Воздушный насос для отопления дома
Santeh-nik.ru

Инженерные системы

Воздушный насос для отопления дома

Что такое воздушный тепловой насос – устройство и возможности

Экономичные системы обогрева дома вытесняют традиционные виды отопления с использованием газа, твердого топлива и электричества. Воздушный тепловой насос – это одно из наиболее популярных альтернативных решений.

Среди преимуществ, можно отметить низкую, по сравнению с геотермальными установками, стоимость, возможность использования при создании новых систем отопления и реконструкции старых. Тепловой насос особенно востребован в системах «пассивный дом» – жилых помещений, сконструированных по принципу минимальных затрат тепла и внедрения энергосберегающих технологий.

Что такое воздушный теплонасос

Простейший тепловой насос был спроектирован еще в 1852 году и получил название «умножитель тепла». Лорд Кельвин открыл основополагающие принципы действия, которые легли в основу всего современного отопительного оборудования.

Согласно законам физики, тепло передается от нагретого тела к тому, что имеет меньшую температуру. Но, возможен обратный процесс, при условии использования для этого дополнительной энергии.

Немного позже был открыт принцип обратного цикла Карно. Вещество, при испарении, поглощает тепло, а после конденсации на поверхности, отдает его. Именно этот закон лежит в основе холодильников и кондиционеров. Низкотемпературный воздушный теплонасос работает как эти бытовые приборы, только в «обратную сторону».

Некоторые производители кондиционеров используют этот принцип, предлагая потребителю кондиционеры, способные работать на обогрев помещения. Но системы кондиционирования имеют низкий КПД при отрицательных температурах, так как основным предназначением техники является охлаждение, а не нагрев.

Низкотемпературные воздушные тепловые насосы для отопления дома, работают, используя этот физический закон. Как отопление осуществляется на практике?

    Любое, даже охлажденное тело, имеет высоко или низко потенциальную энергию. Даже при отрицательной температуре, в воздухе содержится определенное количество тепла. При -15°С, теплее, чем при -25°С. При -5°С, еще больше тепла находится в воздухе. Принцип работы воздушного теплового насоса позволяет извлечь то небольшое количество тепловой энергии, которое остается в зимнее время года и передать его в помещение.

В наружном блоке, установленном на улице, расположен змеевик с испарителем. Внутри контура циркулирует фреон – жидкость, которая свободно переходит в газообразное состояние и обратно. Фреон испаряют, при этом поглощается то тепло, которое остается даже при отрицательных температурах.

Газ поступает в компрессор. В компрессоре создается высокое давление и условия для преобразования фреона обратно в жидкость.

Под давлением, фреон разогревается и поступает в конденсатор. В блоке газ окончательно становится жидкостью, отдав при этом все тепло, которое получил во внешнем блоке, установленном на улице.

  • Фреон, по замкнутому контуру, обратно возвращается в испаритель.
  • Существует зависимость тепловой мощности воздушно-водяного теплового насоса от температуры наружного воздуха. По этой причине, производители предусматривают подключение к тепловому насосу дополнительного отопительного оборудования, которое компенсирует недостатки тепловой энергии при падении наружной температуры ниже -15°С. Работа в условиях холода продолжается, хотя и с меньшей эффективностью.

    Тепловые воздушно-водяные насосы

    Бытовые системы теплоснабжения и ГВС, на базе воздушных теплонасосов, очень эффективны для применения в умеренных широтах РФ. Средний СОР (коэффициент преобразования) 3. Получается, что на каждый потраченный 1кВт, приходится 3 кВт продуцируемой тепловой энергии.

    Принцип работы такой же, как и в насосах других модификаций, но с определенными отличиями:

      Конденсатор располагают внутри бойлера накопителя, соединенного с системой отопления и ГВС.

    Тепло, выделяемое при конденсации фреона, используется для косвенного нагрева теплоносителя.

  • С помощью циркуляционного насоса, нагретый теплоноситель поступает в систему ГВС и отопление.
  • Интенсивность нагрева теплоносителя варьируется от +30°С до +60°С. При температуре ниже -15°С, включается комбинированное теплоснабжение с воздушным теплонасосом, что незаменимо в условиях холодного климата. Недостаток тепла компенсирует любой котел (электричество, газ, дрова).

    Теплонасосы воздушного отопления

    Теплонасосы воздушного отопления используются для обогрева отдельных помещений. Принцип работы во многом напоминает тот, что использует тепловентилятор, только функцию греющей спирали играет конденсатор.

    Корпус внутреннего блока теплонасоса похож на кондиционер и также может работать на воздушное отопление и охлаждение.

    Потребителю предлагаются различные решения вопроса обогрева:

      Установка отдельных независимых обогревателей.

  • Монтаж нескольких теплонасосов, объединенных в единую сеть.
  • Теплонасосы, отапливающие помещение посредством теплого воздуха, имеют следующие преимущества:

      Максимальный КПД – отсутствие необходимости в предварительном нагреве теплоносителя приводит к более экономичному расходу электроэнергии. Воздух нагревается всего до температуры 20-40°С, а это в свою очередь обеспечивает больший коэффициент СОР, равный 4.

    Быстрый прогрев здания – теплый воздух начинает поступать в помещение через несколько секунд после включения.

  • Универсальность – оборудование можно использовать летом как кондиционер. В базовой комплектации предусмотрена функция охлаждения помещения.
  • При достижении критичной для работы отрицательной температуры, происходит автоматическое включение резервного источника тепла при использовании воздушного ТН. Таким образом, удается компенсировать недостаток тепловой энергии.

    В чем отличие кондиционера и воздушного ТН

    Действительно, теплоснабжение помещений воздушными тепловыми насосами в условиях холодного климата во многом напоминает обогрев с помощью обычных кондиционеров. Используются внутренние и внешние блоки, схожего строения. Даже во внутреннем устройстве много похожего. Разница заключается в том, что воздушные ТН внутреннего размещения более эффективны при нагреве, чем при охлаждении, а кондиционеры, наоборот.

    Почувствовать отличие можно, сравнив некоторые характеристики оборудования. Кондиционер перестает работать на обогрев уже при температуре около -5°С. Рабочий режим тепловых насосов от -25°С до +45°С.

    Так как существует тенденция к совершенствованию воздушных теплонасосов для «пассивных» домов, скоро, для широкого круга потребителя станут доступны модели оборудования, способные сохранять работоспособность при падении температуры до -32°С.

    Отличие воздушного ТН от кондиционера заключается в разных технических характеристиках, хотя между ними много похожего.

    Как подобрать воздушный теплонасос

    Выбор воздушного ТН не настолько сложен, как может показаться с первого взгляда. При подборе подходящей модели, следует ориентироваться на следующие параметры:

    Дополнительно определяют, какой вид котла будет использоваться в качестве резервного источника тепла. Как показывает практика, наиболее популярным остается воздушное отопление с подключением электрического котла, что позволяет полностью обойтись без газа.

    Какой марки выбрать теплонасос воздушного типа

    Если проанализировать отзывы о воздушных тепловых насосах, достаточно легко определить производителей оборудования, пользующихся наибольшим спросом у отечественного потребителя:

      Stiebel Eltron – немецкая компания, начавшая свой путь с изобретения кипятильника. Со временем, ассортимент продукции постоянно расширялся. На сегодняшний день, Stiebel Eltron является лидером в производстве водонагревательной и отопительной техники. Компания предлагает два вида тепловых насосов: геотермальные и воздушные, работающие на нагрев теплоносителя и воздуха.

    Viessmann – еще один немецкий производитель, имеющий более 30 летний опыт в производстве воздушных насосов. Наибольшей похвалы заслуживают станции Viessmann, подключающиеся к водяному контуру отопления. В качестве достоинств – наличие погодозависимых датчиков управления и множество дополнительных функций, доступных в базовой комплектации.

    Mitsubishi – японская корпорация, впервые использовавшая технологию Zubadan. Решение позволило увеличить СОР (являющийся самым высоким среди аналогичного оборудования) и расширить сферы применения. Компания Mitsubishi одна из первых предложила потребителю кондиционеры, работающие на нагрев и воздушные тепловые насосы. Постоянно внедряются новые технологии увеличивающие сферу применения продукции.

  • Vaillant – компания разработала целую серию экономичного оборудования geoTHERM. В ассортименте представлено оборудование, извлекающее тепло из земли, воды, воздуха и солнечных лучей. Продукция Vaillant максимально адаптирована для использования в условиях РФ.
  • Стоимость воздушного ТН с установкой

    Дороже всего стоят тепловые насосы, обогревающие помещение посредством теплоносителя. Оборудование обойдется приблизительно от 80 тыс. руб. (производительность 4,5 кВт), до 800 тыс. руб. (18.5 кВт). Тепловые насосы воздушного обогрева, обойдутся от 50 тыс. руб. (на 4 кВт) до 120 тыс. руб. (на 8 кВт).

    Стоимость монтажа воздушного ТН рассчитывается индивидуально, исходя из технических параметров помещения и других факторов.

    Срок службы оборудования составляет не менее 20 лет. Установленное оборудование самоокупается уже через 3-5 отопительных сезонов, в зависимости от интенсивности эксплуатации.

    Плюсы и минусы использования воздушных теплонасосов

    Буквально 5 лет назад, отечественный потребитель практически не имел опыта отопления зданий зимой с помощью воздушных тепловых насосов. Приходилось довольствоваться высказываниями и исключительно положительными комментариями, расположенными на сайтах различных производителей техники, что не давало ясное представление о возможностях оборудования. С тех пор появился определенный опыт использования, позволивший выявить не только преимущества, но и недостатки воздушных ТН.

    Преимущества

      Преимущества эксплуатации воздушно-водяных тепловых насосов – главным достоинством является полная независимость от газового отопления. В некоторых регионах РФ, только подведение трубопровода к дому, обходится дороже, чем покупка и монтаж теплового насоса. Не требуются разрешения на ввод в эксплуатацию.

    Системы предназначены для установки в условиях «пассивного дома». Следовательно, изначально сконструированы для экономного отопления дома и нагрева горячей воды. На 1 кВт потраченной электроэнергии, выработка тепла составляет 3-5 кВт. Простой расчет затрат при применении теплового насоса покажет, что в течение 3-5 лет достигается полная окупаемость оборудования.

  • Работа насоса не влияет негативно на здоровье человека. Для обеспечения гигиенических условий, в системах, использующих принцип нагрева воздуха, достаточно время от времени чистить фильтры.
  • Недостатки

      Высокая стоимость оборудования – система, с мощностью, достаточной для обогрева жилого дома, обойдется в 800-1200 тыс. руб., что является неподъемной суммой для большинства покупателей.

  • Зависимость от температуры окружающей среды. Особенности автономного отопления дома воздушным тепловым насосом напрямую связаны с общим объемом получаемой тепловой энергии. Чем ниже температура на улице, тем хуже работает насос. Начиная с -15°С, придется подключать резервный источник тепла.
    Если учесть, что на большинстве территорий РФ средний температурный режим выше, то становится понятным целесообразность данной установки. Оптимальные климатические зоны для использования воздушных отопительных тепловых насосов – это части России с умеренным климатом и средней температурой в зимний период не менее -15°С.
  • Если сравнивать воздушные ТН и газовое отопление, особенно с учетом того, что последние модели насосного оборудования способны сохранять работоспособность при -32°С, становится очевидным преимущество первых. Теплонасосы экономичны, не нуждаются в разрешении на эксплуатацию, монтируются в течение 1 дня и имеют более высокий КПД, чем газовое оборудование.

    В последнее время, производители несколько снизили стоимость тепловых установок, что позволило еще большему количеству покупателей оценить достоинство станций. Если тенденция будет продолжаться, можно ожидать увеличенного спроса на теплонасосы.

    Отопление дома тепловыми насосами “воздух-воздух”

    Альтернативное отопление без газа, земляных работ и бурений скважин, отдельных помещений, вентиляции и дымоходов, сажи и копоти, разрешений и согласований, серьезных первоначальных затрат и больших счетов за электроэнергию – миф или реальность?

    Дилемма, знакомая большинству владельцев дач и загородных домов: “Отапливать дом электричеством стало слишком накладно, дровами – неудобно и неэффективно, а газа либо нет и не будет, либо за подключение сумма неподъемная. Да и вообще, дом и участок обжитые, затевать какую-то перестройку совсем не хочется. И что делать?”

    Читать еще:  Гидроудар в системе отопления многоквартирного дома

    Решение есть – экономичное отопление тепловыми насосами “Воздух-Воздух”!

    В условиях постоянного роста цен на электроэнергию и газ все большую популярность у владельцев загородных домов приобретают альтернативные системы отопления, позволяющие ощутимо сэкономить семейный бюджет за отопительный сезон. А среди них самым простым и доступным вариантом являются тепловые насосы “воздух-воздух”.

    Применение данного типа оборудования имеет целый ряд существенных преимуществ перед традиционными системами отопления дачи или коттеджа:

    Экономия электроэнергии на отоплении до 80% – потребляя 1 кВт электроэнергии тепловой насос “воздух-воздух” переносит из окружающей среды в помещение до 5 кВт тепла.
    Эффективное отопление дома даже в сильный мороз – современные воздушные тепловые насосы способны эффективно работать при температурах наружного воздуха до -30 °С.
    “Два в одном”. Не нужно тратиться на кондиционер, тепловой насос зимой обогреет, а летом охладит помещение – существенная экономия за счет одной системы вместо двух.
    Не требует отдельного помещения, системы вентиляции, дополнительных инженерных коммуникаций, земляных и прочих строительных работ, разрешений и согласований.
    Экология и безопасность – нет выбросов в атмосферу, открытого огня и высокотемпературных элементов. Не сжигает кислород и не выделяет СО2. Отсутствует сажа, копоть и пыль.
    Быстрый монтаж и минимум неудобств – установка атмосферного теплового насоса занимает всего 3-4 часа, не затрагивает основные конструкции и отделку, не требует прокладки сложных коммуникаций и может быть произведена в любой момент, неважно строится дом или уже обжит.
    Доступная цена теплового насоса “воздух-воздух” – она соизмерима со стоимостью хорошего кондиционера бизнес класса и ниже чем у многих моделей премиального сегмента.

    Помимо перечисленных преимуществ существует еще целый ряд очень удобных и полезных с точки зрения экономии электроэнергии на отоплении загородного дома функций, которыми снабжены многие воздушные тепловые насосы. В первую очередь к таким дополнительным “фишкам” можно отнести:

    Наличие встроенного Wi-Fi модуля, который позволяет управлять тепловым насосом через интернет с любого смартфона или планшета. Можно дистанционно понизить или повысить температуру перед своим приездом;
    Функция снижения температуры в отапливаемом помещении до уровня +8 – +10 °С для дополнительной экономии электроэнергии, не допуская при этом его вымерзания.

    Эти опции очень актуальны для загородного жилья т.к. оно не редко на несколько часов или дней остается без хозяев, а в их отсутствии нет никакой необходимости поддерживать комфортную температуру +22 – +24 °С тратя лишние киловатты электричества, когда можно сэкономить, снизив температуру, не давая при этом дому замерзнуть, а перед возвращением за 1-2 часа дистанционно вернуть комфортный режим.

    Широкий модельный ряд воздушных теплонасосов для отопления дома представлен в разделе нашего каталога “Тепловые насосы воздух-воздух”. Среди производителей тепловых насосов явными фаворитами на сегодняшний день являются:

    Оборудование этих брендов успешно эксплуатируется на многих объектах в нашем регионе и зарекомендовало себя как надежный и эффективный способ отопления дома в условиях суровой зимы.

    Экономия электроэнергии при отоплении дома тепловым насосом “воздух-воздух”

    Площадь, м2 Потребляемая мощность (ЭО / ТН), кВт/час Стоимость эл. энергии (ЭО / ТН), руб./мес. Экономия при использовании теплового насоса в месяц
    20-25 2,5 / 0,6 7002 / 1680 5 322 руб.
    25-35 3,5 / 0,8 9803 / 2241 7 562 руб.
    35-50 5,0 / 1,3 14004 / 3641 10 363 руб.
    50-70 7,0 / 1,8 19606 / 5041 14 565 руб.

    * ЭО – электрический обогрев (эл.обогреватели, конвекторы, эл.котел), ТН – тепловой насос

    В расчете приняты следующие исходные данные (московский регион):
    Стоимость 1 кВт электроэнергии – 3,89 руб.
    Средняя температура за отопительный сезон -2,2 °С
    Минимальная температура наиболее холодной пятидневки -25 °С

    Данный расчет является ориентировочным т.к. фактический расход тепла зависит от степени утепления конструкций дома и поддерживаемого теплового режима в помещении.

    Что из себя представляет тепловой насос “воздух-воздух”?

    По сути, это инверторный кондиционер, способный не только охлаждать, но и обогревать помещение даже в сильный мороз за окном, при этом значительно экономя электроэнергию в сравнении с любым, даже самым дорогим, электрическим обогревателем.

    В действительности, именно способность эффективно работать на обогрев при температурах наружного воздуха вплоть до -30 °С принципиально отличает воздушный тепловой насос от обычного кондиционера.

    Отношение вырабатываемой тепловой энергии к потребляемой электроэнергии называется коэффициентом энергоэффективности. Этот параметр указывается в технических характеристиках под аббревиатурой «COP». Например, значение COP = 4 означает, что на 1 кВт электричества производится 4 кВт тепла, расходуемого на отопление дома. Номинальное значение этого параметра приводится для температуры наружного воздуха +7 °С.

    В характеристиках многих современных инверторных сплит-систем для работы на обогрев указан диапазон рабочих наружных температур до -15 °С, но факт в том, что при снижении температуры на 5 – 10 °С ниже нуля они вырабатывают тепла не больше, чем потребляют электроэнергии, а при -15 °С вообще дуют прохладным воздухом или совсем выключаются.

    Дело в том, что при работе на обогрев производительность обычного кондиционера резко снижается при отрицательных температурах, а на границе рабочего температурного диапазона их COP зачастую становится меньше единицы, т.е. о энергоэффективности речи не идет. А диапазон рабочих температур указывает лишь на то, что оборудование при этих температурах не сломается.

    Совсем другое дело тепловой насос “воздух-воздух” – в его конструкции применены специальные технические решения, позволяющие эффективно извлекать низкопотенциальное тепло из атмосферного воздуха даже при очень низких температурах и переносить его в отапливаемое помещение, затрачивая при этом электрической энергии значительно меньше полученной тепловой.

    Так, например, при температуре наружного воздуха -25 °С, тепловые насосы Fujitsu серии Nordic имеют коэффициент энергоэффективности COP, равный 2,147. Это означает, что в сильный мороз Fujitsu Nordic производит свыше 2 кВт тепловой энергии, потребляя из электросети всего 1 кВт. Не менее впечатляющие результаты продемонстрировали тепловые насосы Cooper&Hunter в ходе тестирования финской компании “TM Rakennusmaailma”.

    Принцип теплового насоса применяется давно, это и холодильники и кондиционеры, но только с появлением современных тепловых насосов “воздух-воздух” стало возможным экономичное отопление загородного дома без газа и других традиционных видов топлива.

    Конструкция наружного блока теплового насоса “воздух-воздух”

    Среди представленного сегодня на рынке оборудования для экономного отопления дома зимой, безусловными лидерами по энергоэффективности, надежности и отношению цены и качества являются тепловые насосы “воздух-воздух” Cooper&Hunter и Fujitsu.

    Приняли решение купить тепловой насос “воздух-воздух”? Есть сомнения или нужна консультация – звоните или оставьте заявку на сайте, наши специалисты ответят на все интересующие вопросы.

    Реальный опыт эксплуатации теплового насоса «воздух-вода»

    Постоянный рост цен на энергоносители заставляет собственников загородной недвижимости задуматься, как сократить затраты на отопление. Один из вариантов — построить утеплённый дом с минимальными теплопотерями. Второй шаг — смонтировать низкотемпературную систему отопления. Третье — нагреть теплоноситель тепловым насосом класса «воздух-вода». На первый взгляд кажется, что это — неоправданно дорогое решение, а воздушный тепловой насос будет неэффективно работать зимой. Проверим, так ли это, на примере пользователей FORUMHOUSE, которые установили в доме тепловые насосы.

    • Отопление зимой тепловым насосом «воздух-вода» — миф или реальность
    • Сколько тепла вырабатывает тепловой насос «воздух-вода» при отрицательных температурах
    • Выводы и рекомендации

    Тепловой насос «воздух-вода» — реальные факты

    Этот вид теплового оборудования вызывает массу споров. Пользователи делятся на два лагеря. Одни считают, что, для отопления дома, ничего лучше не придумано. Другие полагают что, из-за дороговизны тепловых насосов (ТН) и суровых климатических условий во многих регионах РФ, первоначальные вложения не отобьются. Выгоднее положить деньги в банк, а, на полученные проценты, отапливать дом электричеством. Как всегда, истина посередине. Забегая вперёд скажем, что, в статье речь пойдёт только о тепловых насосах «воздух-вода». Сначала немного теории.

    Источники тепла для теплового насоса:

    Важный момент: Тепловой насос не производит тепло. Он перекачивает тепло из внешней среды к потребителю, но, чтобы тепловой насос функционировал, требуется электричество. Эффективность работы теплового насоса выражается в соотношении перекаченной тепловой энергии к потреблённой из электрической сети. Эта величина называется коэффициент трансформации теплоты COP (coefficient of performance). Если в технических характеристиках теплового насоса заявлено, что COP = 3, то, это означает, что ТН перекачает в три раза больше тепла, чем «возьмёт» электричества.

    Кажется, что вот оно, — решение всех проблем — условно говоря, потратив за один час 1 кВт электричества мы, за это время, получим 3 киловатт-часа тепла для системы отопления. В действительности, т.к. речь идёт о воздушных тепловых насосах с внешним блоком, установленным снаружи дома, коэффициент трансформации за отопительный сезон будет варьироваться в зависимости от температуры на улице. В сильные морозы (-25 — -30 °C и ниже) СОР воздушника падает до единицы.

    Это останавливает загородных жителей от установки тепловых насосов «воздух-вода» — оборудования, в котором перекаченное тепло используется для нагрева жидкого теплоносителя. Люди считают, что для наших условий — не южных регионов страны, лучше всего подходят геотермальные тепловые насосы с закопанным в землю грунтовым теплообменником — системой труб, уложенных горизонтально или вертикально.

    Я часто сталкиваюсь с мифом, что тепловой насос «воздух-вода» неэффективен в морозы, а вот геотермальный ТН — самый то. Сравните коэффициент трансформации теплоты оборудования весной. Геотермальный контур после зимы истощен. Хорошо если там температура около 0 градусов. А вот воздух уже достаточно прогрет. Потребность в тепле уменьшается, но не пропадает летом, т.к. горячее водоснабжение нужно круглый год. Геотермальные ТН отлично подходят для регионов с суровой зимой и длительным отопительным периодом. Для Южного федерального округа и Московской области ТН «воздух-вода» показывает сравнимый с геотермальником среднегодовой СОР.

    Можно ли дешево отопить загородный дом зимой тепловым насосом «воздух-вода»

    Я инженер. С 2003 года профессионально занимаюсь промышленными холодильниками и климатическими системами и поэтому в теме ТН. В феврале 2017 года я купил дом без внутренней отделки в пригороде Воронежа. Встал вопрос, как отопить коттедж. Была возможность за 400 тыс. руб. завести на участок магистральный газ. Но я выбрал тепловой насос «воздух-вода». На покупку потратил 8 тыс. евро и ничуть не жалею об этом.

    Прежде, чем рассказать об эксплуатационных затратах Bavares36 и выгоде использования теплового насоса, опишем, а это важно знать, конструктив дома:

    • Отапливаемая площадь двухэтажной «коробки» 130 кв. м.
    • «Пирог» стен — панели из арболита толщиной 3.5 см, монолитный сердечник цемент + опилки — 25 см, несъёмная опалубка — пенопласт толщиной 9 см, отделка — декоративная штукатурка 0.5 см. Итого: общая толщина стены – 38 см.
    • Перекрытие второго этажа деревянное.
    • Крыша утеплена пенопластом толщиной 14 см.
    • В доме, на первом и втором этаже, установлены большие окна в пол.
    1. Отопление.
    • На первом этаже дома смонтировано 8 контуров низкотемпературной системы отопления — тёплый пол (6 контуров) и теплые стены (2 контура).
    • На втором этаже 6 отопительных контуров. Два контура теплых стен. Теплый пол в ванной и три контура в комнатах.
    1. Система ГВС.
    • В доме два санузла. Водопотребители — ванная, душ + мойка на кухне.
    • В системе ГВС стоит циркуляционный насос.
    • Дополнительно в доме, в санузлах, установлены полотенцесушители.
    Читать еще:  Отопление дома самый экономный способ

    Для теплоснабжения дома используется тепловой насос «воздух-вода». Оборудование смонтировано и запущено 5 октября 2017 года. Важный нюанс! У ТН «воздух-вода» основная цена приходится на внутренний блок, т.к. в нём находятся: ТЭНы для нагрева воды для ГВС и для дополнительного нагрева теплоносителя в сильные морозы, теплоаккумулятор и прочее оборудование.

    Переходим к цифрам. За шесть месяцев отопительного сезона Bavares36 потребил, по данным выделенного на ТН электросчётчика, электроэнергии:

    • октябрь – 1000 кВт*ч;
    • ноябрь -1000 кВт*ч;
    • декабрь – 1000 кВт*ч;
    • январь – 1700 кВт*ч;
    • февраль – 1900 кВт*ч;
    • март – 1900 кВт*ч.

    Итого, общее потребление, с октября по март, составило 8500 кВт*ч. Тариф на электроэнергию – 2.52 руб. за 1 кВт*ч. Теперь считаем сколько заплатил пользователь за отопительный сезон включая ГВС: 8500х2.25= 21420 рублей.

    За теплый период (с апреля по сентябрь включительно) счетчик теплового насоса «намотал» порядка 2500 киловатт-часов. Т.е. — 6300 руб. Итого, за календарный год, затраты на отопление и горячее водоснабжение – 27720 рублей. Я считаю, что тепловой насос «воздух-вода» отлично подходит для моих климатических условий. ТЭНы подключались периодически, при большом потреблении воды и при морозах -25 градусов Цельсия. А это всего две недели за зиму.

    Для полноты картины приведём наблюдения пользователей портала, также эксплуатирующих тепловые насосы «воздух-вода».

    У меня дом площадью 250 кв. м построенный из газобетона. Толщина газосиликатных блоков – 300 мм. Стены снаружи утеплены каменной ватой толщиной 10 см и оштукатурены. На первом этаже смонтированы теплые полы. Установленная температура +23 °C. На втором этаже радиаторы. Температуру выставил +24 °C.

    Сначала пользователь отапливал дом электрокотлом мощностью 24 кВт. Потом, коттеджей в поселке стало больше, и начались проблемы с подачей электричества. Vovanadm поставил твердотопливный котел мощностью 30 кВт. Но ему быстро надоело быть кочегаром. В итоге пользователь установил тепловой насос «воздух-вода». Почему? Не нужно копать или бурить землю на участке под грунтовый теплообменник. ТН потребляет 2.35 кВт в час. СОР в отопительный сезон 3. Это дешевле, чем отапливать дом электричеством. Далее пользователь хочет перейти на дневной-ночной тариф. Ниже прилагаются фото со смонтированной системой и потреблёнными киловатт-часами с конца сентября по конец октября.

    Тепловой насос воздух-вода для отопления дома

    Воздушные тепловые насосы относятся к категории современного оборудования, использующего в работе альтернативные источники энергии. Источником тепла для них является окружающая нас атмосфера. Расходуя 1 кВт электроэнергии при помощи этих установок можно получить 4 кВт тепловой энергии. При этом они абсолютно безопасны экологически и не требуют сжигания топлива.

    Важно! Если Вы хотите использовать эту систему в качестве альтернативы газовому отоплению, учтите, что теплотворность 1 кВт электроэнергии равна теплу, вырабатываемому 0.11 м 3 природного газа. Более подробно о количестве энергии, выделяемой различными материалами, можно посмотреть в этой таблице.

    Виды тепловых насосов

    Существуют два вида установок. В одном тепловая энергия атмосферного воздуха передается для нагрева жидкого теплоносителя в системе отопления и горячей воды для хозяйственных нужд. В другом случае нагревается непосредственно воздух внутри помещения, без возможности нагрева горячей воды, это принцип называется воздух-воздух.

    Кроме атмосферных существуют геотермальные и гидротермальные тепловые насосы. В их работе тепло отбирается из пробуренной скважины или водоема. Однако дополнительные расходы, связанные с бурением, защитой от коррозии, обеспечением электробезопасности и заиливанием, существенно усложняют монтаж и увеличивают сумму капитальных затрат.

    Системы тепловых насосов воздух-вода являются самым оптимальным вариантом по надежности, уровню комфорта и стоимости. При этом имеют большой эксплуатационный срок.

    Принцип работы насоса воздух-вода

    Как уже было сказано, основным источником тепловой энергии для установок этого типа является атмосферный воздух. В принципиальной основе работы воздушных насосов лежит физическое свойство жидкостей к поглощению и отдаче тепла во время фазового перехода из жидкого состояния в газообразное, и обратно. В результате смены состояния выделяется температура. Система работает по принципу холодильника наоборот.

    Для эффективного использования этих свойств жидкости легкокипящий хладагент (фреон, хладон) циркулирует по замкнутому контуру в конструкцию которого входят:

    • компрессор с электроприводом;
    • обдуваемый вентилятором испаритель;
    • дроссельный (расширительный) клапан;
    • пластинчатый теплообменник;
    • медные или металлопластиковые циркуляционные трубки, соединяющие основные элементы схемы.

    Движение хладагента по контуру осуществляется благодаря давлению, развиваемому компрессором. Для снижения тепловых потерь трубы покрываются теплоизоляционным слоем из искусственного каучука или вспененного полиэтилена с защитным металлизированным покрытием. В качестве хладагента используют хладон или фреон, способный закипать при отрицательной температуре и не замерзающий до -40°C.

    Весь процесс работы состоит из следующих последовательных циклов:

    1. В радиаторе испарителя находится жидкий хладагент, температура которого ниже, чем у наружного воздуха. Во время активного обдува радиатора тепловая энергия от низко потенциального воздуха передается хладону, который закипает и переходит в газообразное состояние. При этом его температура повышается.
    2. Подогретый газ поступает в компрессор, где в процессе сжатия еще более нагревается.
    3. В сжатом и разогретом состоянии пары хладагента подаются в пластинчатый теплообменник, где по второму контуру циркулирует теплоноситель системы отопления. Поскольку температура теплоносителя значительно ниже, чем у разогретого газа, фреон активно конденсируется на пластинах теплообменника, отдавая тепло в систему отопления.
    4. Охлажденная парожидкостная смесь поступает на дроссельный клапан, который пропускает к испарителю только охлажденный жидкий хладагент с низким давлением. После чего весь цикл повторяется.

    Для увеличения эффективности теплоотдачи трубки на испарителя навито спиральное оребрение. Расчет системы отопления, выбор циркуляционных насосов и другого оборудования должен учитывать гидравлическое сопротивление и коэффициент теплопередачи пластинчатого теплообменника установки.

    Видео обзор устройства системы и ее работы

    Инверторные тепловые насосы

    Наличие инвертора в составе установки позволяет обеспечить плавный пуск оборудования и автоматическое регулирование режимов в зависимости от температуры наружного воздуха. Это позволяет максимально повысить эффективность работы теплового насоса за счет:

    • достижения КПД на уровне 95-98%;
    • снижения потребления энергии на 20-25%;
    • минимизации нагрузок на электрическую сеть;
    • увеличения сроков эксплуатации установки.

    В результате температура внутри помещений стабильно поддерживается на одном уровне, не зависимо от изменения погоды. При этом наличие инвертора в комплекте с автоматизированным блоком управления обеспечит не только зимний обогрев, но и подачу охлажденного воздуха летом при жаркой погоде.

    В то же время следует учесть, что наличие дополнительного оборудования всегда влечет за собой его удорожание и увеличение срока окупаемости.

    Работа системы отопления от такого насоса

    Принцип работы самой установки был описан выше. В результате ее происходит нагрев теплоносителя во втором контуре теплообменника, который и будет служить в дальнейшем источником тепла для обогрева здания или отдельных помещений.

    Классическим вариантом распределения нагретого теплоносителя является соединение теплообменника двумя отдельными линиями к распределительной гребенке и водонагревательному бойлеру. К гребенке в свою очередь подключаются отопительные приборы, теплые полы и другое оборудование. Такое распределение необходимо из-за различных режимов работы систем горячего водоснабжения и отопления.

    Линейка тепловых насосов воздух-вода определяет мощности установок от 2 до 120 кВт, что позволяет выбрать оборудование для отопления и горячего водоснабжения жилого дома любой площади.

    Режим подачи холодного воздуха

    Конструкция тепловых насосов позволяет не только обогревать дом зимой, но и обеспечить подачу охлажденного воздуха в жаркие дни летом. Для этого циркуляция хладагента запускается по обратному циклу. Однако, охлаждение отопительных приборов не обеспечит необходимый эффект поскольку опускающийся вниз холодный воздух не сможет создать комфортных условий по всему объему помещения. Поэтому для того чтобы использовать установку воздух-вода для кондиционирования потребуется наличие обдуваемого вентилятором конвектора.

    Кроме этого в циркуляционный контур дополнительно устанавливают 4-ходовой клапан, второй дроссельный клапан и 2 линии труб. При переключении клапана закрывается линия в направлении «зимнего» дросселя и открывается в сторону «летнего», и охлажденный теплоноситель подается на конвектор. Подогрев горячей воды так же будет отключен.

    Стоимость такого усовершенствования с учетом дополнительного оборудования, материалов и работ может быть вполне сравнима со стоимостью кондиционера. Поэтому в большинстве случаев будет вполне разумным отказаться от эксплуатации в сплит-режиме, а просто купить климатическую установку.

    Преимущества и недостатки

    зависимость от стабильного электроснабжения.

    Достоинства Недостатки
    экономически выгодный тип отопительного оборудования с минимально возможными капиталовложениями и эксплуатационными затратами сложную схему подключения для работы в режиме охлаждения воздуха
    возможность одновременного обогрева помещений и приготовления горячей воды для хозяйственных нужд непропорциональный рост расхода электроэнергии при понижении наружной температуры
    наличие высокотемпературных моделей, способных обеспечить стабильную работу теплых полов, фанкойлов и конвекторов вероятная остановка отопления при температуре наружного воздуха ниже -25°C
    высокую энергоэффективность оборудования на уровне А+++ наличие шумового фона во время работы
    возможность совместной работы с отопительными котлами
    автоматизированное управление оборудованием
    простой монтаж и обслуживание
    возможность работы на аккумулятор тепла позволяет более экономно расходовать электроэнергию с учетом тарифов по времени суток

    Большинство моделей прекрасно работают до температуры наружного воздуха -15°C. При дальнейшем похолодании эффективность системы резко снижается. Это связано с такой технической характеристикой, как точка кипения хладагента. Для наиболее распространенных марок она находится в пределах от -20°C до -35°C. При меньшей температуре воздуха хладагент перестает закипать в испарителе и работа системы прекращается. Поэтому для жилых домов и коттеджей в холодной климатической зоне необходимо наличие дополнительного котла или камина.

    Блок испарителя может быть установлен на опорах возле земли или на стене здания. Для защиты от шума работающего компрессора второй блок рекомендуется устанавливать в отдельном помещении, в подвале или на чердаке. При этом необходимо принимать рекомендуемое изготовителями расстояние между блоками не более 10 метров.

    После этого блоки соединяются между собой металлопластиковыми или медными трубками в усиленной тепловой изоляции с фольгированной защитой. На последнем этапе монтажа ко второму контуру пластинчатого теплообменника подключают трубы системы отопления и подводят линию электроснабжения.

    Популярные изготовители, обзор цен

    Тепловые насосы воздух-вода на российском рынке продает более 20 различных компаний из Европы, Японии, Южной Кореи и Китая. В числе наиболее популярных можно назвать:

    Простые и доступные по цене, но менее комфортные и надежные бюджетные модели изготавливают Neoclima и Tosot.

    Тепловые насосы концерна Mitsubishi Electric отличаются самым оптимальным соотношением цены, качества и удобного пользования. Внешние блоки работают без потери тепловой мощности до температуры -15°C и компания гарантирует подачу тепла при похолодании до -28°C. Стоимость данного оборудования начинается от 10000 долларов.

    Читать еще:  Современные радиаторы отопления: алюминий или биметалл?

    Бытовая серия Zubadan этого же производителя и полупромышленная Mr.Slim включают широкий ряд моделей мощностью от 2,8 до 34,6 кВт. Варианты установки: подвесной, настенный или напольный. Используются для отопления жилых домов, офисов, небольших магазинов и мастерских.

    Торговый бренд Cooper&Hunter представлен на рынке большим количеством моделей, входящих в 7 бытовых серий и 2 промышленные. Это американская компания, но ее производство расположено в Китае. Мощность предлагаемого оборудования от 2,5 до 112 кВт. Все установки:

    • рассчитаны на устойчивую эксплуатацию в диапазоне температур наружного воздуха от -25°C до +40°С (у некоторых моделей больше);
    • специально адаптированы для использования в северных странах Европы;
    • имеют специальную защиту от обмерзания;
    • нечувствительны к перепадам напряжения в диапазоне 110-260 Вольт;
    • отличаются малым уровнем шума во время работы;

    При выборе теплового насоса не следует искать самый дешевый вариант, поскольку обычно такие установки имеют низкое качество изготовления слабые технические характеристики и непродолжительный срок эксплуатации. Однако и слишком высокая стоимость зачастую бывает не оправдана. Лучшее решение всегда где-то посередине.

    Солнечный коллектор, или гелиосистема, оборудование, предназначенное для использования в качестве альтернативных источников энергии. Такие системы давно используют во многих странах .

    Одним из видов твердотопливных, как правило водонагревательных, котлов являются пиролизные, или газогенераторные установки. В этой статье мы рассмотрим принцип их .

    Энергию ветра люди научились использовать давно, тысячи лет уже известны ветряные мельницы и парусные системы. Она бесконечна и экологична, поэтому .

    Тепловые насосы это инженерные системы, предназначенные для переноса тепловой энергии из места с низкой температурой окружающей среды к месту с .

    Тепловой насос «воздух-воздух» — отопление при морозе -20°С

    Обновлено: 10 марта 2020

    Одним из наиболее простых и доступных видов тепловых насосов является система «воздух-воздух», относительно недорогая и простая в установке и эксплуатации. Устройства такого типа получили широкое распространение благодаря своей универсальности и большим возможностям, ценовой доступности. Эффективность и надежность систем «воздух-воздух» заслуживают подробного изучения. Работу теплового насоса «вода-вода» мы рассмотрели в этой статье, а «воздух-вода» в этой.

    Тепловой насос «воздух-воздух» для дома

    Системы «воздух-воздух» наиболее известны широкому пользователю как кондиционеры (точнее, сплит-системы). Несмотря на обилие названий, речь идет об одном и том же устройстве, в основе конструкции которого лежит использование цикла Карно. Он описывает процессы, проходящие при последовательном испарении жидкости, сильном сжатии полученного газа, конденсировании и повторного образования жидкости. Во время сжатия температура газа сильно повышается, а при испарении жидкости — понижается. Эти два явления используются в холодильниках, кондиционерах и тепловых насосах, только в двух первых случаях полезным продуктом служит холод, а в последнем — тепло.

    Принципы работы

    Основу конструкции ТН «воздух-воздух» составляет замкнутый контур, заполненный хладагентом (фреоном). Этот контур состоит из двух частей, испарителя и конденсатора. В испарителе жидкий фреон переходит в газообразное состояние, активно отбирая у окружающей среды тепловую энергию. Полученный газ подается в компрессор, где сильно сжимается, отчего его температура повышается. Из компрессора горячий газ переходит в конденсатор, где переходит в жидкую фазу. После этого фреон пропускается через понижающий клапан и поступает в испаритель, и весь цикл повторяется снова.

    Испаритель и конденсатор параллельно выполняют функцию теплообменников. На испаритель подается воздушный поток, взятый снаружи. Тепловая энергия при этом передается холодному газообразному фреону, позволяя ему высвободить ее при сжатии. На конденсатор также подается поток воздуха, но уже изнутри помещения. Обдувая горячий теплообменник, воздух набирает температуру и обогревает помещение.

    Таким образом, для работы теплового насоса типа «воздух-воздух» требуется только замкнутый контур с фреоном и два вентилятора, что значительно упрощает и удешевляет конструкцию в сравнении с другими разновидностями тепловых насосов. Если надо охлаждать помещение, то внутрь подается воздух из испарителя, а поток с конденсатора выводится наружу.

    Достоинства и недостатки

    К достоинствам воздушных тепловых насосов можно отнести:

    • универсальность. Система может охлаждать или нагревать помещение без каких-либо изменений или сложной перенастройки
    • экологическая чистота. Для работы системы не требуется углеводородного топлива, не используются опасные для окружающей среды вещества
    • простота конструкции. Установка приобретенного теплового насоса не составляет никакого труда
    • возможность самостоятельного изготовления
    • эффективность. Воздушное отопление быстро нагревает помещение и обладает низкой инерцией, что позволяет при необходимости быстро его охладить
    • экономичность. Расходы на электропитание компрессора и вентиляторов многократно окупаются
    • низкие цены. В сравнении с другими типами тепловых насосов, этот вариант самый дешевый
    • пожарная безопасность

    Имеются и недостатки:

    • необходимость использования электроэнергии, причем, перебоев питания система не переносит
    • результат работы напрямую связан с внешней температурой воздуха, что снижает устойчивость и вынуждает постоянно регулировать режим работы
    • постоянное присутствие мелкой пыли и взвеси из-за активной конвекции воздуха
    • небольшой, но заметный звуковой фон при работе системы

    Тепловые насосы «воздух-воздух» работают до тех пор, пока наружная температура не опустится ниже -20°С (по другим данным, до -10°С — в зависимости от конкретной модели). После этого приходится переходить на другую систему отопления, которую обязательно надо иметь для подобных ситуаций. В условиях России такая зависимость значительно снижает интерес пользователей, поскольку зимние температуры в некоторых регионах намного ниже.

    Расчет мощности установки

    Выполнять расчет теплового насоса самостоятельно не рекомендуется. Надо использовать массу специальных данных, коэффициентов и прочих значений, пользоваться которыми в состоянии только специалисты. Если требуется рассчитать систему, надо обращаться к профессионалам. Они имеют опыт и знания, которые необходимы в этом деле.

    Работа в -20°С

    Что купить? Топ-5 лучших производителей насосов

    Выбор теплового насоса типа «воздух-воздух» производится на основе учета площади дома, высоты потолков, материала и прочих параметров. Основным значением, на основании которого производится выбор, является отапливаемая площадь, поскольку от ее величины зависит мощность теплового насоса. Остальные показатели являются уточняющими, их надо учитывать при выборе, чтобы не допускать ошибок.

    Рекомендовать конкретные модели можно только для определенного дома. Для того, чтобы сориентировать пользователя, можно лишь посоветовать наиболее надежных производителей. Рассмотрим самые популярные фирмы, занимающиеся изготовлением тепловых насосов типа «воздух-воздух»:

    Mitsubishi Electric

    Компания является признанным лидером среди производителей воздушных тепловых насосов

    Fujitsu General LTD

    Особенно выделяется серия GENERAL NORDIC, состоящая из широкого ряда моделей тепловых насосов для помещений разной величины

    Шведская фирма, занимающая прочные позиции на европейском рынке производителей тепловых насосов. Отличается удачным сочетанием качества и стоимости оборудования

    Danfoss

    Фирма из Дании, страны, где использование воздушных теплонасосов распространено весьма широко

    Vitocal

    Немецкая фирма, поддерживающая традиции качества, точности и надежности оборудования

    Рассмотрены наиболее солидные компании, чья продукция не нуждается в специальной рекламе. При этом, количество производителей очень велико. Для покупателей, ограниченных в финансовых возможностях, могут быть полезны изделия китайских или тайваньских компаний. Немалую долю на рынке занимает продукция российских фирм, устанавливающих более доступные цены, чем европейские компании.

    Цены на рекомендуемое оборудование

    Цены на тепловые насосы типа «воздух-воздух» могут быть разными. Это зависит от производителя, мощности комплекта, наличия дополнительных опций и т.д. Можно приобрести китайский теплонасос по цене от 60 000 руб., продукция европейских компаний стоит дороже — цены стартуют от 120 000 руб.

    Порядок цен гораздо ниже, чем на теплонасосы других типов, но и такие цены доступны далеко не всем.

    Стоимость установки

    Монтаж воздушного теплового насоса не представляет особой сложности, поэтому большинство пользователей производят его самостоятельно. Обращаться в специальный сервисный центр приходится только в случае приобретения дорогих моделей от известных европейских производителей, которые отказывают в гарантийном обслуживании, если установку производили не их специалисты. В таких ситуациях за установку приходится заплатить довольно заметные суммы, хотя расценки у всех разные и во многом зависят от региона. В остальных случаях монтаж производят самостоятельно, что практически не требует расходов.

    Как сделать тепловой насос «воздух-воздух» своими руками

    Высокие цены на приобретение и сервисное обслуживание тепловых насосов побуждают пользователей изготавливать устройства с нужными параметрами своими руками. Для этого надо обладать определенными навыками и знаниями, но для людей подготовленных такая задача не составляет значительных затруднений.

    Порядок действий состоит из трех этапов:

    • подготовка, приобретение всех материалов, деталей или готовых узлов конструкции
    • сборка теплового насоса
    • запуск, настройка

    Создание рабочего чертежа

    Первый этап требуется для того, чтобы обзавестись всеми необходимыми материалами, но основная задача — создание рабочего чертежа. Необходимо тщательно продумать конструкцию и способы соединения всех узлов и деталей, предусмотреть удобство обслуживания и ремонта, другие рабочие моменты. Опытные мастера рекомендуют приступать к работе только после прояснения всех неясных моментов, чтобы не действовать наобум.

    Сборка насоса

    Второй этап — собственно создание теплового насоса. Его конструкция состоит из двух теплообменников практически одинаковой конструкции, разница только в размерах змеевиков. Для создания змеевиков используется медная трубка, которую наматывают на трубу или любую оправку цилиндрической формы. Змеевики устанавливаются в кожухи, которые продуваются вентиляторами. Получается два теплообменника, действующих по принципу калорифера.

    • Один из них (испаритель) обдувается наружным воздухом, отдающим тепловую энергию.
    • Второй — конденсатор, по нему проходит горячий фреон.

    При обдуве потоком воздуха создается теплый поток, поступающий в жилые помещения.

    Между выходным патрубком испарителя и входным штуцером конденсатора устанавливается компрессор. Выход конденсатора и вход испарителя соединяются дросселем, обеспечивающим падение давления на испарителе. Если нет опыта создания холодильных систем, в этом вопросе следует обратиться к профессионалу.

    Монтаж таких систем требует обладания опытом и навыками, чтобы не пропустить важные моменты, обеспечивающие устойчивую и бесперебойную работу системы. Понадобится установка запорных вентилей, клапанов и прочих элементов, которые необходимы для заправки системы фреоном, ревизии, обслуживания и прочих работ.

    Запуск

    Третий этап состоит из пробного запуска, проверки работоспособности и настройки системы. Рекомендуется установить блок управления (подойдет блок от кондиционера), позволяющий регулировать работу системы во время эксплуатации. Все элементы теплового насоса следует спрятать в кожухи или корпуса, защищающие систему от механических повреждений и, в особенности, от обледенения.

    Корпус наружного блока рекомендуется утеплить и оборудовать системой оттаивания, так как конденсат, накапливающийся на змеевике испарителя, отсекает воздушный поток и снижает эффективность обдува.

    Обслуживание

    Обслуживание системы необходимо производить регулярно. Требуется очистка от пыли, осмотр соединений, в особенности — стыков трубок, фитингов и прочих элементов. Необходимо следить за состоянием вентиляторов, вовремя смазывать их и очищать лопасти от пыли, чтобы поток воздуха не уносил в жилое помещение мелкую взвесь из твердых частиц и пыли.

    Видео о монтаже

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector