Тепловые насосы для отопления дома: устройство, правила подбора и установки - СТРОИТЕЛЬНЫЙ ПОРТАЛ
Ktostroitdom.ru

СТРОИТЕЛЬНЫЙ ПОРТАЛ
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Тепловые насосы для отопления дома: устройство, правила подбора и установки

Тепловые насосы для отопления вашего дома

Тепловой насос — это устройство, которое может обеспечивать вашему дому отопление зимой, охлаждение летом и производство горячей воды круглый год.

Тепловой насос использует энергию возобновляемых источников — нагретого воздуха, земли, скальных пород или воды — для производства тепловой энергии. Это преобразование осуществляется с помощью особых веществ — хладагентов.

Принцип действия теплового насоса

Конструктивно любой тепловой насос состоит из двух частей: наружной, которая «забирает» тепло возобновляемых источников, и внутренней, которая отдает это тепло в систему отопления или кондиционирования вашего дома. Современные тепловые насосы отличаются высокой энергоэффективностью, что в практическом плане означает следующее — потребитель, т.е. владелец дома, используя тепловой насос, тратит на обогрев или охлаждение своего жилища, в среднем, всего четверть тех денег, которые он потратил бы, если теплового насоса не было.

Иначе говоря, в системе с тепловым насосом 75% полезного тепла (или холода) обеспечивается за счет бесплатных источников — тепла земли, грунтовых вод или нагретого в помещениях и выбрасываемого на улицу использованного воздуха.

Рассмотрим, как действует, пожалуй, самый популярный в быту тепловой насос, работающий за счет тепла земли. Работа теплонасоса происходит в несколько циклов.

Цикл 1, испарение

Наружная часть «земляного» теплового насоса представляет собой замкнутую систему труб, зарытых в землю на определенную глубину, где температура круглый год стабильна и составляет 7-12°C. Чтобы «собрать» достаточное количество энергии земли, требуется, чтобы общая площадь, занимаемая системой подземных труб, была в 1,5-2 раза больше всей отапливаемой площади дома. Эти трубы заполнены хладагентом, который нагревается до температуры земли.

Хладагент имеет очень низкую температуру кипения, поэтому способен прейти в газообразное состояние уже при температуре грунта. Далее этот газ поступает в компрессор.

Популярные модели

Цикл 2, сжатие

Именно этот компрессор и расходует всю необходимую для работы теплового насоса энергию, но по сравнению, к примеру, с отоплением от газового котла, эти затраты заметно ниже. К сравнению затрат мы вернемся позже.

Итак, нагретый до температуры 7-12°C газообразный хладагент из подземных труб в камере компрессора сильно сжимается, что приводит к его резкому нагреву. Чтобы понять это просто вспомните, как нагревается обычный велосипедный насос, когда вы накачиваете шины. Принцип тот же самый.

Хозяину на заметку

«Тепловой насос — современное отопление. Но реальные значения эффективности теплонасосов зависят от температурных условий, т.е. в холодные дни их эффективность падает. Она составляет порядка 150% при температуре −20 °C, и порядка 300% при температуре источника +7 °C».

Цикл 3, конденсация

После цикла сжатия, мы получили горячий пар под высоким давлением, который подается уже во внутреннюю, «домашнюю» часть теплового насоса. Теперь этот газ может быть использован для системы воздушного отопления или для нагрева воды в системе водяного отопления и горячего водоснабжения. Также этот горячий пар может применяться с системой «теплый пол».

Отдавая тепло в систему отопления, горячий газ охлаждается, конденсируется и превращается в жидкость.

Цикл 4, расширение

Эта жидкость поступает в расширительный клапан, где ее давление понижается. Теперь жидкий хладагент низкого давления снова направляется в подземную часть для нагрева до температуры земли. И все циклы повторяются.

Эффективность использования тепловых насосов

На каждый 1 кВт электроэнергии, потребляемой тепловым насосом для работы его компрессора, в среднем, вырабатывается около 4 кВт полезной тепловой энергии. Это соответствует 300% эффективности.

Сравнение отопления с помощью теплового насоса с другими способами.

Данные представлены Европейской ассоциацией тепловых насосов (EHPA)

Следует понимать, что показатели эффективности тепловых насосов отличаются, в зависимости от конкретных условий, в которых действует ваше устройство. Так, если вы используете «земляной» тепловой насос, и у вас на участке глинистая почва, то эффективность теплонасоса будет примерно вдвое выше, чем если бы трубы теплового насоса лежали в песчаном грунте.

Также следует помнить, что укладка подземной части должна осуществляться ниже отметки промерзания грунта. Иначе тепловой насос работать вообще не будет.

Реальные значения эффективности тепловых насосов зависят от температурных условий, т.е. в холодные дни их эффективность падает. Она составляет порядка 150% при температуре −20 °C, и порядка 300% при температуре источника +7 °C. Но технологии не стоят на месте — современные модели отличается большей энергоэффективностью, причем эта тенденция сохраняется.

Тепловые насосы для охлаждения дома

По своему принципу действия тепловой насос аналогичен холодильным агрегатам или чиллерам. Поэтому в летнее время он может применяться не для обогрева дома, а для его охлаждения или кондиционирования. Вспомним, что, если речь идет о «земляном» теплонасосе, то температура грунта стабильна в пределах 7-12°C круглогодично. И с помощью теплового насоса она может передаваться в помещения дома.

Принцип работы системы охлаждения с помощью теплового насоса аналогичен системе отопления, только вместо радиаторов используются фанкойлы. При пассивном охлаждении теплоноситель просто циркулирует между фанкойлами и скважиной, т.е. холод из скважины напрямую поступает в систему кондиционирования, но сам компрессор при этом не работает. Если пассивного охлаждения недостаточно, включается компрессор теплового насоса, который дополнительно охлаждает теплоноситель.

Типы тепловых насосов

Бытовые тепловые насосы бывают 3-х основных типов, различающихся по внешнему источнику тепла:

  • «земляные» или «грунт-вода», «грунт-воздух»;
  • «водяные» или «вода-вода», «вода-воздух»;
  • «воздушные» или «воздух-вода», «воздух-воздух».

«Земляные» тепловые насосы

Самые популярные — это тепловые насосы, использующие тепло земли. О них уже шла речь выше. Это самые эффективные, но и самые дорогие из всех типов. Трубы, уходящие под землю, могут располагаться вертикально или горизонтально. В зависимости от этого, «земляные» тепловые насосы делятся на вертикальные и горизонтальные.

Другие публикации TopClimat.ru по теме
Что такое тепловой насос
Конвектор + тепловой насос = новые возможности

Вертикальные тепловые насосы требуют погружения труб, по которым циркулирует хладагент на значительную глубину: 50-200 м. Правда, есть альтернатива — сделать не одну такую скважину, а несколько, но более «мелких». Расстояние между такими скважинами должно быть не менее 10 м. Чтобы рассчитать глубину бурения, можно грубо прикинуть, что тепловой насос мощностью 10 кВт потребует скважины (одну или несколько) общей глубиной около 170 м. Следует также помнить, что бесполезно бурить очень мелкие — менее 50 м — скважины.

При горизонтальной укладке дорогостоящее бурение на большую глубину не требуется. Глубина заложения трубопроводов при этом способе — около 1 м, в зависимости от региона установки эта величина может как уменьшаться, так и увеличиваться. Труба с хладагентом при этом способе укладывается так, чтобы расстояние между соседними участками было не менее полутора метров, иначе сбор тепла не эффективен.

Хозяину на заметку

«Если вы живете в зоне умеренного климата — например, на Северо-Западе — то наиболее эффективный вариант для вас — тепловой насос, использующий тепло земли. Причем, лучше установить вертикальный вариант теплонасоса — особенно, если ваш дом находится на скальных породах».

Для установки теплового насоса мощностью 10 кВт необходима общая длина зарытой трубы порядка 350-450 м. Если принять во внимание ограничения, связанные с соседством разных участков между собой, то вам понадобится участок земли с размерами 20 на 20 метров. Есть ли такой свободный участок в наличии — большой вопрос.

Как выбрать нужный тепловой насос

Если вы живете в зоне умеренного климата — например, на Северо-Западе — то наиболее эффективный вариант для вас — тепловой насос, использующий тепло земли. Причем, лучше установить вертикальный вариант теплонасоса — особенно, если ваш дом находится на скальных породах, где найти свободный обширный участок земли проблематично. Но такой тип теплового насоса наиболее дорог по сумме капитальных затрат.

В зоне с мягким климатом — например, в Сочи — можно установить тепловой насос «воздух-вода», который не требует чрезмерных капитальных затрат и особенно эффективен в местности, где сезонные колебания температур сравнительно невелики.

В зависимости от принципа действия, бывают электрические тепловые насосы и газовые тепловые насосы. Более популярны модели, работающие от электричества.

Еще одно важное замечание. Хорошей идеей являются комбинированные модели тепловых насосов, которые совмещают классический вариант теплонасоса с газовым или электрическим нагревателем. Такие нагреватели могут применяться при неблагоприятных погодных условиях, когда эффективность теплового насоса снижается. Как уже говорилось, особенно снижение эффективности свойственно тепловым насосам «воздух-вода» и «воздух-воздух».

Комбинация этих двух источников тепла позволяет снизить стоимость капитальных затрат и увеличить срок окупаемости теплонасосной установки.

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.

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.

Тепловые насосы для отопления дома: виды и принцип работы

Среди вариантов альтернативного отопления можно отметить растущую популярность тепловых насосов. Высокая стоимость оборудования и монтажа такой конструкции не позволяет некоторым владельцам частных домов минимизировать затраты на отопление. Им обязательно стоит рассмотреть возможность сделать тепловой насос своими руками.

Устройство и принцип работы

Некоторым количеством тепловой энергии обладает практически любая среда, которая нас окружает, если только ее температура превышает 1 °C. Почему бы не использовать часть этой энергии для обогрева собственного дома? Делается это с помощью теплового насоса.

Основан принцип работы теплового насоса на передаче тепла от источника с низким потенциалом тепловой энергии к теплоносителю, который имеет более высокую температуру. На практике выглядит это таким образом:

  1. Теплоноситель поступает в трубопровод, расположенный, например, в грунте, и нагревается на несколько градусов.
  2. Затем теплоноситель попадает в теплообменник (или испаритель) и передаёт собранную тепловую энергию на внутренний контур.
  3. Хладагент (вещество с низкой температурой кипения, находящееся под низким давлением), который находится во внешнем контуре, нагревается в испарителе и превращается в газ.
  4. Затем газообразный хладагент попадает в компрессор, где сжимается под воздействием высокого давления. При этом температура хладагента становится ещё выше.
  5. Горячий газ поступает в конденсатор, где передаёт тепловую энергию теплоносителю внутренней системы отопления дома.
  6. После этого хладагент, потерявший тепло, возвращается в систему в жидком состоянии.
Читать еще:  Печь-камин в интерьере загородного дома

Работа холодильных установок основана на таком же принципе, поэтому некоторые виды тепловых насосов в летнее время можно вполне успешно использовать в качестве кондиционеров, т. е. для охлаждения помещения.

Тепловой насос позволяет обогревать дом, используя низкопотенциальную тепловую энергию окружающей среды

Видео: устройство и работа тепловых агрегатов

Виды агрегатов

Наглядное представление о вариантах устройства тепловых насосов представляет их классификация по виду теплоносителя на внешнем и внутреннем контурах конструкции. Получать энергию устройство может из:

  • грунта;
  • воды (водоём или источник);
  • воздуха.

Внутри дома полученная тепловая энергия может использоваться в системе отопления, а также для подогрева воды или для кондиционирования воздуха. Поэтому различают несколько видов тепловых насосов в зависимости от сочетания этих элементов и функций.

Система «грунт-вода»

Получение тепла из грунта считается одним из самых эффективных для этого типа альтернативного отопления, поскольку уже примерно в пяти метрах от поверхности температура грунта остаётся достаточно постоянной, мало подвержена изменениям погодных условий.

В геотермальном тепловом насосе используют специальные теплопроводящие зонды

В качестве теплоносителя на внешнем контуре используется специальная жидкость, которую принято называть рассолом. Это экологически безопасный состав.

Наружный контур теплового насоса типа «грунт-вода» выполняют из пластиковых труб. Разместить их в грунте можно горизонтально или вертикально. В первом случае могут понадобиться работы на значительной площади, от 25 до 50 кв. м на каждый киловатт мощности насоса. Площади, отведённые под устройство горизонтального коллектора, нельзя использовать для сельскохозяйственных нужд. Здесь допустима только разбивка газона или высадка однолетних цветущих растений.

Для сооружения вертикального коллектора понадобится ряд скважин глубиной 50-150 метров. Поскольку температура грунта на такой глубине выше и устойчивее, такой геотермальный тепловой насос считается более эффективным. Для передачи тепла в этом случае используются специальные глубинные зонды.

Насос «вода-вода»

Не менее эффективным выбором может стать тепловой насос вода вода, поскольку на большой глубине температура воды остается достаточно высокой и постоянной. В качестве источника низкопотенциальной тепловой энергии могут использоваться:

  • открытые водоёмы (озёра, реки);
  • грунтовые воды (скважины, колодцы);
  • сточные воды промышленных технологических циклов (обратное водоснабжение).

Принципиальных отличий в конструкции теплонасосов «грунт-вода» или «вода-вода» не имеется. Наименьших затрат потребует сооружение теплонасоса, использующего энергию открытого водоёма: трубы с теплоносителем нужно снабдить грузом и погрузить в воду. При использовании потенциала грунтовых вод понадобится более сложная конструкция. Может потребоваться сооружение дополнительного колодца для сброса воды, которая проходит через теплообменник.

Использование теплового насоса вода-вода в открытом водоеме может быть очень выгодным

Универсальный вариант «воздух-вода»

По эффективности тепловой насос воздух вода уступает другим моделям, поскольку в холодное время года мощность его ощутимо снижается. Однако для его монтажа не требуется сложных работ по выемке грунта или по сооружению глубоких скважин. Нужно только выбрать и установить подходящее оборудование, например, прямо на крыше дома.

Тепловой насос воздух-вода можно установить без масштабных монтажных работ

Несомненным преимуществом этой конструкции является способность повторно использовать тепло, которое покидает обогреваемые теплонасосом помещения с отработанным воздухом или водой, а также в виде дыма, газа и т. п. Чтобы компенсировать недостаток мощности воздушного теплонасоса в зимний период, следует предусмотреть варианты альтернативного отопления.

Наименее затратным вариантом может стать тепловой насос воздух-воздух, для сооружения которого не нужны сложные работы по созданию традиционной системы водяного отопления в помещениях.

Преимущества и недостатки системы

Установка теплового насоса дома и включение его в систему отопления или создание полноценной отопительной станции решит ряд насущных проблем и имеет следующие преимущества:

  • это автономная система отопления, единственным централизованным элементом которой является подключение к электросети;
  • этот способ позволяет значительно сэкономить на дорогостоящих энергетических носителях, которые традиционно применяются для отопления и существенно снизить затраты на коммунальные услуги. Средний Коэффициент преобразования теплоты равен 3,5 – 4,5. Из 1 кВт электроэнергии насос вырабатывает от 3 до 7 кВт тепла. Это самые высокие показатели среди всех видов котлов, работающих на любом топливе;
  • система безопасна для здоровья человека и для экологии. Она помогает сберечь невозобновляемые энергоресурсы планеты;
  • пожарная безопасность и невоспламеняемость деталей. Этот котёл не перегревается, не взрывается, не горит, не выделяет угарный газ;
  • один насос может вырабатывать как тепло, так и холод, обеспечивая нужный микроклимат в доме, а также нагревать воду для бытовых нужд;
  • долговечность – по опыту европейских жителей срок службы оборудования составляет 20-50 лет;
  • комфорт и бесшумная работа. Управление системой осуществляется с помощью автоматики;
  • установка насоса не требует согласований, которые нужны при монтаже, например, газового оборудования.

В Норвегии и Швеции 95% всех домов отапливаются тепловыми насосами.

Преимуществ у такой системы гораздо больше, чем недостатков

К недостаткам можно отнести:

  • относительно высокую стоимость установки и самого насоса, окупаемость такой системы напрямую зависит от интенсивности её эксплуатации;
  • необходимость привлечения специалистов и применения специальной бурильной и иной техники для обустройства геотермального насоса с вертикальным контуром, глубина которого может достигать 200 м.

Как сделать тепловой насос своими руками

Использовать тепловые насосы для отопления дома выгодно и удобно. Имеющийся опыт показывает, что в частных домах жилой площадью более 400 кв. м такая конструкция окупится в течение нескольких лет эксплуатации, несмотря на высокую стоимость. Владельцы домов с более скромными размерами успешно разрабатывают и устанавливают теплонасосы собственной конструкции. Вот некоторые принципы создания этих полезных устройств:

  • для начала нужно позаботиться о приобретении компрессора, например, предназначенного для кондиционера. Обычно его закрепляют на стене.
  • другую важную часть конструкции — конденсатор — можно сделать самостоятельно. Для этого понадобится сделать змеевик из медной трубы (толщина не менее 1 мм), который помещают в корпус из металла или пластика. В качестве корпуса подойдёт бак подходящего размера. После того как змеевик установлен, половинки бака сваривают, монтируя необходимые резьбовые соединения. Испаритель тоже обычно монтируют на стене. Чтобы сделать качественный змеевик, можно намотать медную сантехническую трубу вокруг предмета подходящего диаметра, вполне подойдет газовый баллон. Чтобы расстояние между витками было одинаковым, используют перфорированный алюминиевый уголок, на котором закрепляют витки змеевика.
  • окончательный монтаж этого оборудования: пайку медной трубы, закачку фреона и т. п. — должен выполнять только квалифицированный специалист. Неумелые действия могут повредить оборудование, кроме того, они связаны с высокой вероятностью получения бытовых травм.
  • после этого конструкцию подключают к внутренней системе отопления дома.
  • затем производится монтаж и подключение наружного контура, особенности этого процесса зависят от вида теплового насоса.

Перед пуском теплонасоса не помешает диагностировать состояние домовой электропроводки и счетчика. Ветхое и устаревшее оборудование необходимо заменить. Приемлемая мощность электросчётчика составляет не менее 40 ампер.

К сожалению, не всякий тепловой насос для отопления дома оправдывает ожидания владельцев. Чаще всего это связано с отсутствием правильных термодинамических расчётов. В результате получается система с недостаточной мощностью или неоправданно растут затраты на чрезмерно мощное оборудование. Чтобы подобрать систему с подходящей мощностью, следует учесть теплопотери здания, а также множество других характеристик. Поручать такие расчёты следует инженеру-проектировщику.

Рентабельность и целесообразность использования тепловых насосов

Чтобы достигнуть существенной экономии на отопительном бюджете на долгие годы, необходимо затратить значительные средства на этапе проектирования и установки. Окупаемость такой отопительной системы отложена во времени, она зависит от условий эксплуатации.

Энергия, взятая из окружающей среды, не требует оплаты и не заканчивается.

Если в доме пол и стены утеплены правильно, то тепловой насос будет работать максимально эффективно. Потери тепла не должны превышать 100 Вт на 1 кв. метр.

Ниже представлено сравнение затрат на отопление при использовании различных энергоносителей.

Чтобы экономить на отоплении, придётся потратить немалую сумму на установку теплового насоса

Очень выгодно включать насос в систему теплых полов или стен, где рабочая температура составляет примерно 40 градусов. Показателем экономии можно считать отсутствие перегрева отопительного контура и замерзания теплоносителя при отключении насоса, что позволяет повысить надежность системы и снизить риск аварии и частоту профилактических и ремонтных работ.

Стоимость установки такой системы, зависит от нескольких факторов:

  • площадь отапливаемых помещений дома;
  • разновидность конструкции насоса;
  • системы отопления и трубы, проложенные в доме;
  • показатели потерь тепла.

Для небольшого дома площадью 130 кв. м при установке насоса с грунтовым забором тепла, стоимость оборудования составит 450 000 р., а монтаж потянет на 300 000 р.

Насос «воздух-вода» будет стоить 300 00 р., установка составит 80 000 р., это самый недорогой вариант.

Стоимость установок начинается от 450 тыс. руб.

Максимальные затраты потребуются при глубоком бурении с низкой точкой промерзания и при большой площади дома, например, 400 кв. м. Оборудование обойдется в 800 000 р., а установка – в 360 000 р. Затраты включают в себя все проектные и земляные, наземные работы и все элементы насоса и отопительной системы.

Материал актуализирован 29.03.2018

Стоимость установки тепловых насосов

Тепловой насос — это устройство, переносящее тепловую энергию в помещение из окружающей среды. Его работа напоминает принцип действия холодильника, разница лишь в том, что он выводит тепло наружу, а тепловой агрегат — вовнутрь. Если отапливать дом с помощью теплового насоса, то он вполне справится с задачей при условии температурного режима за окном не ниже расчетного уровня. Более низкая температура требует подключения традиционного отопительного котла.

Устройство и принцип работы насоса

Все нижеперечисленные элементы устройства аппарата связаны между собой:

  1. Испаритель,
  2. Теплоноситель, обычно это вода,
  3. Подключенный к электропитанию компрессор,
  4. Хладагент,
  5. Теплообменник (конденсатор),
  6. Терморегулятор.

Принцип действия насоса следующий. Забирая тепло из воздуха, воды или грунта, теплоноситель проходит сквозь испаритель и отдает его внутреннему контуру, наполненному хладагентом.

Хладагент — это такое вещество, которое обладает низкой температурой кипения, поэтому быстро преобразуется в пар. Этот пар забирает компрессор, сжимает его, чем повышает его температуру, после этого выталкивает в конденсатор, где нагретый хладагент отдает тепло теплоносителю отопительной системы дома, а затем вновь принимает жидкое состояние. Затем цикл повторяется.

Температура воздуха поднялась до нужной отметки, значит, терморегулятор останавливает работу компрессора, разомкнув цепь. Если температура понизилась — вновь терморегулятор замыкает цепь и обогрев возобновляется.

Говоря об эффективности теплового насоса, следует разобраться с понятиями. Коэффициент полезного действия (КПД) заменяется на коэффициент передачи тепла (КПТ). Данный тепловой аппарат поглощает определенный объем электроэнергии, взамен отдавая тепловую энергию. Поэтому обычно примерно 70% тепла получается от природы, 30% же расходуется оборудованием. Расходы на отопление сокращаются на 70%.

Читать еще:  Разновидности и особенности планок для смесителя

Преимущества применения

Насос имеет целый ряд положительных характеристик:

  1. Аппарат универсален, так как способен и в жаркую погоду приносить пользу. Ведь он может выводить и избыток тепла из дома.
  2. Возможно использование в любом месте.
  3. Экономичен.
  4. Экологически безопасен.
  5. Пожаробезопасен и взрывобезопасен на 100%.
  6. Отсутствие шумного механизма работы.
  7. Аппарат надежен, его работа осуществляется независимо от поставок топлива.
  8. Совместимость с системами отопления.
  9. Возможность выбора подходящей мощности.

