Принцип работы теплового насоса для отопления дома

Обогрев дома тепловым насосом типа «земля-вода»

В тепловом насосе типа «земля-вода» теплообменник может быть представлен двумя видами:

• горизонтальным коллектором. Это несколько контуров, выполненных из пластиковых труб, которые находятся под слоем почвы, причем следует заметить, что теплообмен более интенсивен во влажных грунтах, а в сухих песчаных снижается. Тепло, которое накапливается в ней (в почве) в процессе солнечного излучения, коллектор отбирает и использует. Чтобы отопление таким геотермальным тепловым насосом было эффективным, в зависимости от характера почвы, ее теплопроводности, геометрии местности необходимо подбирать соответствующую схему укладки труб, например, в виде петли, змейки, зигзага и т. д. Для обогрева дома площадью 150–200 м потребуется трубопровод длиной примерно 400–650 м, уложенный в виде нескольких контуров на глубину 1,2–1,5 м, т. е. ниже уровня промерзания. Для этого понадобится участок площадью приблизительно 300–400 м (чтобы сократить длину трубопровода, снизить гидравлическое давление и уменьшить мощность насоса, прибегают к спиральной укладке труб на глубину 2–4 м), т. е. фактически его площадь должна вд вое превосходить площадь отапливаемой постройки. Понятно, что на таком участке можно лишь разбить газон или цветник, не используя его под другие нужды. Устройство горизонтального коллектора обойдется несколько дешевле, да и монтаж его отличается большей простотой, чем закладка теплообменника другого вида;
• вертикальным грунтовым зондом, для которого необходимо пробурить скважину глубиной от 50 до 200 м. Естественно, что для такого оборудования не понадобится большой участок, но бурильные работы стоят достаточно дорого. Однако и эффективность такого геотермального теплового насоса для дома будет гораздо выше (по сравнению с горизонтальным коллектором разница составит примерно 20 %), поскольку на большой глубине температура почвы тоже более высокая. Зонды могут иметь разную конструкцию, но, как правило, предпочтение отдают U-образной. Зазор между стенками скважины и зондом заполняют раствором – либо буровым, либо бетонным, что не только предохраняет трубы от механических повреждений, но и улучшает теплопередачу.

Схема отопления тепловым насосом «земля-вода»:

• первый контур с рассолом;
• второй контур – собственно тепловой насос:

1. испаритель;
2. компрессор;
3. конденсатор;
4. расширительный клапан;

третий контур – отопительная система.

Чтобы обогреть дом площадью 150–200 м, надо пробурить 5–6 пятидесятиметровых скважин, причем при этом надо соблюдать несколько условий. Во-первых, скважины должны располагаться на расстоянии от дома не менее чем 2 м, иначе его фундамент может пострадать; во-вторых, скважины не должны попасть на одну линию с подземными водами, вследствие чего эффективность теплового насоса резко упадет.

Ниже описано, как работает тепловой насос типа «вода-вода» для отопления загородного дома.

Типы агрегатов

Зная устройство теплового насоса, своими руками создать этот агрегат будет не очень сложно. Однако предварительно стоит разобраться с классификацией этих агрегатов, чтобы выбрать среди них наиболее эффективный. Сегодня активно используются следующие виды ТН:

• Воздух-воздух. Теплонасосы этого вида во многом похожи на классические сплит-системы. Основным различием между ними является площадь наружного испарителя. Отбирая тепло у окружающей среды, воздушный теплонасос передает ее непосредственно в отапливаемое здание.
• Воздух-вода. Эти агрегаты по своей конструкции аналогичны устройствам «воздух-воздух», но теплоэнергия переходит на теплоноситель, находящийся в отопительной системе.
• Вода-вода. Теплоэнергия забирается из водоема и передается жидкому теплоносителю. В состав конструкции ТН этого типа добавляется еще один внешний контур, который погружается в озеро, колодец или другой водоем.
• Геотермальные. Тепловая энергия передается из грунта на теплоноситель, циркулирующий в отопительной системе. Внешний теплообменник представляет собой змеевик, заполненный антифризом и установленный на глубине 1,2−2 метра. Также нередко используется и второй вариант — вертикальные зонды, изготовленные из труб, погружаются в скважину глубиной 10−100 м.

Для определения эффективности тепловых насосов используется специальный коэффициент — СОР. Он показывает соотношение между приобретенной и затраченной энергией.

Преимущества и недостатки тепловых насосов

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

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

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

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

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

Как подобрать тепловой отопительный насос воздух-вода

Правильно выбрав тепловой насос для отопления дома воздух-вода, можно раз и навсегда решить вопрос обогрева жилых и промышленных помещений. Подбор подходящей тепловой станции выполняют следующим образом:

• Тип корпуса – производители предлагают две базовых конструкции. Низкотемпературный моноблочный тепловой насос типа воздух-вода примечателен тем, что в помещении не устанавливается никакого оборудования, все необходимые узлы расположены на улице (либо в отдельном изолированном помещении). В дом входит только подающий и обратный трубопровод отопления. Сплит – системы, больше предназначены для бытового использования. Внешний блок устанавливается на улице и подключается к емкости накопителю. Разогретый фреон разогревает конденсатор, который методом косвенного нагрева передает тепло жидкости, используемой в качестве теплоносителя.
• Функциональные возможности – некоторые модели предназначены для подключения только к системе водяного обогрева здания. Применение других теплонасосов воздух-вода, подходит для отопления и горячего водоснабжения.
• Зависимость производительности от температуры окружающей среды – бытовые модели обычно ограничены температурой от +45°С до -15°С, можно приобрести оборудование, способное вырабатывать тепловую энергию даже при -25-32°С. Эффективность системы отопления дома с ТН воздух – вода, напрямую зависит от этого параметра.

Дополнительно, к параметрам при выборе, обращают внимание на мощность оборудования, компанию производителя, выпускающую теплонасос и себестоимость установки, включая проведение монтажных работ

Как сделать расчет необходимой мощности ТН воздух-вода

Существует два понятия, предварительный (в первом приближении) и проектный расчёт мощности. Первый можно выполнить самостоятельно, второй делает специализированное учреждение. В первом приближении, на каждый квадратный метр рассчитывают 70 Вт мощности ТН. Дальнейшие расчеты выполняют следующим образом:

1. Подсчитывают общую отапливаемую площадь.
2. Умножают полученную сумму на 0,7.
3. Полученный результат будет соответствовать минимально необходимой мощности оборудования.

Чтобы обеспечить максимальную экономичность отопления дома с помощью теплового насоса системы воздух-вода, потребуется грамотная проектная документация и квалифицированное выполнение монтажных работ.

Производители тепловых насосов отопления воздух-вода

Буквально 10 лет назад, на рынке предлагались всего несколько моделей тепловых насосов. Сегодня выбор стал намного больше. Ведущие немецкие производители, российские, японские и китайские компании, выпускают оборудование, с той или иной долей теплоэффективности.

Судя по отзывам покупателей, наиболее востребованными являются насосы следующих компаний:

• Viessmann – более 30 лет занимается выпуском тепловых насосов. С тех пор, продукция компании существенно изменилась. Были учтены пожелания потребителей, внедрены новые технологии. В ТН Viessmann используется инновационная автоматика, полностью регулирующая весь процесс работы, оптимизирующая процесс обогрева, в согласии с погодными условиями.
• Buderus – модели отличаются высокой производительностью. Предназначены для бытового и промышленного применения. Полностью соответствуют особенностям отечественной эксплуатации. В серии Buderus предлагаются насосы для обогрева площади до 500 м² и выше.
• Stiebel Eltron – еще одна немецкая компания, пользующаяся неизменным спросом у отечественного потребителя. В качестве достоинств можно выделить большой ассортимент предлагаемого оборудования, функциональность устройств и возможность подбора по индивидуальным запросам. Модели Stiebel Eltron имеют высокий уровень СОР и отличаются экономичностью.
• Heliotherm – австрийские теплонасосы, имеющие один из лучших показателей СОР среди всего термального оборудования. Имеют официальное представительство в РФ, что во многом облегчает монтаж, обслуживание систем и выполнение гарантийных обязательств. Теплонасосами Heliotherm оснащены более 15 000 различных объектов.

Стоимость установки ТН воздух-вода

Последние модели тепловых насосов обойдутся в 160-1200 тыс. руб. Цена варьируется, в зависимости от производителя. На стоимость сильно влияет «раскрученность» бренда. Китайские модели, имеют меньшую цену, но и уступают по надежности и показателям СОР.

Монтаж теплонасосов воздух-вода обычно входит в стоимость. Большинство производителей, дополнительно, бесплатно делают проект и предоставляют другие услуги по обслуживанию. Рассчитать полную стоимость, включая покупку ТН и его установку можно с помощью он-лайн калькуляторов.

Основные виды

Тепловая энергия, которая расходуется на отопление загородного дома и для подачи горячего водоснабжения, это результат преобразования энергии из внешней среды при помощи термонасоса. Помпа концентрирует эту низкотемпературную энергию и переносит ее по отопительной системе.

Чаще всего бытовые насосы используют тепло солнечного освещения или тепло поверхности Земли, которое скапливается в верхних частях земной коры или подземных водах на протяжении года. То есть по конструкции все теплонасосы можно разделить на воздушные, водяные и грунтовые.

Грунтовые помпы

Этот вид насосного оборудования получает тепло от грунта. Температура земли на глубине более 3 м почти не подвергается сезонным перепадам. По замкнутому контуру труб, устроенным в грунте, циркулирует этанол или антифриз. Трубопровод теплообменника можно прокладывать в грунте горизонтальным или вертикальным способом.

Трубы при горизонтальной системе нужно установить в землю ниже промерзания грунта (чаще всего это 1,6−2,1 м). Теплообменник этого типа занимает значительную площадь. Так, для отопления дома в 100 м² требуется примерно 10−20 м² земли.

На участке, который занят коллектором, можно высаживать только те растения, у которых корневая система не уходит в грунт очень глубоко, также запрещается сооружать какие-то капитальные постройки.

При устройстве вертикального теплообменника трубы устанавливают перпендикулярно уровню земли и погружают в грунт примерно на 150−220 м. Число монтируемых зондов будет зависеть от мощности обогревательной системы. То есть для отопления дома 100 м² потребуется 2 зонда длиной примерно 90 м, находящихся друг от друга с интервалом 4−6 м.

Водяное оборудование

Этот вид помп «забирает» энергию у подземных вод. Такой тепловий насос характеризуется высокой эффективностью и хорошей стабильностью. Это обусловлено отличной теплоотдачей внутри системы и постоянным термальным режимом подземных вод.

Естественно, требуется чтобы на территории участка находился в большом количестве этот водоносный слой (желательно не глубже 35−45 м). Также условием установки водяного оборудования является минимальное содержание в подземных водах железа и солевых примесей.

Наличие условий является основной причиной того, что такие теплонасосы, невзирая на их привлекательность, монтируются редко (примерно 6−7% от общего количества).

Воздушные агрегаты

В плане простоты установки воздушный тепловой насос для отопления дома имеет значительное преимущество, в отличие от своих аналогов. Для использования воздуха в качестве источника теплой энергии не потребуется бурить скважины либо выполнять иные масштабные земельные работы. То есть воздушная помпа в установке обходится намного дешевле, чем другие два вида насосов.

Невзирая на это огромное преимущество у воздушного оборудования существует один серьезный недостаток. Эта помпа может эффективно работать только при температуре воздуха выше -17C. Снижение температуры ниже установленной границы, что зимой часто случается во многих регионах, приводит к значительному уменьшению коэффициента эффективности этого оборудования.

Принцип работы теплового насоса

Разберем общий принцип работы теплового насоса для отопления дома. Для образования тепла в насосе встроен внутренний контур, по которому движется хладагент, соединенный с трубами в доме при помощи специального теплообменника. Так же функционирует внешний контур, отвечающий за образование тепла от внешнего источника.

Разберем по пунктам, как работает отопление с помощью теплового насоса:

1. внешний контур генерирует тепловую энергию, которую поглощает хладагент, находящийся в газообразном состоянии. А температура газа, поднявшаяся до +10ºС, уже будет оптимальна для начала процесса работы;
2. любой вид тепловых насосов имеет составную часть в виде компрессора. При повышении давления хладагент превращается в воду. При этом температура воды достигает +65ºС;
3. теплообменник в свою очередь отдает тепло воде, находящейся в этот момент в системе отопления;
4. процесс, описанный выше, происходит заново, потому что дроссельный клапан и капельник понижают давление. От этого хладагент опять переходит в газообразное состояние.

Рассмотрев принцип работы теплового насоса для отопления, становится ясно, что никаких сложностей нет в этой системе обогрева.

Достоинства и недостатки технологии

Важнейшими преимуществами ТН являются:

1. Экономичность: на каждый киловатт потребленной электроэнергии ТН выдает на-гора от 3 до 5 кВт тепла. То есть речь идет о практически дармовом отоплении.
2. Экологичность и безопасность: работа ТН не связана с образованием и выбросом в атмосферу каких-либо опасных для экологии веществ, а отсутствие пламени делает эту технологию абсолютно безопасной.
3. Простота эксплуатации: в отличие от газовых и твердотопливных котлов ТН не нужно чистить от сажи и копоти. Так же не придется сооружать и обслуживать дымоход.

Существенный недостаток данной технологии – высокая стоимость оборудования и монтажных работ.

Приведем простой расчет. Для дома площадью 120 кв. м понадобится ТН производительностью 120х0,1 = 12 кВт (из расчета 100 Вт на 1 кв. м). Модель Diplomat от компании Thermia с такой производительностью стоит около 6,8 тыс. евро. Несколько дешевле обойдется модель DUO того же производителя, но и ее стоимость нельзя назвать демократичной: около 5,9 тыс. евро.

Тепловой насос Thermia Diplomat

Даже если сравнивать с самым дорогим видом традиционного отопления – электрическим (по 4 руб. за 1 кВт*ч, 3 месяца – работа с полной загрузкой, 3 месяца – с половинной), окупаемость займет более 4-х лет, и это без учета стоимости монтажа наружного контура. На деле же ТН не всегда работает с расчетной производительностью, соответственно, и срок окупаемости может оказаться более продолжительным.

Работа теплового насоса при работе по схеме «грунт-вода»

Укладку коллектора в грунт можно произвести тремя способами.

Горизонтальный вариант

Трубы укладываются в траншеи «змейкой» на глубину, превышающую глубину промерзания грунта (в среднем – от 1 до 1,5 м).

Для такого коллектора потребуется участок земли достаточно большой площади, но зато его может построить любой домовладелец – никаких навыков, кроме умения работать лопатой, не понадобится.

Следует, правда, учесть, что сооружение теплообменника ручным способом – довольно трудоемкий процесс.

Вертикальный вариант

Трубы коллектора в виде петель, имеющих форму литеры «U», погружаются в скважины глубиной от 20 до 100 м. При необходимости можно построить несколько таких скважин. После установки труб скважины заливают цементным раствором.

Достоинство вертикального коллектора состоит в том, что для его строительства нужен совсем небольшой участок. Однако, пробурить скважины глубиной более 20 м самостоятельно нет никакой возможности – придется нанимать бригаду бурильщиков.

Комбинированный вариант

Этот коллектор можно считать разновидностью горизонтального, но для его строительства потребуется гораздо меньше места.

На участке выкапывается круглый колодец глубиной от 2-х м.

Трубы теплообменника укладываются спиралью, так что контур представляет собой как бы вертикально установленную пружину.

По завершении монтажных работ колодец засыпают. Как и в случае с горизонтальным теплообменником, весь необходимый объем работ можно произвести своими руками.

Коллектор заполняется антифризом – тосолом или раствором этиленгликоля. Для обеспечения его циркуляции в контур врезается специальный насос. Вобрав в себя тепло грунта, антифриз поступает к испарителю, где происходит теплообмен между ним и хладагентом.

Следует учесть, что неограниченный отбор тепла из грунта, особенно при вертикальном расположении коллектора, может привести к нежелательным последствиям для геологии и экологии участка. Поэтому в летний период ТН типа «грунт — вода» весьма желательно эксплуатировать в реверсивном режиме — кондиционирование.

Преимущества и недостатки теплового насоса

Итак, тепловой насос – это сочетание практически бесплатной тепловой энергии и экологической чистоты. Почему же тогда далеко не все согласны поменять на него свои традиционные источники тепла? Дело в том, что наряду с несомненными плюсами тепловой насос обладает и некоторыми недостатками. Рассмотрим более подробно и первые, и вторые.

Преимущества

К достоинствам теплового насоса, как было отмечено выше, можно отнести небольшое потребление электроэнергии (для получения 1 кВт/ч тепла насос поглощает 0,3-0,35 кВт/ч) и безвредность для окружающей среды. Кроме того, тепловой насос имеет высокий уровень пожаробезопасности, не требует оснащения дополнительной системой вентиляции и не нуждается в регулярном обслуживании. Регулирование работы системы выполняется автоматически без вмешательства людей. По сути, если его правильно установить и подключить, на протяжении 20 лет можно просто забыть о его существовании и наслаждаться теплом в доме.

Еще одно преимущество – возможность не только обогрева дома в холодное время года, но и его охлаждения летом. Для этого к коллектору нужно подключить систему «холодный потолок» и фэн-койлы. Таким образом, тепловой насос сможет заменить собой кондиционеры.

Недостатки

А теперь пару слов о недостатках теплового насоса. Первый (и главный) из них – высокая стоимость оборудования и монтажа. Тепловой насос имеет довольно сложную структуру, к тому же оснащен автоматикой, что делает его довольно дорогим удовольствием. К тому же его установка связана с земельными работами больших объемов, что значительно увеличивает его стоимость. Если Вы решили заменить им газовую систему отопления, затраты на переоборудование будут окупаться много лет. При этом нужно учесть еще и тот факт, что средний срок службы теплового насоса составляет 20 лет, после чего нужно проводить капитальный ремонт системы, что связано опять-таки с земельными работами и закупкой новых элементов. Так что явная, на первый взгляд, выгода от использования теплового насоса при ближайшем рассмотрении может оказаться далеко не выгодной, поэтому лучше заранее все подсчитать и решить, нужно ли Вам его устанавливать.

Тепловой насос, как основное отопление

В случае полного перехода на отопление посредством теплового насоса и избавления при этом от старого котла, нужно осуществлять эксплуатацию вкупе со внутренним модулем, заключающем в своей конструкции вмонтированный электронагреватель, который осуществляет поддержку насосу при низких температурах. Такое совместное использование позволить осуществить снижение отопительных затрат почти что вдвое.

Разбиение по категориям происходит на основе следующих факторов:

• производительность и тип используемого хладагента;
• вид источника низкопотенциальной энергии и устройство;
• назначение (бытовое или промышленное).

В целом функционирование теплового насоса для отопления дома можно сравнить с работой холодильника, только с точностью до наоборот.

Наибольшей широтой характеризуется сфера применения тепловых насосов для отопления дома, в которых берут теплоэнергию из воздуха в силу удобства. Насосы грунтовые и водные менее востребованы. Первая разновидность на редкость востребована в США. Для российских широт данный ряд отличается одним существенным недостатком – низким уровнем эффективности при низких температурах воздуха.

Удобство использования представленного оборудования выражено также в отсутствии необходимости большой площади. Привлекающим покупателей фактором является такой факт, что прежде чем возникнет необходимость обращения к мастеру, устройство успеет отработать как минимум пятнадцать сезонов. Это число особенно впечатляюще на том фоне, что в целом срок эксплуатации традиционных систем отопление менее продолжителен. Режим функционирования – автоматический. За потребителем остаётся только обязательность периодического контроля и организации ежегодного техосмотра.

Способы размещения наружного контура

Существует несколько вариантов размещения наружного контура:

1. В грунте горизонтально: трубы укладываются «змейкой» с шагом около 1 м на глубине, превышающей глубину промерзания грунта. Длина контура определяется из расчета 20 – 30 Вт потребной тепловой мощности на 1 м.п. Устройство такого контура не потребует специальных навыков, но под него придется отвести довольно большой участок.
2. В грунте вертикально: трубы наружного контура помещают в скважины глубиной до 200 м. В этом случае с 1-го м.п. удается получить уже 50 Вт тепла. Построить вертикальный контур самостоятельно невозможно, придется приглашать бурильщиков. Но у него есть и преимущество: уходя вглубь, вы сэкономите изрядную часть собственной территории.
3. В водоеме: при наличии водоема – самый предпочтительный вариант, так как отпадает необходимость производства земляных работ. Трубы контура укладывают на дне спиралью и прижимают грузом. Производительность по теплу – около 30-40 Вт/м.п.
4. На воздухе: в этом случае, как уже говорилось, наружный контур вовсе отсутствует. Испаритель необходимо закрепить на улице, установив рядом с ним вентилятор.

Движение рабочей среды в наружном контуре обеспечивается циркуляционным насосом.

Отбор теплоты от горной породы

Скальная порода требует бурения скважины на достаточную глубину (100-200 метров) или нескольких таких скважин. В скважину опускается U-образный груз с двумя пластиковыми трубками, составляющими контур. Трубки заполняются антифризом. По экологическим соображениям это 30 % раствор этилового спирта. Скважина заполняется грунтовыми водами естественным путём, и вода проводит теплоту от камня к теплоносителю. При недостаточной длине скважины или попытке получить от грунта сверхрасчётную мощность, эта вода и даже антифриз могут замёрзнуть, что и ограничивает максимальную тепловую мощность таких систем. Именно температура возвращаемого антифриза и служит одним из показателей для схемы автоматики. Ориентировочно на 1 погонный метр скважины приходится 50-60 Вт тепловой мощности. Таким образом, для установки теплового насоса производительностью 10 кВт необходима скважина глубиной около 170 м. Нецелесообразно бурить глубже 200 метров, дешевле сделать несколько скважин меньшей глубины через 10- 0 метров друг от друга. Даже для сравнительно небольшого дома площадью в 110-120 м2 при небольшом энергопотреблении срок окупаемости 10-15 лет. Почти все имеющиеся на рынке установки работают и летом, при этом теплота (по сути солнечная энергия) отбирается из помещения и рассеивается в породе или грунтовых водах. В скандинавских странах со скальным грунтом гранит выполняет роль массивного радиатора, получающего теплоту летом (днём) и рассеивающего его обратно зимой (ночью). Также теплота постоянно приходит из недр Земли и от грунтовых вод.

Плюсы и минусы тепловых насосов

Технология использования тепла окружающей среды кажется новаторской, но существует уже достаточно давно. Интересно, что в 80-е годы в Ялте для обогрева санатория «Дружба» использовалось тепло моря. Тепловой насос не только обеспечивал отопление всего комплекса, но и нагревал воду в бассейнах, охлаждал комнаты в жаркие дни, обеспечивал горячей водой всю округу.

Преимущества тепловых насосов очевидны:

• экономия на отоплении;
• минимальные временные затраты на техобслуживание системы, отсутствие необходимости периодически добавлять топливо;
• дом можно надолго оставить в отопительный период, не боясь, что что-то случится с отопительной системой;
• полная экологичность, ведь вредные выбросы отсутствуют, а используемый хладагент безопасен;
• возможность использовать систему практически где угодно;
• универсальность – тепловой насос может использоваться не только для отопления, но и для охлаждения или горячего водоснабжения. Воду в системе ГВС догревает до 55С. Если этого мало, лучше дополнительно поставить бойлер;
• долговечность теплового насоса достигает 50 лет, правда, компрессор за это время придется все же заменить.

Минусов немного, но они существенные:

• большие капиталовложения на начальном этапе;
• при морозах ниже -20С эффективность почти всех тепловых насосов сильно уменьшается, потому если такие морозы в регионе нередки, придется задуматься о дублирующем варианте обогрева.

Система отопления для теплого насоса

• радиаторы – обязательно выбирают низкотемпературные. Если в помещении уже установлены радиаторы, предназначенные для работы с более высокотемпературным теплоносителем, то придется либо добавить несколько новых секций, либо дополнительно использовать систему «теплый пол» или фанкойлы;
• теплый пол – классика для тепловых насосов, так как для этой системы как раз и необходим низкотемпературный теплоноситель;
• фанкойлы – блоки, через которые в помещение будет поступать теплый или прохладный воздух;
• теплый плинтус используется реже всего, но позволяет максимально эффективно использовать полученное тепло.

Функции теплового насоса для отопления дома

На сегодняшний день данный тип оборудования относится к устройствам, представляющим альтернативное отопление и характеризующимся непрерывно растущим спросом, на который не оказывает негативного влияния даже высокая стоимость как самого товара, так и монтажных работ по его установке. Владельцы коттеджей и дачных построек, для которых ценовая планка оказывается чрезмерно высокой, могут осуществить необходимые работы самостоятельно.

В основе функционирования теплового насоса для отопления дома лежит следующий подход: так как определённым количеством тепловой энергии характеризуется каждая окружающая среда, в случае, конечно же, превышения её температуры одного градуса, то сам собой напрашивающийся вывод задаёт вопрос, как можно использовать какую-то часть этой энергии в целях обогрева здания?

Плюсы

Основная причина использования тепловых насосов для отопления и/или горячего водоснабжения заключается в том, что они позволяют значительно экономить расход электроэнергии, в некоторых случаях экономия достигает более 500% по сравнению с обычным электрокотлом или бойлером, что очень актуально для негазифицированных районов и в домах с небольшой разрешённой мощностью электропотребления. Этот вопрос с каждым годом становится всё более актуальным, особенно в свете роста тарифов на энергоносители.

Сам термин «тепловой насос» является более маркетинговым, чем физическим, но зато он чётко обозначает сам принцип работы этой тепловой машины. Даже далёкому человеку становится ясно, что такая машина «качает тепло» и переносит его из одного места в другое.

Реально ли сделать тепловой насос своими руками?

Если вы ощущаете в себе достаточные силы для создания чего-либо грандиозного, можно начать со строительства независимой системы автономного отопления вашего жилища. Процесс создания теплового насоса из старого кондиционера подробно описан в этом видео, если вы будете следовать всем его советам то у вас точно всё получится и вы сэкономите очень много денег, удачи в постройке!

После установки — напишите нам о своем результате, нам приятно будет знать, сколько вы сэкономили после установки теплового насоса. Своим советом вы поможете тем, кто еще только собирается присоединиться к прогрессивной части человечества!

Что учесть при выборе теплового насоса?

Тепловой насос рекомендуют устанавливать только тогда, когда другое оборудование нерентабельно. Прежде оцените ситуацию по следующим параметрам:

тип помещения. Если речь идет о доме, где люди живут круглогодично, необходимо выбирать систему, которая сможет бесперебойно обеспечивать теплом и горячей водой, например «воздух-вода» или «грунт-вода». Если дом используется для отдыха и редких визитов, то самого простого насоса «воздух-воздух» будет достаточно;

регион размещения. Стоит оценить климат, ведь если в регионе очень холодно, то система «воздух-воздух» отпадает ввиду невысокой эффективности. Система «воздух-воздух» как единственный самостоятельный вариант отопления может использоваться разве что на Кавказе, в Крыму, на побережье Черного моря

Во внимание принимают наличие водоемов, расположение грунтовых вод, возможность бурения, расположения горизонтального или вертикального грунтового коллектора;

площадь дома. Для помещений площадью более 250 м2 лучше всего подходят системы типа «грунт-вода»

Для дома менее 200 м2 можно обойтись более дешевой в обустройстве «воздух-вода». Торговые помещения и офисы можно и вовсе оснастить системой «воздух-воздух»;

использование в качестве кондиционера. У систем «грунт-вода» и «вода-вода» есть возможность пассивного охлаждения без использования компрессора. Система «воздух-воздух» также способна охлаждать, но затратит больше электроэнергии.

Кипяток не нужен

Ключевым для оценки эффективности насоса является коэффициент преобразования энергии, называемый также отопительным коэффициентом (иногда его некорректно называют КПД теплового насоса, хотя это терминологически неверно). Этот коэффициент вычисляется как отношение отдаваемой тепловой мощности к потребляемой насосом электрической мощности.

Но никакого нарушения законов термодинамики здесь нет и в помине. Вспомним, что тепловой насос не столько создает тепло, сколько переносит его с места на место. Именно поэтому отопительный коэффициент нельзя называть КПД, а тепловой насос — воплощением мечты о вечном двигателе. Хотя если учесть, что источник низкопотенциального тепла практически неисчерпаем, то можно сказать, что изобретение лорда Кельвина все же находится от этой несбыточной мечты где-то поблизости.

Предлагаем ознакомиться Москва. «Горячие линии» по вопросам отопления. Куда звонить?

он не имеет замкнутого внешнего контура. Такое устройство может, например, откачивать грунтовую воду из одной скважины и сбрасывать ее в другую. Еще один вариант — забирать воду выше по течению реки, а сбрасывать ниже по течению. Система «вода-вода» предъявляет повышенные требования к качеству используемой воды.

Если в воде много ила или минеральных примесей, тепловой насос может быстро засориться и выйти из строя. Система «воздух-вода» забирает тепло из воздуха, всасываемого с улицы, однако в странах с холодным климатом вроде России теплонасосы такого вида не очень эффективны, за исключением южных районов страны, в то время как устройства системы «грунт-вода» способны обеспечить теплом даже жилища, расположенные в Сибири.

Интересная особенность многих моделей теплонасосов — их способность работать в реверсивном режиме. Это значит, что в жаркую погоду насос сможет забирать тепло из дома и отдавать его грунту, воде или воздуху. Теплонасосы пригодны не только для отопления жилых домов, но и для обогрева больших производ ственных помещений.

Отопительный коэффициент вычисляется отдельно для так называемых рабочих точек, обозначаемых по модели вида B0W35, где B — это рассол (от англ. brine), 0 — температура рассола 0 °C, W — вода в отопительном контуре (от англ. water) и 35 — температура этой воды в градусах Цельсия. Для такой рабочей точки отопительный коэффициент реального теплового насоса будет равен примерно 4−5 — иначе говоря, мы получим в виде тепла энергии на 300−400% больше, чем затратим.

Система «воздух-вода»

Вода, температура которой ниже температуры человеческого тела, может показаться недостаточной для нужд отопления, но в реальности во многих странах мира, например в Германии, принят именно такой стандарт для обогрева помещений, а тепловые насосы, подогревающие отопительный контур до 55°С, применяются уже для приготовления горячей воды.

Секрет в том, что качественного отопления помещения с помощью теплового насоса можно добиться, лишь полностью переоборудовав систему отопления с учетом самых современных энергосберегающих технологий.

Взгляд в будущееНеобходимость снижения уровня вредных выбросов в атмосферу требует создания и внедрения целого комплекса энергопроизводящих и энергосберегающих технологий, и теплонасосы являются лишь одним из его элементов. Ведь все добытое тепло необходимо сохранить и очень рационально использовать.

Во-первых, необходима высококачественная теплоизоляция помещения, исключающая малейшие утечки тепла. Во‑вторых, температуры 35°C в отопительной системе окажется вполне достаточно, если применять так называемое лучистое, или инфракрасное, отопление. К таким системам относятся теплые полы, а также излучающие тепло стенные и потолочные панели.

Из всего сказанного следует, что «дешевая» энергия недр и вод обходится пока не столь дешево. Покупка и установка теплового насоса для обогрева дома стоит сегодня 30−50 тысяч. Правда, производители утверждают, что через 5−8 лет эксплуатации тепловой насос будет выгоднее дизельного или газового котла за счет несравнимо меньших эксплуатационных расходов.

Мы благодарим представителя компании Zehnder GmbH Ольгу Третьякову за помощь при подготовке данного материала