Современные тепловые насосы для отопления дома — берем энергию у планеты

Тепловой насос отопит дом. Опыт FORUMHOUSE

Выбираете энергоэффективные решения?

Обратите внимание на геотермальные тепловые насосы FORUMHOUSE

Геотермальный тепловой насос EU (старт/стоп)

Геотермальный тепловой насос IQ (псевдоинвертор)

Геотермальный тепловой насос IQ (инвертор)

В нашем климате отопительный сезон длится больше полугодия, а летом приходится тратиться на системы кондиционирования. Хорошо, если дом находится на «освоенных» территориях, где подведен газ. А как быть, если магистрали нет, и в обозримом будущем не предвидится. В последние годы все большее распространение получают тепловые насосы, как альтернатива классическим видам отопительных приборов. И среди пользователей FORUMHOUSE есть владельцы такого оборудования, готовые поделиться полезным опытом.

  • Принцип работы тепловых насосов
  • Отопительный контур
  • Достоинства и недостатки тепловых насосов
  • Секреты самоделкиных

Как это работает

Основные узлы агрегата: компрессор, теплообменник, циркуляционный насос, автоматика, подающий контур. Насос способен забирать тепло из трех источников.

  • Воздух.
  • Вода.
  • Грунт.

Судя по веткам обсуждений, востребованы у нас два варианта – вода и грунт. Это обусловлено ограничениями по температуре – источник должен быть плюсовым. Расположение запитывающего контура бывает горизонтальным или вертикальным. В первом случае магистраль укладывают ниже уровня промерзания – от 1,5 метров глубины. Или на дно водоема, там даже по сильным морозам – до + 4⁰С. Длина контура зависит от габаритов отапливаемого помещения и мощности насоса. Во втором бурят скважины под зонды, средняя глубина – 50–70 метров. Пиастров А В, один из форумчан и владелец теплового насоса, так охарактеризовал вертикальную систему.

Тепло собирают геотермические зонды – закольцованный трубопровод, по которому циркулирует этиленгликоль. Они опускаются в скважины 50–70 метров глубины. Это наружный контур, а количество скважин зависит от мощности теплового насоса. Для домика в 100 метров квадратурой потребуется два зонда – две скважины.

Отопительный контур

Тепловой насос, в отличие от котлов на газу, угле или электричестве, нагревает носитель в среднем до 40⁰C. Это оптимальная температура, при которой и износ оборудования минимальный, и потребление электричества. Для обычных радиаторов таких показателей недостаточно. Поэтому с тепловым насосом обычно используют не трубы и батареи, а теплый пол. Он при таком нагреве теплоносителя эффективнее. Только шаг между трубами должен быть меньше. Стоит учесть, что теплый пол создает ограничения по выбору мебели и сушит воздух. Потребуется дополнительное увлажнение. Летом полы могут работать на охлаждение.

Достоинства и недостатки

Кроме того, нет зависимости от газовщиков и хождений по инстанциям для согласования. Да и требования к котельной не такие строгие. После пуска затраты на эксплуатацию минимальные. Оплачивается только электричество, насос средней мощности потребляет около 4 кВт в час. Современные модели импульсные, работают не беспрерывно, а включаются при необходимости. Это снижает количество рабочих часов в сезон и затраты энергии.

Главный недостаток геотермального отопления – цена вопроса, даже китайский или отечественный агрегат, не говоря о европейских брендах, стоит несколько тысяч евро. Вместе с обустройством внешнего контура и монтажом, удовольствие выльется в сотни тысяч рублей. Согласно расчетам экспертов и владельцев, насос окупается за несколько лет. Работает он на дармовом источнике, по сравнению со стоимостью тонны угля или куба дров, экономия значительная. Но далеко не у каждого есть лишних полмиллиона на оборудование и пусконаладку.

Если недалеко от участка водоем, получается значительно дешевле, отпадают траты на дорогостоящее бурение.

Действующие скважины тоже оптимизируют процесс, становясь источником тепла. Это подтверждает форумчанин дет марос из Усть-Каменогорска. Он работает на предприятии, выпускающем тепловые насосы и оказывающем услуги по их установке. Поэтому досконально разбирается в ситуации и на вопрос участника ветки, нужны ли ему зонды, если на участке есть скважины, ответил исчерпывающе.

Зачем вам заморачиваться с зондами, если воды хватает. Будете гонять из одной скважины в другую через ТН. С зондами возимся, когда на участке нет воды или столб маленький, потребности не покрывает. Для насоса мощностью 10 кВт нужен объем в 3 куба.

Секреты самоделкиных

Но самая большая экономия получается, когда тепловой насос собирают своими руками. Ведущий узел – компрессор, берут от мощных кондиционеров и сплит-систем, технические параметры у них сходные. Теплообменники продаются готовые, но некоторые умельцы и их умудряются паять из медных труб. В качестве хладагента – фреон, его тоже продают в баллонах. Контроллеры, реле, стабилизаторы, все элементы по отдельности обойдутся вполовину дешевле, чем в готовом комплекте.

Чаще всего самоделки организуют над прудами или когда уже есть действующая скважина. Из-за того, что львиная доля расходов приходится именно на земляные работы, и экономия максимальная на них же.

Умелец aparat2, из Риги, сам собрал геотермальное отопление и выложил об этом фоторепортаж, с подробным описанием всех операций.

Собрал ТН из двух однофазных компрессоров по 24000 БТУ (7 кв. ч. по холоду). Получился каскад, тепловой мощностью 16-18 киловатт, при расходе электричества около 4,5 кВт в час. Выбрал два компрессора, чтобы были токи меньше, запускать буду не одновременно. А пока обжит только второй этаж и хватит одного компрессора. Да и, поэкспериментировав на одном, потом усовершенствую вторую конструкцию.

Также форумчанин решил не тратиться на готовые теплообменники пластинчатого типа. Они требовательны к водоподготовке, да и стоят весомо. Самодельный обменник он совместил с аккумулятором, чтобы повысить отдачу. Получилась рабочая установка в разы дешевле покупной.

Тем не менее, тепловые насосы– это альтернативный вариант, когда нет газа и большие площади отопления. Даже при самостоятельной сборке системы затраты на комплектующие солидные. Ближе изучить тему можно на ветке по тепловым насосам, там масса полезных советов, форумчане делятся опытом, обсуждают различные модели. Пошаговая инструкция от aparat2 поможет разобраться со сборкой. А варианты отопления большого дома без газа в ролике – наглядный пример. Для владельцев деревянных домов – видео об особенностях прокладки трубопроводов.

Занимался пару лет этой темой,
У ТН очень узкая сфера использования, большинство плюсов высосано менеджерами из пальцев, У ТН высокая цена и плохой сервис. Если вы не кулибин-сантехник-холодильщик по совместительству, то одно обслуживание вам перекроет всю экономию.

Любая сплит система, работающая на тепло – тот же тепловой насос воздух-воздух. Хорошие сплиты с функцией оттайки исправно греют до -5С.
Если есть деньги, то проще не заморачиваться и поставить газгольдер. Тогда есть шанс, что про сервис системы отопления вы будете вспоминать всего пару-тройку раз в год!

2.5-3! Сейчас даже появились более дорогие сплит-системы на R32 с СОР более 6 (!), паспортно (!) работающие на обогрев до -30С! Но пока речь про R410.. А Пиковые морозы ниже -15С можно закрыть резервными источниками – ТТ или эл.котёл! Морозных дней ниже -15С даже у меня в Сибири по факту замеров последние 3 года – не более 1,5мес, при общей продолжительности отопит.сезона до 7мес, плюс изредка бывают достаточно холодные летние периоды! Главное брать сплит-системы от качественных производителей, с гарантией не менее 3лет! О выборе моделей тоже много сказано в ветках!
Но пойдём дальше!:) ведь тема про грунтовые ТН! Так вот, если наружный блок инверторного кондиционера поставить в подвал/подпол (!), то он будет всю зиму питаться теплом грунтового контура экранированного пятном застройки дома, заодно частично полезно утилизируются (регенирируются) теплопотери надподвального перекрытия, которые обычно просто рассеиваются! В этом случае они не теряются а возвращаются в дом! Наряду с несколькими пользователями проведшими такой эксперимент (или подобный – есть чел подающий на наружник воздух через воздуховоды зарытые в грунт возле дома!) убедился в высокой эффективности метода: всю прошлую зиму я лично отапливал в Сибири свой дом 130м2 2эт бюджетным (из сетей) инверторным сплитом 18бту с наружником в подвале! Минимальная t грунта была в январе-феврале 2016 – до минус 14С! Ниже физически не могла опуститься! С потеплением на улице грунт в подвале с лагом в 1-3 суток также повышается по t , т.е.никакой обычно приписываемой страхами вечной мерзлоты нет! К концу марта в подвале как и среднесуточно на улице – минус 5С! Никаких рисков для фундамента нет, потому что сплит имеет вполне скромную мощность и очень плавно и равномерно (обдув) охлаждает подвал! В моём случае площадь подвального грунта около 50м2! Затраты эл-ва за сезон 6мес

Читайте также:
Толщина монолитной плиты перекрытия для двухэтажного дома

5000Квтч! Потратил за зиму всего

12т.р. Но оговорюсь – держал в доме минимум – 16С, т.к. ремонт больше не нужно и мощность сплита для дома 130м2 слегка маловата, 24бту хватило бы! Ещё моменты: надо утеплить цоколь, и для большей эффективности и отмостку! Мой эксперимент был только при утеплении цоколя! Заглубление грунта в подполье у меня

0,8-1,0м, фундамент ленточный армированный на песч.подушке глубиной

1,0-1,1м! Мой дом очень хорошо утеплён: в стенах 200мм эппс, кровля – 200мм – кам.вата, надподвальное перекрытие – 150мм эппс, перекрытия – брус-сосна (для такого решения лучше брать лиственницу или делать бетон, иначе при оттайке грунта весной будет конденсат, либо принудительно продувать подвал мощным вентилятором), 20м2 – остекления 3стекла, наружка 6мм, плюс i-стекло.
Обращаю внимание: хорошое утепление дома – это вопрос #1! затем уже игры с ТН любого вида, иначе не натопишься!