Правила установки тепловых насосов

Перед установкой и даже покупной следует составить проект геотермального отопления. Предварительно нужно произвести расчет теплопотери в помещении. Это требуется для подбора наиболее эффективного теплового насоса, который будет способен на снабжение энергией в необходимом количестве круглый год. Для установки оборудования требуется оценка технических условий.

Если вы желаете приобрести тепловой насос, который берет энергию из земли, тогда следует изучить свойства грунта, его состав и глубину промерзания грунта. Перед установкой проводятся работы по бурению отверстия на необходимую глубину.

Насос «вода-вода» требует изучения водоема и глубину его промерзания. Затем следует вычислить необходимую длину контура и оптимальную глубину для погружения рукава.

Средняя стоимость подготовительных и проектировочных работ без бурения составляет 35 тысяч рублей.

Сама установка тепловых насосов не требует много времени и при благоприятной погоде занимает примерно 2-3 рабочих дня.

Монтаж теплового насоса «под ключ»: этапы работ

Чтобы произвести установку геотермального насоса, у которого вертикальный внешний контур, нужно следовать четко намеченному плану работ, который заключается:

  1. В бурении скважины,
  2. Установке зондов и их погружении на глубину,
  3. Погружении коллектора, в который установлены теплообменники,
  4. Опускании труб с теплоносителем и хладагентом,
  5. Разводке труб, соединении и обжатии всех элементов,
  6. Горизонтальном подведении труб к дому при условии соблюдения всех норм и правил,
  7. Установке баков горячей воды, которые снабжены нагревательным элементом, термометром и датчиком температурного режима (существуют модели со встроенными баками, в этом случае затраты времени и средств на установку сокращаются),
  8. Подключении к электросети и «пропитывание» системы,
  9. Подключении к системе отопления дома,
  10. Пробном запуске системы.

Есть вариант монтажа геотермального насоса, во время которого трубный контур погружается под землей горизонтально ниже глубины промерзания почвы. Специалисты рекомендуют укладывать на 1,2 – 1,5 метра, при этом диаметр трубы из пластика равен 4 см, интервал между трубами составляет примерно 1 метр. Прокладывают 500 метров трубопровода на площади в 5 соток, если хотят получить на выходе 10 кВт.

Плюсы этого способа заключаются в том, что не требуется бурение скважины, однако земляных работ все же не избежать. Этим методом затраты на установку снижаются, если сравнивать с бурением.

Установка аппарата, который использует энергию воды, нуждается в укладке более короткого контура. Проложив 250 метров трубопровода по дну, можно получить 10 кВт.

Если выбрана модель «воздух-вода», то финансовые и временные затраты будут минимальными. В этом случае не нужно производить ни бурение скважины, ни другие виды земляных работ. Все что нужно это правильно закрепить внешний блок на твердом основании рядом с домом и провести его соединение с внутренним блоком.

Монтаж специалистами

Установкой теплового насоса должны заниматься компании, которые имеют специалистов, прошедших обучение и сертификацию у разработчиков данного оборудования. Причинами для этого являются:

  • Довольно высокая стоимость тепловых насосов, поэтому случайное повреждение может привести к вынужденным дополнительным расходам,
  • Тепловые насосы являются высокотехнологичным оборудованием. Небольшая неточность при установке способна привести к снижению эффективности работы или даже отказу работы системы,
  • Скрытые погрешности монтажа со временем чреваты серьезной поломкой.

Зачастую установкой оборудования занимаются люди без профессиональной подготовки, что приводит к увеличенному потреблению электроэнергии тепловым насосом, чем при грамотно проведенной работе по монтажу.

Цена монтажа «под ключ»

Стоимость установки тепловых насосов зависит от многих факторов: площади здания, выбора производителя, функций насоса, перечня производимых работ и т.д. Примерные цены установки выглядят так:

  • Площадь дома 80–120 кв. м. — от 334 500 рублей. Тепловой насос среднетемпературный с режимом работы до -20 градусов, тип — «воздух-вода». Модель WPYA-080 LA, производитель Fujitsu General. Эта цена с учетом оборудования, работ и материалов «под ключ».
  • Если площадь дома от 220 до 280 кв.м., то установка теплового насоса обойдется от 518 800 рублей. Низкотемпературный насос с режимом работы до -25 градусов. Тип «воздух-вода», от компании Fujitsu General, модель WOYK-160. В цену входит стоимость оборудования, монтаж и материалы.

Тепловой насос: стоимость

Сколько стоит данный аппарат? Цена оборудования зависит от мощности и производительности. Тепловые насосы «вода-вода» имеют следующую стоимость:

  • Высокотемпературный тепловой насос «Корса-32В» имеет на выходе нагрев теплоносителя до 75 градусов. Имеет возможность подключения к геотермальному, водяному, воздушному источникам энергии, также возможен их синтез. Данная модель снабжена модулем пассивного и активного хладоснабжения. Тепловая мощность этой модели зависит от температур нагрева теплоносителя и источника тепловой энергии и может быть как 28, так и 57 кВт. Цена такого теплового насоса примерно 558 тысяч рублей.
  • Модель «Корса-10» среднетемпературная. Нагрев теплоносителя происходит до 55 градусов. Может быть подключен к любому типу тепловой энергии, предусмотрена их комбинация. Тепловая мощность колеблется от 9 до 20 кВт. Цена такой модели составляет 319 тысяч рублей.

Вопрос экономии электроэнергии становится с каждым годом все актуальней. Такая потребность возникает не только у частных домовладельцев, но и у заводов, складов, офисных зданий. И сегодня одним из наиболее востребованных видов отопления стал тепловой насос.

Принцип работы теплового насоса

Постоянный рост цен на энергетические ресурсы заставляет владельцев загородных домов задумываться об использовании альтернативных систем. Сегодня уже очевидно каждому, что таким традиционным видам топлива для отопления, как природный газ, солярка, мазут, уголь, дрова, торфобрикеты или пеллеты нужно искать замену среди альтернативных источников. Одним из таких достаточно эффективных способов получения тепла является тепловой насос, принцип работы которого основан на отборе тепла от естественных низкопотенциальных источников возобновляемой энергии окружающей среды: грунт, термальные и артезианские грунтовые воды, водоёмы, наружный воздух.

Принцип работы теплового насоса» style=»margin: 10px; max-width: 500px;» />
Принцип работы теплового насоса

5 минут общения даст больше эффекта чем изучение всего сайта
Бесплатная консультация: +7 (495) 229-85-86

Схема тепловых насосов

В общем, система отопления с использованием такого альтернативного агрегата в своём составе имеет:

  • зонд, представляющий собой, по сути, систему трубопроводов, которая находится в грунте или другой среде и служит для сбора и передачи тепла;
  • собственно сам насос, состоящий из четырёх основных конструктивных элементов: испаритель, компрессор, конденсатор и дроссельный вентиль, объединённых трубопроводами в замкнутую систему;
  • контур отопления.

На первый взгляд может показаться, что схема тепловых насосов довольно сложная, а принцип работы теплового насоса доступен для понимания только специалисту. Однако на самом деле всё гораздо проще. Чтобы понять принцип теплового насоса достаточно посмотреть на обычный холодильник, который забирает тепло от продуктов, лежащих внутри, и отводит его через решётку на задней стенке. Только схема тепловых насосов работает с точностью до наоборот – получает тепло из внешнего источника и передаёт его внутрь.

Работа теплового насоса

Итак, замкнутая система с циркулирующим хладагентом, например, фреоном, температура кипения которого всего порядка 4°С. Как осуществляется работа теплового насоса?

1. Холодный фреон начинает нагреваться в результате получаемого тепла от первичного контура в виде зонда, который в зависимости от используемого источника низкопотенциального тепла помещён в грунт, воду или находится на улице. Если говорить о грунте, то, как правило, его температура в течение года колеблется в пределах 8°С. Естественно, что при растущей температуре фреон начинает закипать и переходит в газообразное состояние.

2. На втором этапе фреон всасывается компрессором, где происходит его резкое сжатие с выделением большого количества тепла – температура фреона может достигать 90°С.

3. Далее перегретый газ подаётся в конденсатор. Этой температуры вполне достаточно для организации отопления и горячего водоснабжения загородного дома тепловым насосом. В конденсаторе температура хладагента падает, при этом выделяемое тепло передаётся системе отопления. Фреон конденсируется, превращаясь газожидкостную смесь.

4. В этом состоянии смесь поступает на дроссельный вентиль – специальный клапан, где происходит резкое снижение давления и температуры фреона, которая достигает 0°С, после чего превращённый в жидкость хладагент снова поступает с испаритель для получения тепла от возобновляемого природного источника – цикл замыкается.

Управление работой теплового насоса осуществляется терморегулятором. При достижении в помещении заранее заданной температуры он прекращает подачу электроэнергии на компрессор, останавливая работу системы, а при понижении температуры, включает его.

На сегодняшний день наибольшее распространение получили геотермальные агрегаты, принцип работы которых основан на получения тепла от грунта. Они наиболее эффективны, надёжны, долговечны и обеспечивают стабильные характеристики независимо от погодных условий и времени года.

Дополнительная информация, консультации, цены

Мы предложим эффективное и экономичное решение. Воспользуйтесь опытом наших технических специалистов — заполните форму справа, или позвоните.

  • (499)265-2890
    265-3180 (доб. 508 )

  • Руководитель направления:
    Михайлов Вадим Вадимович
    моб. +7 (926) 228-69-76

    Ведущий специалист:
    Михайлов Александр Вадимович моб.+7(926)205-05-45
    +7 (495) 229-85-86 (доб. 244)

    Отопление с тепловым насосом

    Тепловые насосы – один из перспективных мировых трендов развития систем отопления. Их принципиальная особенность – забор низкопотенциального тепла из внешнего источника, обычно природной среды, перевод на новый высокопотенциальный уровень и отдача тепла либо теплоносителю системы отопления, либо непосредственно воздуху обогреваемого помещения. В соответствии с тем, из какой среды поступает тепло и какой среде передается, тепловые насосы разделяют на типы – «воздух–вода», «воздух–воздух», «грунт–воздух», «грунт–вода», «вода–вода», «вода–воздух».

    В России теплононасосные установки появились относительно недавно, и продвижение их на отечественном рынке сталкивалось, да и сталкивается сегодня, с ощутимыми трудностями. Определить перспективы применения тепловых насосов в РФ мы пригласили специалистов компаний, последовательно продвигающих этот тип оборудования на российском рынке.

    В круглом столе приняли участие:

    А. Т.: Какой тип теплового насоса («земля–вода», «вода–вода», «воздух–вода», «воздух–воздух») наиболее предпочтителен для использования в системе отопления на территории РФ? Связан ли выбор типа теплового насоса с регионом?

    А. Максименко: На наш взгляд, подтвержденный опытом итальянских коллег, наиболее целесообразно применение тепловых насосов «воздух–вода» по следующим причинам:
    а) простота и невысокая стоимость установки. При монтаже тепловых насосов «воздух–вода» не требуется спецоборудования, нет необходимости в глубоком бурении и получении дополнительных разрешений;
    б) тепловые насосы типа «воздух–вода» не «вымораживают» грунт при длительном использовании, в отличие от их типа «земля–вода» без периода релаксации с нарушением экологии;
    г) тепловые насосы типа «воздух–вода» не требуют применения промежуточных теплоносителей, в то время как для обеспечения работы грунтовых тепловых насосов зачастую необходимы так называемые «рассолы», снижающие общий КПД установки и усложняющие ее конструкцию;
    б) для работы тепловых насосов используется безопасный для окружающей среды хладагент R410A;
    д) тепловые насосы типа «воздух–вода» имеют очень высокую эффективность при работе в межсезонье, в энергосберегающих домах с системами теплый пол;
    е) модели тепловых насосов «воздух–вода» с реверсивным циклом могут работать на охлаждение, снижая тем самым количество инженерных систем в доме. Учитывая, что тепловые насосы «воздух–вода» могут работать при отрицательных температурах до -20 °С с незначительным снижением мощности, их эксплуатация возможна на большей части регионов РФ.

    Читать еще:  Выбираем чехол на матрас

    М. Чугунов: Еще 5–7 лет назад основная доля продаж тепловых насосов приходилась на установки «земля–вода». Второе место занимали насосы «воздух–вода». Доля установок «вода–вода» была и остается невелика.
    Однако четкой тенденцией последних 2–3 лет является опережающий рост доли тепловых насосов «воздух–вода». И это вполне закономерно – при затратах на установку на 35–40 % дешевле, чем для геотермальных моделей, срок окупаемости установки с воздушным тепловым насосом ощутимо ниже.
    Использование тепловых насосов «воздух–вода» в качестве моновалентной установки для отопления и ГВС возможно, пожалуй, лишь в южных регионах. На остальной территории РФ правильнее применять их в бивалентных схемах для отопления до определенной точки – например, до -15…-10 °С, а далее используется традиционный источник тепла. Геотермальные тепловые насосы могут применяться в любом регионе РФ как основной источник тепла.

    А. Кузьмин: Лидерство пока остается за геотермальными тепловыми насосами в силу неснижаемой мощности в зимнее время и высоких показателей эффективности кондиционирования. Однако тепловые насосы «воздух–вода» уверенно завоевывают все большую долю рынка и спрос на них более динамичен, чем на геотермальные тепловые насосы. На сегодняшний день ограничения в использовании тепловых насосов «воздух–вода» связаны с пороговой точкой работы -25 °С (чем ниже температура воздуха, тем меньше мощность насоса), а также с возникающими у многих трудностями при расчете тепла, производимого тепловым насосом. Кстати, мы в подборе «воздушника» используем программу моделирования поведения теплового насоса в течение всего отопительного периода с точными данными выдачи тепла и затрат электроэнергии за каждую минуту периода. Это также нужно для правильного выбора дополнительного источника тепла, который пока необходим для каждого проекта с тепловым насосом «воздух–вода». По факту участие этого источника тепла занимает 5–15 % объема общей тепловой энергии за отопительный сезон. Сейчас ведутся разработки машин с рабочей точкой до -32 °С, что будет прорывом в области технологии тепловых насосов «воздух–вода», следствием которого станет увеличение их доли на рынке.

    А. Т.: Какова сегодня рыночная ниша тепловых насосов в РФ? Кто становится их основным потребителем?

    А. Кузьмин: Сегодня это чаще всего владельцы частного домостроения внегородской черты (вне досягаемости центрального отопления) с лимитом электроэнергии по мощности и ограниченной возможностью подключения магистрального газа (или случаи, когда требуются инвестиции более 200 тыс. рублей). Реже – малые и средние коммерческие предприятия, также в загородной черте и с теми же проблемами, в том числе, с газом – высокая стоимость подключения и необходимость мероприятий по технадзору.

    Н. Горшкова: Тепловые насосы оказываются интересны не только для установки в коттеджах, но и на промышленных, социальных объектах, заводах. Наши покупатели очень разные люди, с разным достатком и историями. В основном это энтузиасты, интересующиеся новыми технологиями, открытые новому. Те, кто видел подобные установки за рубежом и готов рассмотреть альтернативу традиционным источникам.
    Во многих случаях тепловой насос становится целесообразной альтернативой там, где существуют проблемы с подключением газа (большой срок или большая стоимость подключения магистрального газа, сопоставимая со стоимостью установки геотермального теплового насоса) или вообще нет возможности его подключить.

    А. Недилько: Тепловые насосы – замечательная альтернатива традиционным котлам отопления. К основным достоинствам такого оборудования стоит отнести экологичность, надежность, экономичность, простоту в эксплуатации. Но, как всегда, любая система имеет и отрицательные стороны:
    капитальные затраты при установке теплового насоса в разы больше, чем при установке котла, причем любого – и газового, и дизельного, и твердотопливного.
    Правильно собранная система способна выдавать коэффициент преобразования до 4,5, а стоимость 1 кВт·ч тепловой энергии составит порядка 1 руб. У газовых котлов стоимость 1 кВт·ч тепла стоит примерно 60 коп., так что при наличии магистрального газа смысла устанавливать тепловой насос нет.
    Но если газа нет и не предвидится? Определенно, тепловой насос окажется золотой серединой. Ведь стоимость 1 кВт·ч тепла теплового насоса всегда меньше, чем у котлов, работающих на сжиженном газе, дизельном или твердом топливе. К особым преимуществом перед такими системами стоит отнести автономность работы, когда нет необходимости следить за количеством остатков топлива. Основными потребителями тепловых насосов все же остаются обеспеченные люди, дома которых не подключены к магистральному природному газу, перед которыми стоит задача установить эффективную систему отопления. Особенно это касается геотермальных тепловых насосов.
    С воздушными тепловыми насосами – проще. Так как нет необходимости проводить большой объем земельных работ, установка их менее затратная, но есть ограничения использования в различных климатических зонах. Такие тепловые насосы можно смело устанавливать там, где наружная температура не опускается ниже -15 °С.

    А. Т.: В каком случае применение теплового насоса оправдано с экономической точки зрения?

    А. Максименко: Применение теплового насоса оправдано с точки зрения потребителя в случае отсутствия технической возможности подключения к сетям газоснабжения, когда капитальные затраты на подключение к этим сетям превышают стоимость теплового насоса или равны ей, а так же при необходимости увеличения лимитов на энергопотребление для обеспечения запросов по теплоснабжению и ГВС. Например, в случае, когда стоимость подвода газа или установки газгольдера «выливается» в 200–400 тыс. рублей или увеличение лимита на электропотребление требует 150–200 тыс. рублей без учета дальнейших вложений. Эксплуатация теплового насоса обходится дешевле при тех же капитальных затратах.

    А. Кузьмин: Это всегда определяется нами в той же программе моделирования энергетического поведения теплового насоса, но уже в разделе «Экономика». Здесь находится баланс между стоимостью электротарифа (тепловой насос потребляет электроэнергию) и источником тепла, с которым проводит сравнение заказчик (центральное отопление или дизельный котел). Можно уверенно сказать, что при стоимости электроэнергии более 4 руб. за 1 кВт·ч, тепловой насос будет эффективнее, чем электроотопление. Практически нет шансов у дизельных и угольных котлов, а также у центрального отопления при стоимости более 2500 руб./Гкал. Объекты с магистральным газом, где необходимо кондиционирование от 100 кВт мощности, также экономически целесообразно оснащать отопительной системой с тепловым насосом.

    М. Чугунов: Применение тепловых насосов оправдано в случаях невозможности подведения магистрального газа либо его высокой стоимости (свыше 500 тыс. рублей), стоимости электрической энергии выше 4,5 руб. за кВт·ч, а также при повышенных требованиях к экологичности и безопасности системы отопления.

    А. Т.: Каковы сроки окупаемости тепловых насосов при использовании их в системах отопления в России?

    А. Кузьмин: Факторы влияния будут те же, что и в предыдущем вопросе, с поправкой, что чем крупнее объект, тем сроки короче, так как стоимость установки теплового насоса не растет прямо пропорционально площади и/или мощности отопления. Можно рассчитать, что объекты площадью 50–200 м2 имеют сроки окупаемости примерно 7–9 лет (за исключением случаев с использованием дорогого альтернативного источника тепла, как, например, дизельный котел), объекты площадью 500 м2 окупятся за 5–7 лет , 700–1500 м2 – за 3–4 года. Отдельно стоят по срокам окупаемости АЗС и водоканалы в силу тарифов и источников тепла с высоким потенциалом: здесь сроки окупаемости 2–2,5 года являются нормой.

    А. Т.: Какое оборудование включает система отопления, созданная на базе теплового насоса?

    А. Кузьмин: Как правило, это теплые полы и радиаторы. В штатной комплектации наших моделей есть встроенное интернет-подключение для контроля и управления через тепловой насос всей системой климата в доме, что, конечно, дает свободу, не требуя дополнительных вложений.
    Дома с высокой степенью теплоизоляции и пассивные дома требуют принудительной вентиляции, и здесь находят применение рекуператоры. Кстати, в таких домах мы добились потрясающих показателей, используя дневной и ночной тарифы (в Москве, например, их соотношение 4,5/1,5 руб). Скоро мы опубликуем статью на эту тему, здесь сроки окупаемости уменьшились почти вдвое. Этого удалось достигнуть благодаря новым моделям геотермальных тепловых насосов с инвертером и особой логикой управления мощностью.

    А. Максименко: На сегодняшний день конструкция большинства тепловых насосов «воздух–вода», производимых компанией Ariston, включает все необходимые элементы для обеспечения работы системы отопления (циркуляционные насосы, смесительные клапаны, запорную арматуру и т. д.). С учетом того что тепловые насосы могут применяться как в радиаторных системах отопления с низкотемпературным графиком «60/40», так и в системах теплый пол или их комбинациях, можно говорить о том, что система отопления, созданная на базе теплового насоса «воздух–вода», практически не отличается по своему составу от системы отопления, созданной на базе газового котла.

    А. Недилько: Система отопления, создаваемая на базе теплового насоса, включает все те же элементы, что и система отопления с котлом: трубы, насосы, расширительные баки, распределительные коллекторы, радиаторы или змеевики теплого пола. Однако при создании системы отопления с тепловым насосом необходимо учесть некоторые тонкости, чтобы она работала эффективно. Качественно сделанный проект системы отопления на базе теплового насоса поможет сэкономить немалую сумму как на капитальных затратах, так и при эксплуатации. Давайте разберемся подробнее. Тепловые насосы – довольно дорогое оборудование, и, даже если остановить свой выбор на самом дешевом варианте, стоимость обустройства первичного контура останется константой. Соответственно, первое, что нужно делать, – максимально, но разумно утеплять свой дом. Это позволит выбрать не только менее мощный тепловой насос (а значит, и дешевый), но и сэкономить на обустройстве первичного контура. Тепловой насос – это тепловая машина, а, как известно, тепловые машины могут работать, только если имеется два внешних фактора – источник тепла и холодильник (потребитель тепла). Поэтому крайне важно правильно спроектировать гидравлику первичного (источник тепла) и вторичного (система отопления) контуров. Ошибка грозит неработоспособностью всей системы. Тепловые насосы способны выдать температуру подающей магистрали максимум, порядка 65 °С, ограничения накладывают свойства рабочего тела. Значит, в отличие от котла, который может выдавать температуру до 95 °С, тепловые насосы должны работать с системой отопления низкотемпературного типа – с развитыми поверхностями теплоотдачи. Причем, чем ниже температура подачи, тем выше коэффициент преобразования теплового насоса.
    Идеальный вариант – работа теплового насоса на систему отопления типа теплый пол.
    Учитывая вышеизложенное, система отопления с тепловым насосом будет надежной и относительно дешевой как в строительстве, так и в эксплуатации.

    голоса
    Рейтинг статьи
  • Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector