявший тепло, возвращается в систему в жидком состоянии.

Работа холодильных установок основана на таком же принципе, поэтому некоторые виды тепловых насосов в летнее время можно вполне успешно использовать в качестве кондиционеров, т. е. для охлаждения помещения.

Тепловой насос позволяет обогревать дом, используя низкопотенциальную тепловую энергию окружающей среды

Виды агрегатов

Наглядное представление о вариантах устройства тепловых насосов представляет их классификация по виду теплоносителя на внешнем и внутреннем контурах конструкции. Получать энергию устройство может из:

  • грунта;
  • воды (водоём или источник);
  • воздуха.

Внутри дома полученная тепловая энергия может использоваться в системе отопления, а также для подогрева воды или для кондиционирования воздуха. Поэтому различают несколько видов тепловых насосов в зависимости от сочетания этих элементов и функций.

Система «грунт-вода»

Получение тепла из грунта считается одним из самых эффективных для этого типа альтернативного отопления, поскольку уже примерно в пяти метрах от поверхности температура грунта остаётся достаточно постоянной, мало подвержена изменениям погодных условий.

В геотермальном тепловом насосе используют специальные теплопроводящие зонды

В качестве теплоносителя на внешнем контуре используется специальная жидкость, которую принято называть рассолом. Это экологически безопасный состав.

Наружный контур теплового насоса типа «грунт-вода» выполняют из пластиковых труб. Разместить их в грунте можно горизонтально или вертикально. В первом случае могут понадобиться работы на значительной площади, от 25 до 50 кв. м на каждый киловатт мощности насоса. Площади, отведённые под устройство горизонтального коллектора, нельзя использовать для сельскохозяйственных нужд. Здесь допустима только разбивка газона или высадка однолетних цветущих растений.

Для сооружения вертикального коллектора понадобится ряд скважин глубиной 50-150 метров. Поскольку температура грунта на такой глубине выше и устойчивее, такой геотермальный тепловой насос считается более эффективным. Для передачи тепла в этом случае используются специальные глубинные зонды.

Насос «вода-вода»

Не менее эффективным выбором может стать тепловой насос вода вода, поскольку на большой глубине температура воды остается достаточно высокой и постоянной. В качестве источника низкопотенциальной тепловой энергии могут использоваться:

  • открытые водоёмы (озёра, реки);
  • грунтовые воды (скважины, колодцы);
  • сточные воды промышленных технологических циклов (обратное водоснабжение).

Принципиальных отличий в конструкции теплонасосов «грунт-вода» или «вода-вода» не имеется. Наименьших затрат потребует сооружение теплонасоса, использующего энергию открытого водоёма: трубы с теплоносителем нужно снабдить грузом и погрузить в воду. При использовании потенциала грунтовых вод понадобится более сложная конструкция. Может потребоваться сооружение дополнительного колодца для сброса воды, которая проходит через теплообменник.

Использование теплового насоса вода-вода в открытом водоеме может быть очень выгодным

Универсальный вариант «воздух-вода»

По эффективности тепловой насос воздух вода уступает другим моделям, поскольку в холодное время года мощность его ощутимо снижается. Однако для его монтажа не требуется сложных работ по выемке грунта или по сооружению глубоких скважин. Нужно только выбрать и установить подходящее оборудование, например, прямо на крыше дома.

Тепловой насос воздух-вода можно установить без масштабных монтажных работ

Несомненным преимуществом этой конструкции является способность повторно использовать тепло, которое покидает обогреваемые теплонасосом помещения с отработанным воздухом или водой, а также в виде дыма, газа и т. п. Чтобы компенсировать недостаток мощности воздушного теплонасоса в зимний период, следует предусмотреть варианты альтернативного отопления.

Наименее затратным вариантом может стать тепловой насос воздух-воздух, для сооружения которого не нужны сложные работы по созданию традиционной системы водяного отопления в помещениях.

Более подробно об этом типе теплового насоса читайте в нашей статье: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/alt_otoplenie/teplovoj-nasos-vozdux-vozdux.html.

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.

В Норвегии и Швеции 95% всех домов отапливаются тепловыми насосами.

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.

Как сделать тепловой насос своими руками

Использовать тепловые насосы для отопления дома выгодно и удобно. Имеющийся опыт показывает, что в частных домах жилой площадью более 400 кв. м такая конструкция окупится в течение нескольких лет эксплуатации, несмотря на высокую стоимость. Владельцы домов с более скромными размерами успешно разрабатывают и устанавливают теплонасосы собственной конструкции. Вот некоторые принципы создания этих полезных устройств:

  • для начала нужно позаботиться о приобретении компрессора, например, предназначенного для кондиционера. Обычно его закрепляют на стене.
  • другую важную часть конструкции — конденсатор — можно сделать самостоятельно. Для этого понадобится сделать змеевик из медной трубы (толщина не менее 1 мм), который помещают в корпус из металла или пластика. В качестве корпуса подойдёт бак подходящего размера. После того как змеевик установлен, половинки бака сваривают, монтируя необходимые резьбовые соединения. Испаритель тоже обычно монтируют на стене. Чтобы сделать качественный змеевик, можно намотать медную сантехническую трубу вокруг предмета подходящего диаметра, вполне подойдет газовый баллон. Чтобы расстояние между витками было одинаковым, используют перфорированный алюминиевый уголок, на котором закрепляют витки змеевика.
  • окончательный монтаж этого оборудования: пайку медной трубы, закачку фреона и т. п. — должен выполнять только квалифицированный специалист. Неумелые действия могут повредить оборудование, кроме того, они связаны с высокой вероятностью получения бытовых травм.
  • после этого конструкцию подключают к внутренней системе отопления дома.
  • затем производится монтаж и подключение наружного контура, особенности этого процесса зависят от вида теплового насоса.
Читайте также  Генератор для электростанции без двигателя

Перед пуском теплонасоса не помешает диагностировать состояние домовой электропроводки и счетчика. Ветхое и устаревшее оборудование необходимо заменить. Приемлемая мощность электросчётчика составляет не менее 40 ампер.

К сожалению, не всякий тепловой насос для отопления дома оправдывает ожидания владельцев. Чаще всего это связано с отсутствием правильных термодинамических расчётов. В результате получается система с недостаточной мощностью или неоправданно растут затраты на чрезмерно мощное оборудование. Чтобы подобрать систему с подходящей мощностью, следует учесть теплопотери здания, а также множество других характеристик. Поручать такие расчёты следует инженеру-проектировщику.

Рентабельность и целесообразность использования тепловых насосов

Чтобы достигнуть существенной экономии на отопительном бюджете на долгие годы, необходимо затратить значительные средства на этапе проектирования и установки. Окупаемость такой отопительной системы отложена во времени, она зависит от условий эксплуатации.

Энергия, взятая из окружающей среды, не требует оплаты и не заканчивается.

Если в доме пол и стены утеплены правильно, то тепловой насос будет работать максимально эффективно. Потери тепла не должны превышать 100 Вт на 1 кв. метр.

Ниже представлено сравнение затрат на отопление при использовании различных энергоносителей.

Чтобы экономить на отоплении, придётся потратить немалую сумму на установку теплового насоса

Очень выгодно включать насос в систему теплых полов или стен, где рабочая температура составляет примерно 40 градусов. Показателем экономии можно считать отсутствие перегрева отопительного контура и замерзания теплоносителя при отключении насоса, что позволяет повысить надежность системы и снизить риск аварии и частоту профилактических и ремонтных работ.

Стоимость установки такой системы, зависит от нескольких факторов:

  • площадь отапливаемых помещений дома;
  • разновидность конструкции насоса;
  • системы отопления и трубы, проложенные в доме;
  • показатели потерь тепла.

Для небольшого дома площадью 130 кв. м при установке насоса с грунтовым забором тепла, стоимость оборудования составит 450 000 р., а монтаж потянет на 300 000 р.

Насос «воздух-вода» будет стоить 300 00 р., установка составит 80 000 р., это самый недорогой вариант.

Стоимость установок начинается от 450 тыс. руб.

Максимальные затраты потребуются при глубоком бурении с низкой точкой промерзания и при большой площади дома, например, 400 кв. м. Оборудование обойдется в 800 000 р., а установка – в 360 000 р. Затраты включают в себя все проектные и земляные, наземные работы и все элементы насоса и отопительной системы.

Материал актуализирован 29.03.2018

Источник: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/alt_otoplenie/teplovye-nasosy-dlya-otopleniya-doma.html

Что такое тепловые насосы и для чего они применяются

Тепловой генератор отопление дома

Тепловой насос это один из способов обогрева жилых домов. Он является альтернативой (или дополнением) традиционному газовому отоплению. Кроме функции обогрева он также работает и на пассивное охлаждение здания, тем самым совмещая в себе две функции: обогрев зимой и охлаждение летом.

Но что именно представляет собой отопление тепловым насосом, какие насосы бывают и за счет чего работают — об этом пойдет речь в статье.

Топливо для теплового насоса

«Топливом» для теплового насоса является энергия окружающей среды.

Он извлекает тепло из земли, воздуха, грунтовых вод и преобразовывает его в тепловую энергию, предназначенную для обогрева здания. За счет этого тепловой насос по праву относится к возобновляемым источником энергии.

Как работает насос

Как работает обычный масляный электронагреватель? Он подключается к сети, потребляет 1кВт электроэнергии и выдает 1кВт тепла. Такой регулярный обогрев приводит к быстрому разорению.

Образно тепловой насос является тем же самым электронагревателем, но с более высоким КПД. Он расходует 1кВт электроэнергии и превращает его в 3-5кВт тепла. Это уникальность насоса: вы получаете 2-4кВт тепловой энергии бесплатно за счет природной энергии.

Соотношение затраченной и полученной энергии называется коэффициентом преобразования – СОР. Для разных типов тепловых насосов СОР отличается и зависит от:

  • Температуры источника тепла – среды, из которой черпается энергия. Чем выше и стабильнее температура в течение года, тем выше КПД насоса
  • Температуры теплоносителя в системе отопления. Тепловые насосы рассчитаны под низкотемпературную систему отопления – радиаторы большой площади, теплые полы, фанкойлы, которые работают при температуре подачи 35-50˚С. Если рабочая температура в системе отопления выше указанной, то КПД теплового насоса снижается.

О том, как и за счет чего происходит преобразования тепла, подробно рассматривается в статье принцип работы теплового насоса.

Какие бывают тепловые насосы

Этой теме посвящена отдельная статья — виды тепловых насосов. Здесь же мы вкратце рассмотрим их отличия. Главное отличие насосов между собой — способ и источник получения тепла. Тепловые насосы для дома бывают:

  • Воздушные — извлекают тепло из окружающего воздуха;
  • Геотермальные — извлекает тепло из грунта;
  • Другие. Например, получающие тепло из грунтовых вод.

Преимущества тепловых насосов

  1. Минимальное загрязнение атмосферы. Также как и солнечные коллектора, тепловыенасосы используют возобновляемую природную энергию и тем самым не загрязняют атмосферу вредными выбросами.
  2. Альтернатива газу. Отопление дома тепловым насосом возможно в тех местах, где отсутствует газ. Или стоимость подключения очень высокая. Кроме того, для установки теплового насоса не требуется разрешение (кроме разрешения на бурение скважины).

  3. Дополнительный источник тепла. Применяя тепловой насос для отопления дома в паре с другим (основным) источником тепла, вы снижаете свою зависимость от газа и получаете дополнительный источник тепла для длительных и сильных холодов.
  4. Экономия газа. При правильном расчете, эксплуатации и управлении энергопотреблением здания, тепловой насос обеспечит экономию газа.

    А если у вас подключен двухтарифный счетчик, то вы сможете уменьшить затраты на отопление тепловым насосом еще на 30-50%.

Недостатки

  1. Высокая стоимость. Главный недостаток всех тепловых насосов. Они стоят намного дороже газового котла, а срок окупаемости может быть очень долгим (более 10 лет). Поэтому ставить насосы исключительно ради экономии не всегда целесообразно
  2. Другие недостатки. Это недостатки, связанные в первую очередь с особенностями эксплуатации и монтажа насосов каждого вида насосов

Режимы работы теплового насоса

  • Моновалентный режим – тепловой насос является единственным источником тепла. Его отопительной мощности хватает для полного обеспечения здания теплом. Этот режим наиболее целесообразен для грунтовых тепловых насосов.

  • Моноэнергетический режим – тепловой насос также является основным источником тепла, а в пиковые нагрузки теплоноситель подогревается за счет установленного внутри электрического нагревателя.

    В результате КПД насоса снижается, так как увеличивается потребление электроэнергии для работы электронагревателя

  • Бивалентный режим – насос работает в паре с другим источником тепла, чаще всего с газовым котлом. Такой режим наиболее предпочтителен (с экономической и практической точки зрения).

Что следует учитывать при покупке

Основная задача продавца продать тепловой насос. Поэтому вот что важно помнить при выборе насоса:

  • Не верьте в постоянный КПД воздушного теплового насоса. При низких температурах (0˚С и ниже) эффективность насоса падает. СОР = 1:1. Да, он выдает нужную температуру, но потребляет очень много электроэнергии.
  • Тепловой насос не экономичнее газа (если рассматривать его как альтернативу газовому котлу). При высоких тарифах на электроэнергию отопление тепловым насосом обойдется дороже. А срок окупаемости может быть более 10 лет.
  • Ваша система отопления должна быть рассчитана под низкотемпературное отопление. Если у вас стоят чугунные радиаторы, то тепловой насос будет с низкой эффективностью.

Выводы

Тепловой насос это один из альтернативных способов отопления частного дома. Он извлекает тепло из окружающей среды и посредством электроэнергии преобразовывает его в тепловую энергию.

В каких случаях имеет смысл отапливаться тепловым насосом:

  • Если к месту строительства не подведен газ или стоимость подключения очень высока, то имеет смысл использовать тепловой насос.
  • Как дополнение к основному источнику тепла.Для большей энергонезависимости, экономии газа и страховки на случай длительных и сильных холодов. В этом случае лучше всего использовать воздушный тепловой насос, так как он имеет наименьшие начальные затраты.

В остальных случаях использование теплового насоса неоправданно. Применять насос ради экономии газа не всегда целесообразно. Существует масса других простых и недорогих способов сократить затраты на газ, а также и другие альтернативные источники энергии — например, камины с водяной рубашкой.

Если в вашем регионе преобладают в основном низкие температуры (ниже нуля), то воздушный тепловой насос будет работать с низким КПД – 1:1. А это будет дороже, чем газовое отопление.

Кроме того, каждый тепловой насос имеет свои особенности монтажа и эксплуатации, которые важно учитывать при выборе насоса.

Рекомендуем к прочтению

Что такое тепловые насосы и для чего они применяются

(9 , оценка: 3,44 из 5)

Источник: http://term.od.ua/blog/otoplenie-teplovim-nasosom/