Тепловые насосы для отопления дома, преимущества воздушного аппарата, особенности устройства системы своими руками, примеры на фото +видео

Безопасные тепловые насосы пока не очень востребованы на российской земле, но познакомиться с ними не мешает. ТН имеет как сильные, так и слабые стороны.

Как работает тепловой насос?

Тепловые насосы: недостатки, преимущества, проблемы и выгоды, виды ТН

ТН — парокомпрессионная установка, забирающая тепло у холодных источников. Чтобы понять принцип действия чудо-конструкции, надо вспомнить о том, как функционирует холодильник, который тоже можно назвать небольшим тепловым насосом. Продукты с комнатной температурой помещаются в агрегат, затем тепло выкачивается из камеры и скапливается во внешнем радиаторе, отдающем его помещению. По этой причине для нормальной его работы нужно оставлять между стеной и прибором свободное место.

Подобный принцип, который называют циклом Карно, используется и в бытовых кондиционерах. Для тепловых насосов тоже характерно извлечение тепловой энергии из окружающей среды: из воздуха, грунта, подземных вод или водоемов. Передача тепла происходит за счет конденсации, испарения хладагента. В тепловых насосах, как и в холодильниках, в этой роли также чаще выступает фреон.

Любой тепловой насос имеет испаритель, конденсатор, и компрессор, повышающий давление. Все приборы соединены трубопроводом в единый замкнутый контур. По этим трубам циркулирует фреон — углеводород, у которого температура кипения очень низкая. В холодной части контура он находится в жидком состоянии, в теплой — превращается в газ.

Тепловые насосы: недостатки, преимущества, проблемы и выгоды, виды ТН

Теперь надо рассмотреть, как работает тепловой насос. Двигаясь по источнику тепла (например, по трубам, уложенным в грунт) теплоноситель нагревается на несколько градусов даже в том случае, если температура мала и составляет всего 4-5°. Потом он поступает в испаритель и отдает тепло во внутренний контур системы, которая заполнена фреоном. Даже небольшого количество тепла хватает для перехода хладагента из жидкого состояния в газообразное.

Хладагент, превратившийся в пар, поступает в компрессор, где он сжимается. Повышение давления приводит к повышению его температуры. Далее горячий фреон следует в конденсатор, где отдает тепло тому теплоносителю, который функционирует в системе отопления дома. Им может быть вода, воздух, тот же фреон. Нагретый теплоноситель поступает с систему горячего водоснабжения и отопления, а хладагент, отдавший тепло, охлаждается, превращается в жидкость, поступает в испаритель, в котором снова нагревается, и кругооборот его в контуре повторяется.

— Легко!

Звучит хорошо? Хорошо. Или неправдоподобно?

Давайте разбираться.

Итак, у Вас есть дом, или дача, и Вы задумались, а чем будет лучше всего отапливать данное строение?

Или нет, Вы построили коробку, ждёте газа, газ «вот-вот проведут», осенью запустили временное отопление. Ну, как же, зима на носу, «повесим-ка во-о-о-о-от такой котел, пока не дали газ».

Прошел первый отопительный сезон, весной Вы подытожили все затраты на электрокотел (или на дизельный?), и пустили слезу сожаления, так как 100-200 тысяч рублей улетели в трубу. Только за первую зиму. И это Вы там еще не жили, только отделочные работы идут

Ранее мы уже разбирали, почему важно считать стоимость отопления будущего дома. Или нет, может быть, у Вас дом в коттеджном поселке

Это же престижно, звучит красиво, да и люди все вокруг приличные! Газ по поселку давно разведен еще девелопером, теперь ждём только подключения («ну вот же, почти»). И так проходит год, два… То проект на стадии подготовки, то акт не подписан, то срок ТУ закончился, и вот уже 3 года все жители ждут этого благословенного голубого топлива, как вдруг приходит информация от председателя:

— Уважаемые соседи, общался с газовиками, нужно скинуться еще по 300 тыс. с участка

Как еще по 300 тысяч? Уже ведь и так скидывались: 400 тысяч, и потом еще 200? Ситуация комичная, но оттого нисколько не менее редкая в Московской области. Поселки ждут газа по 5, по 7 лет, а заинтересованные лица затягивают вопрос, потому что чем больше затягивается вопрос, тем больше люди готовы выложить столько, сколько у них попросят. Ведь пропасть уже вложена и сил, и времени, и денег. Чемодан без ручки — и тащить тяжело, и бросить жалко. Гигантская голубая кормушка.

Вы не задумывались, почему в бедных регионах России подключение газа — это 30 тысяч за-всё-про-всё? С проектом, врезкой и подведением к дому? Потому что там люди НЕ МОГУТ отдать больше. А подмосковные МОГУТ.

Тепловой насос воздух-вода классификация

В первую очередь они разделяются на два типа:

Моноблочные тепловые насосы в свою очередь разделяются по варианту установки:

тепловые насосы, которые имеют сплит-систему, также разделяются на два основных типа:

  • с разделителем контура хладагента (фреонового контура)
  • с промежуточным теплообменником

Рисунок 5. Классификация тепловых насосов типа воздух-вода

классификация тепловых насосов фото

Виды тепловых насосов

В зависимости от источника энергии различают 3 вида устройств:

  • Водяные. Используют тепло, накопленное в водоемах.
  • Воздушные. Функционируют за счет тепла, получаемого из воздуха.
  • Грунтовые или геотермальные. Работают благодаря теплу, поступающему от грунтовых вод и земли.

В зависимости от используемого вида теплового насоса можно выделить его основные плюсы и минусы.

Преимущества или недостатки?

Тепловые насосы: недостатки, преимущества, проблемы и выгоды, виды ТН

Так как данные устройства появились у нас относительно недавно, многие россияне до сих пор относятся к ним с большим недоверием. В США, Европе и Японии их используют давно и успешно. Однако нельзя сказать, что такое оборудование для нашей страны абсолютная загадка, «терра инкогнита».

В СССР тоже проводились эксперименты, касающиеся таких альтернативных источников энергии. Однако широкого распространения эта технология так и не получила. Поэтому важно понять, почему, и имеет ли большой смысл замена привычных систем на эко-новинку? Приставка «эко» в этом случае может означать как экологию, так и экономию.

Достоинства

Первое и несомненное преимущество тепловых насосов — значительная экономия электроэнергии. Да, им, в отличие от солнечных коллекторов, она необходима, однако в гораздо меньших количествах. Например, электрический котел (или обогреватель) забирает столько же энергии, сколько выдает тепла. Тепловой насос, наоборот, тратит минимум электроэнергии, а тепла производит в три-семь раз больше. Оборудование может потратить 5 кВт/ч, однако тепла оно выделяет не менее 17 кВт/ч. Высокий КПД — самое привлекательное качество тепловых котлов.

Тепловые насосы: недостатки, преимущества, проблемы и выгоды, виды ТН

Другие плюсы установки альтернативной системы:

  1. Серьезная экономия на энергоносителях. Цены на все виды топлива неумолимо растут, а тепловой насос позволит получать большее количества тепла при сократившихся расходах на электроэнергию.
  2. Возможность установки в любой местности, так как источником тепла способны стать воздух вода либо грунт. Особенно актуально оборудование для участков, расположенных далеко от газовой магистрали.
  3. Реверсивность установки. Тепловые насосы универсальны. Зимой они обеспечивают тепло, жарким летом дают возможность обеспечить помещению прохладу. Однако такой функцией оснащают не все модели.
  4. Долговечность. Оборудование, за которым ухаживают должным образом, способно бесперебойно работать 25-50 лет. Замена компрессора может потребоваться раз в 10-15 (максимум 20) лет.
  5. Возможность использования в любых условиях: там, где нет электричества, устанавливают бензиновый либо дизельный двигатель.
  6. Экономия на техническом обслуживании. Оборудование не потребует на него больших расходов.
  7. Бесперебойная работа при температуре -15°.
  8. Полная автоматизация теплового насоса.
  9. Безопасность для окружающей среды.
  10. Бесплатность источника тепла.

Помимо плюсов есть у систем и слабые стороны.

Недостатки

Тепловые насосы: недостатки, преимущества, проблемы и выгоды, виды ТН

К ним относится:

  1. Цена тепловых насосов и стоимость обустройства геотермальной системы. Причем окупится оборудование далеко не сразу. Владельцам придется ждать как минимум 5 лет. Исключение — воздушные устройства, не требующие дополнительных вложений.
  2. Необходимость добавления дополнительного источника тепла в тех регионах, где температура нередко бывает ниже -20°. Такая система называется бивалентной. Если не справляется тепловой насос, то подключается теплогенератор (газовый котел, электрообогреватель).
  3. Экологичность, все же находящаяся под вопросом. Для человека угрозы нет, но она существует для экосистемы. Например, в грунте живут микроорганизмы — анаэробы. При сильном охлаждении пространства около труб им грозит неминуемая гибель.
  4. Почти необходимость обеспечить в доме трехфазную электросеть. Для исправной работы теплового насоса надо свести к минимуму перепады напряжения, которые способны спровоцировать поломку установки.

Оптимально использование такого оборудования в системах, где низкотемпературный теплоноситель, пример — «теплый пол».

Тепловые насосы: недостатки, преимущества, проблемы и выгоды, виды ТН

Чтобы понять, целесообразна ли покупка и установка теплового насоса, владельцам придется оценить все плюсы и минусы. Главные «противники» — экономия электроэнергии (топлива) и серьезные расходы на приобретение и установку. К существенным минусам ТН относят низкий КПД в холодное время года, однако есть модели, которые могут вырабатывать тепло даже при -35°. Но заплатить за них придется еще дороже.

Стоит ли тратиться на покупку и установку ТН? Каждый решает сам. Единоразовое вложение даст шанс навсегда забыть о больших счетах за отопление. Кроме того, в пользу оборудования свидетельствует его полная безопасность для жильцов, и почти полная — для окружающей среды.

Преимущества

  • все компоненты устройства, расположены в помещении, и благодаря этому они защищены от неблагоприятных атмосферных условий
  • отсутствие видимых компонентов не влияет на экстерьер здания
  • отсутствует риск заморозки системы
  • во время монтажа нет необходимости вмешиваться в контур хладагента (фреона)

Моноблочный тепловой насос для наружного монтажа

Рисунок 8. Тепловой насос воздух-вода для наружного монтажа

наружный монтаж моноблочного теплового насоса фото

Наружный моноблок чаще других типов данного оборудования применяется для реконструкции. Этому способствует отсутствие необходимости дополнительного места в котельном помещении, а также работ по заправке фреона.

Рисунок 9. Монтаж моноблочного теплового воздух-вода

монтаж моноблочного теплового насоса воздух-вода фото

Плюсы воздушных насосов

  • Низкая стоимость. Невысокая по сравнению с остальными типами тепловых насосов стоимость обусловлена простотой конструкции.
  • Легкость установки. Монтаж такого устройства не потребует проведения сложных работ.
  • Высокая производительность и коэффициент полезного действия (КПД).

Как выбрать тепловой насос?

Тепловые насосы: недостатки, преимущества, проблемы и выгоды, виды ТН

Если тепловые насосы кажутся владельцам дома перспективными системами, то оценивать любую модель надо по нескольким критериям. К ним относятся:

  • размеры отапливаемого дома;
  • климатические условия в местности;
  • наличие рядом с доступных источников;
  • желание потратить на оборудование ту или иную сумму.

Каждый пункт этого небольшого списка влияет на выбор класса модели. Большой дом требует максимально мощного оборудования, а оно означает как серьезные расходы, так и трудозатраты. Вид источника напрямую влияет на качество будущего отопления. Регионы с холодным климатом значительно ограничивают список кандидатов, а иногда вовсе не позволяют обустройство такого экологичного оборудования. Платежеспособность, возможность сразу расстаться с большой суммой — самый главный «ограничитель» для тепловых насосов на российских просторах.

Преимущества

  • для монтажных компаний, которые имеют опыт работы с установкой кондиционеров, достаточно простой монтаж
  • нет риска заморозки системы
  • в здании устанавливается только один небольшой блок, который не требует большого пространства в помещении
  • основной блок находится за пределами помещения

Расчет мощности установки

Мощность ТН зависит от многих факторов. В список входит предполагаемый объем теплоотдачи системам дома, площадь поверхности змеевиков в конденсаторе и испарителе, объем хладагента. По этим причинам целесообразнее доверить расчет мощности специальным программам, которые учитывают и другие данные.

Тепловые насосы: недостатки, преимущества, проблемы и выгоды, виды ТН

Самый популярный вариант — использование онлайн сервисов-калькуляторов. В них требуется ввести такие параметры:

  • для расчета объема — общую площадь здания, высоту потолков;
  • регион, где построен дом — для определения среднегодовой температуры;
  • степень утепления объекта — для определения производительности установки.

Для расчета используются коэффициенты: в них преобразуют два последних параметра. Затем их умножают на объем помещения. Полученный результат сравнивают с таблицей, в которой мощность насоса связана с объектом.

Обычно получаются такие значения:

  • чтобы отопить дом, имеющий площадь 100-150 м2, необходим тепловой насос мощностью 5-8 кВт, а для подогрева воды потребуется запас по мощности — 12-16 кВт;
  • для отопления здания площадью 350 м2 понадобится прибор, который сможет обеспечить 28 кВт.

Понятно, что цифры все же получаются приблизительными, однако ориентироваться на них можно.

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

Назначение

Основными задачами ТП являются:

  • учет тепловых потоков и расходов теплоносителя и конденсата
  • контроль параметров теплоносителя
  • регулирование расхода теплоносителя
  • распределение теплоносителя по системам потребления теплоты
  • преобразование вида теплоносителя или его параметров
  • защита местных систем от аварийного повышения параметров теплоносителя
  • заполнение и подпитка систем потребления теплоты
  • сбор, охлаждение, возврат конденсата и контроль его качества
  • аккумулирование теплоты
  • подготовка воды для систем горячего водоснабжения
  • отключение систем потребления теплоты

Технические характеристики тепловых насосов Panasonic High Performance (220V одно-фазные)

Комплекты KIT-WC03H3E5 KIT-WC05H3E5 KIT-WC07H3E5 KIT-WC09H3E5 KIT-WC012H6E5 KIT-WC016H6E5
Теплопроизводительность при +7С (вода 35°С) (кВт) 3,20 5,00 7,00 9,00 12,00 16,00
СОР при +7°С (вода 35°С) (Вт/Вт) 5,00 4,63 4,46 4,13 4,74 4,28
Холодопроизводительность при 35°С (вода 7/12°С) (кВт) 3,20 4,50 6,00 7,00 10,00 12,20
ЕЕR при 35°С (вода 7/12°С) (Вт/Вт) 3,08 2,69 2,63 2,43 2,81 2,56
Внутренний блок WH-SDC03H3E5 WH-SDC05H3E5 WH-SDC07H3E5 WH-SDC09H3E5 WH-SDC12H6E5 WH-SDC16H6E5
Уровень звукового давления Тепло / Холод 28/28 28/28 30/30 30/30 33/33 33/33
Размеры ВхШхД / Вес (мм/кг) 892x500x340/44 892x500x340/44 892x500x340/44 892x500x340/44 892x500x340/44 892x500x340/45
Насос класса А Плавное управление Плавное управление Плавное управление Плавное управление Плавное управление Плавное управление
Насос Питание (Мин / Макс) (Вт) 30/100 33/106 34/114 40/120 34/110 30/105
Мощность ТЭНа (кВт) 3 3 3 3 6 6
Наружный блок WH-UD03HE5 WH-UD05HE5 WH-UD07HE5 WH-UD09HE5 WH-UD12HE5 WH-UD16HE5
Уровень звукового давления Тепло / Холод 47/47 48/48 50/48 51/50 52/50 55/54
Размеры ВхШхД / Вес (мм/кг) 622x824x298/39 622x824x298/39 795x900x320/66 795x900x320/66 1340x900x320/101 1340x900x320/101
Ограничение по длине труб / Перепад высот (м) 3-15/5 3-15/5 3-30/20 3-30/20 3-30/20 3-30/20
Границы работы, Наружная температура (°С) -20/+35 -20/+35 -20/+35 -20/+35 -20/+35 -20/+35
Температура воды, Тепло / Холод °С 20-55/5-20 20-55/5-20 20-55/5-20 20-55/5-20 20-55/5-20 20-55/5-20
Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...