Тепловые насосы для отопления дома: типы и принцип работы

Существуют разные типы геотермальных тепловых насосов для отопления частных домов. К основным из них можно отнести те, что работают по принципу «земля-воздух», «земля-вода», «вода-вода», «воздух-воздух» и «воздух-вода». Все они экологичны и обладают высоким коэффициентом полезного действия. В европейских странах более половины загородных построек обогреваются именно такими устройствами.

Приходится признать, что ресурсы планеты Земля постепенно истощаются, с чем и связано постоянное удорожание энергоносителей и поиски альтернативных источников энергии и прежде всего для систем отопления и водонагревания, поскольку именно на их работу требуется большая часть ресурсов. В последние десятилетия были разработаны так называемые тепловые насосы для дома, которые для того, чтобы обогреть частное загородное строение, используют тепло, добытое из окружающей среды.

КПД и принцип работы теплового насоса

КПД теплового насоса для отопления всегда будет более 1. Для геотермальных систем более корректным является коэффициент преобразования тепла. Если он равен 4, то это означает, что при мощности 1 кВт, тепловой насос на выходе обеспечивает 4 кВт энергии, из которых 3 кВт дала земля.

Принцип, лежащий в основе работы теплового насоса для отопления дома, был разработан в начале XIX в. инженером Сади Карно и был назван циклом Карно. На этом основана работа обычного бытового холодильника, в котором продукты охлаждаются за счет того, что рассеянное тепло отводится через радиатор наружу. Но применять для отопления домов, когда все происходит с точностью до наоборот, т. е. работа теплового насоса основана на принципе обратного цикла Карно, его стали недавно.

Тепловой насос для отопления дома редставляет собой устройство, в котором происходит преобразование низкотемпературного в высокотемпературное тепло, которое и идет на обогрев. Источником тепла выступают земля, вода и воздух (первый из них распространен шире всего, поскольку он эффективен (хотя имеет значение уровень теплоизоляции дома, способ, который применяют для обогрева дома, и др.) и отличается оптимальным соотношением цены и потребительских качеств).

Для работы теплового насоса, предназначенного для отопления дома, требуется электричество, но при затратах в 1 кВт электроэнергии отдача составляет 4–6 кВт тепловой энергии.

Дополнительно к обогреву дома летом, тепловой насос может работать как кондиционер, для чего достаточно, чтобы система была способна на реверсивный режим работы. Тепловые насосы классифицируются на несколько типов:

  • «земля – вода»;
  • «земля – воздух»;
  • «вода – вода»;
  • «вода – воздух»
  • «воздух – вода»;
  • «воздух – воздух».

Далее подробно рассказывается о том, как работают разные типы тепловых насосов для отопления дома.

Отопление с помощью теплового насоса «земля-воздух»

Тепловой насос типа «земля-воздух» (этот тип разработан в наибольшей степени) обогревает дом посредством водяного отопления, используя тепловую энергию земли. Она отдает тепло независимо от погоды, тем более что на глубине 10 м температура в течение года практически не меняется. Взятая у земли энергия собирается теплоносителем (в этой роли выступает антифриз (раствор этиленгликоля или этиловый спирт), другое название – «рассол»).

Стекая по теплообменнику вниз, рассол за счет тепла грунта повышает свою температуру на 3–4 °C и сообщает тепло фреону, который циркулирует во внутреннем контуре теплового насоса и, перемещаясь по каналам испарителя, закипает, переходит в газообразное состояние – пар, который, в свою очередь, попадает в компрессор, сжимается, что сопровождается повышением его температуры, и в таком виде (горячим и сжатым) поступает в теплообменник и охлаждается, отдав тепло воде. Последняя направляется в отопительную систему и используется для горячего водоснабжения.

Фреон, ставший после охлаждения жидким, стекает на дно конденсатора, а из него благодаря перепаду давлений через дроссель опять поступает в испаритель, где цикл возобновляется. Все сказанное иллюстрирует.

В следующем разделе статьи вы узнаете о принципе работы теплового насоса типа «земля-вода» для отопления частного 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.
Читайте также:
Устройство слива душевой кабины

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.

В геотермальном тепловом насосе типа «земля-воздух» для отопления дома тоже используется тепловая энергия земли, которая благодаря компрессору нагревает непосредственно воздух, идущий на отопление дома.

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

Как работает тепловой насос типа «вода-вода»

Если неподалеку от дома есть водоем (пруд, река и пр.), то монтируют тепловой насос типа «вода-вода». В этой конструкции вода используется вместо рассола, с помощью мощного электрического насоса пропускается через первичный теплообменник (испаритель), сообщает свое тепло фреону (хладагенту с низкой температурой кипения – для этого достаточно повышения температуры до 5 °C), циркулирующему по второму контуру, где он закипает, переходит в газообразное состояние, сжимается с помощью компрессора, что сопровождается повышением его температуры и давления, перемещается в конденсатор, где сообщает тепло теплообменному контуру, превращается в жидкость и возвращается обратно в водоем. А нагретый во вторичном теплообменном контуре теплоноситель направляется в отопительную систему дома.

Необходимый для обогрева дома тепловым насосом коллектор либо помещают на дно (при глубине 1,2–1,5 м накопительный рукав будет давать тепловую энергию круглогодично) и пригружают для предотвращения всплытия, либо закапывают в донный грунт, у которого температура выше, чем у воды.

Такой тепловой насос отличается большей энергоэффективностью и экономичностью, но, как показывает практика, применяется не очень часто. Дело в том, что вследствие загрязненности воды потребуются монтаж установки для предварительной очистки поступающей воды, регулярная чистка теплообменника и пр.

Если тепловой насос для отопления работает по принципу «вода-воздух», то тепловая энергия нагревает воздух, который после этого распределяется по дому.

Следующий раздел статьи посвящен принципам действия других тепловых насосов для отопления дома.

Принцип работы тепловых насосов «воздух-воздух» и «воздух-вода»

Тепловые насосы типа «воздух-воздух» и «воздух-вода» работают по принципу кондиционера, обходятся дешевле других типов (поскольку не требуется бурить скважину или прокладывать теплопоглощающий контур, не нужно соединять его с отопительной системой), но уступают им в универсальности, поскольку морозный воздух не может дать нужного количества тепла. Поэтому тепловые насосы для отопления дома с таким принципом работы более востребованы в том случае, если необходимо обеспечить горячее водоснабжение или в качестве дополнительного источника тепла. При этом возможны два варианта их устройства:

Сплит. Установка представляет собой два блока (наружный и внутренний), подключенные к инженерным коммуникациям. В наружном блоке установлен мощный вентилятор, во внутреннем – конденсатор и система управления. Компрессор может быть вмонтирован либо во внутренний, либо в наружный блок, причем второй способ предпочтительнее, поскольку не позволяет шуму, неизбежному при работе системы, распространяться по дому;

Тепловой насос для отопления с таким принципом действия подойдет для индивидуальных загородных домов, но особенно он целесообразен в тех случаях, когда газовая магистраль, откуда придется тянуть трубопровод, находится на расстоянии 20—100 м от участка.

Моно. В нем все элементы заключены в общий корпус, который монтируется либо с внешней стороны стены дома, либо внутри, но посредством гибкого шланга связывается с улицей.

Такие тепловые насосы для дома работают «как часы» и обладают несколькими важными преимуществами. Высокий коэффициент преобразования электрической энергии в тепловую (1: 4, поскольку, напомним, потраченный 1 кВт электрической энергии дает 4–6 кВт тепловой энергии) свидетельствует о том, что применение геотермальной системы для отопления дома вполне выгодно.

В заключительном разделе статьи вы узнаете о перспективах отопления домов тепловыми насосами и сможете посмотреть видео о работе таких устройств.

Перспектива применения геотермальных тепловых насосов

Поскольку работа теплового насоса для частного дома не сопровождается горением, то эта система абсолютно пожаробезопасна. Высокая экологичность, так как при функционировании системы исключены образование и выброс в атмосферу вредных веществ.

Уровень шума и вибрации не превышает тех, что производит обычный бытовой холодильник. Легкость обслуживания теплового насоса. Эксплуатация теплового насоса не сопряжена с большими расходами и окупается в течение 1,5–2 лет. Долговечность. Тепловой насос способен работать 25–30 лет и более. Несмотря на наличие серьезных плюсов, отопление домов с помощью теплового насоса в нашей стране – явление довольно редкое (для сравнения – в Швеции 70 % домов обогреваются таким способом), что объясняется тем, что первоначальная стоимость оборудования достаточно высокая (порядка 300 000–350 000 рублей), потребуются масштабные земляные работы, которые обойдутся не дешево. Кроме того, есть немало относительно недорогих видов топлива, которые могут быть применены для целей отопления жилых домов.

Тем не менее перспектива применения геотермальной системы вполне оптимистичная, тем более что есть реальная возможность нивелировать затраты.

Практика показывает, что примерно 1 месяц в году насос работает на полную мощность, в остальное время его нагрузка не превышает 70–80 % от максимальной. Поэтому можно купить менее мощный насос, который обеспечит потребности в тепле до конкретного температурного показателя, а когда температура достигнет расчетного значении, следует использовать второй теплогенератор, например, электронагреватель, котел, работающий на каком-либо виде топлива, гелиоколлектор. Но, чтобы рассчитать и правильно подобрать тепловой насос, необходимо привлечь специалиста, хотя сделать приблизительные расчеты можно и самостоятельно.

Для этого надо знать тепловую потребность дома (для старой постройки и некачественной теплоизоляцией составит 75 Вт/м, для нового дома с качественной теплоизоляцией – 50 Вт/м, для низкоэнергетического дома – всего 30 Вт/м) и умножить ее на общую площадь.

Отопление дома с помощью теплового насоса будет полноценным только тогда, когда теплоизоляция постройки обеспечена на высоком уровне, что минимизирует энергопотери.

И последнее замечание: монтировать тепловой насос можно либо перед закладкой фундамента, либо в процессе выполнения строительных работ.

Подробно об отоплении домов тепловыми насосами рассказывается в этом видео :

Тепловой насос: особенности системы отопления для дома, нюансы выбора

Отопление зданий тепловыми насосами в США, Германии и многих других станах Европы давно является обычным делом. А вот на российский рынок эти агрегаты пришли относительно недавно, хотя с каждым годом доля их продаж неуклонно растет. С учетом постоянного повышения цен на электроэнергию, увеличения технической грамотности российского потребителя, а также общемирового тренда на энергоэффективность и энергосбережение, можно ожидать, что в ближайшем будущем данные системы займут достойное место среди альтернативных систем отопления. В нашей статье мы расскажем о том, что такое тепловые насосы и какие существуют виды этих систем отопления.

Виды тепловых насосов для отопления

Итак, что же такое тепловой насос? Это устройство сбора и переноса тепловой энергии от низкопотенциального источника тепла к потребителю. Главное отличие теплового насоса от традиционных нагревателей состоит в том, что первый способен передавать тепло в обратном направлении — от менее нагретого объекта к более нагретому, эффективно увеличивая температуру теплоносителя. Тепловой насос сам не производит тепло, он просто «забирает» тепловую энергию из воды, грунта или воздуха, а затем переносит ее в помещение. Физический принцип работы теплового насоса основан на том, что каждое тело с температурой выше абсолютного нуля (–273,15°C) имеет определенный запас тепловой энергии, причем этот запас прямо пропорционален удельной теплоемкости и массе самого тела.

Читайте также:
Создание газона: шаг за шагом

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

  1. По типу теплоносителя и системы теплообмена:
    • «Воздух-воздух». В этом случае тепло к хладагенту, циркулирующему в замкнутом контуре насоса, передается от наружного воздуха, который при этом физически охлаждается. Затем оно поступает в отапливаемое помещение через внутренние блоки, которые могут быть любого вида, например настенными или напольными. Такие насосы быстро прогревают помещение и при этом относительно недорогие. Классическим примером подобного теплового насоса являются современные кондиционеры с функцией обогрева или реверсивные кондиционеры. В случае использования для обогрева воздушного теплого насоса нет необходимости иметь дополнительный источник энергии — водоем, грунтовые воды и так далее. У насоса «воздух-воздух» самая низкая стоимость монтажа и быстрая окупаемость, к тому же его можно использовать летом в качестве кондиционера для работы на охлаждение воздуха. Однако подобная технология имеет и свои минусы: такой насос достаточно энергозатратен, его производительность зависит от наружной температуры — по мере ее снижения эффективность работы агрегата падает. К тому же для подогрева воды ему нужны дополнительные модули и его невозможно интегрировать в схемы с другими источниками тепла.
    • «Вода-вода». Используется тепловая энергия водоема или грунтовых вод — оптимальный вариант в том случае, если рядом есть неглубоко залегающие водные горизонты или непромерзающий полностью зимой водоем, который можно использовать. Технология состоит в следующем: из скважины вода направляется с помощью насосов на контур нагревателя — тепло идет в дом, а охлажденная вода сбрасывается через специальную скважину. Если вода поступает из открытого водоема, то ее можно возвращать в этот же водоем в другом месте. Для работы такого насоса нужен достаточный объем воды и мощные циркуляционные насосы, которые также потребляют электроэнергию. При этом энергоэффективность подобных тепловых насосов велика и с лихвой окупает перерасход энергии на транспортировку воды от источника к потребителю.
    • «Воздух-вода». Тепло наружного воздуха используется для нагрева воды, которая затем подается в систему отопления. Как и для насоса типа «воздух-воздух», в этом случае эффективность теплового насоса также зависит от наружной температуры — чем она ниже, тем больше энергии потребуется для получения необходимого количества тепла. Так что при выборе насоса обязательно нужно учитывать среднегодовые температуры и количество морозных дней. Преимуществом теплового насоса «воздух-вода» является возможность дополнительного догрева воды с помощью альтернативных источников энергии (гелиоколлекторов, солнечных панелей), их можно использовать в летнее время и межсезонье. Для преодоления пиковых отрицательных температур зимой, когда мощность теплового переноса существенно снижается, используют встроенные или отдельные водяные электронагреватели. Применяются эти насосы, как правило, в частных и многоквартирных домах, таунхаусах и гостиницах. У такой системы теплообмена довольно низкая стоимость монтажа и быстрая окупаемость, она без труда интегрируется в существующую систему отопления.
    • «Вода-воздух» — принцип работы базируется на использовании энергии воды в скважине или водоеме и передаче ее в воздушную систему отопления. Данная схема схожа с концепцией «вода-вода» и реализуема лишь при наличии или организации возможных источников получения тепла (водоем, скважина).
    • «Лед-вода» — для нагревания воды в отопительной системе используется тепловая энергия, высвобождающаяся при генерации льда. В процессе замораживания 200 литров воды можно получить тепловую энергию достаточную для того, чтобы обогревать небольшой дом в течение часа. На сегодняшний день это не слишком востребованный тип теплового насоса, поскольку процесс аккумуляции льда связан со специальной технологией, которую невозможно применить в большинстве коммерческих и жилых объектов.
    • «Грунт-вода» — тепло извлекается непосредственно из грунта через горизонтальный коллектор или вертикальные скважины, а затем направляется в контур отопления и/или ГВС. Поскольку температура грунтовых слоев на глубине ниже температуры промерзания и всегда положительная, такой тип насоса является практически идеальным для круглогодичного использования. Он имеет высокий тепловой коэффициент, легкое управление и способен бесперебойно работать в течение многих лет, однако возведение инженерных коммуникаций для его подключения и функционирования требует больших капитальных затрат, участия высококвалифицированных специалистов, а совокупная стоимость работ и оборудования будет выше, чем для тепловых насосов всех других типов.
  2. По виду источника тепла:
    • Геотермальные насосы — получают тепловую энергию из воды или грунта. Могут быть замкнутого или открытого типа.
    • Воздушные насосы — источником тепла здесь является воздух, причем не только наружный, но и воздух из вытяжной вентиляции здания.
    • Использующие вторичное тепло , например тепло трубопровода центрального отопления. Такой вариант целесообразен для промышленных объектов, где имеются источники тепла, требующие утилизации.
  3. По способу передачи энергии:
    • Компрессионные насосы состоят их компрессора, расширителя, конденсатора и испарителя, а их работа базируется на циклах сжатия-расширения теплоносителя ― в результате выделяется тепло (см. рис. 1). Такой тип насосов является самым востребованным на рынке, он достаточно эффективен, прост в работе и популярен среди потребителей благодаря наименьшей стоимости.

Рис. 1. Принцип работы компрессионного теплового насоса.

Абсорбционные насосы (см. рис. 2) используют в качестве источника энергии пару абсорбент – рабочее вещество. Применение абсорбента существенно повышает эффективность работы агрегата. В качестве таких пар могут использоваться вода и лития бромид (абсорбент) или аммиак и вода (абсорбент).

Рис. 2. Принцип работы абсорбционного теплового насоса.

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

По каким принципам можно выбрать систему

Тепловой насос может быть целесообразен в том случае, если установка, подключение или окупаемость прочих систем отопления по расчетам оказываются экономически нерентабельными, как в случае с энергозатратными электрическими котлами. Перед покупкой и установкой оборудования следует внимательно рассмотреть ситуацию с самых разных ракурсов.

  1. Назначение помещения. Поскольку эффективность у разных типов насосов разная, значительную роль в выборе агрегата должен играть объект, для которого предназначено оборудование. Если это большой жилой дом, в котором люди находятся постоянно, тепловой насос должен обеспечивать надежное и качественное отопление дома и горячее водоснабжение круглый год. В этом случае подойдут насосы, например, типа «воздух-вода» или геотермальный насос (при возможности его применения на объекте). В случаях когда требуется лишь эпизодическое применение теплового насоса для обогрева помещений, оптимальным будет высокоэффективный тепловой насос «воздух-воздух».
  2. Наличие/отсутствие центральной системы отопления и ГВС. Если такая система существует, а насос используется только в качестве «доводчика» в отдельных помещениях, то необходимо оценивать эффективность взаимодействия систем — она будет тем больше, чем меньше температурных различий между нагревом элементов и источником тепла. Например, более разумным будет использование теплового насоса в тандеме с теплыми водяными полами, чем с обычными радиаторами отопления (температура теплоносителя в полах всегда ниже).
  3. Регион использования. Здесь необходимо принимать во внимание и температурные значения, и особенности почвы, и наличие водоемов, и прочие геоклиматические условия. Например, при слишком низких среднегодовых температурах использование насоса типа «воздух-воздух» будет неэффективным, поскольку в этом случае его работа будет слишком энергозатратна и малоэффективна. Если на участке невозможно провести буровые работы или недостаточно площади для размещения горизонтального коллектора, то, соответственно, невозможно будет и установить насос «грунт-вода». Решением в этом случае может стать установка насоса «воздух-вода». Для зданий, расположенных недалеко от водоемов или там, где есть необходимый дебет подземных вод, можно использовать насос «вода-вода».
  4. Площадь дома. Если отапливаемая площадь превышает 250 м 2 и есть возможность бурения скважин, то оптимальным будет насос «грунт-вода». Для домов менее 200 м 2 идеально подойдет насос типа «воздух-вода». Для небольших квартир, офисов или торговых помещений можно использовать насос «воздух-воздух».
  5. Использование в качестве кондиционера. В этом случае можно применить тепловые насосы «вода-вода» или «грунт-вода», у которых есть возможность пассивного охлаждения (без использования компрессора). Все остальные типы насосов будут охлаждать помещение в активном режиме, поэтому затраты на эксплуатацию в теплый период года могут оказаться выше.
  6. Наличие вентиляционной системы. Если она имеется, то с помощью интеграции в нее теплового насоса, систему можно эффективно использовать для воздушного отопления. Данная схема установки, как правило, подходит для административных и офисных зданий, а также спортивных комплексов, где система вентиляции с механическим побуждением является обязательным атрибутом.

Еще один важный фактор выбора — стоимость оборудования. Она может варьироваться в зависимости от типа теплового насоса, торговой марки, страны-производителя и многих других факторов.

Стоимость систем отопления с тепловым насосом

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

Как уже говорилось, самыми недорогими являются насосы «воздух-воздух». Цена оборудования здесь начинается от 35 000 рублей за высокоэффективный агрегат для помещения до 20–30 м 2 : данную стоимость можно экстраполировать и на большие площади. Однако как полноценная система обогрева данные тепловые насосы могут применяться исключительно в южных регионах, в России это актуально для климатических зон Черноморского побережья Кавказа и Крыма с расчетными зимними температурами в диапазоне от –5ºС до –7ºС. Как правило, цена монтажа подобного теплового насоса не превышает стоимость монтажа кондиционера сплит-системы и варьируется от 7500 до 16 000 рублей. Также следует понимать, что согласно требованиям СНиП (строительных норм и правил), действующих в РФ, применение системы воздушного отопления в жилых и административных помещениях требует обязательного наличия 100% резервирования мощности воздушного обогрева. Поэтому тепловые насосы «воздух-воздух», как правило, используются в частном секторе.

Обогрев и система ГВС дома с площадью около 100–150 м 2 с помощью теплового насоса «воздух-вода» потребуют более серьезных затрат. Во-первых, кроме насоса необходимо приобрести дополнительное оборудование: расширительные баки, циркуляционный насос, бак косвенного нагрева (бойлер), а также оснастить обогреваемые зоны высокоэффективными доводчиками — тепловыми конвекторами/радиаторами и/или обустроить в них систему теплых (водяных) полов. Элементы теплового насоса, а также потребители подключаются между собой посредством водяных трубопроводов, а значит, установка данной системы должна быть совмещена со строительством или реконструкцией объекта. Кроме того, придется немало заплатить за монтаж и пусконаладочные работы. В среднем итоговая цена решения для дома с площадью около 100 м 2 составит от 500 000 рублей при весьма скромном бюджете.

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

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

Тепловые насосы — современный, экономичный и экологичный способ получения тепловой энергии. Окупаемость тепловых насосов весьма высока, и при правильной организации системы отопления объекта, а также при должном утеплении стен и перекрытий здания это может стать замечательной альтернативой традиционным для России электрическим и дизельным котлам, а также котлам на сжиженном газе и пеллетном топливе. В случае установки теплового насоса для потребителя более актуальным становится вопрос обеспечения стабильного основного электроснабжения объекта, а также наличия аварийного источника электричества: при длительном отключении электроэнергии работа теплового насоса должна поддерживаться с помощью автономного генератора.

Пармон Анна Сергеевна Ответственный редактор

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

Производители кондиционеров: разбираемся в ассортименте климатического оборудования

Настенные кондиционеры: как выбрать климатическое оборудование и на какую сумму рассчитывать?

VRF-системы: в чем особенности мультизональных систем кондиционирования и какова их стоимость

  • Противовирусные препараты: виды и применение
  • Последствия самоизоляции или Как вернуться к привычной жизни
  • Обеззараживание воздуха: как уничтожить бактерии и вирусы
  • Приложения для доставки продуктов на дом: обзор от пользователей
  • Китайская медицина: секреты терапии
  • Процедура банкротства юридических лиц
  • Топ-10 бизнес-школ России
  • Как выбрать соковыжималку для дома
  • Как и чем можно лечить грипп у ребенка?

© 2021 АО «Аргументы и Факты» Генеральный директор Руслан Новиков. Главный редактор еженедельника «Аргументы и Факты» Игорь Черняк. Директор по развитию цифрового направления и новым медиа АиФ.ru Денис Халаимов. Шеф-редактор сайта АиФ.ru Владимир Шушкин.

Тепловые насосы для отопления дома

Насколько эффективно отопление с помощью тепловых насосов? Какими они бывают? Есть ли у этих устройств существенные недостатки? Насколько дорого обходится этот вид топлива в сравнении с альтернативными источниками тепла? Давайте попробуем разобраться.

Основная цель такого устройства — не охладить, а обогреть помещение.

ЧТО ЭТО ТАКОЕ

Вы в общих чертах представляете себе, как работает холодильник? Именно на уровне принципа работы? В двух словах — его компрессор перекачивает тепло из того места, где его и так мало (морозильной камеры) в место, где его много (в комнату, в которой установлен агрегат).

Отопление тепловым насосом использует похожий принцип: тепло отнимается у низко потенциального источника и переносится с помощью хладагента туда, где оно необходимо. Основа устройства — старший брат компрессора, находящегося у вас на кухне.

Главное же его достоинство — в том, что тепловой насос не вырабатывает тепло, тратя электроэнергию лишь на его перемещение. В результате он способен обеспечивать до 5, а то и 6 киловатт эффективной тепловой мощности на один киловатт потребляемой электрической.

В зависимости от того, что является тем самым низко потенциальным источником тепла, тепловые насосы делятся на несколько разных типов. Каждый из них обладает своим неповторимым набором достоинств и недостатков.

Здесь описаны исключительно достоинства.

ГЕОТЕРМАЛЬНОЕ ТЕПЛО

Наша планета, если задуматься, представляет собой неправильной формы сгусток кипящей лавы, покрытой сверху тонкой корочкой застывшего вещества — корой. Если сравнить земной шар с яблоком, твердая кора по толщине будет сопоставима с его кожурой.

Разумеется, когда-нибудь она остынет: в отличие от звезд с их собственными термоядерными топками, своего источника тепла у планеты нет. Однако сравнение того периода, за который температура ядра планеты заметно изменится, со сроком средней человеческой жизни или даже с возрастом нашей цивилизации позволяет считать этот источник тепла неиссякаемым.

Именно потому, что Земля внутри все еще кипит, температура грунта на сравнительно небольшой глубине постоянно заметно выше точки замерзания воды: она составляет 8-12 градусов уже на глубине 10-50 метров (глубина определяется климатом).

Полезно: так называемые зоны вечной мерзлоты — это всего лишь области, в которых земля не успевает оттаять до точки промерзания за короткое лето. Геотермальное тепло не проблема использовать и в Якутии, и на Дальнем Востоке; однако искать его источник придется на несколько большей глубине.

Геотермальный тепловой насос (грунт-вода или грунт-воздух) заглубленными на 50-70 метров вертикальными зондами или мелко заглубленным горизонтальным коллектором отбирает тепло у грунта и использует его для отопления дома.

Принципиальная схема геотермального насоса.

Отопление дома тепловым насосом этого типа очень выгодно с точки зрения эксплуатационных расходов:

– Геотермальные насосы имеют максимальную среди всех устройств этого типа эффективность. Почему? Потому, что температура низко потенциального источника тепла довольно высока. Чем она ниже, тем больше затраты электричества на транспортировку. – Мало того: эта температура постоянна круглый год. Даже в самый лютый мороз на глубине нескольких метров температура постоянна.

Основной недостаток насосов, извлекающих тепло из грунта — размер первоначальных затрат на установку устройств. Велика не только собственно цена насоса: пробурить несколько скважин глубиной в десятки метров тоже обходится очень недешево.

Резко уменьшает затраты использование горизонтального коллектора. Траншею под него несложно выкопать за несколько дней самостоятельно. Кроме того, если вы не понаслышке знакомы с установкой сплит-систем — тепловые насосы для отопления своими руками монтировать вы тоже сможете.

Как принято в таких случаях, есть пара нюансов, которые портят нам радужные перспективы:

– Отведенная под коллектор площадь должна в несколько раз превышать площадь отапливаемого дома.

– Использовать под сад или грядки эту площадь не получится: немногие растения переживут сильное охлаждение корней.

Фото позволяет оценить площадь, занимаемую горизонтальным коллектором.

У воды можно отбирать достаточное количество тепла в том случае, если мы располагаем большим ее объемом со стабильной температурой. Конкретнее?

– Если около вашего коттеджа есть незамерзающий водоем глубиной, хотя бы в три-четыре метра. Желательно — проточный.

– Если высок уровень грунтовых вод.

Как выглядит практическая реализация в обоих случаях?

– В водоем на дно укладывается труба теплообменника. Для того чтобы она не всплыла или не перемещалась течением, труба отягощается грузом из расчета примерно 5 кг на погонный метр. Для эффективной работы теплообменника шаг укладки витков трубы должен составлять не меньше полутора метров.

Каким должен быть размер водоема? Скажем так: чтобы снять 10 киловатт тепловой мощности, достаточных для обогрева 100-метрового дома в сравнительно теплом климате, нужна труба — теплообменник протяженностью около 300 метров.

– Тепловой насос для отопления дома теплотой грунтовых вод чаще всего использует так называемую открытую схему сбора тепла: по направлению тока грунтовых вод одна за другой бурятся две скважины, в первую из которых погружается обыкновенный скважинный насос. Его функция — подать воду на теплообменник.

Охлажденная вода сбрасывается во вторую скважину. Грунтовые воды найти куда легче, чем открытый незамерзающий водоем; однако здесь мы привязаны к необходимому минимальному дебету скважины. Он должен обеспечить эффективный теплообмен без охлаждения воды до точки замерзания.

Дополнительный риск такой схемы — в том, что уровень грунтовых вод может заметно меняться при подвижках пластов грунта. Между тем бурение скважин в непосредственной близости от частного дома недешево, да и оборудование в случае, если дебет скважины резко упадет, окажется просто бесполезным.

Высокий уровень грунтовых вод — зло для строителя. Однако он может послужить отоплению дома.

Наконец, самый доступный источник тепла — атмосферный воздух. Теплообменник в этом случае представляет собой большой радиатор с развитым оребрением и вентилятором для его принудительного обдува. Как может использоваться полученная тепловая энергия?

Зачастую отопление загородного дома тепловым насосом организовывается по классической схеме — с использованием теплоносителя и его разводкой по отопительным приборам. Насос, работающий по схеме «воздух-вода», может не только обогреть дом: – Дополнительный теплообменник с тепло изолированной накопительной емкостью обеспечит владельцев дома горячей водой. Заметьте — с минимальными затратами электричества.

– Аналогичные насосы часто используются для нагрева воды в бассейне.

Наружный теплообменник может быть навесным и монтироваться на внешнюю стену дома; однако при большой производительности устройства он требует собственного фундамента. Среди прочего, мощный компрессор передает стенам вибрации, которые слышны в доме.

Еще один популярный вариант — схема «воздух-воздух». Полученная тепловая энергия используется для нагрева воздуха в помещении без посредничества теплоносителя. Простейшую и наиболее дешевую реализацию схемы представляет собой любой бытовой кондиционер в режиме обогрева.

Младшие модели способны обогреть одно помещение (впрочем, благодаря увеличенному размеру теплообменников и мощности компрессора речь может идти о нескольких десятках квадратных метров). Кроме того, существуют мультисплитсистемы: один внешний блок обеспечивает тепловой энергией несколько внутренних.

Тепло от внешнего блока распределяется по нескольким комнатам.

Что еще полезно знать о том, как работает отопление тепловыми насосами, извлекающими тепло из воздуха?

– Все современные устройства этого класса — инверторные. Переменный ток преобразуется в них в постоянный, что позволяет более гибко управлять мощностью компрессора. Нагрев воздух в помещении до необходимой температуры, компрессор не останавливается, а снижает мощность в несколько раз.

Этим достигается больший ресурс устройства (запуски и остановки губительны для любой механики) и большая экономичность.

Впрочем: в продаже несложно найти обычные сплит-системы, работающие по схеме старт-стоп, теплоотдача которых на киловатт электрической мощности приближается к инверторным. Так, кондиционер Midea 09 HR имеет тепловую эффективность 3,61: на каждый киловатт-час потраченной электроэнергии в помещение перекачивается 3610 ватт-час тепла.

– Все тепловые насосы с воздушным наружным теплообменником неизбежно снижают свою эффективность по мере снижения уличной температуры.

– Нижняя граница работы этих устройств — около -30С. В частности, при такой температуре готовы работать насосы линейки Zubadan от Mitsubishi. Тепловые насосы японского производства на фоне классических сплит-систем недешевы; однако в последнюю пару лет у них появилась бюджетная альтернатива.

Инверторные кондиционеры Cooper&Hunter серии Nordic работают в режиме нагрева при температурах окружающего воздуха до -25С, отдавая 4,2 КВт тепловой мощности на 1 КВт электрической.

Любопытно: часть потребляемой энергии при отрицательной температуре идет на непрерывный подогрев греющим кабелем обмерзающего теплообменника наружного блока. Полностью идентичный этой линейке во всем остальном кондиционер серии Deluxe Inverter отдает 4,95 КВт тепла на киловатт электрической мощности, однако его нижняя граница — всего -15С.

Полноценный тепловой насос стоимостью всего в 20 тысяч рублей.

ПЛЮСЫ И МИНУСЫ

Так что же такое тепловой насос — отопление будущего или очередная попытка производителей навязать нам не очень-то нужное и дорогое устройство?

НАСТОЯЩИЙ МОМЕНТ

При текущих ценах на природный газ и электричество отопление газом обходится дешевле примерно в полтора раза. При этом первоначальные вложения в том случае, если газ уже подведен к дому, несопоставимы: цены на газовые котлы начинаются от 8 тысяч рублей. Никакой тепловой насос на эти деньги не купить.

ПЕРСПЕКТИВЫ

И электроэнергия, и газ постоянно дорожают. Однако запасы газа невосполнимы, и его стоимость будет расти стабильно; с электричеством картина сложнее. Переход на возобновляемые источники энергии неизбежно снизит темпы роста расценок.

Чтобы оценить ближайшие перспективы — достаточно сказать, что кубометр природного газа жителю Норвегии обходится примерно в 10 раз дороже, чем жителю России. А мы изо всех сил стремимся к европейскому рынку и, увы, его ценам.

Капитан Очевидность подсказывает: чем меньше газа остается на планете, тем выше его стоимость.

УДОБСТВО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

Оно во всех отношениях выше всяких похвал, независимо от схемы работы устройства. Температура регулируется термостатами и может программироваться даже в случае отопления инверторными кондиционерами; обслуживание не требуется, отвод продуктов сгорания не нужен.

ВЫВОДЫ

Точка зрения автора — далеко не единственная; к примеру, видео в конце статьи осветит проблему выбора источника тепла несколько иначе. Однако автор рискнет сформулировать рекомендации таким образом:

– Если вы живете в холодном регионе и готовы вложить в проект с окупаемостью в десятилетия 15-20 тысяч долларов, ваш выбор — геотермальный тепловой насос. – Независимо от региона, расположенный рядом незамерзающий водоем грех не использовать для обогрева. Расходы уменьшатся относительно предыдущего варианта как минимум вдвое.

– В теплой климатической зоне наш выбор — тепловой насос, извлекающий энергию из воздуха, или его младший брат — инверторный кондиционер. При положительной среднемесячной температуре в течение всего года вы обеспечите себя теплом с минимальными затратами.

Капитан Очевидность подсказывает: чем меньше газа остается на планете, тем выше его стоимость.

Какой тепловой насос выбрать, насколько выгодно

Тепловой насос забирает тепло у окружающей среды и направляет на обогрев дома, дачи, бассейна… Агрегат вырабатывает дармовое тепло для бытовых нужд, по заявлениям производителей, подменяя собой отопительный котел. Но все ли в этой рекламе правда?

Не окажется ли тепловой насос «Воздух-Вода» убыточным? — ведь и цена у него не маленькая, даже самый слабомощный и не относящийся к классу «фирменных», оценивается от 500 у.е. А с заявленной производителями мощностью от 13 кВт, который якобы годится для отопления дома 100 м кв., и сделанный известной фирмой, потянет уже на все 1500 – 3500 у.е., окупится ли он?

Что сейчас предлагается в продаже под названием «тепловой насос и как это работает… что нужно выбрать?

Разновидности тепловых насосов

Тепловой насос работает по принципу холодильника, — забирает тепловую энергию в одном месте и отдает в другом, — забирает тепло у окружающей среды, охлаждая ее, и передает энергию на бытовые нужды, нагревает теплоноситель, который используется в отоплении, в бойлере…

  • По заявлениям производителей, современные модели тепловых насосов «Воздух-Вода» могут забирать энергию у воздуха, когда температура на улице даже ниже -25 град С.

Помимо теплового насоса «Воздух-Вода», который выглядит наподобие блока кондиционера, выделяют еще системы способные забирать тепло у земли, работающими по принципу «Вода-Вода». Они оснащаются длинными трубами-теплообменниками, которые размещаются в грунте, но проблемы у них сходные с воздушными…

Экономия с тепловым насосом, что обещают производители

Тепловой насос потребляет электроэнергию в не малом количестве, счет идет на киловатты. Расходует компрессор, а также вентиляторы, прогоняющие воздух через теплообменник…

  • Отношение получаемой тепловой энергии к затраченной (электроэнергии) характеризуется коэффициентом теплового насоса. Производители в рекламных характеристиках в основном указывают значение этого коэффициента как 3 – 4.

На каждый киловатт затраченной электроэнергии, тепловой насос выдает 3 или 4 кВт тепловой энергии. Это значит, что агрегат, развивший тепловую мощность в 12 кВт, потребляет минимум 3 кВт электроэнергии.

Но оказывается, что производители тепловых насосов довольно много не договаривают. Максимальная мощность и лучший коэффициент развивается далеко не всегда….

Что предлагают в продаже – основные конструкции

По конструкции тепловой насос «Воздух-Вода» может быть как моноблочным, так и двухблочным, т.е. сплит системой.

Моноблочный можно располагать весьма далеко от дома, более 100м, но заправлять его нужно гликолем, а не водой, что представляет уже дополнительные проблемы. Чаще выбирают сплит-систему, где наружный блок устанавливается недалеко от блока, расположенного в доме.

Также можно отметить условное подразделение тепловых насосов по выдаваемой температуре теплоносителя, которое характерно больше для дорогих фирменных систем, более точно подогнанных под условия дома, для лучшей энергоэффективности.

  • Среднетемпературные греют теплоноситель до 60 град, и лучшим образом сочетаются с теплыми полами. Под них можно проектировать низкотемпературную систему отопления дома, как например, и под конденсационный котел…
  • Высокотемпературные нагревают теплоноситель до 80 град и предназначены в основном для нагрева бойлеров и радиаторных систем отопления.

Таким образом, если отопление в основном ведется теплыми полами (более 70% отдаваемой мощности), то выбирать нужно среднетемпературный тепловой насос…

Применять или нет тепловой насос – простейший подсчет

Даже опираясь на рекламу продавцов (производителей), можно заметить, выгодным ли оказывается у нас тепловой насос. По заверениям, агрегат потребляет 1 кВт электроэнергии, при этом производит 3 – 4 кВт тепловой энергии. Напомним, что 1 кВт электроэнергии оценивается приближенно в 5 руб. Тогда стоимость «дармовой» произведенной тепловой энергии, при лучшем коэффициенте 4, будет как 5/4=1,25 руб/кВт.

При этом стоимость тепловой энергии от сжигания угля, дров и природного газа находится примерно в пределах 0,8 – 1,6 руб. за кВт, в зависимости от регионов и возможности доставить, достать… Эти цифры и показатели теплового насоса (рекламируемые) примерно сходные. Но угольный котел не стоит 1,5 – 3,0 тыс у.е. как нормальный тепловой насос приемлемой мощности…

Что скрывают производители, почему тепловой насос разочарует

Коэффициент и отдаваемая тепловая мощность, как основные характеристики, значительно зависят от температуры воздуха. Оказывается, что наилучший коэффициент тепловой насос «Воздух-Вода» развивает, когда температура атмосферы более +7 град С. Тогда же он развивает и заявленную мощность, например 10 кВт, при этом тратит примерно 3кВт электричества.

А когда температура -15 град, то коэффициент не превышает 1,5, а мощность достигается не более 30% от заявленной.

  • Чтобы компенсировать недостаток мощности в то время, когда дом в ней больше всего нуждается, тепловые насосы комплектуются электротенами, и фактически превращаются в электрокотлы. При температурах ниже, чем -5 град речь идет об отоплении электричеством почти напрямую.
  • При температуре воздуха выше +5 град производительность насосов резко повышается. Но в это время дому не требуется 10 кВт, а достаточно и 2 – 3 кВт. Это значит, что насос потребляет столько же, сколько от него забирают тепла. Снова речь идет фактически об отоплении электричеством.
  • И только лишь в диапазоне температур примерно от -5 град до +5 град проявляется некое заметное превышение теплогенерации над потребленной энергией. Но оно настолько незначительное, что говорить об окупаемости теплового насоса неуместно.

Где и когда используются тепловые насосы «Воздух-Вода»

При наших ценах на энергоносители, на уголь, газ, дрова и электричество, и также при наших зимних температурах, тепловой насос «Воздух-Вода» становится просто дорогостоящим развлечением. Дом, оснащенный таким агрегатом, будет отапливаться фактически электричеством. Не малая стоимость оборудования и его обслуживания – прямой убыток.

В западных странах, где не бывают (редко бывают) отрицательные температуры, а энергоносители стоят дороже в разы чем у нас, тепловые насосы устанавливают. Но часто на их установку правительство выделяет субсидию, так как рентабельность оказывается на пределе, а в основном в учет берется наилучшая экологичность….

Тепловые насосы для отопления дома: виды, плюсы и минусы

Содержание:

Как снизить расходы на отопление частного дома? Для любого, кто планирует строительство загородного жилья, это один из наиболее актуальных вопросов. Ответом на него являются тепловые насосы (ТН), которые позволяют уменьшить затраты на обогрев до 80%. Тепловые насосы – сравнительно новый метод обогрева дома и обеспечения горячего водоснабжения, который, тем не менее, набирает популярность. Далее мы поговорим о принципе работы такого оборудования, видах тепловых насосов, их особенностях, преимуществах и недостатках.

Электроэнергия, газ и уголь – три основных вида отопления, которые используют российские домовладельцы. У каждого из энергоносителей свои особенности, но объединяет их одно – стабильный рост цены год от года. Это заставляет искать альтернативы. Одной из таких альтернатив являются тепловые насосы – парокомпрессионные установки, обеспечивающие перенос тепла от низкопотенциальных (холодных) источников тепловой энергии к теплоносителю.

Принцип работы теплового насоса

В конструкцию любого теплового насоса входят следующие устройства: конденсатор, испаритель, компрессор (повышает давление) и расширитель (понижает давление). Все перечисленные элементы объединены при помощи трубопровода и представляют собой один замкнутый контур. По этому контуру циркулирует охладитель. Фреон, хладон — это технический термин присвоенный группе фторсодержащих производных метана и этана. Он представляет из себя инертный газ, который обладает сверхнизкой температурой кипения. По этой причине в «горячей» части контура он находится в газообразном состоянии, а в «холодной» он становится жидкостью.

Перемещаясь в компрессор, хладагент (чаще всего фреон) подвергается действию высокого давления и сжимается, из-за чего его температура повышается. Разогретый давлением газ поступает в другую часть теплообменника – в конденсатор. Тут промежуточный теплообменник передаёт тепло теплоносителю, который входит в систему отопления дома. Во время того, как хладагент отдает тепло, он конденсируется, снова становится жидким, а нагретый им теплоноситель подаётся в систему отопления. Жидкий фреон проходит через расширитель, где вскипает поглощая тепло. Затем перемещается в испаритель, где докипают остатки жидкой фракции – и цикл повторяется снова.

Важной особенностью тепловых насосов является универсальность использования – при низких температурах воздуха они обеспечивают обогрев помещений, а в жаркую погоду – их охлаждение. Во втором случае (реверсивный тепловой насос) используется тот же принцип. Разница лишь в том, что в жару теплоноситель движется в другом направлении – он поступает не снаружи, а из дома, из внутренних помещений.

Попробуем пересказать то же самое простыми словами.

Давайте вспомним, как работает холодильник. В камеры холодильника помещаются продукты, имеющие комнатную температуру. По закону сохранения энергии накопленное ими тепло не может испариться в никуда – его необходимо вывести за пределы холодильника, что и делается при помощи радиатора, расположенного позади агрегата. Радиатор для этого и предназначен – для рассеивания, передачи в окружающий воздух тепла, «извлеченного» из продуктов.

Теперь представим себе холодильник, который установлен на улице с открытой дверцей, а его радиатор демонтирован и установлен в доме. Даже если температура воздуха на улице будет на несколько градусов выше температуры кипения фреона, которым заправлен холодильник, агрегат будет передавать это тепло через радиатор в дом, извлекая его из окружающей среды. Это и есть простейший пример теплового насоса. Описанный принцип называется циклом Карно: именно на нем основана работа холодильных установок и климатической техники.

Разновидности тепловых насосов: аэротермальные, гидротермальные, геотермальные

Существует три основных вида тепловых насосов. Они отличаются источником получения тепла, ценой оборудования и стоимостью монтажа, параметрами работы.

1. Аэротермальные (воздушные) насосы. Используют тепло из окружающего воздуха, из атмосферы. Особенность этого вида тепловых насосов в том, что для их монтажа не нужно тратиться на бурение скважин, рыть траншеи и проводить какие-либо иные трудоёмкие земляные работы – все узлы агрегата располагаются на поверхности. Это важный плюс, так как сметная стоимость существенно снижается, как и затраты времени на монтаж.

При всех перечисленных преимуществах у аэротермальных насосов есть один важный недостаток – они перестают работать при серьезных морозах. На их стабильную работу можно рассчитывать только при температуре не ниже -25℃, по этой причине воздушные насосы не могут полностью обогреть помещение при похолодании в регионах с суровыми зимами.ТН не «тянет» сильные морозы. При падении температуры воздуха до -25° и ниже, он не будет справляться с отоплением дома, поэтому в этом случае необходимо иметь дополнительный теплогенератор – электрический обогреватель или камин. В этом случае чаще используют комбинацию теплового насоса и электрического котла. При достижении уличной температуры -18-22℃, воздушный тепловой насос отключается, а электрический тэн полностью его замещает.

Еще один важный фактор, который нужно учитывать при выборе такого оборудования – это средняя влажность воздуха в том районе, где находится ваш дом. Идеальный вариант для таких систем – низкий уровень влажности и мягкие зимы. Если климат влажный и холодный, то установка воздушных тепловых насосов нецелесообразна: тепловые установки будут обледеневать и большее время стоять в режиме оттайки.

2. Гидротермальные (водяные) насосы. Используют тепло воды близлежащего водоёма или грунтовых вод. Такие установки отличаются высокой стабильностью и эффективностью работы благодаря высокому коэффициенту теплоотдачи воды и низкому уровню температурных колебаний. Гидротермальный тепловой насос имеет смысл купить в следующих случаях:

  • на участке, где расположен ваш дом, залегают грунтовые воды в достаточном объёме или есть водоём;
  • глубина залегания грунтовых вод – не более 40 метров;
  • вода обладает свойствами, необходимыми для стабильной работы оборудования (низкий уровень содержания железа и иных примесей)

Скважины . Вариант со скважинной водой в качестве источника тепла наиболее сложный в монтаже и затратный. Он предполагает бурение двух скважин: одна будет служить для забора воды, другая – для её сброса.

Водоёмы . Какие водоёмы могут использоваться? К их числу относятся море, река или озеро, которые должны быть расположены не далее 50 метров от дома. Коллектор (трубы с хладагентом) укладывают на дно водоёма и утяжеляют грузом. Благодаря высокой температуре рабочей жидкости обеспечивается высокий КПД установки и существенная экономия на отоплении. Тем, кто живёт в регионе с мягким климатом, на побережье моря, или неподалёку от глубокого озера или реки, водяной тепловой насос способен стать источником бесплатной энергии на долгие годы.

Стоки . Еще один источник воды, который может использоваться такими насосами – это канализационные стоки. Они успешно применяются в качестве источника тепла для систем горячего водоснабжения и отопления – как частных домов, так и многоэтажек.

3. Геотермальные (грунтовые) насосы. Такой агрегат для подогрева рабочей жидкости в испарителе использует тепло грунта. Это бесконечный источник энергии, так как температура грунта ниже уровня промерзания не меняется и не зависит от погодных условий. Уже на глубине 3 метра температура грунта варьируется от +5 до +8℃, а на 10 метрах она составляет уже +10 ℃.

Системы отопления, основой которых является геотермальный насос тепла, имеют высокую эффективность, могут круглогодично поддерживать в доме комфортный микроклимат.

Использование грунтового теплового насоса подразумевает закладку трубопровода с хладагентом в грунт рядом с домом. При этом существует два варианта размещения трубы системы.

Вертикальный геотермальный зонд . В этом случае трубы располагаются в вертикальной плоскости. Глубина их размещения может достигать 100 метров, что делает этот вариант достаточно затратным. Еще один нюанс – необходимость согласования с надзорными органами бурения скважин такой глубины. Преимуществом такого технического решения является экономия площади участка.

Альтернативой глубокой закладки труб является схема, при которой используются несколько геотермальных вертикальных зондов. Они заглубляются в грунт на 20 метров и располагаются на расстоянии 5-7 метров друг от друга. При использовании такого метода эффективность зондов (удельный теплосъём) определяется типом грунта. Наиболее выигрышный – это каменистая обводненная почва, которая хорошо проводит тепло (70 Вт/м). Влажные осадочные породы обеспечивают до 50 Вт/м. Наименее «эффективны» будут сухие осадочные породы – в этом случае теплосъём не будет превышать 30 Вт/м.

Подытожим: устройство геотермальных вертикальных зондов обходится дорого из-за глубокого бурения, однако имеет свои преимущества: высокий удельный теплосъем, гарантированная стабильность температуры, экономия площади участка и минимальные повреждения ландшафта.

Горизонтальный контур (коллектор) . При такой схеме расположения труб они помещаются в грунт на незначительную глубину (ниже уровня промерзания грунта – от 1,2 до 3 метров), и располагаются на большой площади. Длина труб геоконтура в каждом отдельном случае рассчитывается индивидуально. Для этой цели могут быть использованы полиэтиленовые трубы разного диаметра (от 25 до 40 мм), которые располагаются на расстоянии 500-1000 мм друг от друга.

В зависимости от проекта коллектор может иметь разную форму (спираль, зигзаг, петли и т.д.). После закладки трубы коллектора заполняются рабочей жидкостью (антифризом), который вбирает тепло от грунта, перемещает его к тепловому насосу и отдаёт хладагенту. После этого охлажденный антифриз снова возвращается в подземный контур и цикл повторяется.

Эффективность насоса определяется характеристиками грунта, как источника тепла. К примеру, насыщенная влагой глина обеспечивает до 25 Вт на метр трубы, сухая глина 15-18 Вт/м, песок (сухой) – 10 Вт/м. Для примера – чтобы обеспечить отопление дома площадью 100 м2, потребуется свободная территория площадью в 400 квадратных метров. Из этого можно сделать вывод, что геотермальные насосы с горизонтальным коллектором подойдут владельцам участков с большой площадью, которая свободна от построек.

Особенности эксплуатации тепловых насосов

Для того чтобы снизить до минимума риски поломок теплового насоса и сделать его работу максимально эффективной, нужно позаботиться об обеспечении разницы температуры теплоносителя на входе и выходе из теплообменников, дельтой в 5℃ (температурный напор), а так же обустройстве в доме трехфазной электросети – это позволит обезопасить оборудование от перепадов напряжения. Еще один нюанс – должно быть проведено качественное утепление помещений (максимально допустимый уровень потерь тепла – не более 100 Вт/ м²).

Основные преимущества и недостатки тепловых насосов

Ключевое преимущество ТН в том, что их коэффициент полезного действия в разы выше, чем у обычного электрического оборудования для отопления или кондиционирования. К примеру, даже у современных, экономичных электрических обогревателей объёмы произведенного тепла примерно равны затраченной энергии.

Тепловые насосы в этой сфере вне конкуренции – они производят тепловой энергии в 3-7 раз больше (СОР), чем используют электроэнергии. COP- это единица, которая измеряет эффективность работы теплового насоса.

К другим достоинствам установки теплового насоса можно отнести:

  • Длительный рабочий ресурс. Если соблюдать правила эксплуатации и своевременно проводить техническое обслуживание, то насосы могут работать без поломок и ремонта десятилетиями (до 30 лет и более). Единственное «слабое звено» в таких системах – это компрессор, который может потребовать замены один раз в 15-20 лет;
  • Значительная экономия на топливе. В России цены на энергоносители всегда только растут, и в долгосрочной перспективе ТН позволяет экономить на них большие суммы;
  • Универсальность использования. У большинства моделей тепловых насосов есть одно замечательное свойство – реверсивность: в летнюю жару они охлаждают дом, а в холодное время года обеспечивают отопление;
  • Полная автоматизация. Правильная настройка работы ТН обеспечивает полную автоматизацию: пользователю остаётся только выставлять температуру нагрева помещений зимой и охлаждения – летом;
  • Широкая география использования. Разнообразие видов ТН позволяет эксплуатировать их в самых разных регионах, с разным климатом: в случае с тепловыми насосами источниками тепла может выступать грунт, воздух или вода;
  • Перспективы полной автономности. Если в качестве источника электроэнергии использовать солнечные панели, то можно построить в любой, даже самой отдаленной местности полностью автономный дом, который сам себя будет обеспечивать теплом, водой и электричеством;
  • Минимальное техническое обслуживание. Надежность и долговечность оборудования делает его малозатратным в эксплуатации;
  • Полностью бесплатный источник тепла. Мы пока не платим за воздух, которым дышим, воду в водоёмах и грунт под ногами: с помощью ТН они становятся бесконечным ресурсом для получения тепловой энергии.

Между тем у данных систем есть и свои недостатки, о которых необходимо знать:

Высокая стоимость самого оборудования и его монтажа. Так как первоначальные затраты достаточно велики, ТН окупится не сразу – в среднем на это уходит 3-7 лет. Быстро окупаются только аэротермальные (воздушные) насосы, которые требуют минимум затрат при установке.

Ориентация на отопительные системы с низкой температурой теплоносителя. Выгоднее всего тепловые насосы использовать для систем тёплого пола с температурой 35-40°C.

Воздействие геотермальных насосов на аэробные микроорганизмы. При работе грунтовых насосов земля вокруг труб подвергается постоянному охлаждению, что приводит к гибели аэробных бактерий, которые способствуют очищению стоков от вредных веществ.

Выбираем тепловой насос: основные критерии

Тем, кто планирует приобрести такое оборудование, рекомендуется выбирать подходящую модель по следующим критериям:

  • Климатические условия в регионе проживания. Для регионов с морозными зимами подойдет только ограниченное количество моделей;
  • Доступ к источникам тепловой энергии. Для геотермальных насосов – это наличие на участке свободной территории, для гидротермальных ТН – наличие вблизи водоёмов, грунтовых вод;
  • Площадь отапливаемого объекта, его энергоэффективность. Чем больше дом, тем более сложным и дорогостоящим будет тепловой насос: мощные модели требуют значительных затрат на монтаж.
  • Бюджет на покупку. Наиболее доступны по цене аэротермальные насосы, не требующие больших затрат на установку.

Расчет мощности теплового насоса. Какой мощностью должен обладать насос? Чтобы рассчитать нужную вам мощность, нужно знать следующие параметры: объём теплоотдачи отопительным системам, общую площадь поверхности труб в испарители и конденсаторе, а также объём рабочей жидкости (хладагента).

Удобным решением в этом случае будет использование для расчетов онлайн калькулятора. Чаще всего там требуется ввести:

  • высоту потолков и общую площадь дома (высчитывается отапливаемая площадь);
  • регион проживания (определяется средние температуры воздуха);
  • энергоэффективность объекта (степень утепления дома) – рассчитывается требуемая производительность теплового насоса.

Пример расчетов. Для отопления дома площадью 150 м² рекомендуется ТН производительностью 11-13 кВт.

Практические советы по выбору ТН

Тепловые насосы представляют собой технически сложное, дорогостоящее оборудование, поэтому к его покупке стоит подойти со всей ответственностью.

Перед покупкой необходимо обратиться к профильным специалистам для разработки проекта и произведения необходимых расчетов.

Целесообразнее обращаться в одну компанию, которая предоставляет полный комплекс услуг: продажу оборудования, установку и сервисное обслуживание.

Остались вопросы

Спасибо за обращение, мы обязательно перезвоним.

Как выбрать тепловой насос для отопления дома и коттеджа

Все чаще отечественному потребителю предлагают приобрести тепловой насос для отопления дома. Если буквально 5-6 лет назад, приобрести оборудование могли только очень состоятельные люди, то сегодня, зачастую предлагается льготное кредитование, а в некоторых регионах, предоставляется материальная помощь на государственном уровне. В связи с этим, возникает несколько вопросов, связанных с тем, насколько окупаемой будет система отопления на основе тепловых насосов.

Что такое тепловой насос – принцип работы

Несмотря на то, что потребителю предлагают большое количество самых разнообразных моделей теплонасосов, они все, независимо от своего устройства, работают одинаково. Отличие заключается только в источнике низкопотенциальной энергии и способе ее извлечения.

Принцип работы теплового насоса для отопления дома заключается в следующем:

    Внутри корпуса расположен замкнутый контур, по которому циркулирует хладагент.

Во внешнем блоке находится испаритель. В емкости создаются условия для преобразования фреона в газообразное состояние. Еще с уроков физики хорошо известно, что при испарении происходит поглощение тепла. Испаритель располагают таким образом, чтобы он контактировал с источником низкопотенциального тепла: воздухом, геотермальным контуром и т.д.

Хладагент, в газообразном состоянии, подается в следующую камеру – компрессор. Здесь нагнетается рабочее давление, в результате чего, фреон нагревается до температуры свыше 100°С. В компрессоре установлен переходной клапан, через него вещество под давлением распыляется в следующую камеру – конденсатор.

  • Конденсатор – является одновременно теплообменником системы. В камере происходит целенаправленная конденсация фреона, из-за чего выделяется большое количество тепловой энергии. Стенки компрессора играют роль теплообменника и посредством косвенного нагрева, передают энергию теплоносителю.
  • Устройство теплонасоса во многом напоминает конструкцию холодильника или кондиционера. Отличие заключается в том, что процесс охлаждения заставили идти в обратную сторону – в помещение поступает тепло, а из него удаляется холод. В упрощенном варианте, так же работают некоторые модели кондиционеров с функцией подогрева помещения.

    За исключением определенных особенностей в конструкции, описанный выше принцип работы используют все тепловые насосы без исключения. Главное отличие, на которое стоит обращать внимание при выборе подходящей модели – это используемый источник низкопотенциального тепла. От этого параметра зависят условия эксплуатации и возможности применения станции.

    Воздушные теплонасосы

    В данном случае источником низкопотенциальной энергии выступает воздух. Конструкция теплонасоса состоит из двух блоков и во многом напоминает обычную сплит-систему. У воздушных насосов есть следующие преимущества:

      Простой монтаж – установка занимает несколько часов.

    Возможность быстрого демонтажа и перемещения станции.

  • Компактные габариты.
  • Тепловой насос работает как обычный тепловентилятор, нагревает воздух в помещении. Решение оптимально подходит для неотапливаемых зданий: загородных домов, дач и т.п.

    Работоспособность системы снижается по мере падения температуры окружающей среды. Отказ системы отопления происходит при падении показателей до -15°С.

    Воздушно-водяные теплонасосы

    При разработке системы теплоснабжения жилого дома с применением теплового насоса, в качестве основного источника энергии, выбор, зачастую, падает на воздушно-водяные модели. Высокая теплоэффективность, простота монтажа и надежность – все это побуждает потенциальных покупателей остановиться именно на этом варианте.

    Как и у предыдущей модели, основным источником тепла выступает воздух. Но после забора низкопотенциальной тепловой энергии и преобразования ее, осуществляют нагрев теплоносителя, циркулирующего в специальной емкости, внутри которой располагают конденсатор. Такое конструкторское решение существенно влияет на эффективность устройства и имеет следующие преимущества:

      Возможность отапливать весь дом, а не отдельные комнаты.

    Насос подключается к водяной системе отопления дома. Существует возможность интегрирования дополнительного резервного источника тепла.

    Использование тепловых насосов в отоплении частных домов не ограничено только нагревом теплоносителя, большинство моделей дополнительно готовят воду для ГВС.

  • Современные модели воздушно-водяных теплонасосов сохраняют работоспособность даже при температуре до -32°С.
  • Водяные теплонасосы

    Вариант, позволяющий отопить дом в условиях Сибири. Помимо описанного выше, принцип работы теплонасоса данного типа заключается в следующем:

      На дне водоема или термального источника, прокладывают контур, по которому циркулирует пропиленгликоль – «рассол».

    На дне водоема, вода не замерзает и всегда способна обеспечить необходимым количеством низкопотенциальной энергии.

    Рассол, проходя через контур, нагревается до температуры 6-8°С, после чего возвращается в дом.

  • В корпусе теплонасоса, полученная тепловая энергия преобразовывается, вследствие чего нагревает теплоноситель.
  • Эффективность отопления дома зимой при помощи данной схемы практически не снижается, так как температура воды не опускается до отрицательных отметок. Недостатками водяных теплонасосов являются ограничения между жилым домом и водоемом, не более 100 м. Глубина озера должна быть не менее 3 м.

    Как альтернативу, в качестве источника получения энергии, используют артезианские скважины. В таком случае, воду забирают, извлекают тепло и после обратно возвращают в слои грунта.

    Грунтово-водяные теплонасосы

    Обеспечить отопление и горячее водоснабжение можно при помощи теплового насоса с первичным геотермальным контуром. Модуль работает, как и предыдущий вариант, только коллектор укладывается не на дно водоема, а закапывается в грунт или монтируется в скважину. Данное решение требует проведения глобальных земельных работ, поэтому, монтаж обходится дороже, чем у предыдущих вариантов теплонасосов.

    Альтернативные системы отопления, построенные на базе геотермальных грунтово-водяных теплонасосов, способны обеспечить теплом даже промышленные объекты, расположенные не только в средних широтах, но и условиях Севера. При определенной модификации, система будет работать летом на кондиционирование помещений. Предусмотрен нагрев воды для ГВС.

    Реально ли отапливать дом тепловым насосом

    Как показала мировая практика, применение теплового насоса для обогрева жилого дома для круглогодичного проживания, не просто возможно. Такое решение предоставляет множество дополнительных плюсов, включающих: меньшие затраты на отопление, полная автономность от традиционных видов топлива.

    В той же Германии и некоторых других странах ЕС, некоторые правительственные учреждения отапливаются с помощью теплонасосов. В качестве основного источника тепла, станции устанавливают для многоквартирных домов.

    Альтернативная система отопления загородного дома с использованием теплового насоса требует проведения грамотных расчетов. Потребуется:

      Подобрать мощность отопительного оборудования.

    Выбрать тип системы обогрева.

  • Установить резервный источник тепла, который, хотя и редко, все же может понадобиться.
  • Новейшие технологии, внедряемые в системы отопления, улучшили качество управления тепловыми станциями. Большинство европейских производителей предлагает контроллеры, регулирующие работу системы обогрева без участия человека.

    Контролировать процесс можно с помощью специального блока дистанционного управления или через любое мобильное устройство, подключенное к интернету. Использование инноваций позволило создать систему «умный» дом на основе геотермального теплонасоса.

    Как подобрать теплонасос для отопления дома

    Большинство отрицательных отзывов об использовании тепловых насосов связаны с тем, что выбор оборудования был сделан неправильно. При подборе подходящей модификации, обращают внимание на следующие параметры:

      Мощность и дополнительные функции.

  • Стоимость самого теплонасоса и выполнения монтажных работ.
  • При выполнении расчетов прибегают к помощи специалистов. Самостоятельно сделать все необходимые вычисления, не имея строительных навыков, практически нереально.

    Как рассчитать мощность теплонасоса

    Предварительный расчёт мощности теплового насоса для обогрева дома выполняют, пользуясь следующими рекомендациями:

      Определяют отапливаемую площадь дома. В расчет принимают даже те помещения, которые являются частью строения, но их не планируется обогревать.

    Для обогрева дома необходима тепло производительность станции, равная 0,7 кВт на каждые 10 м² отапливаемой площади.

  • При помощи несложных подсчетом определяют, что для обогрева частного дома на 200 м² необходим теплонасос с производительностью 14 кВт. Если планируется одновременно нагревать воду для ГВС, к полученному результату добавляют 10-20%.
  • Производители теплонасосов

    Следующий аспект, после расчета производительности, который учитывают при выборе техники – это производитель оборудования. На рынке представлены системы, изготавливаемые в Европе, России и Китае. Обзор предлагаемого оборудования стоит начать с несомненных лидеров — производителей.

    Европейские производители
    Считаются несомненными лидерами в производстве тепловых насосов. Все оборудование имеет продуманный дизайн и конструкцию, гарантию, предоставляемую производителем и полностью соответствуют всем указанным в технической документации параметрам.

    Наиболее популярными являются:

      Viessmann – компания выделяет большое количество инвестиций на изобретение и внедрение новых технологий. В ассортименте продукции представлены теплонасосы, использующие низкопотенциальную энергию воздуха, воды, земли. Оборудование Viessmann признано лучшим в своем классе и удостоено множества престижных наград.

  • Buderus – главный конкурент Viessmann. На базе предприятий компании выпускают практически любые типы теплонасосов. Отдельного упоминания заслуживают сплит – системы, предназначенные для обогрева помещения и одновременного нагрева горячей воды. Производительность моделей Buderus до 60 кВт.
  • Российские компании, выпускающие теплонасосы
    Компании, расположенные в России, не имеют такого богатого опыта в производстве энергосберегающих систем отопления, как немецкие производители. Но оборудование имеет одно существенное преимущество – полную адаптацию к отечественным условиям эксплуатации:

      Brosk – российская компания, расположенная в Калужской области. Основное направление – изготовление промышленных систем отопления с использованием возобновляемых источников тепла. В линейке Brosk представлены теплонасосы, с мощностью от 10 до 10000 кВт.

  • Henk – компания, стремительно завоевывающая рынок энергосберегающих технологий, начиная с 2008 г. Основным девизом завода является минимальное использование сложной автоматики, что существенно уменьшает себестоимость теплонасосов, без снижения производительности. В конструкции используют комплектующие зарубежных производителей. Вся продукция Henk имеет сертификат соответствия качества и разрешена к эксплуатации Ростехнадзором.
  • Китайские производители тепловых насосов
    Пытаясь заполнить пробелы в недостатке качества, китайские компании компенсируют это большим количеством дополнительных функций. Стандартный тепловой насос укомплектован программируемым пультом, модулем охлаждения воздуха, емкостью-накопителем для ГВС. За весь комплект, в среднем, придется заплатить как за модель российского производителя, без дополнительных бонусов:

      Gree – компания предлагает теплонасосы для эксплуатации в бытовых и промышленных условиях. Основной упор делается на привлечение потенциальных покупателей, являющихся владельцами многоквартирных зданий, жилых комплексов, общежитий и гостиниц.
      Показатели теплоотдачи устройств намного ниже, чем у немецких конкурентов. Нагрев теплоносителя до 55°С, горячей воды 60°С. Системы Gree работают на охлаждение помещения и способны поддерживать температуру от 7-25°С.

  • Hiseer – компания не претендует на какие-либо авторские права в производстве тепловых насосов и просто выполняет сборку из комплектующих известных брендов – Hitachi, Daikin, Siemens и т.д., что позволяет получить оборудование достаточно высокого качества. Продукция сертифицирована.
    Параметры теплонасосов HISEER уступают аналогам других производителей. Заявленное СОР, соответствует коэффициенту, равному 3. Рабочая температура от -15°С до +45°С.
  • Стоимость теплонасоса для отопления дома под ключ

    На выбор тепловой станции огромное влияние оказывает цена. Перед тем как купить понравившийся теплонасос, следует уточнить, включает ли указанная сумма стоимость установки. Геотермальное оборудование требует проведения глобальных земляных работ, поэтому, цена легко может вырасти на 40-50%.

    Лучше пользоваться сайтами, где указана стоимость полного комплекта установки системы теплового насоса для отопления частного дома, вариант «под ключ». В таком случае, удастся избежать переплат и получить точное представление об ожидаемых затратах. В среднем, монтаж геотермальной станции, в зависимости от производительности и компании изготовителя, обойдется в 600-1200 тыс. руб.

    Как установить тепловой насос в доме

    После приобретения теплонасоса, хозяину жилого здания приходится решать новые проблемы, связанные с размещением и монтажом станции. Рекомендуется, чтобы установку выполняла специализированная бригада, имеющая лицензию, выданную заводом изготовителем оборудования. Но существуют правила, которые необходимо знать каждому хозяину:

      Размещать современные теплонасосы в подвалах жилых домов можно. Особенно, это актуально для геотермального оборудования с подключением наклонного кустового контура. В таком случае, колодец под коллектор может находиться непосредственно под домом, в подвальном помещении.

    Требования при установке теплового насоса в многоквартирном доме. Обязательно устанавливается резервный источник тепла. В зимнее время года, модуль для разморозки, будет останавливаться на 3-4 секунды. В этот момент потребуется компенсировать недостаток тепла.

  • Насос устанавливается в любом помещении, достаточно просторном, чтобы вместить накопительную емкость и обеспечить беспрепятственный доступ ко всем узлам системы для обслуживания.
  • Какое отопление лучше для дома – газовое или тепловой насос

    Энергосберегающие технологии для дома, медленно, но уверенно вытесняют традиционные виды отопления. Единственное, что удерживает повсеместное внедрение установок, это необходимость в значительном первоначальном вложении денег.

    Большинство производителей уже давно работают над удешевлением технологии, поэтому, перспективы использования тепловых насосов в системах теплоснабжения частных домов достаточно оптимистические. В скором времени можно ожидать увеличения количества продаж на 10-15%.

    Теплонасосы не ограничены исключительно бытовым применением. Существует возможность использования теплонасосов в отоплении многоэтажных домов, а также промышленных объектов. Если сравнить между собой эффективность применения газовых котлов и тепловых насосов, можно ясно увидеть, какие перспективы существуют у каждого из видов оборудования.

    Недостатки теплонасосов

    Главным недостатком, особенно заметным при эксплуатации в многоквартирных домах, является зависимость теплонасосов от колебаний температуры. И если геотермальные модели более-менее устойчивы к изменению погодных условий, то воздушные станции резко снижают производительность, если температура падает до -15°С.

    Монтаж теплонасосов с земляным контуром обходится в дополнительные 30-40% от общей стоимости. Работы требуют привлечения специализированной техники и оборудования. Цена, на современные модели, может достигать 1200-1400 тыс. руб.

    В сравнении, приобретение и установка газового котла обойдется всего в 200 тыс. руб. Эффективность газового оборудования не зависит от внешних факторов, а монтаж занимает от силы 1-2 дня.

    Преимущества теплонасосов

    Экономичность является главным достоинством тепловых насосов. Финансовые затраты в период отопительного сезона, по сравнению с природным газом меньше, практически втрое. Для подключения не требуется получения никаких разрешений. Исключение составляет геотермальное оборудование, придется официально оформить право бурить скважины. Работа теплонасосов абсолютно безопасна и экологична.

    Основное отопление дома с помощью теплового насоса, имеет весомые преимущества перед эксплуатацией газовых котлов, но по причине высокой стоимости оборудования, использующего низкопотенциальную энергию, они уступают им в популярности.

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

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