Отопление загородного дома с помощью теплового насоса: Все правда о тепловых насосах: victorborisov — LiveJournal

Содержание

Система отопления с тепловым насосом

Ситуация такова, что самым популярным на данный момент способом отапливать жилище является использование котлов отопления – газовых, твердотопливных, дизельных и намного реже – электрических. А вот такие простые и в тоже время высокотехнологичные системы, как тепловые насосы, не получили повсеместного распространения, и очень зря. Для тех, кто любит и умеет просчитывать все наперед, их преимущества очевидны. Тепловые насосы для отопления не сжигают невосполнимых запасов природных ресурсов, что крайне важно не только с точки зрения охраны окружающей среды, но и позволяет экономить на энергоносителях, так как они дорожают с каждым годом. К тому же, с помощью тепловых насосов можно не только отапливать помещение, но и подогревать горячую воду для хозяйственных нужд, и кондиционировать помещение в летний зной.

Принцип действия теплового насоса
Преимущества и недостатки системы отопления «тепловой насос»

Источники тепла для работы теплового насоса
Отопление тепловым насосом: стоимость системы и расходы на эксплуатацию

Принцип действия теплового насоса

Остановимся чуть подробнее на принципе действия теплового насоса. Вспомните, как работает холодильник. Тепло помещенных в него продуктов выкачивается и выбрасывается на радиатор, расположенный на задней стенке. В этом легко убедиться, дотронувшись до него. Примерно такой же принцип у бытовых кондиционеров: они выкачивают тепло из помещения и выбрасывают его на радиатор, расположенный на наружной стене здания.

В основу работы теплового насоса, холодильника и кондиционера положен цикл Карно.

Теплоноситель, двигаясь по источнику низкотемпературного тепла, например, грунту, нагревается на несколько градусов.
Затем он поступает в теплообменник, называемый испаритель. В испарителе теплоноситель отдает накопленное тепло хладагенту. Хладагент – это специальная жидкость, которая превращается в пар при низкой температуре.

Приняв на себя температуру с теплоносителя, нагретый хладагент превращается в пар и поступает в компрессор. В компрессоре происходит сжатие хладагента, т.е. повышение его давления, за счет чего повышается и его температура.
Горячий сжатый хладагент поступает в другой теплообменник, называемый конденсатор. Здесь хладагент отдает свое тепло другому теплоносителю, который предусмотрен в системе отопления дома (вода, антифриз, воздух). При этом хладагент охлаждается и снова превращается в жидкость.
Далее хладагент поступает в испаритель, где нагревается от новой порции нагретого теплоносителя, и цикл повторяется.

Для обеспечения работы теплового насоса необходимо электричество. Но это все равно намного выгоднее, чем использовать только электрообогреватель. Так как электрокотел или электрообогреватель тратит ровно столько же электроэнергии, сколько и выдает тепла. Например, если на обогревателе написана мощность 2 кВт, то он тратит 2 кВт в час и выдает 2 кВт тепла. А тепловой насос выдает тепла в 3 – 7 раз больше, чем тратит электроэнергии. Например, используется 5,5 кВт/час на работу компрессора и насоса, а тепла получается 17 кВт/час. Именно такой высокий КПД и является основным достоинством теплового насоса.

Преимущества и недостатки системы отопления «тепловой насос»

Вокруг тепловых насосов ходит много легенд и заблуждений, несмотря на то, что это не такое уж новаторское и высокотехнологичное изобретение. С помощью тепловых насосов отапливаются все «теплые» штаты в США, практически вся Европа и Япония, где технология отработана практически до идеала и уже давно. Кстати, не стоит думать, что подобное оборудование является чисто иностранной технологией и пришло к нам совсем недавно. Ведь еще в СССР такие агрегаты использовались на экспериментальных объектах. Примером тому служит санаторий «Дружба» в городе Ялта. Помимо футуристической архитектуры, напоминающей «избушку на курьих ножках», этот санаторий славен еще и тем, что еще с 80-х годов 20 века в нем используются тепловые насосы для отопления промышленные. Источником тепла является близлежащее море, а сама насосная станция не только обогревает все помещения санатория, но и обеспечивает горячей водой, греет воду в бассейне и охлаждает в знойный период. Так давайте же попытаемся развеять мифы и определить, имеет ли смысл отапливать жилище таким способом.

Преимущества систем отопления с тепловым насосом:

Экономия на энергоносителе. В связи с растущими ценами на газ и дизтопливо очень актуальное преимущество. В графе «ежемесячные расходы» будет значиться только электроэнергия, которой как мы уже писали необходимо намного меньше, чем реально производится тепла. При покупке агрегата необходимо обратить внимание на такой параметр, как коэффициент трансформации тепла «ϕ» (может называться еще коэффициент преобразования тепла, коэффициент трансформации мощности или температур). Он показывает отношение количества тепла на выходе к затрачиваемой энергии. Например, если ϕ=4, то при расходе 1 кВт/час мы получим 4 кВт/час тепловой энергии.

Экономия на техобслуживании. Тепловой насос не требует к себе никакого особенного отношения. Расходы на его обслуживание минимальны.
Можно устанавливать в любой местности. Источниками низкотемпературного тепла для работы теплового насоса могут служить грунт, вода или воздух. Где бы Вы ни строили дом, даже в скалистой местности, всегда найдется возможность найти «пищу» для агрегата. В местности, удаленной о газовой магистрали, это одна из самых оптимальных систем отопления. И даже в регионах без линий электропередач можно установить бензиновый или дизельный движок для обеспечения работы компрессора.
Нет необходимости следить за работой насоса
, добавлять топливо, как в случае с твердотопливным или дизельным котлом. Вся система отопления с тепловым насосом автоматизирована.
Можно уехать на длительный срок и не бояться, что система замерзнет. При этом можно сэкономить, установив насос на обеспечение в жилом помещении температуры +10 °С.
Безопасность для окружающей среды. Для сравнения при использовании традиционных котлов, сжигающих топливо, всегда образуются различные окислы CO, СO2, NOх, SO2 , PbO2, как следствие вокруг дома на почве оседают фосфорная, азотистая, серная кислоты и бензойные соединения. При работе теплового насоса не выбрасывается ничего. А используемые в системе хладагенты абсолютно безопасны.
Сюда же можно отметить сохранение невосполнимых природных ресурсов планеты.
Безопасность для человека и имущества. В тепловом насосе ничего не нагревается до такой температуры, чтобы вызвать перегрев или взрыв. К тому же, в нем попросту нечему взрываться. Так что его можно отнести к полностью пожаробезопасным агрегатам.

Тепловые насосы успешно работают даже при температуре окружающей среды -15 °С. Так что если кому-то кажется, что такой системой можно обогревать дом только в регионах с теплыми зимами до +5 °С, то они ошибаются.
Реверсивность теплового насоса. Неоспоримым преимуществом является универсальность установки, с помощью которой можно и отапливать зимой, и охлаждать летом. В жаркие дни тепловой насос забирает тепло из помещения и направляет его в грунт на хранение, откуда снова возьмет зимой. Обратите внимание, что реверсной способностью обладают не все тепловые насосы, а только некоторые модели.
Долговечность. При должном уходе тепловые насосы системы отопления живут от 25 до 50 лет без капитального ремонта, и только раз в 15 – 20 лет потребуется заменить компрессор.

Недостатки систем отопления с тепловым насосом:

Большие первоначальные капиталовложения. Помимо того, что на тепловые насосы для отопления цены довольно высоки (от 3000 до 10000 у.е.), так еще дополнительно на обустройство геотермальной системы потребуется затратить не меньше, чем на сам насос. Исключением является воздушный тепловой насос, не требующий дополнительных работ. Окупится тепловой насос не скоро (лет через 5 – 10). Так что ответ на вопрос, использовать или не использовать тепловой насос для отопления, скорее зависит от предпочтений хозяина, его финансовых возможностей и условий строительства. Например, в регионе, где подведение газовой магистрали и подключение к ней стоит столько же, сколько и тепловой насос, имеет смысл отдать предпочтение последнему.

В регионах, где температура зимой опускается ниже -15 °С, необходимо использовать дополнительный источник тепла. Это называется бивалентная система отопления, в которой тепловой насос обеспечивает тепло, пока на улице до -20 °С, а когда он не справляется, подключается например, электрообогреватель или газовый котел, или теплогенератор.

Наиболее целесообразно использовать тепловой насос в системах с низкотемпературным теплоносителем, таких как система «теплый пол» (+35 °С) и фанкойлы (+35 — +45 °С). Фанкойлы представляют собой вентиляторный конвектор, в котором происходит передача тепла/холода от воды воздуху. Для обустройства такой системы в старом доме потребуется полная перепланировка и перестройка, что повлечет дополнительные затраты. При строительстве нового дома это не является недостатком.
Экологичность тепловых насосов, берущих тепло из воды и грунта, несколько относительна. Дело в том, что в процессе работы пространство вокруг труб с теплоносителем охлаждается, а это нарушает устоявшуюся экосистему. Ведь даже в глубине грунта живут анаэробные микроорганизмы, обеспечивающие жизнедеятельность более сложных систем. С другой стороны – по сравнению с добычей газа или нефти ущерб от теплового насоса минимален.

Оцените все «за» и «против» для принятия правильного решения.

Источники тепла для работы теплового насоса

Тепловые насосы берут тепло из тех природных источников, которые накапливают солнечную радиацию в течение теплого периода. В зависимости от источника тепла различаются и тепловые насосы.

Грунт

Грунт – самый стабильный источник тепла, которое накапливается за сезон. На глубине 5 – 7 м температура грунта практически всегда постоянна и равна примерно +5 – +8 °С, а на глубине 10 м – всегда постоянна +10 °С. Способов сбора тепла с грунта два.

Горизонтальный грунтовый коллектор представляет собой уложенную горизонтально трубу, по которой циркулирует теплоноситель. Глубина расположения горизонтального коллектора высчитывается индивидуально в зависимости от условий, иногда это 1,5 – 1,7 м – глубина промерзания грунта, иногда ниже – 2 – 3 м для обеспечения большей стабильности температуры и меньшей разницы, а иногда всего 1 – 1,2 м – здесь грунт начинает быстрее прогреваться весной. Бывают случаи, когда обустраивают двухслойный горизонтальный коллектор.

Трубы горизонтального коллектора могут иметь различный диаметр 25 мм, 32 мм и 40 мм. Форма их раскладки тоже может быть разной – змейка, петля, зигзаг, различные спирали. Расстояние между трубами в змейке должно быть не менее 0,6 м, и обычно составляет 0,8 – 1 м.

Удельный теплосъем с каждого погонного метра трубы зависит от структуры грунта:

Песок сухой – 10 Вт/м;
Глина сухая – 20 Вт/м;
Глина более влажная – 25 Вт/м;
Глина с очень большим содержанием воды – 35 Вт/м.

Для отопления дома площадью 100 м2 при условии, что грунт представляет собой влажную глину, понадобится 400 м2 площади участка под коллектор. Это довольно много – 4 – 5 соток. А с учетом того, что на данном участке не должно быть никаких строений и допускается только газон и клумбы с однолетними цветами, то не каждый может себе позволить обустроить горизонтальный коллектор.

По трубам коллектора течет специальная жидкость, ее еще называют «рассол» или антифриз, например, 30% раствор этиленгликоля или пропиленгликоля. «Рассол» собирает на себя тепло грунта и направляется к тепловому насосу, где передает его хладагенту. Остывший «рассол» снова течет в грунтовый коллектор.

Вертикальный грунтовый зонд представляет собой систему труб, заглубленных на 50 – 150 м. Это может быть всего одна U-образная труба, опущенная на большую глубину 80 – 100 м и залитая бетонным раствором. А может быть система U-образных труб, опущенных на 20 м, чтобы собрать энергию с большей площади. Выполнение бурильных работ на глубину 100 – 150 м не только дорого стоит, но и требует получения специального разрешения, именно поэтому часто идут на хитрость и обустраивают несколько зондов небольшой глубины. Расстояние между такими зондами делают 5 – 7 м.

Удельный теплосъем с вертикального коллектора также зависит от породы:

Осадочные породы сухие – 20 Вт/м;
Осадочные породы, насыщенные водой, и каменистая почва – 50 Вт/м;
Каменистая почва с высоким коэффициентом теплопроводности – 70 Вт/м;
Подземные (грнутовые) воды – 80 Вт/м.

Площадь под вертикальный коллектор необходима совсем маленькая, но стоимость их обустройства выше, чем у горизонтального коллектора. Достоинством вертикального коллектора также является более стабильная температура и больший теплосъем.

Вода

Использовать воду в качестве источника тепла можно по-разному.

Коллектор на дне открытого незамерзающего водоема – реки, озера, моря – представляет собой трубы с «рассолом», притопленные с помощью груза. За счет высокой температуры теплоносителя этот способ получается самым выгодным и экономичным. Обустроить водный коллектор могут только те, от кого водоем находится не дальше 50 м, иначе теряется эффективность установки. Как Вы понимаете, такие условия есть не у всех. Но не использовать тепловые насосы жителям побережья просто недальновидно и глупо.

Коллектор в канализационных стоках или сбросовой воде после технических установок можно использовать для отопления домов и даже многоэтажек и промышленных предприятий в черте города, а также для приготовления горячей воды. Что с успехом делается в некоторых городах нашей Родины.

Скважинную или грунтовую воду используют реже, чем другие коллекторы. Такая система подразумевает строительство двух скважин, из одной забирается вода, которая передает свое тепло хладагенту в тепловом насосе, а во вторую сбрасывается остывшая вода. Вместо скважины может быть фильтрационный колодец. В любом случае сбросовая скважина должна находиться на расстоянии 15 – 20 м от первой, да еще и ниже по течению (подземные воды тоже имеют свое течение). Данная система довольно сложна в эксплуатации, так как за качеством поступаемой воды необходимо следить – фильтровать ее, и защищать детали теплового насоса (испаритель) от коррозии и загрязнения.

Воздух

Самую простую конструкцию имеет система отопления с воздушным тепловым насосом. Никакого дополнительного коллектора не нужно. Воздух из окружающей среды напрямую поступает к испарителю, где передает свое тепло хладагенту, а тот в свою очередь передает тепло теплоносителю внутри дома. Это может быть воздух для фанкойлов или вода для теплого пола и радиатора.

Затраты на установку воздушного теплового насоса самые минимальные, но зато производительность установки очень зависит от температуры воздуха. В регионах с теплыми зимами (до +5 – 0 °С) это один из самых экономичных источников тепла. А вот если температура воздуха опускается ниже -15 °С производительность падает настолько, что не имеет смысла использовать насос, а выгоднее включить обычный электрообогреватель или котел.

На воздушные тепловые насосы для отопления отзывы весьма противоречивы. Все зависит от региона их использования. Их выгодно использовать в регионах с теплыми зимами, например, в Сочи, где даже не понадобится дублирующий источник тепла на случай сильных морозов. Также можно устанавливать воздушные тепловые насосы в регионах, где относительно сухой воздух и температура зимой до -15 °С. А вот во влажном и холодном климате такие установки страдают от обледенения и обмерзания. Налипающие на вентиляторе сосульки не дают нормально работать всей системе.

Отопление тепловым насосом: стоимость системы и расходы на эксплуатацию

Мощность теплового насоса подбирается в зависимости от тех функций, которые на него будут возложены. Если только отопление, то расчеты можно произвести в специальном калькуляторе, учитывающем тепловые потери здания. Кстати, наилучшие показатели работы теплового насоса при тепловых потерях здания не более 80 – 100 Вт/м2. Для простоты примем, что для отопления дома в 100 м2 с потолками высотой 3 м и теплопотерями 60 Вт/м2 необходим насос мощностью 10 кВт. Для подогрева воды придется взять агрегат с запасом по мощности – 12 или 16 кВт.

Стоимость теплового насоса зависит не только от мощности, но и от надежности и запросов производителя. Например, агрегат мощностью 16 кВт российского производства обойдется в 7000 у.е., а иностранный насос RFM 17 мощностью 17 кВт стоит порядка 13200 у.е. со всем сопутствующим оборудованием, кроме коллектора.

Следующей строкой расходов будет обустройство коллектора. Она тоже зависит от мощности установки. Например, для дома 100 м2, в котором везде установлены теплые полы (100 м2) или радиаторы отопления 80 м2, а также для подогрева воды до +40 °С объемом 150 л/час потребуется выполнить бурение скважин под коллекторы. Такой вертикальный коллектор обойдется в 13000 у.е.

Коллектор на дне водоема обойдется чуть дешевле. При таких же условиях он будет стоить 11000 у.е. Но лучше стоимость монтажа геотермальной системы уточнять в специализирующихся компаниях, она может очень сильно отличаться. Например, обустройство горизонтального коллектора для насоса мощность 17 кВт обойдется всего в 2500 у.е. А для воздушного теплового насоса коллектор не нужен вовсе.

Итого, стоимость теплового насоса 8000 у.е. в среднем, обустройство коллектора 6000 у.е. в среднем.

В ежемесячную стоимость отопления тепловым насосом входят только расходы на электроэнергию. Рассчитать их можно так – на насосе должна быть указана потребляемая мощность. Например, для вышеупомянутого насоса мощностью 17 кВт потребляемая мощность составляет 5,5 кВт/час. Всего отопительная система работает 225 дней в году, т.е. 5400 часов. С учетом того, что тепловой насос и компрессор в нем работают циклически, то расход электроэнергии необходимо уменьшить вдвое. За отопительный сезон будет потрачено 5400ч*5,5кВт/ч/2=14850 кВт.

Умножаем количество затраченных кВт на стоимость энергоносителя в Вашем регионе. Например, 0,05 у.е. за 1 кВт/час. Итого за год будет потрачено 742,5 у.е. За каждый месяц, в котором работал тепловой насос на отопление, приходится по 100 у.е. расходов на электроэнергию. Если же поделить расходы на 12 месяцев, то в месяц получится 60 у.е.

Обратите внимание, что чем меньше потребляемая мощность теплового насоса, тем меньше ежемесячные расходы. Например, есть насосы 17 кВт, которые за год потребляют всего 10000 кВт (расходы 500 у.е.). Также немаловажно, что производительность теплового насоса тем больше, чем меньше разница температур между источником тепла и теплоносителем в системе отопления. Именно поэтому говорят, что выгоднее устанавливать теплый пол и фанкойлы. Хотя стандартные радиаторы отопления с высокотемпературным теплоносителем (+65 – +95 °С) тоже можно устанавливать, но с дополнительным аккумулятором тепла, например, бойлером косвенного нагрева. Для донагрева воды в ГВС также используется бойлер.

Тепловые насосы выгодны при использовании в бивалентных системах. В дополнение к насосу можно установить солнечный коллектор, который сможет полностью обеспечивать насос электроэнергией летом, когда тот будет работать на охлаждение. Для зимней подстраховки можно добавить теплогенератор, который будет догревать воду для ГВС и высокотемпературных радиаторов.

Отопление тепловым насосом дома — преимущества и расчёт системы

Как происходит отопление дома с помощью теплового насоса какой принцип работы геотермального теплового насоса и многое другое, рассмотрим в этой статье. Вообще главное преимущество теплового насоса — это реальная возможность преобразования энергии электричества из 1 кВт в 5 кВт тепловой энергии. Энергоэффективность зависит, впрочем от многих факторов, которые рассмотрены ниже. Но как бы там ни было: заманчивая перспектива трансформации, не правда ли?

Самое главное преимущество геотермального насоса — это возможность полностью исключить необходимость использования системы отопления на газу, который на сегодняшний день достаточно дорогой. Кроме дороговизны газа, вопросы возникают и к качеству такого топлива для отопительных систем. Так что Вы, кроме цены на газ, решаете вопрос со стабильностью работы системы а также не подвергаетесь проблеме проводки газа к дому и разрешения всех официальных вопросов в подключении. Короче говоря можно выделить основные плюсы использования тепловых насосов:

Полная пожаробезопасность материалов и системы в целом
Нет необходимости в дорогостоящем подключении газа
Нет необходимости в монтаже дымохода, который зачастую бывает отдельной проблемой
Сохранение нервов, ведь полностью исключается общение с газовыми конторами
Неприхотливость в обслуживании
Надёжность — срок службы зондов в системе геотермальных насосов до 100 лет. Компрессор — 30 лет. Об этих компонентах, ниже в статье.
Небольшое потребление электроэнергии делает возможность подключение резервного питания в случае отключения электричества. Либо с помощью дизельного генератора, либо с помощью источника бесперебойного питания.
После окончательного монтажа грунтовая скважина не требует каких-то особых условий, а значит не вносит никаких изменений в ландшафтный дизайн вашего участка. Внешне никто даже знать не будет о том, что в вашем частном доме происходит отопление воздушным тепловым насосом.
Автоматика тепловых насосов работает настолько чутко, что в зависимости от малейших изменений погодных условий, способна сама изменять режим работы. Переходить с отопления на охлаждение и наоборот.
Воздушный тепловой насос для отопления не требует особых условий для установки и работает с крайне низким уровнем шума.
Главный минус в установке такой системы — цена на отопление тепловым насосом. Именно цена монтажа и системы.

Отопление тепловым насосом очень выгодно, ведь при достаточно небольшом использовании электричества, можно обеспечить дома комфортом, теплом и горячей водой. Кроме этого, летом тепловой насос для отопления дома, может служить как кондиционер, охлаждая помещения в доме. Если говорить про добавочную функцию в отоплении теплового насоса или подстраховки для твердотопливного котла, то таким образом, Вы обезопасите себя ещё и на случай отключения электричества, ведь можно подобрать полностью энергонезависимый твердотопливный котёл. Кроме всего прочего при использовании твердотопливных котлов в сочетании с отоплением частного дома тепловым насосом, вы можете быть уверены в максимальном КПД, ведь понизить качество электроэнергии нереально, а твёрдое топливо, вы можете контролировать сами.

Как работает геотермальный тепловой насос

Принцип работы теплового насоса заключается в работе геотермального контура. Такой контур забирает тепло из земли и обеспечивает температуру нагрева. При этом, нагревание не зависит от внешних погодных факторов. Как же работает геотермальный контур? В скважины, глубиной до сотни метров помещаются специальные грунтовые зонды, с помощью которых и происходит нагрев. В геотермальных скважинах температура всегда статична, независимо от поры года. Специальный рассол(пропилен-николь) греется, забирая от грунтового горизонта тепло, до 6 С°. Циркулируя по замкнутому контуру, тепло передаётся на испаритель теплового насоса. На конденсаторе, насос преобразует тепло до 60 С°. Таким образом, мы имеем температуру, готовую к нагреву непосредственно теплоносителя. Вода нагревается и подаётся по системе в дом, для использования в бытовых целях и нагрева для системы отопления. Принцип действия охлаждения, при тёплой погоде, разделяется на два типа:

Активное — компрессор в работе, но тепловой насос работает наоборот. Забирает тепло из системы отопления и передаёт температуры в грунт. Грунтовые зонды осуществляют передачу тепла уже в землю.
Пассивное — вода охлаждается в теплообменнике при выключенном компрессоре.

Важно!

Отопление тепловым насосом своими руками сделать достаточно сложно, ведь такая система отопления тепловым насосом, очень сложная с точки зрения инженерии. Как следствие в виду неправильного монтажа системы или неопытности в монтаже, даже фирма, целенаправленно занимающаяся геотермальными насосами, может наломать дров. Начиная от падения КПД, путём снижения эффективности преобразования, вплоть до неработающей системы в итоге вообще. Чаще всего фирмы “играются” с глубиной скважины, чтобы составить более демократичную смету и удешевить всю систему в целом. Конечно, цена отопления дома тепловым насосом сразу упадёт для заказчика, таким образом фирма будет иметь возможность сделать систему дешевле, но потом начнутся проблемы с эксплуатацией. Например скважины могут смерзаться, в следствие чего, тепловой насос по эффективности упадёт в разы. Как бы не пришлось ставить отопительные приборы для отогрева отопительной системы. Это ведь бред?

Также можно уменьшить цену на тепловые насосы для отопления, путём применения дешёвых зондов, которые развалятся в скором времени. Решение конечно есть: бурить новые скважины, разрушая уже готовый ландшафтный проект, но оно Вам надо? Так что лучше тщательно выбирайте качественные комплектующие и не поскупитесь купить тепловой насос для отопления подороже.
Ещё в целях экономии, в контур, заливают антифриз вместо пропилена гликоля. Это дешевле, да, но такой антифриз может отравить почву на вашем участке.

Короче говоря, обдумывая как и что сделать, не поскупитесь на нормальную, качественно сделанную, систему отопления. Стоимость отопления тепловым насосом, а именно монтажа системы, выйдет в таком случае первоначально дороже, зато Вы будете иметь работающую систему на сто лет вперед.

Тепловые насосы — расчёт отопления.

Отопление загородного дома тепловым насосом или дома в черте города, в плане расчётов зависит от многих факторов. Но всё же можно выделить общие тенденции в расчётах.
Коэффициент преобразования — определяет эффективность геотермального насоса. Этот коэффициент характеризуется соотношением полученного тепла и потраченной электроэнергией. Обычно, при правильном монтаже системы, такой коэффициент составляет около пяти. Другими словами 1 кВт потраченной электроэнергии даёт 5 кВт тепловой энергии.

Путём несложных математических махинаций можно вычислить стоимость одного кВт тепла, например с учётом тарифов в Украине. Тариф на март 2015 года составляет 30,84 коп за кВт/ч. Таким образом стоимость кВт тепла, которое произведено в системе отопления тепловым насосом, составляет около 7 копеек.

Цена на тепловой насос отопления

Что входит в стоимость теплового насоса отопления? В зависимости от фирмы-монтажника системы отопления на тепловом насосе, комплект может включать в себя по работам и комплектующим:

Скважины, бурение скважин.
Спуск зондов.
Комплектация скважин
Монтаж системы. Гребенка зондов, гидравлическая обвязка, автоматика.
Бойлер
Тепловой насос
Геотермальные зонды
Пропилен-гликоль

Тепловой насос сегодня один из основных видов альтернативного отопления дома. Конечно, стоимость геотермального отопления и системы в целом зависит от многих факторов. Это и производитель — брэнд, и мощность, и глубина бурения, возможностей в теплоотдаче у грунта и многого другого. Но если уж сильно округлить и внести в стоимость монтаж котельной, бурение нескольких, необходимых для нормальной работы скважин до 100метров, тепловой насос, зонды, обвязку, то при квадратуре дома в районе 300 метров квадратных, отопление тепловым насосом обойдётся Вам в 25 тысяч долларов. Опять-таки, стоимость очень приблизительная. Также учтите, что собрать правильно систему теплового насоса намного сложнее, чем скажем установить электрический котёл отопления. Так что желательно обратиться за подробной информацией к фирмам, которые занимаются целенаправленно монтажом таких систем отопления.

Тепловой насос для отопления дома: принцип работы

На чтение 7 мин.

Под понятием тепловой насос подразумевается совокупность агрегатов, предназначенных для накопления энергии тепла от различных источников в окружающей среде и передача этой энергии потребителям.

Для примера, подобными источниками могут быть стояки канализации, отходы различных крупных производств, выделяемое при работе тепло от различных электростанций и т.д. В итоге, источником могут выступать различные среды и тела, имеющие температуру более одного градуса.

Задача теплового насоса — преобразовать естественную энергию воды, земли или воздуха в тепловую энергию для нужд потребителя. Так как данные виды энергии постоянно самовосстанавливаются, то можно считать их безграничным источником.

Тепловой насос для отопления дома принцип работы

Принцип работы теплового насоса для отопления

Принцип работы тепловых насосов основан на возможности тел и сред отдавать свою тепловую энергию другим таким же телам и средам. По этой особенности различают различные виды тепловых насосов, в которых обязательно присутствуют поставщик энергии и её получатель.

В названии насоса на первом месте указывается источник тепловой энергии, а на втором тип носителя, которому передаётся энергия.

Тепловой насос для отопления дома

В конструкции каждого теплового насоса отопления дома выделяют 4 основных элемента:

Компрессор, предназначенный для увеличения давления и температуры пара, возникающего вследствие кипения фреона.
Испаритель, представляющий из себя бак, в котором фреон из жидкого состояния переходит в газообразное.
В конденсаторе хладагент передаёт тепловую энергию внутреннему контуру.
Посредством дроссельного клапана регулируется количество хладагента, поступающего в испаритель.

Отопление тепловым насосом воздух воздух.

Тип теплового насоса воздух воздух обозначает, что тепловая энергия будет браться из внешней среды (атмосферы) и передаваться носителю, так же воздуху.

Тепловой насос воздух воздух: принцип работы

Принцип действия данной системы основан на следующем физическом явлении: среда в жидком состоянии, испаряясь, понижает температуру поверхности, откуда происходит её рассеивание.

Для наглядности кратко рассмотрим схему работы морозильной камеры холодильника. Фреон, циркулирующий по трубкам холодильника, забирает тепло из холодильника и сам при этом нагревается. В последствие собранное им тепло передаётся во внешнюю среду (то есть в помещение в котором расположен холодильник). Затем хладагент, сжимаясь в компрессоре, снова остывает и круговорот продолжается. Воздушный тепловой насос работает по тому же принципу — забирает тепло из уличного воздуха и обогревает дом.

Конструкция агрегата состоит из следующих частей:

Внешний блок насоса представляют компрессор, испаритель с вентилятором и расширительный клапан.
Теплоизолированные медные трубки служат для циркуляции фреона
Конденсатор, с расположенным на нём вентилятором. Служит для рассеивания уже нагретого воздуха по площади помещений.

Отопление тепловым насосом воздух воздух

При работе воздушного теплового насоса при обогреве дома в определённом порядке происходят следующие процессы:

Посредством вентилятора воздух с улицы втягивается в устройство и проходит через внешний испаритель. Фреон, совершающий круговорот в системе, собирает всю энергию тепла из уличного воздуха. В следствие этого из жидкого состояния он переходит в газообразное.
В дальнейшем газообразный фреон сжимается в конденсаторе и переходит во внутренний блок.
Затем газ переходит в жидкое состояние, при этом отдавая накопленное тепло воздуху комнаты. Этот процесс происходит в конденсаторе расположенном в помещении.
Переизбыток давления уходит через расширительный клапан, а фреон в жидком состоянии уходит на новый круг.

Фреон постоянно будет забирать тепловую энергию из уличного воздуха, так как его температура всегда будет меньше. Исключением является тот случай, когда на улице сильные морозы. В таких условиях эффективность теплового насоса будет уменьшаться.

Для повышения мощности агрегата максимально увеличивают поверхности конденсатора и испарителя.

Как и у каждого сложного прибора у воздушного теплового насоса есть свои плюсы и минусы. Из плюсов стоит выделить:

1. В зависимости от потребности агрегат может повышать или понижать температуру обогрева дома.
2. Насос данного типа не засоряет окружающую среду вредными продуктами сгорания топлива.
3. Устройство легко устанавливается.
4. Воздушный насос абсолютно безопасен в плане возникновения пожара.
5. Коэффициент отдачи тепла насосом очень высок по сравнению с энергозатратами (на 1 кВт затраченной электроэнергии приходится от 4 до 5 кВт выделяемого тепла)
6. Отличаются доступной ценой.
7. Устройство удобно при использовании.
8. Система управляется автоматически.

Из минусов воздушной системы стоит упомянуть:

1. Небольшой шум, создаваемый при работе устройства.
2. Эффективность прибора зависит от температуры окружающей среды.
3. При низких уличных температурах возрастает потребление электричества. (ниже -10 градусов)
4. Система целиком зависит от наличия электричества. Проблема может быть решена установкой автономного генератора.
5. Воздушным насосом нельзя нагреть воду.

В целом приборы класса воздух-воздух идеально подойдут для обогрева деревянных домов, у которых, вследствие особенности материала, снижены естественные потери тепла.

Перед выбором воздушного насоса стоит выяснить следующие ключевые моменты:

Показатель теплоизоляции помещений.
Квадратуру всех комнат
Число людей, живущих в частном доме
Условия климата

В большинстве случаев на 10 кв. м. помещения должно приходится около 0,7 кВт мощности устройства.

Тепловые насосы для отопления дома вода вода.

При обустройстве отопительной системы в частном доме хорошо подойдут системы класса вода-вода. Помимо этого они смогут обеспечить жилище горячей водой. В качестве источников природного тепла подойдут различные водоёмы, подземные воды и т.д.

Тепловой насос вода вода

В основу работы насоса вода вода положен закон о том, что изменении агрегатного состояния (из жидкости в газ и наоборот) вещества, под воздействием различных факторов влечёт за собой высвобождение или поглощение энергии тепла.

Подобный тип насосов можно использовать для отопления дома даже при низких температурах окружающей среды, так как в глубоких слоях земли всё равно сохраняется плюсовая температура.

Тепловой насос вода вода

Принцип работы теплового насоса вода вода следующий:

Специальный насос гонит воду по медным трубкам системы из внешнего источника в установку.
В приборе вода из окружающей среды воздействует на хладагент (фреон), температура кипения которого от +2 до +3 градусов. Часть энергии тепла воды передаётся фреону.
Компрессор всасывает газообразный хладагент и сжимает его. В результате этого процесса температура хладагента ещё больше возрастает.
Затем фреон направляется в конденсатор, где и нагревает воду до необходимой температуры (40-80 градусов). Нагретая вода поступает в трубопровод отопительной системы. Здесь фреон возвращается в жидкое состояние и цикл начинается заново.

Стоит отметить, что приборы вода-вода используются для отопления дома площадью 50-150 кв.м.

Тепловой насос вода вода: принцип работы

При выборе устройства данного класса стоит обратить внимание на определённые условия:

В качестве источника энергии предпочтение следует отдать открытым водоёмам (легче монтаж труб), на расстоянии не более 100 м. К тому же глубина водоёма для более северных районов должна быть не менее 3 метров (на такой глубине вода обычно не промерзает). Трубы, подводимые к воде должны быть утеплены.
Жёсткость воды сильно влияет на работу насоса. Не каждая модель способна функционировать при высоких показателях жёсткости. Вследствие этого до приобретения устройства берётся проба воды и исходя из полученных результатов подбирается насос.
По типу работы агрегаты делятся на моновалентные и бивалентные. Первые отлично справятся с ролью основного источника тепла (вследствие своей большой мощности). Вторые могут выступать дополнительным источником обогрева.
С мощностью насоса возрастает его кпд, но в то же время и увеличивается потребление электричества.
Дополнительные возможности прибора. Например: корпус с шумоизоляцией, функция нагрева воды для бытовых нужд, автоматическое управление и др.
Для расчёта необходимой мощности прибора нужно общую площадь помещений умножить на 0,07 кВт (показатель энергии на 1 кв.м.). Эта формула действительна для стандартных помещений, с высотой не более 2,7 м.

Тепловой насос для отопления загородного частного дома, отзывы

Ни один современный дом не сможет существовать без правильно смонтированной отопительной системы. Точнее – в нем не смогут жить люди, поскольку в зимнее время достичь комфортной температуры без отопления какого-либо типа будет попросту невозможно. Именно поэтому и создаются разнообразные системы, которые способны сделать наш дом боле теплым, а нашу жизнь в нем – максимально комфортной. Справедливости ради следует сказать, что отопительная система – достаточно дорогое удовольствие. И за ее использование, а соответственно, и за тепло в доме, человек согласен платить довольно крупные суммы. Ведь никому не хочется мерзнуть.

Тепловой насос для отопления дома

Виды тепловых насосов

Но непрерывный рост цен заставляет все чаще задумываться об альтернативных источниках тепла, которые и стоят недорого, и работают хорошо. Многие скажут – так не бывает. И они не правы. На самом деле, уже довольно долго ведутся работы по созданию такого устройства, как тепловой насос для отопления дома, который способен и обогреть человека, и сэкономить ему немало средств.

Зачем придумывать что-то новое – скажут скептики. Но проблема в том, что тепловая энергия окружает человека постоянно – она дается самой природой и исходит из земли, воды и даже воздуха. Просто человек до недавнего времени не умел правильно ее собирать. Но теперь это возможно. Для этого созданы специальные тепловые насосы для отопления дома – они могут собирать энергию из окружающей среды и правильно распределять ее по дому таким образом, что в нем постоянно поддерживается наиболее комфортная температура.

На сегодняшний день существует несколько типов тепловых насосов.

Основное распределение – то, откуда тепловые насосы для отопления дома берут тепловую энергию, и куда ее отдают. Итак:

воздух-воздух;
вода-воздух;
вода-вода;
грунт-вода.

Принцип работы тепловых насосов довольно прост. Например, отопление дома тепловым насосом «грунт-вода» забирает тепловую энергию из земли. И при помощи этой энергии можно нагреть воду, которая и выступает теплоносителем, циркулируя в отопительной системе. Разумеется, тепло в такой отопительной системе накапливается постепенно – но и отдается оно тоже не все сразу.

Рекомендуем к прочтению:

Виды тепловых насосов

Недостатков тепловой насос имеет достаточно мало. В частности, одно из наибольших неудобств – энергозависимость оборудования. Ведь для циркуляции воды или для выброса потока теплого воздуха в помещение требуется дополнительное оборудование. Однако, даже учитывая то, что установка будет потреблять определенное количество киловатт, использование теплового насоса является все же весьма выгодным.

Ведь при выбросе тепловой энергии на 10-12 кВт установка потребляет всего 1 кВт электроэнергии – а таким образом, выгода становится явно заметной. Однако даже такая незначительная энергозависимость делает использование тепловых насосов недоступным в том случае, если в доме наблюдаются довольно частые перебои с электроэнергией. Конечно, если они кратковременные и довольно редкие, то решением может стать обычный мощный аккумулятор. В противном случае – владельцу дома придется искать другой способ отопления.

Схема работы теплового насоса

Одним из неудобств, с которыми сталкиваются владельцы домов, желающие установить отопление частного дома тепловым насосом, является необходимость тщательной подготовки места для установки оборудования.

В частности, насос «грунт-вода» требует обязательного наличия весьма глубокой скважины. А организовать ее на собственном придомовом участке могут не все.

Принцип работы тепловых насосов

Принцип работы современного теплового насоса разработан инженером Карно. Обогрев жилья выполняется по определенному циклу. Прежде всего, используется специальный хладагент – газ, подобный фреону. Через тончайшие капилляры он под очень высоким давлением попадает в специальную камеру. Там давление значительно меньше, чем то, которое воздействовало на газ – и благодаря этому происходит довольно быстрое испарение.

Испаряясь, газ забирает тепло у стенок испарительной камеры. В последней из камер происходит активный отбор тепла у используемого контура (водного, земляного, воздушного). После этого хладагент, который находится в парообразном состоянии, сжимается посредством применения специального компрессора. Именно в этот момент и наблюдается значительное повышение температуры газа – а сам он перемещается в специальный отсек – конденсатор. Примерная температура газа в конденсаторе – 85-125 градусов.

Рекомендуем к прочтению:

отопление частного дома тепловым насосом

Принцип работы тепловых насосов

Именно от этого тепла и происходит прогрев теплоносителя – это делается в специальном теплообменнике. А горячий теплоноситель легко перемещается по отопительной системе при помощи циркуляционного насоса. В том же конденсаторе происходит и охлаждение хладагента. А он, остывая, вновь возвращается к капиллярам. Именно таким образом цикл Карно постоянно повторяется.

Достоинства тепловых насосов

Достоинство теплового насоса состоит еще и в том, что они имеют электронный блок управления, при помощи которого можно контролировать весь процесс. Кроме того, при помощи блока можно регулировать и степень нагрева. Специальные датчики, установленные в помещении, регулярно подают на блок управления информацию о температуре. Как только она достигнет определенного уровня – работа насоса автоматически прекращается. В момент, когда температура опустится до минимального показателя – насос автоматически включается.

Современные модели тепловых насосов отличаются значительной функциональностью. То есть, с его помощью можно не только обогревать дом, но и обеспечивать его горячим водоснабжением.

Кроме того, отопление загородного дома тепловым насосом может не только нагревать, но и охлаждать помещение. Для того чтобы отопительная система работала одновременно и как охлаждающая, на самом деле, нужно не так много. В частности, понадобится просто дополнить отопление загородного дома и тепловые насосы специальным реверсивным клапаном. Таким образом, установив тепловой насос, вы получите современную климатическую установку, которая поможет поддерживать комфортную температуру в доме в течение всего года.

Конечно, многие современные пользователи отмечают единственный недостаток теплового насоса, как показывают отзывы, – его достаточно высокую стоимость. Однако следует учитывать тот факт, то приобретя и установив тепловой насос, вы больше не будете тратить средства на что-либо. То есть, вам не нужно будет приобретать большое количество топлива – а это явная экономия.

Обзор тепловых насосов для отопления

Тепловой насос — хорошая альтернатива традиционному отоплению частного дома. Прибор, используемый в течение 30 лет в странах Запада, в России еще является новинкой. Препятствием для его широкого использования являются два фактора: высокая стоимость и недостаток сведений о тепловых насосах, их преимуществах и принципах работы. Показателем практичности геотермальной системы отопления служит ее популярность на Западе. Так, тепловыми насосами в Швеции и Норвегии отапливаются около 95% домов. Предлагаем вам подробнее ознакомиться с устройством и принципами работы этого теплового оборудования, за которым, непременно, будущее.

Что такое тепловой насос?

Тепловой насос — прибор, поглощающий из окружающей среды (вода, земля, воздух) низко потенциальную тепловую энергию и передающий ее в системы теплоснабжения с более высокой температурой.

Природа вокруг нас пропитана энергией. Даже мороз обладает теплом. Энергию невозможно извлечь из окружающей среды только при температуре -273 °С. Поэтому даже в самую лютую зиму загородный дом может отапливаться за счет энергии, полученной от природы.

В зависимости от источника энергии (вода, земля, воздух), происходит модификация тепловых насосов. Однако наиболее практичным и испытанным является геотермальный тепловой насос, применяющий энергию грунта. Он идеально подходит для российских условий.

Геотермальное отопление работает по одному из трех направлений:

Сквозь специальную трубу, установленную в скважине, грунтовые воды извлекаются на поверхность земли. Они имеют определенную температуру. Проходя через теплообменник, вода передает свое тепло, за счет которого совершается прогрев дома. Затем вода возвращается в грунт, ниже по течению.
В скважину глубиной примерно 75 — 100 метров опускается резервуар с антифризом, температура которого может повышаться от окружающего грунта. Тепловой насос разгоняет антифриз и пропускает его через теплообменник. За счет этого совершается отдача тепла.
В данном случае бурение скважины не предусматривается, однако дом должен находиться рядом с крупным водоемом. Специальная магистраль в виде зондов прокладывается по дну водоема. Таким образом происходит перекачивание воды и извлечение из нее тепла. Важный нюанс — достаточная глубина водоема, которая даже зимой под толщей льда позволит сохранять до 150 сантиметров свободной воды.

Использование геотермального отопления, как и любой системы теплоснабжения, позволит не только обогреть дом, но и обеспечить горячей водой, обогреть автостоянку или теплицу, нагреть воду в бассейне

Преимущества использования теплового насоса

Экономичность. Благодаря высокому КПД системы достигается низкое энергопотребление. Из 1 кВт затраченной электроэнергии получается от 3 до 7 кВт тепловой энергии. Это больше, чем при работе любых котлов, использующих топливо.
Автономность. Работа насоса не нуждается в подаче органического топлива, поэтому нет необходимости прокладывать тепловые коммуникации.
Универсальность. В одном устройстве сочетаются одновременно системы нагрева воды, отопления и охлаждения.
Безопасность. В отличие от котлов, которые могут воспламениться или взорваться, тепловой насос является абсолютно безопасным. Он не содержит деталей, температура которых может привести к пожару. Не выделяет угарный ядовитый газ. Остановка работы не приведет к поломке или замораживанию жидкости.
Надежность. Работой насоса управляет автоматика. Обслуживание не требует специального обучения.
Долговечность. Прибор может прослужить от 20 до 50 лет. Это на порядок больше, чем у стандартных систем отопления.
Комфорт. Функционирование насоса не сопровождается колебанием температуры и влажности. Работает практически бесшумно.
Минимум площади требуется под скважину. Так как зонд находится под землей, повредить его невозможно.
Экологичность. Окружающая среда не загрязняется вредными выбросами.
Отсутствие бумажной волокиты. При монтаже не нужны согласования, как, например, при установке газового отопления.

Принцип работы теплового насоса

Работу теплового насоса можно сравнить с работой обычного холодильника. Только вместо холода аппарат вырабатывает тепло. Веществом, передающим энергию, является фреон — газ или жидкость с низкой температурой кипения. При испарении он поглощает тепло, а при конденсации — отдает его.

Тепловой насос — главный элемент системы. Его размеры не превышают габаритов средней стиральной машины, что облегчает установку прибора. Сам насос включается в два контура: внутренний и внешний.

Внутренний контур состоит из системы теплоснабжения дома (трубы и радиаторы).Внешний контур находится в воде или под землей. Он включает в себя коллектор-теплообменник и трубы, связывающие коллектор с насосом.

Тепловые насосы комплектуются различными дополнительными устройствами. Это могут быть:

коммуникационное устройство для управления системой через персональный компьютер или мобильный телефон;
блок охлаждения для локальной или центральной системы охлаждения;
дополнительный насосный блок может потребоваться для отопления полов;
циркуляционный насос необходим для циркуляции горячей воды;

Процесс работы насоса состоит из нескольких этапов:

Незамерзающая смесь подается в коллектор. Происходит поглощение тепловой энергии и транспортировка ее к насосу.
В испарителе энергия передается фреону, где он нагревается до 8 °C, закипает и превращению в пар.
При увеличении давления в компрессоре повышается температура. Она может достигать 70 °C.
Внутридомовая система отопления получает тепловую энергию через конденсатор. Фреон мгновенно охлаждается и переходит в жидкое состояние, отдавая при этом оставшееся тепло. Затем он идет обратно в коллектор. Так завершается цикл.
Далее работа повторяется по тому же принципу.

Наиболее эффективно тепловой насос функционирует при наличии в доме теплых полов. Тепло распределяется по всей площади пола равномерно. При этом отсутствуют зоны перегрева. Теплоноситель в системе редко нагревается больше 35 °C, а отопление путем нагрева полов считается наиболее комфортным при 33 °C. Это меньше на 2 °C чем при отоплении радиаторами. Отсюда возникает экономия до 18% в год от всего отопительного бюджета. Кроме того, считается, что отопление на уровне пола наиболее комфортно для проживания человека.

Система отопления может быть моновалентной и бивалентной. У моновалентных систем один источник отопления. Он полностью отвечает круглогодичной потребности в тепле. У бивалентных, соответственно, — два источника.

Отопление дома в зимний период

На территории с более суровыми климатическими условиями актуально использование бивалентной системы отопления. За счет второго источника тепла расширяется диапазон температур. Работы одного теплового насоса достаточно только до уровня температуры -20 °С. При большем ее понижении подключаются электрообогреватель, камин, жидкотопливный или газовый котел. При этом мощность теплового насоса ограничивается от максимальной зимней потребности до 70 — 80%. Недостающие 20 — 30% дает дополнительный источник тепла. Это снижает общую эффективность работы системы. Однако снижение является незначительным.

При полном переходе на отопление здания геотермальной системой (в случае, когда не планируется устанавливать дополнительно котел или электроприбор) тепловой насос применяется совместно с внутренним модулем, содержащим небольшой встроенный электронагреватель. Он поддержит прибор, когда температура окружающей среды будет ниже -20 °С.

В каких случаях использование теплового насоса является обоснованным?

Вопрос отопления загородного дома предполагает рассмотрение нескольких вариантов:

Газ. При отсутствии рядом с домом газопровода это становится невозможным. В ряде регионов купить газ можно только в баллонах.
Уголь или дрова. С ними отопление превращается в трудоемкий и малоэффективный процесс.
Жидкотопливный котел требует больших расходов на топливо и специального помещения. Особое хранение необходимо и самому топливу, что неудобно в небольшом доме.
Отопление электричеством обходится очень дорого.

В таком случае на помощь приходит геотермальная система отопления. Ее используют даже там, где доступен газ. Установка теплового насоса дороже установки оборудования для отопления газом. Однако, газ в дальнейшем придется оплачивать постоянно, в отличие от энергии, взятой из окружающей среды.

Окупаемость теплового насоса сложно выразить в усредненном числовом значении. Все зависит от его начальной стоимости. Суть установки такого отопления сводится к перспективе. Хотя количество потребляемой электроэнергии — в 3−5 раз меньше, чем у других систем отопления, все же необходимо подсчитать в денежном эквиваленте все энергозатраты за год и сравнить их со стоимостью системы, ее монтажа и эксплуатации.

Достигнуть максимальной эффективности применения теплового насоса можно при соблюдении двух важных условий:

Отапливаемое здание должно быть утепленным, а показатель теплопотерь не должен превышать 100 Вт/м2. Существует прямая связь между тем, как утеплен дом и тем, насколько выгодно будет установка теплонасоса.
Подключение теплового насоса к низкотемпературным источникам обогрева (конвекторам, теплым полам), температурный режим которых колеблется между 30 — 40 °C.

Итак, тепловой насос станет неплохой альтернативой традиционным способам отопления. Прибор гарантирует экономичность и полную безопасность. Владельцу, после установки геотермальной системы отопления, не придется зависеть от различных внешних факторов, как, например, перебои с газоснабжением или вызовом сервисной службы. Энергия, взятая из окружающей среды, не требует оплаты и не исчерпывается.

В соответствии с прогнозами Мирового комитета по энергетике в 2020 г. геотермальные насосы составят три четверти всего отопительного оборудования.

Практика применения тепловых насосов: видео

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Тепловые насосы для отопления дома своими руками, принцип действия

Наличие отопления и горячей воды в загородном доме, неотъемлемая составляющая комфорта и удобства. Чаще всего, получаем мы это тепло с помощью специальных электрических приборов, при этом стоимость электричества с каждым годом неуклонно растет. Есть ли выход из этой ситуации? Можно ли получать тепло иным способом, при этом используя только окружающую среду? Ответ — можно! Для этого существуют специализированные системы — тепловые насосы для отопления дома.

Тепловой насос — это оборудование, которое забирает тепло из любого источника окружающей среды, выше определенной температуры, пропускает через несколько циркуляционных контуров, и подает в систему отопления дома уже горячее вещество (может быть воздух или воды, подробнее читайте ниже о видах).

В отличии от других электрических обогревателей, энергия тратится не на обогрев, а только на перекачку тепла. Таким образом, получаем солидную экономию электроэнергии. Для сравнения, тепловые насосы потребляют примерно на 80% меньше электричества, чем, например, те же электрические котлы.

Принцип работы теплового насоса

Для многих данного рода системы отопления кажутся чрезмерно сложными и дорогими, но на самом деле с системой, подобной тепловому насосу мы встречаемся почти каждый день. Обычный домашний холодильник — это разновидность теплового насоса, только работающего в обратную сторону, то есть на охлаждение. Тепло из морозильной камеры забирается, нагревает хладагент, который затем циркулирует в радиаторе на задней стенке, поэтому стенки холодильника часто теплые или горячие.

Устройство

Основными узлами теплового насоса являются:

компрессор;
теплообменник;
управляющий модуль.

Наиболее важную функцию в передаче тепла, выполняет именно компрессор, поэтому подробнее разберем принцип его работы. Как правило, в тепловых насосах устанавливаются спиральные компрессоры. Внутри такого компрессора установлены 2 спиралевидные пластины, одна из которых жестко закреплена, а другая подвижна. Подвижная пластина находится между витками неподвижной.

Принцип сжатия спирального компрессора заключается в том, что между пластинами попадает несжатый воздух, подвижная пластина совершает колебания, похожие на круговые, и тем самым постепенно сгоняя попавший воздух к центру спирали, соответственно объем, в котором было первоначальное количество воздуха уменьшается и тем самым температура воздуха увеличивается.

Принцип действия теплового насоса для отопления дома

теплоноситель циркулирует по контуру, который контактирует с окружающей средой, будь это вода, почва или воздух, и забирает некоторое количество тепла;
после прохождения внешнего контура, теплоноситель попадает в теплообменник, который еще называется испарителем. Теплообменник заполнен хладагентом, который преобразуется из жидкого состояния в газообразное, по средствам высокого давления, при этом температура в испарителе должна быть -5 С;
после испарителя хладагент в газообразном состоянии переходит в компрессор, где под действием высокого давления (сжатия), температура его возрастает;
далее, уже нагретый газ попадает во второй теплообменник, который называется конденсатор, где теплом обмениваются: нагретый ранее газ и хладагент, циркулирующий по внутреннему контуру (который, как правило, уже является системой отопления дома). Подача тепла в отопительную систему регулируется специальным редукционным клапаном. С помощью этого клапана давление понижается, хладогент остывает и цикл начинается снова.

Что может быть источником тепла?

Источником тепла для теплового насоса может быть любой объект с температурой более 1 С, например:

незамерзающий грунт на глубине;
вода в рекфе или озере под льдом;
вода из скважины.

Этого вполне достаточно для того, чтобы на выходе получить нагрев в 60 С.

Виды тепловых насосов

Тепловые насосы подразделяют на несколько видов, характеризуется разделение способом забора тепла из окружающей среды:

грунт-вода. Первый параметр характеризует способ оборудования внешнего контура в окружающей среде, а второй характеризует устройство внутренней системы отопления. В данном случае, под землей находится закрытый контур, а внутренний контур в доме наполнен водой. Данный вид относится к геотермальному отоплению дома (принцип работы);
вода-вода. Забор тепла производит из озера,реки или скважины;
вода-воздух. Отопление дома будет происходить за счет циркуляции горячих воздушных потоков;
воздух-воздух. Тепло воспроизводится из теплых воздушных масс.

Чаще всего используется вариант вода-вода.

Поскольку удобнее производить забор тепла из источника (как правило, скважина).

Вид грунт-вода имеет множество недостатков.

Недостатки заключаются в том, что внешний контур прокладывается под землей на достаточно большой площади. Соответственно, на площади, под которой находится контур, запрещено возводить постройки, вести земляные работы и прочие действия, способные повредить или вывести из строя внешний контур.

Преимущества и недостатки

Устанавливая тепловой насос в загородном доме, вы получаете следующие преимущества:

значительную экономию электроэнергии;
комфорт, поскольку тепловой насос оснащен климат-контролем, с возможностью регулирования температуры, а также немаловажным фактором является то, что насос работает без постоянного участия человека;
экологичность. Во время работы теплового насоса не выделяются никакие вредные вещества;
безопасность. Все процессы, протекающие в цикле насоса, не являются пожаро- или взрывоопасными.

К недостаткам можно отнести:

высокую стоимость. Окупаемость среднестатистического теплового насоса происходит в течение 5-7 лет, поэтому он будет полезен, если вы рассчитываете на долгосрочную перспективу;
возможные ограничения по насаждениям и строительстве на участке;
тепловой насос требует тщательно утепленного дома.

Тепловой насос своими руками

Многие владельцы загородных домов, обращая внимание на высокую стоимость оборудования, задаются вопросом, можно ли сделать тепловые насосы для отопления дома своими руками? С одной стороны, сделать такой насос можно, но вопрос в том, насколько такое оборудование будет надежным и качественным.

Необходимо учитывать, что оборудование состоит из множества высокотехнологичных частей, таких как компрессор, испаритель, конденсатор, различных клапанов и устройства, регулирующего температуру и работу клапанов, иными словами компьютер по управления насосом.

компрессор так или иначе вам придется приобретать в магазине;
в случае конденсатора, можно использовать емкость (бак) из нержавеющей стали. Внутри которого, необходимо разместить змеевик из медной трубы (бак разрезается пополам, монтируется змеевик и заваривается бак). Желательно выбирать трубы с более толстыми стенками, также необходимо предусмотреть выходы труб из бака для подключения к внутреннему контуру отопления дома;
для испарителя подойдет пластиковая емкость, например, пластиковая бочка. В ней также нужно разместить змеевик и подготовить выходы из обычных сантехнических труб;
подготовив внутренние и внешние контуры циркуляции из труб, можно спаивать трубы и заправлять систему хладагентом.

Экономия

Безусловно, при покупке и монтаже теплового насоса придется потратить достаточно большую цену. Срок окупаемости составит несколько лет, но затем экономичность данного оборудования будет только радовать владельца.

Например, для отопления дома, площадью 80 м2 с помощью электрических котлов, понадобиться 4 кВт электроэнергии, в то время, как тепловой насос затратит лишь 1 кВт.

Отопление на основе тепловых насосов

Отопление дома на основе тепловых насосов
Наличие отопления и горячей воды в загородном доме, неотъемлемая составляющая комфорта и удобства. Чаще всего, получаем мы это тепло с помощью специальных электрических приборов, при этом стоимость электричества с каждым годом неуклонно растет. Есть ли выход из этой ситуации? Можно ли получать тепло иным способом, при этом используя только окружающую среду? Ответ — можно! Для этого существуют специализированные системы — тепловые насосы для отопления дома.
Тепловой насос — это оборудование, которое забирает тепло из любого источника окружающей среды, выше определенной температуры, пропускает через несколько циркуляционных контуров, и подает в систему отопления дома уже горячее вещество (может быть воздух или воды, подробнее читайте ниже о видах).
В отличии от других электрических обогревателей, энергия тратится не на обогрев, а только на перекачку тепла. Таким образом, получаем солидную экономию электроэнергии. Для сравнения, тепловые насосы потребляют примерно на 80% меньше электричества, чем, например, те же электрические котлы.
Принцип работы теплового насоса
Для многих данного рода системы отопления кажутся чрезмерно сложными и дорогими, но на самом деле с системой, подобной тепловому насосу мы встречаемся почти каждый день. Обычный домашний холодильник — это разновидность теплового насоса, только работающего в обратную сторону, то есть на охлаждение. Тепло из морозильной камеры забирается, нагревает хладагент, который затем циркулирует в радиаторе на задней стенке, поэтому стенки холодильника часто теплые или горячие.
Как устроен тепловой насос?
Основными узлами теплового насоса являются:
компрессор;
теплообменник;
управляющий модуль.

Наиболее важную функцию в передаче тепла, выполняет именно компрессор, поэтому подробнее разберем принцип его работы. Как правило, в тепловых насосах устанавливаются спиральные компрессоры. Внутри такого компрессора установлены 2 спиралевидные пластины, одна из которых жестко закреплена, а другая подвижна. Подвижная пластина находится между витками неподвижной.

Принцип сжатия спирального компрессора заключается в том, что между пластинами попадает несжатый воздух, подвижная пластина совершает колебания, похожие на круговые, и тем самым постепенно сгоняя попавший воздух к центру спирали, соответственно объем, в котором было первоначальное количество воздуха уменьшается и тем самым температура воздуха увеличивается.
Принцип действия теплового насоса для отопления дома
Теплоноситель циркулирует по контуру, который контактирует с окружающей средой, будь это вода, почва или воздух, и забирает некоторое количество тепла;
После прохождения внешнего контура, теплоноситель попадает в теплообменник, который еще называется испарителем. Теплообменник заполнен хладагентом, который преобразуется из жидкого состояния в газообразное, по средствам высокого давления, при этом температура в испарителе должна быть -5 С;
После испарителя хладагент в газообразном состоянии переходит в компрессор, где под действием высокого давления (сжатия), температура его возрастает;
Далее, уже нагретый газ попадает во второй теплообменник, который называется конденсатор, где теплом обмениваются: нагретый ранее газ и хладагент, циркулирующий по внутреннему контуру (который, как правило, уже является системой отопления дома). Подача тепла в отопительную систему регулируется специальным редукционным клапаном. С помощью этого клапана давление понижается, хладогент остывает и цикл начинается снова.

Что может быть источником тепла?
Источником тепла для теплового насоса может быть любой объект с температурой более 1 С, например:
незамерзающий грунт на глубине;
вода в рекфе или озере под льдом;
вода из скважины.
Этого вполне достаточно для того, чтобы на выходе получить нагрев в 60 С.

Виды тепловых насосов

Тепловые насосы подразделяют на несколько видов, характеризуется разделение способом забора тепла из окружающей среды:
грунт-вода. Первый параметр характеризует способ оборудования внешнего контура в окружающей среде, а второй характеризует устройство внутренней системы отопления. В данном случае, под землей находится закрытый контур, а внутренний контур в доме наполнен водой.
вода-вода. Забор тепла производит из озера,реки или скважины;
вода-воздух. Отопление дома будет происходить за счет циркуляции горячих воздушных потоков;
воздух-воздух. Тепло воспроизводится из теплых воздушных масс.
Чаще всего используется вариант вода-вода. Поскольку удобнее производить забор тепла из источника (как правило, скважина).
Вид грунт-вода имеет множество недостатков. Недостатки заключаются в том, что внешний контур прокладывается под землей на достаточно большой площади. Соответственно, на площади, под которой находится контур, запрещено возводить постройки, вести земляные работы и прочие действия, способные повредить или вывести из строя внешний контур.
Преимущества и недостатки
Устанавливая тепловой насос в загородном доме, вы получаете следующие преимущества:
значительную экономию электроэнергии;
комфорт, поскольку тепловой насос оснащен климат-контролем, с возможностью регулирования температуры, а также немаловажным фактором является то, что насос работает без постоянного участия человека;
экологичность. Во время работы теплового насоса не выделяются никакие вредные вещества;
безопасность. Все процессы, протекающие в цикле насоса, не являются пожаро- или взрывоопасными.

К недостаткам можно отнести:
высокую стоимость. Окупаемость среднестатистического теплового насоса происходит в течение 5-7 лет, поэтому он будет полезен, если вы рассчитываете на долгосрочную перспективу;
возможные ограничения по насаждениям и строительстве на участке;
тепловой насос требует тщательно утепленного дома.
Экономия

Безусловно, при покупке и монтаже теплового насоса придется потратить достаточно большую цену. Срок окупаемости составит несколько лет, но затем экономичность данного оборудования будет только радовать владельца.

Тепловые насосы или центральное отопление?
Всего несколько десятилетий назад киви просто признали, что во многих комнатах в их домах зимой будет холодно.
Как известно любому, кто жил в Великобритании, кажется странным, что мы приняли это как норму, и только в последние годы это начало меняться.
Сегодня современные дома имеют намного лучшую теплоизоляцию и имеют двойное остекление. И все чаще встречаются новые дома со встроенными системами отопления.

ЦЕНТРАЛЬНОЕ ОТОПЛЕНИЕ NZ
Даже центральное отопление может поддерживать тепло в зонах циркуляции.
Модернизация систем отопления для обогрева всего дома также распространена, поскольку мы признаем пользу для здоровья от теплого дома.
Но какая система лучше всего подходит для вашего дома? Хотя мы можем говорить о плюсах и минусах каждой системы, сравнение текущих затрат не так просто. Есть так много переменных, это как сравнивать яблоки с грушами.
Управление по энергоэффективности и энергосбережению (EECA) говорит, что системы центрального отопления, как правило, предназначены для дома, поэтому очень сложно обобщить текущие расходы.«Расчеты довольно сложные», — сказал представитель.

HRV
HRV тепловые насосы также можно использовать для охлаждения воздуха.
ТЕПЛОВЫЕ НАСОСЫ
Популярность тепловых насосов возросла, поскольку они имеют двойное назначение — они могут обогревать ваш дом зимой и охлаждать его летом. Они также относительно просты в установке и имеют низкие эксплуатационные расходы при правильном использовании.
EECA Energywise устанавливает эксплуатационные расходы теплового насоса в диапазоне от 3 до 16 центов за единицу (кВтч) произведенного тепла.Электрический нагреватель стоит от 19 до 40 центов за единицу.

BRIVIS / RINNAI
Система центрального отопления с газовым каналом распределяет теплый воздух, куда бы вы его ни хотели.
Если у вас система с одним сплит, вам понадобится отдельный тепловой насос для каждой комнаты, что, в свою очередь, влечет за собой отдельную коробку для каждой комнаты снаружи вашего дома. В качестве альтернативы, вы можете выбрать тепловой насос с несколькими разъемами, где один наружный блок обслуживает несколько внутренних блоков.
«Некоторые тепловые насосы намного эффективнее других», отмечает Energywise. «Ищите табличку с рейтингом энергопотребления — чем больше звезд, тем выше энергоэффективность.
» Более того, некоторые тепловые насосы изо всех сил пытаются работать при низких температурах наружного воздуха чуть выше точки замерзания. Если вы живете в более прохладном климате, спросите своего поставщика, хорошо ли работает тепловой насос при низких температурах, и рассчитайте его для помещения, которое вы хотите обогреть. «
HRV говорит, что высокостенный тепловой насос Пакет на три номера по цене от $ 5997 (включая GST).Многофункциональный вариант с несколькими тепловыми насосами с высокой стенкой, подключенными к одному наружному блоку, стоит от 6 699 долларов США (включая GST). Несмотря на то, что каждый блок имеет собственный пульт дистанционного управления и может управляться через приложение для смартфона, в каждой комнате должна быть одинаковая температура, поскольку имеется только один наружный блок.
ЦЕНТРАЛЬНОЕ ОТОПЛЕНИЕ DUCTED
Это невидимая, в основном неконтролируемая форма (в основном) газового обогрева, при которой теплый воздух направляется в отверстия в каждой комнате.
Газовые печи с каналом поставляются с различными номинальными показателями энергоэффективности, что, в свою очередь, влияет на эксплуатационные расходы.
Брайан Роуэн, менеджер по центральному отоплению Rinnai, говорит, что системы подачи воздуха, работающие на газе, такие как Brivis, работают, всасывая холодный воздух из дома, нагревая его и возвращая обратно в дом. «Это означает, что он особенно подходит для старых вилл с высокими потолками, где любит собираться теплый воздух — холодный воздух, находящийся внизу, вытягивается, и теплый воздух поступает в комнату.»
» Он может обогревать дом в считанные минуты, а это значит, что вы можете оставить его на длительное время, когда вас нет дома. Домовладельцы просто платят за то, что им нужно, когда им это нужно. Тепло не нужно хранить. «
Роуэн говорит, что цены на установку зависят от размера печи, но обычно колеблются от примерно 8000 долларов за систему, которая подходит для небольшой дом с тремя спальнями, от 10 000 до 15 000 долларов за большую печь, которая может обогревать дом площадью 350 квадратных метров ».
HRV предлагает системы центрального отопления и кондиционирования воздуха, работающие от теплового насоса, по цене от 9 399 долларов США (включая GST).
ЦЕНТРАЛЬНОЕ ОТОПЛЕНИЕ С РАДИАТОРАМИ
С помощью этой системы вода нагревается дизельным котлом, газовым котлом или тепловым насосом с заземлением и циркулирует через изолированные трубы в радиаторы в каждой комнате. Нагретая вода также может циркулировать для обеспечения подогрева пола и для подогрева вешалок для полотенец.
В Новой Зеландии это популярный выбор для домовладельцев в холодном климате, и, как и во всех системах, он работает лучше всего, если ваш дом хорошо утеплен и не вычурный.
Люк Мерриуэзер из Центрального отопления Новой Зеландии говорит, что обогрев каждой комнаты не только превращает дом, но и меняет жизнь. «Это означает, что члены семьи не просто сидят на корточках в одной комнате — они могут продолжать заниматься своими обычными делами круглый год. «
Мерриуэзер говорит, что центральное отопление в старом доме может устранить до 80 процентов проблем с конденсацией, потому что воздух осушает.
Стоимость установки дома с четырьмя спальнями с двумя жилыми зонами составляет от 13 000 до 18 000 долл. США с газовым котлом и от 18 000 до 23 000 долл. США с дизельным котлом, который используется в большинстве домов на Южном острове.
А эксплуатационные расходы? «Мы можем отапливать весь дом по цене двух тепловых насосов», — говорит Мерриуэзер.
Типичный дом с четырьмя спальнями и двумя жилыми зонами с радиаторами, нагреваемыми водой, подогреваемой природным газом, будет стоить около 225 долларов в месяц.Эти расходы основаны на двух жилых помещениях с подогревом до 21 градуса (C) и двух спальнях с подогревом до 18 градусов (C) в течение шести-восьми часов в день.
Все системы, упомянутые здесь, могут управляться центральным блоком, и большинство из них являются программируемыми. Во всех случаях можно сэкономить, опустив термостат на один-два градуса.
Как работает тепловой насос | HVAC
Воздушный тепловой насос использует передовые технологии и цикл охлаждения для обогрева и охлаждения вашего дома. Это позволяет тепловому насосу обеспечивать круглогодичный комфорт в помещении — независимо от сезона.
Тепловой насос в режиме кондиционирования воздуха
При правильной установке и эксплуатации тепловой насос может помочь поддерживать прохладную и комфортную температуру, одновременно снижая уровень влажности в вашем доме.
Теплый воздух изнутри вашего дома подается в воздуховод с помощью моторизованного вентилятора.
Компрессор циркулирует хладагент между внутренним испарителем и наружными конденсаторными блоками.
Воздух в помещении с теплым воздухом затем поступает к вентилятору воздуха, а хладагент перекачивается из змеевика внешнего конденсатора в змеевик внутреннего испарителя. Хладагент поглощает тепло при прохождении через воздух в помещении.
Этот охлажденный и осушенный воздух затем пропускается через соединительные каналы внутри помещений к вентиляционным отверстиям по всему дому, понижая температуру внутри.
Цикл охлаждения снова продолжается, предоставляя последовательный метод, чтобы держать вас в прохладе.

Тепловой насос в режиме обогрева
Тепловые насосы уже много лет используются в местах, где обычно бывают более мягкие зимы. Однако технология теплового насоса с воздушным источником продвинулась вперед, что позволяет использовать эти системы в районах с длительными периодами температур ниже нуля.
Тепловой насос может переключаться из режима кондиционирования воздуха в режим обогрева путем изменения цикла охлаждения, в результате чего внешняя катушка функционирует как испаритель, а внутренняя катушка — как конденсатор.
Хладагент протекает через замкнутую систему холодильных линий между наружным и внутренним агрегатом.
Несмотря на то, что наружная температура холодная, достаточное количество тепловой энергии поглощается наружным воздухом змеевиком конденсатора и выделяется внутри змеевиком испарителя.
Воздух изнутри вашего дома попадает в воздуховод с помощью моторизованного вентилятора.
Хладагент перекачивается из внутренней катушки во внешнюю, где он поглощает тепло из воздуха.
Этот нагретый воздух затем пропускается через соединительные каналы к вентиляционным отверстиям по всему дому, повышая внутреннюю температуру.
Цикл охлаждения снова продолжается, предоставляя последовательный метод, чтобы держать вас в тепле.

Детали теплового насоса

Чтобы получить лучшее представление о том, как воздух нагревается или охлаждается, полезно немного узнать о деталях, составляющих систему теплового насоса. Типичная система теплового насоса с воздушным источником представляет собой систему с разделением или двумя частями, которая использует электричество в качестве источника энергии.Система содержит наружный блок, который похож на кондиционер и внутренний кондиционер воздуха. Тепловой насос работает в сочетании с воздушным регулятором для распределения теплого или холодного воздуха во внутренние помещения. Помимо электрических компонентов и вентилятора, в систему теплового насоса входят:
Компрессор: Перемещает хладагент через систему. Некоторые тепловые насосы содержат спиральный компрессор. По сравнению с поршневым компрессором спиральные компрессоры работают тише, имеют более длительный срок службы и обеспечивают более теплый воздух на 10–15 ° F в режиме обогрева.
Плата управления: Управляет работой системы теплового насоса в режиме охлаждения, обогрева или размораживания.
Катушки: Конденсатор и испарительная катушка нагревают или охлаждают воздух в зависимости от направленного потока хладагента.
Хладагент: Вещество в холодильных линиях, которое циркулирует через внутренний и наружный блоки.
Реверсивные клапаны: Измените поток хладагента, который определяет, охлаждается или обогревается ваше внутреннее пространство.
Термостатические расширительные клапаны: Регулируйте поток хладагента так же, как клапан крана регулирует поток воды.
Аккумулятор: Резервуар, который регулирует заправку хладагентом в зависимости от сезонных потребностей.
Холодильные линии и трубы: Подсоедините внутреннее и внешнее оборудование.
Тепловые полосы: Электрический нагревательный элемент используется для вспомогательного тепла. Этот добавленный компонент используется для добавления дополнительного тепла в холодные дни или для быстрого восстановления после снижения температуры.
Воздуховоды: Служите в качестве воздушных туннелей к различным местам внутри вашего дома.
Термостат или система управления: Устанавливает желаемую температуру

,
Повышение эффективности благодаря тепловым насосам, работающим в тандеме
Наше предыдущее обновление охватывало некоторые аспекты ограждающих конструкций здания, что позволило нам снизить ежегодную потребность в отоплении примерно до стандарта пассивного дома, равного 15 кВтч на квадратный метр. Windows являются частью этого, но они также являются частью нашей стратегии энергоэффективности.
Дом расположен на южной стороне, чтобы максимизировать пассивное солнечное тепло, поэтому мы разработали и выбрали окна, чтобы максимально использовать это преимущество.
Стеклопакеты на севере, востоке и западе имеют значение R 8,4, но намеренно только R 6,4 на юге, из-за различных покрытий с низким E. Покрытия с низким Е снижают тепловые потери, но также уменьшают прирост тепла. Пожертвовав 30% значения изоляции на южной стороне, мы смогли увеличить количество пассивного прироста тепла, которое мы получили бы на 80%.
В домах, которые работают с таким уровнем эффективности, бытовая горячая вода становится крупнейшим потребителем энергии.Чтобы справиться с этим, у нас есть два тепловых насоса, которые вместе будут резко снижать спрос.
A Mitsubishi ‘Mr. Slim ‘сплит тепловой насос обеспечит тепло в доме; у нас также есть водонагреватель с тепловым насосом от AO Smith. Мистер Слим работает эффективно до -25 градусов Цельсия при соотношении потребления 3: 1, что означает 3 единицы тепла на единицу энергии в году.
Это в три раза эффективнее, чем стандартный электрический обогреватель плинтуса, который предлагает вам только соотношение 1: 1.Водонагреватель Voltex от AO Smith — это тепловой насос типа «воздух-вода», который отбирает тепло из воздуха для выработки горячей воды, поэтому зимой, чтобы соотношение 3: 1 первого теплового насоса передавалось водонагревателю.
И чем больше «свободного» тепла у вас есть зимой (солнечная энергия и общая занятость), тем эффективнее оно становится. Летом он действует как кондиционер, в то время как он извлекает тепло из воздуха для выработки горячей воды, таким образом давая вам «бесплатную» горячую воду, поскольку вместо отвода тепла из вашего дома, как это делают большинство кондиционеров, он сохраняется в форме бытовой горячей воды.
Поскольку 2/3 массового потребления энергии в доме обычно является результатом отопления, с помощью нашей ограждающей конструкции мы смогли уменьшить это примерно до 10 процентов от того, что требуется большинству новых домов. Помимо этого, следующим большим скачком в эффективности является снижение внутренних нагрузок. Тепловые насосы — отличный способ сделать это, особенно с горячей водой.
Наша комбинация тепловых насосов вместе удивительно доступна по цене, и она значительно сократила общее потребление энергии, необходимое для работы дома.
У нас также есть страница руководства по водонагревателю гибридного электрического теплового насоса типа воздух-вода, которая использует эту эффективность и значительно сокращает энергию, необходимую для удовлетворения потребностей в горячей воде для бытовых нужд.
Связанные темы с , как хорошо работают тепловые насосы В домах LEED или Passive House :
,
Тепловые насосы в Великобритании: типы, цены, поставщики (2020)
Почему тепловые насосы являются эффективным решением для вашего дома?
С ростом популярности возобновляемых источников энергии тепловые насосы стали эффективными альтернативами ископаемому топливу и могут значительно снизить ваши коммунальные платежи на или, что еще лучше, заставят вас зарабатывать деньги на RHI для тепловых насосов.
Тепловой насос, проще говоря, представляет собой устройство, которое передает тепло от источника (такого как тепло почвы в саду) в другое место (например, систему горячего водоснабжения дома).Чтобы сделать это, тепловые насосы, в отличие от котлов, потребляют небольшое количество электроэнергии, но они часто достигают с эффективностью 200-600% , так как количество выделяемого тепла заметно выше, чем потребляемая энергия.
При рассмотрении вопроса о покупке теплового насоса необходимо учитывать множество факторов, например, местонахождение вашего дома и хотите ли вы, чтобы они нагревали бытовую горячую воду или обеспечивали отопление . Другие аспекты, такие как поставщик теплового насоса и ваш бюджет, также влияют на тип системы: источник воздуха, наземный источник или источник воды.
Если это звучит интересно для вас, но вы чувствуете себя перегруженными вариантами, мы будем рады помочь вам. Читайте дальше, чтобы узнать больше о различных типах или , заполнив контактную форму выше, и мы предоставим вам до 4 цитаты на тепловые насосы, которые лучше всего подходят для вашего дома. Эта услуга бесплатно, и без каких-либо обязательств .
Расходы на тепловые насосы и финансовые преимущества в Великобритании
Тепловые насосы
не являются дешевыми инвестициями для вашего дома в краткосрочной перспективе, но они имеют много долгосрочных преимуществ. эксплуатационных расходов тепловых насосов довольно низки , особенно по сравнению с различными электрическими, масляными и газовыми котлами.
Более того, вы не только ежемесячно экономите на счетах за электроэнергию, но и такие устойчивые решения также получают финансовую поддержку со стороны британского правительства. Если вы подаете заявление на так называемый стимул для возобновляемой жары (RHI), вы будете получать оплату за каждую единицу энергии, произведенную в общей сложности в течение 7 лет.
Ваш выбор теплового насоса зависит не только от вашей собственности, но и от вашего бюджета.Некоторые типы дешевле, чем другие, и платежи RHI также отличаются, как показано в таблице ниже.
Цена и оплата RHI различных типов тепловых насосов
Тип Ценовой диапазон платежей RHI * (п / кВтч)
Первый тепловой тепловой насос £ 20 000– 40 000 £ 20,89р
Воздушный тепловой насос £ 8 000– £ 18 000 10.71р
Водяной тепловой насос £ 20 000– 32 000 £ 20,89р
* Указанные тарифы RHI определяются Ofgem на период с 1 апреля 2019 г. по 31 марта 2020 г.
Отказ от ответственности: Указанные выше диапазоны цен являются отражением объективных исследований наших поставщиков тепловых насосов. GreenMatch не может гарантировать, что это самые низкие цены, которые вы можете найти.Однако мы уверены, что вы получите приятные впечатления от покупки, используя наши надежные, сертифицированные монтажники тепловых насосов.
Какие плюсы и минусы тепловых насосов?
Тепловые насосы извлекают свободное тепло из почвы, окружающего воздуха или водоема. Затем это тепло передается для домашнего использования с помощью электрического компрессора. Этот компрессор, однако, потребляет значительно меньше энергии , чем котел. В результате, тепловой насос обеспечивает почти бесплатное отопление для вашего дома.
Преимущества
Хотя они могут быть значительными инвестициями для многих домашних хозяйств, преимущества тепловых насосов многочисленны:
Правительство помогает домовладельцам, которые хотели бы использовать экологически безопасное решение для отопления, с стимулом для возобновляемого тепла (RHI), согласно которому вы можете получать платежи за каждый кВтч выработанной энергии.
Благодаря низким эксплуатационным расходам , вы можете сэкономить до 1350 фунтов стерлингов в год на тепловых насосах по сравнению с обычными вариантами отопления.Следовательно, в течение нескольких лет ваши инвестиции возвращаются, и вы начинаете зарабатывать деньги.
Они требуют небольшого технического обслуживания. : все, что необходимо, — это ежегодная проверка, которую вы также можете проводить, и проверка сертифицированным специалистом каждые 3–5 лет.
Срок службы тепловых насосов в среднем составляет от 14 до 15 лет . Однако качественные устройства могут прослужить до 50 лет.
Они не только лучше для окружающей среды благодаря их низкому энергопотреблению, но они также делают ваш дом более безопасным , устраняя необходимость в газовых трубах и масляных баках.
Наконец, что не менее важно, многие тепловые насосы способны полностью изменить процесс сбора тепла, таким образом, обеспечивает охлаждение для вашего дома в течение лета.
Недостатки
Однако существуют также определенные недостатки, связанные с тепловыми насосами:
Первоначальные расходы довольно высоки. Тем не менее, вы должны рассматривать это как инвестиции: благодаря низким эксплуатационным расходам и RHI, тепловые насосы легко приносят прибыль в долгосрочной перспективе.
Они могут быть сложными в установке — особенно это касается наземных тепловых насосов, для которых установка зависит от местной геологии, и ваш сад становится строительной площадкой.
Тепловые насосы являются наиболее эффективными при использовании в сочетании с напольным отоплением или, в качестве альтернативы, с большими радиаторами. Если в вашем доме установлена более старая радиаторная система, замена радиаторов может оказаться дорогостоящей.
Существуют также экологические проблемы, касающиеся хладагента , используемого в трубопроводной системе.Однако в обычных условиях специальная жидкость никогда не должна выходить из трубопровода.
Какие бывают типы тепловых насосов?
Существуют различные типы в зависимости от источника тепла и его использования в вашем доме. В то время как все типы тепловых насосов стоят инвестиций в Великобритании, ваш выбор зависит от двух вещей:
Если вы хотите, чтобы тепло было извлечено из почвы (которая требует выкапывания вашего сада для прокладки труб под ним), из окружающего воздуха (который требует небольшого пространства, но вентилятор постоянно выделяет небольшое количество шум), или из водоемов (если у вас есть в наличии рядом с вашим домом).
Хотите ли вы, чтобы тепло использовалось для горячей воды для бытового потребления и обычного отопления для отопления с использованием радиаторов или напольного отопления, или вы предпочитаете отопление дома с помощью вентиляции с помощью нагреваемого воздуха (аналогично тому, как кондиционер будет охлаждать помещение ).
Когда источником тепла является почва, мы говорим о наземных источниках тепловых насосов. Аналогичным образом, те, которые используют окружающий воздух или массу воды, называются источниками воздуха, и источниками воды, тепловыми насосами, соответственно.Эти зонтичные термины могут быть разбиты в зависимости от приложения.
Узнайте больше о конкретных типах тепловых насосов ниже:
Наземный источник или геотермальные тепловые насосы , в большинстве случаев, используются для нагрева воды. С помощью дополнительных элементов системы можно использовать вентиляцию с подогревом воздуха с геотермальными системами, но гораздо чаще использовать ее для обычных радиаторов и напольного отопления.
Тепловые насосы как для подачи воздуха, так и для подачи воды можно использовать для нагрева воды, а также воздуха в помещении в вашем доме.При использовании для нагрева воды мы имеем в виду тепловых насосов типа воздух-вода и тепловых насосов типа вода-вода. Водяные, воздушно-отопительные системы называются жидкостными тепловыми насосами, которые являются своего рода специальными продуктами. Вентиляция горячим воздухом обычно обеспечивается воздушно-воздушными тепловыми насосами . Последний также может быть изменен и использован для охлаждения вашего дома — однако, он не имеет права на RHI.
Что такое наземный тепловой насос (GSHP)?
Существует множество наземных тепловых насосов.GSHP можно подразделить на вертикальных и горизонтальных систем и открытых и закрытых систем. Различные варианты влияют на цены наземных тепловых насосов.
Системы с открытой петлей
Несмотря на то, что системы с открытым контуром называют грунтовым тепловым насосом, они закачивают грунтовые воды из глубины почвы, а затем, извлекая из нее тепло, откачивают воду обратно. Такая система имеет более высокие эксплуатационные расходы, так как вы должны убедиться, что вода не пострадала, и должны соблюдать правила использования таких природных источников воды.
Замкнутые системы
Системы тепловых насосов с замкнутым контуром заземления гораздо более распространены в Великобритании. Эти системы циркулируют антифриз через закрытую пластиковую полимерную трубку, которая погружена в почву.
Вертикальные наземные системы тепловых насосов: Такая система требует, чтобы в скважине было пробурено отверстий , расположенных на расстоянии 5 метров друг от друга. Каждая лунка имеет глубину 15–120 метров. На больших глубинах температура значительно увеличивается, нагревая антифризную жидкость.Эта жидкость затем возвращается через выходное отверстие, где затем нагревает хладагент, который остается в доме в рамках второй системы. Основным недостатком системы является высокая начальная стоимость.
Горизонтальные наземные тепловые насосные системы: Этот тип GSHP дешевле, чем вертикальная, так как он менее сложен. Чтобы установить горизонтальную геотермальную систему, грунт должен быть вырыт чуть ниже линии замерзания . Затем свернутые трубы укладывают в землю, создавая спирали.Жидкость направляется через систему, которая нагревает хладагент во второй системе трубопроводов. Хотя эта система более доступна, она требует больше места в саду и подвержена сезонным изменениям из-за меньшей глубины установки системы.
Радиальное или направленное бурение
Система с радиальным или направленным бурением является отличным вариантом, когда свойство не может быть изменено. С помощью этой системы GSHP маленькие отверстия просверливаются в земле под углом , чтобы вставить трубы.Радиальное или направленное бурение позволяет установить систему GSHP без необходимости сноса садов, дворов, зданий и т. Д. Стоимость системы лежит где-то между вертикальной и горизонтальной системами.
Что такое воздушный тепловой насос (ASHP)?
Воздушные тепловые насосы используют принципы сжатия пара для выработки тепла . Они используют наружный воздух для производства тепла в вашем доме. ASHP состоят из 4 основных элементов, которые позволяют хладагенту переходить из жидкой формы в газ: компрессор, конденсатор, расширительный клапан и испаритель.
Когда хладагент проходит через систему, он поглощает тепло от наружного воздуха. Затем компрессор увеличивает тепла за счет увеличения давления . В конденсаторе это высокотемпературное тепло передается в контуры отопления и горячего водоснабжения вашего дома. После этого среднетемпературная жидкость поступает в расширительный клапан, где при сбросе давления ее температура также падает. Наконец, теперь остывшая жидкость возвращается, чтобы поглотить больше тепла из воздуха и повторить процесс.
ASHP могут быть использованы для нагрева воды для бытовых нужд, радиаторов и напольного отопления. Такие системы называются воздушно-водяными тепловыми насосами (A2W). Если вдруг требуется большое количество горячей воды, они также оснащены нагревательным элементом с электрическим сопротивлением, который подает дополнительную нагретую воду (хотя и с более низким коэффициентом полезного действия).
В качестве альтернативы, системы источника воздуха могут использоваться для нагрева и охлаждения воздуха в помещении с использованием тепловых насосов типа «воздух-воздух» (A2A).Они работают аналогично кондиционеру, но могут эффективно обогревать и охлаждать дом, добавляя к списку преимуществ системы воздух-воздух.
Что такое водяной тепловой насос (WSHP)?
Водяные тепловые насосы извлекают энергию из водоема с поверхностными водами . Хотя WSHP действительно эффективны, не во всех домах поблизости достаточно большой водоем.
Системы с открытой петлей
WSHP-система с разомкнутым контуром развернута в скважине или водоеме.Вода из пруда закачивается через трубы; как только тепло воды распространяется через систему и тепло поглощается, оно возвращается обратно в пруд или перезаряжает скважину.
Замкнутые системы
WSHP с замкнутым контуром может рассмотреть любой человек, живущий рядом с большим водоемом. Вода должна быть глубиной не менее 8 футов, чтобы избежать замерзания. WSHP с замкнутым контуром работают аналогично GSHP: специальная жидкость прокачивается через трубопроводную систему , проложенную в воде , которая улавливает тепло воды и передает ее в компрессор для выработки полезного тепла.Системы с замкнутым контуром являются одним из наиболее эффективных вариантов, сохраняя низкую стоимость водяного теплового насоса.
Факторы, которые следует учитывать при покупке теплового насоса
Схемы государственного стимулирования
Британское правительство предоставляет две отдельные программы для поддержки установки устойчивых систем отопления:
Стимул для внутреннего потребления возобновляемой жары (RHI), который открыт для домовладельцев, социальных землевладельцев, частных домовладельцев и строителей, с тарифами, представленными в таблице выше.
Стимул для возобновляемых источников тепла вне дома , который открыт для государственного сектора, организаций и предприятий.
Что касается внутренних тарифов RHI, эти стимулы гарантируют определенные цены на тепло , выработанное в течение 7 лет после применения. Для не относящейся к дому схемы RHI выгоды значительно различаются, что, следовательно, должно быть предметом обширных исследований для каждого отдельного случая.
Гарантийные сроки тепловых насосов
Системы тепловых насосов обычно имеют гарантию от 2 до 3 лет , но также можно приобрести расширенную гарантию.Например, гарантия качества изготовления системы обычно длится около 10 лет. Так называемые национальные гарантии качества также предоставляют различные виды защиты. Кроме того, производители и установщики могут дополнительно предлагать различные виды дополнительных гарантий.
Разрешения на планирование для тепловых насосов
Поскольку тепловые насосы обычно попадают в категорию выгодных возобновляемых источников энергии, часто нет необходимости в планировании разрешений. Однако есть некоторые исключения из этого правила.
Разрешения для GSHP
Если вы живете в заповедной зоне или в списке зданий, свяжитесь с местным советом, чтобы убедиться, что все требования выполнены перед установкой GSHP.
Разрешения для ASHP
Существуют разные правила для ASHP в Англии, Уэльсе и Шотландии.
Правила для Англии
Тепловой насос должен быть построен в соответствии со стандартами планирования MCS.
Любые дополнительные ASHP, ветряные турбины и т. Д.На имущество требуется дополнительное разрешение на планировку.
Устройство должно находиться на расстоянии более 1 метра от границы объекта.
Устройство не может быть установлено на скатной крыше. Кроме того, оно не должно быть близко к краю плоской крыши.
Заповедники, объекты всемирного наследия и т. Д. Требуют соблюдения дополнительных критериев. Свяжитесь с местным советом для получения более подробной информации.
Правила для Шотландии
На одном участке земли разрешен только один тепловой насос.
Устройство должно находиться на расстоянии не менее 100 метров от любого другого жилища.
Если устройство будет построено в заповедной зоне, устройство не должно быть видно с дороги.
Он не может быть построен на месте всемирного наследия или в списке зданий.
Правила для Уэльса
Все воздушные тепловые насосные установки требуют разрешения на проектирование.
Разрешения для WSHP
WSHP с замкнутым контуром обычно не требуют разрешения на планирование, если вы не проживаете в заповедной зоне.
Поскольку система с обратной связью изменяет естественную температуру воды и тепловые потоки влияют на бактериологию и гидрохимию водоема, в зависимости от типа системы, могут потребоваться лицензии для отвода поверхностных или подземных вод, которые можно получить из Управление по охране окружающей среды .
Техническое обслуживание тепловых насосов
Срок службы теплового насоса составляет примерно 15 лет или более. При надлежащем обслуживании их срок службы может быть продлен до 50 лет.Они требуют регулярного технического обслуживания: один раз в год вы должны самостоятельно проверять определенные детали системы, а профессиональный установщик должен оплачивать ее осмотр каждые 3–5 лет. После проверки установщик должен оставить письменные сведения о состоянии системы и любые указания на возможные будущие проблемы.
По данным Ассоциации тепловых насосов наземного источника, требования к обслуживанию довольно низкие , так как нет необходимости в критических проверках безопасности. Обычные детали для проверки перед запуском системы — это сам насос, внешние трубы, а также электроника и детали фитингов.
Найти лучших поставщиков тепловых насосов в Великобритании
Тепловые насосы, будь то наземный, воздушный или водный, предоставляют отличные возможности для модернизации вашего дома, поскольку они не только обеспечивают вам стабильную отдачу от инвестиций, но и улучшают качество и ценность вашего дома.
Если чтение этого вопроса вызвало у вас интерес к тепловым насосам, заполните форму вверху страницы и получите от до 4 персонализированных предложений от наших надежных поставщиков в Великобритании, что сэкономит вам часы исследований.Эта услуга абсолютно бесплатна и без каких-либо обязательств .
Написано Аттила Тамас Веконы UX Manager Аттила — менеджер UX в GreenMatch. Он имеет степень по международному бизнесу с четырехлетним опытом координации в области маркетинга, пользовательского опыта и создания контента. Аттила любит писать о солнечной энергии, технологии отопления, защите окружающей среды и устойчивости.Статьи его и его команды появились на таких известных сайтах, как The Conversation, Earth911, EcoWatch и Gizmodo. ,

Цена и оплата RHI различных типов тепловых насосов
Тип	Ценовой диапазон	платежей RHI * (п / кВтч)
Первый тепловой тепловой насос	£ 20 000– 40 000 £	20,89р
Воздушный тепловой насос	£ 8 000– £ 18 000	10.71р
Водяной тепловой насос	£ 20 000– 32 000 £	20,89р

By alexxlab

Отоплен

Система отопления с тепловым насосом

Принцип действия теплового насоса

Преимущества и недостатки системы отопления «тепловой насос»

Источники тепла для работы теплового насоса

Грунт

Вода

Воздух

Отопление тепловым насосом: стоимость системы и расходы на эксплуатацию

Как работает геотермальный тепловой насос

Важно!

Тепловые насосы — расчёт отопления.

Цена на тепловой насос отопления

Тепловой насос для отопления дома: принцип работы

Тепловой насос для отопления дома принцип работы

Отопление тепловым насосом воздух воздух.

Тепловые насосы для отопления дома вода вода.

Виды тепловых насосов

Принцип работы тепловых насосов

Достоинства тепловых насосов

Обзор тепловых насосов для отопления

Что такое тепловой насос?

Преимущества использования теплового насоса

Принцип работы теплового насоса

Отопление дома в зимний период

Практика применения тепловых насосов: видео

Принцип работы теплового насоса

Устройство

Принцип действия теплового насоса для отопления дома

Что может быть источником тепла?

Виды тепловых насосов

Преимущества и недостатки

Тепловой насос своими руками

Экономия

Отопление на основе тепловых насосов

Отопление дома на основе тепловых насосов

Принцип работы теплового насоса

Как устроен тепловой насос?

Принцип действия теплового насоса для отопления дома

Что может быть источником тепла?

Виды тепловых насосов

Преимущества и недостатки

Экономия

Тепловые насосы или центральное отопление?

Как работает тепловой насос | HVAC

Тепловой насос в режиме кондиционирования воздуха

Тепловой насос в режиме обогрева

Детали теплового насоса

Связанные темы с , как хорошо работают тепловые насосы В домах LEED или Passive House :

Почему тепловые насосы являются эффективным решением для вашего дома?

Расходы на тепловые насосы и финансовые преимущества в Великобритании

Какие плюсы и минусы тепловых насосов?

Преимущества

Недостатки

Какие бывают типы тепловых насосов?

Что такое наземный тепловой насос (GSHP)?

Системы с открытой петлей

Замкнутые системы

Радиальное или направленное бурение

Что такое воздушный тепловой насос (ASHP)?

Что такое водяной тепловой насос (WSHP)?

Системы с открытой петлей

Замкнутые системы

Факторы, которые следует учитывать при покупке теплового насоса

Схемы государственного стимулирования

Гарантийные сроки тепловых насосов

Разрешения на планирование для тепловых насосов

Разрешения для GSHP

Разрешения для ASHP

Разрешения для WSHP

Техническое обслуживание тепловых насосов

Найти лучших поставщиков тепловых насосов в Великобритании

Добавить комментарий Отменить ответ