Тепловые насосы: отопление и кондиционирование без газа, солярки и закупки дров!

2015-05-08

Купить тепловые насосы

Тепловой насос является источником тепла для водяного отопления, нагрева и охлаждения воздуха без использования газовых, электрических, дизельных и твердотопливных котлов.

  • В словосочетаниях «воздух-вода», «земля-воздух» у тепловых насосов первым словом обозначается источник энергии, вторым – среда, передающая тепло в дом.

В состав теплового насоса для отопления включают следующие элементы:

  • Внешний контур – для получения тепла из воздуха или грунта.
  • Внутренний контур – для концентрации и передачи тепла от внешнего контура в систему отопления. Состоит из испарителя и конденсатора, а также компрессора и трубопровода с фреоном.

Используя определенное количество электрической энергии, тепло эти агрегаты «извлекают» из почвы, воздуха или воды (в зависимости от разновидности теплового насоса) и нагревают с помощью нее воду в отопительной системе или воздух в доме.

Тепловые насосы для дома: принцип работы

В геотермальных тепловых насосах через внешний контур посредством насоса перемещается рассол, который, нагреваясь на несколько градусов, проходит через испаритель внутреннего контура. Во внутреннем контуре циркулирует фреон. В испарителе, под действием низкого давления и температуры около +5°С, фреон закипает, превращаясь в газ, и поглощает тепло из испарителя. Рассол в это время охлаждается и продолжает движение по внешнему контуру.

Фреон в виде газа поступает в компрессорный блок. В компрессоре геотермального теплового насоса хладагент под действием давления сжимается, и его температура значительно возрастает. Фреон передается в конденсатор. В конденсаторе горячий газообразный фреон передает тепло воде в отопительном контуре. Нагретая вода поступает в тепловой аккумулятор дома или напрямую к отопительным приборам.

Далее охлажденный фреон, обратившись в жидкость, через обратный клапан перетекает в испаритель, и процесс начинается снова.

В воздушных тепловых насосах испаритель размещен в наружном модуле. Тепло в нем накапливается из окружающего воздуха даже при значительной отрицательной температуре (рабочий диапазон от -20°С до +35°С). Конденсатор находится внутри помещения. В зависимости от типа агрегата, нагретый хладагент передает накопленное тепло сразу в помещение (тепловой насос воздух-воздух) или теплоносителю (тепловой насос воздух-вода).

Производительность теплового насоса

Для переноса тепла между испарителем и конденсатором тепловой насос затрачивает определенное количество электроэнергии. Показателем производительности агрегата выступает коэффициент COP (сокращение от английского «coefficient of Performance»). Он показывает отношение произведенной тепловой энергии к затраченному электричеству.

Производительность теплового насоса зависит от температуры на входе и температуры нагрева теплоносителя, типа используемого фреона, типа компрессора, типа теплообменника и качества изоляции. Чем больше COP, тем тепловые насосы считаются более эффективными.

Средние показатели COP у подобного агрегата, в зависимости от его вида, следующие:

  • Насосы тепловые геотермальные – COP 3-5
  • Насосы тепловые воздушные – COP 2 зимой, COP 4,5 летом.

В характеристиках к тепловому насосу каждым производителем разъясняется, при каких температурах на входе/выходе указанный коэффициент производительности будет справедливым. В частности, у тепловых насосов воздух-вода эффективность оборудования может указываться в зависимости от сезона – зима/лето/межсезонье или отдельно для подогрева пола и для нагрева радиаторов отопления (пример: японские тепловые насосы Fujitsu).

Виды тепловых насосов: краткая классификация

Самые эффективные и доступные тепловые насосы со среднестатистическим показателем эффективности COP 3 или выше – насосы компрессионного типа.

По типу теплообменника они делятся на три вида:

  • Насосы тепловые геотермальные (земля-воздух, земля-вода)
  • Насосы тепловые воздушные (воздух-вода, воздух-воздух)
  • Насосы тепловые водяные (вода-воздух, вода-вода)

Для работы внешнего контура агрегатам водяного типа требуется наличие воды (река, пруд или другой водоем, подпочвенные воды). Следует отметить – агрегаты такого типа менее популярны, нежели два других вида тепловых насосов. Их обустройство стоит намного дороже, а техническое обслуживание требуется проводить гораздо чаще.

Тепловые геотермальные насосы: достоинства и недостатки

Купить геотермальный тепловой насос – решение, выгодное большинству владельцев домов без газоснабжения. Для обустройства теплового насоса требуется заглубить в грунт внешний контур – грунтовый теплообменник.

Самые распространенные формы грунтового теплообменника:

  • Горизонтальный (коллектор). Монтаж не требует больших затрат. Укладывается коллектор в грунт немного ниже уровня его промерзания (обычно на глубине 1-3 м) с шагом между трубами не менее 70 см. Форма укладки может быть различной – в зависимости от геометрии участка. На двухметровой глубине температура грунта на протяжении года может колебаться в пределах 5-12°С, поэтому теплообменник будет эффективно функционировать круглый год. С каждого квадратного метра площади будет сниматься примерно 15-30 Вт тепла (зависит от типа почвы). По эффективности увлажненные суглинки – лучшая почва для насоса с горизонтальным теплообменником, сухие песчаные участки – худшая.  Недостаток: теплообменник займет большую площадь, и на ней не должно быть построек и деревьев.
  • Вертикальный (зонд). Для вертикального теплообменника нужен минимум земли, но бурение скважин стоит денег. На большой глубине (более 20 м) температура почвы имеет постоянную температуру в районе 10°С, поэтому полезная мощность теплового насоса с таким теплообменником выше. В землю заглубляется пластиковая труба диаметром от 30 мм с зондом диаметром до 200 мм на конце. Пространство вокруг трубы заполняется бентонитом. В зависимости от типа грунта, с каждого метра длины теплообменника добывается 20-100 Вт тепла. Лучший по теплоотдаче грунт для такого теплообменника –  гранит и известняк, худший – сухие остаточные породы. Глубина скважины может составлять 30-150 м. На один дом 150-200 м² потребуется, в среднем, 2-3 скважины с заглублением по 60 м и расстоянием между трубами не менее 5-7 м. Недостаток: высокая стоимость работ и промерзание грунта в области зонта.

Желание купить геотермальный тепловой насос вызывается, в первую очередь, его преимуществами:

  • Высокий КПД – COP 3-5.
  • Стабильность получения теплоты – агрегаты всепогодны и не зависят от сезона лета/зимы.
  • Вариант со скважинами требует минимум территории для размещения теплообменника.
  • В помещениях не будет шума.
  • Долговечность. Срок службы зонда – до 100 лет, компрессора – до 30 лет, причем компрессор не сложно поменять.
  • Охлаждение и отопление дома производится одним и тем же оборудованием.
  • Нет нужды подводить к дому газ.
  • Низкое энергопотребление, особенно с использованием многотарифного счетчика (тепловой насос 15-17 кВт потребляет около 4-5 кВт для отопления дома 350 м² с утепленными стенами).
  • Нет риска пожара, взрывов, неприятных запахов.
  • Не нужен дымоход.
  • Независимость и автономность – потребуется только электричество.
  • В складе для топлива и месте для котельной нет необходимости.
  • Экономическая выгода для нагрева воды в бассейнах.

Недостатки:

  • Высокая стоимость оборудования с работами по бурению скважин.
  • Окупаемость более 5 лет.

Обратите внимание: расчет теплового насоса должны производить профессионалы, иначе придется здорово переплачивать за ненужную мощность. Точность расчета – гарантия приемлемой цены теплового насоса!

Тепловые воздушные насосы: достоинства и недостатки

Самые несложные в установке агрегаты – это воздушные тепловые насосы. Издалека их наружный блок можно спутать с кондиционерами. По компоновке они могут быть сплит (наружный блок плюс внутренний гидроблок) или моноблочными.

Самыми выгодными являются тепловые насосы воздух-воздух. С помощью этих агрегатов возможен как обогрев, так и охлаждение таких больших помещений, как офисы, ангары, склады и дома.

Преимущества:

  • Нет затрат на установку и обслуживание водопровода и системы водяного отопления.
  • Отсутствие протечек, нарушения герметичности, аварий.
  • Внутренний блок может быть канальным, настенным, напольным – широкие возможности для планирования пространства.
  • По сравнению с системой воздух-вода, у них большая производительность и теплоотдача.

Воздушные тепловые насосы воздух-вода способны нагревать воду в системе отопления (в радиаторах отопления, теплых полах). По сравнению с геотермальными агрегатами, эти насосы недороги в монтаже и в закупке. COP для нагрева теплых полов составляет 3-4, для радиаторов отопления COP находится в пределах 2-3,5.

Преимущества:

  • Быстрая окупаемость (примерно 3 года для юридических лиц).
  • Нет необходимости в подготовке воды и постоянном надзоре за установкой.
  • Круглогодичное функционирование.
  • Быстрый и недорогой монтаж.

Недостатки воздушных агрегатов:

  • Тепловые воздушные насосы функционируют с максимальной эффективностью в странах с мягким климатом и не слишком холодными зимами.

Следует отметить: несмотря на то, что в Украине зимы бывают очень холодными, широкое распространение у нас получило использование именно воздушных систем. Окупаются они действительно быстро – необходимо лишь грамотное проектирование системы.

Для суровых зим оптимальным вариантом теплового насоса является геотермальный агрегат с вертикальным зондом на несколько скважин. Окупаемость у таких насосов низкая, поэтому их использование оправдано при желании получить автономность от госкомпаний, а также в случае отсутствия газификации дома.

Если требуется нагреть большие площади, и климат не слишком суровый, оптимальный вариант – воздушные насосы воздух-воздух. Системы воздух-вода подойдут для нагрева воды в отопительной системе и теплых полах.

И самое главное: проектирование и установку тепловых насосов должны осуществлять опытные специалисты – это Ваша гарантия разумного вложения средств и окупаемости системы!


Возврат к списку
 
Текст сообщения*
Загрузить файл или картинкуПеретащить с помощью Drag'n'drop
Перетащите файлы
Ничего не найдено
Отправить Отменить
Защита от автоматических сообщений