Как выбрать тепловой насос для отопления дома: цены, виды, основы монтажа
Время чтения: 5 минут Нет времени?
Отправим материал вам на e-mail
Извлечение тепла из грунта и водных источников – не такое уж новшество. Западный мир давно использует геотермальную энергию для отопления жилья. Все актуальнее эта тема становится по мере того, как у коммунальщиков растут цены. Тепловой насос для отопления дома даёт возможность экологично, безопасно и бесплатно согреть батареи.
Тепловой насос обогревает дом природным теплом
Тепловой насос для отопления дома: принцип работы, достоинства и недостатки
Образец подобного тепловому насосу устройства есть в каждом доме – это холодильник. Он вырабатывает не только холод, но и тепло – это заметно по температуре задней стенки агрегата. Подобный принцип заложен и в тепловом насосе – он набирает термальную энергию из воды, земли и воздуха.
Принцип работы и устройство
Составляющие отопительной системы
Система работы устройства следующая:
- вода из скважины или водоёма проходит через испаритель, где её температура падает на пять градусов;
- после охлаждения жидкость попадает в компрессор;
- компрессор сжимает воду, увеличивая её температуру;
- нагретая жидкость перемещается в теплообменную камеру, где отдаёт своё тепло системе отопления;
- остывшая вода возвращается к началу цикла.
Система отопления с тепловым насосом
Системы отопления на основе теплонасосных установок имеют три составные части:
- Зонд – змеевик, расположенный в воде или земле. Он собирает тепло и передаёт его в устройство.
- Тепловой насос – прибор, извлекающий термальную энергию.
- Сама система отопления, включающая теплообменную камеру.
Плюсы и минусы устройства
Сначала о положительных сторонах подобного отопления:
- Сравнительно небольшие энергозатраты. На отопление расходуется только электроэнергия, причём её потребуется гораздо меньше, чем, например, на отопление с помощью электроприборов. В тепловых насосах есть коэффициент преобразования, указывающий выход тепловой энергии по отношению к затраченной электрической. Например, если значение «ϕ» равно 5, значит на 1 киловатт в час расхода электричества придётся 5 киловатт тепловой энергии.
Тепловой насос не требует никакого специального ухода или расходных материалов
- Универсальность. Эта отопительная система может устанавливаться в любой местности. Особенно это актуально для удалённых районов, где отсутствуют газовые магистрали. При невозможности подключения электроэнергии насос может работать на дизельном или бензиновом двигателе.
- Полная автоматизация. В систему не нужно добавлять воду или следить за её работой.
- Экологичность и безопасность. Теплонасосная установка не производит никаких отходов и газов. Устройство не может случайно перегреться.
- Такой агрегат может не только отапливать дом зимой при температуре воздуха до минус пятнадцати градусов, но и охлаждать его летом. Такие функции есть в реверсивных моделях.
Принцип реверсивности в работе теплового насоса
- Длительный период эксплуатации – до полувека. Примерно раз в двадцать лет может потребоваться замена компрессора.
Есть у этой системы и свои недостатки, о которых нельзя не упомянуть:
- Цены. Тепловой насос для отопления дома – не дешёвое удовольствие. Окупится эта система не раньше, чем через пять лет.
- В местности, где зимняя температура опускается ниже пятнадцати градусов мороза, для функционирования устройства потребуются дополнительные источники тепла (электрические или газовые).
- Система, забирающая тепловую энергию из земли, нарушает экосистему участка. Урон не значительный, но следует это учитывать.
Устройство забирает тепло из грунта, понижая его температуру, это может неблагоприятно сказаться на корневой системе деревьев и кустарников
Какой насос выбрать
Установки различаются по источнику тепловой энергии и способу её передачи. Существует пять основных видов:
- Вода-воздух.
- Грунт-вода.
- Воздух-воздух.
- Вода-вода.
- Воздух-вода.
Исследование участка
Перед монтажом отопительной системы важно исследовать особенности участка. Это исследование поможет определиться, какой источник термальной энергии станет оптимальным вариантом. Проще всего, если рядом с домом есть водоём. Этот факт освободит от необходимости проводить земляные работы. Ещё одно практичное решение – использовать участок, на котором постоянно дует ветер. Если нет ни того, ни другого, придётся остановиться на земляных работах.
Сравнение КПД разных систем отопления
Система отопления может иметь два варианта монтажа:
- с применением зондов;
- с установкой подземного коллектора.
Насос грунт-вода и варианты установки
Геотермальные зонды обычно устанавливают на небольшом участке, площадь которого не позволяет проложить большой трубопровод. Для установки этой системы потребуется оборудование для бурения, так как глубина скважин должна быть не менее ста метров, диаметр – двадцать сантиметров. В такие скважины опускаются зонды. Количество скважин влияет на производительность отопительной системы.
Если площадь участка достаточно большая, можно обойтись без бурения и установить горизонтальную систему. Для этой цели змеевик закапывают на полутораметровую глубину. Этот вариант системы считается самым стабильным и безотказным.
Насос вода-вода: простая установка
Тепловой насос для отопления дома вода-вода подходит для участков с водоёмами. Для трубопровода можно использовать обычные полиэтиленовые трубы. Собранный коллектор перемещают к пруду и там опускают на дно. Это один из самых дешёвых вариантов монтажа, который возможно выполнить самостоятельно.
Установка змеевика на водоеме
Тепловой насос воздух-воздух: цена монтажа
На участке, где постоянно присутствуют ветра, подойдёт система, использующая тепловую энергию воздуха. Монтаж в этом случае тоже не потребует особых затрат, его можно выполнить своими руками. Потребуется лишь установить насос не далее, чем за двадцать метров от дома в самом продуваемом месте.
Принцип работы установки воздух-воздух
Тепловой насос для отопления дома: цены и производители
Теплонасосные установки на российском рынке представлены продукцией фирм: Vaillant (Германия), Nibe (Швеция), Danfoss (Дания), Mitsubishi Electric (Япония), Mammoth (США), Viessmann (Германия). Не уступают им в качестве и российские производители SunDue и Henk.
Агрегат Nibe легко впишется в интерьер дома
Для отопления дома площадью сто квадратных метров потребуется десятикиловаттная установка.
Таблица 1. Средняя стоимость разных типов насосов мощностью 10 киловатт
| Изображение | Тип насоса | Стоимость оборудования, руб | Стоимость монтажных работ, руб |
|---|---|---|---|
 |
Грунт-вода Импортные производители |
От 500 000 | От 80 000 |
| Грунт-вода отечественные производители | От 360 000 | От 70 000 | |
 |
Воздух-вода Импортные производители |
От 270 000 | От 50 000 |
| Воздух-вода Отечественные производители |
От 210 000 | От 40 000 | |
 |
Вода-вода импортные производители | От 230 000 | От 50 000 |
| Вода-вода отечественные производители | От 220 000 | От 40 000 |
Цена под ключ теплового насоса в среднем составляет около 300 – 350 тысяч рублей. Самым бюджетным вариантом считается система «воздух-вода», так как она не требует осуществления дорогостоящих земляных работ.
Самостоятельный монтаж
Учитывая цены тепловых насосов для отопления дома, этот вид отопительных систем нельзя назвать самым дешёвым. Можно сократить расходы при помощи самостоятельного монтажа насоса, но стоит помнить, что неправильная установка чревата потерей КПД устройства.
С чем придётся столкнуться в ходе самостоятельного монтажа:
- вся система должна быть включена в единый комплекс, включающий в себя скважины, насос, гидравлическую обвязку, автоматическое управление, отопительную систему;
Система отопления с теплонасосной установкой включает в себя целый комплекс агрегатов
- работа по проектированию системы должна учитывать технические характеристики теплового насоса;
- глубина термальных скважин должна подходить к мощности устройства, потребуется проведение тампонажа;
- геотермальные зонды, работающие в суровых эксплуатационных условиях, желательно дублировать в каждой скважине;
- батареи, конвекторы, тёплый пол в доме должны быть связаны с работой теплонасосной установкиа для эффективного отопления.
Есть ли смысл рисковать самостоятельной установкой при приобретении такого дорогостоящего оборудования?
Таким образом, если принято решение купить тепловой насос для отопления дома, цена профессионального монтажа должна быть включена в смету.
Из опыта эксплуатации
- Подземные коллекторы могут нанести вред садовым растениям, это следует учитывать при установке системы.
- Агрегат не обязательно устанавливать в подвальном помещении, он может быть расположен в ванной комнате или кухне. При установке стоит учитывать, что устройство не бесшумное.
- Один раз в неделе нужно прогревать коллектор до шестидесяти градусов, чтобы предотвратить размножение в системе бактерий.
Итоги
Тепловой насос – довольно дорогостоящее устройство, которое окупится минимум через пять – семь лет. Но если учитывать долговечность работы системы, около полувека, то это выгодное приобретение. такое устройство позволит отапливать дом даже при отсутствии газовых и электрических сетей. Эта система отопления пожаробезопасна и эффективна, работает в автоматическом режиме и не требует специального обслуживания. Но чтобы добиться таких результатов, нужно доверить монтаж оборудования профессионалам.
Видео: тепловой насос из кондиционера своими руками
Экономьте время: отборные статьи каждую неделю по почте
Тепловые насосы воздух – воздух и воздух – вода
- 2.5кВт.
- 59кВт.
По этим критериям поиска ничего не найдено
По этим критериям поиска ничего не найдено
-
- Бесшумный до 20 дБа
- Очень тихий 21-23 дБа
- Тихий 24-27 дБа
- Комфортный 28-34 дБа
- Стандартный от 35 дБа
По этим критериям поиска ничего не найдено
-
- Cтандарт
- Улучшенные
- Супер
По этим критериям поиска ничего не найдено
-
- Без инвертора
- Инверторный
По этим критериям поиска ничего не найдено
-
- AUX
- Cooper&Hunter
- Zanussi
- Ballu
- Gree
- Electrolux
- Haier
- MDV
- Mitsubishi Electric
По этим критериям поиска ничего не найдено
-
- Китай
- США
- Тайланд
По этим критериям поиска ничего не найдено
-
- Нет
- Есть, доп. опция
- Есть, встроено
По этим критериям поиска ничего не найдено
По этим критериям поиска ничего не найдено
По этим критериям поиска ничего не найдено
По этим критериям поиска ничего не найдено
-
- Белый
- Золото/Беж.
- Розовый
- Серебро/Сер.
- Черный
По этим критериям поиска ничего не найдено
- 15дБА
- 73дБА
Тепловой насос воздух-вода для отопления дома
Для отопления жилого дома площадью 100-120 кв.м вам понадобится тепловой насос подогревающий воду к примеру Cooper&Hunter CH-HP12SINKM, отличается высокой надежностью (завод Gree, компресоры Daikin) и доступной ценой. Если вы хотите уложится в бюджет, то альтернатива из теплового насоса воздух – воздух, к примеру можно купить два тепловых насоса Cooper&Hunter CH-S12FTXAM2S Supreme .
Интернет-магазин «Климавент» предлагает вашему вниманию большой выбор тепловых насосов для отопления дома воздух воздух и воздух-вода. Воздушные тепловые насосы – это современное высокотехнологичное климатическое оборудование, работающее по тому же принципу, что и инверторные кондиционеры типа «сплит-система» или геотермальные насосы. Основная особенность заключается в том, что эти устройства предназначены для использования в качестве отопительных приборов.
Наш ассортимент
В нашем каталоге представлена продукция ведущих мировых брендов, таких как Cooper&Hunter и Electrolux, обладающие множеством достоинств:
- Высокое качество исполнения и сборки;
- Элегантный дизайн, привлекательный внешний вид;
- Простота применения;
- Оптимальное соотношение цены, мощности и производительности;
- Низкое потребление электрической энергии;
- Надежность, практичность, долгие сроки службы;
- Быстрый обогрев помещения;
- Превосходные эксплуатационные характеристики;
- Отличная функциональность.
Если вы хотите недорого купить тепловой насос воздух воздух / вода для дома в Москве и Подмосковье то лучшим решением будет обратиться к нам. Мы всегда готовы помочь вам с подбором модели, которая будет стоить достаточно дешево и выполнять свои функции на все 100%. Оформить заказ вы можете из каталога на сайте или по телефону. Доставку мы производим по Москве, Московской области и всей России, также предоставляем услуги монтажа.
Как выбрать тепловой насос для дома и избежать типичных ошибок при установке
Тепловые насосы работают наподобие кондиционеров. Иногда их энергетическая эффективность практически одинакова. При этом она превышает этот показатель у нагревательных приборов традиционной конструкции, например, электрических обогревателей. В статье рассказываем, как выбрать тепловой насос для загородного дома.
Все о тепловых насосах для загородного дома
Как устроен тепловой насос
Тепловой насос переносит тепло одной среды в другую с помощью трёх взаимосвязанных тепловых контуров. В качестве первой среды используют атмосферный воздух, вода или грунт. В качестве второй — или теплоноситель, нагревающий радиаторы, или водяной тёплый пол, или воздух внутри помещения.
Типы тепловых насосов
- воздух — воздух (этот тип и используется в бытовых кондиционерах);
- вода — воздух;
- земля — воздух;
- воздух — вода;
- вода — вода;
- земля — вода.
Наибольшее распространение получили модели, в которых первой средой выступает воздух или земля, так как пригодные для использования водоёмы есть не везде. Второй средой является вода, из-за популярности водяного отопления.
По среде, выступающей в роли источника тепла, проложен контур из труб, по нему циркулирует теплоноситель. В процессе прохождения по нему теплоноситель приобретает такую же температуру, как и среда. Затем он поступает на теплообменник испарителя, где нагревает до кипения жидкий фреон, находящийся во вторичной системе. Газообразный фреон переходит в компрессор, где при сжатии происходит его сильный нагрев до 55–75 °С. Далее фреон попадает в конденсатор, где нагретый газ отдаёт тепло среде номер два, воздуху или жидкости-теплоносителю из системы отопления.
Эффективность теплового насоса
Коэффициент эффективности — отношение мощности обогрева к потребляемой мощности, грубо говоря — сколько киловатт тепловой мощности мы получим на каждый потребляемый киловатт электроэнергии. Для электрического обогревателя этот коэффициент примерно равен единице. А вот у кондиционеров и тепловых насосов он может быть 3,0-5,0 и выше.
Помимо теплового насоса вам потребуется теплообменный контур, который может быть дороже самого устройства, если он прокладывается в земле. Воздушный контур будет стоить гораздо дешевле, но его применение в быту ограничивается, во-первых, из-за заметного шума, который производит вентилятор. А во-вторых, низкая температура воздуха в сильный мороз резко снижает эффективность теплообмена. В сильный мороз потребуется устройство бивалентной системы отопления, в которой используется два источника тепла. Бивалентная система расширяет рабочий диапазон уличных температур. Скажем, прибор работает до –20 °С, а при дальнейшем понижении включается дополнительный источник.
С земляным контуром таких проблем не возникает. Температура грунта ниже уровня промерзания не опускается ниже 0 °С. На глубине от 3-4 до 40-50 м она примерно равна среднегодовой температуре воздуха для данной местности, а при глубине ниже начинает постепенно повышаться. И работает грунтовой теплообменник практически бесшумно.
Практика показывает, что грунтовой отопительный комплекс окупается примерно за 20 лет. И это при современных ценах на электричество. В будущем, скорее всего, электричество будет расти в цене, а срок окупаемости, соответственно, сокращаться. Срок службы теплового насоса, заявленный производителями, обычно превышает 20 лет, а срок службы и вовсе доходит до 70–100 лет. Так что его использование, действительно, может быть экономически оправданно.
Оборудование для теплового насоса
Выбор отопительного оборудования обычно начинается с определения его требуемой мощности. Производится тепловой расчёт помещения, подсчёт теплопотерь, учитывается нужное количество горячей воды для ГВС. Этот расчёт поручать лучше специалисту, чтобы избежать ошибок. Примерный порядок цифр выдают программы-калькуляторы на сайтах компаний-производителей.
Далее можно выбирать тип устройства с учётом участка. Если в вашем распоряжении имеется достаточно большой водоём (несколько сотен кубических метров), то, возможно, он подойдёт для размещения системы. Последний напоминает змеевик из гибких полимерных труб, его аккуратно укладывают на дно и закрепляют там грузом.
Воздушные теплообменники вполне годятся для ветреных южных регионов нашей страны или для бивалентных систем. Их можно размещать на удалении до 30 м от внутреннего блока. На деле их стремятся расположить как можно ближе к дому, так как длинные соединительные линии увеличивают потери и снижают полезную мощность. В идеале это глухая стена дома, подальше от окон спален.
Важный параметр — минимальная температура наружного воздуха в режиме нагрева. У специально адаптированных к морозам моделей она может составлять –25 °С.
Грунтовой коллектор может быть устроен несколькими способами. Например, в виде горизонтальной прокладки длинного (несколько сотен метров) трубопровода на плоскости с заглублением выше уровня промерзания (обычно 1,5–2,0 м). Трубопровод может быть уложен по периметру участка или змейкой, как трубопровод тёплого пола, но с гораздо большим шагом. Общая занимаемая площадь участка земли составляет несколько соток, причём возможности дополнительного использования этой земли существенно ограниченны. На ней не получится разводить огород или сажать деревья. Поэтому многие домовладельцы считают горизонтальную прокладку коллектора нерациональной и предпочитают вертикальную, в виде нескольких скважин, разнесённых друг от друга на 5–10 м. Или в виде одного «куста» скважин (скважины бурятся из одной точки на поверхности, но не вертикально, а под углом обычно не менее 30° по азимуту). Такой «вертикальный» подход позволяет сэкономить на площади, но удорожает строительство на 30-50 %.
В силу технических особенностей тепловой насос лучше применять для загородного дома, в котором вы живете долго. Максимальной эффективности они достигают в сочетании с системами «тёплый пол», которые при этом инерционны. Экономический эффект будет прямо пропорционален интенсивности использования. В отечественных условиях (Европейская часть России) наибольшее распространение получили варианты «рассол (земля) — вода» с вертикальными зондами. Они обеспечивают возможность полного покрытия нагрузок по отоплению и ГВС практически независимо от климатических условий.
Тепловой насос для отопления дома, принцип работы и виды
Тепловой насос — это альтернативный источник создания тепла для обогрева дома. Данное устройство преобразует низкопотенциальную тепловую энергию источника (земли, воды, воздуха) в высокотемпературное тепло. Тепловые насосы, преобразующие энергию земли являются наиболее распространенными.
Теорию теплового насоса разработал в 1852 году лорд Кельвин. В 1866 на основе данных изысканий Иоахимстале Петер фон Риттингер создал устройство, и использовал его для повышения эффективности выпаривания соли. В современной форме тепловой насос создал американец Роберт Уэббер в середине ХХ века. Он начал использовать тепловую энергию земли для отопления дома. Для этого под грунтом укладывались медные трубы, где циркулировал забирающий при испарении земное тепло фреон. Тепло это газ отдавал в доме, и, конденсируясь, опять шел на циркуляцию в землю.
В данном обзоре рассмотрены основные виды систем с использованием теплового насоса и принцип их работы.
Принцип действия теплового насоса
Принцип действия тепловых насосов схож с работой холодильных машин, где производиться получение холода путем отбора теплоты из какого-либо объема испарителем, а конденсатор осуществляет сброс теплоты в окружающую среду. В тепловом насосе же процессы происходят в обратном порядке — в этом и заключается основное различие.
Устройство теплового насоса:
Тепловой насос состоит из двух теплообменников — испарителя и конденсатора. В испарителе с помощью испаряющегося хладагента поддерживается температура ниже температуры того тела (грунт, вода или атмосферный воздух), от которого требуется отобрать тепло. В конденсаторе поддерживается температура выше температуры другого тела (система отопления дома), которому тепло передается. Разные уровни температур в первом и втором теплообменниках обеспечиваются с помощью циркулирующего между ними хладагента, способного изменяться от жидкого к газообразному состоянию и обратно при различных температурах. Тепловым насосам для работы требуется электроэнергия. Ориентировочно, затратив 1 кВт электроэнергии на работу компрессора и насосов, можно получить 3 — 5 кВт тепловой энергии. В летний период, при наличии реверсивного режима работы, тепловой насос может охлаждать воздух в помещении.
Эффективность тепловых насосов зависит от способа обогревания и качества утепления дома. Наиболее рациональным является применение низкотемпературных систем отопления (один из примеров — система теплый пол). Связано это с низкотемпературным режимом нагревания воды тепловым насосом. И, если бы в данном случае использовались традиционные радиаторы, то они должны быть увеличенных размеров.
Преимущества тепловых насосов
У тепловых насосов есть ряд существенных преимуществ:
- В первую очередь стоит отметить долговечность таких систем. Тепловые насосы могут работать 20-25 лет, после чего компрессор насоса может быть заменен и система продолжит свою работу.
- Кроме того, системы тепловых насосов безопасны, поскольку отсутствуют топливо, открытый огонь и опасные газы.
- Следующий положительный фак — экологическая чистота системы, которая в процессе функционирования не образует вредные окислы, а применяемые в них фреоны не содержат хлороуглеродов.
Основным недостатком системы является высокая стоимость. В связи с этим, выбирая тепловой насос, не стоит заказывать оборудование максимальной мощности. Это неоправданно дорого и не имеет смысла, так как фактическое количество холодных дней обычно не превышает двух-трех недель за год. Оптимальный тепловой насос должен иметь мощность, равную 60 — 80% от максимальной. А для покрытия пиковых нагрузок можно установить резервный котел с традиционным видом топлива либо использовать встроенные в тепловые насосы ТЭНы.
Виды тепловых насосов
Естественным источником энергии для теплового насоса может быть:
- Тепло земли (тепло грунта).
- Подземные воды (грунтовые, артезианские, термальные).
- Наружный воздух.
Искусственные источники низкопотенциального тепла:
- Удаляемый вентиляционный воздух.
- Канализационные стоки (сточные воды).
- Промышленные сбросы.
- Тепло технологических процессов.
- Бытовые тепловыделения
И в зависимости от источников энергии тепловые насосы подразделяются на следующие типы:
- Вода — вода.
- Вода — воздух.
- Грунт — вода.
- Грунт — воздух.
- Воздух — вода.
- Воздух — воздух.
Тепловые насосы типа «грунт – вода», «грунт – воздух»
На глубине ниже 10 м температура грунта практически постоянна в течение всего года. Насосы типа «грунт – вода» используют тепловую энергию земли и передают ее для обогрева дома через систему водяного отопления. В тепловых насосах, работающих по принципу «грунт – воздух», тепловая энергия также отбирается у грунта и через компрессор напрямую передается воздуху, который используется для отопления зданий.
Механизм теплообмена следующий:
- Энергия, отобранная от земли, аккумулируется носителем, в качестве которого чаще всего используется незамерзающая жидкость — антифриз («рассол»).
- Опускаясь вниз по теплообменнику, «рассол» отбирает у грунта тепло (примерно 3 — 4 °С) и передает его фреону, циркулирующему во внутреннем контуре теплового насоса.
- Фреон, проходя через каналы испарителя, закипает и испаряется.
- Образовавшийся при этом пар поступает в компрессор, сжимается там (при этом температура его повышается), после чего горячий и сжатый пар направляется в теплообменник конденсатора, где охлаждается, передавая тепло воде.
- Вода используется в системе отопления и горячего водоснабжения, а жидкий фреон стекает на дно конденсатора, откуда, за счет перепада давлений, через дроссель возвращается в испаритель.
- Данный порядок цикличен — повторяется снова и снова.
Теплообменник в тепловых насосах типа «грунт – вода» бывает двух видов:
- Горизонтальный коллектор.
- Вертикальный коллектор.
Горизонтальный коллектор
При данной реализации отбирается тепло, накопленное в верхних слоях почвы в результате солнечного излучения, и коллектор представляет собой несколько контуров пластиковых труб, уложенных под слоем грунта.
Для эффективной работы системы, исходя из особенностей грунта, его теплопроводности и геометрии участка, выбирается определенная схема укладки труб – петля, змейка, зигзаг, плоские и винтовые спирали разных форм. Также, эффективность теплообмена увеличивается на влажных грунтах и уменьшается на сухих песчаных участках.
Для отопления дома площадью 70 — 100 м² достаточно уложить приблизительно 200 — 320 м трубопровода несколькими петлями-контурами. Для этого нужен участок площадью примерно 150 — 200 м², то есть в 1,5 — 2 раза больше, чем отапливаемая площадь дома. Дальнейшее использование такого участка над коллектором возможно только в качестве лужайки или цветника.
Главное преимущество использования горизонтального коллектора в связке с тепловым насосом — простота монтажа и то, что при прочих равных условиях работы по монтажу оборудования обойдутся немного дешевле, чем бурение скважин.
Вертикальный коллектор
Грунтовые зонды вертикального коллектора представляют собой систему длинных труб, опускаемых в скважины глубиной 50-200 м.
Пространство в скважине вокруг зонда заполняется буровым раствором или цементно-бетонной смесью для защиты труб от повреждений и улучшения теплопередачи. Для дома площадью 70 — 100 м² понадобится 2 — 3 скважины глубиной около 50 м. Располагать скважины следует не ближе 2 м от стены дома, чтобы не повредить фундамент. Также скважины не должны находиться на одной линии течения подземных вод — иначе эффективность теплового насоса уменьшится.
Для вертикального коллектора не требуется большой участок, а на глубинах от 50 м температура грунта выше, потому эффективность теплообмена при использовании данной системы выше на 15 — 20%, чем у горизонтального коллектора.
Тепловые насосы типа «воздух – вода», «воздух – воздух»
Тепловой насос типа «воздух – воздух» и «воздух – вода» схожи по принципу работы с кондиционерами. Они стоят дешевле, но проигрывают другим видам насосов по универсальности, применяясь преимущественно для нагревания горячей воды.
Такие устройства имеют два варианта исполнения:
- Сплит система состоит из двух блоков, соединенных инженерными коммуникациями. В состав наружного входят мощный вентилятор и испаритель, а внутренний содержит конденсатор и автоматику. При этом компрессор может располагаться как во внутреннем блоке, так и в наружном, чтобы избежать шума в помещении.
- В моно системе все элементы собираются в одном корпусе и монтируются либо в доме, соединяясь с улицей гибким воздуховодом, либо снаружи.
Тепловые насосы типа «вода – вода»
При соседстве с домом реки или пруда можно использовать тепловой насос, работающий по схеме «вода – вода». Для этого из водоема отбирается мощным насосом вода, которая прокачивается через первичный теплообменник теплового насоса, отдавая свою тепловую энергию фреону, и сбрасывается обратно в водоем.
Тепловой насос типа вода — вода наиболее экономичный. Однако, из-за загрязненности используемой воды необходимо предпринимать дополнительные меры для ее предварительной очистки перед подачей в тепловой насос.
Пример схемы обвязки теплового насоса вода — вода:
- Теплообменник для пассивного охлаждения
- Расширительный бак внешнего контура теплового насоса
- Коллектор потолочного охлаждения
- Расширительный бак системы отопления
- Группа безопасности котла (теплового насоса)
- Расширительный бак для ГВС
- Резервный котел (высокотемпературный) с насосом и группой безопасности
- Узел подмеса системы отопления
- Термостатический клапан радиатора отопления
- Буфер (тепловой аккумулятор)
- Основной насос системы отопления
- Тепловой насос вода-вода со встроенными циркуляционными насосами
- Бойлер косвенного нагрева для ГВС
- Насос рециркуляции ГВС
- Коллектор водоснабжения
- Коллектор теплых полов
- Коллектор радиаторов
Подведем итог. Первоначальные затраты на систему отопления с тепловым насосом и ее обустройство достаточно высоки. Но, с учетом низких расходов на отопление, со временем можно покрыть первоначальные вложения и продолжить использование альтернативных источников для обогрева дома.
Тепловой насос для отопления дома как выбрать?
Назначение бытового теплового насоса
Тепловые насосы создавался не для замены традиционных котлов, а для сокращения и оптимизации эксплуатационных расходов и снижения стоимости получаемого тепла. Величина такой экономии может быть значительной.
Коэффициент преобразования электрической энергии в тепловую (СОР) для современного воздушного теплового насоса составляет 4-5. Это значит, что каждый кВт тепла будет стоить в 4-5 раз дешевле, чем при отоплении привычным электрическим котлом.
В инструкции к тепловому насосу любого производителя подробно рассказано, что тепловой насос должен работать в паре с традиционным отопительным котлом для покрытия пиковых нагрузок и повышения температуры нагрева. Приведены рекомендации по повышению эффективности работы теплового насоса, чтобы экономический эффект его применения был максимальным, а срок окупаемости коротким. Приводятся типовые схемы подключения тепловых насосов как в новые, так и в уже существующие системы отопления с обычными котлами.
Однако, домовладельцы часто пренебрегают этими рекомендациями, а также строительными нормами и правилами, особенно в части резервирования котлов системы отопления на случай аварий или ремонтных работ.
Для отопления дома можно использовать любые тепловые насосы, представленные на рынке. Однако, лучшими считаются те, которые имеют наивысшие показатели сезонной эффективности SCOP, проще в установке и настройке, надежнее в работе и, которые окупаются быстрее. Лидерами по этим показателям являются тепловые насосы воздушного типа.
В зависимости от способа передачи тепла потребителю — это могут быть привычные нам сплит-системы «воздух-воздух» (кондиционеры с расширенным рабочим диапазон температур) или более сложные системы «воздух-вода» для водяной системы отопления.
Более 98% всех тепловых насосов производимых в настоящее время в мире, приходится именно на воздушные системы.
Как выбрать тепловой насос для отопления дома
Учитывая особенности законодательства в части “зеленой энергии”, среднюю концентрацию квалифицированных подрядчиков в нашей стране, а также баснословную стоимость их услуг, рассматривать геотермальный тепловой насос, в качестве способа оптимизации расходов на отопление дома — это решение не для слабонервных.
Конечно, как и в любом правиле и здесь есть свои исключения, когда “геотермалка” будет выгоднее “воздушника”, но все они укладываются в статистическую погрешность 3 % и говорить о них в этой статье мы не будем.
Самое распространенное заблуждение о тепловом насосе — это миф о том, что его следует использовать, как прямую замену традиционного отопительного котла.
Главный фактор выбора теплового насоса для отопления дома — наличие или отсутствие в доме низкотемпературной системы отопления с рабочими температурами не выше 40-45 градусов (теплый пол, фанкойлы, радиаторы с увеличенной площадью), но не тип теплового насоса, не его стоимость и даже не его эффективность!
Если в доме установлена или планируется к установке обычная радиаторная (высокотемпературная) система отопления с рабочими температурами 50 градусов и выше, тогда тепловой насос — это одно из худших решений для экономии на отоплении дома. Потратьте эти деньги на модернизацию системы отопления, утепление дома и сокращение теплопотерь через вентиляцию, такая экономия будет ощутимей.
Типы тепловых насосов для отопления дома:
- воздух-воздух
- воздух-вода
- вода-вода
- геотермальные
Виды тепловых насосов для отопления дома:
- моноблок
- сплит-система
Если система отопления дома оптимизирована для теплового насоса, проведены необходимые мероприятия по сокращению теплопотерь дома, тогда можно дополнительно сократить расходы на отопление в 3-5 раз правильно подобранным тепловым насосом.
Когда вы определились с типом и видом теплового насоса для отопления дома, следует обратить внимание на режимы его работы, основные и дополнительные функции.
Основные режимы работы теплового насоса для отопления дома:
- отопление
- горячая вода
- охлаждение
Большинство моделей тепловых насосов способны работать в нескольких режимах, таких как: нагрев и горячая вода, нагрев и охлаждение, охлаждение и горячая вода или все три режима — нагрев, горячая вода и охлаждение.
Важно: Бытовой тепловой насос может работать одновременно только в одном режиме, переключаясь по команде контроллера на другой режим и обратно.
Дополнительные режимы работы теплового насоса для отопления дома:
- автоматическое поддержание температуры
- работа по расписанию
- температурная компенсация (зависимость температуры нагрева от температуры на улице)
Другие функции и особенности теплового насоса для отопления дома:
- размораживание (оттаивание)
- поддержание циркуляции теплоносителя через водяной теплообменник (для предотвращения его замерзания)
- самодиагностика неисправностей
- авторестарт (при сбоях, ошибках, отключении и восстановлении питания)
- теплый пуск (подогрев компрессора)
- функция запоминания настроек
- инверторное управление мощностью компрессора
Все эти функции и особенности необходимо учитывать при выборе теплового насоса. Однако самой главной и важной характеристикой теплового насоса является его тепловая мощность. В зависимости от назначения теплового насоса и его функций требуемая тепловая мощность может варьировать значительно.
Распространенное в России заблуждение о тепловых насосах для отопления дома — это утверждение о том, что воздушные тепловые насосы эффективны только для теплого климата. На самом деле, ситуация диаметрально противоположная.
Поскольку тепловой насос — это способ сокращения расходов на отопление дома, то и величина экономии тем выше, чем длиннее и холоднее отопительный сезон. Один о тот же тепловой насос в Москве или Питере окупится в 2-3 раза быстрее, чем в Крыму при отоплении одинаковых домов.
Для домовладельцев главным показателем эффективности любого теплового насоса для отопления дома, должен является не его табличный коэффициент эффективность COP, а величина реальной экономии на отоплении дома.
Факт: Менее 1 % владельцев тепловых насосов интересуют действительные (эксплуатационные) значения эффективности COP или SCOP.
Об этом говорит и наша многолетняя статистика продаж, установки и обслуживания подобных систем. Менее 1 % владельцев тепловых насосов устанавливают тепло и электро счетчики для теплового насоса, чтобы иметь возможность реального измерения коэффициента эффективности.
Заявленная эффективность современных тепловых насосов для отопления дома разных производителей, всех типов и видов, отличается не более чем на 10-30%, а вот их стоимость может отличаться в 10 (. ) и более раз.
Будущему владельце необходимо самостоятельно решить, что для него важнее — абстрактный коэффициент эффективности СОР (КОП) или фактическая экономия. Если вам важнее абстрактный коэффициент — просто выбирайте по показателю СОР. Если важна экономия — ориентируйтесь на стоимость теплового насоса, срок его окупаемости и стоимость обслуживания в течении всего периода службы.
Эко обогрев — тепловой насос для отопления дома, цены и подробные характеристики
На чтение: 6 минут Нет времени?
Газ, свет, твёрдое и жидкое топливо стало довольно дорогим удовольствием. Но прогресс всегда стремится удешевить затраты на потребление таких видов энергии. Хочется отметить, что альтернативные приборы, вырабатывающие тепловую или охлаждающую энергию, имеют дорогостоящее оборудование, но главное преимущество заключается в быстрой окупаемости. Одной из разновидностей такой альтернативы является тепловой насос для отопления. Цены и описания видов таких систем осветлены в этой статье.
Читайте в статье
История происхождения тепловых насосов
Первые признаки концепции теплового насоса проявились в 1852 году. Уильям Томсон дал начало данной разработке, её подхватил и усовершенствовал Роберт Вебер в 1940 году, который часто экспериментировал над морозильной установкой и случайным образом обнаружил, что от агрегата морозилки выделяется тепло. Сначала, учёный научил систему обогревать проточную воду, и в итоге всё жилище. Грандиозным триумфом было размещение Вебером медных труб в земле, которые собирали природную теплоту и преобразовывали её в тепловую энергию.
Принцип работы теплового насоса для отопления дома
Тепловой насос сконструирован таким образом, чтобы его внутренние агрегаты могли перерабатывать тепло природной среды (вода, земля и воздух), в тепло для обогрева здания.
Как устроен насос изнутри
Независимо от способа получения тепла все насосы содержат в себе следующие элементы:
- Клапан расширительный;
- Испаритель высокого давления;
- Компрессор;
- Конденсатор;
Процесс преобразования
Геотермальный тепловой насос по хорошей цене для отопления дома работает по принципу обычного холодильника, который всё накапливающееся внутри агрегата тепло, в процессе закипания хладагента, выводит на свою заднюю стенку. Только в случае обогревателя, добытая энергия отдаётся батареям в помещении.
Этапы создания тепловой энергии:
- В зависимости от типа используемого природного элемента, насос изымает тепло в диапазоне от 1 до 7 градусов.
- Испаритель, который находится внутри прибора, содержит хладагент. Эта жидкость способна закипать при нулевой температуре.
- С помощью полученного природного тепла, хладагент закипает и становится газообразным.
- Газ поступает в компрессор, который увеличивает его давление и в результате температура увеличивается.
- Максимально разогретый хладагент в форме газа переходит в конденсатор, где отдаёт своё тепло батареям отопительной системы. После остывания, субстанция возвращается в жидкое состояние.
- Затем расширительный клапан пропускает через себя жидкость, понижая её давление до первоначального уровня.
- И снова хладагент оказывается в испарителе, получает порцию тепла и процесс повторяется.
Следовательно, хладагент — это главный рабочий элемент теплового насоса. То тепло, которое он получает от природы, преобразовывается в 35-65 градусов полезного теплового ресурса.
Схема циркуляции хладагента
Примечание! Хоть температура нагрева теплоносителя не такая большая, но за счёт увеличения секций батарей, достигается полноценный и равномерный обогрев помещений. К системе можно подключить тёплый пол, он будет греться плавно и не агрессивно.
Основные виды тепловых насосов
Отличаются обогреватели способом получения тепла. Разделяются на такие виды, как: «вода-вода», «воздух-воздух», «грунт-вода», «воздух-вода».
Вода-вода
Суть системы заключается в отборе тепла от водоёма или грунтовых вод. Оборудование такого типа отличается от остальных большей эффективностью теплообмена. Объясняется это тем, что вода менее чувствительна к перепадам температуры, особенно в грунте.
Пример теплового насоса для отопления дома «вода-вода»
Воздух-воздух
Благодаря компрессору, энергию земли можно преобразовать в воздух. После чего воздух передаёт тепло в систему. Данная модификация исключает использование воды, так как размещать трубы сбора тепла можно на минимальной глубине в грунте.
Грунт-вода
Благодаря незамерзающей жидкости, которая течёт по трубам закольцовано, закопанным на глубине от двух метров, достигается максимальная защита от перепадов температур, это обеспечивает полную эффективность работы насоса.
Воздух-вода
Главной особенностью таких насосов является ограничение в установке по температурным режимам. Так, если порог минусовой температуры в вашем регионе не превышает -15 градусов, то данный агрегат будет идеальным вариантом для отопления вашего жилища.
«Воздух-вода» принцип установки
Как сориентироваться при выборе теплового насоса
Для выбора конкретного вида теплового насоса для отопления дома с хорошей ценой, нужно определиться со следующими параметрами:
- Сумма, с которой вы готовы расстаться для покупки оборудования;
- Тип местности, где находится дом, который вы собираетесь обеспечить альтернативным методом отопления. От расположения ставков или грунтовых вод зависит тип установки;
- Нужно определиться, есть ли у вас возможность, для бурения скважины под тепловой насос;
- Главный нюанс, это точный расчёт необходимой мощности для полноценного отопления дома;
Как рассчитать мощность необходимого оборудования
В первую очередь нужно просчитать точную кубатуру вашего здания, применив следующую формулу: V = Высота потолка х Ширина здания х Длина здания.
Для более точного определения необходимой мощности, нужно рассчитать разницу температур между улицей и микроклиматом в середине здания: Т = Т внутри — Т снаружи = нужный градус цельсия.
Конечная формула включает в себя учёт всех выше перечисленных параметров: Q = V x T, кВт.
Важно! Чтобы избежать недостатка мощности для обогрева, необходимо добавлять к полученным расчётам 10 процентов номинала, чтобы уравновесить все недочёты.
Обзор производителей
Для того, чтобы купить тепловой насос для отопления дома, цену нужно обязательно соотносить с известностью производителя и набором функций.
-
Компания Brosk является одним из лидеров российского рынка. Берет своё начало с 1995 года, хотя их первый проект был безуспешным, изучение недостатков и обучение у заграничных партнёров позволило производителю твёрдо стать на ноги. Теперь тепловые насосы от компании Brosk не только качественные и продуктивные, но и гарантированы стабильным сервисным обслуживанием.
Логотип компании Brosk
Тепловые насосы от компании Henk выпускаются с 2008 года. Главный козырь производителя, это использование компрессора фирмы Copeland. Данная фирма является лидером в производстве компрессоров на мировом рынке. За время работы компании Henk не было ни одного сбоя в работе установленных ними систем отопления.
Производитель Altal group — это стремительно развивающаяся компания, которая постоянно усовершенствует свою продукцию. Управление с мобильного устройства, функционал работы приборов как на обогрев? так и на охлаждение помещений, в совокупности с новейшими технологиями делает этого производителя гигантом на российском рынке.
Smaga — довольно молодая компания, но успешная в сфере альтернативных видов отопления. Участник мероприятия некоммерческого партнёрства инженеров АВОК. Такое членство даёт гарантию клиентам данной фирмы в идеальных расчётах, при конструировании оборудования.
Молодая компания Smaga
Примечание! Существует широкий выбор заграничных производителей, качество оборудования которых очень высоко, но отечественные фирмы не пасуют и способны заткнуть за пояс многих европейских конкурентов. Цена у российских производителей намного приятнее.
Тепловой насос для отопления дома. Цены на разные типы
Каждая система, которая отличается друг от друга типом использования природных ресурсов, имеет свои объёмы необходимых элементов конструкции. Этот факт влияет на ценовую политику готового продукта.
Самый дорогой насос
Цены тепловых насосов «воздух-воздух» и других типов
Диапазон мощности водяных систем достигает до 18 кВт. Дополнительные модули могут расширить функционал системы до полного автоматизма. Цена таких приборов варьируется от 100 до 500 тысяч рублей.
Что касается земляных устройств, то тут мощность достигается до 500 кВт, а стоимость доходит 3,5 миллионов рублей.
Таблица диапазона цен тепловых насосов под ключ.
Тепловой насос своими руками
Чтобы создать тепловой насос для отопления дома своими руками из холодильника нужно иметь определённую сноровку. Но довести агрегат до рабочего состояния вполне возможно.
- В первую очередь нужно купить компрессор от холодильника или кондиционера.
- Теперь необходимо собрать конденсатор, конструкция которого начинается со змеевика. Его обычно делают с медной трубки толщиной от 1 мм, и помещают в металлический корпус. Чтобы поместить змеевик вовнутрь бака, его сначала распиливают пополам, а после размещения всех деталей и резьбовых соединений сваривают обратно. Чтобы витки змеевика получились ровными и с одинаковым расстоянием между кольцами, можно намотать трубку на болванку, а расстояние фиксируется алюминиевым уголком с рёбрами.
- Полная сборка, спаивание трубок и закачивание хладагента производится только профессиональным холодильщиком. В противном случае может произойти чрезвычайная ситуация.
- Всё, конструкция готова к подключению в систему отопления.
Внутренний блок своими руками
Дополнительные возможности тепловых насосов
Благодаря уникальности конструкций тепловые насосы российского производства дают возможность создавать дополнительные процессы, такие как охлаждение и бойлерный нагрев воды. Охлаждающий эффект достигается за счёт обратного процесса сужения хладагента. То есть в компрессоре происходят те же манипуляции как при нагреве, только в обратном порядке.
Вода в бойлере нагревается косвенным образом. Внутри бойлера расположен змеевик, по которому проходит горячая вода, и тепло змеевика нагревает воду в бойлере.
Бойлер косвенного нагрева
Гарантийное и сервисное обслуживание
Из-за того, что система очень сложная, проводить диагностические и ремонтные работы с агрегатами самому недопустимо. Для этих целей, при покупке насоса производитель обязан заключить с вами договор в котором указывается, в каких периодах времени будет совершаться проверка системы отопления специалистом.
Гарантийный талон
- Гарантия подразумевает определённый срок бесплатного обслуживания, в которое входят ремонтные работы всех узлов и агрегатов.
- Сервисное обслуживание является неотъемлемым дополнением к самой системе. График, по которому делают осмотр может быть ежемесячным, ежеквартальным, полугодовым и годовым.
Выводы
Если вы положительно настроены на то, чтобы купить тепловой насос для отопления дома, цены не должны вас пугать. Ведь главный приоритет такого обогрева в том, что КПД умножается в 4 раза по сравнению с иными видами отопления. А это значит, что вся система окупится очень быстро. Тёплых вам зимних вечеров.
Тепловой насос для отопления дома: принцип работы, разновидности и использование
В условиях ухудшения экологической обстановки в мире и (что более актуально для рядового потребителя) стремительного роста тарифов на газ и электричество все больше европейцев старается внедрить в свою повседневную жизнь системы, использующие альтернативные источники энергии. Один из вариантов подобных систем – так называемый тепловой насос, посредством которого можно отапливать свое жилище в зимний период и нагревать воду для бытовых нужд, расходуя на это минимум электроэнергии.
В домах наших соотечественников в последние годы тоже все чаще можно встретить это чудо инженерной мысли. Конечно, для россиян проблема высоких цен на традиционные энергоносители пока стоит не так остро, как в Европе, но, во-первых, это лишь до поры до времени, а во-вторых, не хочется отставать от цивилизованного мира…
Итак, тепловой насос… Что это такое? На чем основан принцип его действия? Откуда, куда и как он перекачивает тепло? Давайте разбираться.
Принцип работы теплового насоса
Принцип действия тепловых насосов основан на способности вещества (хладагента) поглощать или отдавать тепло при изменении агрегатного состояния. По своей сути такие насосы мало чем отличаются от холодильных установок. (Это странное, на первый взгляд, утверждение нисколько вас не удивит, если вы хоть раз дотрагивались до горячей задней стенки обычного бытового холодильника.)
Схематично тепловой насос может быть представлен в виде системы, состоящей из трех контуров. В первом находится теплоноситель, переносящий энергию от источника низкопотенциального тепла. Во втором контуре циркулирует хладагент (фреон), который периодически то испаряется, отбирая тепло у первого контура, то вновь конденсируется, отдавая его третьему контуру. И, наконец, по третьему контуру «бегает» теплоприемник, в нашем случае – вода, переносящая тепло по системе отопления.
Рабочий цикл теплонасоса в общих словах может быть описан следующим образом. Жидкий хладагент поступает в испаритель, где переходит в газообразное состояние. Необходимая для протекания этого процесса энергия отбирается у теплоносителя, циркулирующего в первом контуре. Далее подогретый на несколько градусов газообразный хладагент всасывается в компрессор, главное назначение которого – сжатие газа (на совершение этой работы, разумеется, расходуется электроэнергия).
Давление газа возрастает в несколько раз, при этом он существенно разогревается: если на входе в компрессор температура хладагента составляет 6-10°C, то на выходе уже около 60°C. На следующей стадии разогретый газ направляется в конденсатор, где отдает полученное тепло системе отопления, сам же при этом конденсируется, т.е. переходит в жидкое состояние. Затем избыточное давление сбрасывается с помощью дроссельного клапана, и цикл начинается заново.
Как видите, устройство теплового насоса не отличается принципиально от устройства холодильной машины. Просто основным назначением холодильных установок является генерирование холода, поэтому там отбор теплоты производится испарителем, а конденсатор лишь сбрасывает эту теплоту в окружающее пространство. В тепловом же насосе картина обратная: конденсатор представляет собой теплообменный аппарат, отдающий теплоту потребителю, а испаритель – это теплообменник, утилизирующий низкопотенциальную теплоту вторичных энергоресурсов.
Другими словами тепловой насос – это «холодильник наоборот». При этом «наоборот» не только устройство, но и результат. Если в случае холодильника тепло, отнимаемое у хранящихся внутри продуктов, выбрасывается впустую, то энергия, вырабатываемая тепловым насосом, приносит реальную пользу – тратится на целенаправленный обогрев дома.
Разновидности тепловых насосов и систем
Тепловая энергия, расходуемая на отопление здания и систему горячего водоснабжения, является результатом преобразования энергии окружающей среды, осуществляемого с помощью теплового насоса. Насос концентрирует эту низкопотенциальную (низкотемпературную) энергию и передает ее системе отопления.
Осталось разобраться, что в данном случае подразумевается под энергией окружающей среды. Большинство тепловых насосов бытового назначения позволяют использовать тепло Солнца и внутреннее тепло Земли, накапливаемые верхними слоями земной коры и водой в течение всего года.
По типу конструкции первого контура теплообменника все тепловые насосы делятся на грунтовые, водяные и воздушные.
Грунтовые тепловые насосы
Грунтовые тепловые насосы получают тепло, необходимое для подогрева хладагента в испарителе, от грунта. Температура последнего на глубине нескольких метров практически не подвержена сезонным колебаниям. По замкнутой системе труб, размещенных в грунте, циркулирует «рассол». Слово «рассол» мы не случайно взяли в кавычки: соли, как этого можно было бы ожидать исходя из названия, он не содержит.
На самом деле это антифриз на основе этиленгликоля или пропиленгликоля, реже водного этанола. Трубы теплообменника могут быть уложены в грунте как горизонтальным (горизонтальный коллектор), так и вертикальным (геотермальный зонд) способом.
Трубы горизонтального коллектора укладываются в землю на глубине ниже уровня промерзания грунта в данном регионе (обычно 1.5-2 м). Теплообменная система этого вида занимает достаточно большую площадь. Например, для обеспечения теплом сравнительно небольшого дома площадью 100 м 2 потребуется выделить 2-3 сотки земли. Следует принять во внимание, что на территории, занятой коллектором, можно сажать лишь те деревья и кустарники, корни которых не уходят в почву слишком глубоко, а располагать здесь какие-либо постройки и вовсе нельзя.
Геотермальный зонд – это теплообменник, трубы которого располагаются вертикально и погружены в грунт на глубину до 100-200 м. Количество устанавливаемых зондов зависит от требуемой мощности установки. Для обогрева дома, уже рассматриваемого нами выше в качестве примера, достаточно будет двух зондов длиной около 80 м, расположенных на расстоянии 5 м друг от друга.
Как видите, для размещения этой системы не требуется больших площадей, вы можете пробурить скважины в любой части вашего участка – там, где вам это удобно. Главный недостаток грунтовых тепловых насосов с геотермальными зондами – высокая стоимость работ по бурению скважин. Однако, невзирая на это, большинство пользователей отдает предпочтение именно этим системам, ведь геотермальные зонды обладают большей эффективностью, чем горизонтальные коллекторы, и имеют при этом меньше ограничений.
Бурение скважины для геотермального зонда.Водяные тепловые насосы
Водяной тепловой насос «черпает» энергию грунтовых вод, которые прокачивает через свой испаритель. Подобная система отличается повышенной эффективностью и неплохой стабильностью: первая характеристика является результатом высокой теплоотдачи воды, вторая обусловлена постоянством температуры грунтовых вод.
Разумеется, чтобы использовать установку такого типа, требуется, чтобы эти самые грунтовые воды имелись на вашей территории, причем в достаточно большом количестве. Очень желательно, чтобы водоносный слой располагался не глубже 30-40 м. Одновременное выполнение этих двух условий – явление нечастое. Еще одним условием, невыполнение которого может стать препятствием для установки водяного теплонасоса в вашем доме или коттедже, является низкое содержание в грунтовых водах солей железа и прочих примесей.
Использование воды низкого качества приведет к тому, что оборудование быстро выйдет из строя, поскольку теплообменник попросту забьется. Наличие такого количества ограничений является причиной того, что подобные тепловые насосы, несмотря на всю их привлекательность, устанавливают нечасто (около 5% от всех реализованных проектов).
Воздушные тепловые насосы
С точки зрения простоты монтажа воздушные тепловые насосы обладают огромным преимуществом перед своими «собратьями». Для использования окружающего воздуха в качестве источника тепла вам не придется бурить скважины или проводить какие-то другие крупномасштабные грунтовые работы. В результате, если заложить в смету стоимость работ по установке оборудования, воздушный насос обойдется вам значительно дешевле, чем водяной или грунтовый.
Несмотря на столь весомое достоинство, идеальным этот вид климатического оборудования не назовешь, поскольку есть у него и существенный недостаток. Такой насос эффективно работает лишь при температуре окружающего воздуха выше –15°C…–20°C. Падение температуры ниже этой границы, что в зимний период не является редкостью в большинстве регионов нашей страны, ведет к существенному уменьшению коэффициента эффективности воздушного теплонасоса.
Коэффициент эффективности тепловых насосов
Чуть выше мы использовали новый термин – «коэффициент эффективности». Было бы неправильно не пояснить, что это такое, тем более что это важная характеристика тепловых насосов, позволяющая сравнивать насосы разных типов между собой.
Коэффициент эффективности (называемый также коэффициентом трансформации) – это отношение выработанной насосом тепловой энергии к потребленной им электрической. По сути это КПД теплового насоса. В случае водяных теплонасосов этот коэффициент равен 5 вне зависимости от времени года. Это означает, что при потреблении 1 кВт*ч электроэнергии установка вырабатывает 5 кВт*ч тепловой энергии.
У грунтовых насосов величина коэффициента эффективности чуть ниже – от 4 до 4.5. И, наконец, самым маленьким коэффициентом характеризуются воздушные тепловые насосы, при этом их эффективность сильно зависит от температуры окружающего воздуха: при 0°C величина коэффициента равна
3.5, а при –20°C он уже не превышает 1.5 (при такой низкой эффективности насос попросту не окупится, и имеет смысл подумать о приобретении более дешевого климатического оборудования, например электрического котла).
Некоторые менеджеры, рекламируя реализуемые ими тепловые насосы, уверяют потенциальных клиентов в том, что данное оборудование имеет КПД 400-500%. Разумеется, ни о каком нарушении законов термодинамики речи не идет. Просто в данном случае расчеты намеренно делаются неправильно: не учитываются источники энергии, отличные от потребляемого электричества, – воздух, вода или грунт, нагретые Солнцем и геотермальными процессами. Когда при расчете КПД учитывают только электроэнергию и забывают про источник низкопотенциального тепла, как раз и получается величина больше 100%.
Применение тепловых насосов в условиях российского климата
Познакомившись с приведенными выше описаниями различных типов тепловых насосов, вы без труда сами сможете ответить на вопрос, какой насос больше всего подходит для эксплуатации в условиях российского климата.
Воздушные тепловые насосы пригодны для применения лишь в ограниченном числе регионов нашей страны – там, где температура воздуха зимой почти не опускается ниже нулевой отметки. Разумеется, жителям Сибири, Дальнего Востока, севера европейской части России о воздушных тепловых насосах не стоит и размышлять.
Для применения водяных тепловых насосов есть много ограничений. О некоторых из них мы уже рассказывали, осталось упомянуть еще об одном. Более половины территории нашей страны находится в зоне вечной мерзлоты. Если даже какому-нибудь жителю Восточной Сибири или севера Дальнего Востока «повезло», и на его участке есть грунтовые воды, залегающие не слишком глубоко, то все равно эти грунтовые воды находятся в виде льда, а значит, не пригодны для использования в системе отопления.
Таким образом, большинству наших соотечественников приходится рассчитывать на единственный, беспроигрышный, вариант – грунтовый тепловой насос. При этом в условиях российского климата больше подойдет насос не с горизонтальным коллектором, а с геотермальным зондом, позволяющим достигнуть глубины, где температура грунта более стабильна.
Применение теплового насоса для охлаждения
Огромным достоинством тепловых насосов является то, что они способны не только отапливать дом, но и при необходимости охлаждать его. Наше короткое российское лето порою бывает очень жарким, и, когда ваше жилище буквально раскаляется, предложение превратить обогреватель в кондиционер будет очень кстати.
Техническое решение этого вопроса может быть интегрировано в тепловой насос изначально, на стадии изготовления, и практически у всех производителей имеются линейки насосов, умеющих кондиционировать помещение (режим Natural Cooling). Если ваш тепловой насос не обладает такими способностями, не все еще потеряно – работать на охлаждение может и обычный насос. Необходимое для этого дополнительное оборудование в виде гидравлической развязки будет смонтировано вне насоса. Оба варианта не требуют больших капиталовложений.
Нести генерируемый тепловым насосом холод непосредственно в помещение можно разными способами. Эта функция может быть возложена на холодные панели на стенах или потолке, охлаждающий теплый пол, радиаторы отопления с хорошим обдувом или же фанкойл – устройство, в чей корпус встроен обдуваемый вентилятором пластинчатый теплообменник.
Применение теплового насоса для горячего водоснабжения
Любой тепловой насос способен не только обогревать ваше жилище, но и круглогодично снабжать вас горячей водой. Однако следует учитывать, что эта система является низкотемпературной, а значит, температура воды в бойлере не превысит 45-55°C. Из этого следует, что объем бойлера должен быть больше, чем при использовании стандартной системы отопления, в противном случае вам и вашим домочадцам придется жить в условиях жесткой экономии горячей воды.
Данный факт следует учитывать при выделении площади для котельной, т. е. еще на стадии проектирования дома. Также при выборе бойлера нужно принимать во внимание, что это должно быть специальное оборудование, рассчитанное на работу с теплонасосными установками. Главное отличие такого бойлера от обычного – увеличенная площадь теплообменника, необходимая для максимально эффективной передачи тепла от теплового насоса.
Тепловые насосы со встроенным ТЭНом
Нередко производители встраивают в свои тепловые насосы дополнительные электрические нагреватели. Встроенный ТЭН позволяет в случае необходимости перейти на альтернативный с точки зрения теплового насоса источник энергии – электричество. Для чего это нужно? В каких случаях возникает потребность задействовать ТЭН?
Подбор теплового насоса для отопления дома осуществляется с учетом различных параметров, в том числе и климатических особенностей региона. При этом считается нецелесообразным устанавливать насос с избыточной мощностью. Дело в том, что экстремально холодные дни случаются не так уж и часто, по крайней мере, в центрально-европейской части России. Практика показывает, что более экономичным вариантом будет «добрать» в эти морозные периоды необходимую мощность электричеством, чем изначально устанавливать более мощный насос. Наличие ТЭНа исключает необходимость делать систему более мощной, чем это требуется большую часть отопительного сезона.
Для владельцев водяных и грунтовых тепловых насосов встроенный ТЭН – скорее излишество, чем необходимость. Совсем иначе выглядит ситуация с воздушными теплонасосами. При температуре воздуха –20°C и ниже такой насос, если и не отключится, будет малоэффективен. И пусть холодных дней и ночей в году не очень много, совсем не хочется в один прекрасный момент остаться в стремительно вымерзающем доме. Наличие дублирующего теплогенератора в данном случае никак не назовешь роскошью.
Воздушный тепловой насос.Советы и рекомендации
Тепловой насос – оборудование технически сложное и достаточно дорогое, поэтому подходить к его выбору следует с большой ответственностью. Чтобы не быть голословными, приведем несколько вполне конкретным рекомендаций.
1. Никогда не приступайте к выбору теплового насоса без предварительного проведения расчетов и создания проекта. Отсутствие проекта может стать причиной фатальных ошибок, исправить которые можно будет лишь с помощью огромных дополнительных финансовых вложений.
2. Доверить проектирование, монтаж и сервисное обслуживание теплового насоса и системы отопления следует только профессионалам. Как убедиться в том, что в данной компании работают профессионалы? В первую очередь, по наличию всей необходимой документации, портфолио реализованных объектов, сертификатов от поставщиков оборудования. Очень желательно, чтобы весь комплекс необходимых услуг предоставляла одна компания, которая в данном случае будет нести полную ответственность за реализацию проекта.
3. Советуем вам отдать предпочтение тепловому насосу европейского производства. Пусть вас не смущает тот факт, что он дороже китайского или российского оборудования. При включении в смету стоимости работ по монтажу, запуску и отладке всей системы отопления разница в цене насосов будет практически незаметна. Но зато, имея в своем распоряжении «европейца», вы будете уверены в его надежности, поскольку высокая цена насоса – это лишь результат использования при его создании современных технологий и высококачественных материалов.
Отличная функциональность.
