Как Работает Тепловой Насос Для Отопления Дома Преимущества и недостатки

Тепловой насос: особенности системы отопления для дома, нюансы выбора

Современное семейство тепловых насосов весьма многочисленно, его представители делятся на несколько видов в зависимости от следующих признаков:

Как Работает Тепловой Насос Для Отопления Дома Преимущества и недостатки

Рис. 1. Принцип работы компрессионного теплового насоса.

Рис. 2. Принцип работы абсорбционного теплового насоса.

Выбор максимально подходящего теплового насоса для отопления того или иного объекта напрямую зависит от нескольких факторов. О них мы и поговорим далее.

Все про тепловые насосы. Отопление тепловым насосом: преимущества, расчет |

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

Стоимость систем отопления с тепловым насосом

При выборе теплового насоса в качестве основного элемента системы отопления следует помнить, что итоговая стоимость будет включать не только цену самого насоса (оборудования), но и затраты на дополнительные инженерные системы, расходные материалы и монтажные работы.

Самыми дорогими являются геотермальные насосы. В этом случае придется потратиться и на само оборудование, и на монтаж, в который входят земляные работы, обустройство скважин и коллекторов, ввод трубопроводов в дом, установка и обвязка самого насоса, монтаж вспомогательного оборудования (радиаторы, конвекторы, теплые полы), плюс подключение всего комплекса устройств и пусконаладка.

В среднем оборудование и его установка для дома площадью 100 м 2 будет стоить от 700 000 рублей, для дома в 200 м 2 — от 1 млн рублей.

Как Работает Тепловой Насос Для Отопления Дома Преимущества и недостатки

Тепловые насосы, вне всякого сомнения, очень перспективны, а их конструкция постоянно совершенствуется. В некоторых странах Западной Европы, например в Германии, Швеции и Норвегии, для того чтобы стимулировать население к переходу на экологичные и энергоэффективные системы отопления, правительства частично дотируют покупку и установку подобных систем.

Тепловой насос для отопления, источники тепла для работы

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.

В какое время хотелось бы вернуться?
90-е2000-е

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

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:

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

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.

Использовать воду в качестве источника тепла можно по-разному.

Коллектор на дне открытого незамерзающего водоема
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.

Воздух

Воздушный тепловой насос для отопления

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.

Тепловой насос для отопления

Тепловой насос для отопления частного дома. Плюсы и минусы

экономичность — снижение коммунальных платежей до 80 ;.

Характерные особенности

Высокая эффективность

Полная независимость от топлива. Что это дает?

  • Во-первых, отопление можно организовать где угодно.
  • Во-вторых, не придется тратить деньги на топливо, так как энергия берется из окружающей среды.
  • В-третьих, отпадает необходимость в складировании горючего.
  • В-четвертых, приборы этой группы не являются объектом повышенной опасности, в отличие от котлов. Как результат – не нужно придерживаться жестких требований по монтажу оборудования для отопления, что отражается на конечной цене работ – она существенно ниже. Имея проект с расчетами, все технологические операции можно выполнить своими руками.
  • В-пятых, отпадает необходимость в организации резервирования по топливу. Нужно лишь иметь в запасе ремкомплект для составных частей теплового насоса и купить небольшой эл/генератор, достаточный для обеспечения минимальных потребностей собственников дома на период устранения неисправности.

Универсальность использования

В отличие от котлов отопления, насос может служить и кондиционером. То есть отпадает надобность в приобретении, монтаже и эксплуатации климатического оборудования. Это также к вопросу о цене. По сути, реальная экономия от теплового насоса гораздо выше. Для частного дома – отличный вариант отопления, если учесть, сколько денег уходит на содержание строения.

Полная самостоятельность в выборе схемы

При монтаже отопления в жилом доме ни с кем и ничего согласовывать не нужно. Существенный плюс для тех, кто уже сталкивался с нашей бюрократией.

Тепловой насос для отопления

Типы тепловых насосных систем

Исследователи и конструкторы теплонасосных установок разработали несколько вариантов отбора тепла у природы: из грунта, из воды и даже из воздуха. Практический интерес для российских дачников представляет случай съема тепла из грунта — прямо из земли садового участка.

Принципиальная схема укладки внешнего контура трубопровода Фото: www.uteplenievdome.ru

При этом тепловая энергия грунта отбирается теплоносителем (обычно это незамерзающая жидкость на основе пропиленгликоля или этиленгликоля) первого контура. Известны два типа грунтовых теплообменников: горизонтальный коллектор и геотермальный зонд.

Тепловой насос на даче: выгоды и проблемы. Схема работы. Видео монтажа

  1. Получая тепловую энергию грунта из первого контура, хладагент нагревается, вскипает и переходит из жидкого состояния в газообразное (испаряется).
  2. Компрессор сжимает нагретый газообразный хладагент, при этом его температура повышается. Кстати, именно на работу компрессора в основном и уходит вся потребляемая из сети электроэнергия — тот самый условный 1 кВт⋅ч, о котором шла речь в начале статьи.
  3. Из компрессора подогретый фреон попадает в конденсатор. Здесь он охлаждается, отдавая свое тепло в контур системы водяного отопления дома (третий контур).
  4. Выходя из дросселя, фреон расширяется, его температура падает, в результате он переходит в жидкую фазу и возвращается в испаритель.
  5. После этого рабочий цикл повторяется заново. Типичный бытовой холодильник, только работающий «в обратную сторону».

Поэтому ставить насосы исключительно ради экономии не всегда целесообразно.

Горизонтальный грунтовый коллектор

Важнейшее преимущество вертикальных грунтовых теплообменников — в том, что для их устройства требуется минимальная площадь.

1. Один из лучших примеров на территории России — «Активный дом» под Москвой. Он сооружен в 2011 году и стал поистине символическим объектом в области энергоэффективности дачного строительства.

Активный дом Фото: Velux

В нем установлен тепловой насос, использующий 33% раствор этиленгликоля, который циркулирует в коллекторах охлаждения скважного исполнения. Для их производства на придомовом участке в шахматном порядке пробурили 8 скважин глубиной до 30 м.

В этом примере есть один очень важный, можно сказать решающий параметр: здесь четко определен радиус действия скважного модуля в 6 м. То есть одна скважина должна отстоять от другой не менее, чем на 12 м.

Главное достоинство установки — пресловутый расход 1 кВт⋅ч поступающей извне мощности для получения 3-4 кВт⋅ч тепловой энергии.

Серьезный недостаток таких теплообменников — немалая стоимость буровых работ, приближающаяся к цене импортного оборудования.

Тем не менее, в Московской области большинство установок приходится на долю тепловых насосных систем именно с вертикальными грунтовыми теплообменниками.

На видео ниже вы можете посмотреть, как вообще происходит бурение скважин и закладка в них геотермальных зондов:

2. Еще один пример, на этот раз из Набережных Челнов. Компания Rockwool построила там энергоэффективный дом Natural Balance общей площадью 186 кв. м.

Отопление и горячее водоснабжение в этом доме обеспечивает тепловой насос. На приусадебном участке пробурили десять скважин глубиной по 35 м, в которые опустили теплообменники.

Трубы, соединяющие зонды с тепловым насосом, расположены на глубине более 1 м, поэтому площадка со скважинами используется как обычный садовый участок с плодовыми деревьями, огородом, цветниками, садовыми скамейками и прочими атрибутами современного загородного дома.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector