Как работает тепловой насос для отопления дома

Содержание

Как работает тепловой насос для отопления дома — схема и видео

Как работает тепловой насос для отопления дома

Тепловой насос – универсальный прибор, функционально объединивший в себе характеристики кондиционера, водонагревателя и котла отопления. Этот прибор не использует обычное топливо, для его работы необходимы возобновляемые источники из окружающей среды – энергия воздуха, грунта, воды.

Поэтому тепловой насос сегодня – наиболее экономически выгодный агрегат, поскольку его работа не зависит от стоимости топлива, также экологичный, поскольку источником тепла выступает не электричество или продукты сгорания, а природные источники тепла.

Для лучшего понимания, как работает тепловой насос для отопления дома, стоит вспомнить принцип работы холодильника. Здесь испаряется рабочее вещество, отдавая холод. А в насосе наоборот, оно конденсируется и продуцирует тепло.

Принцип работы теплового насоса

Весь процесс работы системы представлен в виде цикла Карно – названного по имени изобретателя. Описать его можно следующим образом. Теплоноситель проходит через рабочий контур – воздушный, земляной, водный, их сочетания, откуда направляется в 1-й теплообменник – испарительную камеру. Здесь он передает накопленное тепло хладагенту, циркулирующему во внутреннем контуре насоса.

Принцип работы теплового насоса отопления дома

Жидкий хладагент поступает в испарительную камеру, где низкие значения давления и температуры (50С) переводят его в газообразное состояние. Следующий этап – переход газа в компрессор и его сжатие. В результате чего температура газа резко возрастает, газ переходит в конденсатор, здесь он обменивается теплом с системой отопления. Охлажденный газ переходит в жидкость, и цикл повторяется.

Достоинства и негативные стороны тепловых насосов

Работой тепловых насосов для отопления дома можно управлять посредством специально установленных терморегуляторов. Насос автоматически включается при падении температуры среды ниже заданного значения и отключается, если температура превышает заданную отметку. Тем самым прибор поддерживает постоянную температуру в помещении – это одно из преимуществ устройств.

Достоинствами прибора являются его экономичность – насос потребляет небольшое количество электроэнергии и экологичность, или абсолютная безопасность для окружающей среды. Основные преимущества устройства:

  • Надежность. Срок службы превышает 15 лет, все части системы обладают высоким рабочим ресурсом, перепады энергии не наносят системе вреда.
  • Безопасность. Отсутствуют сажа, выхлоп, открытое пламя, утечка газа исключена.
  • Комфорт. Работа насоса бесшумная, уют и комфорт в доме помогают создать климатконтроль и автоматическая система, работа которой зависит от погодных условий.
  • Гибкость. Прибор отличается современным стильным дизайном, его можно совместить с каждой системой отопления дома.
  • Универсальность. Применяется в частном, гражданском строительстве. Поскольку обладает широким диапазоном мощностей. За счет чего может обеспечить теплом помещения любой площади – от небольшого дома до коттеджа.

Сложная структура насоса определяет его главный недостаток – высокую стоимость оборудования и его монтажа. Для установки прибора необходимо проводить земляные работы в больших объемах.

Тепловые насосы – классификация

Работа теплового насоса для отопления дома возможна в широком температурном диапазоне – от -30 до +35 градусов по Цельсию. Наиболее распространены приборы абсорбционные (переносят тепло посредством его источника) и компрессионные (циркуляция рабочей жидкости происходит за счет электроэнергии). Наиболее экономичны абсорбционные устройства, однако они более дорогостоящие и обладают сложной конструкцией.

Классификация насосов по типу источников тепла:

  1. Геотермальные. Забирают тепло воды или земли.
  2. Воздушные. Забирают тепло атмосферного воздуха.
  3. Вторичного тепла. Забирают так называемое производственное тепло – образующееся на производстве, при отоплении, прочих промышленных процессах.

Теплоносителем может выступать:

  • Вода из искусственного или естественного водоема, грунтовые воды.
  • Грунт.
  • Воздушные массы.
  • Комбинации вышеперечисленных носителей.

Насос геотермального типа – принципы устройства и работы

Насос геотермальный для отопления дома использует тепло грунта, которое он отбирает вертикальными зондами или горизонтальным коллектором. Зонды размещаются на глубине до 70 метров, зонд находится на небольшом удалении от поверхности. Такой тип устройства наиболее эффективен, поскольку у источника тепла довольно высокая постоянная в течение всего года температура. Поэтому необходимо затратить меньше энергии на транспортировку тепла.

Тепловой насос геотермального типа

Такое оборудование требует больших затрат на установку. Высокой стоимостью отличаются работы по бурению скважин. Кроме того, площадь, отведенная под коллектор, должна быть в несколько раз больше площади отапливаемого дома либо коттеджа. Важно помнить: земля, где находится коллектор, не может использоваться для посадки овощей или плодовых деревьев – корни растений будут переохлаждены.

Использование воды в качестве источника тепла

Водоем – источник большого количества тепла. Для насоса можно использовать незамерзающие водоемы от 3 метров глубиной либо грунтовые воды при их высоком уровне. Реализовать систему можно следующим образом: трубу теплообменника, отягощенную грузом из расчета 5 кг на 1 метр погонный, укладывают на дно водоема. Протяженность трубы зависит от метража дома. Для помещения в 100 м.кв. оптимальная протяженность трубы – 300 метров.

В случае использования грунтовых вод необходимо пробурить две скважины, расположенные одна за другой по направлению грунтовых вод. В первую скважину помещают насос, подающий воду на теплообменник. Во вторую скважину поступает уже охлажденная вода. Это так называемая открытая схема сбора тепла. Ее основной недостаток в том, что уровень грунтовых вод нестабилен и может значительно меняться.

Воздух – наиболее доступный источник тепла

В случае использования воздуха в качестве источника тепла теплообменником выступает радиатор, принудительно обдуваемый вентилятором. Если работает тепловой насос для отопления дома по системе «воздух-вода», пользователь получает преимущества:

  • Возможность обогреть весь дом. Вода, выступающая в качестве теплоносителя, разводится по приборам отопления.
  • При минимальных затратах электроэнергии – возможность обеспечить жильцов горячим водоснабжением. Это возможно за счет наличия дополнительного теплоизолированного теплообменника с емкостью накопительной.
  • Насосы аналогичного типа могут использоваться для нагрева воды в бассейнах.

Схема отопления дома воздушным тепловым насосом.

Если насос работает по системе «воздух-воздух», теплоноситель для нагрева помещения не используется. Обогрев производится за счет полученной тепловой энергии.

Примером реализации такой схемы может служить обычный кондиционер, установленный на режим обогрева. Сегодня все устройства, использующие воздух как источник тепла, – инверторные.

В них переменный ток в постоянный преобразуется, обеспечивая гибкое управление компрессором и его работу без остановок. А это увеличивает ресурс устройства.

Тепловой насос – альтернативная система отопления дома

Тепловые насосы – альтернатива современным системам отопления. Они экономичны, экологичны и безопасны в использовании. Однако высокая стоимость монтажных работ и оборудования на сегодня не позволяют использовать приборы повсеместно. Теперь вы знаете как работает тепловой насос для отопления дома и подсчитав все плюсы и минусы сможете принять решение о его установки.

Источник: http://otopleniesam.ru/nasosy/teplovye/kak-rabotaet-teplovoj-nasos-dlya-otopleniya-doma.html

Как работает тепловой насос для отопления дома – геотермальный, водяной, воздушный

Как работает тепловой насос для отопления дома? Почему он может выдавать больше тепла, чем потреблять электроэнергии? Чем отличаются грунтовые, воздушные и водяные тепловые насосы?

Из этой статьи вы узнаете откуда берут тепло или холод тепловые насосы разных типов. Мы расскажем в чем их основные отличия, преимущества и недостатки.

Принцип работы

Надо попытаться вспомнить, как функционирует холодильный агрегат. В таком оборудование сначала испаряется рабочие жидкости, после чего возвращается оптимальное количество холода. Далее – происходит конденсация, что позволяет выработать энергию.

При достижении определенной отметки тепло перемещается в теплоноситель и распределяется по всему помещению. В качестве теплоносителя могут выступать:

  • Воздух;
  • Вода;
  • Антифриз;
  • Смеси с высокой температурой кипения (собственно. теплоносители).

Отличием такого устройства от обычного холодильного агрегата является возможность функционировать в более широком диапазоне температур. Процесс управления осуществляется специальными регуляторами.

В случае, когда температура повысилась до критической отметки, оборудование отключается. Если этот показатель падает – прибор вновь включается. Таким образом, всегда поддерживается оптимальная температура.

По сути, холодильник, кондиционер и тепловой насос – это схожие по принципу работы устройства. Суть работы заключается не в производстве, а в переносе тепловой энергии. Соответственно, можно говорить о высокой эффективности устройства.

Далее в статье могут употребляться слова: хладагент, теплоноситель, фреон. По сути, это одни и те же вещества. Которые могут выполнять разные функции.

Тепловые насосы для отопления дома отличаются не только мощностью, но и тем, откуда они черпают тепло.

Читайте также  Сколько газовых баллонов нужно для отопления дома

Схема функционирования грунтового теплового насоса

Суть работы оборудования сводиться к преобразованию температуры с 0-5°С до 30-55 градусов Цельсия. Подробно схема имеет следующий вид:

  1. Неглубоко в грунте монтируется трубопровод (второй вариант – бурение вертикальных скважин). Главное учитывать тот факт, что на уровне установки трубопровода всегда должна присутствовать плюсовая температура.
  2. Присоединяется второй трубопровод, внутри которого присутствует хладагент. Необходимо создать оптимальный уровень давления, что приведет к вскипанию хладагента даже при минимальном поднятии температуры.
  3. Пары хладагента выкачиваются, используя компрессор. Также устройство способствует существенному повышению давления в магистрали. Как следствие, повышается температура теплоносителя.
  4. В конденсатор направляются пары охлаждающего вещества, после чего состояние жидкости меняется. Процесс сопровождается выделением тепловой энергии.
  5. Системой теплоснабжения поглощается исходящая из конденсата энергия. Теперь охлаждаемое вещество перемещается по дросселю и в конечном итоге попадает обратно в испаритель.

Тепловой насос для отопления дома – выгодное решение. Проведя определенные подсчеты можно понять, что КПД составляет примерно 400-500%.

На иллюстрации схематически показан цикл работы грунтового (геотермального) теплового насоса

Воздушные тепловые насосы

Существует два вида воздушных тепловых насосов:

  • Воздух-воздух;
  • Воздух-вода.

Первые работают как кондиционер – в режиме обогрева они нагревают воздух в помещении и охлаждают его на улице. В режиме охлаждения – наоборот. Тепловые насосы типа воздух-воздух отличаются от кондиционеров мощностью и широким диапазоном рабочей температуры.

Теплонасосы воздух-вода берут тепло из воздуха за окном и переносят иго в воду. Их удобно использовать для ГВС, в некоторых случаях – для отопления. По сути, такой агрегат – это комбинация кондиционера и бойлера косвенного нагрева.

Наружный блок воздушного теплового насоса практически не отличается от наружного блока кондиционера по виду и устройству.

Цикл работы воздушного теплового насоса на обогрев:

  1. Фреон попадает в испаритель, где расширяется и переходит в состояние газа. Его температура понижается;
  2. В радиаторе он нагревается от воздуха с улицы до его температуры;
  3. Фреон попадает в компрессор, где сжимается и конденсируется. При этом его температура значительно возрастает;
  4. Свое тепло он отдает воде или воздуху (в зависимости от типа теплового насоса);
  5. Цикл повторяется снова.

Водяные тепловые насосы

Такие тепловые насосы используются для подогрева воды или воздуха. Для их работы необходимо наличие водоема, в который укладывается магистраль с рассолом. Водяной тепловой насос получает тепло от озера, пруда, реки или моря и использует его для подогрева воды.

Существуют водяные теплонасосы типа вода-воздух. Они используются в качестве кондиционера. но имеют высокую производительность на обогрев и охлаждение.

Принцип работы водяного теплового насоса:

  1. Рассол в магистрали прогревается до необходимой температуры;
  2. Он попадает в теплообменник, где передает тепло охлажденному хладагенту;
  3. Нагретый хладагент попадает в конденсатор, сжимается компрессором и переходит в состояние жидкости, его температура вырастает;
  4. В теплообменнике он нагревает воду или воздух (в зависимости от типа теплового насоса); соответственно, его температура падает;
  5. Хладагент переходит в испаритель, где вскипает и охлаждается еще сильнее;
  6. Хладагент в состоянии газа переходит в теплообменник. Сопряженный с магистралью, по которой циркулирует рассол;
  7. Рабочий цикл теплового насоса повторяется заново.

Достоинства тепловых насосов

Отапливая дом таким способом можно отметить массу преимуществ. Потребляется минимальное количество электроэнергии, прибор отличается безвредностью в плане экологичности.  Также следует выделить следующие плюсы:

  • Надежность – соблюдение правил эксплуатации позволит пользоваться устройством на протяжении как минимум 15-20 лет; перепады напряжения не несут никакой опасности;
  • Универсальность – прибор способен создать комфортную и теплую атмосферу в помещениях любого типа;
  • Возможность настраивать оптимальный режим, учитывая предпочтение жильцов и условия работы;
  • Комфорт, так как насос не создает шума, никакие факторы внешней среды не влияют на его функционирование;
  • Вариативность – полученное тепло можно использовать для отопления с помощью радиаторов, теплых водяных полов, фанкойлов и теплых плинтусов.

Недостатки

Конечно, как у любого оборудования, у тепловых насосов есть свои плюсы и минусы. К недостаткам можно отнести:

  • Высокую стоимость оборудования;
  • Сложность монтажа грунтовых и водяных тепловых насосов (укладка геотермального поля или прокладка трубопроводов в водоеме);
  • Дороговизна ремонта;
  • Необходимость точной настройки;
  • Для водяных теплонасосов необходимо наличие водоема.

Конечно, как у любого оборудования, у тепловых насосов есть свои плюсы и минусы. Причем эффективность использования таких приборов зависит от многих факторов. Но о том, что они являются отличной альтернативой традиционным способам отопления свидетельствуют отзывы владельцев тепловых насосов.

Источник: https://vteple.xyz/kak-rabotaet-teplovoy-nasos-dlya-otopleniya-doma/

Топлинска пумпа за домашно греење — принципи, дизајн и уред

Маркетинг

Принципот на работа на топлинската пумпа е познат повеќе од 150 со години. Најлесен начин да се објасни тоа е примерот на таквите апарати за домаќинство како фрижидер или климатик. Топлотната пумпа е ист фрижидер, штотуку се покажа.

Во фрижидер, топлината се собира од храната и воздухот во ладилникот и се испушта во просторијата. И во топлинска пумпа наместо внатрешната комора, надворешната средина; атмосферскиот воздух, водни тела, подземните води или самата земја. Енергијата е «испумпана» од овие извори на топлина од низок степен, а инсталацијата што го изведува овој процес се нарекува пумпа.

Енергетските резерви на природни извори се практично неисцрпни. Но, невозможно е да се придружиме со природна енергија, бидејќи напојувањето е неопходно за работењето на самата топлинска пумпа.

Сепак, односот на потрошувачката на енергија за работа на топлинска пумпа до количината на енергија земена буквално од воздух, вода или земја се покажа како многу профитабилна: «слободна» може да се стигне до 75% топлина!

Сличен принцип на работа за high-end климатизери со два начини на работа — ладење и греење. Во овој случај, автоматската контрола на климата ја одржува посакуваната температура во просторијата дури и без човечка интервенција. Топлинската пумпа исто така може да ја извлече топлината од надворешниот воздух.

Но, ефикасноста на шемата за воздух-воздух или воздух-вода во нашите географски широчини е ограничена, бидејќи за функционирањето на системот температурата на надворешниот воздух не треба да падне под -10 ° С.

Сега станува несоодветно да се извади топлина од ладната зима, ќе треба да користите традиционални апарати за греење.

За разлика од климатизацијата, топлинските пумпи можат да ја извлечат енергијата не само од воздухот, туку и од теренот или резервоарите за вода, кои го чуваат во доволна количина дури и во зима.

Покрај тоа, меѓу можните извори на топлина се и подземните води и отпадни води, издувниот воздух на системот за вентилација, топлината која е генерирана како резултат на кој било технолошки процес. Изворите на топлината со низок степен се присутни, но потребно е средно засилување за да се извлече енергијата. топлинска пумпа.

Целиот систем се состои од три кола. Примарното коло е надворешен топлински колектор, на пример, цевки нурнати под земјата или под вода, во која циркулира течноста за ладење, на заеднички јазик — «саламура».

Во примарното коло, течноста за ладење се загрева само со 4-5 ° С. Сепак, дури и таквата мала температурна разлика е сосема доволна за системот да работи.

Тогаш «саламура» се впушта во «топлински трансформатор», каде што ја пренесува собраната топлина на течноста за ладење на топлинската пумпа.

Ладилното средство е специјално избрана супстанција со ниска точка на вриење, а на почетокот на циклусот има температура од -3 .. -5 ° С при низок притисок. По разменувањето на топлина со «саламура» ладилникот преминува од течна во гасовита состојба.

Во компресорот, гасот е остро компресиран, во исто време според законите на физиката неговата температура се зголемува.

Топол гасен ладилно средство влегува во кондензаторот за размена на топлина со внатрешната струја на течноста за ладење на домашниот систем за греење.

Конечно, течноста за ладење (вода или антифриз) се доставува до радијатори кои ги загреваат просториите.

Слика 1. Дијаграм за инсталација и работа на топлинската пумпа (Buderus)

СЛИКИ НА ЗАБЕЛЕШКА

Топлинската пумпа наликува на фрижидер не само во својот работен принцип, туку и во големина. Тоа ќе се вклопи во кујната или во котларата, каде што ќе го окупира целиот квадрат на 2-3 m2.

Бучавата што ја емитува уредот е мала. Инсталирањето на топлинска пумпа бара интегрирано енергетско решение.

Куќата треба да биде изолирана, а загубата не треба да надминува 80 W / mg.

Топлотната пумпа е особено поволна за поврзување со нискотемпературен систем за греење, а за топла вода (ПП) користи дополнителен грејач.

Затоа, топлинските пумпи обично се инсталираат во бивалентен систем за вода на подот и греење на воздухот, бидејќи максималната температура на течноста за ладење без секундарното загревање не се издига над 35 ° С.

Во бивалентен систем, помошен грејач работи со топлинска пумпа, обезбедувајќи повисока температура за греење вода за топла вода. Може да биде мал котел кој работи на било кој достапен тип на гориво.

Употребата на дополнителен грејач е оправдана и економична. Номиналната моќност на топлинската пумпа се пресметува од максималната побарувачка за топлина, која мора да биде задоволена дури и во најтешката студена состојба. Сепак, крајно ладен ден на 8 не се многу.

Читайте также  Подземное отопление частного дома

Инвестирањето во создавањето на супер-енергетски коло за отстранување на топлина би било ирационално. Придонесот на секундарниот грејач во годишното производство на енергија ќе биде околу 10%. Ова ќе ги балансира капиталните и тековните трошоци и ќе го намали периодот на созревање на системот.

Во некои модели на топлински пумпи дополнителните грејачи (грејни елементи) се обезбедени во дизајнот.

Многу недоразбирања поврзани со пресметката на ефективноста на ТН. Производителите понекогаш укажуваат на неверојатни вредности на ефикасност (повеќе 100%), на прв поглед, спротивно на законите на физиката. Факт е дека за секој киловат електрична енергија што го снабдува системот, пумпата «исфрла» неколку киловати природна енергија од околината. Добивката се добива повеќе, иако не е фантастична.

Употребата на топлинска пумпа значи заштеди, но само по многу години, бидејќи почетната инвестиција во организацијата на надворешното коло и опрема е тешка — околу 40 илјади рубли. по 1 kW.

Видете исто така: Топлинска пумпа — принципот и шемата на неговата работа во греење — дали е профитабилна или не?

Ова значи дека, во споредба со дизел котел ќе биде во можност да се чувствуваат во корист само во 3 7-години, во споредба со греење на гас топлински пумпи ќе заштедите повеќе од 18 20-години. Но, немојте да верувате од далечна перспектива.

Внимателни сопственици треба да имаат предвид дека опремата за топлинска пумпа ќе трае до 30 години, а основното коло ќе трае до 50 години. За време на ова време, други видови на грејачи не успеваат. Инвестицијата на топлинска пумпа не е спринт, туку маратон кој им користи на неколку генерации на семејството.

Долгиот век на надворешното коло делумно се помирува со високите трошоци на нејзината организација, достигнувајќи до 70-150% од цената на опремата.

Фото 2. Примерна хидраулична шема за интегрирање на топлинска пумпа Viessmann Vitocal 200-S од типот «воздух-вода» во системот за водоснабдување.

Внатрешната единица во форма на компактен ѕид служи за пренос на топлина во системот за греење и за подготовка на топла вода.

Топло од земјата

Под земјата е практично неисцрпна резервоар на топлина. Дневна температура варијации навлезат до длабочина од неколку метри, сезонски — да 15 20-м во длабочина m 15 повеќе постојана температура околу 8 ° C ..

Температурниот режим овде се одредува со радиогена топлинска енергија која доаѓа од длабочините. Ова е идеално за функционирање на топлинска пумпа или за организација на пасивен систем за ладење во лето. «Пипалата» со кои собирачот на почвата собира топлина е пластична цевка исполнета со течноста за ладење. Колку е поголема должината на цевката, толку е поголема термичката изведба на системот.

Цевките се направени од вкрстено поврзан полиетилен (PE-HAA), полиетилен PE 100. полипропилен или полибутан, а во квалитетот на превозникот го употребуваат 30% растворот од пропилен гликол. етилен гликол или етанол. Подземната топлина е најчестиот извор на енергија во нашата земја. Експертите ќе ви кажат кој колектор на топлина е посоодветен за вашиот сајт: вертикална геотермална сонда или хоризонтален колектор на почва.

Во првиот случај, колекторските цевки се поставуваат во бунар, изолирани со специјален бетон со висока топлинска спроводливост. Како алтернатива на длабок резервоар, се користи дупчење на неколку плитки бунари. Оваа опција е најпосакувана ако подлабоките слоеви на фунтата не обезбедуваат добра отстранување на топлина.

Дупчењето неколку плитки бунари ќе чини помалку во целост. Просечната излезна топлина од мерачот на колекторски цевки е 50-60 вати. Да се ​​генерираат 10 kW, со вертикална земјата сондата треба 200 покрстата длабочина метри, кој е ангажиран во форма на буквата У или коаксијален разменувач на топлина. Алтернативно: вежбајте десетина бунари на 20 m.

Во овој случај, разменувачите на топлина се поврзани серија.

Друга опција е хоризонталниот резервоар. За нејзината организација, ќе биде неопходно да се додели заговор со површина од 4-6 акри, без згради и насади со длабок корен систем. На плодноста на горните слоеви на почвата воопшто нема да влијае.

Хоризонталните колекторски цевки се закопани во земјата на 20 cm под длабочината на замрзнување. Ако почвата е камена, песок перница и мека почва се истури одозгора за да се избегне оштетување на нафтоводот. Растојанието помеѓу петелките не треба да биде помало од 60-100 cm. Специфичната емисија на топлина на почвата е 20-30 W / m2. Ова значи дека за работа на топлинска пумпа со капацитет од 10 kW, ќе биде потребно да го поставите во земјата до колектор 500 m.

Топлина од вода

Користењето на подземните води како извор на топлина е многу привлечно решение. Тие имаат висок коефициент на пренос на топлина, а нивната температура цела година е 5-8 ° C.

За успешна екстракција на топлина од подземните води, земјата мора да биде пропустлива, а водата мора да се разликува со добар хемиски состав, со цел да се избегнат проблеми поради депозитите и корозијата во цевките. Во спротивно, ќе биде потребно редовно чистење и одржување на испарувачот.

Отворен систем за собирање топлина се состои од два бунари кои се дупчат најмалку 5 m едни од други. Од добро лоцирана возводно од подземните води. Со помош на потопна пумпа, топла вода се испумпува и се напојува на топлинската пумпа.

Стапката на проток, односно продуктивноста на доброто, на длабочина од 15 m (под нивото на замрзнување) треба да обезбеди непречено функционирање на системот.

По минување низ разменувачот на топлина, изладената вода се испушта во втората бунар и потоа оди на земја.

Можете дури да извлечете топлина од резервоарот на дворот, но под одредени услови. Езерцето треба да има доволен волумен на вода, длабочина од најмалку n m за да се спречи замрзнување до дното. Водата треба да работи, не стагнирај. Нафтоводот е натоварен и отежнат со оптоварување со брзина од 5 kg по метар, чекорот за инсталација е најмалку 1.5 m. Излезот на топлина по метар на цевката е 35 W. За генерирање на 10 kW на топлина, потребен е нафтовод со должина 300 m

Ссылка по теме: Ние заштедуваме на греење — која опција да избереме?

Заштита од топлинска пумпа

Топлинските пумпи се скромен и издржливи. Тие не бараат секојдневно внимание на самите себе, тие траат подолго од другите уреди за греење — до 30 години. Пред почетокот на грејната сезона и по неговото завршување неопходно е да се провери притисокот на «саламура» во внатрешното коло. Слабата точка на секој модерен систем за греење е неговата зависност од електрична енергија.

Кога електричната енергија е исклучена, пумпата, како и котелот, автоматски се исклучува. Во секој случај, се препорачува да има резервна опрема, како што е бензински генератор или непрекинато напојување (UPS). Кога исклучувањето на електричната енергија ќе помогне за складирање на енергија — резервоарот со топла вода, инсталиран на линијата за враќање.

Минималниот волумен на резервоарот 10-20 L на моќност од 1 kW.

Заклучоци и најважни точки:

  • Идејата за топлинска пумпа беше предложена од познатиот англиски научник Лорд Келвин во 1852.
  • Топлинската пумпа работи на истиот принцип како фрижидер. Тие се споредливи во големината и нивото на бучава.
  • Извори со низок степен на топлина: воздух, подземни води, подземна енергија
  • Топлинската пумпа ви овозможува да добиете «бесплатно» до енергија од 75%
  • Иако цената на надворешното коло е до 70-150% од цената на топлинската пумпа, животниот век на колекторот е речиси неограничен
  • Пропилен гликолот како «саламура» е безбеден, а со етилен гликол и етанол треба да се постапува внимателно: тие се токсични.
  • Опции за поставување на колекторски цевки: паралелна, секвенцијална, петна, вертикална или хоризонтална спирала
  • Длабочината на замрзнување на почвата зависи од регионот, на пример, во московскиот регион — 1,4 m, во Уфа — 1,8 m, и во Крим — 60 cm

Карактеристики на колекторската топлинска пумпа направете сами-себе

  1. Во случај на поставување на цевки во плитки ровот погоре направи песок могила.
  2. Во мала резервоар цевки треба да бидат поставени рачно.
  3. Ако површината е мала, со цел да не се оштети основата, бунарите за сонди се дупчат не поблиску отколку на оддалеченост 2 m од ѕидовите на куќата.

П.Носов

Подолу се дадени други мислења на тема «Како да го направите тоа сами — домаќинот!»

  • Инсталирање на топлинска пумпа за греење во домот Топлинска пумпа како елемент на греење …
  • Топлинска пумпа: дијаграм на уред, цена на враќање и принцип на работа во прашања и одговори Принципот на работа на топлински пумпи, уред, …
  • Двопеен систем за греење во селската куќа со свои рацеГреење колиби со двополна греење …
  • Топлинска пумпа — принцип и шема на работа. Направете го тоа сами за инсталација. Греење со топлински пумпи е апликација …
  • Разликата во типовите на циркулација, греење отворена и затворена РАСПРЕДЕЛБА НА ТОПЛИНСКИ СИСТЕМ — СОВЕТИ …
  • DIY домашен соларен колекторКако да направите соларен колектор за …
  • Потопна пумпа за заземјување направете го тоа сами (ФОТО) ПУМП ПОТРЕБИ ЗАГУБА Како и многу други, …
  • Читайте также  Сколько газа уходит на отопление дома 100м2

    Источник: http://kak-svoimi-rukami.com/mk/2012/07/teplovoj-nasos-dlya-otopleniya-doma-principy-konstrukciya-i-ustrojstvo/

    Принцип работы теплового насоса для отопления дома

    В условиях растущих цен на топливо многие задумываются о снижении расходов. Учёные ломают голову над получением дешёвой энергии и максимальном использовании сил природы. Именно на простых законах физики и использовании природных стихий построен принцип действия теплового насоса.

     

    Понятие теплового насоса и принцип его работы

    Если сильно упростить структуру насоса, производящего тепло, то получится работа холодильника или кондиционера, но в более глобальном масштабе. Такая тепловая установка не требует топливного котла. Её нужно правильно смонтировать и подключить к источнику электропитания. Это вовсе не обозначает, что насос отапливает дом электричеством — киловатты тратятся на функционирование системы.

     

    Устройство насоса

    Принцип действия теплового насоса не особо отличается от выбранного вида — тепло забирается во внешней среде и передаётся в дом. Такие установки имеют всего три главных компонента:

    • Зонд, собирающий тепло.
    • Сам тепловой насос, включая компрессор.
    • Система отопления здания с теплообменной камерой.

    Первый и последний пункт теплонасосной установки — это трубы и радиаторы. Теплообменный зонд представляет собой большой горизонтальный змеевик, вертикальные трубы или открытый забор воды из естественного водоёма. Суть системы заключается в самом насосе. В нём 6 составляющих:

    • капилляр;
    • хладагент;
    • компрессор;
    • испаритель;
    • конденсатор;
    • терморегулятор.

    Принцип работы теплового насоса

    Такая установка условно «отбирает» тепло у природных носителей и передаёт их с систему отопления. По такому же принципу работает обычный холодильник — он забирает «лишние» градусы из морозильной камеры и выводит их на воздушный теплообменник на задней стенке. Хотя это лишь один из видов обмена тепловой энергии, связанный с воздухом, есть и другие виды.

    Вернуться
     

    Разновидности тепловых насосов

    Общий принцип теплонасосных установок заключается в обмене температур между носителями. Тепло первичного источника передаётся системе отопления без использования топлива. Эти источники можно поделить на 3 группы:

    • геотермальные;
    • аэротермические;
    • гидротермальные.

    Это три разных стихии — воздух, вода и земля. Именно от этих природных носителей тепловой энергии происходит отопление дома. Помимо отличий в «стихии» установки отличаются и типом монтажа. Они делятся на 2 вида:

    • Открытого типа.
    • Закрытых разновидностей.

    Контур геотермального теплового насоса

    Каждый из видов теплонасосных установок имеет свои плюсы и минусы. В ряде случаев из-за особенностей монтажа определённые разновидности просто невозможны в конкретном месте. Другие нерентабельны или низкоэффективны в определённых регионах, хотя в других местах они наиболее выгодны.

    Вернуться

     

    Достоинства и недостатки насосов разных видов

    Наиболее простой и быстромонтируемый вид теплоустановки — это аэротермический. Теплообмен происходит с воздухом, не требуя монтажа большого количества оборудования. Плюсами являются:

    • лёгкость установки без труб и радиаторов;
    • безопасность и экологичность эксплуатации;
    • возможность использования в летнее время для охлаждения.

    Минусами этого типа установок признана её неэффективность в холодных регионах. Уже при 0 градусов Цельсия аэротермическая установка работает с 50% мощностью. При падении температуры до минус 20 С использование воздушного насоса становится нерентабельным. Эта установка не подходит для регионов с сильными морозами, также её монтаж будет не рентабельным в местах с частым безветрием.

    Насос вода-вода требует более сложного монтажа и соблюдения обязательного условия — на участке должен быть водоём, непромерзающий зимой до самого дна. Это является недостатком такой установки, в ряде случаев её просто невозможно смонтировать. Преимуществами этой системы являются высокая эффективность, возможность эксплуатации в морозы и более низкая стоимость установки относительно геотермальной.

    Схема теплового насоса вода-вода

    Установка грунт-вода, использующая в качестве теплоносителя землю, одна из самых сложных в монтаже. Это один из недостатков установки, вне зависимости от горизонтального или вертикального расположения зонда. Помимо этого к минусам можно отнести невозможность использования земли для с/х нужд при горизонтальном змеевике и невозможность самостоятельной установки при вертикальном расположении.

    Список плюсов значительно шире:

    • длительный срок работы при разовых вложениях;
    • максимальная эффективность при любой погоде;
    • эксплуатация и на охлаждение, и на обогрев здания;
    • возможность использования в регионах с сильными морозами.

    Теплонасосные установки уверенно завоёвывают внимание владельцев частных домов и компаний, имеющих малоэтажные строения. Этот вид отопления позволяет серьёзно снизить расходы на обогрев, снижая стоимость эксплуатации жилых и офисных зданий. Почти все виды установок возможно смонтировать самостоятельно, не прибегая к услугам специалистов. Для этого достаточно лишь приобрести сам насос и расходные материалы, а также ознакомится с особенностями монтажа.
    Вернуться
     

    Особенности монтажа теплового насоса

    Почти все теплонасосные установки допускают возможность самостоятельного монтажа. Возможность самому установить насос при вертикальном расположении зонда исключена — требуется бурение скважины на глубину не менее 100 метров. Во всех остальных случаях достаточно соблюсти простые требования.

    Монтаж теплового насоса – это трудозатратное дело

     

    Минимальные требования

    Система вода-вода не может функционировать без поверхностного водоёма в шаговой доступности при самостоятельной установке. Возможен монтаж силами профессионалов вертикальной системы, если есть источник подземных вод.

    Горизонтальный грунтовой насос требует наличия свободного участка земли, незанятой под огород, сад и не имеющей тяжёлых строений. При этом его площадь должна в 2─4 раза превышать размер земли, занятой отапливаемым строением. Система вода-воздух или воздух-воздух требует хотя бы минимальной ветрености и должна быть установлена не более, чем в 20 метрах от здания.

    Устройство теплового насоса требует наличия обязательного источника электропитания. При невозможности подключения насоса к стационарному электроснабжению допускается использование бензинового или дизельного генератора.
    Вернуться
     

    Монтаж воздушного теплового насоса

    По сути, эта система представляет собой большой кондиционер в случае принципа воздух-воздух. В этом случае процесс монтажа прост — необходимо выбрать правильное месторасположение и обеспечить вход воздуховода в здание с обязательной установкой фильтров.

    При выборе места установки воздухозаборников нужно учесть шум, производимый ими в работе. А также требуется обеспечить возможный отход конденсата для предотвращения обледенения. Воздушный теплонасос наиболее простой в монтаже.
    Вернуться
     

    Установка водяного горизонтального насоса

    Сначала необходимо собрать геоконтур из обычных полимерных труб необходимо при помощи грузил опустить на дно водоёма вместе с испарителем. Допустима установка в водоёмах со сточными или промышленными водами, не повреждающими полимер.

    Теплообменник водяного горизонтального теплового насоса

    Этот способ более простой, чем монтаж системы вода-грунт, но не всегда возможен из-за отсутствия водоёма. По стоимости оборудования и проводимых работ он входит в ту же ценовую категорию, что и воздушный насос, но имеет более высокий уровень КПД.

    Вернуться

     

    Монтаж горизонтального насоса грунт-вода

    Эта система наиболее популярна в частном секторе. Она понятна для самостоятельного монтажа, но требует большого объёма земляных работ. Возможно простое «U-образное» расположение труб под землёй на большое расстояние или же монтаж змеевидной системы на ограниченном участке.

    Необходимо учесть, что для получения 1 кВт тепловой энергии требуется 50 кв. м. коллекторов. При змеевидном расположении труб они должны быть удалены друг от друга на расстояние в 0,7─1 м. КПД горизонтальной системы при правильном монтаже достигает 3─5 кВт тепловой энергии на один потраченный киловатт электричества.
    Вернуться
     

    Вертикальные насосные установки

    Самостоятельно смонтировать вертикальный насос невозможно — требуется бурение на глубину не менее 100 м. Для начала необходимо оплатить и получить разрешение на скважину. Такие теплонасосные установки наиболее дорогие, но максимально эффективные.

    При монтаже вертикальной системы вода-вода открытого типа с использованием подземных водоёмов возможны дополнительные бонусы. Эта система позволяет одновременно обеспечить здание автономными источниками питьевой воды.

    Вернуться
     

    Нюансы расчётов при установке теплового насоса

    Поняв, как работает тепловой насос, необходимо правильно рассчитать его мощность. Расчёт теплового насоса кажется простым только на первый взгляд. Лучше всего доверить эту работу специалистам, особенно если здание находиться в регионе с холодным климатом.

    Грунтовый теплообменник вертикального теплового насоса

    При самостоятельных расчётах применяется формула с такими данными:

    • R — теплопотери здания;
    • V — объёмы дома в м³;
    • T — максимальный перепад температур дом-улица;
    • k — коэффициент теплопроводности здания (СНиП).

    Сама формула выглядит так: R=k*V*T. Единицей измерения результата умножения являются ккал. Для перевода их в кВт необходимо произвести деление на 860. Полученный результат покажет максимально необходимую мощность насоса.
    Вернуться
     

    Случаи низкой рентабельности насоса

    Неправильные расчёты могут привести к недостаточной мощности. В тёплых областях это приведёт к монтажу излишне мощной системы, но в морозных регионах не позволит качественно отапливать здание.

    Выше сказано, что воздушный насос неэффективен при морозах в минус 20 С. На самом деле сейчас уже существуют модели, способные функционировать при температуре в минус 32 С, оставаясь рентабельными. Пока такие системы реализуются по очень высокой стоимости и их эксплуатация обоснована только при невозможности выбора другого вида отопления.

    А также необоснованные затраты будут при монтаже вертикальных систем в тёплых регионах. Их применение будет обоснованным только в очень жарком климате в случае эксплуатации с целью охлаждения при выборе реверсивных моделей насосов. Монтаж вертикальных систем в тёплых регионах для отопления нерентабелен — окупаемость установки с 5─7 возрастёт до 15─20 лет.

    Если теплонасосная установка уже запланирована на этапе строительства дома, то стоит заранее рассчитать монтаж системы тёплых полов. Это наиболее выгодная система отопления с использованием тепловых насосов. Подключение к действующей радиаторной системе также эффективно, но менее рентабельно.

    Источник: http://akbinfo.ru/alternativa/teplovoj-nasos-dlja-otoplenija-doma-princip-raboty.html

    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Инженерные системы